序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨特的藝術(shù)，我們?yōu)槟鷾?zhǔn)備了不同風(fēng)格的5篇高分子化學(xué)的應(yīng)用，期待它們能激發(fā)您的靈感。

篇1

關(guān)鍵詞：教學(xué)；有機(jī)化學(xué)；高分子教學(xué)

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1002-7661（2013）34-001-01

高分子化學(xué)即研討聚合反應(yīng)原理以及聚合方式的學(xué)科體系，是有關(guān)高分子材料的專業(yè)性課程，其與有機(jī)化學(xué)緊密聯(lián)系，形成統(tǒng)一的高分子教學(xué)課程，幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中積極探討，增強(qiáng)其學(xué)科原理的討論，在有效完善授課質(zhì)量的同時，促進(jìn)我國化學(xué)教學(xué)更好的發(fā)展前景。本文將就有機(jī)化學(xué)在高分子化學(xué)教學(xué)中的實踐應(yīng)用，進(jìn)行深入分析，實現(xiàn)我國科學(xué)領(lǐng)域的不斷創(chuàng)新發(fā)展。

一、自由基組合方式

在高分子化學(xué)課程中有提到關(guān)于自由基聚合的鏈接成長反應(yīng)堆的內(nèi)容，其自由基分子結(jié)構(gòu)組合中會存在著兩種情況，即頭-尾相接和頭-頭相接，但其主要是以頭-尾相接為主。教學(xué)中采用電子效應(yīng)或者是位阻效應(yīng)對此類組合進(jìn)行解析其是不太容易被人接受的。雖然通過長期的學(xué)習(xí)，學(xué)生基本全面了解了詳盡的有機(jī)化學(xué)知識，但就實踐教學(xué)情況分析而言，經(jīng)過一段時間的停滯學(xué)習(xí)，學(xué)生會對之前所接受的知識感覺困惑、迷糊，甚至有可能完全忘記之前所涉及到的化學(xué)內(nèi)容，所以定期帶領(lǐng)學(xué)生回顧理論知識的學(xué)習(xí)是很有必要的。對于這種教學(xué)方法其實質(zhì)就是喚醒學(xué)生過往的學(xué)科知識，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，將其從自己所了解的、熟悉的知識體系中過渡到新知識內(nèi)容的學(xué)習(xí)中來，使新舊知識體系更好的聯(lián)系起來，在學(xué)習(xí)中實現(xiàn)師生的互動交流，幫助學(xué)生加深學(xué)科記憶，從而更好的實現(xiàn)課堂教學(xué)效果。

立體效應(yīng)即位阻效應(yīng)，是單體中的雙鍵兩個端點中的一個連接兩個相同類型的氫原子，對于另外一個端點則應(yīng)有效連接一個氫原子和一個取代基，這樣可以明顯看出由兩個氫原子構(gòu)造而成的那一端口位阻較小，所以自由基會優(yōu)先選擇侵入這一端口，幫助其建立頭-尾相連的自由基形式。同時對于電子效應(yīng)而言，在有機(jī)化學(xué)課程匯總中所涉及的關(guān)于自由基穩(wěn)定性的探討順序具體是叔碳自由基較仲碳自由基穩(wěn)定性較強(qiáng)，而仲碳自由基較伯碳自由基穩(wěn)定性較強(qiáng)。這一系列穩(wěn)定性反應(yīng)都是受超共軛效應(yīng)所控制的。在特殊情況下，教學(xué)人員會發(fā)現(xiàn)當(dāng)自由基上的有苯基上有π鍵的取代基時，會在一定程度上發(fā)生p-π共軛效應(yīng)，幫助自由基實現(xiàn)更強(qiáng)的穩(wěn)定性能。只有有效的加強(qiáng)自由基的穩(wěn)定性，才能更好的促成自由基的形成，實現(xiàn)其從頭到尾的連接方式。通過此類易于讓學(xué)生接受的方式教學(xué)，可以有效提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率，提高其科研質(zhì)量。

二、縮聚的副反應(yīng)

在化學(xué)教程中有關(guān)于縮聚和逐步聚合中有提到關(guān)于縮聚的副反應(yīng)，其副反應(yīng)的作用大體上涵蓋了消除、環(huán)化、鏈交換反應(yīng)以及化學(xué)降解等。詳細(xì)論述可以得出：第一，消除反應(yīng)。在消除反應(yīng)試驗中，聚合反應(yīng)的有效開展是受官能團(tuán)化學(xué)作用影響的，其分解頭里作用能在一定程度上阻礙聚合效應(yīng)，在這之間最具代表性的要屬脫羧反應(yīng)了。針對于這一部分化學(xué)知識的講解可以采用開放式提問法進(jìn)行課堂教學(xué)，幫助學(xué)生回憶有關(guān)有機(jī)羧酸脫羧的課程，運用靈活的提問方式，如何種情況，何種結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生自由基脫羧效應(yīng)。第二，環(huán)化反應(yīng)。環(huán)化反應(yīng)阻礙聚合反應(yīng)的產(chǎn)生，環(huán)化與開環(huán)是兩個不同層面的逆反應(yīng)，相對而言，五、六元環(huán)化合物質(zhì)是比較而言是相對穩(wěn)定的，容易形成自由基。化學(xué)教學(xué)中成環(huán)原因是有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)中的重點內(nèi)容，是高分子化學(xué)學(xué)習(xí)中學(xué)生應(yīng)重點把握的。第三，鏈交換反應(yīng)。在縮聚反應(yīng)副反應(yīng)中，鏈交換反應(yīng)的發(fā)生會在一定程度上縮小聚合物質(zhì)的分散程度，其一般作用與兩個大體分子鏈間的副反應(yīng)。比如PET和尼龍共同加熱，可以幫助其實現(xiàn)鏈的交換過程，從而形成了銜接式的聚酯一聚酰胺物質(zhì)。第四，化學(xué)降解。在高分子鏈接中，其化學(xué)降解效應(yīng)可以降低聚合物質(zhì)聚合程度。比如，在PET和尼龍化化合反應(yīng)過程中，其具體化合物質(zhì)成分中的PET即酯基或者是尼龍成分即酰胺基相對而言容易與水、羧酸等化合物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，其實質(zhì)性的理解即在有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)中所遇到的羧酸類進(jìn)行化合反應(yīng)后所產(chǎn)生的衍生物質(zhì)，具體而言即水的分解反應(yīng)、醇的分解反應(yīng)、酸的分解反應(yīng)以及胺的分解反應(yīng)等。

在有機(jī)化學(xué)根本性理論知識體系中，其相關(guān)化學(xué)知識內(nèi)容有效的反映在高分子化學(xué)體制中的各個方面。如果能在高分子化學(xué)日常教學(xué)過程中，循序善誘，幫助學(xué)生更好的回顧有機(jī)化學(xué)知識要點，通過就的所學(xué)知識體系的牢固掌握將其運用到新的化學(xué)知識的學(xué)習(xí)中，實現(xiàn)學(xué)生思維的開拓與創(chuàng)新，從而指導(dǎo)學(xué)生更好的學(xué)習(xí)科學(xué)知識。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳 靜.侯文華.高分子化學(xué)教學(xué)中有機(jī)化學(xué)知識的融通實踐[J].大學(xué)化學(xué)，2013（3）.

篇2

【關(guān)鍵詞】高分子；化學(xué)；發(fā)展；方向

中圖分類號： F407 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

一、前言

我國高分子化學(xué)一直都是我國發(fā)展的重點，這項技術(shù)對于很多相關(guān)產(chǎn)業(yè)非常有幫助，高分子化學(xué)是高分子材料的研究基礎(chǔ)，已經(jīng)涉及到了機(jī)械行業(yè)，建筑行業(yè)等多個行業(yè)，因此發(fā)展高分子化學(xué)對于我國高分子材料行業(yè)是非常有幫助的。

二、現(xiàn)如今高分子化學(xué)的發(fā)展情況和應(yīng)用范圍

自從20世紀(jì)到現(xiàn)在，隨著工業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展，天然資源已經(jīng)露出了疲態(tài)，科學(xué)家們已經(jīng)開始使用高分子化學(xué)進(jìn)行材料的合成。有數(shù)字表明，在之前的40年中，使用材料的速度正在以每10年五倍增長，人類三大合成材料，其中包括塑料、橡膠、纖維，在使用過程中表現(xiàn)出了令人驚訝的增長速度。新型的材料，特別表現(xiàn)在合成材料，在工業(yè)、建筑、農(nóng)業(yè)、電子技術(shù)方面都被廣泛使用，極大的支撐著人類的日常生活，是使國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的必要動力源泉。

相對分子質(zhì)量和物質(zhì)的性質(zhì)是密切相關(guān)的，是決定物質(zhì)性質(zhì)的一個重要因素。只有相對分子質(zhì)量高的化合物才有一定的機(jī)械力學(xué)性能，才能作為材料使用。例如乙烷、辛烷、廿烷、聚乙烯、超高分子量聚乙烯，都是直鏈的烷烴化合物，但是分子量變化很大，其機(jī)械力學(xué)性能因而也有極大的區(qū)別。

三、高分子化學(xué)與高科技的結(jié)合

當(dāng)今社會，人們將能源、信息和材料并列為新科技革命的三大支柱，而材料又是能源和信息發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。自從合成有機(jī)高分子材料的那一天起，人們始終在不斷地研究、開發(fā)性能更優(yōu)異、應(yīng)用更廣泛的新型材料，來滿足計算機(jī)、光導(dǎo)纖維、激光、生物工程、海洋工程、空間工程和機(jī)械工業(yè)等尖端技術(shù)發(fā)展的需要。高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向發(fā)展，出現(xiàn)了許多產(chǎn)量低、價格高、性能優(yōu)異的新型高分子材料。

隨著生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，許多具有特殊功能的高分子材料也不斷涌現(xiàn)出來，如分離材料、光電材料、磁性材料、生物醫(yī)用材料、光敏材料、非線性光學(xué)材料等等。功能高分子材料是高分子材料中最活躍的領(lǐng)域，下面簡單介紹特種高分子材料：功能高分子是指當(dāng)有外部刺激時，能通過化學(xué)或物理的方法做出相應(yīng)反應(yīng)的高分子材料；高性能高分子則是對外力有特別強(qiáng)的抵抗能力的高分子材料。它們都屬于特種高分子材料的范疇；特種高分子材料是指帶有特殊物理、力學(xué)、化學(xué)性質(zhì)和功能的高分子材料，其性能和特征都大大超出了原有通用高分子材料（化學(xué)纖維、塑料、橡膠、油漆涂料、粘合劑）的范疇。

第一，力學(xué)功能材料：強(qiáng)化功能材料，如超高強(qiáng)材料、高結(jié)晶材料等；)彈材料，如熱塑性彈性體等。

第二，化學(xué)功能材料：分離功能材料，如分離膜、離子交換樹脂、高分子絡(luò)合物等；反應(yīng)功能材料，如高分子催化劑、高分子試劑；生物功能材料，如固定化酶、生物反應(yīng)器等。

第三，生物化學(xué)功能材料：人工臟器用材料，如人工腎、人工心肺等；高分子藥物，如藥物活性高分子、緩釋性高分子藥物、高分子農(nóng)藥等；生物分解材料，如可降解性高分子材料等。

可以預(yù)計，在今后很長的歷史時期中，特種與功能高分子材料研究將代表了高分子材料發(fā)展的主要方向。

四、高分子材料化學(xué)的應(yīng)用

材料是人類社會文明發(fā)展階段的標(biāo)志，是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。它是指經(jīng)過某種加工，具有一定結(jié)構(gòu)、組分和性能，并可應(yīng)用于一定用途的物質(zhì)。上世紀(jì)半導(dǎo)體硅、高集成芯片、高分子材料的出現(xiàn)和廣泛應(yīng)用，把人類由工業(yè)社會推向信息和知識經(jīng)濟(jì)社會。可以說某一種新材料的問世及其應(yīng)用，往往會引起人類社會的重大變革，材料是人類文明的重要標(biāo)志。如果說現(xiàn)在人人離不開高分子材料，家家離不開高分子材料，處處離不開高分子材料，是一點也不過分的。高分子化合物的最主要的應(yīng)用是以高分子材料的形式出現(xiàn)的，高分子材料包括了塑料、纖維、橡膠三大傳統(tǒng)合成材料，另外許多精細(xì)化工材料也都是高分子材料。

第一，塑料：一類是通用塑料，如容器、管道、家具、薄膜、鞋底與泡沫塑料等等；另一類叫工程塑料，其強(qiáng)度大，如汽車零部件、保險杠、洗衣機(jī)內(nèi)的滾筒、電器的外殼等。

第二，纖維：人們開發(fā)出聚酯、尼龍、腈綸、維尼綸等高分子化合物，通過不同的加工，生產(chǎn)出了各種纖維制品，極大地滿足著人類的需要。

第三，橡膠：天然橡膠的種類和品質(zhì)都受到很大的限制，于是科學(xué)家們不斷開發(fā)出了各種人造橡膠，如丁苯橡膠、丁腈橡膠、乙丙橡膠、氟橡膠、硅橡膠等。

第四，精細(xì)化工：比如使得我們的世界變得豐富多彩的各種涂料產(chǎn)品，如家具漆、內(nèi)外墻乳膠漆、汽車漆、飛機(jī)漆等。女孩子用的指甲油，使牙齒變白的增白劑也都是涂料。還有萬能膠、建筑用膠、醫(yī)用膠、結(jié)構(gòu)膠等黏合劑，以及各種吸水樹脂等都是高分子產(chǎn)品。

五、高分子化學(xué)的發(fā)展方向

1、使地球更加綠色化

在現(xiàn)在很多工業(yè)發(fā)達(dá)的城市，天空中都會飄著非常濃郁的黑煙，對人們的日常生活有非常嚴(yán)重的污染。綠色，在現(xiàn)在被認(rèn)為是沒有污染、再生性或者可以循環(huán)使用。在沒有污染方面，我們需要做的就是減少工業(yè)廢棄物的排放、相對的減少污染源。現(xiàn)在的情況表明，化學(xué)行業(yè)中具有污染和治理兩個方面的性質(zhì)，可以對綠色使用材料進(jìn)行研究，也可以繼續(xù)對環(huán)境造成惡化。例如：在研制的過程中使用的催化劑、溶解劑、中間物品等，在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣、廢渣、廢棄液體等都是對環(huán)境造成影響的主要元兇，若長期的進(jìn)行排放，會對環(huán)境造成嚴(yán)重的影響，甚至?xí)?dǎo)致不可逆轉(zhuǎn)的事情發(fā)生。

2、減少的自然資源的使用依賴

目前研究的高分子合成材料對石油具有很強(qiáng)的依賴性，眾所周知，石油是經(jīng)過地球非常漫長孕育才出現(xiàn)的，另外，石油也是現(xiàn)如今人類社會非常重要的能源，石油資源現(xiàn)在正在快速的減少，而且不能快速的進(jìn)行補(bǔ)充，所以人們現(xiàn)在非常急切的找到可以代替石油使用的資源，這已經(jīng)成為現(xiàn)在高分子化學(xué)研究中非常重要的課題。在對物質(zhì)中原子和分子的比率進(jìn)行調(diào)節(jié)，對物質(zhì)的微觀特性、宏觀特性以及表面性質(zhì)進(jìn)行加強(qiáng)控制，也許這種物質(zhì)就會滿足一些行業(yè)的使用要求，當(dāng)這種情況出現(xiàn)的時候就可以把這種物質(zhì)作為材料使用。所以，在對材料進(jìn)行配置的時候就會減少對不可再生資源的依賴程度，并對使用材料和環(huán)境進(jìn)行相互協(xié)調(diào)，這是現(xiàn)如今化學(xué)研究當(dāng)中非常重要的領(lǐng)域。現(xiàn)在很多高分子合成材料都非常依賴石油資源。想要解決目前的情況，可以對天然高分子進(jìn)行利用，這其中也應(yīng)該包含對無機(jī)高分子的不斷探索和研究。

現(xiàn)在由石油合成的高分子材料，主要因為原子中以碳為主要元素，其中還含有少量的氮、氧等原子，所以被稱為有機(jī)高分子。無機(jī)高分子是因為主鏈上的組成原子中不含碳。根據(jù)元素的性質(zhì)進(jìn)行判斷，大約有40～50種元素可以成為長鏈分子。現(xiàn)在引起科學(xué)家高度重視的一種無機(jī)高分子，它的主鏈上都是硅原子，并且含有有機(jī)側(cè)鏈的聚硅烷。

3、使高分子材料不斷納米化

現(xiàn)在很多高分子化學(xué)反應(yīng)中的原子經(jīng)過重新排列組合之后的反應(yīng)空間要比原子的大小大出很多，所以，化學(xué)反應(yīng)的研究要在一個受限空間之中進(jìn)行。若在有限的空間中，像納米量級的片層當(dāng)中，小型分子由于和片層分子相互作用而且還在一個比較受限的空間內(nèi)進(jìn)行排列，之后產(chǎn)生單體聚合，聚合之后的產(chǎn)物的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不會再受限的空間內(nèi)進(jìn)行全部的復(fù)制，這種情況和自由空間的結(jié)果完全不同。我們也許會在受限制空間內(nèi)進(jìn)行聚合反應(yīng)的分子中提煉出高分子納米化學(xué)的定義。化學(xué)的研究對象基本都是納米量級的分子和原子，但是因為沒有精細(xì)的方式，沒有達(dá)到可以在納米尺度上精確控制分子或者原子的程度，所以現(xiàn)如今很難做到對分子的精準(zhǔn)設(shè)計，使化學(xué)的合成讓人感覺非常的粗放。高分子化學(xué)在納米程度上精要精確的按照分子設(shè)計，在此基礎(chǔ)上確定分子鏈中的原子配比位置以及相互結(jié)合的方式，通過納米技術(shù)對分子、原子和分子鏈進(jìn)行非常精確的控制，達(dá)到對高分子各級結(jié)構(gòu)的位置確定。這樣就可以精確的控制新合成材料的功能和特性。

4、面向智能材料的高分子化學(xué)研究路線

20世紀(jì)的人類社會是以合成材料為標(biāo)志的，在21世紀(jì)人類社會的標(biāo)志將會是智能材料。高分子化學(xué)仍然是進(jìn)入智能材料時期非常重要的組成部分。材料自身具有的功能可以根據(jù)外部條件的變化，有意識的進(jìn)行調(diào)節(jié)和修復(fù)等一系列措施，這就是智能材料的基本定義。現(xiàn)在科學(xué)家已經(jīng)了解高分子有軟物質(zhì)這一特征，簡單說就是可以對外場具有反應(yīng)。

六、結(jié)束語

綜上所述，高分子化學(xué)已經(jīng)發(fā)展到了非常不錯的方向，在很多方面都有非常廣闊的運用，目前高分子化學(xué)會朝著綠色以及環(huán)保方面進(jìn)行發(fā)展，隨著高分子化學(xué)不斷取得突破，未來使用高分子材料的前景會更加的廣闊。

參考文獻(xiàn)

[1]王立艷.《高分子化學(xué)》理論與實踐教學(xué)的整體優(yōu)化研究[J].廣州化工，2012，40（4）：108-109.

[2]張宏剛.新型高分子化學(xué)注漿材料在堿溝煤礦的應(yīng)用[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2011（34）：63-64.

[3]何冰晶，王慶豐，劉維均，等.能量最低原理在高分子化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用探索[J].高分子通報，2011（12）：141-144.

[4]董建華.從高分子化學(xué)與衣食住行到高科技發(fā)展[J].化學(xué)通報，2012，74（8）：675-682.

篇3

1．何為高分子化學(xué)

顧名思義，高分子就是相對分子質(zhì)量很高的分子，它是高分子化合物的簡稱。高分子化合物，又稱聚合物或高聚物，是結(jié)構(gòu)上由重復(fù)單元（低分子化合物—單體）連接而成的高相對分子質(zhì)量化合物。高分子的相對分子質(zhì)量非常的大，小到幾千，大到幾百萬、上千萬的都有。我們有時將相對分子質(zhì)量較低的高分子化合物叫低聚物。高分子化學(xué)作為化學(xué)的一個分支，同樣也是從事制造和研究分子的科學(xué)，但其制造和研究的對象都是大分子，即由若干個原子按一定規(guī)律重復(fù)地連接成具有成千上萬甚至上百萬質(zhì)量的、最大伸直長度可達(dá)毫米量級的長鏈分子，稱為高分子、大分子或聚合物。

2．高相對分子質(zhì)量與高強(qiáng)度

相對分子質(zhì)量和物質(zhì)的性質(zhì)是密切相關(guān)的，是決定物質(zhì)性質(zhì)的一個重要因素。只有相對分子質(zhì)量高的化合物才有一定的機(jī)械力學(xué)性能，才能作為材料使用。例如乙烷、辛烷、廿烷、聚乙烯、超高分子量聚乙烯，都是直鏈的烷烴化合物，但是分子量變化很大，其機(jī)械力學(xué)性能因而也有極大的區(qū)別。

3．高分子科學(xué)的主要內(nèi)容

既然高分子化學(xué)是制造和研究大分子的科學(xué)，對大分子的反應(yīng)和方法的研究，顯然是高分子化學(xué)最基本的研究內(nèi)容。高分子科學(xué)不僅是研究化學(xué)問題，也是一門系統(tǒng)的科學(xué)。高分子科學(xué)的主要內(nèi)容有：如何將低分子化合物連

接成高分子化合物，即聚合反應(yīng)的研究。高分子化合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系。不同性質(zhì)的高分子，其結(jié)構(gòu)必然是不同的。為了得到不同性質(zhì)的高分子，就要去合成具有特殊結(jié)構(gòu)的高分子。

二、高分子材料化學(xué)的應(yīng)用

材料是人類社會文明發(fā)展階段的標(biāo)志，是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。它是指經(jīng)過某種加工，具有一定結(jié)構(gòu)、組分和性能，并可應(yīng)用于一定用途的物質(zhì)。上世紀(jì)半導(dǎo)體硅、高集成芯片、高分子材料的出現(xiàn)和廣泛應(yīng)用，把人類由工業(yè)社會推向信息和知識經(jīng)濟(jì)社會。可以說某一種新材料的問世及其應(yīng)用，往往會引起人類社會的重大變革，材料是人類文明的重要標(biāo)志。如果說現(xiàn)在人人離不開高分子材料，家家離不開高分子材料，處處離不開高分子材料，是一點也不過分的。高分子化合物的最主要的應(yīng)用是以高分子材料的形式出現(xiàn)的，高分子材料包括了塑料、纖維、橡膠三大傳統(tǒng)合成材料，另外許多精細(xì)化工材料也都是高分子材料。

第一，塑料：一類是通用塑料，如容器、管道、家具、薄膜、鞋底與泡沫塑料等等；另一類叫工程塑料，其強(qiáng)度大，如汽車零部件、保險杠、洗衣機(jī)內(nèi)的滾筒、電器的外殼等。

第二，纖維：人們開發(fā)出聚酯、尼龍、腈綸、維尼綸等高分子化合物，通過不同的加工，生產(chǎn)出了各種纖維制品，極大地滿足著人類的需要。

第三，橡膠：天然橡膠的種類和品質(zhì)都受到很大的限制，于是科學(xué)家們不斷開發(fā)出了各種人造橡膠，如丁苯橡膠、丁腈橡膠、乙丙橡膠、氟橡膠、硅橡膠等。

第四，精細(xì)化工：比如使得我們的世界變得豐富多彩的各種涂料產(chǎn)品，如家具漆、內(nèi)外墻乳膠漆、汽車漆、飛機(jī)漆等。女孩子用的指甲油，使牙齒變白的增白劑也都是涂料。還有萬能膠、建筑用膠、醫(yī)用膠、結(jié)構(gòu)膠等黏合劑，以及各種吸水樹脂等都是高分子產(chǎn)品。三、高分子化學(xué)與高科技的結(jié)合

當(dāng)今社會，人們將能源、信息和材料并列為新科技革命的三大支柱，而材料又是能源和信息發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。自從合成有機(jī)高分子材料的那一天起，人們始終在不斷地研究、開發(fā)性能更優(yōu)異、應(yīng)用更廣泛的新型材料，來滿足計算機(jī)、光導(dǎo)纖維、激光、生物工程、海洋工程、空間工程和機(jī)械工業(yè)等尖端技術(shù)發(fā)展的需要。高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向發(fā)展，出現(xiàn)了許多產(chǎn)量低、價格高、性能優(yōu)異的新型高分子材料。

隨著生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，許多具有特殊功能的高分子材料也不斷涌現(xiàn)出來，如分離材料、光電材料、磁性材料、生物醫(yī)用材料、光敏材料、非線性光學(xué)材料等等。功能高分子材料是高分子材料中最活躍的領(lǐng)域，下面簡單介紹特種高分子材料：功能高分子是指當(dāng)有外部刺激時，能通過化學(xué)或物理的方法做出相應(yīng)反應(yīng)的高分子材料；高性能高分子則是對外力有特別強(qiáng)的抵抗能力的高分子材料。它們都屬于特種高分子材料的范疇；特種高分子材料是指帶有特殊物理、力學(xué)、化學(xué)性質(zhì)和功能的高分子材料，其性能和特征都大大超出了原有通用高分子材料（化學(xué)纖維、塑料、橡膠、油漆涂料、粘合劑）的范疇。

第一，力學(xué)功能材料：強(qiáng)化功能材料，如超高強(qiáng)材料、高結(jié)晶材料等；)彈材料，如熱塑性彈性體等。

第二，化學(xué)功能材料：分離功能材料，如分離膜、離子交換樹脂、高分子絡(luò)合物等；反應(yīng)功能材料，如高分子催化劑、高分子試劑；生物功能材料，如固定化酶、生物反應(yīng)器等。

第三，生物化學(xué)功能材料：人工臟器用材料，如人工腎、人工心肺等；高分子藥物，如藥物活性高分子、緩釋性高分子藥物、高分子農(nóng)藥等；生物分解材料，如可降解性高分子材料等。

可以預(yù)計，在今后很長的歷史時期中，特種與功能高分子材料研究將代表了高分子材料發(fā)展的主要方向。

四、高分子化學(xué)的可持續(xù)發(fā)展

研究高分子合成材料的環(huán)境同化，增加循環(huán)使用和再生使用，減少對環(huán)境的污染乃至用高分子合成材料治理環(huán)境污染，也是21世紀(jì)中高分子材料能否得到長足發(fā)展的關(guān)鍵問題之一。比如利用植物或微生物進(jìn)行有實用價值的高分子的合成，在環(huán)境友好的水或二氧化碳等化學(xué)介質(zhì)中進(jìn)行化學(xué)合成，探索用前面提到的化學(xué)或物理合成的方法合成新概念上的可生物降解高分子，以及用合成高分子來處理污水和毒物，研究合成高分子與生態(tài)的相互作用，達(dá)到高分子材料與生態(tài)環(huán)境的和諧等。顯然這些都是屬于21世紀(jì)應(yīng)當(dāng)開展的綠色化學(xué)過程和材料的研究范疇。

參考文獻(xiàn)：

[1]馮新德.展望21世紀(jì)的高分子化學(xué)與工業(yè)[J].科學(xué)中國人,1997,(11)

篇4

[關(guān)鍵詞]高分子化學(xué)實驗；科研項目；人才培養(yǎng)

隨著高分子科學(xué)的發(fā)展，高分子材料已滲透到日常生活和工業(yè)的各個部門，新的高分子聚合反應(yīng)、聚合方法和新的高分子材料層出不窮。高分子化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，是學(xué)生深入理解高分子化學(xué)理論課程和進(jìn)行高分子化學(xué)材料研究的必備課程，對加強(qiáng)學(xué)生的實踐動手能力與創(chuàng)新能力培養(yǎng)等方面有著重要的作用[1-3]。傳統(tǒng)的高分子化學(xué)實驗教學(xué)模式基本是教師講解、學(xué)生操作、學(xué)生提交實驗報告、教師評分等。這種教學(xué)模式下，學(xué)生對實驗課程缺乏足夠的重視，往往只是按部就班地操作完，最后實驗報告能夠拿到合格的成績就足夠了，在實驗過程中缺乏對過程和細(xì)節(jié)的深入思考，因此不利于學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)和創(chuàng)新能力的提升[4-6]。高分子化學(xué)是一門與時俱進(jìn)的課程，高分子化學(xué)實驗應(yīng)該進(jìn)一步體現(xiàn)這種發(fā)展趨勢。因此，為了提高學(xué)生對高分子化學(xué)實驗課程的熱情與積極性，采用科研項目與高分子化學(xué)實驗課程相結(jié)合的教學(xué)模式，不僅能夠豐富實驗教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生的實驗技能和科研能力，也為培養(yǎng)出具有創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維的創(chuàng)新人才添磚加瓦。

1傳統(tǒng)高分子化學(xué)實驗教學(xué)中的問題

傳統(tǒng)的高分子化學(xué)實驗教學(xué)模式一般是固定的，即教師講解理論知識與實驗操作示范、學(xué)生根據(jù)教材的實驗?zāi)康暮屠蠋煹囊筮M(jìn)行程序化操作、學(xué)生課后撰寫實驗報告并交給老師、教師根據(jù)實驗結(jié)果的優(yōu)劣進(jìn)行實驗報告評分等。學(xué)生在這種教學(xué)模式下很少會對實驗設(shè)計、實驗過程和細(xì)節(jié)等進(jìn)行思考與討論。對大部分學(xué)生來說，只要最后的實驗考核是合格的就足夠了，因此學(xué)生們往往是抱著完成任務(wù)的態(tài)度做實驗。這種實驗教學(xué)模式雖然實現(xiàn)了對學(xué)生動手能力的鍛煉，但是難以督促學(xué)生學(xué)以致用，導(dǎo)致理論課和實驗課是完全分離開來的，難以結(jié)合在一起。另外，這種固定模式和程序化的實驗課程，難以鍛煉學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，更難以培養(yǎng)出具有創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的人才。高分子化學(xué)的發(fā)展與變化日新月異，高分子化學(xué)實驗也應(yīng)該進(jìn)一步體現(xiàn)這種變化趨勢，從而使得學(xué)生們更加深入地理解高分子化學(xué)的與時俱進(jìn)。然而，由于實驗室資源與資金的缺乏，傳統(tǒng)的高分子化學(xué)實驗課程內(nèi)容經(jīng)常是幾年都固定不變的，對學(xué)科的新發(fā)展、新知識、新變化沒有吸收與提升。這種內(nèi)容固定、操作按部就班的實驗課程很難調(diào)動學(xué)生的積極主動性，更難以引起學(xué)生對高分子化學(xué)的熱愛與興趣。

2科研項目與高分子化學(xué)實驗相結(jié)合

高校教師一般會以自己的研究領(lǐng)域為基礎(chǔ)，進(jìn)行相關(guān)科研項目的申報。這些科研項目相對于高分子化學(xué)實驗來說，都是一些具有前瞻性和創(chuàng)新性的研究。因此，將高校教師的科研項目融入高分子化學(xué)實驗教學(xué)，對高分子化學(xué)實驗傳統(tǒng)教學(xué)模式進(jìn)行改革，具有重要的意義。

2.1科研項目融入高分子化學(xué)實驗課堂的意義

高分子化學(xué)是一門與時俱進(jìn)的課程。傳統(tǒng)的高分子化學(xué)主要以傳統(tǒng)高分子材料如塑料、橡膠、纖維素、涂料等為主，相應(yīng)的高分子化學(xué)實驗也是以合成或改性傳統(tǒng)高分子材料為主。隨著高分子科學(xué)的發(fā)展，高分子化學(xué)領(lǐng)域的新材料層出不窮，這不僅體現(xiàn)在生活、軍事、工業(yè)等領(lǐng)域的新型功能材料。在科研項目中，高分子化學(xué)材料的應(yīng)用也得到了廣泛的關(guān)注與認(rèn)可，高分子化學(xué)領(lǐng)域的科研項目在化學(xué)領(lǐng)域的教師中占有較大的比重。在教師的科研項目中，涉及到的高分子化學(xué)材料通常具有較好的新穎性。因此，將科研項目的內(nèi)容融入高分子化學(xué)實驗課堂，不僅能夠豐富高分子化學(xué)實驗的教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生對實驗的興趣和積極主動性，而且能夠培養(yǎng)學(xué)生的科研能力和科研思維。同時，教師也可能從學(xué)生們的思考與討論中，獲得新的想法。

2.2科研項目融入高分子化學(xué)實驗課堂的方法

高分子化學(xué)實驗的時間一般比較長。在等待的過程中，學(xué)生基本是在聊天，有的學(xué)生甚至在打游戲，很少有同學(xué)利用這個時間對實驗進(jìn)行思考或者討論。這不僅浪費了寶貴的學(xué)習(xí)時間，而且不利于實驗的開展。即使后面實驗出現(xiàn)了問題，學(xué)生也不會花費過多的時間去尋找原因。因此，老師可以利用學(xué)生在等待實驗的過程中，將科研項目中較為簡單且與實驗有聯(lián)系的部分拿出來與學(xué)生討論。首先，將教師科研項目中與實驗相關(guān)的內(nèi)容拿給學(xué)生分組討論，通過與自己的實驗比較分析，并結(jié)合理論課程和實驗課程知識，讓學(xué)生提出問題。進(jìn)一步，根據(jù)提出的問題，讓學(xué)生先自己進(jìn)行分析，得出結(jié)論后與老師進(jìn)行討論。然后，老師根據(jù)學(xué)生的討論情況，引導(dǎo)學(xué)生提出解決問題的方法。最后，根據(jù)以上討論的內(nèi)容，鼓勵學(xué)生進(jìn)行進(jìn)一步的創(chuàng)新，并鼓勵感興趣的學(xué)生利用課后時間進(jìn)入教師所在實驗室進(jìn)行深入的探索與研究。例如，傳統(tǒng)高分子化學(xué)實驗中，有一部分實驗內(nèi)容是“甲基丙烯酸甲酯的本體聚合”，如果老師的科研項目中有涉及到甲基丙烯酸甲酯或者本體聚合的內(nèi)容，就可以拿出來與學(xué)生進(jìn)行討論，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實驗課堂之外的新思考。通過“提出問題-分析問題-解決問題-創(chuàng)新實踐”這一過程，鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新思維和科研意識，為將來進(jìn)入實驗室進(jìn)行畢業(yè)論文課題研究或科研項目研究打下良好的基礎(chǔ)。

2.3將科研項目內(nèi)容融入高分子化學(xué)實驗教學(xué)中

高分子化學(xué)實驗教學(xué)，一般會有多個老師負(fù)責(zé)。每位老師都有自己的研究領(lǐng)域或?qū)＜继亻L。高分子學(xué)科之所以發(fā)展如此迅速，其中很重要的一個原因是其具有比較強(qiáng)的應(yīng)用性。因此，根據(jù)帶教老師的研究領(lǐng)域，可以對現(xiàn)有的一些高分子實驗進(jìn)行改進(jìn)。例如，在“雙酚A環(huán)氧樹脂的制備”實驗中，主要內(nèi)容是環(huán)氧樹脂的制備和環(huán)氧值的測定，而沒有涉及到環(huán)氧樹脂的應(yīng)用。如果帶教老師的研究領(lǐng)域和科研項目與環(huán)氧樹脂相關(guān)，可以根據(jù)自己的科研項目內(nèi)容，在與其他帶教老師及實驗中心討論后，適當(dāng)增加實驗內(nèi)容及應(yīng)用。例如，可以增加不同制備時間下環(huán)氧樹脂的制備實驗，研究不同反應(yīng)時間對環(huán)氧值的影響。同時，將具有不同環(huán)氧值的環(huán)氧樹脂進(jìn)行粘結(jié)實驗，研究反應(yīng)時間對環(huán)氧樹脂粘結(jié)性能的影響。這種將科研項目內(nèi)容與高分子實驗課程相結(jié)合的方式，不僅保留了經(jīng)典高分子化學(xué)實驗的內(nèi)容，同時豐富了實驗課程的內(nèi)容和方式，改變了傳統(tǒng)高分子化學(xué)實驗內(nèi)容一層不變的局面。此外，這種目的導(dǎo)向性的高分子化學(xué)實驗內(nèi)容，容易引起學(xué)生的思考與興趣，對于培養(yǎng)學(xué)生的科研思維和創(chuàng)新意識具有重要意義。

2.4將科研項目的資源與高分子化學(xué)實驗共享

由于資金或平臺的限制，大學(xué)生的高分子化學(xué)實驗課程往往只進(jìn)行最基礎(chǔ)的研究，學(xué)生缺少進(jìn)一步深入探索的機(jī)會與平臺。而許多高校教師一般都有自己的科研資源或平臺，因此，可以利用高校教師的實驗室資源和平臺，為那些對課程實驗內(nèi)容感興趣的學(xué)生提供進(jìn)一步研究的機(jī)會。例如，在“線性酚醛樹脂的制備”實驗中，主要內(nèi)容是線性酚醛樹脂的制備和固化，沒有涉及到酚醛樹脂的物理化學(xué)性能。眾所周知，酚醛樹脂的耐熱性、拉伸性能、耐壓性等影響了酚醛樹脂的應(yīng)用。盡管這些性質(zhì)屬于高分子物理領(lǐng)域范疇，但卻是研究酚醛樹脂必不可少的內(nèi)容。因此，該實驗課程結(jié)束后，可以帶領(lǐng)對酚醛樹脂感興趣的同學(xué)，進(jìn)入研究酚醛樹脂教師的實驗室。將學(xué)生實驗得到的產(chǎn)品進(jìn)行進(jìn)一步的分析與研究，并要求學(xué)生提交相關(guān)的實驗報告和心得體會。通過這種方式，不僅能夠豐富實驗教學(xué)內(nèi)容、增強(qiáng)學(xué)生對實驗的理解與認(rèn)識、激發(fā)學(xué)生對實驗的興趣，還能夠幫助對科研感興趣的同學(xué)提前了解和掌握一些實驗內(nèi)容與技術(shù)，為將來進(jìn)入實驗室開展科研項目工作打下基礎(chǔ)。

2.5鼓勵學(xué)生將高分子化學(xué)實驗內(nèi)容拓展為大學(xué)生創(chuàng)新研究項目

目前貴州多所高校面向本科生開展了多種大學(xué)生創(chuàng)新研究項目，例如大學(xué)生開放性實驗、“互聯(lián)網(wǎng)+”項目、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目、創(chuàng)新計劃等。這些項目的開展，離不開教師科研項目與平臺的支持。在高分子化學(xué)實驗課堂上，教師通過將科研項目與高分子化學(xué)實驗相結(jié)合，鼓勵學(xué)生對自己的實驗進(jìn)行思考與創(chuàng)新，提出自己的想法與觀點。由于大學(xué)生專業(yè)知識和專業(yè)技能尚有不足，他們提出的想法往往還有所欠缺。教師可以通過上述提出的“提出問題-分析問題-解決問題-創(chuàng)新實踐”模式，與學(xué)生進(jìn)行深入討論，直至最終確定出比較可行的思路和方案。大學(xué)生創(chuàng)新項目，一般要求學(xué)生具有一定的實驗基礎(chǔ)和創(chuàng)新能力，且申請的項目要有一定的新穎性，這就要求在培養(yǎng)學(xué)生的實驗技能和創(chuàng)新思維方面下功夫。將大學(xué)教師的科研項目與高分子化學(xué)實驗結(jié)合起來，可以更好地培養(yǎng)學(xué)生的科研素養(yǎng)與科研思維，有助于學(xué)生將實驗內(nèi)容拓展為創(chuàng)新研究項目。

篇5

關(guān)鍵詞：高分子化學(xué)實驗；協(xié)同創(chuàng)新；實驗教學(xué)；建設(shè)

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1002-7661（2013）33-013-01

高分子化學(xué)主要包括高分子化學(xué)、高分子物理以及高分子工藝。高分子化學(xué)主要就是研究高分子化合物合成、化學(xué)反應(yīng)、物理化學(xué)、加工成型以及應(yīng)用等方面的一門綜合性學(xué)科。

一、高分子化學(xué)實驗研究

霍夫曼和庫特爾在1909年第一次提出C5H8的熱聚合專利。一年后1910年海利斯和麥休斯用鈉實驗，也得到同樣的結(jié)果C5H8。長期以來，人們對高分子物質(zhì)研究也取得了一定的成果。有機(jī)化學(xué)家畢克斯在1920年的《關(guān)于聚合反應(yīng)》一文中，明確提出，成為環(huán)狀化合物和成為共價鍵結(jié)構(gòu)的長鏈高分子化合根本不是一回事。在1922年，發(fā)現(xiàn)橡膠“溶液”仍然具有膠體性質(zhì)。又于1924年明確提出了天然橡膠分子是高分子量的大分子，同時，將其溶于任何物得到的膠體和小分子結(jié)合得來的膠體不一樣。分別在1926年和1928年，斯本先、多爾（1926）以及施道丁格（1928）同樣認(rèn)為纖維素分子可以從一個晶胞長入另一個晶胞而成為直鏈形狀，而施道丁格并進(jìn)一步提出，纖維素和橡膠分子的晶胞的大小或晶體的大小與線形高分子的長度無關(guān)，之后又在1930年，更進(jìn)一步提出了高分子稀溶液的粘度和分子量之間的關(guān)系，從而引起了定量測定高分子分子量的興起。1932年，施丁格發(fā)表了一部關(guān)于高分子有機(jī)化合物的總結(jié)性論著，標(biāo)志高分子化學(xué)的建立。在此之后，高分子化學(xué)理論迅速發(fā)展，高分子工業(yè)也蓬勃興起。尤其是1949年之后高分子化學(xué)的系統(tǒng)研究大規(guī)模地開展起來。

二、協(xié)同創(chuàng)新影響下的實驗教學(xué)項目建設(shè)

在新形勢下，科學(xué)技術(shù)正在不斷發(fā)展，高分子材料也被廣泛應(yīng)用，這為基于協(xié)同創(chuàng)新的高分子化學(xué)實驗提供了可能，加強(qiáng)了其與其他科之間的聯(lián)系，進(jìn)行了一系列的綜合性以及創(chuàng)新性的實驗教學(xué)項目的建設(shè)。

1、有機(jī)結(jié)合高分子化學(xué)、物理實驗

由于高分子材料合成后是要對分子量和其分布量測定的，同時，對于高分子的乳液、溶液鎳都也要進(jìn)行測定，所以必須做到有機(jī)結(jié)合高分子化學(xué)實驗和高分子物理實驗。通過對高分子化學(xué)實驗的安排，完成這些必要性能的測定。

2、結(jié)合高分子化學(xué)實驗和食品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

在實驗中讓學(xué)生學(xué)會思考、探索，將知識結(jié)合到實踐中，學(xué)會解決問題，是以獲得的豐富經(jīng)驗。就如環(huán)氧丙烷交聯(lián)淀粉的制備，考慮它的應(yīng)用范圍，它屬于一種粘稠劑，之前還做過食品添加劑，但是，它不符合《食品安全法》，其里面含有一定的氯元素的毒。因此學(xué)生對食品添加劑中高分子材料的應(yīng)用作了研究，為保證聚合物的化學(xué)實驗進(jìn)行做了保證，同時，也讓學(xué)生掌握了這種食物添加劑的檢測辦法。

3、結(jié)合高分子化學(xué)實驗與藥劑學(xué)實驗

隨著新型人才培養(yǎng)的需要，我們結(jié)合高分子化學(xué)實驗與藥劑學(xué)實驗并且在實驗中心增設(shè)了藥劑學(xué)實驗室。如高分子材料中的羧甲基纖維素鈉就是藥劑學(xué)常用的一種，我們同時也做過很多羧甲基纖維素鈉方面的合成實驗，甚至在最后得到一種混懸型液體藥劑。這種藥及對一些皮膚炎癥（濕疹、蕁麻疹以及丘疹等）效果十分好。

4、高分子化學(xué)實驗結(jié)合固體廢棄物處置

隨著社會的進(jìn)步，人們生活水平也有逐步提高，但是白色污染也日益困擾這我們，因此我們對這些高分子材料的廢物回收工作必須加以重視，比如生活中最常見的，我們喝過的礦泉水瓶，它們都是聚對苯二甲酸乙二醇酯的，為此我們必須重視對這種高分子材料的礦泉水瓶進(jìn)行回收，同時思考解決方案（乙二醇降解法），對其加以回收再利用。

5、協(xié)同創(chuàng)新影響下的高分子化學(xué)實驗和水處理技術(shù)的結(jié)合

自2004年起，環(huán)境工程方面的水處理實驗室就已開始運行，并將高分子材料運用在其中。為此，我們還專門開設(shè)聚苯胺的制備和它對鉻離子吸附性進(jìn)行研究。第一步，用溶液法制備聚苯胺；第二步，把制好的聚苯胺放在有鉻離子的水質(zhì)中；第三步，通過單因素分析實驗得出結(jié)論：PH值對鉻離子的吸附性影響很大。特別是PH值等于3時，去除率是最大的。通過實驗，讓我們認(rèn)識到高分子材料對環(huán)境和水質(zhì)方面的影響，為保護(hù)環(huán)境做了巨大貢獻(xiàn)。

6、結(jié)合高分子化學(xué)實驗和塑料成型工藝

由于新型創(chuàng)新人才培養(yǎng)的需要，我們必須加強(qiáng)對學(xué)校中實驗基地建設(shè)，對學(xué)生接觸塑料成型工藝一高分子化學(xué)實驗結(jié)合到一起講授，對學(xué)生開拓視野以及提高學(xué)習(xí)興趣有很大影響，同時加強(qiáng)學(xué)生對此的了解。

綜上所述，結(jié)合多門科學(xué)對高分子化學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容的建設(shè)意義十分重大，為此，我們在《高分子化學(xué)實驗》中，增加了其與其它學(xué)科的緊密聯(lián)系，保證實驗內(nèi)容的全面性、創(chuàng)新性以及導(dǎo)向性。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李青山，徐明雙.微型高分子化學(xué)實驗與思維創(chuàng)新教育[J].大學(xué)化學(xué)，2010（12）.