新型化学材料论文范文

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第1篇

[关键词]高分子化学实验；科研项目；人才培养

随着高分子科学的发展，高分子材料已渗透到日常生活和工业的各个部门，新的高分子聚合反应、聚合方法和新的高分子材料层出不穷。高分子化学是一门以实验为基础的学科，是学生深入理解高分子化学理论课程和进行高分子化学材料研究的必备课程，对加强学生的实践动手能力与创新能力培养等方面有着重要的作用[1-3]。传统的高分子化学实验教学模式基本是教师讲解、学生操作、学生提交实验报告、教师评分等。这种教学模式下，学生对实验课程缺乏足够的重视，往往只是按部就班地操作完，最后实验报告能够拿到合格的成绩就足够了，在实验过程中缺乏对过程和细节的深入思考，因此不利于学生综合素质的培养和创新能力的提升[4-6]。高分子化学是一门与时俱进的课程，高分子化学实验应该进一步体现这种发展趋势。因此，为了提高学生对高分子化学实验课程的热情与积极性，采用科研项目与高分子化学实验课程相结合的教学模式，不仅能够丰富实验教学内容，提高学生的实验技能和科研能力，也为培养出具有创新意识和创新思维的创新人才添砖加瓦。

1传统高分子化学实验教学中的问题

传统的高分子化学实验教学模式一般是固定的，即教师讲解理论知识与实验操作示范、学生根据教材的实验目的和老师的要求进行程序化操作、学生课后撰写实验报告并交给老师、教师根据实验结果的优劣进行实验报告评分等。学生在这种教学模式下很少会对实验设计、实验过程和细节等进行思考与讨论。对大部分学生来说，只要最后的实验考核是合格的就足够了，因此学生们往往是抱着完成任务的态度做实验。这种实验教学模式虽然实现了对学生动手能力的锻炼，但是难以督促学生学以致用，导致理论课和实验课是完全分离开来的，难以结合在一起。另外，这种固定模式和程序化的实验课程，难以锻炼学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，更难以培养出具有创新意识和创新能力的人才。高分子化学的发展与变化日新月异，高分子化学实验也应该进一步体现这种变化趋势，从而使得学生们更加深入地理解高分子化学的与时俱进。然而，由于实验室资源与资金的缺乏，传统的高分子化学实验课程内容经常是几年都固定不变的，对学科的新发展、新知识、新变化没有吸收与提升。这种内容固定、操作按部就班的实验课程很难调动学生的积极主动性，更难以引起学生对高分子化学的热爱与兴趣。

2科研项目与高分子化学实验相结合

高校教师一般会以自己的研究领域为基础，进行相关科研项目的申报。这些科研项目相对于高分子化学实验来说，都是一些具有前瞻性和创新性的研究。因此，将高校教师的科研项目融入高分子化学实验教学，对高分子化学实验传统教学模式进行改革，具有重要的意义。

2.1科研项目融入高分子化学实验课堂的意义

高分子化学是一门与时俱进的课程。传统的高分子化学主要以传统高分子材料如塑料、橡胶、纤维素、涂料等为主，相应的高分子化学实验也是以合成或改性传统高分子材料为主。随着高分子科学的发展，高分子化学领域的新材料层出不穷，这不仅体现在生活、军事、工业等领域的新型功能材料。在科研项目中，高分子化学材料的应用也得到了广泛的关注与认可，高分子化学领域的科研项目在化学领域的教师中占有较大的比重。在教师的科研项目中，涉及到的高分子化学材料通常具有较好的新颖性。因此，将科研项目的内容融入高分子化学实验课堂，不仅能够丰富高分子化学实验的教学内容，提高学生对实验的兴趣和积极主动性，而且能够培养学生的科研能力和科研思维。同时，教师也可能从学生们的思考与讨论中，获得新的想法。

2.2科研项目融入高分子化学实验课堂的方法

高分子化学实验的时间一般比较长。在等待的过程中，学生基本是在聊天，有的学生甚至在打游戏，很少有同学利用这个时间对实验进行思考或者讨论。这不仅浪费了宝贵的学习时间，而且不利于实验的开展。即使后面实验出现了问题，学生也不会花费过多的时间去寻找原因。因此，老师可以利用学生在等待实验的过程中，将科研项目中较为简单且与实验有联系的部分拿出来与学生讨论。首先，将教师科研项目中与实验相关的内容拿给学生分组讨论，通过与自己的实验比较分析，并结合理论课程和实验课程知识，让学生提出问题。进一步，根据提出的问题，让学生先自己进行分析，得出结论后与老师进行讨论。然后，老师根据学生的讨论情况，引导学生提出解决问题的方法。最后，根据以上讨论的内容，鼓励学生进行进一步的创新，并鼓励感兴趣的学生利用课后时间进入教师所在实验室进行深入的探索与研究。例如，传统高分子化学实验中，有一部分实验内容是“甲基丙烯酸甲酯的本体聚合”，如果老师的科研项目中有涉及到甲基丙烯酸甲酯或者本体聚合的内容，就可以拿出来与学生进行讨论，引导学生进行实验课堂之外的新思考。通过“提出问题-分析问题-解决问题-创新实践”这一过程，锻炼学生的创新思维和科研意识，为将来进入实验室进行毕业论文课题研究或科研项目研究打下良好的基础。

2.3将科研项目内容融入高分子化学实验教学中

高分子化学实验教学，一般会有多个老师负责。每位老师都有自己的研究领域或专技特长。高分子学科之所以发展如此迅速，其中很重要的一个原因是其具有比较强的应用性。因此，根据带教老师的研究领域，可以对现有的一些高分子实验进行改进。例如，在“双酚A环氧树脂的制备”实验中，主要内容是环氧树脂的制备和环氧值的测定，而没有涉及到环氧树脂的应用。如果带教老师的研究领域和科研项目与环氧树脂相关，可以根据自己的科研项目内容，在与其他带教老师及实验中心讨论后，适当增加实验内容及应用。例如，可以增加不同制备时间下环氧树脂的制备实验，研究不同反应时间对环氧值的影响。同时，将具有不同环氧值的环氧树脂进行粘结实验，研究反应时间对环氧树脂粘结性能的影响。这种将科研项目内容与高分子实验课程相结合的方式，不仅保留了经典高分子化学实验的内容，同时丰富了实验课程的内容和方式，改变了传统高分子化学实验内容一层不变的局面。此外，这种目的导向性的高分子化学实验内容，容易引起学生的思考与兴趣，对于培养学生的科研思维和创新意识具有重要意义。

2.4将科研项目的资源与高分子化学实验共享

由于资金或平台的限制，大学生的高分子化学实验课程往往只进行最基础的研究，学生缺少进一步深入探索的机会与平台。而许多高校教师一般都有自己的科研资源或平台，因此，可以利用高校教师的实验室资源和平台，为那些对课程实验内容感兴趣的学生提供进一步研究的机会。例如，在“线性酚醛树脂的制备”实验中，主要内容是线性酚醛树脂的制备和固化，没有涉及到酚醛树脂的物理化学性能。众所周知，酚醛树脂的耐热性、拉伸性能、耐压性等影响了酚醛树脂的应用。尽管这些性质属于高分子物理领域范畴，但却是研究酚醛树脂必不可少的内容。因此，该实验课程结束后，可以带领对酚醛树脂感兴趣的同学，进入研究酚醛树脂教师的实验室。将学生实验得到的产品进行进一步的分析与研究，并要求学生提交相关的实验报告和心得体会。通过这种方式，不仅能够丰富实验教学内容、增强学生对实验的理解与认识、激发学生对实验的兴趣，还能够帮助对科研感兴趣的同学提前了解和掌握一些实验内容与技术，为将来进入实验室开展科研项目工作打下基础。

2.5鼓励学生将高分子化学实验内容拓展为大学生创新研究项目

目前贵州多所高校面向本科生开展了多种大学生创新研究项目，例如大学生开放性实验、“互联网+”项目、创新创业项目、创新计划等。这些项目的开展，离不开教师科研项目与平台的支持。在高分子化学实验课堂上，教师通过将科研项目与高分子化学实验相结合，鼓励学生对自己的实验进行思考与创新，提出自己的想法与观点。由于大学生专业知识和专业技能尚有不足，他们提出的想法往往还有所欠缺。教师可以通过上述提出的“提出问题-分析问题-解决问题-创新实践”模式，与学生进行深入讨论，直至最终确定出比较可行的思路和方案。大学生创新项目，一般要求学生具有一定的实验基础和创新能力，且申请的项目要有一定的新颖性，这就要求在培养学生的实验技能和创新思维方面下功夫。将大学教师的科研项目与高分子化学实验结合起来，可以更好地培养学生的科研素养与科研思维，有助于学生将实验内容拓展为创新研究项目。

第2篇

1．何为高分子化学

顾名思义，高分子就是相对分子质量很高的分子，它是高分子化合物的简称。高分子化合物，又称聚合物或高聚物，是结构上由重复单元（低分子化合物—单体）连接而成的高相对分子质量化合物。高分子的相对分子质量非常的大，小到几千，大到几百万、上千万的都有。我们有时将相对分子质量较低的高分子化合物叫低聚物。高分子化学作为化学的一个分支，同样也是从事制造和研究分子的科学，但其制造和研究的对象都是大分子，即由若干个原子按一定规律重复地连接成具有成千上万甚至上百万质量的、最大伸直长度可达毫米量级的长链分子，称为高分子、大分子或聚合物。

2．高相对分子质量与高强度

相对分子质量和物质的性质是密切相关的，是决定物质性质的一个重要因素。只有相对分子质量高的化合物才有一定的机械力学性能，才能作为材料使用。例如乙烷、辛烷、廿烷、聚乙烯、超高分子量聚乙烯，都是直链的烷烃化合物，但是分子量变化很大，其机械力学性能因而也有极大的区别。

3．高分子科学的主要内容

既然高分子化学是制造和研究大分子的科学，对大分子的反应和方法的研究，显然是高分子化学最基本的研究内容。高分子科学不仅是研究化学问题，也是一门系统的科学。高分子科学的主要内容有：如何将低分子化合物连

接成高分子化合物，即聚合反应的研究。高分子化合物的结构与性质关系。不同性质的高分子，其结构必然是不同的。为了得到不同性质的高分子，就要去合成具有特殊结构的高分子。

二、高分子材料化学的应用

材料是人类社会文明发展阶段的标志，是人类赖以生存和发展的物质基础。它是指经过某种加工，具有一定结构、组分和性能，并可应用于一定用途的物质。上世纪半导体硅、高集成芯片、高分子材料的出现和广泛应用，把人类由工业社会推向信息和知识经济社会。可以说某一种新材料的问世及其应用，往往会引起人类社会的重大变革，材料是人类文明的重要标志。如果说现在人人离不开高分子材料，家家离不开高分子材料，处处离不开高分子材料，是一点也不过分的。高分子化合物的最主要的应用是以高分子材料的形式出现的，高分子材料包括了塑料、纤维、橡胶三大传统合成材料，另外许多精细化工材料也都是高分子材料。

第一，塑料：一类是通用塑料，如容器、管道、家具、薄膜、鞋底与泡沫塑料等等；另一类叫工程塑料，其强度大，如汽车零部件、保险杠、洗衣机内的滚筒、电器的外壳等。

第二，纤维：人们开发出聚酯、尼龙、腈纶、维尼纶等高分子化合物，通过不同的加工，生产出了各种纤维制品，极大地满足着人类的需要。

第三，橡胶：天然橡胶的种类和品质都受到很大的限制，于是科学家们不断开发出了各种人造橡胶，如丁苯橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶、氟橡胶、硅橡胶等。

第四，精细化工：比如使得我们的世界变得丰富多彩的各种涂料产品，如家具漆、内外墙乳胶漆、汽车漆、飞机漆等。女孩子用的指甲油，使牙齿变白的增白剂也都是涂料。还有万能胶、建筑用胶、医用胶、结构胶等黏合剂，以及各种吸水树脂等都是高分子产品。

三、高分子化学与高科技的结合

当今社会，人们将能源、信息和材料并列为新科技革命的三大支柱，而材料又是能源和信息发展的物质基础。自从合成有机高分子材料的那一天起，人们始终在不断地研究、开发性能更优异、应用更广泛的新型材料，来满足计算机、光导纤维、激光、生物工程、海洋工程、空间工程和机械工业等尖端技术发展的需要。高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向发展，出现了许多产量低、价格高、性能优异的新型高分子材料。

随着生产和科学技术的发展，许多具有特殊功能的高分子材料也不断涌现出来，如分离材料、光电材料、磁性材料、生物医用材料、光敏材料、非线性光学材料等等。功能高分子材料是高分子材料中最活跃的领域，下面简单介绍特种高分子材料：功能高分子是指当有外部刺激时，能通过化学或物理的方法做出相应反应的高分子材料；高性能高分子则是对外力有特别强的抵抗能力的高分子材料。它们都属于特种高分子材料的范畴；特种高分子材料是指带有特殊物理、力学、化学性质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（化学纤维、塑料、橡胶、油漆涂料、粘合剂）的范畴。

第一，力学功能材料：强化功能材料，如超高强材料、高结晶材料等；)弹材料，如热塑性弹性体等。

第二，化学功能材料：分离功能材料，如分离膜、离子交换树脂、高分子络合物等；反应功能材料，如高分子催化剂、高分子试剂；生物功能材料，如固定化酶、生物反应器等。

第三，生物化学功能材料：人工脏器用材料，如人工肾、人工心肺等；高分子药物，如药物活性高分子、缓释性高分子药物、高分子农药等；生物分解材料，如可降解性高分子材料等。

可以预计，在今后很长的历史时期中，特种与功能高分子材料研究将代表了高分子材料发展的主要方向。

四、高分子化学的可持续发展

研究高分子合成材料的环境同化，增加循环使用和再生使用，减少对环境的污染乃至用高分子合成材料治理环境污染，也是21世纪中高分子材料能否得到长足发展的关键问题之一。比如利用植物或微生物进行有实用价值的高分子的合成，在环境友好的水或二氧化碳等化学介质中进行化学合成，探索用前面提到的化学或物理合成的方法合成新概念上的可生物降解高分子，以及用合成高分子来处理污水和毒物，研究合成高分子与生态的相互作用，达到高分子材料与生态环境的和谐等。显然这些都是属于21世纪应当开展的绿色化学过程和材料的研究范畴。

参考文献：

[1]冯新德.展望21世纪的高分子化学与工业[J].科学中国人,1997,(11)

[2]王守德,刘福田,程新.智能材料及其应用进展[J].济南大学学报(自然科学版,2002,(01).

第3篇

[论文摘　要]近年来，随着全球能源危机日益严重，新型建筑节能材料应运而生，新型建筑材料是在传统建筑材料基础上产生的新一代建筑材料。

据统计，目前我国建筑行业每年平均以20亿平方米左右的速度发展，但另一方面，目前建筑能耗已占全社会终端能耗的27.5％，这一数据还不包括在建材生产和建筑施工过程中的耗能。建筑节能是指通过提高墙体、门窗、屋面f统称围护结构)的保温性、密封性，以降低采暖、空调等设施的能耗，达到改善居室环境和节约能源的目的。而提到建筑节能，应该说与建筑材料有密切关系。目前我国新型的建筑节能材料不论在产品构成、总体工艺水平还是产品质量上都远远不如发达国家。这就涉及到一个节能功效的问题。新型建筑材料是区别于传统的砖瓦、灰砂石等建材的建筑材料新品种，包括的品种和门类很多。从功能上分，有墙体材料、装饰材料、门窗材料、保温材料、防水材料、粘结和密封材料，以及与其配套的各种五金件、塑料件及各种辅助材料等。从材质上分，不但有天然材料，还有化学材料、金属材料、非金属材料等等。而当国内正在讨论如何提高建筑节能率的时候，国外已经在考虑如何减少二氧化碳而导致的“温室效应”：当国内正在研究节能材料的同时，国外已经将新型的节能建筑材料推广到全世界，并尽可能将节能率提到极限。

1.建筑节能的概念

建筑节能是社会发展的需求，它有利于缓解能源紧缺问题：建筑节能是环境保护的需求，它有利于减轻大气污染现状：建筑节能是建筑业进步的需求，它有利于巩固企业市场地位。

我们这里所说的建筑节能是指在满足人们正常生活，学习和工作需要的前提下，在建筑规划设计、建筑材料生产、建筑物施工及使用过程中，采用新材料、新技术，合理设计建筑围护结构的热工性能，提高采暖、制冷，照明、通风、给排水和管道系统的运行效率，降低能耗，合理、科学、有效的利用能源，从而达到提高建筑舒适性及节约能源的目的。简单来说，就是用尽量少的能源，过尽量舒适的日子。

2.新型材料在建筑装饰节能中的应用

2.1新型节能墙体的应用

新型墙体材料品种较多，主要包括砖、块、板，如粘土空心砖、掺废料的粘土砖、非粘土砖、建筑砌块、加气混凝土、轻质板材、复合板材等，但数量较小，在总的墙体材料中占据的比例仍然偏小。只有促使各种新型体材料因地制宜快速发展，才能改变墙体材料不合理的产品结构，达到节能、保护耕地、利用工业废渣、促进建筑技术的目的。欧美等发达国家的砖产量已基本趋于稳定。在产品技术方面主要向大孔洞率、薄壁方向发展。发达国家粘土砖已成为一种高档装饰材料，点缀于建筑的内外墙。混凝土空心小砌块主要向装饰、轻质、保温、隔热方向发展；加气混凝土制品向轻质、高强方向发展。国外加气混凝土容重普遍在400-500kg／m3：非承重产品容重降低到300kg／m3，且原材料大量采用工业废渣。国外建筑复合墙体具有重量轻、保温隔热、隔声效果好等特点。

2.2节能门窗的应用

建筑门窗是建筑围护结构的组成部分，是建筑物热交换、热传导最活跃、最敏感部位，是墙体热损失的5-6倍，因此门窗的节能对整体建筑节能具有很大意义。门窗的耗能究竟在建筑物的总耗量中有多大呢?以采暖居住建筑的耗热量进行分析，此类建筑的耗热量由建筑物围护结构的传热耗热量和通过门窗缝隙的空气渗透量两部分组成。根据有关实际测量资料分析结果是：窗户的传热耗热量与空气渗透耗热量相加，约占全部耗热量的50％以上，节能的概念在国家标准中包括对门窗的强度(抗风压性)、气密性、水密性的具体要求。建筑门窗的节能除了从提高玻璃和框扇本身的热工性能和尽量使用中空玻璃并保证中空玻璃的密闭性外平板玻璃向着控制光线、节约能源、安全可靠、减少噪音等多种功能方向发展。还应该从玻璃和边框接缝以及门窗框扇搭接处的严密程度着手，因为各搭接处严密才能保证空气流通量的减少。 转贴于

2.3节能屋面的应用

通常屋面保温是将容重低、导热系数小，吸水率低，有一定强度的保温材料设置在防水层和屋面板之间，按此种正铺法，可选择的保温材料很多，板块状有加气混凝土块、水泥或沥青珍珠岩板、水泥聚苯板、水泥蛭石板，聚苯乙烯板、各种轻骨料混凝土板等：散料加水泥等胶结料现场浇注的有珍珠岩，蛭石、陶粒、浮石废聚苯粒、炉渣等；采用松散料直接或袋装设置在尖顶屋面下或吊顶上部的有膨胀珍珠岩、玻璃棉、岩棉、废聚苯粒等：现场发泡浇注的有硬质聚氯脂泡沫塑料和粉煤灰、水泥为主料的泡沫混凝土等。反铺法主要将防水层置于保温层以下，可有效保护防水层，方便施工检修，但由于造价较高，住宅建筑尚未大量使用。

2.4其他方面的节能应用

在欧洲矿渣硅酸盐水泥用量占水泥总量20％：荷兰矿渣掺量为50-70％的矿渣硅酸盐水泥占水泥销量的60％：在日本矿渣掺量已占水泥的25％。高强度水泥基材料(MDF、DSP)复合配制的超高性能混凝土将使混凝土行业能更好地适应建筑施工机械化、自动化和智能化的要求。

太阳能是常被建筑利用的可再生能源，它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。太阳能与建筑结合为我们有效利用资源的可再生途径在利用太阳能的时候，要把太阳能的装置和建筑有机的结合起来。

3.结束语

随着我国科学技术的飞速发展，可持续发展战略思想深入人心，建筑节能技术发展空间广阔，对新的节能材料的开发与应用势必成为今后研究的焦点，通过建筑节能新材料应用研究最终达到节省消耗，节约能源的目的。可以相信，大力推广环保型建材，运用现代高科技手段进行设计，采用无污染的生产技术，实现建筑可持续发展会逐步变为现。绿色环保型建筑是一个符合可持续发展的绿色建筑，是人类与自然和谐相处的产物，环保建筑是人类文明的标志，是人类保护自己的生存环境的明智的选择。要有意识地保护人居环境，创造良好的居住环境。在设计与做法上力求做到自然与人的协调，为共同的发展创造出优美和谐的绿色家园。

[参考文献]

[1]杨子江，国外节能建筑[J].房材与应用2003，05，

[2]刘素平，从不同的角度谈建筑节能[J].建材技术与应用2007，(2)：43-44.

[3]蔚鹏飞，建筑节能新材料和新技术的应用[J].科技创新导.2008.(12)：125-125.