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高分子材料与工程的优势

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高分子材料与工程的优势范文第1篇

【关键词】高分子材料;功能助剂;现在发展趋势

1 高分子材料功能助剂行业现状

(1)高分子材料的发展对于化学助剂行业有高度的关联性。高分子材料化学助剂已经成为现代化学工业体系和材料科学体系的重要交叉领域之一,在高分子材料生产、储运、加工、使用过程中的作用愈加突出,几乎每一种高分子材料的每一种性能都依赖相对应的化学助剂实现。

(2)化学助剂行业发展的专业性越来越强。随着经济水平对于高分子材料要求的提高,新材料技术和化工产业的不断进步,高分子材料化学助剂产业整体呈现快速发展的态势,表现为化学助剂新品种的不断出现,需求数量的较快增长,以及化学助剂性能的不断改进。国际同行业巨头往往根据自身技术优势和经营特点选择几大类别的化学助剂进行生产经营,呈现出化学助剂行业发展的较强专业性。

(3)中国化学助剂行业发展市场潜力巨大。中国在高分子材料领域的高速发展,使我国已成为全球高分子材料化学助剂需求的增长重心。

(4)中国高分子材料化学助剂行业处于加速发展阶段。由于我国高分子材料化学助剂行业起步晚,行业的整体发展水平与国际水平还存有差距,一方面单一企业经营规模较小、新结构物产品匮乏、化学助剂应用技术服务能力较差、行业集约化程度不够、产品未形成集约化规模经营、高端产品少、许多产品品种形成系列化。另一方面,中国化学助剂行业呈现快速发展的态势,专业化、规模化、技术型企业不断出现和发展,部分企业已经在全球具有很好的知名度。

2 高分子材料功能助剂的发展分析

2.1 分离纯化技术

分离纯化技术是指将特定化学物质与周边干扰物质彼此分离,获得单一高纯度化学物质的技术。分离提纯的方法主要包含两大内容:一是研究获得高纯度物质的分离提纯方法,二是研究如何将这种分离提纯方法,实现大规模的工业生产。分离提纯的方法不拘泥于物理变化还是化学变化,在可能的条件下使样品中的杂质或使样品中各种成分分离开来的变化都可使用。化学助剂生产就是利用前述一种或几种技术的组合对产品原料、中间体、产成品进行纯化,使其满足工艺过程和质量指标的各项要求。

2.2 化学合成技术

化学合成技术是指利用现有化学物质创造出具备特定结构和性能的化学物质技术,主要包括:卤化技术、磺化技术、硝化技术、酯化技术、氧化技术、还原技术、烷基化技术、酰化技术、氨解技术、羟基化技术、缩合技术、聚合技术、官能团的引入和选择性转换技术等单元反应技术。化学助剂生产就是利用前述一种或几种技术的组合对产品原料、半成品进行化学合成,进而得到成品或中间体的过程。

2.3 检测分析技术

检测分析技术是指针对特定目标物质,获得其成分、结构、性能、纯度等具体参数的技术手段,主要包括:高效液相色谱分离检测技术、气相色谱分离检测技术、原子吸收光谱检测技术、气-质联机差热分析技术、热失重检测分析技术、激光粒度检测技术、X 衍射分析检测技术、红外和紫外光谱分析检测技术及其他一系列化学或物理分析技术等。化学助剂的生产需要选用适当的检测技术或几种技术的联合,对原料、中间体、产成品和生产过程控制的各项指标进行分析检验以确保符合客户和生产的需要。

2.4 化学助剂应用技术

高分子材料化学助剂应用技术是在化学助剂复合技术基础之上发展而来,其主要内容包括:一是指化学助剂在完成化学合成之后的剂型选择和确定,比如造粒、乳化、微粒化等,以使化学助剂适宜于在高分子材料中更好发挥作用;二是指为确保不同的高分子材料获得特定的功能和用途,需要添加不同品种、不同功能、不同剂量的各种化学助剂来实现高分子材料的性能改善目标,

3 高分材料功能助剂的发展趋势

(1)高效化。高效化是指在确定助剂用量的情况下实现效果最大化。主要途径为助剂的高分子量化,普通的助剂分子量较低,容易挥发迁移、渗出,降低了助剂的效能,而高分子量化可减少挥发性、迁移性,提高热稳定性、耐水解能力、与材料的相容性,而使助剂的效能得以充分发挥。

(2)多样化。高分子材料化学助剂的多样化不仅在于新品种的出现和应用高分子材料范围的扩大,更在于其作用途径的多样化。高分子材料化学助剂的功能是由其相应的官能团结构决定的,一方面,传统的官能团结构不断得到改进和完善,使产品序列不断丰富,另一方面,新的官能团结构不断被发现,使助剂发挥作用的途径呈现多样化。

(3)复合化。复合化的是各种高分子材料化学助剂的共混物,目的是令高分子材料化学助剂具有多功能性和增强协同效应,使应用简单方便。现代的复合技术已非初期的几种助剂简单混合,已发展成为多组份协效性能的研发,各组分之间协同机理的研究和协同组分的开发将是高分子材料化学助剂复合应用技术研发的关键。

(4)系列化。系列化指通过对同一类助剂产品的结构和其应用性能发展规律的分析研究,将系列化的新助剂产品的主要参数、类型、性能、基本结构等作出合理的安排与计划,以协调同类产品、配套产品和目标高分子材料之间更加合理的协同关系,从而充分发挥助剂产品的协同效应和协配性,获得更好的市场通用性。

(5)环保化。随着环保法规日益严格和可持续发展需要,环保化将成为化学助剂发展的重点。一方面是化学助剂制造过程的清洁生产工艺的开发,节能减排;另一方面主要为发展环境友好助剂,限制或禁止使用对人体和自然环境有毒有害的助剂。

4 结束语

随着高分子材料化学助剂高效化、多样化、复合化、环保化、系列化的趋势不断发展,高分子材料化学助剂的各类相关技术也沿着上述趋势不断演变进步。高分子材料化学助剂企业只有在掌握化学助剂主体技术的基础之上,沿着发展趋势不断研发新技术,才能在未来的竞争中获得优势地位。

参考文献:

[1]白凡飞,贺平,贾志杰,黄新堂,何云.原位生成法制备单分散的纳米氧化锌分散液[J].材料科学与工程学报,2005(05).

高分子材料与工程的优势范文第2篇

关键词:高分子材料新型材料市场应用农业领域

1.前言

随着社会的发展,我国的科技有了崭新的发展机会以及广阔的发展平台,高分子材料科学也处速发展的状态。经过多年的发展,高分子材料已经在我国市场上的多个领域得到了十分广泛的应用。值得一提的是,合成高分子材料凭借着其独特的优良性质以及相对良好的使用性能,在市场上已经占据了比较重要的地位。伴随着时代的持续发展,人们对新型高分子材料也相应的提出了更高的要求,因此,为了适应人类的需要,对新型高分子材料的研究便十分重要。

2.高分子材料简述

高分子化合物是高分子材料的组成基础,构成高分子化合物的基本成分是聚合物。所以,高分子材料所具有的性质便是其构成基础聚合物所具有的性质了,其含有的主要材料所具有的特性,便是这种高分子材料的特征性能。目前,高分子材料和无机非金属材料以及金属材料是在当前的市场上应用的材料主体,是应用性材料科学的主要内容。在三者当中,属高分子材料最受欢迎,由于其优良的性能得以广泛的应用,在整体的新型材料的市场上都占据着重要的地位。在全球范围内的材料市场上,高分子材料的发展一直都没有停止,反而是以高速的发展形态展现在人类的面前。例如,合成树脂的数量在十年之内几乎增加了一百倍,高分子材料的飞速发展,给人类的生活带来了极大的便利以及翻天覆地的变化。塑料便是一种典型的高分子材料,塑料的用途广泛,传统的木材和水泥的年产量加起来也远远没有塑料的产量高。合成橡胶的产量也大于天然橡胶的产量,合成纤维一年的产量几乎达到了羊毛和棉花等人造纤维或者天然纤维总产量的二倍之多。还要合成树脂的发展等等。但是,即使高分子材料在我国取得了很大的研究进展以及生产应用,但是相比于世界上的发达国家,我国的科技仍然是较为落后,与各大发达国家存在着较大的距离。

高分子材料于一九三零年问世,至今已经发展了将近九十年的时间。但是一直到二十世纪末期,高分子材料才正式收到人类的重视和研究。科技处于不断的进步当中,人类对新型高分子材料的需求也在不断增加。例如大家都熟知的纳米材料,纳米高分子材料是一种聚合物基材以及纳米微粒的复合材料,这种材料具有独特的优良性质,在研究纳米材料的时候,要以其潜在的性质为依托,寻找最有效、迅速的开发方式。

2.新型高分子材料的应用概述

高分子材料作为材料市场的后起之秀,发展速度十分迅速。并且在整个材料市场上的应用十分广泛,在各行各业,在我们生活中的各个角落都能见到高分子材料的身影。例如在功能材料方面随处可见高分子材料,在结构材料方面高分子材料也表现出其难以比拟的优势。新型高分子材料的主要分类为:光功能材料和高分子分离膜,高分子复合材料以及该分子磁性材料。所谓光功能材料即是指这种材料能够对光进行吸收和转换,或者透射和储存。所谓高分子分离膜材料,其本身是一种薄膜性质的材料,即是利用高分子材料来制作成的一种具有半透性质的过滤膜,它的典型特征是选择透过性。这种材料对环保工作等做出了重要贡献,并且分离效率高,使用条件好。所谓高分子复合材料是指有多种具有不同的性质的物质所复合而成的多相材料。这种材料聚集了多种材料的特征,优势十分明显,例如复合材料能够同时具备耐高温和高强度等多种优点。所谓高分子磁性材料是指磁性材料于高分子材料的一种复合形式,也属于高分子复合材料的一种。这些新兴的高分子材料已经渗透进了人类生活的各个领域,在医疗行业以及工业行业都做出了重大的贡献

3.举例说明新型材料在农业领域的应用

科技的进步无疑大大促进了农业的发展,我国是一个农业大国,新兴材料在农业领域的应用,对促进农业的发展发挥了很大的作用。

在我国农业以及工业的生产领域,木塑复合材料的应用十分常见,木塑复合材料大多应用在农业领域,这种高分子材料具有以下优点:韧性好,较高的强度,可再生性好并且能够耐腐蚀。因此,木塑复合材料能够在一定程度上取代传统的钢铁材料,故在我国农业领域具有广泛的应用前景。在我国大片的庄稼地中,大量存在着秸秆这种新型材料,我国对秸秆加以利用的研究已经投入了很大的精力。秸秆用于沼气发电,秸秆用于提取纤维素制作高能燃料等,将秸秆作为一种重要的新型材料仍然需要研究。部分农作物的生长需要在温室中进行,因此温室大棚便是农业领域当中的必需品。新型温室大棚保温材料能够在白天充分吸收阳光,并自动进行恒温工作的处理,在夜晚能够使大棚内维持同样的温度和空气中的湿度。这种采用新型温室大棚保温材料的温室能够使植物自然生长,提高了农业产量和质量。对于温室材料的研究,最主要的研究性能便是其保温性能。新型温室保温材料的研究意义重大。

4.新型材料的发展前景

我们现在共同的目标是可持续发展,新型材料的开发能够满足人类对可持续发展目标的推进,新型材料能够凭借其优良的性能以及可重复利用的特点为人类社会的发展做出重要贡献。但是,我们要时刻铭记,新型高分子材料的发展要坚持以下原则:首先,新型高分子材料的使用不能对环境产生污染,其次,新型高分子材料要尽量追求成本低廉,能够满足大部分人的需求。目前我国所研究出的新型高分子材料大多价钱昂贵,因此,寻找廉价的基础材料作为高分子材料的生产成本至关重要,原材料的选取和加工工艺的选择都是未来新型高分子材料的研究重点问题之一,人类也从未停止过对新型高分子材料的探究工作。同时,要对新型高分子材料进行宣传,让大家都有所了解,才能提高高分子材料的利用率。最后再次强调,不能以牺牲环境为代价去发展新型高分子材料,才能让这种高分子材料对我们的社会发展发挥重要的作用。

参考文献: 

[1]谭志坚,王朝云,易永健,等.可生物降解材料及其在农业生产中的应用[J].塑料科技,2014,42(2):83-89. 

[2]祁春媛,方东辉,任小杰.木塑复合材料在农业机械上的应用 

[J].黑龙江水利科技,2014,42(5):149-151. 

高分子材料与工程的优势范文第3篇

关键词:高分子材料 生物质 加工改性

一、生物质高分子材料PHA的概述

近年来,我国对生物可降解高分子材料进行了深入地研究和开发,尤其是聚羟基脂肪酸酯PHA颇受关注。聚羟基脂肪酸酯是细菌胞内合成的一种高分子化合物,在营养不平衡的环境下,细菌把多余的物质转换为探源和能源的储备物,同时将水溶性小分子转换为水不溶性的大分子PHA。PHA因具有某些合成塑料如聚丙烯、聚乙烯的物化特性,又具有独特的生物可降解行、光学活性、生物兼容性、气体相隔性以及压电性等被认为是可替代传统的由石油合成的、不可降解的塑料,PHA被称为新型的生物可降解塑料。

PHA结构多样,且因其自身结构变化拥有较多的新材料性能,所以应用前途比较广泛。在食品包装材料、卫生材料、纸涂层材料、光学材料、电子工程材料以及一些一次性用品,如高档包装材料、新型医学材料骨钉、骨板等方面广泛应用。

PHA由具有光学活性的R构型降级脂肪酸单体组成,是一种线性可降解聚酯,其单体组成对自身的物理性质起决定性作用,常见的PHA材料主要有以下几种:聚β-羟基丁酸酯(PHB)、聚-3-羟基丁酸-3-羟基戊酸之(PHBV)、聚-3-羟基丁酸-3-羟基己酸酯(PHBHHX)、聚-3-羟基丁酸-4-羟基丁酸酯(P3/4HB)等。

二、聚合物的加工改性

经过高分子材料科学成熟的发展,通过共混、共聚和表面改性等手段对高分子材料进行化学改性或物理改性以此达到提高聚合物某些性能引起了人们广泛的重视。将不同的聚合物混合,或者将种类相同但相对分子质量不同的聚合物进行混合,或者把聚合物和其他物料相互混合形成新的共混聚合物,通过以上的手段都可以实现聚合物的共混改性,聚合物共混改性后不单单是改变了聚合物的性能,更是开发了新型聚合物材料的崭新功能,因此,聚合物的共混改性已经发展为当今世界高分子材料工程科学中最为活跃的领域之一。PHB作为PHA中最具代表性的生物塑料,在生活的各个领域都有着广泛的应用前景,下面以PHB为例,探究一下生物质材料的加工改性。

三、PHB的加工改性研究

1.制备聚合物

1.1制备单端枪击聚羟基丁酸酯(PHB-OH)

用甲醇打断大的PHB分子链,对PHB片段封端,从而可以制的只有一端含羟基的PHB片段(PHB-OH)。制备方法如下:氯仿作为溶剂,硫酸作为催化剂,将15gPHB溶于150ml的氯仿中,75°C回流30min后,取2.5nl浓硫酸溶于50ml甲醇中,冰浴冷却之后逐滴地滴加到上述的回流流体中,根据自己需要可以控制回流时间,至设定时间后冷却至室温,然后大量蒸馏水洗涤、分液、静置分层后弃去水层,有机层洗涤两次后,用无水硫酸镁干燥过夜,过滤,滤液使用无水甲醇沉淀,减压过滤,将产物放在40°C的真空烘箱里面干燥48小时以上,即成。

1.2制备不饱和端基低聚物

取1.5g干燥的PHB-OH放在事先干燥好的四口瓶中,加入50ml除水的二氯甲烷和0.2ml的三乙胺,30°C油浴中磁子搅拌,完全溶解后,低价溶有0.3ml的丙烯酰氯的二氯甲烷30ml,继续反应3小时,过滤沉淀,滤液使用适量饱和的碳酸氢钠洗涤两次,使用蒸馏水洗涤三次,然后用无水硫酸镁干燥过夜,过滤之后的滤液使用甲醇沉淀,减压过滤,最后产物常温真空干燥,即成。

2.运用傅里叶变换红外光谱仪对聚合物材料进行定性表征

对于已经提纯过的待测样品,将其配置成10mg/ml的氯仿溶液,然后滴3滴在KBr镜片上面,在红外灯的照射下干燥形成薄膜。之后用Nicolet IR200幸好傅里叶变化红外光谱仪对其进行32次的扫描,(该仪器分辨力为1cm-1)。观察得到的红外图谱,可以确定待测物中的基因。

3.材料热学性能测试

聚合材料的热学性能测试,取少量样品,通过热失重分析仪或者示差扫描量热仪对样品温度曲线进行分析。

4.材料的力学性能测试

取少量待测样品,将其裁剪成哑铃型样条,使用CMT4000型号微机控制电子万能试验机,移动千分尺,岑亮样条的宽度、厚度、起始标距,待位移回零之后,在室温下仪5mm/min进行拉伸,用计算机记录材料的应力-应变曲线,通过实验,得到材料弹性模量、拉伸强度以及断裂伸长率等参数。

5. PHB物理改性研究

使用增塑剂DOS,形成PHB/DOS共混体系。经实验验证,共混体系随着增塑剂DOS的含量增加,材料的拉伸强度和杨氏模量降低,断裂的伸长率不明显,当共混体系中DOS含量达到35%时,共混体系的机械性最好,但对于共混体系来说,DOS的增塑效果并不明显,因此,DOS常作为辅助增塑剂。

使用乙酰柠檬酸三丁酯(ATBC)增塑PHB体系,和DOS对比,ATBC增塑效果较明显,因为ATBC自身的机型和分子量相对比较小,能很好的茶道PHB的链段之间,增加PHB链间的距离,减小高分子链间产生的相对滑移摩擦力,从而达到较好的增速效果。

四、结语

PHB作为生物质高分子材料PHA的一类,有其显著的缺点,PHB比较脆,但通过对PHB的加工改性,可以弥补其缺点,更好地发挥它的优势。本文通过制备共混材料、测试其热学性和力学性,选取增塑剂材料来改善PHB的热学性能,以及使用物理方法加工改性材料,上述一系列的加工改性方法表明了,我们可以通过物理的、化学的加工改性方法提高PHA类材料的综合性能,赋予PHA材料新的使用性能,使其拥有更美好的发展前景。

参考文献

高分子材料与工程的优势范文第4篇

【摘要】构建适应经济发展方式转变和产业结构调整要求的现代职业教育体系,必须探讨“中高本衔接”高级技术型人才培养模式。本文以高分子专业(广东省中高衔接的试点专业)为例,探讨 “3+2”中高职教育“宽口径衔接”的人才培养模式,及高职本科“对口衔接”的人才培养模式,为满足区域产业需求,促进产业升级培养高级技术型专业人才。

【关键词】 中高职“宽口径衔接”模式、高职本科“对口衔接”模式、高分子专业

【中图分类号】G640 【文献标识码】

[作者简介]吴丽旋(1965- ),女,广东人惠州人,广东轻工职业技术学院,副教授,硕士,研究方向为高分子材料加工技术和职业教育;王玫瑰(1965- ),女,广东省汕头人,广东轻工职业技术学院副院长,教授,硕士,研究方向为高分子材料加工技术和职业教育

[课题项目]本文系广东省高等教育教学改革工程项目“高职教育高分子材料加工技术专业标准与课程标准的建设与实践研究”的阶段性研究成果。(课题编号:gzzd2011016,课题主持人:王玫瑰)

中图分类号: G712, 文献标识码: A

一、 中高职、本科教育衔接的现状分析

(一)广东省中高职招生方面衔接现状

到2009 年底,广东省中职毕业生升学的途径主要有两条:一是3+X 考试,与高考相似,为中职毕业生专门设置。1995年由广东省统一组织单独命题考试, 实行“3+1” 考试模式,“3” 为语文、数学、英语三科, “1” 为专业技能课程。从1998开始,普通高等院校高职班面向中等职业学校的招生考试由原来的“3+1” 改为“3+证书”[1] “证书” 为广东省职业技能证书。 二是成人高考,这是中职毕业生主要选择的升学方式。

从2010年开始广东省实施“3+2”中高职教育,到2012年,有32所高职院校与149所中职学校对接, 开展对口自主招生三二分段中高职衔接培养技能型人才招生试点工作[2]。广东轻工职业技术学院高分子专业作为2012年试点专业,面向广东省石油化工职业技术学校化工大类专业的中职毕业生,实行自主招生三二分段“宽口径”专业衔接。

(二)中高职专业设置方面的衔接现状

广东省中等职业学校专业设置多为文科、计算机、汽车等办学要求没那么高的专业,没有围绕产业结构和人才需求的变化设置专业,已不能满足广东省经济建设和社会发展对各级各类人才的需求,实现职业教育更好地服务地区经济社会发展。广东省是塑料大省,产值位居全国第一,从业人员超过50万主要以农民工为主体。由于高分子专业涉及面广,专业知识有一定的深度,本科院校开设较多;广东地区有四所高职院校开设了高分子材料加工相关专业;而广东省中职学校没有高分子专业,不能适应塑料产业升级的需要。

(三)高职、本科专业设置方面的衔接现状

虽然广东省有27 所高职和100 所中职的10个专业大类参与中高衔接三二分段一体化人才培养模式改革试点,但是目前还没有进行高职、本科一体化人才培养模式;虽然本科院校有设置高分子专业,但是以“学术目的为主”的学科型的本科。2011年第二次修订的《国际教育标准分类法》将高等教育分为两个阶段,第一阶段序数为5,相当于专科、本科和硕士生教育;第二阶段序数为6,相当于博士生教育。第一阶段又分为理论型5A和实用型、技术型5B。其中5A又分为5A1和5A2,前者按学科分设专业,后者按行业分设专业[3],见图1。

第三级教育(中学后教育)

图1 国际教育标准分类法

参照该分类框架,我国大部分研究者将5A和5B分别对应普通高等教育和高等职业教育。一般而言,5A1系列的高校在我国被认为包括“985”大学、部分“211”大学, 5A2则包括一部分“211”大学以及大量地方本科大学,人才规格由高到低有硕士、本科和专科;5B则是指高职高专院校,也包括硕士、本科、专科层次院校,但目前我国只有专科层次院校。在我国,研究者和普通大众通常以人才培养目标和课程内容为标准来区分三类高校:5A1高校培养学术型人才,教学内容一般以纯理论知识为主;5A2高校培养技术型人才,教学内容包括理论知识和实践知识,教学注重理论与实践的相互转化;5B高校则培养技能型人才,教学内容包括理论知识和实践知识,但偏重实践性技能。毫无疑问,5A1与5B的人才类型界限比较明确,5A2与5B的界限则不太明显,但基于我国地方大学培养的主要是本科层次人才,而高职高专院校培养的主要是专科层次人才。在普通高等教育系统,很多高校都是按学术型人才模式进行培养,即便是本应定位培养技术型人才的5A2类高校也都有意无意地按学术型人才方向去办学,导致学术型人才过剩而技术型人才匮乏,高校人才培养与市场需求间极不匹配。

二、 中高职教育“宽口径”衔接及高职本科“对口衔接”的必要性(一)能够满足区域产业需求,促进产业升级

随着广东省“三促进一保持以及产业和劳动力双转移战略的实施,对人才结构和素质也产生了新的需求。与社会经济发展联系密切的广东职业教育迎来前所未有的机遇和考验,实现中高本教育的有效衔接成为一个亟待解决的问题。国家推进中高等职业教育管理体制改革的国家的利好政策推动了中高职的衔接,在政策支持下,广东省职业教育得到快速发展,中高职衔接也几经波折并逐渐优化。广东省是塑料大省,从业人员超过50万主要以农民工为主体,初、中级层次人员严重缺失,亟需进一步提升从业人员技能水平,由于高分子专业涉及面广,专业知识有一定的深度,本科院校开设较多;广东地区有四所高职院校开设了高分子材料加工相关专业;而广东省中职学校没有高分子专业,所以,与广东省石油化工职业技术学校化工类专业“3+2”合作,通过中职学校招生,实行“宽口径”专业衔接。

高分子材料加工技术相关产业是广东省支柱产业,广东省“十二五”优先发展产业LED、新材料技术、航空航天、新能源汽车、生物制药等产业与高分子材料加工相关,又由于高分子加工专业涵盖了化工、机电、控制及高分子材料等相关专业知识,具有一定的宽泛性和专精要求,培养目标的定位要随着相关产业的发展不断更新。从广东省的人才培养来看,开设有高分子相关专业的本科院校偏重于科研,实训时间及条件严重不足,对加工生产线缺乏总体认识;而高职院校由于学制短了一年,在基础理论方面和思维提升锻炼方面存在不足,工作中自主创新能力和自我提升空间不足。因此,目前的教育培养的人才出现了“本科的学生深入不下去,高职学生提升不上来”的尴尬局面,使技术型人才匮乏;教育发展的规律及生产力发展都要求双方改革目前的人才培养模式,实施资源互补,专业“对口衔接”协同培养新型高级技术型人才。

(二)发挥中高本教育资源效益,构建广东特色现代职业教育体系

广东省2012 年度教育工作会议提出,今年广东将进一步构建适应经济发展方式转变和产业结构调整要求,中高等职业教育纵向衔接、职业学历教育和职业培训横向贯通的现代职业教育体系。中高打通以后,从职业教育整体发展的角度出发,以国家职业标准为依据,构建专业课程新体系,实现专业课程内容和职业标准对接。面向广东省石油化工职业技术学校等中职学校化工大类的中职毕业生,实行自主招生三二分段试点,打通中职学生继续深造的通道,探索中高衔接培养应用型人才新路子,构建广东特色现代职业教育体系,增强职业教育吸引力和实现职业教育优秀人才梯队建设。

本科院校具有雄厚的学科优势及师资等资源,高职院院校具有丰富的校企合作等资源。根据国家、省教育规划改革文件精神,选择石油化工特色院校广东石油化工学院的高分子材料与工程专业合作,协同培养高分子材料与工程专业高级技术型人才,既符合教育改革的大方向要求,在获得政策支持的基础上也充分发挥了两种类型院校的资源优势,实现资源共享,为打造新型办学模式、最终实现培养高质量的高级技术型人才的目标提供有效途径与措施。探索高职、应用本科对口衔接,培养高级技术型人才新路子,构建广东特色现代职业教育体系,增强职业教育吸引力和实现职业教育优秀人才梯队建设。

三、 中高职教育“宽口径”衔接及高职本科“对口衔接”的可行性

1.国家推进中高等职业教育管理体制改革为“中高本”衔接提供了契机

2011年教育部出台了《关于推进中等和高等职业教育协调发展的指导意见》政策推动了中高职的衔接,广东省教育厅以“通知”或者“意见”的形式,也出台了一系列中高衔接执行条例;2012年广东省出台《广东省人民政府办公厅转发省教育厅关于以协同创新为引领全面提高我省高等教育质量若干意见的通知》(粤府办[2012]103号)文件,要求优化高等教育结构,大力发展应用型本科教育和高职高专教育。在政策支持下,广东省职业教育得到快速发展,广东中高职衔接渐成体系;高职院校也开始与应用型本科合作,专业对口衔接,协同培养高级技术型人才,充分发挥了两种类型院校的资源优势,实现资源共享,打造新型办学模式。

2.产业结构和人才需求的变化对“中高本衔接”提出了要求

广东省是塑料大省, 截止2009年,广东省规模以上企业3796家,中小企业星罗棋布,从业人员超过50万,年产值2372亿元,产值位居全国第一;广东同时也是高分子材料加工新技术发源地。塑料企业行业调研表明,高分子行业的从业人员涵盖了初级、中级、高级等几个层次,初、中级层次人员严重缺失,主要以农民工为主体,亟需进一步提升从业人员技能水平。另外,另外,教育部的数据显示,1997年~2005年,小学一年级新生入学人数持续九年走低,已从2574万人降低到1694万人,此后四年,该数据保持在1700万人左右。高中毕业生的生源逐渐减少,未来高职的主要生源是中职生,中高职如何衔接,研究相应的人才培养方案日显迫切。

“十二五”时期是广东省全面建设更高水平小康社会,向基本实现社会主义现代化目标迈进的关键时期,是深入实施《珠江三角洲地区改革发展规划纲要(2008-2020年)》,加快转变经济发展方式的攻坚时期。高分子材料加工技术相关产业是广东省支柱产业,广东省“十二五”优先发展产业LED、新材料技术、航空航天、新能源汽车、生物制药等产业与高分子材料加工相关,又由于高分子加工专业涵盖了化工、机电、控制及高分子材料等相关专业知识,具有一定的宽泛性和专精要求,培养目标的定位要随着相关产业的发展不断更新,这要求高校提供大批本科层次的高级技术型人才,因此,通过开展应用型本科院校和高职院校协同培养的改革,形成四年的高级技术型人才培养,满足广东省产业结构和人才需求的变化。

3.国家示范性重点专业为“中高本衔接”提供了保障

高分子材料加工技术专业始创于1960年,办学历史长,基础扎实,是国家示范性建设重点专业,通过几年的努力,形成了一支结构合理、业务水平高、勤奋务实,勇于创新的专兼并举的教师队伍;建立了以小型生产为依托,融教学、生产、研究、技能培训和职业技能鉴定功能“五位一体”的综合化实训基地,这些教育资源为“中高本衔接”提供有力保障。

4.职业资格标准实施为“中高本”课程衔接提供了依据

中高本教育衔接模式的核心是课程体系一体化,而中高本一体化课程设计的关键是根据产业行业的需求,认真分析职业岗位的要求,按照企业职业分类和职业标准研究技术型人才由初级到高级的职业能力标准和层次结构,构建中职、高职、本科院校整体育人的职业教育人才培养体系,明确区分中、高职、本科培养技术人才的目标差异。[4]由中国轻工业联合会牵头,联合多家高职院校、相关企业,制订的《塑料制品配料工》、《塑料成型制作工》国家职业标准,已上报劳动部审批,每个工种均分为初级、中级、高级、技师4个等级,为合理构建中高本专业课程标准提供了依据。

四、 中高职教育“宽口径”衔接人才培养模式的实践

(一)中高职“宽口径”专业衔接

根据“3+2”中高职教育衔接模式的一体原则,无论中职教育,还是高职教育,都是为区域经济或者行业培养高素质高技能型人才,两所院校的培养目标、课程改革与设置要一体化。专业是中高职衔接的必要条件,只有中高职专业建设规范化,才能促进中高职课程的有效衔接[5]。本案例,选择广东轻工职业技术学院高分子专业与广东省石油化工学校化学工艺专业、石油化工专业进行三二分段“宽口径”衔接,以期达到优化中职学校布局和专业结构,为经济发展加力。

(二)“3+2”分段人才培养模式的衔接

人才培养模式的有效合理衔接,是中高等职业教育衔接的源头,也是确定课程内容的基础。根据高分子专业教学指导委员会、相关院校的代表到我校参加《材料类专业中高衔接专业标准与课程标准研讨会》的研讨意见,再结合与中职学校化工大类专业宽口径衔接的特点,高分子专业三二分段五年制的人才培养模式按2+0.5+0.5+1.5+0.5形式进行,具体见图1:

图1高分子专业三二分段五年制的人才培养模式

中职学校公共基础课、职业基础课一般安排在第一至第三学期完成,职业技术课与专业综合实践课一般安排在第三至第四学期完成,衔接课程安排在第五学期,第六学期顶岗实习。高职学校公共基础课、职业基础课一般安排在第七学期完成,职业技术课与专业综合实践课一般安排在第八至第期完成,顶岗实习与毕业设计安排在第十学期进行。

五、 高职、本科教育“对口”专业衔接人才培养模式的实践

围绕广东经济发展方式转变、产业结构调整、社会发展需求以及双方办学现状等方面,广东石油化工学院和广东轻工职业技术学院开展了一系列的调研和论证。广东石油化工学院现有的“高分子材料与工程”和广东轻工职业技术学院现有的“高分子材料加工技术专业”具有较强的办学实力和良好的发展前景,其专业群建设基础扎实,并可依托双方的校外实训基地、广东轻工职业技术学院现有的省级工程中心(广东高校高分子材料加工工程技术开发中心)开展高级技术技能型人才培养采用“2+1+1”的“对口衔接”协同培养模式,即:第1~4学期在广东石油化工学院就读,主要由广东石油化工学院教师承担教学任务;第5~6学期在广东轻工职业技术学院就读,主要由广东轻工职业技术学院教师承担教学任务;第7~8学期在企业进行顶岗学习,由广东石油化工学院教师、广东轻工职业技术学院教师以及企业兼职教师共同承担教学任务。

参考文献

(1)谢文静. 广东省高职院校达标性考试加开放式招生模式的思考. 高教探索,2008 (4)

(2)赖红英, 广东中高职衔接试点再扩大, 中国教育报, 2012-5-15.

(3)方泽强,分类视角下高职本科与应用型本科探略,职业技术教育,2012(13)

(4)吕江毅,刘敏杰,“3+2”中高职教育衔接模式研究,教育与职业,2012(11)

高分子材料与工程的优势范文第5篇

关键词:认识实习;实习基地;实习方式

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)06-0176-03

在提倡素质教育的今天,着力提高劳动者素质,无疑在今后相当长的一段时期内,是我国教育优先发展的战略和重点之一。要提高高等院校毕业生的综合素质与技能,使其具有社会就业适应性和就业弹性,就必须在教育的各个环节中注重学生三大能力――创新能力、社会适应能力和实践能力的培养。学生能力的培养渗透在教学、实验、实习和毕业设计等各个环节,每一环节的作用都不容忽视和取代。高等院校学生不仅要掌握扎实的理论知识,还必须有较强的工作能力,尤其是实践动手能力。目前各大院校越来越重视学生能力的培养,努力缩小理论与实践的差距。[1]实践教学是高等院校培养人才必不可少的实践环节,是整个教学计划中的有机组成部分,其中认识实习是通过现场了解和认识化工等工业产品的生产过程,增强对化工生产过程的感性认识,建立初步的工程观念。通过对各生产加工过程的基本原理、操作过程及典型设备的类型、结构、特性等的认识和了解,为学习《化工原理》、《高分子物理》、《高分子化学》、《聚合物成型加工原理》等专业基础课及专业课打下良好基础。

一、认识实习地点的改进及建立稳定的实践教学基地

自2000年学院开始招收高分子材料与工程专业学生以来,本专业学生一直和化工专业学生一起在新疆化肥厂和天山塑料厂进行认识实习。新疆化肥厂是以天然气为原料生产氨和尿素,有所有化工单元操作及相关设备,在该厂进行认识实习对学生了解化工等工业产品的生产过程,增强对化工生产过程的感性认识,建立初步的工程观念及学习《化工原理》等课程有较大帮助。而天山塑料厂只进行聚合物成型加工,并且产品种类单一(主要是挤出和吹塑制品),不能满足本专业学生了解聚合物材料整个生产过程的要求。于是,从2009年开始,便将本专业学生的认识实习安排到新疆屯河聚酯有限责任公司,该厂生产范围不仅包括聚酯的合成,而且包括各种化工单元操作及设备,对本专业学生学习《化工原理》、《高分子物理》、《高分子化学》等课程有很大的帮助。同时,学生还可以参观建在该厂周围的节水灌溉生产厂和屯河聚氯乙烯型材厂。它们主要生产PVC塑料门窗、滴灌材料及聚乙烯管,拥有先进的成型设备和工艺。对该厂的参观,使得学生对聚合物成型加工等过程有了初步了解,并对《聚合物成型加工原理》等专业课的学习打下了良好的基础。新疆屯河聚酯有限责任公司拥有2条8000吨/年的间歇聚合生产线、2条1.4万吨/年的半连续聚合生产线、1条德国AQUAFIL公司5万吨/年连续聚合生产线和1条意大利SINCO公司的5万吨/年连续固相增粘生产线,均为PET树脂专用生产装置,生产技术先进,具备年生产加工11万吨多功能、差别化PET树脂的能力,是西北乃至中亚地区规模最大、品种最多、技术含量以及档次高的多功能差别化聚酯生产企业。基于这些特点,在2008年11月新疆大学化学化工学院与新疆屯河聚酯有限责任公司签了长期的实践教学实习基地及共同开发研究协议。此外学院选择了疆内的一些厂风好、设备工艺、科技水平、管理水平较高,优势和学生动手操作、有利于发挥学生创造能力的大中小型企事业单位,我院以化工工艺、高分子材料、化工机械等专业为主与中石油乌鲁木齐石化公司、新山子石化公司、新疆石河子天业等企业建立了长期稳定的校外实践教学基地。这是自行解决目前实习教学难以安排行之有效的途径,也是加强实习工作的计划性,减少盲目性,稳定实习内容,保证实践教学质量的重要措施。[2-3]

二、改进认识实习方式,提高认识实习效果

为了与生产和实际操作接轨,拟采取“理论讲解――现场实地实习”的理论与实践相结合的模式,一方面从理论上详细剖析过程,从而使理论有效地指导实践;另一方面从实践上升到理论,使实践强化了理论。为此,首先学生要接受必要的安全教育和安全常识;其次对高分子化学和物理基本知识由专业技术人员予以讲解;然后由公司专门技师对最先进,最前沿的CP,SSP工艺进行详细讲解。工艺流程是生产的生命线,也是实践操作的重要环节,对过程中的装置特点,反应机理必须加强认识,所以有必要对化工单元操作化工设备,如泵、塔、反应器、传热器换热器、蒸发器等设备结构及工作原理细致了解才更利于熟练进行操作及生产控制;其次,对化工仪表自动化及电气控制有必要掌握,收集生产中重要参数,为生产控制调整服务,所以,实习过程中必须对控制仪表有所了解;最后,对产品的化验分析,是理论性很强的环节。众所周知,质量是企业的生命,所有的指标均反映了生产过程的好坏,应该及时反馈到生产线,从而有效地调节生产。因此,化验分析也是我们实习的一项重要内容,也是了解高分子材料性能与结构之间的关系环节。

为在实习中从传统抽象的纸上谈兵到具体的可触可及的参与,我院与厂方一起制作了描述该厂合成工艺过程、原理及化工单元操作和设备结构的认识实习多媒体课件,编写了与多媒体课件配套的“化工单元操作”、“聚酯合成工艺”等实习参考资料,整个理论讲解过程采用多媒体授课,必要时配以重点剖析(如聚合物结构,反应机理),在现场又进行了仿真操作,故障模拟排除,真正地实施了一种“理论―实践相结合,手把手,一对一”的现场指导模式,合理新颖的安排使实习学生真正感到学有所用,着实提高了认识实习的效果。

三、完善实习相关资料,是保证实习顺利完成和实习质量的前提

实习资料是实习实施、实习指导与实习评价的依据,也是保证实习顺利完成和实习质量的前提。实习资料应包括实纲、计划安排、指导书、任务书、教师指导规范、实习考核及培训协议等方面。为了使学生尽快进入实习生的角色,除了要有实纲及进行实习动员和入厂教育外,还应结合实习岗位情况编写实习讲义,详细介绍与现场有关的理论知识,着重介绍从理论到实际的过程,让学生对工艺流程先有一般性的了解,再附上思考题,使学生一下厂或上机就能有针对性地进行学习;还应编写实习任务书和实习指导书,明确提出实习期间的主要任务,为了使学生真正全面了解每个工段的工艺流程、工艺设备、单元操作过程、条件与控制,还需有实习计划和提出相应的要求。有了这些文件,就可以克服实习工作的盲目性、随意性。[4]以往实习资料不够全面,因此,在原有的工作基础上,根据实际情况,我们进行了修订完善,特别是改进认识实习地点后,与厂方一起制作了描述该厂合成工艺过程、原理及化工单元操作和设备结构的认识实习多媒体课件,编写了与多媒体课件配套的“化工单元操作”、“聚酯合成工艺”实习参考资料及化工单元操作、聚酯合成工艺的思考题,形成了一整套认识实习的文件,使之规范化,并将所有资料编印成册发放到每位指导教师和实习学生的手上,保证了实习的指导与实习的顺利进行。

四、实习考核的综合评定及效果

实习考核的量化有助于提高学生对实习每一阶段的重视程度、有助于提高实习效果和实习安全,同时提高了实习指导老师的责任心和参与实习的程度。我们主要以实习表现(对要求了解掌握的内容的熟知程度、理论联系实际的能力、遵守实习厂各规章制度情况、遵守实习纪律,服从厂方和指导老师的安排管理、按规定时间准时上下班情况),现场作业、实习日记和认识实习报告的按时完成与质量情况,认识实习现场口试成绩等几项内容进行考核评定。实习考核综合成绩中现场口试占40%,实习报告占30%,实习表现占30%。实习考核的评定方法要在实习动员大会上要介绍和详细讲解。

2003-2008年,我们在新疆化肥厂和天山塑料厂,分别指导高分子材料与工程专业6个汉族班和6个民族班的认识实习实践教学,由于与化工专业和化机专业班一起去,参加实习学生多,指导老师少,影响了总体实习效果和实习成绩,同时增加了评定实习成绩的工作量。而且,对本专业学生了解和学习后续专业课也没有太大的帮助。2009年、2010年、2011年分别指导高分子材料与工程专业2007-1班、2006-2班和2008-1班、2007-2班,2009-1班、2008-2班在新疆屯河聚酯有限责任公司的认识实习,经过三届学生实习的实践与逐步改革完善,我们对认识实习改革与建设工作进行了系统的评价,总的来讲实习效果较以前有了很大的提高。调查问卷结果反映,有99%的学生认为实习地点、实习方式非常适合学习、了解化工单元操作和专业知识;90%的学生认为实习期间见到的动态及静态的工艺流程和化工设备图,对学习专业基础课有很大的帮助;87%的学生认为实践活动形式新、容易接受,能够产生兴趣。

参考文献:

[1]李青山,等.燕山大学高分子材料专业实习基地建设与指导模式探讨[J].教学研究,2012,35(6).

[2]罗卫华,等.高分子材料与工程专业实习教学的现状与对策[J].广东化工,2012,(18).

高分子材料与工程的优势范文第6篇

【关键词】土建工程;技术创新;自主研发;设计研究

自我国加入世贸组织以来,各行业的市场竞争日渐激烈,传统的土建行业也同样面临着多方的压力与挑战。但竞争是一把双刃剑,在带来压力的同时也带来机遇。只要我国土建行业进行积极应对,加强自身管理,提高业务素质,并积极研发新技术,提升自身的市场竞争力,就能化挑战为机遇,为我国土建工程产业的发展打开辟出一片新天地。

1 新环境下我国土建工程技术创

为应对当前的市场竞争,我国土建行业应该走管理创新与技术创新相结合的路子,科学组织施工,在吸收借鉴国外先进经验的同时自主研发新技术、新工艺,减少我国土建行业对国外工艺设备的依靠,开辟出一条自主创新的道路。目前我国土建工程的技术创新主要的发展方向有以下几个:保障工程质量、提高工作效率、研发特色技术、开发拳头产品。

2 土建施工新技术发展及应用

2.1 新型高分子材料的应用

在土建工程施工过程中,高分子材料的应用可以增加地基的承载力,同时对地下水起到阻隔作用,加强地基的安全性和稳固性、延长其使用寿命,改善混凝土的性质,增强建筑物保温、耐火、耐腐蚀的性能。1、高性能混凝土技术高性能混凝土技术的应用改善了混凝土的性质,提升了建筑物的坚固性,增强了其抗震性能,在高层建筑和大跨度建筑的施工中得到了广泛应用。目前比较常用的种类有:聚合物混凝土、高性能混凝土、浸渍高分子混凝土以及碳纤维材料复合混凝土等。2、土工复合材料土工复合材料主要作用于土体,起到保护土体、提高土体的强度、改良土体性质等的作用,可以增强土体的排水性能和承重性能等,在土建工程施工中有着广泛的应用。其中土工织物由于其耐腐蚀和耐微生物侵蚀等性能上的优势,常用于水利设施和环境保护工程的建设。而超轻型填土材料由于对于软土地区的土壤强度具有良好的改善作用,在公路、铁路等交通设施的建设中有着广泛的应用。3、高分子化学灌浆材料作为一项新兴技术,高分子化学灌浆材料应用在土建工程施工中的时间并不长。但由于其化学性能上的优势,因而在对建筑物,特别是水利建筑物的加固和防渗工作中得到广泛的应用。常用的高分子化学灌浆材料主要有环氧树脂类灌浆材料、聚氨酯类灌浆材料和甲基丙烯酸酯类灌浆材料等。

2.2 新型结构振动控制技术

结构振动控制技术通过在建筑物上附加人造控制装置来减轻建筑物的结构振动,对建筑物的防风和抗震性能有着明显的提高作用,因此多用于减轻高层建筑物因风力产生的震动和改善地震多发地带建筑物的抗震能力。目前在土建工程施工中应用最广泛的结构振动控制装置主要有主动质量阻尼器、主动调频阻尼器等。

2.3 新型岩溶注浆技术

在土建工程施工,尤其是公路及铁路的施工中,经常会遇到复杂的地质状况,其中最为典型的就是岩溶地貌,如果不妥善处理,就会为工程的安全埋下极大的隐患。若在岩溶地貌区施工过程中遇到溶洞,可结合先进的地质勘测技术,采用注浆法对溶洞内部空间进行处理,增强溶洞内填充物的强度,并在地基定桩前在桩基加套钢护筒,令桩基更加坚固,保证工程的顺利进行。

2.4 新型抗震技术

在砸土建工程施工中,难免会遇到地震频发地带,这时,只有应用先进的抗震技术才能保证建筑物的安全稳固,因而对于抗震技术的研究也是土建工程新技术开发的一个重要的方向。在地震高发地带进行施工时,可采用复杂结构抗震的设计,将抗震结构、隔震结构与消能结构有机的结合,能够有效的降低建筑物的自振周期,增强其抗扭性能,提升了建筑物的安全性。

3 通过工程实例剖析新技术的具体应用

土建工程施工中涉及的领域众多,新技术的研发也百花齐放,难以一一列举,本文以高寒地区为例,通过青藏铁路高寒地段施工的工程实例,对提升高寒地区混凝土耐久性的技术进行了简要的介绍。青藏铁路高寒地段一年之中平均气温低于 -4℃,最低气温低于 -40℃,空气干燥,昼夜温差大,负温天数超过全年的二分之一,使得其土壤多为高温极不稳定多年冻土、岛状冻土及深季节冻土,且腐蚀性离子含量较高,极大地增加了施工队难度。想要提升这种环境状况下混凝土的耐久度,需要使混凝土迅速达到抗冻临界强度,并提升其抗冻性能,同时还要考虑到混凝土的耐腐蚀性能。施工过程中,采用萘系减水剂,以亚钙及亚钠作为防冻剂,降低了混凝土材料的水胶比,提升了混凝土的早期抗冻能力,再添加具有引气和细化毛细孔等功能的材料进行综合处理,使混凝土获得了优秀的抗冻融能力。同时,防冻剂与引气剂进行复合后,还可提升混凝土的抗腐蚀性能。使混凝土的性质达到施工要求。

土建工程施工新技术的研究与发展,为我国土建工程带来了更好的施工方案,解决了以往难以应对的疑难问题,使土建工程能够应对更加复杂的自然环境与工程设计,提升了建筑物的安全性与稳定性,同时增强了我国土建工程行业的市场竞争力,为土建行业的快速发展奠定了坚实的基础。

参考文献

[1] 冀玲芳:《土建功能高分子材料与新技术》,《化工新型材料》,2002(3)。

高分子材料与工程的优势范文第7篇

做科研不是只有实验室

2013年3月,北京化工大学机电工程学院机械设计及理论2012级博士生秦柳多了一个身份――宁波格林美孚新材料科技有限公司(以下简称格林美孚)的总经理,他创业了。对秦柳来说创业不在规划中,却又成为当下最应该做的事情,他义无反顾地走上了这条骄傲和煎熬并存的道路。“压力主要是现有的博士培养体系里,是这样评价的:做了哪些实验、发了多少文章、有多少专利。我大部分时间不在学校、不在实验室,能不能顺利毕业成了未知数。”秦柳说。然而,他顾不上担心,科研落地带来的梦想成真推动着他。

我国“十二五”规划提出:提升制造业核心竞争力,发展战略性新兴产业,在政策上将重点扶植包括高端装备制造和新能源等在内的新兴产业。2012年,从珠三角、长三角到环渤海等经济枢纽,上自职能部门、下至企业百姓都在讨论民营经济的产业升级与转型。制造业民企老板们生存还是死亡的焦虑,秦柳看在眼里,想在心里。

2009年,秦柳考入北化机电工程学院攻读硕士研究生,师从“教育部长江学者”杨卫民教授,研究方向是:基于高分子材料的新能源汽车轻量化制造技术。理工科研究生的学习需要埋头于实验室,秦柳也不例外。实验室除了承担国家自然基金项目和“985”项目外,还承担着不少和地方企业的合作项目。在企业合作项目中,学生们一般是在学校做实验,去企业待三五天补充实验需要的数据等,然后回校写文章。秦柳起初随大流,一个月后,他觉得这样做远远不够,应该运用自己所学专业的知识和科研方法解决一线遇到的问题。他主动找到导师,要求常驻企业,落地项目做出成果,导师十分支持。于是秦柳选了自己感兴趣的山东威海三角集团的轮胎项目,后来又接了浙江温岭市旭日滚塑科技有限公司的滚塑设备项目。就这样,秦柳跑威海、跑温岭,日子过得很辛苦。秦柳泡在企业的效果明显,他负责的两个项目在较短的时间就做出了成绩。

秦柳是2011年介入温岭旭日滚塑科技有限公司的滚塑设备项目的。这家民企老板找到实验室时,正处于风雨飘摇中,韧劲十足的老板一心要扭转小型加工作坊的命运。秦柳中学时寒暑假都跟着姐夫在长三角地区南翼的浙江温岭一带打工,他主动接下了这个项目。秦柳运用所学的专业知识,结合科研思路,帮助公司改进和升级产品、设备。如今,这家公司在行业里排到前三。企业老板感谢秦柳之余,多次在交流中流露出对传统的代加工方式的忧虑,想要拆资另起炉灶。秦柳告诉老板,做新项目不在于投入资金的多少,而是要考虑:产品是不是独一无二,是不是只有你的企业能生产,得有自己的运营特点。老板向秦柳提出了优厚的条件,希望他留在公司。秦柳拒绝了,他要读博,手上的实验项目还没有完成,心里舍不得。“我读本科时就深刻地知道,读书的机会就这么一次。如果工作以后再想要回到学校读书,做决定会困难得多。”秦柳说。

在科研的路上,有理论研究和应用研究之分,秦柳的导师对应用科学看得比较重,所以鼓励秦柳和企业老板探索合作的模式。从实际情况来看,民企老板们有市场、有资源、有资金,高校导师们有技术、有团队、有人员,但是这中间如何衔接?导师们不太可能带着队伍直接进企业,毕竟教学任务为重,而一茬茬的研究生、博士生毕业了往往选择外资企业、国企和科研院所做研究。秦柳倾向于应用研究,他说:“博士该做的就是实现理论到应用,在应用中发现问题,进一步完善理论,再做研究,这样就形成了良性循环。”在大环境利好的情况下,读博后,秦柳的创业之路开启了。

解决分叉,实现交叉

“研究成果到企业的落地,问题在于执行率和效率分叉了。”秦柳说。

从科学的角度来讲,一个产品的形成要经过基础科学研究、应用科学研究和产品开发的三个阶段。前两个阶段的重大突破是我们所说的科学创新,后一个阶段的重大突破是我们所说的创业创新。

产业化的科研在应用过程中要求产品能够批量生产,标准化,性能统一、稳定。秦柳以格林美孚生产的“超临界CO2微发泡制备超轻热塑性材料”为例,这一新材料的研发是在实验室搭设了小型设备,通过反复实验,成功地制备出超轻的复合材料,并且系列的工程材料也都做了,没有问题。从实验角度来说,得出在什么样的温度、什么样的压力下能做出产品,就是完美地解决问题了。但是格林美孚要想实现年产量200万平方米的超轻发泡材料,问题就来了,连续生产的时候,幅宽、厚度、平整度如何保证?更重要的问题是,市面上根本没有这样的生产设备。

把实验室的小型设备“放大”到实现批量生产的设备,也就意味着秦柳需要先打造出新设备,为此他花了近两年的时间。“这不是简单的放大,是一个原理的放大。”秦柳说,用好的材料做出好的产品,必须要有好的设备。他和研发团队不得不从设计开始,然后是组装、调试再到运转,一步步来。画出设备的图纸,申请专利,找不同的厂家委托加工,有时候为了一个零件的加工不得不找几十家工厂。组装后的设备在生产过程中屡屡调试,秦柳坦言没有一次是能一次成功的。

秦柳将这一新材料应用到墙纸和皮革替代品,这是一种全新的产品。秦柳创立的格林美孚定位于绿色制造,他解释高分子材料的特性可以做到无毒害、食用级。“从墙纸来说,国内的壁纸行业很早就提出希望生产的壁纸实现食品级,消费者也迫切需求,但是传统工艺肯定是实现不了的。”秦柳还提出新材料不只是绿色环保的,还能防火、防潮、防霉,这些都可以从高分子入手攻关。在导师的推介和帮助下,秦柳一路解决了设备问题、材料生产的问题。花了近半年的时间,秦柳拿到了符合要求的原材料。他把600平方米的材料交给下游厂家,想做一批包。厂家按着传统的加工方式去做,结果材料全部报废。

“得知消息后真的是绝望啊。”秦柳说,“也不能怪厂家,最了解产品特性的人是我们,但是我们不懂制作成品的环节。”为了赶一个展会,秦柳临时召集工人,加班加点生产原材料。然后,他带着赶制出来的材料到下游工厂盯了40多天,从预处理、成型到后处理,他和厂家的设计人员、技术人员一起琢磨和研究,最后顺利做出成品的包。说到做包,秦柳开心地给记者展示手机里的图片,是他最近做的靠枕。“我们刚做出来一新材料,我们叫它塑料的记忆珍珠,我要试验它的弹性并有所控制,就做了个靠枕。”秦柳乐呵呵地说。动手做包、做靠枕这样的事情,在实验室的时候,秦柳是不会做的,这也充分说明研究成果到工业产品之间的路不仅遥远而且风格迥异。

解决了分叉问题,实现跨界交叉后,企业的路就走得宽了。“这是我的一个深刻体会。”秦柳说。他在北化实验室的英蓝团队研究熔体静电纺丝,研发的中纳米纤维过滤膜在空气过滤的领域表现出优异性能,专门针对空气中的PM2.5,是空气过滤材料行业新星。秦柳琢磨着应该把这项技术应用到家具产品,尤其是生产出能够过滤PM2.5的儿童家具一定会很有市场。格林美孚可以做新材料,但是打造家具超出了现有的能力范围。后来,有朋友推荐了台州做家具的老板。“我们就加紧开发,已经攻关成功了。”秦柳介绍这类儿童家具,采用高分子材料,不会那么坚硬,可以很好地避免小孩子被碰伤,同时还有过滤空气的特效,这需要跨行业的交叉,传统家具厂很难独立完成。

秦柳告诉记者,高分子成型往往是在高温环境下,在实验室的时候,他就想过用一种使用清洁能源的锅炉来代替现在的燃媒锅炉,成立公司后,他们研发出了新型的超高速绿色智能蒸汽发生器,基本实现安全、清洁、自动化,目前设备销售得不错。

两年间,三个稳定的项目,格林美孚开始盈利,稳步发展中。目前,秦柳的企业有近二百员工,6个研发部门、设计部门和管理、财务等10多个部门是重中之重。

大三找到方向:轻量化

“这么多年,读书、打工、做项目,有一点很明显,就是我的忧患意识比较强。”秦柳说。

秦柳出生在湖北恩施的大山里,小学时是留守儿童,由爷爷奶奶照顾长大。中学的寒暑假他会探望在温州打工的父母,也跟着姐夫在民企里打工。2005年,秦柳高考后,不知道如何填志愿,老师帮他选了湖北理工学院的车辆工程专业。“其实,我学的这个专业对我现在创业挺有帮助的。”秦柳解释,车辆工程专业学的内容比较杂,要学习材料、控制、机械、成型工艺等很多东西,就算学得不精深,起码得知道重要性,这些所学在创业中都用上了,可以说是知识资源的大整合。到大学报到后,在课堂讨论中秦柳知道自己在思维和意识上跟同学们有比较大的差距,他努力学习。一方面是泡图书馆,看经济学、人文学、社会学的书,一方面是听学界大家的讲座,开阔眼界。大三分方向,秦柳敏锐地选择了轻量化,他在某次讲座中听过院士专家提出节能减排、新材料是未来的一个趋势。在学习轻量化的过程中,秦柳通过调研发现高分子材料是汽车轻量化必不可少的,决定到北化读研,跟着研究高分子材料的杨卫民教授学习。

“大家都说年轻人最大的优势是时间,这不对,时间是年轻人最不能浪费的,应该在年轻时最有效的时间内攒够人生所需要的东西,这不是钱,而是一些必须具体的硬件素质,包括思维的模式、学习的能力、处理问题的方法和态度。”危机感促使秦柳学习,也让他在大学里不断折腾。大二考下驾照后,秦柳当起了夜班出租车司机。因为入学时申请了助学贷款,秦柳急于还清贷款。辛苦的兼职了8个月的司机,赚够后两年的学费,他才不干。此外,他还做过些小生意,比如回收毕业生的电脑转卖给大一、大二的学生,迎新时为新生家长提供咨询服务等。在这些小折腾中,秦柳学会了待人接物、有效的沟通和表达,也锻炼出一颗迎难而上、面对问题就解决的坚强心脏,攒下不少经验值。

高分子材料与工程的优势范文第8篇

关键词:超临界 二氧化碳 增塑性 发泡剂 粘度

在最近几年来,超临界流体因对高分子聚合物的优异增塑作用、优良的传递性能和参数可调节性,使超临界流体得到了突飞猛进的发展,并具有更高的应用价值。在众多超临界流体中,超临界二氧化碳具有其他超临界流体不可比拟的优势,因为我们就与二氧化碳接触,其无毒、无味、非可燃性物质,并且二氧化碳的超临界条件比较低,工业上易于达到,并且超临界二氧化碳具有良好的流动性和扩散性。当超临界二氧化碳参与反应时,体现了优异的溶解速率和传质速率。超临界二氧化碳即可以与极性物质相容也可与非极性物质相容,由于超临界二氧化碳具有优良的特征,因此引起了的许多化学科研工作者地兴趣,到目前为止,超临界二氧化碳主要以优良的增塑性和发泡性应用于挤出成型中。

一、超临界二氧化碳在改变高分子聚合物粘度中的应用

众所周知,高分子聚合物的粘度的高时,加工高分子聚合物成型是不利的,因此,需要改变高分子聚合物的粘度,首先我们先到的是增加温度来降低高分子聚合物的粘度,但这是往往也会增加成本,增大能耗,如果向高分子聚合物中加入低粘度塑化剂来降低其粘度,但很难分离出低粘度塑化剂,这将成品的性能和质量,使成品存在许多缺陷[1]。但超临界二氧化碳能够降低高分子聚合物的粘度,这是因为二氧化碳的超临界条件比较低,很容易达到,在二氧化碳变为超临界流体,使高分子聚合物的粘度降低,同时在低温度下达到熔融状态,并具有等量的流体性质,从而提高熔体流动特性,使挤出速度增加[2]。在二氧化碳气体变为超临界流体时,在这个过程中,二氧化碳是吸收热量,使环境温度降低,熔体温度降低,挤出速度和热能吸收率都将增大,从而使挤出物的物理性能提高,并且还能降低能量损失。二氧化碳通过增大压力的方法可从成品中逸出,保证了产品的优良性能和质量。

超临界二氧化碳对高分子聚合物粘度的降低主要是两个机理:第一个机理是,高分子聚合物吸收二氧化碳,使链缠结降低,从而自由体积增加;第二个机理是,二氧化碳担任“分子剂”角色,将这两个机理有机的结合在一起,便使高分子聚合物的粘度降低[1]。据数据表统计,超临界二氧化碳与超粘的高分子聚合物相溶成单一相时,对高分子聚合物粘度的降低可达到60%[3]。

Elkovitch M.D.[1]、Hung Y.L.[4]、Siobhan O.M.[5]、Will Strauss[6]、Jian X.Z.[7]等人都对超临界二氧化碳都有深入的研究,研究结果表明,高分子聚合物与超临界二氧化碳之间同时存在物理作用和化学作用;在较高的剪切速率条件下,超临界二氧化碳对高分子聚合物的影响将会消失,粘度趋于稳定;在一定条件下,超临界二氧化碳作为增塑剂,得到的致密的产品。

二、超临界二氧化碳在微孔塑料制中的应用

二氧化碳对压力非常敏感,当降低压力时,二氧化碳将从高分子聚合物中逸出,高分子聚合物处于过饱和状态,使系统的热力学处于不稳定状态,从而有固相生成,即在高分子聚合物中有许多微小的晶核,当系统热力学稳定时,晶核停止长大,二氧化碳也不逸出,将有微泡结构的高分子聚合物材料产生[8]。采用超临界技术制备微孔高分子聚合物可到较致密、较小的泡孔直径,具有较大的传质系数高,缩短制备微孔高分子聚合物的时间Martini-Vvedensky等人[9]和Hardenbrook等人[10]研究了微孔塑料连续挤出的概念,并申请了专利。Park C.B.等人[11]申请了用喷嘴快速降低通过调节关键参数压降改变聚合物/气体系成核。在国外,将超临界二氧化碳用于制备微孔塑料中已经和成熟。在国内傅志红等人[12-17]推到出计算成核密度以及成核时间的公式,并建立了相应的数学模型,得到超临界二氧化碳的气泡的计算公式。随后伍海尉[18]、牟文杰[19-21]、腾建新[22]、陈国华[23,24]等也做了关于超临界二氧化碳方面的研究。并得到了相应的计算过公式,各种因素对气泡核的影响,进而做出了全面的分析。

三、结论

超临界二氧化碳作为绿色介质,在高分子聚合领域中引起了研究热潮,并且有一定的研究成果,也已经应用得到制备高分子聚合物成品中,随着后续的开发,研究,超临界二氧化碳应用到更多的方面,具有广阔的应用价值。

参考文献

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