孫俊芬

(1.東華大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，上海 201620；2.纖維材料改性國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 201620)

濕法紡絲纖維制備原理課程教學(xué)實(shí)踐探索

孫俊芬1,2

(1.東華大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，上海 201620；2.纖維材料改性國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 201620)

利用濕法紡絲技術(shù)制備纖維是纖維制備方法中的重要技術(shù)之一，所制備的纖維在服裝面料、家居用品、裝飾材料等方面都有著大量的運(yùn)用，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要原料。東華大學(xué)在濕法紡絲纖維制備方面有著良好的學(xué)科支撐，為有效開展?jié)穹徑z纖維制備原理教學(xué)提供了有利條件。該課程有效的結(jié)合了理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)，為學(xué)生提供了勤于思考、親自動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)的平臺(tái)。在對(duì)學(xué)生進(jìn)行理論知識(shí)講解和技能培訓(xùn)的同時(shí)，積極拓展了學(xué)生在纖維領(lǐng)域的知識(shí)深度和廣度，有效推動(dòng)了本門課程的教學(xué)工作。

濕法紡絲 纖維制備 課程教學(xué) 實(shí)踐

0 研究背景

利用濕法紡絲制備纖維是傳統(tǒng)的纖維制備方法，所制備的纖維有腈綸、維綸、氯綸、粘膠纖維、銅氨纖維、芳綸等，在服裝面料、家居用品、裝飾材料等方面都有著大量的運(yùn)用，對(duì)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的建設(shè)起著重要的作用。東華大學(xué)自上世紀(jì)五十年代建校以來，一直在纖維制備領(lǐng)域發(fā)揮著領(lǐng)頭作用，在纖維改性國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室以及材料學(xué)和材料加工重點(diǎn)學(xué)科的支持下，完成了多項(xiàng)國(guó)家級(jí)和省部級(jí)科研項(xiàng)目，并與企業(yè)積極合作，取得了很好的成績(jī)。關(guān)于濕法紡絲纖維的研發(fā)也積極推動(dòng)了本課程的發(fā)展[1- 2]，為開展?jié)穹徑z纖維制備原理課程教學(xué)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1 濕法紡絲纖維制備原理的課程特點(diǎn)

濕法紡絲纖維制備原理課程內(nèi)容主要包括原液的制備、纖維的制備、加工、改性、應(yīng)用以及結(jié)構(gòu)和性能研究等核心內(nèi)容，還涉及到與其它領(lǐng)域如生物、醫(yī)學(xué)、環(huán)保、工程等的結(jié)合。課程的培養(yǎng)目標(biāo)，主要是培養(yǎng)高分子材料學(xué)科學(xué)生具有濕法紡絲纖維及其織物制品設(shè)計(jì)、制備和研究的科學(xué)優(yōu)化、創(chuàng)新，起到引導(dǎo)和促進(jìn)作用，在擴(kuò)大學(xué)生知識(shí)面的同時(shí)，進(jìn)一步深刻理解法紡絲的加工原理、纖維的結(jié)構(gòu)與性能、纖維的應(yīng)用開發(fā)以及相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的結(jié)構(gòu)。

濕法紡絲纖維制備原理課程將理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合，在深入學(xué)習(xí)濕法紡絲纖維成型加工技術(shù)理論知識(shí)的同時(shí)，給學(xué)生配套了纖維成型加工的實(shí)驗(yàn)課程，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，深入理解理論知識(shí)。此外，學(xué)生在充分掌握理論知識(shí)和實(shí)際操作的同時(shí)，還分組進(jìn)行不同主題的討論，圍繞著纖維的濕法制備、加工成型、改性等主題進(jìn)行展開，提高學(xué)生對(duì)相關(guān)內(nèi)容的深入理解，培養(yǎng)適應(yīng)現(xiàn)代企業(yè)及相關(guān)行業(yè)領(lǐng)域的專業(yè)人才。

2 濕法紡絲纖維制備原理課程的教學(xué)實(shí)踐

濕法紡絲纖維制備原理課程包括理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)，實(shí)踐教學(xué)學(xué)時(shí)為理論教學(xué)學(xué)時(shí)的4倍，目的就是使學(xué)生對(duì)濕法紡絲纖維制備有更深刻的理解，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。理論課程安排了濕法紡絲的概述、濕法紡絲的應(yīng)用、纖維結(jié)構(gòu)及其性能表征，實(shí)踐教學(xué)安排了紡絲原液的制備、濕法紡絲實(shí)驗(yàn)、纖維結(jié)構(gòu)和性能的測(cè)試。濕法紡絲實(shí)驗(yàn)主要側(cè)重于纖維的濕法成型方法實(shí)踐，有助于幫助學(xué)生全面了解纖維的濕法成型原理、成型工藝、后處理方法等。纖維結(jié)構(gòu)和性能的測(cè)試主要側(cè)重于纖維表面和截面的觀察、纖維內(nèi)部取向結(jié)構(gòu)和結(jié)晶結(jié)構(gòu)的研究、纖維力學(xué)性能的研究。職業(yè)技能培訓(xùn)則注重學(xué)生配制紡絲原液的能力、在紡絲過程中的動(dòng)手能力、在纖維測(cè)試過程的操作能力以及對(duì)所獲得數(shù)據(jù)的分析能力。要求學(xué)生能獨(dú)立進(jìn)行并掌握紡絲原液的配制、紡絲前相關(guān)設(shè)備的檢查與清理、紡絲全過程的操作、纖維的測(cè)試與分析。教學(xué)過程中，力求使基本理論知識(shí)與實(shí)踐環(huán)節(jié)緊密結(jié)合，同時(shí)對(duì)學(xué)生進(jìn)行技能培訓(xùn)，拓展學(xué)生在纖維領(lǐng)域的知識(shí)深度和廣度。

在實(shí)踐環(huán)節(jié)中，采用小班教學(xué)，將學(xué)生分為3組，讓學(xué)生以聚丙烯腈為原材料進(jìn)行濕法紡絲，首先通過溶脹和溶解2個(gè)過程對(duì)聚丙烯腈在有機(jī)溶劑中進(jìn)行溶解配制紡絲原液，然后進(jìn)行濕法紡絲，通過分組改變紡絲工藝(如紡絲溫度、牽伸倍數(shù)等)制備不同結(jié)構(gòu)和性能的纖維，后續(xù)對(duì)不同結(jié)構(gòu)的纖維進(jìn)行性能測(cè)試(形態(tài)結(jié)構(gòu)、結(jié)晶度、取向度、力學(xué)性能)，比較不用工藝參數(shù)下制備的纖維具有不同的結(jié)構(gòu)和性能，目的是考察學(xué)生運(yùn)用所掌握的理論知識(shí)解決實(shí)際問題并分析相關(guān)產(chǎn)品的能力，從而使學(xué)生的理論知識(shí)與實(shí)踐環(huán)節(jié)有機(jī)的結(jié)合起來。

本課程的主講教師具有教學(xué)經(jīng)驗(yàn)以及在濕紡紡絲方面的科研經(jīng)驗(yàn)和能力，對(duì)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，增強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力，起到重要的作用。另一方面，作為該課程的平臺(tái)，纖維改性國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和學(xué)院中心實(shí)驗(yàn)室為該課程配套設(shè)置了專門的紡絲試驗(yàn)線和相關(guān)的纖維測(cè)試儀器，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行濕法紡絲纖維樣品的制備以及纖維結(jié)構(gòu)和性能的測(cè)試，大大鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力。

3 教學(xué)效果與改進(jìn)措施

濕法紡絲纖維制備原理課程提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，使學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)之余，還需要課下查閱學(xué)術(shù)文獻(xiàn)，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，勇于提問，積極思考，并為學(xué)生后續(xù)的畢業(yè)論文奠定了一定的基礎(chǔ)，基本實(shí)現(xiàn)了課程的教學(xué)目標(biāo)。

在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，由于聚合物的溶解需要較長(zhǎng)的時(shí)間，在這段時(shí)間里學(xué)生主要是等待狀態(tài)，可以在這個(gè)時(shí)間段安排學(xué)生按專題進(jìn)行小組討論，活躍學(xué)習(xí)氣氛；或者在這個(gè)時(shí)間段進(jìn)行文獻(xiàn)查閱，教師可以針對(duì)學(xué)生不同的問題現(xiàn)場(chǎng)解決，提高工作效率。

[1] 楊文花，季榮水，趙炯心. NaSCN濕法紡絲異形腈綸的研制[J].金山油化纖，2010(4)：20-23.

[2] 邢儼鵬. BTDA-TDI/MDI三元共聚聚酰亞胺纖維濕法紡絲的研究[D].上海：東華大學(xué)，2012.

2017-09-05

作者：孫俊芬(1973-)，女，博士，副研究員，研究方向：功能材料。

G642.3

A

1008-5580(2017)04-0179-02