于二雷 胡蕊

摘?要：針對目前高分子材料與助劑課程知識點多內容分散的特點，提出了理論實驗綜合課程體系的教學模式。利用分章講授及助劑配比設計，通過親自參加助劑與樹脂的調配及材料加工成型實驗，觀察不同助劑對于材料的影響從而加深學習效果。

關鍵詞：高分子材料與助劑;配方設計;材料加工實驗;教學改革

1 課程背景

高分子材料品種多樣，功能可設計，用途廣泛，是生活和工業(yè)領域不可或缺的材料。高分子材料助劑作為在材料設計及加工過程中的重要組成部分，對于經濟與社會的發(fā)展具有非常重要的意義。[1]目前很多專業(yè)包括化工，應用化學，材料科學與工程等都開設了助劑相關課程。[2]然而，正是由于助劑的應用廣泛，導致其內容分散知識點多，相互之間的聯系較少，學生不容易掌握。在這種情況下，通過結課后的調查問卷，學生反映每章之間甚至每個知識點都比較獨立，課堂講授缺乏連貫性，希望能夠與實驗相結合。針對這種情況，本著培養(yǎng)創(chuàng)新型應用型人才的目標，考慮將助劑理論與高分子實驗課程結合起來，加深學生的記憶并掌握解決實際問題的能力。

2 教改思路

目前的高分子材料助劑沒有相關實驗課程，本人將其與高分子綜合實驗結合起來，通過配方設計、材料加工、性能表征等方面提高學生的認識，加深課堂知識的理解。[3-4]下面將以增塑劑和熱穩(wěn)定劑以及PVC樹脂為例對教改內容的四個環(huán)節(jié)進行說明：

2.1 課堂教授

增塑劑[5]和熱穩(wěn)定劑[6]是PVC樹脂[7]中常見的添加劑。在相關課程講授中，增塑劑包括：增塑機理，增塑劑的化學及工藝，增塑劑的結構與增塑性能的關系，增塑劑的選用，增塑劑的發(fā)展趨勢;熱穩(wěn)定劑包括：合成材料的熱降解及熱穩(wěn)定劑的作用機理，熱穩(wěn)定劑各論，熱穩(wěn)定劑的發(fā)展趨勢。兩種添加劑的章節(jié)中的內容沒有太大的關聯，在學習這些添加劑的性狀以及性能時分別在各個章節(jié)中體現。在課堂講授的環(huán)節(jié)，我們在教授增塑劑這一章的內容后，在講解熱穩(wěn)定劑內容時，增加增塑劑與熱穩(wěn)定劑相互作用這一節(jié)，著重講解其協(xié)同作用以及拮抗作用，并說明使用中的注意事項。

例如，環(huán)氧大豆油[8]既可以做增塑劑又可以做熱穩(wěn)定劑，又由于其熱穩(wěn)定的機理是環(huán)氧基與氯化氫的相互作用產生的，熱穩(wěn)定效果一般，通常作為輔助熱穩(wěn)定劑與其他熱穩(wěn)定劑共用，而由于環(huán)氧大豆油無毒，可以用于食品，醫(yī)藥等方面。

2.2 配方設計

任何添加劑在使用過程中都不是單獨存在的，需要與其他添加劑共同使用，在課堂講解完畢后，先給出一份PVC樹脂材料的配方，比如PVC薄膜的配方為：PVC 100 份，硬脂酸鋅02，鄰苯二甲酸二辛酯37份，癸二酸二辛酯10 份，雙酚A 0.2份，環(huán)氧大豆油3份，六磷胺5份，硬脂酸鋇1.5 份，三嗪-5光穩(wěn)定劑0.3份，硬脂酸鎘1.2份。其中鄰苯二甲酸二辛酯、癸二酸二辛酯、環(huán)氧大豆油有增塑作用;環(huán)氧大豆油，硬脂酸鋇，硬脂酸鎘等有熱穩(wěn)定劑的作用。在講解各添加劑的作用以后，要求學生在課后在其他添加劑不變的情況下，改變增塑劑和阻燃劑的種類以及含量并說明原因。這樣學生不僅鞏固了課程內容，加深了對于課程中各個添加劑的作用以及性能的記憶，而且提高了其在解決實際問題中的能力。

2.3 加工實驗

在阻燃劑章節(jié)講解完畢之后，需要實驗課程來進行強化，利用高分子綜合實驗的吹塑設備，要求學生在設計完之后用自己的配方進行吹塑成型從而得到薄膜。[9]然后利用表征設備對熔體粘度、熱穩(wěn)定性、透明性、硬度、拉伸強度、斷裂伸長率等進行性能分析，并與原配方進行比較，對結果進行分析。比如為什么增塑劑量的提升提高的斷裂伸長率但是拉伸強度降低？為什么有的增塑效率高有的增塑效率低？為什么單獨的熱穩(wěn)定劑效果并不太好，協(xié)同作用是怎么產生的？這樣不僅使學生明白了不同添加劑的作用，鞏固了課堂講授的內容，提升了動手能力，而且與其他課程包括高分子化學、高分子物理、高分子成型加工等有了關聯，為其在以后的工作學習打下了堅實的基礎。

2.4 課堂總結

在實驗課程結束后，需要單獨進行一節(jié)的課堂講授，這樣做的好處是能夠在學生對于知識點還有相關印象的情況下進一步鞏固。在這一步的課堂講授環(huán)節(jié)，需要將不同組別的學生的制備的薄膜進行對比，將其照片以及相關表征放到PPT上以供觀看。然后，通過對于不同配方的講解，以及對于學生配方的改進，并說明改進的原因，讓學生通過自己的作品了解到實際生產過程中助劑的重要性，從而最終提升學生的綜合能力。

3 結語

高分子材料助劑作為化學類專業(yè)學生的重要拓展課程之一，其廣泛的應用領域注定了其內容的分散性，而其教學效果會直接影響學生對于高分子材料的認識以及實際解決問題的能力。[10]特別是在應用型人才培養(yǎng)方面，孤立地記住知識點對于提升學生的積極性以及實踐能力的作用是微乎其微的。因此，筆者結合自身的教學經驗，針對助劑課程的特點，提出了課堂教授-配方設計-加工實驗-課后總結的教學改革模式，對于改善教學效果，提高學生應用能力及就業(yè)能力具有重要的作用。

參考文獻：

[1]馮亞青，陳立功.助劑化學及工藝學[M].化學工業(yè)出版社，2015.

[2]方海，林劉方，董銳，等.高分子材料加工助劑[M].化學工業(yè)出版社，2008.

[3]龔建良，吳宇雄，譚惠平，等.高分子材料與工程專業(yè)實驗教學體系改革初探[J].高教論壇，2006，4：56-58.

[4]陳立貴，袁新強，李雷權，等.高分子材料與工程專業(yè)綜合實驗教學的改革與實踐[J].科技創(chuàng)新導報，2008，9：234.

[5]陶剛，梁誠.國內外增塑劑市場分析與發(fā)展趨勢[J].塑料科技，2008，36（6）.

[6]吳茂英.PVC 熱穩(wěn)定劑的發(fā)展趨勢與技術進展[J].塑料，2010，39（3）：1-7.

[7]于二雷，魏忠.生活中的塑料：聚氯乙烯[J].科技風，2016（17）：131-132.

[8]蔣平平，盧云，費柳月.環(huán)氧大豆油的生產技術及其在 PVC 中的應用[J].塑料助劑，2006，1：28-32.

[9]路國紅，陳浩，趙景左，等.化學類專業(yè)高分子成型加工課程教學模式探討[J].實驗室科學，2011，14（5）：20-23.

[10]徐建平，李錦春.《塑料加工助劑》課程教學改革探索[J].江蘇工業(yè)學院學報：社會科學版，2003，4（2）：57-58.