高分子化学融合分子印迹聚合物实验教学对学生创新能力提升的探讨

在新工科教育背景下,高分子化学教学面临着将理论知识与实际工程实践紧密结合的挑战。本案例探讨了分子印迹聚合物(Molecularly Imprinted Polymers,MIPs)在高分子化学教学中的应用,旨在通过实验教学改革,提升学生的实验技能、创新设计能力及跨学科知识应用能力。具体实验案例为,基于MIPs制备用于检测磺胺嘧啶(SDZ)的分子印迹荧光传感器(MIPs-SiO_(2)@CQDS)。实验结果显示,该传感器对SDZ具有高选择性和灵敏度,线性检测范围为1.0~60μmol/L,线性相关系数R^(2)=0.9873,检出限为0.528μmol/L,加标回收率为94.13%~106.8%。通过这一实验案例,学生不仅能够深入理解理论知识,还能够将这些知识应用于解决具体的环境监测问题,展示了理论与实践的有效结合,以及实验教学在培养新工科人才中的关键作用。

树状聚合物合成实验融入高分子化学课程中的教学实践

设计了树状聚合物的合成实验,所得树状聚合物具有良好的水溶性。该实验可以提高学生们的实验操作能力,加深对开环聚合理论的理解,掌握分子量测试方法,熟悉高分子常用表征手段,掌握相关仪器操作规则。另外,还将通过实验的趣味性,提高同学们学习高分子化学课程的兴趣,增强同学们的专业认同感,使同学加深了解科学前沿,提升科学素养。

以研促学_基于“聚亚胺型球晶聚合物的制备与结构”综合实验设计辅助高分子物理教学

作为高分子材料科学与工程专业的必修课程,《高分子物理》是其他高分子专业课程的理论基础。然而,《高分子物理》知识点庞杂且理论内容方面过于抽象,教学难度大,学生较难系统地掌握课程主线和核心知识。为此,我们结合自身的研究成果,旨在设计一种综合实验教学方法,通过设计“聚亚胺型球晶聚合物的制备与结构”实验串联《高分子物理》课程中的内容,提升学生对高分子物理中“高分子链的结构”、“高分子的凝聚态结构”、“高分子溶液”章节内容的理解,帮助学生快速构建全面的高分子物理知识框架体系,培养学生的学习兴趣和专业问题解决能力。

基于有限元的高分子聚合物板桩结构承载变形特性研究

针对高分子聚合物(PVC)板桩这一新型挡土结构,利用ABAQUS有限元分析软件建立了PVC板桩-土三维耦合模型。根据标准对板桩强度、变形进行分析,结果表明PVC板桩在最不利工况下可以满足规范设计要求。通过对桩施加水平荷载,定性分析了方型板桩水平承载性能优于几字型板桩。同时获得板桩桩身弯矩随深度的分布情况和土体等效塑性应变区域分布情况,结果表明,PVC板桩呈现出柔性桩变形模式,外荷载主要通过板桩自身屈服和浅层土体承担。方型板桩结构设计有利于调动更大范围土体来抵抗外荷载,研究成果可为后续河道护岸中PVC板桩设计提供参考。

沥青混凝土路面高分子聚合物注浆技术研究

针对沥青混凝土路面在长期使用中出现的裂缝、沉降等病害问题,以某地区受损的沥青混凝土路面为案例,采用AC-25改性沥青混合基质材料形成高分子混合料,进行病害区域治理。该技术通过向路面裂缝和空隙中注入高分子聚合物材料,能够有效对裂缝封闭和路面结构加固,在一定范围内能恢复沥青路面功能,延长沥青混凝土路面使用年限。

高分子聚合物高黏改性乳化沥青的制备与性能研究

采用不同质量分数的高分子树脂制备了聚合物改性乳化沥青A(动力黏度低于20000 Pa·s)和高分子聚合物高黏改性乳化沥青(动力黏度大于20000 Pa·s),对乳化沥青蒸发残留物的针入度、延度、软化点和动力黏度进行了试验分析,同时还采用了另外2种自制的聚合物改性乳化沥青B和基质乳化沥青进行层间剪切和直接拉拔试验,测试不同类型乳化沥青的粘结性能和抗剪强度。结果表明,高分子聚合物高黏改性乳化沥青物理性能优于聚合物改性乳化沥青;上述3种类型乳化沥青蒸发残留物的三大指标均低于乳化前,均呈现不同程度的降低;在抗剪和粘结强度方面,高分子聚合物高黏改性乳化沥青明显高于其他类型乳化沥青,但在储存稳定性方面低于其他类型的乳化沥青。

“课程思政”融入高分子材料与工程专业课程的探索与实践——以《聚合物合成工艺学》为例

《聚合物合成工艺学》是高分子材料与工程专业的核心专业课程,具有工程性和应用性双重特点,担负着由理论到工程、由基础到专业的桥梁作用,对高分子材料学科的发展起支撑作用。本文通过在教学目标、教学内容、课堂教学过程中充分融入课程思政教学元素,培养和提高学生在聚合物合成工艺学习中将理论技术研究成果转化成实际应用产品的工程技术能力,结合构建“过程性”的多维度课程思政考核评价体系,从而实现培养德智体美劳全面发展的应用型人才,达到更好地服务地方和区域经济发展的育人目的。

不同应变率下几种高分子聚合物变形耗能特征试验

为探究不同高分子聚合物材料在高应变率下的耗能效果,采用电液伺服机及霍普金森压杆(SHPB)装置对聚乙烯(PE)、聚碳酸酯(PC)、聚甲醛(POM)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)5种材料开展不同应变率下的压缩试验,分析应变率、材料种类对试件压缩变形率、峰值应力、单位体积耗散率及能量耗散率的影响规律。结果表明:静载作用下POM、PC、PVC、PP、PE试件峰值应力分别为104.60、77.60、65.82、43.63、28.70 MPa,压缩变形率分别为7.80%、2.04%、0.81%、4.38%、4.21%,弹性模量变化为PVC>PC>POM>PP>PE,POM试件强度及变形率最高,PVC试件变形程度最低。随着应变率的增大试件峰值应力随之增加,试件强度存在显著应变率效应,且POM试件应变率效应敏感度最弱,PE试件应变率效应最强。试件耗散能与入射能间存在线性正相关,试件单位体积耗散能变化规律为PVC>PC>POM>PP>PE,高应变率下PVC材料耗能效果最好,其次分别为PC、POM、PP,PE材料耗能效果最低。冲击气压的增大使得试件单位体积耗散能增大,能量耗散率降低,试件能量耗散率为PVC>PC>POM>PP>PE,因此PVC材料在高应变率下其强度较高且增幅较大,其自身耗能效果及能量耗散率最大,是定向爆破药包外壳最优选择材料。

可降解高分子聚合物在仿生骨膜中的应用进展

骨膜是骨骼生长的重要组成部分,覆盖在大多数骨骼的外表面,在骨缺损修复中起着中至关重要的作用。然而,由意外事故引起的骨折会引发骨膜的损伤,且由于自体骨膜和异体骨膜移植的免疫排斥反应、来源有限等问题使其在临床应用中受到极大的限制。因此,研究人员致力于开发一种与原生骨膜结构性能相似的仿生骨膜。文中综述了近年来可降解高分子聚合物在仿生骨膜中的研究进展,分别从仿生骨膜所用的可降解高分子聚合物材料、仿生骨膜的性能及制备方法3个方面进行综述,最后提出了一些当前的问题并进行了展望。

石墨烯强化自润滑高分子聚合物摩擦性能研究现状

石墨烯由于其优异的摩擦学性能常作为添加剂改善润滑剂摩擦性能。基于此,综述了石墨烯添加环氧树脂(EP)、聚酰亚胺(PI)、聚四氟乙烯(PTFE)这3种高分子聚合物摩擦性能研究现状,简要介绍了石墨烯的性质以及3种高分子聚合物的用途和优缺点。重点总结了石墨烯添加3种高分子聚合物所得复合材料在摩擦过程中的摩擦机理。提出了石墨烯增强高分子聚合物的摩擦学性能关键在于石墨烯在基体中的分散性和它们之间的界面强度,以及选择合适的材料进行多元添加可以产生多种材料之间的协同作用。

高分子材料3D打印应用与案例

高分子材料3D打印是增材制造的重要部分,其3D打印方式较多,发展前景广阔。本文以高分子材料在3D打印领域应用为主,讲述了常用的三种高分子材料3D打印方式原理和实际应用案例,介绍了其他四种高分子材料3D打印方式原理及技术要点,了解了我国聚合物3D打印机向超大型高温型发展的动态以及3D打印丝材转向使用粒料节约材料成本,兼容多种高性能3D打印材料,让聚合物3D打印更好地为国民经济发展增添新动能。

放射性照射下高分子聚合物分解气体生成量理论计算

以放射性废物高分子聚合物包装袋为研究对象,用聚丙烯编织袋包装以239Pu污染物为主的比活度较高的低中放砂土废物,计算在α射线持续照射下高分子聚合物分解的气体生成情况,并对其结果作分析评价。

高分子黄蜀葵胶基土壤抗水蚀材料的合成及性能研究

本论文阐述了一种环境友好型土壤抗水蚀乳液AMG-g-P(AA-co-HPMA)的合成,通过红外、热重、电镜等手段对其结构和形貌表征,重点研究了该乳液添加到土壤后,土壤抗水蚀性能及抗压强度的变化。结果表明:添加0.4%该乳液的黄土,抗冲刷时间可达32 h,是纯黄土的274倍,抗压强度为2.6 MPa,是纯黄土的4倍;添加0.4%该乳液的红土,抗冲刷时间可达4 h,是纯红土的20倍,抗压强度为3.50 MPa,是纯红土的3倍。

突扩管中高分子聚合物溶液湍流减阻的数值模拟

高分子聚合物添加剂减阻是实现管道减阻的重要方法之一,突扩管是管道系统中常见的管件,研究添加剂在其中的流动特性对流动减阻和节能减排有着重要意义。文章利用数值模拟法通过Cross模型模拟高分子聚合物聚丙烯酰胺(Polyacry lamide,PAM)溶液在突扩管中的湍流流动,分析其流场、减阻规律以及回流区变化。结果表明:相同雷诺数时,PAM溶液工况的压力恢复最大值大于纯水工况的;随着雷诺数的增加,上游直管的减阻率先增大后减小;PAM溶液工况下突扩处局部阻力系数随着雷诺数的增加而增加,并表现出减阻效果,但其减阻率相较于直管段有明显减小;相同雷诺数下,PAM溶液中的回流区长度相比纯水的增加,这种变化及减阻效果的产生皆与湍动能的改变有关。

高分子絮凝剂在油田含聚合物废水处理中的应用研究

针对单一有机高分子絮凝剂在油田废水处理过程中除油率较低的问题,以丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵和甲基丙烯酸甲酯为原料,在不同单体总质量分数、疏水单体摩尔分数、阳离子单体摩尔分数和引发剂质量分数的条件下,合成了不同的新型有机高分子絮凝剂P(AM-DMDAAC-MMA),通过分析其除油性质,确定了P(AMDMDAAC-MMA)的最优合成条件。通过改变P(AM-DMDAAC-MMA)的用量、反应温度和反应时间,确定了P(AM-DMDAAC-MMA)的最优反应条件。实验结果表明:在制备条件为单体质量分数25%、MMA占单体摩尔分数3.0%、DMDAAC占单体摩尔分数20%、(NH4)2S2O8质量分数0.10%时,在反应条件为絮凝剂质量浓度30 mg/L、反应温度60℃、反应时间8 h时,P(AM-DMDAAC-MMA)的除油率可达到85%。

水利工程护岸项目中高分子聚合物板桩施工分析

高分子聚合物板桩是一种新型环保建材,可以代替木头、石头、水泥或钢板。应用于水利工程护岸建设等领域,具有安装简便、成本低廉、力学性能高、耐腐蚀性能好等优点。文章结合水利工程低挡土护岸项目的实际应用,对高分子聚合物板桩材料的优势、施工流程、板桩质量检验方法,以及施工和质量控制要点进行了分析探讨,以期促进高分子聚合物板桩在水利工程中的高效应用。

功能性高分子聚合物在检测领域中的应用

通过对中草药有效成分、气体成分、重金属、农兽药残留、生物毒素、致病微生物及其他分析化学领域的检测技术中,所用到的功能性高分子聚合物进行罗列并综合分析,现有检测领域中基于功能性高分子聚合物的检测方法与传统检测方法相比,操作简便、快速、特异性强、便于实现现场检测,尤其是分子印迹聚合物以其优异的亲和力,既能有效分离,又能便于分析,因而广泛应用于重金属、农兽药残留、生物毒素、致病微生物等的检测。

分子排阻色谱-反相高效液相色谱法测定阿莫西林颗粒中高分子聚合物含量

目的建立测定阿莫西林颗粒中高分子聚合物含量的分子排阻色谱-反相高效液相色谱法。方法色谱柱为Cef-SEC球状亲水硅胶柱(300 mm×7.8 mm,5μm),流动相为磷酸盐缓冲液[pH 7.0,0.005 mol/L磷酸氢二钠-0.005 mol/L磷酸二氢钠(50∶50,V/V)]-乙腈(90∶10,V/V),流速为0.6 mL/min,检测波长为254 nm,柱温为25℃,进样量为20μL。结果阿莫西林质量浓度在2.51~35.07μg/mL范围内与峰面积线性关系良好(r=0.9993,n=8);定量限为5.00 ng,检测限为1.60 ng;精密度、稳定性、重复性、中间精密度、耐用性试验结果均符合要求。国内A公司5批阿莫西林颗粒中高分子聚合物的含量均低于国外L公司的原研阿莫西林细粒。结论该方法专属性强、结果准确、重复性好,可用于测定阿莫西林颗粒中高分子聚合物含量。

沥青混凝土路面高分子聚合物注浆技术研究

文中以滑县G230滑浚界至大功河东岸段公路项目为例,对该项目道路病害现象及注浆方案的选取进行分析,并深入研究了沥青混凝土路面高分子聚合物注浆技术,为技术推广与应用积累经验。

高分子聚合物塑料的激光焊接工艺及其在工程中的应用

在现代工业生产中,激光焊接已逐渐发展为一种特殊的工艺。作为激光技术的延伸与发展,高分子聚合物塑料的激光焊接技术得到广泛应用,并具有广阔的应用前景。激光焊接技术具有非接触性、高精度、高强度、低热应力等特点,可以在3D空间中进行多轨迹的瞬间、连续焊接。所述的聚合物塑料可分为热塑性及热固性两类。目前,热塑性塑料激光焊接技术的应用已经得到了充分的体现,而对热固性塑料激光焊接技术的研究却相对比较薄弱,本文将对热塑性塑料激光焊接的设备、原理、工艺、方法以及塑料激光焊接技术的工程应用与发展进行了简要的介绍。