专业||高分子材料与工程

栏目:网游 来源:小熊在线 时间:2019-10-07

高分子材料与工程

浙江大学高分子材料与工程学系教授  徐志康、王齐:


这个专业理工结合,比较特殊。这是因为高分子是从有机化学中派生出来,需要化学合成。但高分子生产之后其加工跟一般的无机材料、金属材料不同。因为它有一个很大的特点——粘弹性,此外你给它一个作用力,虽看不出有变化,但其实际上一直非常缓慢地变化着,我们称之松弛现象,所以高分子涉及合成与加工两方面。高分子材料,我们又叫它石油化学工业。每一个发达的国家,石油化学工业里百分之六十到七十的产值是由高分子来体现。此外,服装材料有高分子,平时所用的橡胶、塑料也是高分子,所以高分子到处都在。


以音箱为例,其转角等地方对材料的要求就很高。从材料的角度来讲,这种地方,我们称之为应力集中——裂开来的地方。鉴于任何液体都有一个黏度,而高分子加工时需弄成熔体状态,其黏度多数时候都很大。让一个黏度很大的液体流到这种转角去,难度很大,一开始通常要给它一个很大的作用力。鉴于高分子是一种长链分子——很多原子串在一起,给高分子一个很大的作用力后,它会像一根线被丢在流动的水中那样被拉长,但此时它处于动力学上的不平衡状态。要回到类似于被丢在地上乱糟糟的团状线团的平衡状态时,高分子就要收缩。在使用过程中,高分子的收缩虽然很慢,肉眼观察不到,但它收缩会逐步在转角等地产生裂纹,继而开裂。这种过程,一般的材料都不会碰到,但在高分子里就会碰到。所以高分子既不是化学,也不是材料;既是化学,更是材料。


学习本专业的困难主要在于从经典化学到高分子化学的改变。因高分子是混合物,故高分子化学的化学式,结构不明确。在经典化学中,化合物有明确的分子式,但到了高分子化学,很多时候我们只能说大概是这样,不够明确,这会令学生困惑。等到学习高分子物理,困惑就更多。因为本身学科体系可能尚未完全建立,很多东西只是在研究过程中的一定条件下,觉得应该是那么回事,没有完全定论。这种现象,对学生甚至老师来说,都是困惑的。我也是进行若干年的科研与工作,才逐渐理解。

  

专业简述


学科所属:工学门类-材料类-高分子材料与工程专业

授予学位:学学士

学习要求:要求化学、物理成绩好;兴趣要求:现实型、研究型;要求动手能力、数学能力强。

专业概说:

高分子材料:macromolecular material,指以高分子化合物为基础的材料,是由相对分子质量较高的化合物构成的材料,包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料等。高分子材料按来源可分为天然、半合成(改性天然高分子材料)和合成高分子材料。天然高分子是生命起源和进化的基础,人类社会一开始就利用天然高分子材料作为生活资料和生产资料,并掌握了其加工技术,如利用蚕丝、棉、毛织成织物,用木材、棉、麻造纸等。


19世纪30年代未期,,进入天然高分子化学改性阶段,出现半合成高分子材料。1907年出现合成高分子酚醛树脂,标志着人类应用合成高分子材料的开始。随着近代科学技术与工业的进步,高分子材料已由传统的有机材料向具有光、电、磁、生物和分离效应的功能材料延伸。高分子结构材料正朝着高强度、高韧性、耐高温、耐极端条件的高性能材料发展,为航天航空、近代通讯、电子工程、生物工程、医疗卫生和环境保护等方面提供各种新型材料。


核心课程


物理化学、高分子化学、高分子物理、有机化学、聚合物流变学、聚合物成型工艺、聚合物加工原理、高分子材料研究方法


相近专业


材料化学、材料科学与工程、宝石及材料工艺学、冶金工程、金属材料工程、无机非金属材料工程、复合材料与工程、粉体材料科学与工程、材料物理、焊接技术与工程、功能材料、纳米材料与技术、新能源材料与器件


代表院校


重点院校:清华大学、浙江大学、哈尔滨工业大学、华南理工大学、四川大学、北京航空航天大学、北京化工大学、中山大学、山东大学、西安交通大学、西北工业大学、东华大学、上海大学、中国科学技术大学、天津大学、武汉理工大学


普通院校:江苏大学、合肥工业大学、扬州大学、浙江工业大学、南京工业大学、青岛大学、湘潭大学、黑龙江大学、贵州大学、长安大学、燕山大学、福建师范大学、太原理工大学、安徽大学、河北大学、广东工业大学、东北林业大学、新疆大学、深圳大学、山东科技大学、济南大学、南京邮电大学、河北工业大学、华侨大学、南通大学、山东理工大学、湖北大学、河南科技大学


考研导读


高分子材料与工程专业研究生主要有以下几大研究方向:


1)树脂合成    由人工合成一类高分于聚合物,为粘稠液体或加热可软化的固体,受热时通常有熔融或软化的温度范围,在外力作用下可呈塑性流动状态,某些性质与天然树脂相似。树脂合成方向也分为环氧、丙烯酸、聚苯、聚酯等多个研究方向。


2)塑料加工    主要研究将合成树脂或塑料转化为塑料制品的各种工艺,塑料加工一般包括塑料的配料、成型、机械加工、接合、修饰和装配等(加工工艺四川大学实力比较强,模具和机械方向华南理工大学比较好)。


3)生物医用高分子    主要究用于诊断、治疗和器官再生的材料,具有延长人生命、提高病人生存质量的作用,而对人体组织、血液不致产生不良影响的材料。例如人工器官、  医用黏合剂、整形材料等。


4)液晶高分子    其主要特征是聚集状态在一定程度上既类似于晶体,分子呈有序排列,又类似于液体,有一定的流动性。该方向主要研究液态高分子的分类和分子设计、溶致液晶  高分子以及液晶高分子的应用等。


5)导电高分子    高分子导电材料具有密度小、易加工、耐腐蚀、可大面积成膜以及电导率可在十多个数量级的范围内进行调节等特点,不仅可作为多种金属材料和无机导电材料的代用品,而且已成为许多先进工业部门和尖端技术领域不可缺少的一类材料。应用领域比较广泛,例如抗静电、电磁波屏蔽、微波吸收、电子元件的电极、按键开关等。


6)纳米高分子    主要研究基于原子力显微镜的新型信息存储材料和存储技术、高分子无机功能纳米材料制备与其在新能源领域应用、金属氧化物/碳纳米复合纳米材料制备与其在军用背景新型传感器领域应用、气敏材料及气体传感器、多功能纳米材料的设计及靶向药物缓释研究等。


职业发展


高分子材料与工程专业的毕业生可到石油化工、电子电器、建材、汽车、包装、航空航天、石油化工、环保、电子、家电、机电、包装、造船、军工、轻纺及医药等系统的科研(设计)院所、企业从事塑料、橡胶、化纤、涂料、粘合剂、复合材料的合成、加工、应用、生产技术管理和市场开发等工作;也可为高新技术领域研究开发高性能材料、功能材料、生物医用材料、光电材料、精细高分子材料和其它特种高分子材料;还可到高等院校从事教学科研的工作。


就业分析

高分子材料作为一种重要的材料,经过约半个世纪的发展,已在各个工业领城中发挥了巨大的作用。从高分子材料与国民经济、高技术和现代生活密切相关的角度说,人类已进入了高分子时代。高分子材料工业不仅要为工农业生产和人们的衣食住行用不断提供量大面广、日新月异的新产品和新材料,还要为发展高技术提供更多更有效的高性能结构材料和功能性材料。


近年来,随着电气、电子、信息、汽车、航空、航天、海洋开发等尖端技术领域的发展,为了适应发展需要,就要求高分子材料具有更高的强度、硬度、韧性、耐温、耐磨、耐油、耐折等特性,这些都是高分子材料需要解决的重大问题。从理论上推算,高分子材料的强度还有很大的潜力,其不断向高功能化高性能化方面转变,并取得了重大突破。可见,未来还会需要越来越多的高分子材料与工程专业的毕业生,当然也对毕业生的水平提出了更高的要求。


专家点评


我国的高分子类专业始设于1953年,是从化学和化工类专业中形成和分离出来的。理科的高分子化学教研室始建于北京大学化学系,工科的塑料工学教研室则建于成都工学院  (今四川大学)化工系。最早的高分子化学与物理系是在中国科技大学建立的,而最早的高分子化工系始建于成都工学院。20世纪50年代以来,国内高校中陆续设置了高分子化学  塑料工学(塑料工程)、合成橡胶、橡塑工程、化学纤维、高分子物理、高分子化工、高分子材料、复合材料等高分子类专业。


1998年教育部本科专业目录调整将与高分子材料相关的工科类专业统一命名为“高分子材料与工程”专业,将理科类的高分子专业并入材料化学专业或化学专业;将高分子化工专业并入化学工程业。日前,仍有部分院校沿用旧名称或专业方向,考生报考时可多留意下专业名称。另外,四川大学和青岛科技大学还建立了高分子科学与工程学院。

来源:网络


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