高分子材料专业涂料课程教学探讨.docx

高分子材料专业涂料课程教学探讨摘要:本文根据涂料行业的发展对人才的需求及高分子专业的培养目标定位,提出了在高等院校高分子专业本科阶段加强教授涂料课程内容的必要性,结合高分子专业学生的特点探讨了涂料课程本科教学的讲授内容,并对教学过程中采用的教学方法和手段进行了探讨,还提出了在高分子实验中开设与涂料相关的实验促进教学的方法。关键词:涂料课程教学内容方法涂料是一种精细化工产品,具有装饰、保护、标志和赋予物体其它功能的作用,与国民经济的发展、人民生活水平的提高、国家高科技和军事技术的发展有密切的关系,从其中一种意义上说涂料工业的发展水平是国家现代化的标志之一。随着高分子材料和科学的迅速发展,涂料的主要原料逐步由天然树脂改成人工合成树脂。涂料课程是建立在高分子化学、有机化学、无机化学、胶体化学、表面化学与表面物理、流变学、材料力学、腐蚀、粘结、微生物学、光学和颜色学科基础上的一门综合性学科[1],但不是这些学科的简单加和,而有自身理论。随着国内涂料工业的快速发展,涂料行业需要大量高层次产品开发和科学研究人员,为满足涂料行业的这种要求,国内许多高校的高分子材料专业、化工专业和应用化学专业相继开设了涂料课程。然而,由于开设时间不长、可用的教材很少、内容多、课时少,教师难以在短时间内将涂料行业所需的内容讲深、讲透。为使学生走向工作岗位后尽快熟悉行业特点,成为行家里手,涂料课程的本科教学内容和教学方法的设计就是必须考虑的首要问题。为此,笔者结合多年从事涂料课程教学与科研的经验,并结合涂料课程的特点,作了一些探讨。一、特点及重要性涂料是高分子合成的五大材料之一,涂料课程是高分子材料专业课之一,是一门理论性、实践性很强的课程,涉及高分子化学、高分子物理、有机化学、无机化学、分析化学、光学、流变学、界面学、颜料学、工艺学和计算机等多学科高度交叉综合的科学,但是它不是这些学科的简单加和,而是有自身的理论。如涂料用树脂的分子设计与合成理论、溶解理论、成膜和固化理论、颜料分散理论、配方原理及其评价方法理论、流动与流变理论、施工工艺、分析测试方法和手段等[2]。由于不同涂料品种施工方法各异,同样的涂料品种在不同的底材上使用,其底材的处理方法和施工要求不同,因此,需要根据使用底材和性能要求选择相应的涂料品种和合理的施工方案。总体来说,涂料学科有如下特点:内容繁杂、涉及学科众多,实际应用面广。涂料科学对建筑、汽车、飞机、家电、造纸、印刷等行业中的有关研究等均具有重要意义。二、教学内容1.涂料概述主要介绍涂料的概念、组成、作用、分类、发展概况和发展趋势,使学生掌握涂料和油漆的基本概念、分类和作用,了解涂料的发展历史和面临的挑战,懂得涂料的发展趋势和方向,激发学生对涂料的兴趣,投身于涂料行业中,为以后进行涂料的科学研究打下基础。2.合成树脂及其在涂料中的应用涂料用合成树脂也就是成膜物,是涂料中的最重要成分,对涂料的性能起着主要作用。本章重点介绍在涂料工业中使用量大面广的合成树脂,如醇酸树脂、氨基树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂和聚氨酯树脂等品种,特别是醇酸树脂,因为它几乎可以用在所有的涂料品种之中,要掌握它们的组成、合成原理、制备方法、性能和用途等。这是高分子材料专业学生学习涂料课程的优势,因为这些内容在高分子化学、聚合物基复合材料、高分子合成等其它课程中也有简单介绍,但具有不同的侧重点,应讲清讲透,这是提高涂料性能的关键所在。3.溶剂和溶解理论溶剂用于溶解成膜树脂,涂料在成膜后,溶剂基本上全部挥发到大气中去,其中溶剂包含有机溶剂和水,由于有机溶剂对人体和环境都有很大的危害,因此应尽量减少有机溶剂的使用。在涂料课程的教学中,教师应使学生掌握溶剂的类型、溶解性、毒性、挥发性,学会根据溶解理论选用溶剂或混合溶剂改善涂料性能,了解它对环境和人类的危害,尽量使用无毒无害的有机溶剂,或使用高固体份涂料、水性涂料和粉末涂料,开发绿色环保涂料,减少溶剂对环境和人类的危害。4.颜料及分散理论颜料和填料赋予涂料所需要的颜色、遮盖底材,改变涂料的流变性能,降低成本。如何使之在涂料中稳定分散是教学的重点。5.涂料的成膜理论包括涂料施工在被涂物件表面和使其形成固态的连续的涂膜两个过程。主要讲授涂料常见的几种施工方法,如刷涂、喷涂、浸涂和静电喷涂,也介绍各种材料的表面处理方法。学生通过教学能明白“三分涂料,七分施工”的道理,懂得涂料施工的重要性,掌握溶剂性涂料和乳胶漆成膜的原理。6.涂料的性能评价本章主要学习涂料的力学性能及其涂膜性能的检测方法,包括涂料的原始状态、贮存性能、施工性能、成膜性能、机械性能、粘结性能、户外耐久性等。懂得涂料检测的特点是以物理检测为主、以漆膜质量检验为主,学会使用各种涂料检测设备。三、教学方法教学过程中采取怎样的教学方法,应视课程性质、特点和内容来定。教改目的就是和优