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《涂料与涂装工艺》课程教学改革的探讨

2019-02-16申红望林治涛朱国全李爱香谭洪生

山东化工 2019年13期
关键词:成膜高分子学时

申红望,林治涛,朱国全,李爱香,谭洪生

(山东理工大学 材料科学与工程学院,山东 淄博 255049)

随着科技的发展,高分子材料已成为工业、农业及国防等各个领域所不可缺少的材料[1]。其中,涂料作为一种精细化工高分子产品,具有保护、装饰、标志和赋予物体其它特殊功能的作用,与国民经济的发展、人民生活水平的提高、国防科技的发展有密切的关系[2-3]。涂料与涂装从远古时代就已开始,我国河姆渡考古中就发现了木胎漆碗。过去涂料与涂装仅仅是作为一门技艺而存在,而现代科技的发展使涂料与涂装逐步从传统工艺向现代科学技术转型[4]。因此,国内许多高校的相关专业开设了涂料相关课程,为涂料行业培养高层次研究人才。《涂料与涂装工艺》课程是一门理论性和实践性很强的本科专业课程,由于本课程涉及的知识内容覆盖面广泛、可用的教材少,如何在有限的课时内将知识透彻、全面系统地讲授给学生,成了教师们首要考虑的问题。作者结合《涂料与涂装工艺》课程的特点,以及在高分子材料与工程专业多年的教学实践经验,对该课程的教学内容、学时安排以及教学过程中采用的教学方法进行探讨。

1 明确课程特点,调整课程结构

《涂料与涂装工艺》课程是建立在高分子化学与物理、无机化学、有机化学、色度学、胶体与界面化学和流变学等学科,以及涂装工艺和设备基础上的一门综合性学科,具有很强的理论性和实践性[5]。学好本门课程需要学生既能巩固、加深对这些学科基础理论知识的理解,又能将其与涂料的性能、应用及涂装工艺紧密联系。

根据该课程的特点,在教学中要优化教学内容,遵循先涂料后涂装的学习顺序,以涂料性质决定涂装工艺及实际应用为主线,设计授课内容的结构为:实际案例→基础理论知识→工艺方法→应用→发展趋势,讲授内容做到精、细、深、略有度。使学生接受知识由易到难,通过实际抽象出理论,又由理论再指导实际,循序渐进地加深对本课程知识的理解。

2 《涂料与涂装工艺》课程的教学内容及课时安排

本校对高分子专业本科四年级学生开设《涂料与涂装工艺》课程,学生已具有基本的专业知识,为本课程的教学打下了理论基础。学时为32学时,其中授课24学时,实验8学时。在教学中应该重点讲授以下内容:

(1)涂料的基本概述(2学时):介绍涂料的定义、作用、组成、分类及命名、涂料用高分子的基础知识、涂料的应用与发展,以及涂装的基本概念。使学生了解涂料与涂装的历史,懂得其发展趋势和方向,激发学生对课程的兴趣。

(2)主要成膜物质(6学时):主要成膜物质泛指在涂料中使用的合成树脂,是涂料中最重要的成分。介绍被广泛使用的合成树脂:挥发性涂料中,如纤维素聚合物、氯化聚合物和热塑性丙烯酸酯等;自由基聚合固化涂料中,如醇酸树脂 、氨酯油、不饱和聚酯等;缩合聚合固化涂料中,如氨基树脂 、聚酯 、丙烯酸树脂和聚氨酯等。重点讲授它们的组成、合成方法、成膜原理、性能和应用领域等。这是本课程的重点和难点,因此在讲解时要有所侧重,应讲清楚讲透彻。

(3)颜料(2学时):介绍颜料的作用、分类、性质、(临界)颜料体积浓度、比颜料体积浓度,以及涂料中常用的颜料。尤其是比颜料体积浓度的大小对漆膜的性能的影响。此外,还应介绍色漆生产的配色机理和原则。

(4)溶剂(2学时):介绍溶剂的作用及问题、常用溶剂、溶剂的挥发性和安全性、高分子溶液的形成及涂料的流变学等。由于溶剂挥发对造成大气污染,应有所侧重地增添环境友好型涂料的发展现状。

(5)涂料的干燥和成膜(4学时):介绍涂料的干燥方式和过程,漆膜干燥程度的测量方法,以对流干燥和辐射干燥为例,介绍干燥原理、特点和设备,重点介绍自由基聚合成膜、缩合聚合成膜、树脂粒子凝聚成膜和溶剂挥发成膜原理。

(6)涂料的生产工艺(4学时):介绍清漆和色漆的生产工艺流程、颜料的分散与稳定、标准配方和工艺配方,以及用于颜料分散的设备和工艺。此外,讲授粉末涂料和水性涂料等环保型涂料的生产工艺、设备及发展趋势等内容。

(7)涂装工艺(4学时):介绍漆前表面处理、复合涂层、涂装管理和质量评价、涂层性能测试方法。重点讲授常见的几种涂装方法,如刷涂、空气喷涂、静电喷涂和自动涂装等。

(8)涂料试验课(8学时):试验课开设醇酸树脂的制备、水性乳胶漆的制造和漆膜性能测试。试验教学可以加深学生对理论知识的理解,提高动手能力、锻炼分析问题和解决问题的能力。

3 《涂料与涂装工艺》课程教学方法

3.1 多种教学方法相结合

通过多媒体教学可以将各类原理、生产工艺、涂装方式及设备等知识点直观化和形象化。同时,结合实例教学针对教学内容将涂料的实际应用案例展示给学生,从而加深同学们对相关知识的理解。此外,在课堂上采用互动式和启发式教学方法,提高学生们的课堂参与度,调动他们的主观能动性,如翻转课堂形式。通过多种教学手段相结合的方式,能够充分调动学生们的学习积极性,加深对知识点的认识理解,获得良好的教学效果。

3.2 理论联系实际

《涂料与涂装工艺》是一门理论性和实践性都很强的课程,在教学过程中将理论知识与实际应用紧密结合才能使学生对所学知识理解更加牢固和透彻。一方面,在课堂上介绍目前市场上各样的涂料产品、涂装方法和涂料生产企业;另一方面,在认识实习阶段带领学生去本地涂料生产企业参观学习,使学生直观地对涂料的生产过程、检查方法、仪器设备等认识和了解。

3.3 预习、教学、自学相结合

本课程的讲授学时只有24个学时,只能在有限的学时内讲授重点内容。为了让学生能够学到更多的涂料知识,课前让学生带着问题对课程内容进行预习。同时,引导学生在课后利用网络及图书馆资源自主学习相关的知识,拓宽知识面。

4 结论

伴随着新技术和交叉学科的介入,我国涂料工业的发展日新月异,需要大批高层次人才。为提高教学质量,对《涂料与涂装工艺》课程进行教学改革与探索,应结合课程特点,优化和更新教学内容,灵活运用多种教学方法,保持理论教学和实践应用同步发展,激发学生的学习热情,使学生在掌握扎实的基本知识的同时,也具有较强的实践应用能力。

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