基于应用型人才培养的《高分子材料成型加工基础》课程教学改革

2014-04-03张世杰黄军左

河南化工 2014年12期

关键词：单螺杆双螺杆挤出机

张世杰，黄军左

(广东石油化工学院化学工程学院，广东茂名 525000)

基于应用型人才培养的《高分子材料成型加工基础》课程教学改革

张世杰，黄军左

(广东石油化工学院化学工程学院，广东茂名 525000)

《高分子材料成型加工基础》作为高分子专业非常重要的专业课，学生普遍反映难以理解掌握。为改善教学效果、培养应用型人才、提高就业质量，作者引入比较教学法等方法进行教学改革，取得了良好的综合效果。

高分子材料;成型加工;比较教学法;应用型人才培养

高分子材料作为最重要的材料品种之一，对于人类社会的发展进步具有重要意义。目前很多国内高校都开设了高分子材料与工程专业，其中不少学校的专业方向都偏向于高分子材料成型加工，尤其是塑料成型加工。在目前的专业课程体系中，均开设有《高分子化学》、《高分子物理》、《高分子材料成型加工基础》、《高分子助剂》、《高分子材料》、《高分子成型设备》、《塑料模具设计》等课程。其中《高分子化学》和《高分子物理》是专业基础课，系统讲授与聚合和成型加工相关的基础理论知识，虽然非常重要，但与工业界生产实际间还存在明显差别。目前而言高分子专业的本专科生在企业中主要从事成型类相关职位，岗位对于成型工艺提出了较高的要求。社会对于应用型人才的需求，凸显出《高分子材料成型加工基础》作为专业课代表的重要地位。

就目前的课程结构而言，虽然《高分子成型加工基础》按照高分子材料的不同成型工艺和方法进行了系统讲授，但学生普遍反映理解难度较大，较为空洞。为解决以上问题，作者在授课过程中有意识的引入比较教学法，以期改善课程的授课效果，对于构建“三位一体”应用型人才培养模式做出了贡献。下文将以比较教学法在“挤出成型”部分的授课实践进行介绍。

1 目前“挤出成型”部分的授课实践

“挤出成型”部分的学习目的与要求:熟悉挤出成型设备主要是单螺杆和双螺杆挤出机的工作原理，挤出成型过程。了解挤出成型在塑料、橡胶和纤维中的应用，了解挤出工艺流程、工艺条件的控制、螺杆挤出机的结构及选用方法。主要授课内容:概述(定义、应用、分类、实例、挤出成型设备及主要技术参数、成型特点)、单螺杆挤出理论(准备知识、固体输送理论、熔融理论、熔体输送理论)、螺杆挤出机的结构及选用方法(选用挤出机要考虑的问题、挤压系统、加料系统、传动系统、加热冷却系统)、挤出成型过程(原料准备、机头成型、定型与冷却、牵引与卷取、后处理)、常见制品的挤出成型(管材、片材、薄膜、异型材、纺丝、其它产品)、挤出成型的发展(反应挤出、新型设备)。

授课难点:兼顾单和双螺杆挤出机的介绍，两者间对接较难实现。同时由于实验条件有限，无法使学生亲手操作挤出成型生产线或对其进行拆装。学校现有的挤出成型设备品种过于单一。作为授课中非常重要的挤出机头部分，也存在类似问题，学生普遍反映难以理解掌握。

2 比较教学法在“挤出成型”授课中的应用

教师在“挤出成型”部分的讲授过程中，应该紧紧抓住挤出机及机头进行重点讲解，其它辅机可以相对简略介绍。目前常用的挤出机分为单螺杆和双螺杆两类。双螺杆挤出机是在单螺杆挤出机基础上发展而来。在先对学生系统讲授单螺杆挤出机后，可以将双螺杆挤出机与单螺杆挤出机进行比较，包括螺杆结构、螺杆排布方式、混炼元件构型、机筒是否为积木式、输送原理、物料的运动方式、成型工艺参数、传动系统、自洁能力等。抓住以上重点，就可使学生触类旁通、形象加深学生对知识的理解。

例如:在对紧密啮合型同向旋转双螺杆挤出机与普通单螺杆挤出机进行对比时，可以以双螺杆挤出机拥有两条平行排布的螺杆(其轴线处于同一水平面)、螺杆间紧密啮合、物料在螺杆与机筒壁间呈八字形运动方式、两条紧密啮合的螺杆的螺牙互相咬合，能够发挥自洁作用、由于两根螺杆导致机筒孔为八字形;与此相对，单螺杆挤出机由于只有一条螺杆，所以物料只能在螺槽与机筒壁间的空间螺旋运动，混炼效果比较差，无自洁能力、与单螺杆配套的机筒孔为圆孔状。经过对比，可以使学生对于单、双螺杆挤出机间的结构差异、工艺参数差异具有深入的了解，改善学习效果。

同时在排气挤出机、双阶挤出机的讲授过程中也存在类似情况。在授课过程中，可以引导学生将排气挤出机或双阶挤出机看作两根螺杆串联起来，组成了一根长径比较大的螺杆。作为排气挤出机的第一段螺杆，其三段功能区完整，而第二段螺杆主要以定量定压挤出为目的;而排气挤出机和双阶挤出机的差别，只存在于双阶挤出机的两根螺杆间并无连接，只是使物料经历两次挤出来改善混炼效果，在两阶挤出机结合处，也有一定的排气作用。而排气挤出机相当于两段螺杆间存在物理连接，在连接处通过抽真空，以排除物料中的气体和挥发性物质。