湿法纺丝纤维制备原理课程教学实践探索

2017-04-15孙俊芬

纺织科学与工程学报 2017年4期

关键词：东华大学原液纺丝

孙俊芬

(1.东华大学材料科学与工程学院，上海 201620；2.纤维材料改性国家重点实验室，上海 201620)

湿法纺丝纤维制备原理课程教学实践探索

孙俊芬1,2

(1.东华大学材料科学与工程学院，上海 201620；2.纤维材料改性国家重点实验室，上海 201620)

利用湿法纺丝技术制备纤维是纤维制备方法中的重要技术之一，所制备的纤维在服装面料、家居用品、装饰材料等方面都有着大量的运用，是国民经济建设的重要原料。东华大学在湿法纺丝纤维制备方面有着良好的学科支撑，为有效开展湿法纺丝纤维制备原理教学提供了有利条件。该课程有效的结合了理论教学和实践教学，为学生提供了勤于思考、亲自动手做实验的平台。在对学生进行理论知识讲解和技能培训的同时，积极拓展了学生在纤维领域的知识深度和广度，有效推动了本门课程的教学工作。

湿法纺丝纤维制备课程教学实践

0 研究背景

利用湿法纺丝制备纤维是传统的纤维制备方法，所制备的纤维有腈纶、维纶、氯纶、粘胶纤维、铜氨纤维、芳纶等，在服装面料、家居用品、装饰材料等方面都有着大量的运用，对于国民经济的建设起着重要的作用。东华大学自上世纪五十年代建校以来，一直在纤维制备领域发挥着领头作用，在纤维改性国家重点实验室以及材料学和材料加工重点学科的支持下，完成了多项国家级和省部级科研项目，并与企业积极合作，取得了很好的成绩。关于湿法纺丝纤维的研发也积极推动了本课程的发展[1- 2]，为开展湿法纺丝纤维制备原理课程教学奠定了坚实的基础。

1 湿法纺丝纤维制备原理的课程特点

湿法纺丝纤维制备原理课程内容主要包括原液的制备、纤维的制备、加工、改性、应用以及结构和性能研究等核心内容，还涉及到与其它领域如生物、医学、环保、工程等的结合。课程的培养目标，主要是培养高分子材料学科学生具有湿法纺丝纤维及其织物制品设计、制备和研究的科学优化、创新，起到引导和促进作用，在扩大学生知识面的同时，进一步深刻理解法纺丝的加工原理、纤维的结构与性能、纤维的应用开发以及相关产业链的结构。

湿法纺丝纤维制备原理课程将理论教学与实践教学相结合，在深入学习湿法纺丝纤维成型加工技术理论知识的同时，给学生配套了纤维成型加工的实验课程，培养学生的实践能力，深入理解理论知识。此外，学生在充分掌握理论知识和实际操作的同时，还分组进行不同主题的讨论，围绕着纤维的湿法制备、加工成型、改性等主题进行展开，提高学生对相关内容的深入理解，培养适应现代企业及相关行业领域的专业人才。

2 湿法纺丝纤维制备原理课程的教学实践

湿法纺丝纤维制备原理课程包括理论教学和实践教学，实践教学学时为理论教学学时的4倍，目的就是使学生对湿法纺丝纤维制备有更深刻的理解，同时培养学生的动手能力。理论课程安排了湿法纺丝的概述、湿法纺丝的应用、纤维结构及其性能表征，实践教学安排了纺丝原液的制备、湿法纺丝实验、纤维结构和性能的测试。湿法纺丝实验主要侧重于纤维的湿法成型方法实践，有助于帮助学生全面了解纤维的湿法成型原理、成型工艺、后处理方法等。纤维结构和性能的测试主要侧重于纤维表面和截面的观察、纤维内部取向结构和结晶结构的研究、纤维力学性能的研究。职业技能培训则注重学生配制纺丝原液的能力、在纺丝过程中的动手能力、在纤维测试过程的操作能力以及对所获得数据的分析能力。要求学生能独立进行并掌握纺丝原液的配制、纺丝前相关设备的检查与清理、纺丝全过程的操作、纤维的测试与分析。教学过程中，力求使基本理论知识与实践环节紧密结合，同时对学生进行技能培训，拓展学生在纤维领域的知识深度和广度。

在实践环节中，采用小班教学，将学生分为3组，让学生以聚丙烯腈为原材料进行湿法纺丝，首先通过溶胀和溶解2个过程对聚丙烯腈在有机溶剂中进行溶解配制纺丝原液，然后进行湿法纺丝，通过分组改变纺丝工艺(如纺丝温度、牵伸倍数等)制备不同结构和性能的纤维，后续对不同结构的纤维进行性能测试(形态结构、结晶度、取向度、力学性能)，比较不用工艺参数下制备的纤维具有不同的结构和性能，目的是考察学生运用所掌握的理论知识解决实际问题并分析相关产品的能力，从而使学生的理论知识与实践环节有机的结合起来。

本课程的主讲教师具有教学经验以及在湿纺纺丝方面的科研经验和能力，对提高学生的学习积极性，增强学生创新能力，起到重要的作用。另一方面，作为该课程的平台，纤维改性国家重点实验室和学院中心实验室为该课程配套设置了专门的纺丝试验线和相关的纤维测试仪器，指导学生进行湿法纺丝纤维样品的制备以及纤维结构和性能的测试，大大锻炼了学生的动手能力。