材料科學(xué)與工程高分子材料研發(fā)部實(shí)習(xí)報(bào)告一、摘要2023年7月1日至2023年8月31日，我在高分子材料研發(fā)部擔(dān)任助理工程師，參與新型聚合物改性項(xiàng)目。通過8周實(shí)踐，我獨(dú)立完成3種納米填料分散性測(cè)試，使復(fù)合材料沖擊強(qiáng)度提升12%，具體表現(xiàn)為填充15%納米二氧化硅的PC/ABS樣品在ISO1791標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試中吸收能達(dá)62J/cm2，較基準(zhǔn)樣提升9J/cm2。掌握流變儀動(dòng)態(tài)模量分析技術(shù)，優(yōu)化了3批次材料流變參數(shù)，扭矩波動(dòng)率從8.5%降至3.2%，符合企業(yè)內(nèi)部QMS005標(biāo)準(zhǔn)。總結(jié)出納米填料分散性調(diào)控的臨界濃度模型，適用于后續(xù)類似實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)室小試向中試轉(zhuǎn)化的可行性。二、實(shí)習(xí)內(nèi)容及過程實(shí)習(xí)目的主要是將課堂上學(xué)到的聚合物合成、改性理論知識(shí)，跟實(shí)際研發(fā)工作對(duì)接上，了解高分子材料從實(shí)驗(yàn)室小試到中試轉(zhuǎn)化的完整流程。實(shí)習(xí)單位是家專注于高性能高分子材料研發(fā)的公司，主要做汽車和電子領(lǐng)域的材料解決方案，實(shí)驗(yàn)室有比較齊全的力學(xué)測(cè)試、熱分析、光譜分析和流變測(cè)試設(shè)備。實(shí)習(xí)期間我跟著一位高級(jí)工程師，參與了兩個(gè)項(xiàng)目。一個(gè)是新型納米復(fù)合材料的開發(fā)，另一個(gè)是現(xiàn)有產(chǎn)品配方優(yōu)化。剛開始主要是學(xué)習(xí)，看工程師怎么操作設(shè)備，比如使用動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析儀(DMA)測(cè)試材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)，以及怎么分析掃描電子顯微鏡(SEM)照片來看填料分散情況。7月10號(hào)左右我開始獨(dú)立負(fù)責(zé)一部分工作，主要是納米填料分散性的測(cè)試和篩選。我花了差不多兩周時(shí)間，測(cè)試了三種不同粒徑的納米二氧化硅和納米碳酸鈣，每種填料做了五個(gè)不同比例的樣品，用高剪切混合器攪拌均勻后，取少量樣品做TEM觀察，記錄填料團(tuán)聚程度和分散均勻性打分。通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)，15nm的納米二氧化硅在10%體積含量時(shí)分散效果最好，團(tuán)聚體尺寸小于50nm，這個(gè)結(jié)論后來在小試階段得到了驗(yàn)證。另一個(gè)挑戰(zhàn)是流變儀測(cè)試參數(shù)優(yōu)化，8月初我嘗試調(diào)整一個(gè)聚合物基體的流變曲線，目的是改善材料的熔體流動(dòng)性和加工窗口。剛開始試了好幾次，熔體強(qiáng)度總是上不去，工程師指導(dǎo)我調(diào)整了轉(zhuǎn)子類型和轉(zhuǎn)速掃描范圍，我重新做了三次測(cè)試，記錄了粘度曲線和儲(chǔ)能模量變化，最終確定了最佳的測(cè)試程序，這個(gè)優(yōu)化后的配方后來在注塑機(jī)上試產(chǎn)時(shí)，產(chǎn)品尺寸偏差從0.5mm降到了0.2mm，廢品率也降低了。實(shí)習(xí)最大的收獲是學(xué)會(huì)了怎么解決實(shí)際問題，以前做實(shí)驗(yàn)都是按部就班，現(xiàn)在要考慮實(shí)驗(yàn)條件對(duì)結(jié)果的影響，比如測(cè)試納米填料分散性時(shí)，不僅要看顯微鏡照片，還要結(jié)合Zeta電位儀數(shù)據(jù)來判斷穩(wěn)定性。還掌握了流變儀和DMA這些設(shè)備的高級(jí)操作，知道怎么根據(jù)測(cè)試目的選擇合適的參數(shù)。最大的啟發(fā)是做研發(fā)不是簡(jiǎn)單的重復(fù)實(shí)驗(yàn)，而是要不斷試錯(cuò)和優(yōu)化，有時(shí)候一個(gè)微小的參數(shù)調(diào)整，就能帶來顯著的效果。不過實(shí)習(xí)中也發(fā)現(xiàn)了一些問題，比如公司內(nèi)部實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)管理比較混亂，有時(shí)候需要花時(shí)間找之前的測(cè)試記錄，而且新來的實(shí)習(xí)生沒有系統(tǒng)的培訓(xùn)，很多操作都是靠摸索。如果可以的話，建議建立電子化的實(shí)驗(yàn)記錄系統(tǒng)，并且可以搞個(gè)實(shí)習(xí)生培訓(xùn)手冊(cè)，把常用設(shè)備的操作規(guī)程和注意事項(xiàng)都寫清楚，這樣效率會(huì)高很多。崗位匹配度方面，感覺挺合適的，就是有時(shí)候會(huì)覺得實(shí)驗(yàn)強(qiáng)度有點(diǎn)大，任務(wù)排得比較滿。總的來說，這次實(shí)習(xí)讓我對(duì)高分子材料研發(fā)有了更直觀的認(rèn)識(shí)，也明確了以后想往哪個(gè)方向努力。三、總結(jié)與體會(huì)這8周在研發(fā)部的經(jīng)歷，讓我把書本上那些關(guān)于聚合物改性、材料表征的知識(shí)，真真切切地用在了實(shí)際項(xiàng)目中，感覺像是把理論和實(shí)踐打通了。7月15號(hào)左右負(fù)責(zé)的那批納米復(fù)合材料測(cè)試，從篩選填料到優(yōu)化分散，每一步數(shù)據(jù)都實(shí)實(shí)在在，看到最終樣品的沖擊強(qiáng)度比基準(zhǔn)材高12%那么多，那種成就感是做課程設(shè)計(jì)沒法比的。這讓我明白，做研發(fā)得有耐心，也得懂怎么跟實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)較勁，找到那個(gè)最優(yōu)的工藝參數(shù)，比如當(dāng)時(shí)定下來的15nm二氧化硅10%體積含量那個(gè)配比，后來小試數(shù)據(jù)完全證實(shí)了當(dāng)初的選擇。這次實(shí)習(xí)也讓我對(duì)自己未來的職業(yè)方向有了更清晰的想法。我發(fā)現(xiàn)自己對(duì)材料性能優(yōu)化這塊挺感興趣，尤其是怎么通過添加少量功能性填料，就能讓材料整體性能有大幅提升。這讓我開始琢磨，等下學(xué)期回去，要不要重點(diǎn)學(xué)學(xué)高分子物理和高分子化學(xué)里那些跟材料改性機(jī)理相關(guān)的課程，感覺這些知識(shí)是未來深入研究的基石。而且公司里那些工程師處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、寫報(bào)告的方式，也給我提供了新思路，比如他們用Origin軟件畫圖表時(shí)，那種數(shù)據(jù)呈現(xiàn)的邏輯性和美觀度，我之前做實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)都沒太注意。這讓我意識(shí)到，以后要往這方面多下功夫，可能得抽時(shí)間去考個(gè)材料分析相關(guān)技能證書，提升自己的硬實(shí)力?？粗鴮?shí)驗(yàn)室里那些正在進(jìn)行的課題，比如開發(fā)某種可降解的聚合物，或者研究如何降低材料成本同時(shí)保持性能，我感覺到這個(gè)行業(yè)的節(jié)奏真快，技術(shù)更新?lián)Q代也厲害。以前覺得高分子材料就是做做配方，現(xiàn)在明白背后涉及的材料設(shè)計(jì)、加工成型、性能評(píng)估целыйкомплекс系統(tǒng)工程。這讓我覺得，自己現(xiàn)在學(xué)的這些還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，得保持危機(jī)感，多看行業(yè)報(bào)告，了解最新的技術(shù)趨勢(shì)，比如現(xiàn)在興起的數(shù)字孿生在材料研發(fā)中的應(yīng)用，或者某種新型催化劑怎么改變聚合物合成路徑。這次實(shí)習(xí)就像給我打開了一扇窗，讓我看到學(xué)校學(xué)習(xí)和未來工作之間的橋梁該怎么搭，感覺只要方向?qū)α?，再努力點(diǎn)，以后進(jìn)入這個(gè)行業(yè)應(yīng)該問題不大。最大的轉(zhuǎn)變還是心態(tài)吧，以前做實(shí)驗(yàn)遇到問題容易煩躁，現(xiàn)在更能沉下心去分析原因，承擔(dān)起自己負(fù)責(zé)那部分實(shí)驗(yàn)的責(zé)任，抗壓能力確實(shí)強(qiáng)了不少。這8周真的挺值的。四、致謝感謝公司給我這次實(shí)習(xí)機(jī)會(huì)，讓我能接觸到實(shí)際的高分子材料研發(fā)工作。感謝我的導(dǎo)師