1、应用化学 高分子化学与物理 教学大纲高分子化学与物理课程教学大纲课程代码：080331039课程英文名称：Polymer chemistry and physics 课程总学时：40 讲课：40 实验：0 上机：0适用专业：应用化学专业大纲编写（修订）时间：2017.7 一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标该课程是应用化学专业的专业基础必修课，它主要研究高分子合成机理与控制方法、高分子的结构与性能、聚合物中分子运动规律等，为涂料科学与制造技术、涂装工艺、涂料分析与检测技术等提供理论和知识基础，并与课程设计、生产实习、毕业设计等实践教学环节密切相关。通过本课程的学习，使学生掌握高分子合成的
2、基本原理和聚合方法、高分子结构与性能之间关系及聚合物中分子运动规律等基本知识和理论，重点培养学生综合运用所学知识分析、解决实际问题的能力，高分子合成与性能设计能力，为将来从事高分子的研发应用、涂料制造与涂装工艺等奠定基础，亦为学生拓宽就业领域奠定基础。（二）知识、能力及技能方面的基本要求本课程分为高分子化学和高分子物理两大部分，通过该课程的学习，要求学生掌握高分子的基本概念、缩聚等逐步聚合、自由基聚合、自由基共聚、离子聚合、配位聚合等反应的机理、反应动力学及控制聚合过程的反应速度和控制高分子相对分子质量的方法，高分子化学反应的特征以及聚合方法的选择，高分子多层次结构特征，聚合物中分子运动规律，
3、高分子结构与力学、电学、热学、溶液、老化等性能之间的关系。在能力方面要求有自学、归纳、类比能力，做到分析问题有理有据，培养学生综合运用所学知识分析解决实际问题的能力，以及根据实际需求进行高分子性能与合成设计能力。（三）实施说明1教学方法：课堂讲授中要重点对基本概念、基本方法和基本原理的讲解；采用启发式教学，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；引导和鼓励学生通过实践和自学获取知识，培养学生的自学能力；增加讨论课，调动学生学习的主观能动性。讲课要联系实际并注重培养学生的创新能力。2教学手段：本课程属于专业基础课，在教学中采用电子教案、CAI课件及多媒体教学系统等先进教学手段，以确保在有限的
4、学时内，全面、高质量地完成课程教学任务。 3根据实际教学需要以及选用教材不同，教学内容可适当增减，各部分学时数可微调。（四）对先修课的要求本课程的教学必须在完成先修课程之后进行。本课程的先修课有无机化学、有机化学、物理化学等，本课程将为涂料科学与制造技术、涂装工艺、涂料分析与检测技术、其它化工性质专业课、课程设计、生产实习以及毕业设计的学习打下良好基础。（五）对习题课、实践环节的要求1.理论知识由讲授伴有课堂讨论形式进行，讨论中学生对基本概念的理解和基本方法的掌握已具有了一定的深度，所以淡化了习题课的功能要求，这时教师对习题课，例题的选择以培养学生消化和巩固所学知识，用以解决实际问题为目的。2
5、课后作业要少而精，内容要多样化，作业题内容必须包括基本概念、基本理论的内容，作业要能起到巩固理论，掌握计算方法和技巧，提高分析问题、解决问题能力，对作业中的重点、难点，课上应做必要的提示。学生必须独立、按时完成习题和作业，作业的完成情况应作为评定课程成绩的一部分。（六）课程考核方式1.考核方式：考试2.考核目标：在考核学生对高分子化学及物理基本知识、基本原理和方法掌握的基础上，重点考核学生的理解能力、分析能力、运用所学知识解决实践中出现问题的能力。 3.成绩构成：本课程的总成绩主要由两部分组成：平时成绩（包括出勤、作业、课堂表现等）占20-30%，期末考试成绩占70-80%，各部分比例依据实际
6、授课情况调整。平时成绩由任课教师视具体情况按百分制给出。（七）参考书目高分子化学，潘祖仁，化学工业出版社，2011高分子物理，华幼卿，金日光，化学工业出版社，2013高分子物理，何曼君等，复旦大学出版社，2007高分子化学与物理基础，魏无际，俞强，崔益华，化学工业出版社，2011高分子合成原理及工艺学，李克友、张菊华、向福如，科学出版社，2001二、中文摘要本课程是应用化学专业的专业基础必修课程。课程通过对高分子化学及物理内容的讲授，使学生掌握高分子科学的基本知识、基本原理和基本方法，并具有设计高分子合成和性能测试的能力。课程主要内容包括高分子化学和高分子物理两大部分，高分子化学学习高分子的聚
7、合机理和方法；高分子物理学习高分子的结构与性能等。本课程将为后续课程的学习以及相关课程设计、毕业设计等奠定重要的基础。三、课程学时分配表序号教学内容学时讲课实验上机1绪论222缩聚及其他逐步聚合反应662.1缩聚反应概述22.2线型缩聚反应22.3体型缩聚反应23自由基聚合反应883.1自由基聚合机理23.2自由基聚合反应动力学23.3自由基聚合的聚合度23.4自由基聚合实施方法24离子型聚合和配位聚合225共聚合反应445.1共聚合反应和共聚合方程25.2共聚曲线及共聚物组分的控制 26聚合物的化学反应227高分子的结构447.1高分子的结构（一）27.2高分子的结构（二）28大分子的热运动
8、、力学状态及其转变668.1聚合物分子运动的特点28.2聚合物的力学状态和转变28.3高分子的玻璃化转变和黏流转变29高分子固体的力学性质449.1高分子固体的力学性质（一）29.2高分子固体的力学性质（二）210高分子溶液的性质2211高分子的电性能、热性能及光学性质（自学）00合计4040四、教学内容及基本要求第1部分 绪论总学时(单位：学时):2 讲课:2 实验:0 上机:0具体内容：1）高分子科学的建立和发展 2）高分子化合物的基本概念3）高分子的分类和命名4）高分子合成反应的分类5）高分子的结构、物理状态及其性能特点重 点：1）掌握高分子化合物的基本概念并熟悉聚合物的命名2）掌握形成
9、聚合物的必要条件和聚合反应的分类3）熟悉聚合物的分子量及其分子量分布的多分散性难 点：聚合物的分子量及其分子量分布的多分散性习 题：1）高分子化学的基本概念2）大分子与小分子的对比3）大分子的分子量及多分散性的理解第2部分缩聚及其他逐步聚合反应 总学时(单位：学时):6 讲课:6 实验:0 上机:0第2.1部分 缩聚反应概述（讲课2学时）具体内容：1）聚合反应类型及特点2）缩聚反应单体3）官能度体系4）缩聚反应特征重 点：1）缩聚反应的单体和类型2）官能度、官能度体系及等活性理论3）缩聚反应的逐步性和可逆性难 点：官能度、官能度体系及等活性理论习 题：1）缩聚反应的基本概念和基本理论2）确实能
10、够官能团、官能度体系第2.2部分 线型缩聚反应（讲课2学时）具体内容：1）线型缩聚的形成条件2）反应程度和聚合度3）线型缩聚反应动力学4）影响缩聚平衡的因素5）线型缩聚的分子量控制重 点：1）线型缩聚的形成条件2）反应程度和聚合度3）线型缩聚反应动力学难 点：线形缩聚反应的分子量控制习 题：1）判断线型缩聚的形成条件2）计算反应程度和聚合度第2.3部分 体型缩聚反应（讲课2学时）具体内容：1）体型缩聚反应历程和特点2）凝胶点及其预测3）其他逐步聚合反应4）缩聚的实施方法重 点：1）体型缩聚反应历程和特点2）凝胶点及其预测习 题：凝胶点的预测，凝胶点的计算第3部分自由基聚合反应总学时(单位：学时
11、):8 讲课:8 实验:0 上机:0第3.1部分 自由基聚合机理（讲课2学时）具体内容：1）自由基聚合单体2）自由基聚合机理3）引发剂及引发作用重 点：1）自由基聚合机理2）引发剂及引发作用难 点：自由基聚合机理习 题：掌握自由基聚合机理第3.2部分 自由基聚合反应动力学（讲课2学时）具体内容：1）本体聚合的反应特征2）自由基聚合反应动力学方程3）温度对聚合速率的影响4）自动加速现象重 点：自由基聚合反应动力学难 点：自动加速现象习 题：解释自动加速现象的原因和造成结果第3.3部分 自由基聚合的聚合度（讲课2学时）具体内容：1）动力学链长与聚合度2）温度对聚合度的影响3）链转移反应4）阻聚原理
12、和阻聚剂的作用重 点：1）动力学链长与聚合度2）阻聚原理和阻聚剂的作用难 点：动力学链长与聚合度习 题：动力学链长与聚合度的概念与应用第3.4部分 自由基聚合实施方法（讲课2学时）具体内容：1）本体聚合2）溶液聚合3）悬浮聚合4）乳液聚合5）各种聚合实施方法的比较重 点：1）本体聚合2）乳液聚合3）各种聚合实施方法的比较难 点：各种聚合实施方法的比较习 题：各种聚合实施方法的比较第4部分离子型聚合和配位聚合总学时(单位：学时):2 讲课:2 实验:0 上机:0具体内容：1）阳离子聚合2）阴离子聚合3）配位聚合4）不同聚合方法的比较重 点：1）阳离子聚合2）阴离子聚合3）配位聚合难 点：1）离子
13、聚合2）配位聚合习 题：1）阳离子聚合、阴离子聚合和配位聚合的基本知识和基本原理2）不同聚合方法的比较第5部分共聚合反应 总学时(单位：学时):4 讲课:4 实验:0 上机:0第5.1部分 共聚合反应和共聚合方程（讲课2学时）具体内容：1）共聚合反应2）共聚物3）自由基共聚合反应机理4）自由基共聚合方程重 点：共聚合方程难 点：共聚合方程习 题：共聚合的基本知识和理论第5.2部分 共聚曲线及共聚物组分的控制（讲课2学时）具体内容：1） 竞聚率2） 共聚曲线3） 共聚物组分的控制4） 单体和自由基的活性、Q-e概念重 点：1） 竞聚率2） 共聚曲线3） 共聚物组分的控制难 点：共聚曲线及共聚物组
14、分的控制习 题：1）竞聚率的含义2）共聚曲线的应用3）共聚物组分的控制第6部分聚合物的化学反应 总学时(单位：学时):2 讲课:2 实验:0 上机:0具体内容：1）聚合物的化学反应特征及影响因素2）聚合物的官能团反应 3）聚合物的交联和接枝4）大分子的扩链反应5）大分子的降解和老化重 点：1）聚合物的化学反应特征及影响因素2）聚合物的官能团反应 3）聚合物的交联和接枝4）大分子的降解和老化难 点：1）聚合物的化学反应特征及影响因素2）聚合物的官能团反应习 题：1）聚合物的化学反应特征及影响因素2）聚合物的官能团反应第7部分高分子的结构 总学时(单位：学时):4 讲课:4 实验:0 上机:0第7
15、.1部分 高分子的结构（一）（讲课2学时）具体内容：1）高分子的近程结构2）高分子的远程结构3）高分子的分子间作用力与聚集态重 点：1）高分子的近程结构2）高分子的远程结构难 点：构造、构型、构象，分子链柔性习 题：1）高分子结构的基本知识2）构造、构型、构象的概念和区分第7.2部分 高分子的结构（二）（讲课2学时）具体内容：1）高分子的晶态结构2）高分子的非晶态结构3）高分子的取向结构重 点：1）高分子的晶态结构模型2）高分子的非晶态结构模型难 点：1）高分子的晶态结构模型2）高分子的非晶态结构模型习 题：1）类比高分子的晶态结构和非晶态结构2）高分子的取向机理第8部分大分子的热运动、力学状
16、态及其转变总学时(单位：学时):6 讲课:6 实验:0 上机:0第8.1部分 聚合物分子运动的特点（讲课2学时）具体内容：1）运动单元的多重性2）分子运动的时间依赖性3）分子运动的温度依赖性重 点：1）运动单元的多重性2）分子运动的时间依赖性3）分子运动的温度依赖性难 点：1）分子运动的时间依赖性2）分子运动的温度依赖性习 题：聚合物分子运动的基本知识和理论第8.2部分 聚合物的力学状态和转变（讲课2学时）具体内容：1） 非晶态高分子的温度-形变曲线2） 结晶高分子的温度-形变曲线重 点：非晶态高分子的温度-形变曲线难 点：结晶高分子的温度-形变曲线习 题：从分子运动观点解释聚合物的三种力学状
17、态和两种转变第8.3部分 高分子的玻璃化转变和黏流转变（讲课2学时）具体内容：1） 高分子的玻璃化转变2） 影响玻璃化转变温度的因素3） 高分子的黏流转变和流动行为重 点：1） 高分子的玻璃化转变2） 影响玻璃化转变温度的因素难 点：高分子的黏流转变和流动行为习 题：1） 玻璃化转变温度的测定方法2） 玻璃化转变温度的影响因素第9部分高分子固体的力学性质总学时(单位：学时):4 讲课:4 实验:0 上机:0第9.1部分 高分子固体的力学性质（一）（讲课2学时）具体内容：1）描述力学性质的基本物理量2）高分子材料的应力-应变曲线3）高分子材料的屈服4）高分子材料的破坏5）高分子材料的理论强度重
18、点：1） 高分子材料的应力-应变曲线2） 高分子材料的屈服3） 高分子材料的破坏难 点：1） 高分子材料的应力-应变曲线2） 高分子材料的屈服习 题：高分子材料的应力-应变曲线解析第9.2部分 高分子固体的力学性质（二）（讲课2学时）具体内容：1）高分子弹性体的力学性能2）高分子的粘弹性3）粘弹性数学模型4）粘弹性的时温等效原理重 点：1）高分子弹性体的力学性能2）高分子的粘弹性3）粘弹性的时温等效原理难 点：1）高分子弹性体的力学性能2）高分子的粘弹性习 题：1）高弹体的分子结构特点2）高分子的粘弹现象3）粘弹性的时温等效原理及应用第10部分高分子溶液的性质总学时(单位：学时):2 讲课:2 实验:0 上机:0具体内容：1）高分子的溶解过程2）聚合物分子量的测定重 点：1）高分子的溶解过程2）溶度参数3）溶剂的选择难 点：聚合物的分子量测定习 题：1）高分子的溶解历程和特点2）高分子与小分子的溶解的区别3）聚合物分子量的测定方法和意义第11部分高分子的电性能、热性能及光学性质（自学）总学时(单位：学时):0 讲课:0 实验:0 上机:0具体内容：1）高分子的电学性能2）高分子的热性能3）高分子的光学性质重 点：高分子的介电性、热性能、光学性质难 点：高分子的介电性，高分子的光学性质习 题：1）高分子的电学性能的基本知识2）高分子的热学性能的基本知识3）高分子的光学性能的基本知识
