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1、高分子化学与物理教学大纲课程名称 ：高分子化学与物理课程代码 ：103444614 课程性质 ：学科基础课（或专业课；或公共课）课程类别 ：必修课程学时 ：51 学时（其中理论 34 学时，实验 17 学时）学分：3 分适用专业 ：应用化学专业一、课程的目的和任务高分子化学与物理课程是应用化学专业教学计划中设置的一门重要的以有机化学和物理化学课程等为基础基础专业课， 本课程分为两部分： 高分子化学和高分子物理。 高分子化学讲述的高分子的基本概念、高分子化合物合成的基本原理及控制聚合物反应速率和分子量的方法、高分子化学反应的特征以及聚合方法的选择；高分子物理阐述聚合物的结构与力学、电学、热学、溶
2、液、老化等性能之间的关系； 通过本课程的学习， 使学生具有高分子材料领域的基本知识， 掌握基本的高分子材料的基 本概念、合成原理、聚合方法、结构、性质及结构与性能之间的规律性等方面的基本知识和基本理论， 为以后从事高分子材料学习工 作奠定专业理论基础。二、课程的基本要求1、要求学生掌握高分子材料的基本概念和化学反应特征、合成反应原理及控制方法，培养学生初步具有控制聚合反应及选择聚合方法的能力；2、要求学生掌握高分子的链结构，高分子的聚集态结构，高分子溶液，聚合物的转变与松弛， 聚合物的粘弹性， 聚合物的力学性能等知识， 基本掌握高分子微观结构与宏观性能之间的内在联系和规律。3、通过学习该课程要
3、求学生能独立阅读其它的高分子物理、高分子化学教材、参考书及与高分子化学与物理相关的文献资料，并能理解其主要内容。4、通过高分子化学实验使学生掌握高分子聚合机理和各种聚合方法及其控 制因素，熟悉聚合反应常用仪器设备的使用。 通过高分子物理实验使学生理解和加深高分子结构与性能之间的关系， 为高聚物材料的成型加工、 选材提供一定的理论依据。三、学时分配第二章缩聚及其它逐步聚合反应4第三章自由基聚合反应4第四章离子型聚合和配位聚合2第五章共聚合反应2第六章高分子的化学反应1第七章高分子的结构5第九章高分子固体的基本力学性质4第十章高分子溶液的基本性质2学时章序章名理论2实验第一章绪论第八章高分子的分子
4、运动、力学状态及其转变4第十一高分子电学、热学和光学的基2章本性质机动2合计3417四、教学内容及要求第 1 章 绪论目的要求：要求掌握聚合物相关的基本概念（单体单元、结构单元、重复单 元、链节；缩聚、聚加成和逐步聚合，加聚、开环聚合和连锁聚合）、分类、命名；掌握聚合物的特点； 理解聚合物分子量的表示方法、 计算方法以及相对分子量分布。1.1 高分子科学的建立和发展1.2 高分子化合物的基本概念1.3 高分子材料的命名和分类1.4 高分子合成反应的分类1.5 高分子的结构、物理状态及其性能特点讨论题目：说明橡胶、纤维、塑料间结构- 性能的主要差别和联系。第 2 章 缩聚及其它逐步聚合反应目的要
5、求： 本章要求掌握缩聚反应的分类； 缩聚反应动力学； 线形聚合反应机理、官能团等活性概念、分子量控制及分子量分布，聚合度计算公式；缩聚反 应影响因素及获得高相对分子质量缩聚物的基本条件；体形缩聚反应特点、 基本条件及凝胶点计算以及逐步聚合实施方法、了解其他缩聚反应。2.1 聚合反应类型及特点2.2 缩聚反应2.3 线型缩聚反应2.4 线型缩聚的分子质量控制及分子量分布2.5 体型缩聚反应2.6 其它逐步缩聚反应简介2.7 缩聚的实施方法讨论题目： 举例说明形成线型缩聚聚合物和体型聚合物的条件，归纳说明产生凝胶的条件。第 3 章 自由基聚合目的要求：掌握单体结构决定能否聚合及聚合历程； 三基元反
6、应及基本特点； 引发剂和链引发反应； 自由基聚合反应速度、 聚合度及影响因素； 链转移对聚合反应速率和聚合度影响；自动加速过程、阻聚和缓聚；相对分子质量控制；取代 基使聚合热改变的原因和结果；四种聚合方法配方和特点。3.1 自由基聚合单体3.2 自由基聚合机理3.3 自由基引发剂及引发作用3.4 自由基聚合反应动力学3.5 自动加速现象3.6 自由基聚合的聚合度3.7 阻聚原理及阻聚作用3.8 光及其它反式引发的自由基聚合3.9 自由基聚合的实施方法讨论题目： 自由基聚合过程中聚合度、 转化率、聚合产物中物种变化趋势如何?第 4 章 离子型聚合和配位聚合目的要求： 掌握阴、阳离子、定向聚合单体
7、及引发剂类型； 理解阴、阳离子、定向聚合反应机理； 了解阴、阳离子、定向聚合反应；熟悉定向聚合催化剂； 掌握离子形聚合与自由基聚合的区别；了解阴、阳离子、定向聚合反应的应用。4.1 阳离子聚合4.2 阴离子聚合4.3 配位聚合4.4 不同连锁聚合的比较讨论题目：比较阴离子聚合、阳离子聚合、自由基聚合的主要差别，哪一种聚合的副反应最少？说明溶剂种类的影响，讨论原因与本质。第 5 章 共聚合反应目的要求： 了解二元共聚物的微分方程、 掌握二元共聚物的组成曲线、 共聚物组成的控制方法、单体及自由基活性的影响因素、Q-e 方程的意义及应用。5.1 共聚合反应与共聚物5.2 共聚合方程5.3 竞聚率、共
8、聚曲线及共聚物组分的控制5.4 单体和自由基的活性、 Q-e 概念5.5 离子共聚合讨论题目：正确理解共聚物组成曲线。第 6 章 高分子的化学反应目的要求：掌握聚合物化学反应特点、 聚合物反应类型以及影响反应的因素； 了解各位官能团反应、 各类降解反应； 掌握交联反应、 交联方法以及影响交联反应因素；了解聚合物老化、影响老化因素。6.1 高分子化学反应的特征及影响因素6.2 高分子的官能团反应6.3 高分子的交联和接枝6.4 高分子的扩链反应6.5 高分子的降解讨论题目：聚合物化学反应繁浩，如何考虑合理分类，便于学习和研究？第 7 章 高分子的结构目的要求：掌握高分子链结构的组成、构造及其与高
9、聚物性能之间的关系。掌握和理解构型、构象、高分子链的内旋转、链柔性、均方末端距等基本概念。掌握影响高聚物链柔性的因素， 熟悉高分子链柔顺性的表征。 结晶度的概念、 取向和解取向的概念、 机理以及取向对高聚物性能的影响。 理解高聚物的聚集态结构（晶态结构、非晶结构、取向态结构、液晶结构） 。7.1 高分子链的近程结构7.2 高分子链的远程结构7.3 高分子链的均方末端距7.4 高分子的分子间作用力与聚集态7.5 高分子的晶态结构7.6 高分子的结晶度与物理性能7.7 高分子的结晶行为和结晶动力学7.8 高分子的非晶态结构7.9 高分子的取向结构7.10 高分子的液晶态结构7.11 高分子共混体系
10、的聚集态结构讨论题目： 1、说明聚合物分子表现柔顺性的原因以及化学结构、相对分子质量、温度和外力作用速度对聚合物分子柔顺性德影响？2、聚合物晶体结构和结晶过程与小分子晶体结构和结晶过程有何区别？造成这些差别的原因？3、取向和结晶有何区别，非晶高聚物取向后有什么变化？第八章 高分子的分子运动、力学状态及其转变目的要求： 掌握高分子运动的特点、 高分子力学状态与转变、 掌握玻璃化转变、熔融转变、理解影响玻璃化转变和熔融转变温度的因素，了解次级转变。8.1 高分子运动的特点8.2 高分子的力学状态及转变8.3 高分子的玻璃化转变8.4 影响玻璃化转变温度的因素8.5 玻璃化转变下的次级转变8.6 结
11、晶高分子的熔融转变8.7 高分子的黏流转变和流动行为8.8 高分子融体黏度的测定8.9 影响高分子融体黏度和流动性的因素8.10 融体流动中的弹性效应讨论题目：从分子运动观点解释非晶态高分子三种力学状态极其转变，并讨论影响玻璃化转变和熔融转变温度的因素。第 9 章 高分子固体的基本力学性质基本要求：掌握杨氏模量、屈服强度、屈服伸长、断裂强度（拉伸强度）、断裂伸长、断裂能、应变硬化、应变软化、弯曲强度、冲击强度的概念。掌握强迫高弹形变、非晶和结晶高聚物的应力- 应变曲线、银纹屈服和剪切屈服机理。了解脆性断裂、 韧性断裂以及断裂面的形态、 断裂机理。 掌握高分子的弹性体的力学性能。9.1 玻璃态和
12、晶态高分子的力学性质9.2 高分子材料的屈服及判据9.3 高分子材料的破坏和理论强度9.4 高分子弹性体的力学性能9.5 交联橡胶的溶胀9.6 高分子的黏弹性9.7 黏弹性数学模型讨论题目：1、高聚物的力学性质有什么特点？分析具有这些特点的原因？2、聚合物结构对高分子材料力学性能的影响？第 10 章 高分子溶液的基本性质目的要求：掌握高分子溶液的特点、溶度参数的基本概念，不同的线型高聚物（结晶、非晶、极性、非极性）的溶解特性和交联高聚物的溶胀；掌握高聚物溶剂的选择原则； 掌握黏度法测定高聚物物黏均分子量；了解高分子分子量的测定及分子量的分布。10.1 高分子的溶解过程10.2 高分子稀溶液热力
13、学理论与特点10.3 高分子的分子量分布及分子量分布10.4 高分子的分子量的测定10.5 凝胶渗透色谱讨论题目：高分子溶质在溶剂中的溶解度除了与溶质和溶剂的性质有关外， 还与温度和溶质相对分子质量有关，解释原因？第 11 章 高分子电学、热学和光学的基本性质目的要求：掌握高聚物的极化、介电性、导电性、击穿、静电、热稳定、导热、热膨胀、光的折射和反射等性质。11.1 高分子的电学性质11.2 高分子的热学性质11.3 高分子的光学性质讨论题目：如何提高聚合物的耐热性和热稳定性和材料的透明性？ 五、课内实践教学要求本课程实验教学 17 学时。1、甲基丙烯酸甲酯本体聚合（ 4 学时）教学要求： 学
14、会本体聚合的实验方法； 学会控制聚合反应速度的方法； 学会有机玻璃的制备方法及工艺过程。2、聚乙烯醇缩甲醛的制备（ 4 学时）教学要求： 掌握缩醛化制备 107 胶方法；了解大分子功能基反应及其反应程度的控制3、粘度法测定聚合物的分子量（4 学时）教学要求： 掌握乌式粘度计测定聚合物分子量的实验技术；通过实验进一步理解粘度法测定聚合物分子量的基本原理。4、静态法测定聚合物的温度形变曲线（5 学时）教学要求： 学会用自动记录温度形变仪测定PMM、APVC、PE等试样的温度形变曲线；了解聚合物的力学三态；测定聚合物玻璃化温度Tg 、流动温度 Tf以及熔点Tm 。六、考核方式考核方式：考试考核形式：
15、闭卷成绩分配：期末考试成绩占60%；平时成绩占 10%；实验成绩占30%七、本课程与其它课程的联系学习本课程应具备无机化学、有机化学、 物理化学等基础化学的基础，后续课程如高分子的结构与性能等。八、教学参考书1 推荐教材魏无忌等主编，高分子化学与物理基础 （第二版），化学工业出版社， 2011 年2 主要参考书(1) 、高分子化学与物理 . 赵俊会. 中国轻工业出版社 .2010(2) 、高分子化学（增强版） . 潘祖仁. 化学工业出版社 .2007(3) 、高分子物理（修订版） . 何曼君. 复旦大学出版社 .2000(4) 、高分子试验教材 . 卿大咏. 化学工业出版社 .2011制定：材料科学教研室执笔人：孙绪兵审定人：2012年 3 月 3 日（修订）