《高分子材料学》教学大纲

发布者:钟芳发布时间:2016-12-07浏览次数:1543

课程名称:高分子材料学

英文名称:  Polymer Material Science


一、课程目的与要求

适用领域:材料学、非化学专业本科学生

先修课程:有机化学、材料化学基础I(物理化学)

课程学时:80

课程学分:4

教学对象:具有有机化学、物理化学基础的大学高年级学生

教学目的:在60课时内提供对于高分子材料的合成、结构、性能及其关系的规律性认识;提供高分子材料的制备、表征与进一步研究工作所需的基本理论和有关的研究与应用方法;介绍常见通用高分子材料及功能聚合物材料的制备方法与性能;介绍高分子材料通常的成型加工方法;为有关高分子材料和高分子复合材料的研究和应用提供必要的基础知识与技能。


周讲课时数4学分数4

课程简介:高分子材料学是材料化学专业本科学生的一门专业基础课,针对具有有机化学基础的大学高年级学生进行讲授,内容涵盖高分子化学,高分子物理,高分子材料的结构与性能,功能高分子材料和常见聚合物材料的性能、制备、应用的介绍等几个部分。课程取材上力求既包括高分子材料学的基础理论和已有成果,又能反映本学科发展的近代水平。目的在于提供学生对于如何制备聚合物材料、聚合物材料结构与性能的基本认识,使学生对常见的聚合物材料有一个基本的了解和掌握,并就如何选用聚合物材料有清晰的思路和方法,为今后开发新型聚合物材料和从事复杂的技术工作打下基础。

本课程以课堂教授为主,并在“材料化学与物理实验”课程中安排一部分实验内容,使学生对所学的理论知识具像化,获得实践体验。


二、教学内容与课时安排

  1. 绪论与高分子科学基础4课时


  1. 高分子的合成(高分子化学)24课时

    1. 合成高分子的聚合反应:

      1. 连锁聚合反应:自由基聚合、离子聚合、配位聚合

      2. 逐步聚合反应:线性缩聚、体型缩聚与凝胶化

    2. 聚合实施方法:本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合

    3. 其他聚合与高分子的化学反应:开环聚合、氢转移聚合、氧化聚合和成环聚合;高分子的官能团反应、交联、降解与老化


  1. 高分子的分析与表征6课时

    1. 高分子溶液理论及其应用:稀溶液理论、聚合物分子量及其分布的测定

    2. 研究高分子链结构与形态的方法:质谱、热解气相色谱、红外与拉曼光谱、核磁共振

    3. 研究高分子聚集态结构与形态的方法:电子显微镜、广角X射线衍射、小角X射线衍射、小角激光光散射、光电子能谱


  1. 高分子材料的结构与性能(高分子物理)30课时

    1. 高分子材料的结构

      1. 高分子链结构:结构层次、柔性及构象基础

      2. 高分子聚集态结构:高分子的晶态、非晶态、液晶态、取向态及织态结构

      3. 高分子的分子运动:玻璃化转变、粘流转变

    2. 高分子材料的性能

      1. 高分子材料的力学性质:玻璃态、结晶态、高弹态聚合物的力学性能;强度与破坏;粘弹性

      2. 高分子材料的电学性质:介电、导电、电击穿、静电现象

      3. 高分子材料的其他性质:热性能、气密性、光性能、表面与界面性能


  1. 通用高分子材料4课时

    1. 塑料:聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯,…

    2. 橡胶:天然橡胶、丁苯橡胶、丁基橡胶,…

    3. 纤维:聚酯、聚酰胺、腈纶,…

    4. 胶粘剂与涂料:环氧树脂、丙烯酸酯类胶粘剂、涂料的组成,…


  1. 高分子材料成型加工6课时

    1. 塑料加工:添加剂、挤出、注射、模压、吹塑

    2. 橡胶加工:配方、塑炼、混炼、成型、硫化

    3. 纤维加工:熔融纺丝、溶液纺丝、其它纺丝方法、纤维后加工


  1. 功能高分子材料6课时

    1. 生物医用高分子材料

    2. 导电高分子

    3. 液晶性高分子

    4. 感光高分子

    5. 反应性高分子

    6. 高分子基复合材料



三、教材及主要参考书

教材:自编讲义

主要参考书:

  • Fred W. Billmeyer, Jr., Textbook of Polymer Science, 3rd Ed., John Wiley & Sons, 1984;

  • George Odian, Principles of Polymerization, 4nd Ed., John Willey & Sons, 2004;

  • 潘祖仁,高分子化学,第三版,化学工业出版社,2003

  • 何曼君等,高分子物理,修订版,复旦大学出版社,1990

  • 高俊刚、李源勋等,高分子材料,化学工业出版社,2002

  • 余学海,陆云,高分子化学,南京大学出版社,1994

  • 周其凤,胡汉杰,高分子化学,化学工业出版社,2001.

  • Nicholas P. Cheremisinoff, Polymer Characterization – Laboratory technique and analysis, Noyes Publications, 1996;

  • 金日光、华幼卿,高分子物理,化学工业出版社,2000,第二版;

  • 杨玉良、胡汉杰,高分子物理,化学工业出版社,2001

  • 张留成,高分子材料导论,化学工业出版社,1997

  • 何天白、胡汉杰,功能高分子与新技术,化学工业出版社,2001