材料设计型和综合型实验大纲

《材料设计型和综合型实验》教学大纲课程编号：18212504总学时数：4周总学分数：4课程性质：专业必修课适用专业：材料化学一、课程的任务和基本要求：高分子科学（包括高分子化学、高分子物理和高分子成型与加工）是一门实验性很强的科学，实验技术是高分子教学中不可缺少的一个环节。材料设计型和综合型实验作为材料化学专业学生必修的实践教学环节，将着重培养学生的观察分析能力、实验研究动手能力、综合设计能力、创新意识和创新能力。该实验课程的主要目的是将理论和实践联系起来，使学生通过实验操作来了解高分子化合物的制备、结构表征、物性测定以及高分子材料成型加工原理，加强学生对高分子科学基础知识的理解，提高学生的动手能力和分析问题、解决问题的能力，进一步提高学生的自行设计实验，开发新材料及合成工艺的能力。二、基本内容和要求：详见附后表格本课程实验项目序号实验项目名称时数实验要求实验类型每组人数实验目的及要求1丙烯酰胺的聚合及聚合物分子量的测定8选修综合2了解丙烯酰胺水溶液聚合特点和掌握制备高分子量聚丙烯酰胺的方法。掌握黏度法测定聚合物分子量的方法。2聚乙烯醇缩甲醛的制备8选修综合2掌握乙酸乙烯酯溶液聚合及聚合物的醇解及聚乙烯醇的制备。掌握聚乙烯醇缩甲醛的制备方法和黏度的测定方法。3高吸水树脂的制备及其交联密度与吸水性能研究8选修综合2了解反相悬浮聚合制备亲水性聚合物的方法。掌握丙烯酸类高吸水树脂吸水率的测定。4高分子量聚乳酸的合成及表征8选修综合2掌握丙交酯开环聚合制备高分子量聚乳酸的方法。了解丙交酯及聚乳酸的表征方法。了解聚合物立体异构对聚合物性能的影响。5聚丙烯固相接枝丙烯酸及其表征8选修综合2了解大分子接枝改性的反应机理。掌握聚丙烯接枝产品的制备及精制。掌握聚丙烯接枝率的测定和红外光谱的测定。6热塑性聚氨酯弹性体的制备及其结构与性能研究8选修综合2掌握聚氨酯的制备工艺。掌握通过调节软硬段比例调节聚氨酯的性能。掌握测定高分子材料力学性能的方法。7苯乙烯活性阴离子聚合和聚合物分子量及分子量分布的测定8选修综合2了解阴离子型溶液聚合的机理及反应特征。掌握阴离子溶液聚合的实施方法。掌握GPC测定分子量和分子量分布的原理和方法。8乙酸乙烯酯/丙烯酸丁酯共聚乳液制备及其纸塑复膜性能研究8选修综合2掌握乙酸乙烯酯/丙烯酸丁酯共聚乳液制备的工艺并了解其性能。测定乙酸乙烯酯/丙烯酸丁酯共聚乳液的固含量，并计算其转化率。掌握纸塑复膜性能的基本原理。9制备单分散聚苯乙烯微球及其性能研究8选修设计2拟定聚合反应的流程和配方，探讨反应温度、反应时间和配方等对反应过程和产物性能的影响。表征所合成产物的结构与性能。10乙酸乙烯酯-丙烯酸丁酯乳液共聚研究8选修设计2合成乙酸乙烯酯-丙烯酸丁酯共聚乳液。拟定聚合反应的流程和配方，探讨反应温度、反应时间和配方等对反应过程和产物性能的影响。表征所合成产物结构与性能。11阻燃高分子材料的制备与性能评价8选修设计2以聚合物成型加工为主体并辅以力学性能评价的综合实验。掌握机械共混制备纳米粒子复合热塑性塑料的方法，熟悉热压成型或注塑成型、拉伸测试和弯曲测试操作与原理，以及拉伸性能和弯曲性能的评价方法。12高分子纳米复合材料的制备及性能评价8选修设计2以聚合物成型加工为主体并辅以阻燃性能评价的综合实验。掌握挤塑、注塑方法制备膨胀型阻燃剂复合材料，熟悉阻燃材料的氧指数测试方法。三、实践环节和要求：1.丙烯酰胺的聚合及聚合物分子量的测定（综合）；2.聚乙烯醇缩甲醛的制备（综合）；3.高吸水树脂的制备及其交联密度与吸水性能研究（综合）；4.高分子量聚乳酸的合成及表征（综合）；5.聚丙烯固相接枝丙烯酸及其表征（综合）；6.热塑性聚氨酯弹性体的制备及其结构与性能研究（综合）；7.苯乙烯活性阴离子聚合和聚合物分子量及分子量分布的测定（综合）；8.乙酸乙烯酯/丙烯酸丁酯共聚乳液制备及其纸塑复膜性能研究（综合）；9.制备单分散聚苯乙烯微球及其性能研究（设计）；10.乙酸乙烯酯-丙烯酸丁酯乳液共聚研究（设计）；11.阻燃高分子材料的制备与性能评价（设计）；12.高分子纳米复合材料的制备及性能评价（设计）。要求通过本课程学习，使学生进一步提高查阅文献资料、自行设计实验方案能力。四、教学时数分配：本课程选做6个实验，教学时数共计4周40学时。五、有关说明：1、教学和考核方式：本课程属考查课。考核方式：方案设计、实验操作、结果和实验报告的情况计总分为一次实验的成绩，各次实验成绩的平均为最后实验成绩。2、习题：实验预习、方案设计、实验报告。3、能力培养要求：要求学生学会各种常规仪器的使用方法，训练科学实验方法和技能，使学生逐渐学会对实验现象进行观察、分析、判断、推理以及归纳总结，培养独立工作和解决问题的能力，完成实验内容，提交实验报告。4、与其它课程和教学环节的联系：先修课程和教学环节：高分子化学与物理，高分子成型加工，有机化学实验、分析化学实验等。后续课程和教学环节：毕业论文等。平行开设课程和教学环节：仪器分析等5、教材和主要参考书目：（1）教材：《高分子化学与高分子物理综合实验教程》，刘长生、喻湘华主编，中国地质大学出版社，2008年。（2）主要参考书目：①《高分子科学与工程实验》，欧国荣、张德震编，华东理工大学出版社。②《高分子科学实验教程》，汪建新、娄春华、王雅珍主编，哈尔滨工业大学出版社2009③《高分子科学实验》，李树新、王佩璋编，中国石化出版社2008制定人：袁福根，冯芳，董延茂审核人：王松君王秀玲批准人：刘勇健