《高分子材料研究方法》課程教學(xué)大綱

《高分子材料研究方法》課程教學(xué)大綱PolymerMaterialsMeasurementTechniques一、課程基本信息學(xué)

時：48學(xué)

分：3.0考核方式：筆試

閉卷各教學(xué)環(huán)節(jié)占總分的比例：作業(yè)及平時測驗：30%，期末考試：70%課程簡介：本課程是專業(yè)主干課程之一，在學(xué)習(xí)專業(yè)基礎(chǔ)課《高分子化學(xué)》、《高分子物理》等的基礎(chǔ)上設(shè)置安排。本課程在系統(tǒng)闡述適于不同尺度層次的各種現(xiàn)代分析技術(shù)原理的基礎(chǔ)上，主要圍繞高分子材料研究領(lǐng)域中所涉及到最常用的儀器，闡述了儀器的結(jié)構(gòu)、測試原理、制樣技術(shù)、測試影響因素、譜圖解析、數(shù)據(jù)處理等，重點講述其在高分子材料研究領(lǐng)域中的應(yīng)用。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠了解和掌握幾種在高分子科學(xué)研究與實際生產(chǎn)中較常應(yīng)用的近代測試分析方法，以便日后能應(yīng)用它們解決有關(guān)高分子的科學(xué)研究及實際生產(chǎn)的質(zhì)量檢測與控制中出現(xiàn)的各種技術(shù)問題，為進行高分子結(jié)構(gòu)分析、制定合理的工藝條件，提高材料的性能提供依據(jù)。二、教學(xué)目的與要求本課程是為高分子材料專業(yè)本科生開設(shè)的重要的專業(yè)課。

其目的在于使學(xué)生系統(tǒng)地了解高分子材料研究領(lǐng)域中所涉及到最常用的儀器的基本原理、儀器設(shè)備、樣品制備及應(yīng)用，掌握常見測試技術(shù)所獲信息的解釋和分析方法，最終使學(xué)生能夠獨立地進行高分子材料的分析和研究工作。本課程的總體要求是，通過本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生能夠：

1、了解X射線衍射分析、透射電子顯微分析、掃描電子顯微分析、核磁共振氫譜分析、紫外可見吸收光譜分析、紅外吸收光譜分析和熱分析的基本原理、儀器設(shè)備主要功能；2、掌握上述分析測試技術(shù)的樣品制備方法、測試結(jié)果的分析方法和應(yīng)用；3、日后可以獨立（或與專業(yè)分析測試人員一起）擬定材料分析測試方案，進行材料分析和研究工作，為學(xué)生畢業(yè)后從事材料生產(chǎn)、檢測、研發(fā)以及進一步深造打下良好的基礎(chǔ)。三、教學(xué)方法和手段授課方式為課堂講授為主，演示實驗教學(xué)為輔，且與學(xué)生自學(xué)相結(jié)合，通過習(xí)題和實驗演示使學(xué)生加深對教學(xué)內(nèi)容的理解，通過思考題鼓勵學(xué)生思考問題和參閱文獻。教學(xué)方法上,通過講授高分子的特點，與小分子性能比較，突出測試方法在高分子研究中的應(yīng)用。注意將課程學(xué)習(xí)與高分子的熱點研究相結(jié)合。課程教學(xué)中引入多媒體教學(xué)，采用新穎、多樣的教學(xué)方式，引導(dǎo)學(xué)生，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與求知的欲望。四、教學(xué)內(nèi)容及目標

教學(xué)內(nèi)容教學(xué)目標學(xué)時分配第一章緒論31.

高聚物結(jié)構(gòu)和形態(tài)的特點

理解

12.

高聚物的狀態(tài)及其行為理解13.

高聚物結(jié)構(gòu)和性能測定方法概述掌握1

重點與難點:了解高聚物結(jié)構(gòu)和性能的測試方法種類

衡量學(xué)習(xí)是否達到目標的標準:對高分子的測試技術(shù)亦初步了解，獨立完成課后作業(yè)。第二章

紅外光譜61.

基本概念理解12.紅外光譜儀的工作原理了解13.

影響頻率位移和譜圖質(zhì)量的因素掌握14.

聚合物的一般制樣方法及譜圖的解析方法掌握15.紅外光譜在高分子材料研究中的應(yīng)用掌握2

重點與難點:如何解析未知聚合物的紅外光譜，聚合物定性鑒別

衡量學(xué)習(xí)是否達到目標的標準：利用紅外光譜對某些化合物進行結(jié)構(gòu)判斷；初步嘗試分析未知聚合物的紅外譜圖，獨立完成課后習(xí)題。第三章

核磁共振譜41.

核磁共振的產(chǎn)生原理，儀器結(jié)構(gòu),測試原理了解12.屏蔽作用與化學(xué)位、耦合常數(shù)、譜圖的表示方法理解13.影響化學(xué)位移的主要因素、譜圖解析實例掌握14.核磁共振氫譜在高分子結(jié)構(gòu)研究中的應(yīng)用掌握1

重點與難點：高分子材料的定性鑒別,共聚物組成的測)定,幾何異構(gòu)體的測定，共聚物序列結(jié)構(gòu)的研究

衡量學(xué)習(xí)是否達到目標的標準:

利用核磁共振氫譜對某些化合物進行結(jié)構(gòu)判斷；初步嘗試分析聚合物的HNMR譜圖，獨立完成課后習(xí)題。第四章

紫外光譜31.紫外光譜的基本知識、吸收帶的類型，生色基與助色基。理解12.紫外光譜儀的結(jié)構(gòu)與測試原理了解13.紫外光譜在高分子結(jié)構(gòu)研究中的應(yīng)用(丁苯橡膠中共聚組成的分析，橡膠中防老劑含量的測定，高分子單體純度的檢測，聚苯乙烯中苯乙烯殘留單體含量的測定）掌握1

重點與難點：紫外光譜在高分子結(jié)構(gòu)研究中的應(yīng)用

衡量學(xué)習(xí)是否達到目標的標準:

利用紫外光譜對某些化合物進行判斷；初步嘗試分析聚合物的紫外譜圖，獨立完成課后習(xí)題。第五章

差示掃描量熱法和差熱分析法61．DTA與DSC的工作原理，及制樣技術(shù)理解22.

DSC工作曲線、基線校正理解13．DTA及DSC熱分析技術(shù)在高分子材料中的應(yīng)用，會分析不同的熱分析曲線。掌握3

重點與難點：DSC熱分析技術(shù)在高分子材料中的應(yīng)用。重點在于聚合物玻璃化轉(zhuǎn)變的研究，聚合物熔融/結(jié)晶轉(zhuǎn)變的研究，兩相聚合材料特征的研究。

衡量學(xué)習(xí)是否達到目標的標準:能夠初步利用DSC分析技術(shù)研究聚合物的耐熱性、耐寒性、兩相結(jié)構(gòu)等。獨立完成課后習(xí)題。第六章

熱重分析41．了解TG的工作原理，及制樣技術(shù)了解12．掌握TG關(guān)于高分子材料熱穩(wěn)定性的研究及TG失重曲線的處理與計算。理解13.TG在高分子材料研究中的應(yīng)用。掌握2

重點與難點：聚合物熱穩(wěn)定性的評價，組成的剖析，用熱重法研究聚合物固化，用熱重法研究聚合物中添加劑的作用。

衡量學(xué)習(xí)是否達到目標的標準:能夠初步利用TG分析技術(shù)研究聚合物的熱穩(wěn)定性、添加劑成分分析等。第七章

電子顯微鏡法51．了解電子顯微鏡的電子光學(xué)基礎(chǔ)。了解12．掌握透射電子顯微鏡(TEM)的襯度形成原理、TEM制樣方法理解13.TEM在高分子材料研究中的應(yīng)用。掌握14.掌握掃描電子顯微鏡(SEM)的成像原理,SEM制樣方法理解15.SEM在高分子材料研究中的應(yīng)用掌握1

重點與難點：能夠利用電子顯微技術(shù)分析高分子材料的表面和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，包括單晶，球晶，嵌段共聚物，復(fù)合材料的電子顯微分析。

衡量學(xué)習(xí)是否達到目標的標準:能夠初步利用SEM、TEM分析技術(shù)分析聚合物粒子，表面結(jié)構(gòu)等。可以讀懂相關(guān)文獻的SEM、TEM圖。第八章凝膠滲透色譜（GPC）31.了解凝膠滲透色譜的基本知識、凝膠色譜儀的校正原理及儀器工作原理。了解12.掌握凝膠滲透色譜(GPC)在高分子研究中的應(yīng)用。理解2

重點與難點：利用GPC儀研究聚合物相對分子量及分子量分布。

衡量學(xué)習(xí)是否達到目標的標準:

初步利用GPC儀測定聚合物的分子量及分子量的分布。第九章

動態(tài)力學(xué)分析31．了解動態(tài)力學(xué)分析儀器的工作原理，動態(tài)力學(xué)分析儀的測量方法及制樣方法。理解12.動態(tài)力學(xué)分析曲線及DMA測試模式。理解13．掌握動態(tài)力學(xué)分析技術(shù)在聚合物研究中的應(yīng)用。掌握1

重點與難點：利用DMA分析技術(shù)研究聚合物的主轉(zhuǎn)變和次級轉(zhuǎn)變，研究均聚物、共聚物以及共混物的結(jié)構(gòu)，研究聚合物的結(jié)晶和取向，研究聚合物的交聯(lián)和固化，評價聚合物的耐寒性和抗沖擊性，研究聚合物的耐熱性和老化性，研究聚合物的吸音或阻尼特性。

衡量學(xué)習(xí)是否達到目標的標準:

掌握DMA譜圖的意義，初步利用DMA分析技術(shù)研究聚合物轉(zhuǎn)變，兩相結(jié)構(gòu)，聚合物兩相結(jié)構(gòu)等。第十章

X射線衍射3

1．了解X射線在晶體中衍射的基本原理及測定方法。了解1

2．掌握X射線在高聚物中的應(yīng)用掌握2

重點與難點：能夠利用X射線分析聚合物的結(jié)晶與取向。

衡量學(xué)習(xí)是否達到目標的標準:

初步利用X射線研究分析聚合物的結(jié)晶。演示實驗：81.

紅外光譜演示實驗22.

DSC、TG演示實驗33.

SEM掃描電鏡演示實驗3

重點與難點：掌握各類測試方法的操作原理，分析譜圖

衡量學(xué)習(xí)是否達到目標的標準:可以獨立完成上述分析方法的制樣、測試。

五、推薦教材和教學(xué)參考資源

推薦教材：張美珍.

聚合物研究方法.

北京:中國輕工業(yè)出版社,2006參考資源:1.

曾幸榮，高分子現(xiàn)代分析方法.廣州：華南理工大學(xué),20092.

張倩.高分子近代分析方法（第二版）.成都：四川大學(xué)出版社,20153.