spContent=高分子在我们的生活随处可见,我们的生活也因为高分子材料的存在而变得便捷。高 那什么是高分子?它在生活中有什么用?它是被谁发现的?学了高分子能做那些事?高分子有怎样的结构?带着疑问,让我们跟主讲老师一起来一场高分子链的旅程。
高分子在我们的生活随处可见,我们的生活也因为高分子材料的存在而变得便捷。高 那什么是高分子?它在生活中有什么用?它是被谁发现的?学了高分子能做那些事?高分子有怎样的结构?带着疑问,让我们跟主讲老师一起来一场高分子链的旅程。
—— 课程团队
课程概述
高分子材料作为当今世界的三大材料品种之一,其使用量已经远远超过其他两大类。基于其优异的可加工性和高的信价比,高分子材料制品全面渗透进我们的日常生活和工业生产领域。基于此发展起来的高分子科学,是研究高分子化合物的合成、化学反应、物理化学、物理、加工成型、应用等方面的一门新兴的综合性学科。高分子化学是高分子科学的三大领域之一。《高分子化学》课程主要讨论的是聚合反应及聚合物的反应性,是高分子材料相关专业的专业基础课。《高分子化学》课程是学生后续专业培养的基础,将为学生从事聚合物合成工艺、聚合物成型工艺、高分子材料等的相关研究和工作提供重要理论支撑。
授课目标
1)使学生掌握高分子的基本概念,基本原理及高分子化学反应的特征。
2)使学生了解高分子的发展历史、前沿研究动态和高分子的产业化技术。
3)使学生增强对自然科学的兴趣、提高分析和解决问题的能力以及独立创新能力。
成绩 要求
本课程总成绩100分,由平时成绩和期末成绩两部分组成。平时成绩为9个单元测验、单元作业成绩,占总分的25%,期末成绩为客观和主观题型的两份考试,占总分70%,课堂互动讨论5%。总成绩60分及格,90分及以上优秀。期末考试内容涵盖9章全部内容。
课程大纲
绪论(2学时)
课时目标:1. 掌握高分子化学相关基本概念。2. 能对几对重要概念进行辨析。3. 能按规范写出正确的聚合物名称、分子式、聚合反应式。4. 树立对高分子化学学科正确的认识观
1.1. 高分子基本概念
1.2. 聚合物的分类和命名
1.3. 聚合反应
1.4. 聚合物相对分子质量及其分布及其对聚合物性能的影响
1.5.大分子微结构及凝聚态结构
1.6.高分子化学发展历史、创造工程研究。
缩聚和逐步聚合(12学时)
课时目标:1掌握逐步聚合反应分类、官能团的等活性、线形与体形逐步聚合、连锁聚合与体形逐步聚合、反应程度与转化率、当量系数与过量分率、结构预聚物与无规预聚物等基本概念2掌握线形逐步聚合相对分子质量控制方法及其计算3掌握体形逐步聚合凝胶点控制方法及其计算4能正确书写重要逐步聚合产品合成反应式5掌握四种逐步聚合方法的区别
2.1缩聚反应
2.2线形缩聚反应的机理、动力学、聚合度
2.3 体形缩聚和凝胶化
2.4 逐步聚合施方法
2.5体型逐步聚合凝胶点的控制
2.6逐步聚合产品及合成工艺
自由基聚合(12学时)
课时目标:1. 掌握自由基聚合相关基本概念。2. 掌握自由基聚合常见单体、引发剂、阻聚剂、聚合方法。3. 达到如下技能:(1)单体聚合能力的判断与类型的选择(2)引发剂的选择及正确书写引发反应式(3)正确书写任一体系的基元反应式(4)根据动力学方程计算各参数,选择适当方法控制反应进程(5) 根据相对分子质量方程计算各参数,选择适当方法控制产物结构(6)设计聚合工艺,线路与配方
3.1.加聚和连锁聚合概述及热力学
3.2.烯类单体对聚合机理的选择性
3.3.自由基聚合机理
3.4.引发剂及其他引发作用
3.5.自由基聚合机理
3.6.自由基聚合速率
3.7.自由基聚合的聚合度及聚合度分布
3.8阻聚和缓聚
自由基共聚合(6学时)
课时目标:1掌握共聚合、共聚物、序列结构、共聚合的分类与命名、竞聚率、理想、交替、非理想、恒比共聚等基本概念2掌握单体与自由基相对活性判断标准及其因素与规律3能运用Q-e概念判断共聚行为4能运用瞬时共聚组成方程计算任一体系的瞬时共聚组成5能正确绘出任一体系的共聚组成曲线6能针对不同共聚体系选择适当的共聚组成控制方法
4.1、概述
4.2、共聚组成
4.3、单体活性和自由基活性
4.4Q-e概念
聚合方法(3学时)
课时目标:1 掌握本体、溶液、悬浮、乳液聚合定义、组成、优缺点2 掌握自由基聚合主要的工业化品种
5.1.本体聚合
5.2.溶液聚合
5.3.悬浮聚合
5.4.乳液聚合
离子聚合(6学时)
课时目标:1. 掌握阴阳离子聚合相关基本概念。2. 掌握阴阳离子聚合常见单体与引发剂及聚合反应特点。3. 能按规范写出正确的阴阳离子聚合引发反应式、聚合机理、应用反应式。4. 运用计量聚合进行简单计算。
6.1.阴离子聚合
6.2.阳离子聚合
6.3.离子聚合与自由基聚合的比较
配位聚合(2学时)
课时目标:1. 掌握聚合物的立体异构等基本概念。2. 辨析配位聚合、络合聚合、定向聚合、有规立构聚合,Ziegler-Natta聚合。3. 掌握配位聚合机理简要内容。4. 通过配位聚合发展历史的学习树立正确的科学观与方法论。
7.1.聚合物的立体异构现象
7.2.Ziegler-Natta引发剂
7.3.丙烯的配位聚合
开环聚合(2学时)
课时目标:1. 掌握单体开环聚合能力与环结构的关系。2. 掌握开环聚合机理的划分。3. 掌握各种单体进行开环聚合的机理类型。
8.1单体开环聚合能力
8.2开环聚合常见种类
8.3 开环基本原理
聚合物的化学反应(3学时)
课时目标:1掌握几率效应、邻近基团效应、相似转变、聚合度变大的反应、聚合度变小的反应、解聚、老化等基本概念2掌握聚合物的化学反应特征及影响因素3 掌握重要的降解反应类型4能正确书写重要的聚合物化学反应式:纤维素、聚醋酸乙烯、离子交换树脂、过氧化物交联,HIPS,ABS,SBS
9.1聚合物的化学反应特征及影响因素
9.2 重要的聚合物的相似转变反应:纤维素、聚醋酸乙烯、离子交换树脂
9.3 重要的聚合度变大的反应:橡胶硫化,过氧化物交联,HIPS,ABS,SBS
9.4重要的降解反应:PMMA,PE,PP,PVC
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预备知识
在学习《高分子化学》之前,需要预先学习过:有机化学、物理化学等课程。因此, 该课程要求学生已熟练掌握有机化学、物理化学知识,建议本科二年级及以上选修。
参考资料
教材:潘祖仁主编《高分子化学》,第 5 版,化学工业出版社,2011 年 5 月
参考资料:
(1)H. R. 阿尔库克,F. W. 兰普等著,张其景,董炎明等译《当代聚合物化学》,化学工业出版社,2006.
(2)潘才元主编《高分子化学》,中国科技大学出版社,1997
(3)周其风,胡汉杰主编《高分子化学》,化学工业出版社,2001
(4)焦书科,孙以实主编《高分子化学习题及解答》,清华大学出版社,1990