课程名称-深圳大学材料学院

1、课程名称： 高分子材料专业综合设计实验英文名称： Advanced Designing Experiments in Polymer Materials Science and Engineering课程编号： 22202010课程性质： 课程类型：专业必修；是否为独立设课的实验课：是适用专业 ：高分子材料科学与工程专业学时与学分： 总学时： 108； 总学分： 3； 实验学时： 108； 实验学分： 3执 笔 人：欧阳星等制定时间： 2010.10一、实验课的任务、性质与目的：高分子材料专业综合设计实验是针对高分子材料科学与工程专业设置的具有综合性和设计性的专业实验课， 是在学生完成高分子材

2、料专业必修课和专业基础实验课的前提下， 对高分子专业知识的汇总和应用示范。 高分子材料专业综合设计实验作为高分子材料专业理论课程的补充，是工科类专业的主要实验课程，属于教学大纲里规定的的专业必修课。高分子材料专业综合设计实验要求学生在学习高分子化学、高分子物理和高分子材料成型加工理论知识的基础上，更深入地理解和应用高分子的基本合成方法、成型加工工艺、 分析表征手段和结构性能规律，了解和掌握高分子材料性能检测设备的工作原理和使用方法。了解高分子材料作为塑料、橡胶、纤维和涂料的设计原理和基本规律， 理解各种高分子应用产品如塑料、橡胶、纤维和涂料的来源、制备方法和加工设备的基础知识，掌握这些制备方法

3、的基本步骤和工艺条件，掌握各种分析测试技术在高分子材料中的应用。通过这些综合设计实验，培养学生自主分析问题、 解决问题的能力， 强化学生的实际动手能力， 使学生具备基本的科研实践技能，为其毕业设计以及将来的工作实践打下良好的基础。本实验课程共设计了 7 个实验项目，实验从 7 个实验项目中选 6 个进行实验，完成本课程学分。二、主要仪器设备及环境：通风橱、氮气瓶、恒温水浴锅、恒温磁力搅拌器、核磁共振仪、电热鼓风恒温干燥箱、电动搅拌器、红外光谱仪、静电纺丝机、密炼机、平板硫化机、硫化仪、万能材料实验机、布洛维硬度计、激光粒度仪、亲水角测试仪、金相显微镜、酸度计、超声波清洗器、真空干燥箱、电子天平

4、、球磨机、电导率仪、摩擦磨损试验机、双螺杆挤出机、注塑机、冲击试验机、熔融指数测试仪、乌氏黏度计、示差扫描量热仪 DSC、热失重分析仪 TGA 、马弗炉、低温 N2 吸附脱附仪、比重瓶法测真密度仪器、粉体流动性测定仪、松装密度测试仪、X 射线衍射仪、电子显微镜（ SEM、 TEM ）、盐雾试验机、涂料粘度计、涂层结合力测试仪、涂料分散机等仪器设备，以及各种规格的烧杯和量筒等玻璃仪器。三、实验项目的设置与实验内容序实验项号实验内容目名称实验 实验 每组 实验要求 时数 人数 类型123456聚丙 烯酰 胺的合成 与结构性能表征特种 功能 塑料聚醚 醚酮 的合成与结构 性能表征热塑 性塑 料的成型

5、加工 与力学性能测试环氧 树脂 模塑料的 配方 设计与性能测试防腐 涂料 的配制、应用与性能测试聚合 物纤 维的制备与表征本实验是由丙烯酰胺单体通过自由基聚合在水溶液中进行聚合制备聚丙烯酰胺的实验， 并对所合成的聚丙烯酰胺进行结构性能表征。通过该实验的综合设计，学生可以了解丙烯酰胺的自由基聚合原理；了解聚丙烯酰胺的用途；掌握溶液聚合的方法；掌握粘度法测定聚合物的分子量；掌握通过聚合工艺和配方控制聚合物分子量大小的方法； 理解引发剂量对聚合物分子量大小的影响机理； 掌握热重分析法测试聚合物热分解温度的原理和方法。 该实验让学生在实验中对高分子从合成到结构，再到性能，最后到应用有了整体的学习和了解

6、。本实验从基本的有机单体含芴双酚和二氟酮或者二氟砜出发，通过逐步聚合，在氮气或者氩气保护下合成高分子量的聚芳醚酮和聚芳醚砜。以红外、核磁等表征聚合物的结构，以 DSC 测试聚合物的玻璃化温度。通过该实验的学习，使学生掌握逐步聚合的方法；学会在氮气保护和氩气保护下，进行高分子合成的操作；掌握聚合物结构的表征方法，初步估计聚合物的分子量；掌握DSC 的基本用途和操作方法。通过本实验可以让学生掌握热塑性塑料成型加工的几种工艺流程、实验设备的工作原理和使用方法，初步掌握塑料改性配方设计的原理及方法。 了解热塑性塑料成型加工设备如挤出机、注塑机等设备的基本结构和操作工艺，了解热塑性塑料力学性能的基本检测

7、设备、方法及检测标准。塑料封装（塑封）材料 90%以上采用环氧树脂模塑料 （ EMC ），塑封是用传递成型法将 EMC 挤压入模腔并将其中的半导体芯片包埋，同时交联固化成型，成为具有一定结构外型的半导体器件。实验目的是让学生了解环氧树脂的种类、特性，了解集成电路的封装工艺，掌握EMC 配方设计的基本原则与基本过程；掌握热固性塑料的注压成型方法，制备测试样条；通过EMC 基本物理、力学等性能的测试与分析，判断配方设计的效果。本实验要求学生运用所学知识， 通过自己设计， 制备 1-2 种防腐涂料，在钢材表面进行涂装，并运用国家标准和所掌握的知识对所制得的防腐涂层进行结合力、硬度、厚度、耐腐蚀性等性

8、能的测试。本实验在介绍湿法纺丝、熔融纺丝、静电纺丝的基础上，重点让学生通过静电纺丝制备超细聚合物纤维。 本实验选用通用的聚合物如 PVA 为原料，以水为溶剂及少量助剂配置多个不同浓度、不同电导率的聚合物溶液；采用粘度计、电导率仪等设备表征所配溶液的粘度、电导率等溶液参数。然后选用不同纺丝参数（如电压、加料速度等）制备多个不同纤综合设选做1818计型综合设选做1818计型综合设选做1818计型综合设选做1818计型综合设选做1818计型综合设选做1818计型橡胶 的成 型加7工与性能测试维直径、不同纤维形态的超细纤维。最后，采用显微镜或SEM 等设备观察超细纤维的形貌及结构。通过本实验可以让学生

9、掌握基本的纺丝工艺，了解先进的纺丝技术，培养学生从溶液性质、纺丝成型工艺，到纤维表征的较全面综合实验能力。橡胶的成型加工包括橡胶的塑炼、混炼、硫化三个步骤。本综合设计实验让学生学习和实践橡胶的配合、塑炼、混炼以及最后硫化成型，研究橡胶的配合、塑炼、混炼和硫化对最综合设终橡胶制品结构性能的影响。通过本实验，学生将进一步从选做1818计型实验中学习和验证高弹性材料橡胶的配合知识，密炼机设备使用，硫化三要素以及橡胶硫化制品的基本力学性能表征，为今后工作中高弹性材料的制备和应用打下基础。四、教材、实验教材（指导书） ：1 深圳大学材料专业实验授课组，材料专业实验讲义， 2007 年2 吴智华主编，高分子材料加工工程实验教程， 化学工业出版社，北京，2004年3 刘长维主编，高分子材料与工程实验，化学工业出版社，北京，2004 年4 梁晖，卢江主编，高分子化学实验，化学工业出版社，北京，2004 年5 刘建平，郑玉斌主编，高分子科学与材料工程实验， 化学工业出版社， 北京， 2005 年6 杜奕编著，高分子化学实验与技术，清华大学出版社，北京，2008 年7 沈新元主编，高分子材料与工程专业实验教程，中国纺织出版社，北京，2010 年五、考核方式与评分办法：学期总成绩包括实验预习、 平时实验操作、 实验报告内容和分析讨论等成绩的综合