高分子化学（新创碳谷）课程教学大纲

1、高分子化学（新创碳谷）课程教学大纲（Polymer Chemistry）一、课程概况课程代码：2501056学 分：2学 时：32先修课程：无机化学、有机化学、分析化学等适用专业：化学工程与工艺、应用化学建议教材：高分子化学，潘祖仁主编，化学工业出版社，2011.5课程归口：化工与材料学院课程的性质与任务：本课程是化学工程与工艺及应用化学专业的一门专业基础课。通过本课程的学习，使学生在先修课程无机化学、有机化学、分析化学的基础上，选修的专业基础课。本课程任务是使学生了解和掌握各种高分子材料的种类、性能和用途以及化合物的合成原理及控制方法的学科。通过本课程的学习，使学生了解和掌握高分子化合物的合

2、成反应原理及实施措施，掌握高分子的基本概念和化学反应特征，培养学生学习高分子材料相关学科知识的能力，为将来的工作和进一步学习打下良好的基础。二、课程目标及对毕业要求观测点的支撑序号课程目标支撑毕业要求观测点毕业要求1目标1：了解和掌握高分子材料的主要种类，各类高分子材料的主要性能以及与其对应的各种应用。观测点1-2：掌握化学和化工基础知识。毕业要求1：能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决化学工程与工艺领域复杂工程问题。2目标2：了解和掌握各类高分子材料的制备方法，高分子化合物的合成反应原理和反应机理以及实施措施以及一些重要高分子材料的化工生产工艺流程。观测点3-3：能够集成单元过程

3、进行工艺流程设计，对流程设计进一步优化，体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。毕业要求3：能够设计针对化学工程与工艺领域复杂工程问题的解决方案，设计满足特定需求的系统、单元（部件）、工艺流程或技术，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。3目标3：了解高分子化学与其他学科的相互渗透，以及最新的成果和发展趋势。观测点10-1：能够熟练运用化工专业术语就化工问题与业内同行和社会公众进行有效交流与沟通；观测点10-3：了解化工领域及其相关行业的国际状况，能够跟踪化工专业国际前沿。毕业要求10：能够就化学工程与工艺领域复杂工程问题与业界同

4、行及社会公众进行有效沟通和交流，包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令。并具备一定的国际视野，能够在跨文化背景下进行沟通和交流。4目标4：发展学生智力，培养学生分析问题和解决问题的能力及创新能力，为后续课程的学习和今后从事化学化工工作打下坚实的基础观测点5-2：能够针对化工产品开发、化工单元设计、化工过程设计等复 杂化工问题，选用合适的现代仪器、信息技术工具、工程工具和模拟软件，进行分析、计算与设计毕业要求5：使用现代工具：能够针对化学工程与工艺领域复杂工程问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，包括对复杂工程问题的预测与模拟，并能够理解其局限性。课程

5、内容及要求序号教学内容思政元素预期学习成果教学学时教学方式支撑课程目标1绪论：（1） 高分子的基本概念（2）聚合物的分类和命名（3）聚合反应（4）分子量及其分布（5）大分子微结构（6）线形、支链形和体型大分子（7）凝聚态和热转变（8）高分子材料和力学性能（9）高分子化学简史重点和难点：高分子化合物的分类及命名原则；聚合物的平均分子量、分子量分布、大分子微结构等基本概念。结合高分子行业发展现状，讲解我国在该领域取得的成就和主要贡献科学家，激发学生的民族自豪感和爱国情怀。（1）掌握高分子化合物的概念、分类及命名原则；掌握聚合物的平均分子量、分子量分布、大分子微结构的能基本概念。（2）了解聚合物的物

6、理状态和主要性能，了解高分子科学及其工业发展历史和前景。5讲授/讨论/实例教学等目标12逐步聚合：（1）引言（2）缩聚反应（3）线形缩聚反应机理（4）线形缩聚动力学（5）线形缩聚聚合度（6）线形缩聚物的聚合物分布（7）体形缩聚和凝胶化（8）缩聚和逐步聚合的实施方法（9）重要缩聚物和其他逐步聚合物（自学）重点和难点：逐步聚合反应特点，反应程度、官能度，线形缩聚反应的机理与动力学，线形缩聚中影响聚合度的因素及控制聚合度的方法，重要线形逐步聚合物的聚合反应方程，无规预聚物和结构预聚物，体形缩聚中的凝胶点的预测。聚合反应选择需安全可靠、结合国情、因时因地制宜。引导学生遵守国家法律法规进行规范设计，弘扬

7、社会主义核心价值观。（1）掌握逐步聚合反应特点，掌握反应程度、官能度、线形缩聚、体形缩聚等基本概念，掌握线形缩聚反应的机理与动力学，线形缩聚中影响聚合度的因素及控制聚合度的方法，重要线形逐步聚合物的聚合反应方程，无规预聚物和结构预聚物，体形缩聚中的凝胶点的预测。（2）了解逐步聚合的实施方法。5讲授/讨论/实例教学等目标23自由基聚合：（1）加聚和连锁聚合概述（2）烯类单体对聚合机理的选择性（3）聚合热力学和聚合-解聚平衡（4）自由基聚合机理（5）引发剂（6）其他引发作用（7）聚合速率（8） 动力学链长和聚合度（9） 链转移反应和聚合度（10）聚合度分布（11）阻聚和缓聚（12）自由基寿命和链增

8、长、链终止速率常数的测定（自学）（13）可控/“活性”自由基聚合（自学）重点和难点：单体结构与聚合机理的关系，自由基聚合反应机理及特征，主要引发剂类型及引发机理，低转化率时自由基聚合动力学，影响聚合速率和分子量的因素，高转化率下的自动加速现象及其产生的原因，阻聚、缓聚、自由基寿命、动力学链、聚合上限温度等基本概念。自由基聚合反应对整个高分子领域发展至关重要，可在一定程度上衡量当前我国高分子产业发展现状，是否合理、技术上是否先进等。本章内容是高分子化学课程的重点之一，可为学习其它内容打下基础。（1）掌握单体结构与聚合机理的关系，自由基聚合反应机理及特征，主要引发剂类型及引发机理，低转化率时自由基

9、聚合动力学，影响聚合速率和分子量的因素，高转化率下的自动加速现象及其产生的原因，阻聚、缓聚、自由基寿命、动力学链、聚合上限温度等基本概念。（2）了解光、热、辐射等其他引发作用，活性自由基聚合、聚合热力学及分子量分布。5讲授/讨论/实例教学等目标24自由基共聚：（1）引言（2）二元共聚物的组成（3）二元共聚物微结构和链段序列分布（4）前端末效应（5）多元共聚（6）竞聚率（7）单体活性和自由基活性（8）Q-e概念（9）共聚速率重点和难点：二元共聚物瞬时组成与单体组成的关系，竞聚率的意义，典型的共聚物瞬时组成曲线类型以及共聚物组成与转化率的关系，共聚物组成均一性的控制方法，自由基及单体活性与取代基的

10、关系以及对反应速率的影响。引导学生理解自由基共聚的重要性，产生兴趣的同时有为国家该领域贡献力量的意识。本章内容时高分子化学的重点之一。（1）掌握二元共聚物瞬时组成与单体组成的关系，竞聚率的意义，典型的共聚物瞬时组成曲线类型以及共聚物组成与转化率的关系，共聚物组成均一性的控制方法，自由基及单体活性与取代基的关系以及对反应速率的影响。（2）了解Q-e概念，多元共聚，共聚合速率。5讲授/讨论/实例教学等目标25聚合方法：（1）引言（2）本体聚合（3）溶液聚合（4）悬浮聚合（5）乳液聚合（6）乳液聚合技术进展重点和难点：典型聚合物的聚合方法及特点。引导学生了解当前国家和国基高分子行业发展现状和趋势，增

11、强学生的民族自豪感和为祖国发展贡献力量的意识。（1）学习一些典型聚合物的聚合方法及特点。（2）了解经典乳液聚合的机理及其动力学。2讨论/PPT汇报等目标3、46离子聚合：（1）引言（2）阴离子聚合（3）阳离子聚合（4）离子聚合与自由基聚合的比较（5）离子共聚重点和难点：阴阳离子聚合的单体与其引发剂及其相互间的匹配，典型的离子聚合反应体系的组成与聚合条件，活性种的主要形式，离子聚合反应机理及其特征，溶剂、温度及反离子对反应速率和分子量的定性影响，离子共聚合。引导学生理解离子聚合的重要性，产生兴趣的同时有为国家该领域发展突破贡献力量的意识。本章内容是高分子化学的重点之一。（1）掌握阴阳离子聚合的单

12、体与其引发剂及其相互间的匹配，掌握几种典型的离子聚合反应体系的组成与聚合条件，活性种的主要形式，离子聚合反应机理及其特征，溶剂、温度及反离子对反应速率和分子量的定性影响，离子共聚合。（2）了解异构化聚合等。5讲授/讨论/实例教学等目标27配位聚合：（1）引言（2）聚合物的立体异构现象（3）Ziegler-Natta引发剂（4）丙烯的配位聚合（5）极性单体的配位聚合（6）茂金属引发剂（7）共轭二烯烃的配位聚合。重点和难点：聚合物的立体异构现象，配位聚合、定向聚合、等规度等基本概念。（1）了解聚合物的立体异构现象，配位聚合、定向聚合、等规度等基本概念。（2）了解Ziegler-Natta引发剂。2

13、讲授/讨论/等目标18开环聚合：（1）环烷烃开环聚合热力学（2）杂环开环聚合热力学和动力学特征（3）三元环醚的阴离子开环聚合（4）环醚的阳离子开环聚合（5）羰基化合物和三氧六环的阳离子开环聚合（6）己内酰胺的阴离子开环聚合（7）聚硅氧烷（自学）（8）聚磷氮烯（自学）（9）聚氮化硫（自学）重点和难点：开环聚合的单体，环氧乙烷、环氧丙烷等典型的开环反应。职业素养和团队合作精神的培养。主要学习开环聚合的单体，环氧乙烷、环氧丙烷等典型的开环反应。2讲授/讨论/PPT汇报等目标3、49聚合物的化学反应：（1）聚合物化学反应的特征（2）聚合物的基团反应（3）反应功能高分子（4）接枝共聚（5）嵌段共聚（6）

14、扩链（7）交联（8）辐射与老化重点和难点：聚合物化学反应特点、活性及其影响因素，聚合物的相似转变、接枝、扩链、交联反应原理。以实际的聚合反应例子结合当前发展现状，灌输改革创新为核心的时代精神。（1）掌握聚合物化学反应特点、活性及其影响因素，聚合物的相似转变、接枝、扩链、交联反应原理。（2）了解功能高分子，高分子的降解、老化及防化原理。2讨论/PPT汇报等等目标3、4四、课程实施（一）教学方法和教学手段1. 把握主线，引导学生掌握高分子化学中的基本知识、基本理论、基本技能及学习有机化学的基本思想和方法，帮助学生深刻掌握高分子化学的基本反应原理、合成方法和生产工艺，并利用文献和各种网络资源，以了解

15、目前国内外高分子材料的生产现状，培养学生逻辑思维能力以及利用高分子化学基本知识和原理解决复杂工程中问题的能力，并在此基础上能结合现代文献形成终身学习的能力。2. 采用多媒体教学手段，配合多种教学方法和适度的提问、讨论等教学手段，保证讲课进度的同时，注意学生的掌握深度广度，并注意调节课堂的气氛。3. 采用案例式教学，引进实际案例，让学生具备相关知识和方法的实际应用能力。4. 定期进行反馈，并针对学生学习的薄弱环节，可能遇到的难点和重点内容进行有针对性地辅导答疑。5. 采用现场交流和网上交流沟通等多种方式与学生进行交流沟通。（二）课程实施与保障主要教学环节质量要求1备课（1）掌握本课程教学大纲内容

16、，严格按照教学大纲要求进行课程教学内容的组织。（2）熟读多种专业书籍资料，熟悉教材各章节，并严格依据教学大纲编写教学进度，编写每次授课的电子教案和讲稿。教案内容包括章节标题、教学目的、教法设计、课堂类型、时间分配、授课内容、课后作业、教学效果分析等方面。（3）根据学生学习情况的反馈及时调整教学方法，并保证与学生沟通畅通。（4）总结多年的教学经验与教训，揣摩教学技巧，并向同行求经，选择合适的教学方法和教学手段。2讲授要点准确、条理清晰、重点突出，力求将细节和要点解释清晰明了，让学生能弄懂学会。能够理论联系实际，熟练地解答和讲解例题。（2）采用多种教学方式（如启发式教学、案例分析教学、讨论式教学、

17、多媒体示范教学等），注重培养学生发现、分析和解决问题的能力。（3）能够采用现代信息技术辅助教学。（4）表达方式应能便于学生理解、接受，力求形象生动，使学生在掌握知识的过程中，保持较为浓厚的学习兴趣。3作业布置与批改学生必须完成规定数量的作业，作业必须达到以下基本要求：（1）按时按量完成作业，不缺交，不抄袭。（2）书写规范、清晰。（3）解题方法和解题要点清晰明了。教师批改和讲评作业要求如下：（1）学生的作业要按时全部批改，并及时进行讲评。（2）教师批改和讲评作业要认真、细致，按百分制评定成绩并写明日期。（3）学生作业的平均成绩应作为本课程总评成绩中平时成绩的重要组成部分。4课外答疑为了解学生的学

18、习情况，帮助学生更好地理解和消化所学知识、改进学习方法和思维方式，培养其独立思考问题的能力，任课教师通过网络QQ群等方式对学生进行课外答疑与辅导，及时交流沟通。5成绩考核本课程考核的方式为开卷笔试。有下列情况之一者，总评成绩为不及格：（1）缺交作业次数达1/3以上者。（2）缺课次数达本学期总授课学时的1/3以上者。五、考核方式（一）课程考核包括期末考试、平时课堂表现、作业情况及小组讨论汇报考核，期末考试采用开卷笔试。（二）课程成绩=平时成绩15%+作业成绩15%+小组汇报20%+期末考试成绩50%。具体内容和比例如表所示。成绩组成考核/评价环节权重考核/评价细则对应的毕业要求指标点平时成绩平时作业15%每周课后完成与授课内容对应的课后习题，主要考核学生对每节课知识点的复习、理解和掌握程度，计算全部作业的平均成绩再按15%计入总成绩。并不定期布置开卷的小测验内容，以使学生对所学内容熟练掌握巩固。1、2、3、4、12考勤及课堂练习15%每堂课上课前及在每小节内容结束后，随堂提问，检查学生的预习复习情况，并对学生进行提问或上黑板演练，主要考核学生课堂的听课效果和课后及时复习消化本章知识的能力，结合平时考勤，最后按15%计入课程总成绩。1、2、3、4、12期末考试期末考试卷面成绩50%试