《高分子材料专业实验》课程介绍与教学大纲

《高分子材料专业实验》实验教学大纲课程编号03054814课程名称高分子材料专业实验课程类别专业基础课课程性质必修课学分3开设学期6课程总学时48实验学时48所属学科材料科学与工程上机学时选用教材《高分子材料与工程专业实验讲义》一、课程性质、目的与任务本课程为高分子材料与工程专业专业必修课。通过本课程的学习，使学生加深和巩固对高分子材料科学基本原理、高分子材料生产加工基本理论的理解，熟悉高分子材料研发过程中常用的用仪器、设备的工作原理、基本组成及其操作方法，熟悉和掌握高分子材料的制备、成型加工、物性测试常用方法和测试技术等实验技能；使学生掌握高分子材料实验研究方法，理解高分子材料合成/加工成型过程与社会可持续发展的关系，能够根据相高分子材料科学关理论和可持续发展的要求进行实验设计、制定实验研究方案；为学生将来从事本专业的工作和研究打下良好的实验基础。二、实验基本要求[教学基本要求]:1、通过实验教学使学生了实验在科学研究中的重要性，明确专业实验课程的地位、作用和任务。2、在整个实验教学过程中，要教育学生养成良好的实验习惯，爱护公共财产，遵守安全制度，树立优良的学风。3.通过实验教学，培养学生综合运用知识，正确观察，思考和分析实验过程，解决实际问题的能力，完善专业知识结构，锻炼和提高基本操作技能。4.通过本课程的实验教学，达到如表1所示能够对相关高分子材料与工程专业毕业要求指标点形成支撑的课程目标。表1毕业要求指标点与《高分子材料专业实验》课程目标支撑矩阵支撑的毕业要求指标点支撑权重课程目标能力考查项与达成途径指标点4.3：能够根据实验方案构建实验系统，安全地开展实验，并能够正确地采集和整理实验数据。0.4课程目标1:能够根据研究目需要，系统地按照实验方进行高分子材料制备、加工成型、性能测试和结构表征实验，并能够正确采集和整理实验数据。试样制备方法仪器、设备操作方法实验流程数据采集、处理与分析指标点10.1：能够就高分子材料领域的工程问题与业界同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。0.5课程目标2：能够撰写合格的实验报告，并能运用专业知识分析高分子材料制备、加工和表征测试过程中异常现象产生的原因，并予以解决。实验原理实验异常现象产生原因实验异常现象的排除实验总结指标点12.2掌握正确的学习方法，具有不断自主学习和适应发展的能力，包括具有技术理解力、归纳总结的能力和提出与解决问题的能力。0.3课程目标3：能够归纳总结高分子材料制备、加工成型、性能测试和结构表征实验过程中所包含的技术内涵、原理与要点，并运用技术内涵解决实验过程中遇到的问题。实验设计实验技术的工程应用实验结果的影响因素[学生学习要求]:能够根据相关高分子材料科学理论进行实验设计、制定实验研究方案。要求在实验过程同组学生应进行协同操作，发扬团队合作和协作精神。掌握各类高分子材料成型加工、性能测试和结构表征等仪器设备的基本操作。能够运用专业知识解释高分子材料成型加工过程中的实验现象，分析、解释各类成型缺陷的形成原因，归纳、总结影响材料性能的因素。三、主要仪器设备捏合机、密炼机、开炼机、单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、注塑机、红外光谱仪、万能试验机、维卡软化温度仪、高阻计、冲击试验机、模压机等。四、主要消耗材料高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、ABS树脂、聚丙烯、聚苯乙烯等。五、实验项目设置序号实验项目名称实验目的及内容学实验时上机学时实验类型实验要求每组人数台套数1成型物料的混合与配制目的：1.了解高分子材料的配制原理；2.了解高分子材料配制过程中的主要混合方法；3.熟悉塑料混合设备的操作。内容：1.开炼机、密炼机和捏合机的操作过程；2.捏合机原理及操作；3.密炼机原理及操作；4.开炼机原理及操作。4验证选修412塑料原料的挤出造粒目的：1．了解塑料挤出成型的原理、工艺过程及挤出机的构造；2．熟悉双螺杆挤出机的操作；3．了解塑塑料配方设计的基本原理。内容：1.高分子材料配方设计原理；2.成型物料配制；3.混合设备的选用；4.挤出成型加工原理；5.单螺杆挤出机的基本结构；6.单螺杆挤出成型加工工艺；7.掌握不同配方时的成型工艺；8.挤出机的操作。4综合必修413红外光谱法测定聚合物的结构目的：1.了解红外光谱的基本性能；2.初步掌握红外光谱样品的制备方法和红外光谱仪的使用；3.初步学会红外光谱图的解析方法。内容：1.红外光谱的基本原理；2.聚合物红外光谱样品的制备方法；3.聚合物红外光谱的解析；4.红外光谱仪的操作。3综合必修414高分子材料的注塑成型目的：1.掌握注射成型原理和注射成型工艺过程；2．掌握塑料成型工艺条件与注塑制品质量的关系；3.了解注射机的基本构造与基本操作。内容：1.注射成型原理与工艺过程；2.注射成型工艺条件的确定；3.注塑成型模具的工作原理与结构；4.注塑机的结构与操作。4综合必修415酚醛塑料的模压成型目的：1．掌握热固性塑料模压成型的基本原理和模压成型操作流程；2．掌握酚醛塑料模塑粉的配方组成、各组分的作用；3.掌握模压成型工艺条件对模压制品性能之间的关系；4.了解平板硫化机的基本结构，掌握平板硫化机的基本操作方法。内容：1.模压成型的原理；2.模压成型的工艺过程；3.压成型工艺条件的确定；4.模压机的结构与操作。4综合必修416高分子材料拉伸强度测定目的：1.绘制聚合物的应力—应变曲线，测定其屈服强度、拉伸强度、断裂强度和断裂伸长率；2、观察不同聚合物的拉伸特征；了解测试条件对测试结果的影响；3、熟悉电子拉力机原理以及使用方法。内容：1.拉伸强度测试标准；2.拉伸试样制备；3.拉伸强度测试的基本原理；4.拉伸曲线分析与数据处理；5.万能材料试验机的操作。5综合必修417高分子材料静弯曲强度的测定目的：1.绘制聚合物的应力—应变曲线，测定其屈服强度、拉伸强度、断裂强度和断裂伸长率；2.观察不同聚合物的拉伸特征；3.了解测试条件对测试结果的影响；4.熟悉电子拉力机原理以及使用方法。内容：1.弯曲强度测试原理与标准静弯曲强度试样制备；2.实验数据处理；3.万能材料试验机测试弯曲强度的操作。4综合选修418高分子材料冲击强度的测定目的：1.测定聚合物的冲击强度，了解其对制品使用的重要性；2.熟悉聚合物的冲击性能测试的原理，掌握摆锤式冲击试验机操作方法；3．掌握实验结果处理方法，了解测试条件对测定结果的影响。内容：1.冲击强度测试原理与标准；2.冲击强度试样制备；3.实验数据处理；4.冲击试验机的操作。4综合必修419、高分子材料体积电阻和表面电阻的测量目的：1.掌握高聚物材料体积电阻系数和表面电阻系数的测定方法。2.掌握影响测定高分子材料电阻系数的因素。3.掌握高阻计的使用方法。内容：1.聚合物材料电阻测试原理与标准；2.聚合物电阻试样制备；3.高阻计的操作；4.实验数据处理。3综合必修4210阳离子交换树脂的制备目的：1.了解离子交换树脂的分类、用途；2.掌握阳离子交换树脂制备的原理、方法。内容：1.阳离子交换树脂的原理；2.阳离子交换树脂的制备；3.阳离子交换树脂性能检测。6设计必修2811、玻璃钢裱糊成型目的：1.掌握手糊成型的基本流程；2.掌握手糊成型所需树脂配制方法；3.了解固化工艺、配方对玻璃钢性能的影响。内容：1.裱糊成型的优点及适用范围；2.裱糊成型工艺操作；3.裱糊玻璃钢性能测试方法。4设计必修2812、聚合物热重分析目的：1.掌握热重分析原理；2.掌握热重分析方法和影响因素。内容：1.热重分析的基本原理；2.试样制备；3.热重分析仪的基本操作；4.热重曲线分析。4综合选修4113、聚合物玻璃化转变温度的测定目的：1.掌握膨胀计法测定聚合物Tg的方法和原理；2.了解升温速度对玻璃化转变温度的影响。内容：1.玻璃化转变温度的测定方法；2.膨胀计测玻璃化温度的原理膨胀计的操作；3.实验数据的分析与处理4综合选修4114、聚合物热转变测试目的：1.掌握DSC分析原理；2.掌握DSC分析方法和影响因素。内容：1.DSC分析的基本原理；2.DSC曲线分析；3.DSC仪器操作方法4验证选修4115塑料热性能测试目的：1.掌握塑料维卡软化点温度的测定原理、方法；2.了解维卡软化点温度测试仪的工作原理，掌握操作方法。内容：1.维卡软化温度的测试原理；2.维卡软化温度仪的操作方法；3.热变形温度测试；4.热性能分析。3验证必修4116聚酯树脂的合成目的：1.掌握缩聚反应放大试验方法；2.掌握聚酯树脂酸值测定方法。内容：1.聚酯树脂的合成；2.聚酯树脂酸值检测。4综合选修2817塑料管材挤出成型目的：1.掌握管材成型原理；2.掌握管材性能测试方法。内容：1.管材模具结构；2.管材成型工艺；3.挤出机操作；4.管材性能检测4验证选修4118塑料燃烧性能测试目的：1.掌握塑料燃烧性能的测试原理；2.熟悉塑料燃烧性能测试仪的操作方法。内容：1.燃烧性能测试原理；2.燃烧性能测试。4验证选修4119熔融纺丝目的：1.掌握熔融纺丝基本原理；2.熟悉熔融纺丝的基本工艺流程。内容：1.熔融纺丝的原理；2.熔融纺丝原料准备；3.熔融纺丝机操作。3验证选修6120塑料挤出吹塑目的：1.掌握吹塑机头的结构和基本原理；2.熟悉吹塑成型设备的操作方法。内容：1.挤出吹胀成型原理；2.吹膜工艺操作过程；3.吹塑工艺参数调节。3验证选修6121聚合物流变曲线的测定目的：1.了解流变仪的基本结构；2.测定聚合物流变曲线。内容：1.聚合物流动性的测定方法与原理；2.流变仪的基本操作。4验证选修6122高分子材料先进成型目的：了解高分子材料的先进成型方法内容：1.掌握3D打印机的原理；2.了解3D打印机的操作流程3验证选修4423门尼粘度实验目的：1.理解门尼粘度的物理意义；2.掌握橡胶流动性的测定方法。内容：1.门尼粘度计的工作原理；2.门尼粘度计的基本操作。3验证选修61六、课程考核方式与总评成绩组成本课程采用百分制考核，总评成绩由实验考核成绩、期终考试成绩两部分组成。实验考核成绩按