《高分子材料研究方法》课程教学大纲

《高分子材料研究方法》课程教学大纲PolymerMaterialsMeasurementTechniques一、课程基本信息学

时：48学

分：3.0考核方式：笔试

闭卷各教学环节占总分的比例：作业及平时测验：30%，期末考试：70%课程简介：本课程是专业主干课程之一，在学习专业基础课《高分子化学》、《高分子物理》等的基础上设置安排。本课程在系统阐述适于不同尺度层次的各种现代分析技术原理的基础上，主要围绕高分子材料研究领域中所涉及到最常用的仪器，阐述了仪器的结构、测试原理、制样技术、测试影响因素、谱图解析、数据处理等，重点讲述其在高分子材料研究领域中的应用。通过本课程的学习，使学生能够了解和掌握几种在高分子科学研究与实际生产中较常应用的近代测试分析方法，以便日后能应用它们解决有关高分子的科学研究及实际生产的质量检测与控制中出现的各种技术问题，为进行高分子结构分析、制定合理的工艺条件，提高材料的性能提供依据。二、教学目的与要求本课程是为高分子材料专业本科生开设的重要的专业课。

其目的在于使学生系统地了解高分子材料研究领域中所涉及到最常用的仪器的基本原理、仪器设备、样品制备及应用，掌握常见测试技术所获信息的解释和分析方法，最终使学生能够独立地进行高分子材料的分析和研究工作。本课程的总体要求是，通过本课程的学习，要求学生能够：

1、了解X射线衍射分析、透射电子显微分析、扫描电子显微分析、核磁共振氢谱分析、紫外可见吸收光谱分析、红外吸收光谱分析和热分析的基本原理、仪器设备主要功能；2、掌握上述分析测试技术的样品制备方法、测试结果的分析方法和应用；3、日后可以独立（或与专业分析测试人员一起）拟定材料分析测试方案，进行材料分析和研究工作，为学生毕业后从事材料生产、检测、研发以及进一步深造打下良好的基础。三、教学方法和手段授课方式为课堂讲授为主，演示实验教学为辅，且与学生自学相结合，通过习题和实验演示使学生加深对教学内容的理解，通过思考题鼓励学生思考问题和参阅文献。教学方法上,通过讲授高分子的特点，与小分子性能比较，突出测试方法在高分子研究中的应用。注意将课程学习与高分子的热点研究相结合。课程教学中引入多媒体教学，采用新颖、多样的教学方式，引导学生，激发学生的学习兴趣与求知的欲望。四、教学内容及目标

教学内容教学目标学时分配第一章绪论31.

高聚物结构和形态的特点

理解

12.

高聚物的状态及其行为理解13.

高聚物结构和性能测定方法概述掌握1

重点与难点:了解高聚物结构和性能的测试方法种类

衡量学习是否达到目标的标准:对高分子的测试技术亦初步了解，独立完成课后作业。第二章

红外光谱61.

基本概念理解12.红外光谱仪的工作原理了解13.

影响频率位移和谱图质量的因素掌握14.

聚合物的一般制样方法及谱图的解析方法掌握15.红外光谱在高分子材料研究中的应用掌握2

重点与难点:如何解析未知聚合物的红外光谱，聚合物定性鉴别

衡量学习是否达到目标的标准：利用红外光谱对某些化合物进行结构判断；初步尝试分析未知聚合物的红外谱图，独立完成课后习题。第三章

核磁共振谱41.

核磁共振的产生原理，仪器结构,测试原理了解12.屏蔽作用与化学位、耦合常数、谱图的表示方法理解13.影响化学位移的主要因素、谱图解析实例掌握14.核磁共振氢谱在高分子结构研究中的应用掌握1

重点与难点：高分子材料的定性鉴别,共聚物组成的测)定,几何异构体的测定，共聚物序列结构的研究

衡量学习是否达到目标的标准:

利用核磁共振氢谱对某些化合物进行结构判断；初步尝试分析聚合物的HNMR谱图，独立完成课后习题。第四章

紫外光谱31.紫外光谱的基本知识、吸收带的类型，生色基与助色基。理解12.紫外光谱仪的结构与测试原理了解13.紫外光谱在高分子结构研究中的应用(丁苯橡胶中共聚组成的分析，橡胶中防老剂含量的测定，高分子单体纯度的检测，聚苯乙烯中苯乙烯残留单体含量的测定）掌握1

重点与难点：紫外光谱在高分子结构研究中的应用

衡量学习是否达到目标的标准:

利用紫外光谱对某些化合物进行判断；初步尝试分析聚合物的紫外谱图，独立完成课后习题。第五章

差示扫描量热法和差热分析法61．DTA与DSC的工作原理，及制样技术理解22.

DSC工作曲线、基线校正理解13．DTA及DSC热分析技术在高分子材料中的应用，会分析不同的热分析曲线。掌握3

重点与难点：DSC热分析技术在高分子材料中的应用。重点在于聚合物玻璃化转变的研究，聚合物熔融/结晶转变的研究，两相聚合材料特征的研究。

衡量学习是否达到目标的标准:能够初步利用DSC分析技术研究聚合物的耐热性、耐寒性、两相结构等。独立完成课后习题。第六章

热重分析41．了解TG的工作原理，及制样技术了解12．掌握TG关于高分子材料热稳定性的研究及TG失重曲线的处理与计算。理解13.TG在高分子材料研究中的应用。掌握2

重点与难点：聚合物热稳定性的评价，组成的剖析，用热重法研究聚合物固化，用热重法研究聚合物中添加剂的作用。

衡量学习是否达到目标的标准:能够初步利用TG分析技术研究聚合物的热稳定性、添加剂成分分析等。第七章

电子显微镜法51．了解电子显微镜的电子光学基础。了解12．掌握透射电子显微镜(TEM)的衬度形成原理、TEM制样方法理解13.TEM在高分子材料研究中的应用。掌握14.掌握扫描电子显微镜(SEM)的成像原理,SEM制样方法理解15.SEM在高分子材料研究中的应用掌握1

重点与难点：能够利用电子显微技术分析高分子材料的表面和内部结构，包括单晶，球晶，嵌段共聚物，复合材料的电子显微分析。

衡量学习是否达到目标的标准:能够初步利用SEM、TEM分析技术分析聚合物粒子，表面结构等。可以读懂相关文献的SEM、TEM图。第八章凝胶渗透色谱（GPC）31.了解凝胶渗透色谱的基本知识、凝胶色谱仪的校正原理及仪器工作原理。了解12.掌握凝胶渗透色谱(GPC)在高分子研究中的应用。理解2

重点与难点：利用GPC仪研究聚合物相对分子量及分子量分布。

衡量学习是否达到目标的标准:

初步利用GPC仪测定聚合物的分子量及分子量的分布。第九章

动态力学分析31．了解动态力学分析仪器的工作原理，动态力学分析仪的测量方法及制样方法。理解12.动态力学分析曲线及DMA测试模式。理解13．掌握动态力学分析技术在聚合物研究中的应用。掌握1

重点与难点：利用DMA分析技术研究聚合物的主转变和次级转变，研究均聚物、共聚物以及共混物的结构，研究聚合物的结晶和取向，研究聚合物的交联和固化，评价聚合物的耐寒性和抗冲击性，研究聚合物的耐热性和老化性，研究聚合物的吸音或阻尼特性。

衡量学习是否达到目标的标准:

掌握DMA谱图的意义，初步利用DMA分析技术研究聚合物转变，两相结构，聚合物两相结构等。第十章

X射线衍射3

1．了解X射线在晶体中衍射的基本原理及测定方法。了解1

2．掌握X射线在高聚物中的应用掌握2

重点与难点：能够利用X射线分析聚合物的结晶与取向。

衡量学习是否达到目标的标准:

初步利用X射线研究分析聚合物的结晶。演示实验：81.

红外光谱演示实验22.

DSC、TG演示实验33.

SEM扫描电镜演示实验3

重点与难点：掌握各类测试方法的操作原理，分析谱图

衡量学习是否达到目标的标准:可以独立完成上述分析方法的制样、测试。

五、推荐教材和教学参考资源

推荐教材：张美珍.

聚合物研究方法.

北京:中国轻工业出版社,2006参考资源:1.

曾幸荣，高分子现代分析方法.广州：华南理工大学,20092.

张倩.高分子近代分析方法（第二版）.成都：四川大学出版社,20153.