《高分子化学实验》实验教学大纲

《高分子化学实验》实验教学大纲一、课程基本情况课程代码：101134323101课程名称（中/英文）：高分子化学实验/ExperimentsforPolymerChemistry课程类别：专业核心课程课程性质：必修课程类型：独立实验课总学分：1.5总学时：24实验/实践学时：24适用专业：高分子材料与工程适用对象：本科先修课程：有机化学、高分子化学开课学院：材料科学与工程学院二、课程简介本实验课程共开设了6个实验，内容涉及逐步聚合、自由基聚合、悬浮聚合、乳液聚合、本体聚合，主要是聚合物合成和高分子材料制备实验。本实验教学着重培养学生的动手操作、实验设计、实验思维、分析问题和解决问题的能力，从而提升学生的实践能力。通过本课程的实验操作，学习著名化学家的锲而不舍的探索精神，学习严谨的实验操作，熟悉和掌握高分子化学的基本实验操作技能，提升学生实验操作能力，使学生养成严谨细致的科研习惯。三、实验教学目标1.课程对毕业要求的支撑[毕业要求指标点4.3]能够根据实验方案构建实验系统，合理选用研究仪器和设备，安全地开展实验研究。[毕业要求指标点4.4]能够运用科学的方法正确采集、整理实验数据，对实验结果进行关联、分析和解释，并通过信息综合获得合理有效的结论。[毕业要求指标点7.2]能够站在环境和社会可持续发展的角度思考高分子材料生产、聚合物基复合材料制备和塑料模具设计等领域工程实践的可持续性，对生产、制备、使用等产品周期中可能对人类和环境造成的损害和隐患进行评价。2.课程教学目标对应毕业要求指标点，具体内容如下教学目标1：通过本课程的学习与实验，使学生能够规范和熟练地进行高分子化学实验的基本操作，掌握实验技术和基本技能；了解高分子化学中采用的实验方法，在实验的过程中训练科学研究的方法和思维，培养学生严谨求实的精神，为以后的工作打下坚实的实验基础（支撑毕业要求指标点4.3）。教学目标2：通过本课程的学习，使学生掌握正确合理地选择实验仪器，并进行组装与拆卸（支撑毕业要求指标点4.3）。教学目标3：通过本课程的学习，使学生能够科学设计实验，真实地记录实验数据，并进行数据的整理和分析，能够结合数据分析和解释实验结果，撰写实验结论。（支撑毕业要求指标点4.4）。教学目标4：通过本课程的学习，使学生考虑实验原料、废水、废液等对环境的影响，培养在实验设计以及实验操作和实验后处理过程中考虑可回收、可循环利用的环境保护理念。（支撑毕业要求指标点7.2）。四、实验项目及学时安排序号实验项目名称实验学时实验类型实验要求每组人数备注1软质聚氨酯泡沫塑料的制备4必做22环氧树脂的固化4必做23引发剂的精制4必做24苯乙烯悬浮聚合4必做25醋酸乙烯酯的乳液聚合4必做26甲基丙烯酸甲酯的本体聚合4必做2五、实验内容实验一软质聚氨酯泡沫塑料的制备实验目的：了解二异氰酸酯、端羟基聚醚的物料特性；掌握逐步聚合的机理特点。实验设备：1.试剂：三羟基聚醚、甲苯二异氰酸酯、三乙醇胺、二月桂酸二丁基锡、硅油、水；2.仪器：玻璃棒；3.耗材：纸杯。实验内容及步骤：计算原料配比，按照实验指导书中的步骤实施逐步聚合，制备聚氨酯泡沫塑料。实验前要认真阅读实验指导书及相关理论知识，掌握本次实验的实验项目、内容。实验二环氧树脂的固化实验目的：了解环氧值概念，熟悉环氧树脂的固化和固化剂添加量的计算方法。实验设备：1.试剂：环氧树脂、胺类固化剂、咪唑类催化剂、溶剂；2.仪器：电子天平、塑料小药匙、烧杯、玻璃棒；3.耗材：称量纸。实验内容及步骤：采用购买的环氧树脂按实验指导书中的步骤进行环氧树脂的固化实验。实验前要认真阅读实验指导书及相关理论知识，掌握本次实验的实验项目、内容。实验三引发剂的精制实验目的：了解引发剂的精制原理，掌握精制方法和步骤。实验设备：1.试剂：过氧化二苯甲酰、三氯甲烷、甲醇；2.仪器：电子天平、塑料小药匙、烧杯、量筒、玻璃棒、铁架台、圆环、玻璃漏斗、水循环真空泵、抽滤瓶、布氏漏斗；3.耗材：称量纸、过滤用棉纱布、滤纸。实验内容及步骤：采用重结晶法精制引发剂过氧化二苯甲酰，其方法是以氯仿为溶剂，甲醇作沉淀剂。实验前要认真阅读实验指导书及相关理论知识，掌握本次实验的实验项目、内容。实验四苯乙烯悬浮聚合实验目的：了解悬浮聚合的原理、特征及配方中各组分的作用；掌握苯乙烯悬浮聚合的实验室实施方法；了解分散剂、搅拌速度、升温速度等对产品的颗粒度和性能的影响。实验设备：1.试剂：苯乙烯、精制过氧化二苯甲酰、聚乙烯醇1799、去离子水；2.仪器：铁架台、电动搅拌器、搅拌棒、聚四氟乙烯搅拌套塞、四口烧瓶、冷凝管、温度计、电子天平、塑料小药匙、量筒、加热水浴、锥形瓶、空心塞、烧杯、表面皿、洗耳球；3.耗材：橡胶管、称量纸、吸管。实验内容及步骤：苯乙烯单体在引发剂过氧化二苯甲酰的作用下，以水为分散介质，聚乙烯醇为悬浮剂，按自由基反应进行悬浮聚合。实验前要认真阅读实验指导书及相关理论知识，掌握本次实验的实验项目、内容。实验五醋酸乙烯酯的乳液聚合实验目的：了解乳液聚合的特点、配方及各组分的作用；掌握聚醋酸乙烯酯胶乳的制备方法及用途。实验设备：1.试剂：醋酸乙烯酯、过硫酸铵、聚乙烯醇1788、OP-10、去离子水、碳酸氢钠、邻苯二甲酸二丁酯；2.仪器：加热水浴、四口烧瓶、冷凝管、滴液漏斗、温度计、搅拌棒、聚四氟乙烯搅拌套塞、电动搅拌器、电子天平、塑料小药匙、铁架台、量筒、烧杯、玻璃棒、洗耳球；3.耗材：称量纸、橡胶管、pH试纸。实验内容及步骤：采用聚乙烯醇和OP-10为乳化剂，过硫酸盐为引发剂，实施乳液聚合。为了聚合反应进行得较为平稳，单体和引发剂均需分批加入。实验前要认真阅读实验指导书及相关理论知识，掌握本次实验的实验项目、内容。实验六甲基丙烯酸甲酯的本体聚合实验目的：了解本体聚合的原理；掌握有机玻璃的制备方法。实验设备：1.试剂：甲基丙烯酸甲酯、精制过氧化二苯甲酰；2.仪器：加热水浴、电子天平、塑料小药匙、锥形瓶、量筒、温度计、铁架台、夹子、玻璃棒、玻璃试管、烘箱；3.耗材：称量纸、保鲜膜、橡皮筋、标签贴、脱脂棉。实验内容及步骤：采用试管作为模具，以甲基丙烯酸甲酯为单体，过氧化二苯甲酰为引发剂，采用本体聚合方法合成有机玻璃。实验前要认真阅读实验指导书及相关理论知识，掌握本次实验的实验项目、内容。六、实验报告格式实验名称（一）实验目的（二）实验设备（三）实验内容及步骤（四）结果与分析（五）问题讨论七、考核方式（一）实验成绩的构成《高分子化学实验》是一门专业必修课程，包含了6个实验，单个实验成绩主要包含三个部分即实验考勤、实验报告成绩和实验操作成绩。出勤成绩占比20%，包含学生出勤情况、预习和实验表现；实验报告成绩占比40%，包含实验结果处理和实验报告撰写情况；实验操作成绩占比40%，包含学生实验技能操作考核成绩。课程总成绩为6个实验项目的最后平均成绩。（二）评分标准1.按照实验指导书的具体要求，根据每个学生实验前的预习准备，实验过程的考查，实验操作情况及实验报告的质量，综合给出单个实验成绩。其中出勤表现成绩包括实验预习、实验记录及表现等。单个实验成绩=出勤成绩×20%＋实验报告成绩×40%＋实验操作成绩×40%。2.课程总成绩为6个实验的平均成绩。3.实验总成绩按照6个实验的平均成绩以五级制（优、良、中、及格、不及格）进行填报。单个实验成绩具体评定标准如下：实验成绩考核评定表（样例）考核环节考核结果及标准评估项目及权重优秀（90~100分）良好（80~90分）中等（70~80分）及格（60~70分）不及格（＜60分）实验预习及实验纪律（20%）实验前能够按照实验要求，提前预习，掌握实验内容，掌握实验安全操作规程，遵守实验纪律实验前能够按照实验要求，提前预习，较好的掌握实验内容、掌握实验安全操作规程，遵守实验纪律实验前能够按照实验要求，提前预习，了解实验内容、实验安全操作规程，较遵守实验纪律实验前能够按照实验要求，提前预习，基本了解实验内容、实验安全操作规程，较遵守实验纪律实验前未能按照实验要求，未提前预习，不了解实验内容、未能掌握实验安全操作规程实验操作（40%）能够根据实验目的，独立设计优化实验步骤，独立或合作完成实验操作，且操作规范；准确记录实验现象，并对实验现象进行综合的分析讨论，得出合理的实验结果能够根据实验目的，独立设计实验步骤，独立或合作完成实验操作，操作较为规范；记录实验现象较为准确，并对实验现象进行综合的分析讨论，得出较为合理的实验结果能够根据实验目的，设计实验步骤，独立或合作完成实验操作，操作基本规范；记录实验现象，并对实验现象进行分析讨论，得出实验结果能够根据实验目的，设计出基本的实验步骤，基本能完成实验操作，操作基本规范；记录实验现象，并对实验现象进行初步分析讨论，得出实验结果不能根据实验目的，设计出相应的实验步骤，不能完成实验操作或操作不规范；不能记录实验现象，不能对实验现象进行分析讨论，不能得出实验结果实验报告（40%）实验报告能够独立完成，内容完整，数据合理，数据处理正确，图表规范。能够正确完成实验报告中提出的问题，并对实验中遇到的问题进行深入的讨论，提出自己的见解。实验报告能够独立完成，内容完整，数据较为合理，数据处理正确，图表基本规范。能够较好的完成实验报告中提出的问题，并对实验中遇到的问题进行讨论，提出意见。实验报告能够独立完成，内容完整，数据基本合理，能够进行数据处