《高分子化学》课程教学大纲
课程名称:高分子化学
英文名称:POLYMER CHEMISTRY
适用专业:材料化学、应用化学专业
课程类型:专业必修课
课程性质:专业基础课
制定单位:材料化学教研室
制定时间:2012年3月
一 、使用说明:
1、课程性质、目的及任务
《高分子化学是化工工艺(精细化工)专业的必修课,是研究高分子化合物的合成原理的学科。通过本课程的学习,使学生较熟练地掌握高分子化学的基本概念和高分子化合物的聚合反应原理和控制方法,培养初步具有选择聚合反应和控制聚合反应条件合成聚合物的理论、实践能力。
2、课程学时、学分、主要教学环节
(1)每周3学时,共计17周(两学期),51学时
(2)学分:3分
(3)主要教学环节
A.课堂讲授,辅导,作业。突出教学内容的“精讲”和“启发式”,培养学生分析问题和解决问题的能力,并能锻炼学生表达能力。
B.学期论文:要求学生针对某种工业化的聚合物写一篇合成工艺的综述。上交后由教师批阅后提出问题再让学生讨论回答。
3、课程与其它课程的联系
物理化学和有机化学为本课程的先修课程。本课程为高分子学科的基础课程
4、教材
潘祖仁.高分子化学.第四版.北京:化工出版社,2007
5、主要参考书
1.韩哲文,杨全兴.高分子化学.上海:华东理工大学出版社,2002
2.王善琦.高分子化学原理. 北京: 北京航空航天大学出版社,1993
3. G.Odian .Principles Of polymerization.
6、考核方式
作业成绩、平时成绩、期终闭卷考试成绩,分别占10%、20%、70%。
二、课程教学基本要求及教学安排
(一)、学生学好本课程后,应达到如下要求:
1.根据所学的高分子化学基本原理,能够合成出所需要的基本结构的高分子化合物。
2.能够选择较好的聚合实施方法,能够制定出大致的工艺流程,能够较好的确定聚合工艺参数。
3. 对于高分子合成以及加工过程中出现的问题,能够运用所学的理论加以解决。
(二)、教学安排:
第一章 绪论(4学时)
1.教学内容
(1)高分子化学课程简介
(2)高分子化学的基本概念(高分子化合物、单体、重复单元、单体单元、结构单元、聚合度、数均分子量、重均分子量、粘均分子量、多分散系数)
(3)高聚物的分类与命名
(4)高聚物的合成反应、高聚物的分子量及分布
(5)大分子链结构及机械强度
(6)高分子化学简史
2.基本要求
(1)掌握:高分子化学的基本概念;
(2)理解:大分子链结构及机械强度;
(3)了解:高分子化学简史。
第二章 自由基聚合反应(12学时)
1.教学内容
(1)连锁聚合的单体及其对聚合反应的类型的选择
(2)聚合机理及基元反应的特征
(3)链引发反应
(4)链增长反应及聚合反应动力学
(5)链转移反应和聚合度(分子量)的影响因素
(6)阻聚和缓聚反应
(7)聚合反应速率常数的测定
(8)分子量分布
(9)聚合反应热力学
2. 基本要求
本章是高分子化学课程的重点章节之一。
(1)掌握:自由基聚合机理及其特征,引发剂种类及引发机理,自由基聚合反应速率及其影响因素,(数均)聚合度(分子量)及其影响因素;
(2)理解:引发剂、引发效率、单体的特性、稳态、自由基等活性理论、自动加速效应、动力学链长、链转移、阻聚和缓聚等基本概念;
(3)了解:光、热、辐射等其它引发作用及速率常数的测定。
第三章 共聚合反应(8学时)
1.教学内容
(1)共聚物的类型和命名
(2)二元共聚物的组成方程
(3)多元共聚
(4)竞聚率的意义、测定和影响因素
(5)单体和自由基的活性的表示及其影响
(6)Q—e概念
2. 基本要求
(1)掌握:共聚物组成与单体组成的关系,竞聚率的意义,二元共聚组成曲线,转化率与共聚物成的关系,共聚物组成的控制方法;
(2)理解:自由基及单体的活性与取代基的关系,
(3)了解:多元共聚,Q—e概念及共聚合速率以及共聚物组成序列分布,
第四章 聚合方法(6学时)
1. 教学内容
(1)本体聚合
(2)溶液聚合
(3)悬浮聚合
(4)乳液聚合
2. 基本要求
(1)了解:各种聚合实施方法配方、工艺特点;
(2)了解:悬浮聚合、乳液聚合机理及动力学;
(3)了解:乳液聚合的配方及乳液中各组份的作用以及悬浮聚合中分散剂、升温速度、搅拌速度等对悬浮聚合的影响。
第五章 离子聚合(6学时)
1. 教学内容
(1)引言
(2)阴离子聚合
(3)阳离子聚合
(4)自由基聚合与离子聚合的比较
(5)离子型共聚合
(6)开环聚合
(7)羰基化合物的聚合
2.基本要求
(1)掌握:离子型聚合的单体与引发剂的匹配关系,活性聚合及活性聚合物;
(2)了解:溶剂、温度及反离子对速率及分子量的影响,了解异构化聚合,开环聚合等基本概念;
(3)掌握:阴离子型聚合的机理,学习实验方法和操作技术,掌握合成预定分子量聚合物的配方计算。
第六章 配位聚合(4学时)
1.教学内容
(1)引言
(2)配位聚合
(3)聚合物的立构规整性
(4)Zegler—Natta引发剂
(5)丙烯的配位阴离子聚合
(6)极性单体的配位阴离了聚合
(7)二烯烃的配位阴离子聚合
2.基本要求 .
(1)掌握:聚合物的立构现象、等规度、定向聚合的概念及Zegler—Natta引发体系;
(2)理解:丙烯的配位阴离子聚合机理及定向原因;
(3)了解:二烯烃配位阴离子聚合。
第七章 逐步聚合反应(11学时)
1. 教学内容
(1)引言
(2)缩聚反应
(3)线型缩聚反应的机理
(4)线型缩聚反应动力学
(5)影响线型缩聚物聚合度的因素和控制方法
(6)分子量分布
(7)逐步聚合的方法
(8)线型逐步聚合的原理和方法的应用及重要线型逐步聚合物
(9)体型缩聚
(10)凝胶化作用和凝胶点理论
2. 基本要求
本章是高分子化学重点章节之一。
(1)掌握:逐步聚合反应的特点,在线型缩聚反在中影响聚合度的因素及控制聚台度的方法,掌握反应程度,官能度、官能团等活性概念、凝胶现象、凝胶点等概念;掌握常见缩聚物的聚合单体、聚合反应方程式;掌握体型缩聚反应中凝胶点的预测方法;
(2)理解:线型缩聚反应动力学,逐步聚合反应的实施方法;
(3)了解:平衡常数较小的单体聚合的实验方法和通过酸值和析出水量的测定,了解缩聚反应中,反应程度、平均聚合度的变化。