一、课程概况
英文名: Polymer Chemistry
开课单位:化学与环境工程学院
课程编码: 104007
学分学时:64学时,3学分 (含实验16学时)
授课对象:高分子材料与工程本科生
先修课程:有机化学、物理化学
课程目的和主要内容:《高分子化学》是一门专业基础课,要求学生了解高分子化学基本概念,重点掌握聚合反应分类、命名、聚合物分子量与分子量分布,高分子的分子结构,聚合物的物理状态和主要性能,掌握逐步聚合反应、自由基聚合反应和自由基共聚合反应的特点、动力学特征及其应用,能熟练掌握自由基聚合、缩聚过程中聚合速率及聚合度控制问题,了解离子聚合、聚合反应的实施方法和聚合物的化学反应。有一定的基础知识和计算能力。 课程的基本要求如下:
- 掌握高分子化合物的特征、分类、聚合反应专用词的基本概念。
- 掌握不同单体的聚合反应方程式、聚合机理。
- 熟练掌握自由基聚合中聚合度、聚合速率的计算,掌握引发方式、终止方式及链转移方式对聚合度与聚合速率的影响。
- 掌握逐步聚合中聚合度、平均官能度、凝胶点的计算,影响缩聚物分子量的因素。
- 掌握逐步聚合中物质量比、反应程度、聚合度分布之间的关系。
- 了解几种常见聚合物的聚合实施方法。
- 了解聚合物化学反应的特征、基本类型及应用。
教学大纲执行说明及要求:
- 内容以聚合度的控制、聚合速率的控制为重点,并且贯穿于整个课程,突出自由基聚合、逐步聚合及聚合实施方法各章。
- 引导学生掌握高分子化学的基本概念,提高学生分析和解决问题的能力,适当安排分析讨论课。
- 为便于学生学好本课程,必须布置一定数量的习题,布置作业不少于五次,总题量一般不少于60-80题,选题应强调基本概念和基本理论的应用,避免公式化。
二、课程教学内容及要求
- 绪论
教学基本目的要求:
①掌握高分子的基本概念和常见高分子化合物的名称、性能、用途。
②了解高分子化合物的基本结构。
③了解高分子科学的发展历史、任务、方向。
- 高分子的基本概念
- 聚合物的分类和命名
- 聚合反应分类、分子量与分子量分布
- 高分子的分子结构
- 聚合物的物理状态和主要性能
- 聚合物材料和机械强度
- 高分子化学发展简史
本章重点:高分子基本概念、聚合物结构与性能关系
本章难点:聚合物结构与性能关系
高分子合成反应
教学基本目的要求:
①掌握高分子合成反应的基本类型、反应机理和实用例子。
②了解高分子合成反应的基本特点和控制方法。
③了解高分子化合物的基本制备方法、合成工艺。
- 自由基聚合
- 连锁聚合一般介绍
- 连锁聚合的单体
- 自由基聚合机理
- 链引发反应
- 聚合速度
- 分子量和链转移反应
- 阻聚和缓聚
- 反应速度常数的测定
- 分子量分布
- 聚合热力学
- 习题课
本章重点:连锁聚合的单体类型及机理判别、聚合机理、自动加速现象、聚合速率、分子量。
本章难点:聚合速率、链转移反应及分子量的控制。
本章另有实验4学时。
- 自由基共聚
- 引言
- 二元共聚物的组成
- 竞聚率的测定和影响因素
- 单体和自由基的活性
- Q-e概念
本章重点:二元共聚物的组成、分布、控制及计算、Q-e概念
本章难点:二元共聚物的组成、分布、控制及计算。
- 聚合实施方法
- 本体聚合
- 悬浮聚合
- 溶液聚合
- 乳液聚合
本章重点:本体、悬浮、乳液聚合方法
本章难点:乳液聚合及其机理。
本章另有实验8学时。
- 离子聚合
- 阴离子聚合
- 阳离子聚合
- 开环聚合
本章重点:阴离子活性聚合,与自由基机理的比较
本章难点:阴离子活性聚合、开环聚合。
- 配位聚合
- 聚合物的立体异构
- Zeglar-Natta引发剂
- 丙烯的配位聚合
- 乙烯的配位聚合
- 二烯烃的配位聚合
- 茂金属引发剂及聚合物
本章重点:配位聚合机理、Zieglar-Natta引发剂原理
本章难点:丙烯的配位聚合定向机理。
- 逐步聚合反应
- 引言及缩聚反应
- 线性缩聚反应机理及反应动力学
- 影响聚合度因素和控制方法
- 线性缩聚物的分子量分布
- 重要线性逐步聚合物
- 体型缩聚
- 凝胶化作用和凝胶点
- 习题课
本章重点:线性缩聚反应机理、反应动力学及聚合度控制、凝胶率
本章难点:线性缩聚反应动力学及聚合度控制、平衡线性缩聚、凝胶率。
本章另有实验4学时。
- 聚合物的化学反应
教学基本目的要求:
①掌握高分子化合物的基本反应规律。
②了解高聚物的反应特点及改性方法。
③了解高分子化合物的老化、降解、交联的方法和控制措施。
- 聚合物的反应活性及其影响因素
- 聚合物的相似变换
- 功能高分子
- 聚合物的降解
- 聚合物的老化和防老
本章重点:高聚物的反应特点及改性方法
本章难点:高聚物的反应特点及改性方法。
三、实践环节
无
四、学时分配
章 |
学时分配 |
小计 |
讲课 |
实验课 |
上机课 |
习题课 |
其他 |
一 |
4 |
|
|
|
|
4 |
二 |
10 |
4 |
|
|
|
14 |
三 |
8 |
|
|
|
|
8 |
四 |
4 |
8 |
|
|
|
12 |
五 |
4 |
|
|
|
|
4 |
六 |
4 |
|
|
|
|
4 |
七 |
10 |
4 |
|
|
|
14 |
八 |
4 |
|
|
|
|
4 |
合计 |
48 |
16 |
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|
64 |
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五、附录
参考教材:
- 潘祖仁主编(浙江大学),《高分子化学》,化学工业出版社,1997年第二版
- 林尚安主编(中山大学),《高分子化学》,科学出版社,1982年第一版
参考和阅读书目:
1. 焦书科主编,《高分子化学习题及解答》,清华大学出版社,1990年第一版
2. 复旦大学编著,《高分子化学》,复旦大学出版社,1995年第一版
3. 余学海 陆云编,《高分子化学》,南京大学出版社,1994年版
4. 焦书科等编,《高分子化学》,纺织工业出版社,1983年版
制定者:应继儒
审校者:
批准者: |