《高分子科學選論》教學大綱

《高分子科學選論》教學大綱課程編號：11140804英文名稱：SelectedTopicsinPolymerScience學分：2學時：總學時32學時，其中理論32學時先修課程：高分子化學、高分子物理、高分子材料課程類別：專業(yè)拓展課程（選修）授課對象：高分子材料與工程專業(yè)學生教學單位：化學化工學院修讀學期：第7學期一、課程描述和目標《高分子科學選論》是高分子專業(yè)高年級本科學生的拓展知識模塊課程，是對有機化學、物理化學、高分子化學和高分子物理等專業(yè)基礎課程的升華，它介紹和銜接了高分子化學課程和高分子物理課程兩個層次的內(nèi)容，在理論上有一定的高度。本課程選擇性地介紹和論述了高分子化學、高分子物理等領域的最新發(fā)展方向和主要知識點，既開拓了學生的思維、激發(fā)學生的科學研究熱情，又進一步學習和鞏固了原有的知識。本課程擬達到的課程目標:課程目標1：在已學過一些先修課程的基礎上，運用有關理論和方法進一步研究和掌握聚合物合成原理、結構與性能三者之間的關系，使學生較系統(tǒng)地掌握高分子合成的基本原理、方法及其與材料結構、性能和分子運動規(guī)律之間的聯(lián)系。課程目標2：使學生初步具有分析和解決一些高分子專業(yè)實際問題的能力，既為學習其它有關專業(yè)課程打下必要的理論基礎，又為畢業(yè)后繼續(xù)在本專業(yè)讀研深造或從事高分子專業(yè)研究工作提供知識儲備。二、課程目標對畢業(yè)要求的支撐關系畢業(yè)要求指標點課程目標權重4-1.能夠基于科學原理，通過文獻研究或相關方法，調研和分析復雜工程問題的解決方案。課程目標1M10-3.具備跨文化交流的語言和書面表達能力，能就專業(yè)問題，在跨文化背景下進行基本溝通和交流。課程目標2M三、教學內(nèi)容、基本要求與學時分配序號教學內(nèi)容基本要求及重、難點（含德育要求）學時教學方式對應課程目標1緒論掌握高分子化合物聚合物的平均分子量、分子量分布等基本概念。了解大分子微結構、聚合物的物理狀態(tài)和主要性能，高分子科學及其工業(yè)發(fā)展歷史和前景。使學生正確認識社會主義國家和集體紀律的意義，養(yǎng)成自覺遵守紀律的習慣和品質的教育。2集中講授課程目標1、22自由基聚合掌握自由基聚合反應機理及特征，熟悉阻聚、緩聚、動力學鏈、聚合上限溫度等基本概念。了解聚合熱力學及分子量分布。使學生正確認識社會主義國家和集體紀律的意義，養(yǎng)成自覺遵守紀律的習慣和品質的教育。3集中講授課程目標1、23自由基共聚合掌握二元共聚物瞬時組成與單體組成的關系，競聚率的意義，自由基及單體的活性與取代基的關系以及對反應速率的影響。了解Q-e概念。使學生正確認識社會主義國家和集體紀律的意義，養(yǎng)成自覺遵守紀律的習慣和品質的教育。2集中講授課程目標1、24聚合方法掌握本體、溶液、懸浮、乳液等各種聚合實施方法的特點，學習一些典型聚合物的聚合方法、經(jīng)典乳液聚合的機理。了解乳液聚合動力學。使學生正確認識社會主義國家和集體紀律的意義，養(yǎng)成自覺遵守紀律的習慣和品質的教育。2集中講授課程目標1、2、35離子聚合掌握：陰、陽離子聚合的單體與引發(fā)劑及其相互間的匹配和離子型聚合反應機理及其特征，溶劑、溫度及反離子對反應速率和分子量的定性影響。了解離子共聚合、異構化聚合、開環(huán)聚合等。使學生正確認識社會主義國家和集體紀律的意義，養(yǎng)成自覺遵守紀律的習慣和品質的教育。2集中講授課程目標1、26配位聚合掌握聚合物的立體異構現(xiàn)象，配位聚合、定向聚合、等規(guī)度等基本概念，Ziegler-Natta催化體系的組成。了解丙烯配位陰離子聚合機理及定向的原因，極性單體的配位陰離子聚合，二烯烴配位聚合的主要催化劑。使學生正確認識社會主義國家和集體紀律的意義，養(yǎng)成自覺遵守紀律的習慣和品質的教育。1集中講授課程目標1、27逐步聚合掌握逐步聚合反應的特點，反應程度、官能度、線型縮聚、體型縮聚等基本概念，線型縮聚反應的機理與動力學。了解逐步聚合的實施方法。使學生正確認識社會主義國家和集體紀律的意義，養(yǎng)成自覺遵守紀律的習慣和品質的教育。3集中講授課程目標1、2、38聚合物的化學反應掌握聚合物化學反應的特征和接枝反應、嵌段反應、擴鏈反應、交聯(lián)反應的常見方式與應用。了解聚合物的重要基團反應。使學生正確認識社會主義國家和集體紀律的意義，養(yǎng)成自覺遵守紀律的習慣和品質的教育。2集中講授、小組討論課程目標1、2、39高分子的鏈結構掌握：碳鏈高分子、雜鏈高分子、元素有機高分子、無機高聚物、鏈結構等包含的基本概念。碳鏈高分子和雜鏈高分子的化學組成和性能特點。了解高分子鏈的旋轉及構象統(tǒng)計，交聯(lián)度，網(wǎng)鏈長度，梯形和螺旋形高分子結構。使學生正確認識社會主義國家和集體紀律的意義，養(yǎng)成自覺遵守紀律的習慣和品質的教育。2集中講授、小組討論課程目標1、2、310高分子的凝聚態(tài)結構掌握聚合物凝聚態(tài)結構的基本概念，單晶、片晶、纖維晶及串晶的結構特征，球晶的結構特征和光學特征，結晶度的計算。液晶的化學結構及晶型。了解高分子合金、高分子鏈結晶動力學。使學生正確認識社會主義國家和集體紀律的意義，養(yǎng)成自覺遵守紀律的習慣和品質的教育。2集中講授、小組討論課程目標1、2、311高分子溶液掌握溶度參數(shù)，Huggins參數(shù)，θ溫度，第二維利系數(shù)A2，聚合物增塑，滲透壓等的基本概念。聚合物的溶解過程，溶劑對聚合物溶解能力判定原則，溶劑化作用、結晶聚合物溶解特點。了解高分子溶液與理想溶液的偏差。Flory-Huggins高分子溶液理論。使學生正確認識社會主義國家和集體紀律的意義，養(yǎng)成自覺遵守紀律的習慣和品質的教育。2集中講授、小組討論課程目標1、2、312聚合物的分子量和分子量分布掌握相對粘度、增比粘度、比濃粘度、對數(shù)比濃粘度、特性粘數(shù)（度）等的測定原理。特性粘數(shù)（度）和相對摩爾質量的關系。Ubbelohde（烏氏粘度計）的原理。了解聚合物分子量的統(tǒng)計意義。常用的統(tǒng)計平均相對摩爾質量。Flory粘度理論。使學生正確認識社會主義國家和集體紀律的意義，養(yǎng)成自覺遵守紀律的習慣和品質的教育。2集中講授、小組討論課程目標1、2、313聚合物的分子運動和轉變掌握高聚物分子運動的特點，玻璃化轉變，玻璃化溫度的測定方法，玻璃化溫度與鏈結構的關系，玻璃化轉變理論重點自由體積理論。非晶態(tài)聚合物力學三態(tài)的分子運動，聚合物形變-溫度曲線及其影響因素，結晶聚合物熔融特點，結晶速度和溫度的關系。結晶行為和結晶動力學，結晶熱力學。了解高聚物分子運動的研究方法。晶態(tài)高聚物的分子運動。使學生正確認識社會主義國家和集體紀律的意義，養(yǎng)成自覺遵守紀律的習慣和品質的教育。2集中講授、小組討論課程目標1、2、314橡膠彈性掌握：楊氏模量，切變模量，體積模量，熵彈性。橡膠彈性動力學分析及統(tǒng)計理論。橡膠的相似模型和幻影模型狀態(tài)方程。典型的熱塑性彈性體。了解：楊氏模量、切變模量、體積模量之間的關系式。泊松比的概念及數(shù)學表示方法。使學生正確認識社會主義國家和集體紀律的意義，養(yǎng)成自覺遵守紀律的習慣和品質的教育。1集中講授、小組討論課程目標1、2、315聚合物的黏彈性掌握：基本概念：蠕變、應力松弛、動態(tài)粘彈性、滯后與阻尼、時溫等效原理、松弛（滯后）時間及其松弛（滯后）時間譜。描述聚合物粘彈性的力學模型及所描述的聚合物的力學過程。Boltzmann疊加原理。Maxwell模型與Voigt（或Kelvin）模型。WLF方程。了解：粘彈性的研究方法。動態(tài)力學譜研究聚合物的分子結構和分子運動。使學生正確認識社會主義國家和集體紀律的意義，養(yǎng)成自覺遵守紀律的習慣和品質的教育。1集中講授、小組討論課程目標1、2、316聚合物的屈服和斷裂掌握：基本概念：屈服應力，斷裂應力，沖擊強度，疲勞，銀紋，剪切帶，脆性斷裂，韌性斷裂，應力集中，強度。晶態(tài)、非晶態(tài)及取向聚合物應力－應變特點。聚合物的屈服與增韌機理。影響聚合物強度的因素與增強途徑、機理。了解：斷裂理論。使學生正確認識社會主義國家和集體紀律的意義，養(yǎng)成自覺遵守紀律的習慣和品質的教育。1集中講授、小組討論課程目標1、2、317聚合物的流變性掌握：基本概念：牛頓流體，非牛頓流體，表觀粘度，零剪切粘度，剪切變稀（增稠），熔融指數(shù)，擠出脹大，熔體破裂，穩(wěn)態(tài)流動和不穩(wěn)態(tài)流動，法向應力效應。粘度與頻率依賴性。聚合物熔體粘度測定方法。聚合物熔體流動特性與分子結構關系。了解：Rouse模型，管子模型及蛇行理論。使學生正確認識社會主義國家和集體紀律的意義，養(yǎng)成自覺遵守紀律的習慣和品質的教育。1集中講授、小組討論課程目標1、2、318聚合物的電學性能掌握：基本概念：介電極化，介電松弛，摻雜，壓電系數(shù)，焦電系數(shù)，聚合物壓電體。高聚物的導電率、導電聚合物的結構與導電性。了解：高聚物的電擊穿，高分子的靜電現(xiàn)象。使學生正確認識社會主義國家和集體紀律的意義，養(yǎng)成自覺遵守紀律的習慣和品質的教育。1集中講授、小組討論課程目標1、2、3合計32四、課程教學方法課堂集中講授、課堂討論和課后研討等五、學業(yè)評價和課程考核（一）考核方式及具體要求1.課程成績構成與要求課程考核注重形成性和終結性評價相結合，考核內(nèi)容主要由平時作業(yè)和期末考核組成，均按百分制計分，其中期末考核成績占60%、平時作業(yè)成績占40%。2.課程目標達成考核與評價序號教學環(huán)節(jié)課程目標1（分值）課程目標2（分值）合計1平時作業(yè)2020402期末考試303060課程目標對應分值5050100（二）考核與評價標準1.平時成績考核與評價標準分值觀測點90-100分70-89分60-69分0-59分平時作業(yè)按時完成，90%以上的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識點理解、掌握到位。能夠利用理論知識識別、分析高分子領域相關專業(yè)問題。按時完成，70%以上的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識點理解、掌握較到位。能夠較好利用理論知識識別、分析高分子領域相關專業(yè)問題。延時完成，60%以上的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識點理解、掌握基本到位。利用理論知識對高分子領域相關專業(yè)問題有一定的識別、分析。不交和補交，50%以下的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識點理解、掌握有偏差。不能利用理論知識對高分子領域相關專業(yè)問題進行識別、分析。2.期末試卷考核與評價標準根據(jù)課程目標及教學內(nèi)容，設計期末考核試題，綜合檢驗學生對課程相關知識的掌握、綜合應用及解決復雜問題的能力，根據(jù)考試題目設計相應評分標準。六、教材與參考書（一）推薦教材1．潘祖仁，高分子