四川大学高分子化学教案.doc

四川大学教案【首页】课程名称高分子化学授课专业高分子材料材料加工工程班级材料4班材料5班课程编号30006640课程类型必修课校级公共课（ ）；基础或专业基础课（）；专业课（ ）选修课限选课（ ）；任选课（ ）授课方式课堂讲授（）；实践课（ ）考核方式考试（）；考查（ ）课程教学总学时数60学 分 数4学时分配课堂讲授 60 学时； 实践课 学时教材名称高分子化学作 者潘祖仁出版社及出版时间化工出版社2003年指定参考书 Principles of Polymerization （聚合反应原理） 高分子化学配位聚合 自由基聚合 缩合聚合 离子化型聚合共聚合原理乳液聚合作 者George Odian李弘等译 林尚安林尚安 潘祖仁张甾城应圣康应圣康胡金生 出版社及出版时间John Wiley & Sons, Inc., New York (1981)科学出版社(1987)科学出版社(1980) 上海科学技术出版社(1988) 化学工业出版社 (1986)化学工业出版社 (1988)化学工业出版社 (1984)化学工业出版社 (1987)化学工业出版社 (1983) 授课教师冉蓉职 称副教授单 位高分子学院授课时间20052006学年下期注：表中（ ）选项请打“” 四川大学教案【理、工科】周 次第 1 周， 第 1 次课 2010年 3月 1日备 注章 节名 称第一章 绪 论前言、1.1基本概念 1.2 聚合反应与聚合物的化学反应 授 课方 式理论课（）；实践课（）；实习（）教学时数2教学目的及要求 树立对高分子化学学科正确的认识观。【掌握内容】1. 高分子基本概念：单体、高分子、聚合物、低聚物、结构单元、重复单元、单体单元、链节、主链、侧链、端基、侧基、聚合度、相对分子质量等。2. 从不同角度对聚合物进行分类。【了解内容】高分子化学发展历史。 教学内容提要时间分配前言 1.1 基本概念 1.2 聚合反应与聚合物的化学反应 1学时 1学时 第1页 教学重点与难点 【教学重点】高分子科学定义及体系备 注 讨论、练习、作业 1解释单体、结构单元、重复单元、聚合物、聚合度的涵义 教学手段 课堂讲授，辅以多媒体幻灯图片及实例 参考资料1George Odian, “Principles of Polymerization”, 2nd. , John Wiley & Sons, Inc., New York, 1981; 李弘，黄文强，顾忠伟等译，科学出版社 1987年。2 EEVER, W. H., and STILLE, J.K., “Synthesis and Thermal Properties of Aromatic Polymers Containing 3, 6-Quinoline Units in the Main Chain,” Macromilecules, 1979, 12, 1033. 注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。第2页四川大学教案【理、工科】周 次第 1 周， 第 2 次课 2010年3月 4 日备 注章 节名 称第一章 绪 论1.3聚合物的分类、1.4聚合物的命名 1.5 相对分子质量及其分布 授 课方 式理论课（）；实践课（）；实习（）教学时数2教学目的及要求目的1. 掌握高分子化学相关基本概念。2. 能对几对重要概念进行辨析。3. 能按规范写出正确的聚合物名称、分子式、聚合反应式。要求【掌握内容】1. 聚合反应；加成聚合与缩合聚合；连锁聚合与逐步聚合。2. 从不同角度对聚合物进行分类。3. 常用聚合物的命名、来源、结构特征。4. 聚合物相对分子质量及其分布。【了解内容】聚合物相对分子质量及其分布对聚合物性能的影响。 教学内容提要时间分配 1.2 聚合反应与聚合物的化学反应 1.3 聚合物的分类 1.4 聚合物的命名 1.5 相对分子质量及其分布 1学时20分钟 15分钟10分钟 第3页 教学重点与难点【教学重点】1. 聚合反应；加成聚合与缩合聚合；连锁聚合与逐步聚合。2. 从不同角度对聚合物进行分类。3. 常用聚合物的命名、来源、结构特征。4. 聚合物相对分子质量及其分布。【教学难点】加成聚合与缩合聚合的区别与联系；连锁聚合与逐步聚合的区别与联系。备 注 讨论、练习、作业【讨论题】写出聚氯乙烯、聚苯乙烯、涤纶、尼龙66、聚丁二烯和天然橡胶的分子式。根据表14所列分子量，计算聚合度。根据这6种聚合物的分子量和聚合度，试认识塑料、纤维和橡胶的差别。【作业】p16-2,6 教学手段课堂讲授，辅以多媒体幻灯图片及实例 参考资料1 3 EEVER, W. H., and STILLE, J.K., “Synthesis and Thermal Properties of Aromatic Polymers Containing 3, 6-Quinoline Units in the Main Chain,” Macromilecules, 1979, 12, 1033.2ERGENROTHER, P. M., “Heat-Resistant Polymers,” in Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, Vol. 7 (H. F. Mark, N. Bikales, C. G. Bverberger, G. Menges, and J. I. Kroschwitz, eds.). New York: Wiley, 1987, p. 639.注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。第4页四川大学教案【理、工科】周 次第 2 周， 第 3 次课 2010年3月 08 日备 注章 节名 称第二章逐步聚合(stepwise polymerization)2.1 概述 2.1线性逐步聚合反应机理 授 课方 式理论课（）；实践课（）；实习（）教学时数2教学目的及要求目的掌握逐步聚合反应分类、官能团的等活性、线型与体型逐步聚合、连锁聚合与体型逐步聚合、反应程度与转化率、当量系数与过量分率、结构预聚物与无规预聚物等基本概念要求【掌握内容】1逐步聚合反应分类2官能团的等活性【了解内容】聚合物相对分子质量及其分布对聚合物性能的影响。 教学内容提要时间分配 2.1概述 逐步聚合反应分类逐步聚合反应的单体 2.2线性逐步聚合反应机理 官能团的等活性反应机理 1学时 1学时 第5页 教学重点与难点【教学重点】1逐步聚合反应分类2官能团的等活性概念；反应进程；备 注 讨论、练习、作业【作业】P213-3教学手段课堂讲授，辅以多媒体幻灯图片及实例 参考资料1HERGENROTHER, P. M., WAKELYN, N. T., and HAVENS, S. J., “Polyimides containing Carbonyl and ether Connecting Groups,” J. Polymer Sci. (A), 1987, 25, 10932 MARVEL, C. S., “Trends in High Temperature Polymer Synthesis,” Macromil. Chem.,1975, C13(2), 2193 ODLAN, G., Principles of Polymerization(3rd ed.), New York: Wiley-Interscience, 1991.4 STILLE, J. D., “Polyquinolines,” Macromolecules,1981,14, 870. 注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。第6页四川大学教案【理、工科】周 次第 2 周， 第 4 次课 2010年3月 11 日备 注章 节名 称第二章逐步聚合(stepwise polymerization)2.3线性逐步聚合反应动力学概述 授 课方 式理论课（）；实践课（）；实习（）教学时数2教学目的及要求目的掌握平衡逐步聚合动力学的动力学方程式熟悉自催化聚合、外加催化剂聚合时的动力学特征要求：【掌握内容】平衡逐步聚合动力学的动力学方程式【熟悉内容】自催化聚合、外加催化剂聚合时的动力学特征教学内容提要时间分配逐步聚合与连锁聚合的比较 线性逐步聚合反应动力学 20分钟 1学时25分钟 第7页 教学重点与难点【教学重点】逐步聚合与连锁聚合的比较平衡逐步聚合动力学的动力学方程式备 注 讨论、练习、作业【练习】等摩尔二元醇和二元酸经外加酸催化缩聚，试证明从开始到p0.98所需的时间与p从0.98到0.99的时间相近。计算自催化和外加酸催化聚酯化反应时不同反应程度p下、C/C0与时间t值的关系，用列表作图来说明！ 教学手段课堂讲授，辅以多媒体幻灯图片 参考资料1ALLEN, P. E. M., and PATRICK, C. R., Kinetics and Mechanisms of Polymerization Reactions. New York: Wiley, 1974, Chap. 5.2 FLORY, P. J., Principles of Polymer Chemistry.Ithaca, N. Y.:CornellUniversity Press, 1953, Chap. 3.3LENZ, R. W., Organic Chemistry of Synthetic High Polymers. New York:Wiley-Interscience, 1967, Chap. 3. 注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。 第8页 四川大学教案【理、工科】周 次第 3 周， 第 5 次课 2010年3月 15 日备 注章 节名 称第二章逐步聚合(stepwise polymerization)2.4 线性逐步聚合反应聚合度的控制 授 课方 式理论课（）；实践课（）；实习（）教学时数2教学目的及要求目的1 掌握影响线性逐步聚合反应聚合度的因素及其控制方法2 运用定量关系式计算求解相关参数并提出控制方案要求：【掌握内容】响线性逐步聚合反应聚合度的因素及其控制方法【熟悉内容】运用定量关系式计算求解相关参数并提出控制方案教学内容提要时间分配1 影响线性逐步聚合反应聚合度的因素2 控制相对分子质量方法3 某一官能团过量时的定量关系4 综合分析与计算聚合度小结 20分钟25分钟20分钟25分钟 第9页 教学重点与难点【教学重点】控制线性逐步聚合反应聚合度的方法与计算【教学难点】某一官能团过量时的定量关系 备 注 讨论、练习、作业【作业】P214-7,9,10,13 教学手段课堂讲授，辅以多媒体幻灯图片 参考资料1REMPP, P., and MERRILL, E. W., Polymer Synthesis, Basel:Huthig Wepf, 1986.2张甾城、李佐邦，缩合聚合，化学工业出版社，(1986) 注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。 第10页 四川大学教案【理、工科】周 次第 3 周， 第 6 次课 2010年3月 18 日备 注章 节名 称第二章逐步聚合(stepwise polymerization)2.5 重要线性逐步聚合物 (自学) 2.6 体型聚合 授 课方 式理论课（）；实践课（）；实习（）教学时数2教学目的及要求目的1掌握体型逐步聚合、结构与无规预聚物、平均官能度基本概念2 通过运用公式计算确定凝胶点的控制方法。要求：【掌握内容】体型逐步聚合、结构与无规预聚物、平均官能度基本概念通过运用公式计算确定凝胶点的控制方法。教学内容提要时间分配1基本概念2预聚物3凝胶点的计算25分钟20分钟45分钟 第11页 教学重点与难点【教学重点】体型逐步聚合基本概念；凝胶点的控制【教学难点】凝胶点的控制 备 注 讨论、练习、作业【作业】P214-16 教学手段课堂讲授，辅以多媒体幻灯图片 参考资料1REMPP, P., and MERRILL, E. W., Polymer Synthesis, Basel:Huthig Wepf, 1986.2张甾城、李佐邦，缩合聚合，化学工业出版社，(1986) 注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。 第12页 四川大学教案【理、工科】周 次第 4 周， 第7 次课 2010年3月 22 日备 注章 节名 称第二章逐步聚合(stepwise polymerization)2.6 体型聚合 2.7 逐步共聚反应 （自学） 2.8逐步聚合施方法 授 课方 式理论课（）；实践课（）；实习（）教学时数2教学目的及要求目的1能正确写出重要结构与无规预聚物的合成反应式2比较四种逐步聚合方法的异同要求：【掌握内容】1重要结构与无规预聚物的合成反应式2四种逐步聚合方法的异同教学内容提要时间分配1线型与体型逐步聚合的比较2逐步聚合施方法3本章总结20分钟25分钟45分钟 第13页 教学重点与难点【教学重点】逐步聚合施方法 备 注 讨论、练习、作业【练习】分别用两种方法计算下面三种体型缩聚反应的凝胶点：邻苯二甲酸酐 甘油 乙二醇3.0 mol 2.0 mol 01.5 mol 0.98 mol 01.50 mol 0.99 mol 0.002 mol 教学手段课堂讲授，辅以多媒体幻灯图片 参考资料1REMPP, P., and MERRILL, E. W., Polymer Synthesis, Basel:Huthig Wepf, 1986.2张甾城、李佐邦，缩合聚合，化学工业出版社，(1986) 注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。 第14页 四川大学教案【理、工科】周 次第 4 周， 第 8 次课 2010年 3月 25日备 注章 节名 称第三章 自由基聚合3.1 引言3.2 连锁聚合的单体 授 课方 式理论课（）；实践课（）；实习（）教学时数2教学目的及要求目的掌握单体结构与聚合机理的关系要求自由基聚合的基元反应的类型，活性中心的类型，取代基对聚合机理的影响教学内容提要时间分配自由基聚合的基元反应，活性中心的类型取代基的诱导效应和共轭性效应与聚合机理的关系取代基数目、位置、大小与聚合机理的关系 20分钟35分钟 35分钟 第15页 教学重点与难点【教学重点】单体结构与聚合机理的关系备 注 讨论、练习、作业【讨论】(1) 为什么苯乙烯能按三种机理进行聚合(2) 为什么1，2-二取代以及三、四取代烯烃原则上都不能聚合 教学手段 课堂讲授，辅以多媒体幻灯图片及实例 参考资料1George Odian, “Principles of Polymerization”, 2nd. , John Wiley & Sons, Inc., New York, 1981; 李弘，黄文强，顾忠伟等译，科学出版社， 1987年2高分子化学，王槐三，科学出版社，2002年 注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。第16页四川大学教案【理、工科】周 次第 4 周， 第 8 次课 2010年3月 29 日备 注章 节名 称第三章 自由基聚合3.3 自由基聚合机理3.4 链引发反应 授 课方 式理论课（）；实践课（）；实习（）教学时数2教学目的及要求目的1. 自由基聚合反应机理及特征2. 主要引发剂类型及引发机理要求【掌握内容】1. 掌握自由基聚合反应机理及特征2. 主要引发剂类型及引发机理【了解内容】热引发，光引发，辐射聚合教学内容提要时间分配自由基聚合的基元反应 自由基聚合反应的特征 引发剂和引发作用热引发聚合光引发聚合辐射聚合 15分钟25分钟 25分钟10分钟 10分钟5分钟 第17页 教学重点与难点【教学重点】自由基聚合的基元反应 自由基聚合反应的特征 引发剂和引发作用 【教学难点】辐射聚合备 注 讨论、练习、作业【练习】偶氮二异丁腈的结构式为_，加热分解产生自由基的反应式为_BPO的中文名称是_，它的分解反应式为_教学手段课堂讲授，辅以多媒体幻灯图片及实例 参考资料1George Odian, “Principles of Polymerization”, 2nd. , John Wiley & Sons, Inc., New York, 1981; 李弘，黄文强，顾忠伟等译，科学出版社， 1987年2高分子化学，王槐三，科学出版社，2002年注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。第18页四川大学教案【理、工科】周 次第 5 周， 第 10 次课 2010年4月 05日备 注章 节名 称第三章 自由基聚合3.5 聚合速率 授 课方 式理论课（）；实践课（）；实习（）教学时数2教学目的及要求目的掌握自由基聚合低转化率动力学及影响聚合速率的因素；高转化率下的自动加速现象及其产生原因要求【掌握内容】聚合速率方程及影响聚合速率的因素；高转化率下的自动加速现象及其产生原因教学内容提要时间分配概述聚合动力学研究方法 自由基聚合微观动力学 热引发和光引发聚合动力学自由基聚合基元反应速度常数 温度对自由基聚合速率的影响自动加速现象聚合过程中速率变化的类型 5分钟10分钟25分钟10分钟10分钟10分钟10分钟10分钟 第19页 教学重点与难点【教学重点】自由基聚合微观动力学 自动加速现象 【教学难点】动力学方程的推导备 注 讨论、练习、作业【作业】什么是自动加速效应？产生的原因是什么？对聚合反应带来什么影响？教学手段课堂讲授，辅以多媒体幻灯图片及实例 参考资料1George Odian, “Principles of Polymerization”, 2nd. , John Wiley & Sons, Inc., New York, 1981; 李弘，黄文强，顾忠伟等译，科学出版社， 1987年2高分子化学，王槐三，科学出版社，2002年 注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。第20页四川大学教案【理、工科】周 次第 6 周， 第11次课 2010年4月 8日备 注章 节名 称第三章 自由基聚合3.6 分子量和链转移反应 授 课方 式理论课（）；实践课（）；实习（）教学时数2教学目的及要求目的自由基聚合低转化率动力学及影响分子量的因素要求【掌握内容】无链转移时的分子量链转移反应对聚合度的影响 教学内容提要时间分配动力学链长和聚合度聚合温度对聚合度的影响 链转移反应 25分钟20分钟1学时 第21页 教学重点与难点【教学重点】无链转移和有链转移的情况下计算分子量的公式备 注 讨论、练习、作业【作业】讨论动力学链长和聚合度的区别 教学手段课堂讲授，辅以多媒体幻灯图片及实例 参考资料1George Odian, “Principles of Polymerization”, 2nd. , John Wiley & Sons, Inc., New York, 1981; 李弘，黄文强，顾忠伟等译，科学出版社，1987年2高分子化学，王槐三，科学出版社，2002年注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。第22页 四川大学教案【理、工科】周 次第6 周， 第 12 次课 2010年4月 12日备 注章 节名 称第三章 自由基聚合 3.7 阻聚和缓聚3.8 反应速率常数的测定 授 课方 式理论课（）；实践课（）；实习（）教学时数2教学目的及要求目的掌握阻聚和缓聚的基本概念要求【掌握内容】阻聚剂和阻聚机理 阻聚效率和阻聚常数【了解内容】反应速率常数的测定 教学内容提要时间分配阻聚剂和阻聚机理 烯丙基单体的自阻聚作用阻聚效率和阻聚常数阻聚剂在引发速率测定中的应用 反应速率常数 25分钟20分钟20分钟10分钟15分钟 第23页 教学重点与难点【教学重点】阻聚剂和阻聚机理 阻聚效率和阻聚常数 备 注 讨论、练习、作业【讨论】为什么烯丙基单体有自阻聚作用？ 教学手段课堂讲授，辅以多媒体幻灯图片及实例 参考资料1George Odian, “Principles of Polymerization”, 2nd. , John Wiley & Sons, Inc., New York, 1981; 李弘，黄文强，顾忠伟等译，科学出版社， 1987年2高分子化学，王槐三，科学出版社，2002年 注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。第24页四川大学教案【理、工科】周 次第 7 周， 第 13 次课 2010年4月 15日备 注章 节名 称第三章 自由基聚合3.9 分子量分布 3.10 聚合热力学 授 课方 式理论课（）；实践课（）；实习（）教学时数2教学目的及要求目的了解聚合热力学及分子量分布要求【了解内容】聚合热力学及分子量分布教学内容提要时间分配从热力学的角度研究单体的聚合能力与单体结构的关系分子量分布1学时1学时 第25页 教学重点与难点【教学重点】单体的聚合能力与单体结构的关系备 注 讨论、练习、作业【作业】p70-1，2，6，12，13，14，15，19，20教学手段课堂讲授，辅以多媒体幻灯图片及实例参考资料1George Odian, “Principles of Polymerization”, 2nd. , John Wiley & Sons, Inc., New Yor