高分子化学实验教学大纲

高分子化学实验教学大纲01．教学单位名称：材料科学与工程学院02．实验中心名称：高分子材料实验教学中心03．课程名称：高分子化学04．课程代码：43240405．课程类别：学科基础课06．课程性质：选修07．课程学时：64学时，其中实验课内16学时，课外20学时。08．课程学分：309．面向专业：材料科学与工程（高分子材料与工程模块）10．实验课程的教学任务、要求和教学目的教学任务：通过严格的、定量的实验研究聚合物的合成和化学、物理性质和化学反应规律，使学生既具有坚实的实验基础，又具有初步的科学研究能力，实现学生由学习知识、技能到进行科学研究的初步转变。为化学专业培养高素质的专门人才。教学要求：高分子化学是高分子材料与工程专业学生的必修课之一。本课程所开出的实验课程是配合理论课教学的，加深对高分子化学基本知识和基本原理的理解，掌握各种聚合方法的原理，特点及控制方法。能够熟练和规范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。引导学生注意观察实验现象，并善于分析实验现象，要忠实地做原始记录。使学生能正确的处理实验数据和撰写实验报告。通过实验课的训练，使学生养成严谨的科学态度，良好的实验习惯，使其以后能独立完成一些研究工作。教学目的：（1）掌握高分子化学实验的基本研究方法，通过实验手段熟悉高聚物的合成和结构表征，理解高聚物化学性质与结构之间的关系，学会重要的高分子化学实验技术和基本实验仪器的使用。（2）掌握实验数据的处理及实验结果的分析和归纳方法，从而加深对高分子化学基础知识和基本原理的理解，增强解决实际化学问题的能力。（3）注重实验技能的培养和特殊实验操作的掌握，对学生进行实验工作的综合训练,使之具有基本的科研素质，培养其严谨的、实事求是的工作作风和科学态度。11．学生应掌握的实验技术及实验能力（1）了解和掌握高分子化学反应原理、反应装备及工艺、聚合物组成；了解反应液配制、工艺操作。（2）掌握高分子化学的基本原理和方法；了解引发体系组成与配制、工艺操作。（3）掌握逐步聚合反应原理、官能团反应特点及影响因素。（4）写出规范实验报告12．开设实验项目开设实验项目9项：（1）单体及溶液的精制了解并熟悉减压蒸馏的装置和基本操作技术；掌握单体及溶剂纯化的方法。熟悉阿贝折射仪的使用方法，掌握检定物质纯度的方法之一。（2）甲基丙烯酸甲酯本体聚合及反应动力学测定了解甲基丙烯酸甲酯本体聚合的基本原理；熟悉和掌握有机玻璃的制备方法，观察“自动加速现象”。（3）丙烯腈沉淀聚合通过丙烯腈的水溶液聚合，熟悉沉淀聚合的特点和操作技术。（4）丙烯酸溶液聚合通过丙烯酸的溶液聚合实验，熟悉溶液聚合的方法，并掌握溶液聚合的反应特点及实验技术。（5）苯乙烯乳液聚合了解苯乙烯乳液聚合的基本原理；熟悉和掌握本已熟悉乳液聚合的制备方法；掌握乳液聚合的实验方法和操作技能；了解乳液聚合方法在工业生产中的应用。（6）苯乙烯悬浮聚合通过苯乙烯的悬浮聚合使学生了解悬浮聚合的基本原理；熟悉和掌握珠状聚苯乙烯的制备方法；了解悬浮聚合的特点应用范围，学习该聚合反应中温度的控制和搅拌转速的控制。（7）环氧树脂的制备通过环氧树脂的制备实验，理解缩合反应的基本原理；掌握双酚A环氧树脂的制备方法；熟悉环氧值的测定方法；了解环氧树脂的应用范围。（8）GPC法测聚合物分子量通过实验掌握GPC法测定高分子材料自由基聚合速率的原理和方法，求得聚合物平均分子量。（9）苯乙烯阳离子聚合通过阳离子聚合制得聚苯乙烯。并与悬浮聚合和乳液聚合得到的聚苯乙烯进行比较。开设实验项目一览表实验项目编号实验项目名称实验类型实验性质实验学时每组人数首次开出年月43240401单体及溶液的精制验证性必做4220010543240402甲基丙烯酸甲酯本体聚合及反应动力学测定验证性必做6220010543240403丙烯腈沉淀聚合综合性必做8220030543240404丙烯酸溶液聚合综合性必做8220050543240405苯乙烯乳液聚合综合性选做10220080543240406苯乙烯悬浮聚合综合性必做10220100543240407环氧树脂的制备综合性选做10220120543240408GPC法测聚合物分子量综合性选做102待定43240409苯乙烯阳离子聚合综合性选做10220130513．实验教材或指导书或主要参考资料（1），《高分子化学实验指导书》，自编，2012.（2）何卫东编，《高分子化学实验》，中国科学技术大学出版社，2002.（3）吴承佩等，《高分子化学实验》，安徽科学技术出版社，2001.（4）张兴英，《高分子科学实验》，化学工业出版社，2008.14．考核要求、考核方式及成绩评定标准考核要求：要求学生实验前应预习实验指导书，由指导教师讲解实验原理、方法、内容、及仪器设备操作规程等；具体实验步骤、现场操作、数据处理及实验报告由学生独立完成。实验课成绩占本课程总成绩20%，无故不参加实验项目数达到五分之一以上者本实验课没有成绩。考核方式：考查。全面考核参加实验的积极性、主动性、出勤情况，实验原理、相关知识和实验技能掌握程度，实验报告完整、规范、清楚等。根据实际技能掌握和实验任务及实验报告完成情况等综合评定。成绩评定标准：实验成绩根据学生实验任务完成情况、实验质量以及学习态度、实验报告完成情况等综合评定。实验成绩采用百分制评定。成绩考核内容一览表过程控制控制指标目的成绩（%）实验预习认真预习，写出预习报告5分2．能回答出指导教师提出的实验相关的问题5分对实验目的和基本原理的熟悉程度10实验操作1.对实验过程的熟悉程度10分

2.对基本操作的规范程度10分

3.认真观察记录实验现象及数据10分4.实验中勤于思考，独立分析、解决问题的能力10分

5.同学之间的团结协作精神5分

6.认真值日，遵守学生实验守则5分重点考查学生的实验态度、基本操作技能；严谨的治学态度、团结协作精神。50实验报告分析书写实验报告规范整洁10分实验记录清楚，并对实验数据进行正确处理10分对于综合实验各项数据之间是否有分析10分4.实验结果或结论正确10分考查学生对实验数据的分析处理能力；对专业知识的综合应用能力；文字表达能力。40高分子化学(432404)实验项目卡1No字段名填写内容1课程名称高分子化学2课程编号4324043实验项目名称聚合物单体及溶液的精制4实验项目编号432404015网络实验06每组人数27计划学时数48实验性质必做9实验目的1.掌握单体及溶液的纯化的方法；熟悉减压蒸馏的装置和基本操作技术。2.熟悉阿贝折射仪的使用方法，掌握检定物质纯度的方法10实验内容1.装好减压蒸馏装置，在其中装入预蒸馏的聚合物单体。2.将真空抽滤瓶通大气，打开真空泵约1min，检查减压装置是否漏气。3.在安装减压蒸馏装置的同时，进行洗涤单体的操作。然后用离子水洗涤至中性，除水，洗净的单体置于单颈瓶中，加入氯化亚铜，将单颈瓶装入蒸馏装置之中。4.对不同的聚合物单体控制不同的温度及真空度进行蒸馏。5.用阿贝折射仪测定折光指数。若折光指数为1.4147，表明单体已经纯净。11实验原理聚合物的沸点会随着外界压力的降低而降低，利用这个原理来对聚合物进行分离提纯12实验类型13实验者层次本科生14实验仪器设备标准磨口单颈瓶（250ml/24mm）；具活塞接头（24mm）；75°蒸馏头（14mm;24mm*2）；温度计套管；直形冷凝器；105°真空输管，转式真空分配器；茄形烧瓶；温度计；水银减压计；冷阱；保温杯；真空抽滤瓶；气体干燥塔；真空三通活塞；真空二通活塞；煤气灯头（真空微调）；分液漏斗；三角漏斗；烧杯；广口磨口试剂瓶；滴管；T形管；水浴锅；真空泵；电炉；超级恒温槽；阿贝折射仪。15实验套数416开出时间20010517教学单位名称材料科学与工程学院18教学单位编号4319实验单位名称高分子材料实验教学中心20实验中心编号0104030121实验地名称高分子材料与工程实验室22实验地编号逸夫机械材料馆44123一次性材料品名甲基丙烯酸甲酯，苯乙烯，丙烯酸，丙烯腈，醋酸乙烯酯，氢氧化钠溶液，无水硫酸钠，氯化亚铜,制冷剂（冰+氯化钠）若干，水银若干，凡士林若干，真空密封胶一只，石蕊试纸若干。24一次性材料50元25面向专业材料科学与工程（高分子材料与工程模块）2627高分子化学(432404)实验项目卡2No字段名填写内容1课程名称高分子化学2课程编号4324043实验项目名称甲基丙烯酸甲酯本体聚合及反应动力学关系测定4实验项目编号432404025网络实验06每组人数27计划学时数68实验性质必做9实验目的1.了解甲基丙烯酸甲酯本体聚合的基本原理；2.熟悉和掌握有机玻璃的制备方法，观察“自动加速现象”3.学会使用阿贝折射仪测量聚合物的折光率10实验内容1、将市售甲基丙烯酸甲酯用碱进行去除阻聚剂，然后进行减压蒸馏。2、在装有除氧的充氮保护的安培瓶中放入单体，将配制的不同浓度的引发剂加入到其中，密封，放到一定温度的水浴中。3、不同时间取出一滴放在阿贝折射仪上观察折射率，并记录绘制出时间-转化率曲线4、剩余溶液连同安培瓶放到一定温度下的烘箱中继续反应，观察聚合现象。11实验原理液体的折射率与它们的化学组成和分子结构有关，聚合过程中，聚合体系的化学组成和分子结构都随着折射率的变化而变化，因此可以利用测定聚合物的折射率的方法来追踪聚合反应的过程。12实验类型13实验者层次本科生14实验仪器设备SYP恒温水浴槽；超级恒温水浴槽；阿贝折射仪；注射器（5ml,20ml）；注射针头（两长一短）；安培瓶（Ø15150mm）；氮气；烧杯；量筒；滴管；二通活塞；镊子钳；砂轮片；擦镜纸，GEZ-9140MBE鼓风干燥箱；RE-52A旋转蒸发器；FA1004A电子天平15实验套数616开出时间20010517教学单位名称材料科学与工程学院18教学单位编号4319实验单位名称高分子材料实验教学中心20实验中心编号0104030121实验地名称高分子材料与工程实验室22实验地编号逸夫机械材料馆44123一次性材料品名甲基丙烯酸甲酯；偶氮二异丁腈；过氧化异丙苯；过硫酸钾；氢氧化钠；丙酮；高纯氮气等。24一次性材料40元25面向专业材料科学与工程（高分子材料与工程模块）2627高分子化学(432404)实验项目卡3No字段名填写内容1课程名称高分子化学2课程编号4324043实验项目名称丙烯腈沉淀聚合4实验项目编号432404035网络实验06每组人数27计划学时数88实验性质必做9实验目的1.通过丙烯腈的水溶液聚合熟悉沉淀聚合的特点和操作技术。2.了解氧化还愿体系引发自由基聚合的原理和特点。10实验内容1.掌握溶液配制的计算方法及配制方法，配制出实验用溶液。2.装配聚合反应常用的反应装置，掌握溶液聚合的反应的机理及工艺，在不同的温度下进行聚合反应，改变引发剂体系观察反应现象。3.用有机试剂处理产物，过滤，烘干称重，学会对反应物后处理的方法，学会对产率的计算方法。11实验原理在引发剂的作用下丙烯腈聚合形成沉淀状，会从体系中析出过滤烘干取的物质。12实验类型13实验者层次本科生14实验仪器设备500ml三口瓶、四口瓶、回流冷凝器、搅拌装置、氮气、温度计、电热套、加热器、烧杯100ml、500ml，分液漏斗50ml，DEF-6050MBF真空干燥箱、FA1004A电子天平、ZXZ-2旋片式真空泵、氮气瓶，RE-52A旋转蒸发器。15实验套数616开出时间20030517教学单位名称材料科学与工程学院18教学单位编号4319实验单位名称高分子材料实验教学中心20实验中心编号0104030121实验地名称高分子材料与工程实验室22实验地编号逸夫机械材料馆44123一次性材料品名丙烯腈，过硫酸钾，过氧化氢，过氧化异丙苯，过硫酸胺，偶氮二异丁腈，亚硫酸氢钠，硫酸亚铁，硫酸，碳酸氢钠，氢氧化钠，乙醇，氮气，蒸馏水等24一次性材料40元25面向专业材料科学与工程（高分子材料与工程模块）2627高分子化学(432404)实验项目卡4No字段名填写内容1课程名称高分子化学2课程编号4324043实验项目名称丙烯酸溶液聚合4实验项目编号432404045网络实验06每组人数27计划学时数88实验性质必做9实验目的1.熟悉溶液聚合的方法掌握溶液聚合的反应特点及实验技术。2.制备聚丙烯酸胶黏剂10实验内容1.在三个100ml烧杯中分别放入20ml水，在加入0.1g过硫酸钾，0.1g亚硫酸氢钠，0.05g硫酸亚铁，溶解后备用。2.在三口瓶中加入25ml精制过的丙烯酸，40ml水，及溶好的亚硫酸氢钠溶液，再将溶好的引发剂及硫酸亚铁放入50ml分液漏斗中，安装在三口瓶上，然后安装好搅拌器，通入氮气保护，撤掉氮气，迅速插上温度计封紧，打开搅拌升温至40度，引发剂及硫酸亚铁分别缓慢滴入，防止爆聚，30min后加入12g氢氧化钠，搅拌中和，既可制成聚丙烯酸钠粘合剂。11实验原理利用氧化还原体系产生的自由基来引发聚合反应12实验类型13实验者层次本科生14实验仪器设备500ml三口瓶、回流冷凝器、搅拌装置、氮气、温度计、电热套、加热器、烧杯100ml、500ml，分液漏斗50ml，DEF-6050MBF真空干燥箱、FA1004A电子天平、ZXZ-2旋片式真空泵、氮气瓶，RE-52A旋转蒸发器。15实验套数616开出时间20050517教学单位名称材料科学与工程学院18教学单位编号4319实验单位名称高分子材料实验教学中心20实验中心编号0104030121实验地名称高分子材料与工程实验室22实验地编号逸夫机械材料馆44123一次性材料品名丙烯酸、过硫酸钾、亚硫酸氢钠、硫酸亚铁、氢氧化钠等24一次性材料30元25面向专业材料科学与工程（高分子材料与工程模块）2627高分子化学(432404)实验项目卡5No字段名填写内容1课程名称高分子化学2课程编号4324043实验项目名称苯乙烯乳液聚合4实验项目编号432404055网络实验06每组人数27计划学时数108实验性质选做9实验目的1.了解苯乙烯乳液聚合的基本原理；熟悉和掌握乳液聚合的制备方法；掌握乳液聚合的实验方法和操作技能；2.了解乳液聚合方法在工业生产中的应用10实验内容1.对苯乙烯进行减压蒸馏2.称量各种反应用助剂，配置不同浓度的溶液，3.将苯乙烯放入反应器中，加温，顺序加入各种助剂，反应一定时间，观察现象。反应结束后取出反应物过滤，乙醇洗涤，烘干称量，计算产率。11实验原理单体借助乳化剂的分散作用分散在介质中，并以机械搅拌或在振动下进行非均相体系的聚合12实验类型13实验者层次本科生14实验仪器设备标准磨口三颈瓶(500ml/24mm*3)；球形冷凝器(300ml)；温度计(100℃)；移液管；分液漏斗(125ml)；布氏漏斗(8mm)；真空装置一套；恒温加热套；水浴锅，吸滤瓶；电动搅拌器，FA1004A电子天平、DEF-6050MBF真空干燥箱，氮气瓶。15实验套数616开出时间20080517教学单位名称材料科学与工程学院18教学单位编号4319实验单位名称高分子材料实验教学中心20实验中心编号0104030121实验地名称高分子材料与工程实验室22实验地编号逸夫机械材料馆44123一次性材料品名苯乙烯、油酸钠；OP-10；10％Na0H；K2S208；偶氮二异丁腈；AgNO3；AlCl3；乙醇；氮气；蒸馏水等24一次性材料40元25面向专业材料科学与工程（高分子材料与工程模块）2627高分子化学(432404)实验项目卡6No字段名填写内容1课程名称高分子化学2课程编号4324043实验项目名称苯乙烯悬浮聚合4实验项目编号432404065网络实验06每组人数27计划学时数108实验性质必做9实验目的1.了解悬浮聚合的原理以及配方中各组分的作用。2.了解悬浮聚合的工艺特点，掌握悬浮聚合的操作方法10实验内容1.将苯乙烯置于分液漏斗中，加入10％的氢氧化钠溶液，去除阻聚剂，然后再蒸馏精制。2.在装有搅拌器、温度计和回流冷凝器的三颈瓶中，加入聚乙烯醇溶液。加入已溶有引发剂的苯乙烯单体。仔细调节搅拌速度，使单体分散成适当大小的液滴。升温至90℃，保温3h，3.将反应物倒入烧杯中，在50℃烘箱中干燥至恒重，计算产率。11实验原理利用引发剂加热分解产生的自由基引发苯乙烯聚合12实验类型13实验者层次本科生14实验仪器设备标准磨口三颈瓶(500ml/24mm*3)；球形冷凝器(300ml)；温度计(100℃)；分液漏斗(125ml)；布氏漏斗(8mm)；真空装置（含真空泵，缓冲瓶，硅胶干燥塔）一套；烧杯(100ml)；恒温加热套；电动搅拌器一套，FA1004A电子天平、DEF-6050MBF真空干燥箱，RE-52A旋转蒸发器，氮气瓶15实验套数616开出时间20100517教学单位名称材料科学与工程学院18教学单位编号4319实验单位名称高分子材料实验教学中心20实验中心编号0104030121实验地名称高分子材料与工程实验室22实验地编号逸夫机械材料馆44123一次性材料品名苯乙烯，氢氧化钠溶液，聚乙烯醇，无机纳米粉体，过氧化苯甲酰等24一次性材料50元25面向专业材料科学与工程（高分子材料与工程模块）2627高分子化学(432404)实验项目卡7No字段名填写内容1课程名称高分子化学2课程编号4324043实验项目名称环氧树脂的制备4实验项目编号432404075网络实验06每组人数27计划学时数108实验性质选做9实验目的1.通过环氧树脂的制备实验，理解缩合反应的基本原理；2.掌握双酚A环氧树脂的制备方法；3.熟悉环氧值的测定方法；了解环氧树脂的应用范围，加深对高分子化学反应的基本概念的理解。10实验内容1.环氧树脂的合成，在三口瓶中合成出一定分子量环氧树脂。2.环氧值的测定，用化学分析的方法测量出合成的环氧树脂的环氧值。11实验原理双酚A与环氧氯丙烷在碱性条件下开环聚合12实验类型13实验者层次本科生14实验仪器设备标准磨口单颈瓶（250ml/24mm）；真空抽滤瓶；气体干燥塔；分液漏斗；三角漏斗；烧杯；广口磨口试剂瓶；滴管；T形管；水浴锅；真空泵；电炉；超级恒温槽；阿贝折射仪。15实验套数616开出时间20120517教学单位名称材料科学与工程学院18教学单位编号4319实验单位名称高分子材料实验教学中心20实验中心编号0104030121实验地名称高分子材料与工程实验室22实验地编号逸夫机械材料馆44123一次性材料品名甲基丙烯酸甲酯；苯乙烯；丙烯酸；丙烯腈；醋酸乙烯酯；氢氧化钠溶液；无水硫酸钠；氯化亚铜,制冷剂（冰+氯化钠）若干；水银若干；凡士林若干；真空密封胶一只；石蕊试纸若干。24一次性材料60元25面向专业材料科学与工程（高分子材料与工程模块）2627高分子化学(432404)实验项目卡8No字段名填写内容1课程名称高分子化学2课程编号4324043实验项目名称GPC法测聚合物分子量4实验项目编号432404085网络实验06每组人数27计划学时数108实验性质选做9实验目的1.掌握凝胶渗透色谱的分离、测量原理2.根据实验数据计算数均、重均分子量，多分散系数10实验内容1.采用化学及减压蒸馏的方法对单体进行精致。2.通过加温的方法使单体聚合，考察不同分子量对GPC分离效应的影响，11实验原理聚合物稀溶液流经多孔性凝胶作为载体的色谱柱后根据流体力学体积的不同而被逐级分离，12实验类型1