西安交通大学聚合物分析方法课程教学大纲 一、课程基本信息 课程名称 聚合物分析方法 Analytical Technologies for Polymeric Materials 课程编号 MATL503602 课程学分 1.5 总学时 24 学时分配 理论: 24 实验:0 上机:0 课外:0 课程类型 公共课程 通识课程 学科门类基础课 专业大类基础课 专业核心课 √专业选修课 集中实践 开课学期 1-1 1-2 2-1 2-2 3-1 3-2 √4-1 4-2 5-1 5-2 先修课程 高分子物理与化学 教材、参考 书及其他 资料 使用教材： [1] 朱诚身. 聚合物结构分析. 北京：科学出版社，2010. 参考教材： [1] 张美珍. 聚合物研究方法. 北京：中国轻工业出版社，2006. 二、课程目标及学生应达到的能力 2.1 课程的基本要求 本课程以高分子化学和物理等课程为基础，以高分子形态、结构与化学组成 研究为主要任务，为学生系统介绍高分子的多级结构与性能间关系及其剖析技术。 重点培养学生针对高分子结构和性能分析需求，选择适合分析技术及解析的原则。 在课程教学中，主要讲授聚合物结构分析的波谱分析技术（红外光谱、拉曼 光谱、紫外可见光谱、核磁共振谱、荧光光谱、质谱分析法等）和热分析方法（热 重分析、差热分析和扫描量热分析等）涉及的仪器设备结构、工作原理、实验技 术、功能用途等，通过实例介绍它们在聚合物结构分析中的实际应用。通过课程 学习，学生应具有根据高分子单一结构或性能分析的要求，选择正确的分析仪器 和方法，并能根据结果进行解析，获得相应结果，同时应了解复杂样品多种分析
技术联用的原则。通过本课程学习，学生应掌握好剖析高分子化学组成、结构和 性能及其关系的金钥匙，并具有评价高分子材料对社会、环境和可持续发展影响 的意识。 2.2 课程的目标及学生应该达到的具体能力 1 工程与社会 通过本课程的学习，学生应了解高分子常用分析仪器的主要结构、工作原 理、样品制备方法及设备使用技术要点，能根据高分子结构和性能分析需求， 选择恰当的分析仪器设备并获得相应结果，掌握获得谱图的解析方法和流程， 能取得有效结论。并能评价解析过程及结果对社会、健康、安全、法律以及文 化的影响，理解剖析对高分子研究的作用及承担的责任。 6-2 基于材料工程的实际应用场景进行合理分析，正确评价材料工程实践 过程和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，及制 约因素对方案实施的影响，并理解应承担的责任。 2 环境和可持续发展 通过对高分子化学组成、结构和功能的剖析，深刻认识高分子材料化学成分 和结构在其工程应用中的变化如降解、老化等及对环境、社会经济可持续发展的 影响。 7-1 理解环境保护和可持续发展的理念和内涵，熟悉材料成分、生产和服 役过程和对环境和社会经济可持续发展的影响。 表 2-1 课程目标与专业毕业要求的关联关系 毕业要求 课程目标 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课程目标 1 L 课程目标 2 M 注：1,2,3.12 对应于专业认证毕业要求 12 条。课程目标与专业毕业要求的关联关系用 H/M/L 标注。 三、教学内容简介 章节 顺序 章节名称 知识点 参考 学时 1 第一章 绪论 1.近代测试研究对象 2.近代仪器分析方法及仪器 3.聚合物研究和分析概述 高分子分析含义、常用仪器及分 类、高分子结构和性能分析重要 性等 2
2 第二章 光谱分析 1.概述 2.红外光谱基本原理及分子结构 3.激光拉曼散射光谱基本原理及与 红外光谱区别 4.紫外-可见光光谱基本原理及分子 结构 5.荧光光谱分析 6.光谱技术在高聚物中的应用 分子振动、吸收条件及光谱产 生、官能团特征吸收、拉曼位移、 吸收波数、吸收波长、紫外光 谱、电子跃迁、吸收峰移动、 拉曼散射、荧光等 12 3 第三章 核磁共振波谱与质谱 1.核磁共振波谱与质谱基本原理 2.核磁共振波谱仪及实验技术。 3.1H 核磁共振波谱解析方法 4.质谱仪及质谱图解析方法 5.核磁共振波谱与质谱在高聚物研 究中的应用 核磁共振橡、核磁共振条件、化 学位移及影响因素、分子离子 峰、分子裂解方式等 4 4 第四章：热分析法 1.差热分析和示差扫描量热分析基 本原理 2.影响差热分析和差示扫描量热分 析法曲线的因素 3.热重分析及影响因素 4.热分析在聚合物研究中的应用 热分析、差热分析、热重分析概 念，影响热分析结果的主要因 素，热曲线分析原则等你 4 5 第六章 显微分析及复杂样品分析 1.TEM 和 SEM 在聚合物中的应用 2.各种分析方法的综合应用 3.复杂样品分析的一般方法 高分子显微分析试样制备、复杂 样品分离、分析方法联用等 2
四、教学安排详表 序号 教学内容 学时 分配 教学方 式（授 课、讨 论） 教学要求 （知识要求及能力要求） 对课程目标 的支撑关系 第一章 聚合物结构分析概念、研究对象、聚合 物结构与形态特点、常用仪器、电磁波 谱法、热分析等 2 授课 了解高分子分析常用仪器设备以及用途，理解根据实际应用 环境选择测试方法原则等，熟悉本课程的知识框架等。 课程目标 1 课程目标 2 第二章 红外光谱、紫外-可见光谱、拉曼光谱、 荧光光谱的产生原理及仪器设备工作原 理，红外光谱与拉曼光谱的区别与联系， 分子结构与光谱特征的对应关系，以及 上述光谱在聚合物中的应用举例等 12 授课 讨论 学生应掌握这些光谱技术的应用场景、光谱产生原理；根据 给定条件，基本能对谱图进行解析；掌握分子结构与特征光 谱谱图的对应关系等。 课程目标 1 课程目标 2 第三章 核磁共振波谱与质谱的工作原理，仪器 设备的基本构成及功能，核磁共振波谱 产生及解析方法，质谱工作原理及解析 流程，以及它们在高聚物研究中的应用 4 授课 熟悉核磁共振波谱仪和质谱的工作原理；能识别核磁共振谱 图和质谱图，并能结合已知物质进行谱图解析等。 课程目标 1 课程目标 2 第四章 差热分析法、示差扫描量热法、热重分 析法的工作原理，影响结果的主要因素， 热分析曲线的识别、校正及分析方法， 在聚合物热分析中的应用举例等 4 授课 掌握三种常见热分析仪器的工作原理及具体用途；测定曲线 的识别和解析；影响结果的主要因素；聚合物热分析方法的 选择，及在聚合物制备、服役过程结构与性能研究等中的具 体应用。 课程目标 1 课程目标 2 第五章 聚合物显微分析的基本特点、样品制备 方法，复杂样品分析的流程，不同分析 方法的联用等 2 授课 讨论 能够根据聚合物显微结构分析的要求，掌握样品制备方法； 熟悉复杂样品综合分析的流程，以及不同分析方法联用的原 则，能为简单复杂样品的综合分析，提出初步的综合分析方 案等。 课程目标 1 课程目标 2
五、考核方式及成绩构成 5.1 考核成绩构成 平时： 30 %，（平时作业 10%，PPT 讲述 10%，考勤/讨论 10%） 期末： 70 % 5.2 课程目标的考核环节与评分标准 （1）课程教学与考核环节及其对应的课程目标的汇总 课程考核以过程考核和期末考试结合的方式进行。过程考核包括平时作业成 绩、PPT 专题汇报等，期末考试采用考试形式。 作业主要考察学生对课程专业知识的掌握情况。在教学实施过程中，针对某 一知识点或材料体系，布置作业题目，支撑课程目标 1。针对高分子材料结构与 性能关系分析及服役过程中的变化过程等，将学生分成小组，通过课下文献调研、 PPT 专题汇报形式，与同学交流观点和看法。在专题汇报中，每组设定 1 名组长， 负责整个专题汇报的组织与协调工作。主讲教师及班级同学共同为每个小组进行 打分，取平均分作为 PPT 讲述环节的最终成绩。该环节对应于课程目标 2。 在期末考试试题（满分 100 分）中，有 60 分对应于课程目标 1，考察学生 对高分子结构和性能研究对工程与社会的影响；有 40 分对应于课程目标 2，考 察学生对高分子分析方法在高分子材料在环境与可持续发展中的作用。期末试题 的评分见试题答案与评分标准。具体如表 5-1 所示。 表 5-1 课程各教学环节与课程目标达成计算的比例 考核与评价方式 平时作业 （100）分 讨论/PPT 讲述 （100 分） 课程考试 （100 分） 课程目标 1（6-2） 100% 60% 课程目标 2（7-1） 100% 40% 注明：表格中的百分数是各考核环节对课程目标的贡献比例。 （2）平时作业与专题 PPT 汇报评分标准 （a）专题 PPT 汇报评价标准 在专题 PPT 汇报情况下，采用分组进行，进行文献调研、演讲文稿设计及