《高分子专业实验-1》教学大纲执笔人：包艳华审核人：陈双俊负责人：朱云峰一、课程基本信息材料科学与工程学课程代码开课学院MSE310122院课程名称（中高分子专业实验-1文)课程名称（英Experiments of Polymer Specialty:Part I文)适用专业高分子材料与工程专业本科生学分2总学时32理论学时0实验学时320讨论/线上学时0上机学时5课程性质必修课开课学期有机化学、聚合物表征技术、高分子化学、高分子物理、先修课程高分子材料、聚合物合成工程二、课程简介1.中文简介本课程是高分子材料与工程专业的必修课，实验内容涉及高分子化学、高分子物理、高分子材料等专业核心课程和聚合物表征技术、聚合物合成工程等选修课程，涵盖了不同的高分子聚合或成型实验及相关性能评价方法，具有很强的实践性和可操作性，实验项目中共设置1个指导性课程、1个综合性实验和4个验证性实验，共计32学时，通过动手实验操作，培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，让学生进一步理解高分子材料的基本理论、掌握研究方法和手段，并重点提高学生的专业知识综合利用能力，满足高分子材料专业人才培养计划的要求。2.英文简介This course is a compulsory course for Polymer Material and Engineering. Theexperimental content covers all professional core courses such as Polymer Chemistry,Polymer Physics,Polymeric Materials,andelectivecourses suchasPolymerCharacterization Technology, Polymerization Engineering, etc.The experiment covers
《高分子专业实验-1》教学大纲 执笔人：包艳华 审核人：陈双俊 负责人：朱云峰 一、课程基本信息 课程代码 MSE310122 开课学院 材料科学与工程学 院 课程名称（中 文） 高分子专业实验-1 课程名称（英 文） Experiments of Polymer Specialty：Part I 适用专业 高分子材料与工程专业本科生 学分 2 总学时 32 理论学时 0 实验学时 32 讨论/线上学时 0 上机学时 0 课程性质 必修课 开课学期 5 先修课程 有机化学、聚合物表征技术、高分子化学、高分子物理、 高分子材料、聚合物合成工程 二、课程简介 1．中文简介 本课程是高分子材料与工程专业的必修课，实验内容涉及高分子化学、高分 子物理、高分子材料等专业核心课程和聚合物表征技术、聚合物合成工程等选修 课程， 涵盖了不同的高分子聚合或成型实验及相关性能评价方法，具有很强的 实践性和可操作性，实验项目中共设置 1 个指导性课程、1 个综合性实验和 4 个 验证性实验，共计 32 学时，通过动手实验操作，培养学生发现问题、分析问题 和解决问题的能力，让学生进一步理解高分子材料的基本理论、掌握研究方法和 手段，并重点提高学生的专业知识综合利用能力，满足高分子材料专业人才培养 计划的要求。 2．英文简介 This course is a compulsory course for Polymer Material and Engineering. The experimental content covers all professional core courses such as Polymer Chemistry, Polymer Physics, Polymeric Materials, and elective courses such as Polymer Characterization Technology, Polymerization Engineering, etc. The experiment covers
different polymerpolymerization ormoldingexperiments andrelated performanceevaluation methods. It has strong practicality and operability. There are 1 directivecourse, 1comprehensive experiment and 4confirmatory experiments in theexperimental project, with a total of 32 class hours. Through hands-on experimentaloperation,cultivate students'abilitytofind problems,then analyzeand solve problems,so as to further understand the basic theory of polymer materials, master researchmethodsandmeans.Andfocusonimprovingthecomprehensiveutilizationabilityofstudents professional knowledge to meet the requirements ofthe talent training plan ofpolymer materials specialty三、课程目标通过本课程的学习，使学生掌握高分子聚合方法与工艺实验技能，加深学生对理论课知识的理解，训练实验技能，培养学生分析和解决高分子材料合成的科研和生产中的能力和素质。具体课程目标如下：课程目标1：培养学生解决高分子材料与工程专业复杂工程问题的实验设计和操作实施的能力，能够在实验过程中发现实际问题，采取合适的方法和手段进行分析论证，并通过高分子材料合成与改性、成型与加工等途径提出初步的几种解决方案。课程目标2：培养学生基于专业复杂工程背景下，采用合理的实验方案和测试方法，开展高分子材料的研制和表征的能力；能正确采集、处理实验数据，对实验结果进行分析和解释，获取合理有效的结论，撰写实验报告：能够对高分子材料及生产工艺进行设计与优选，通过口头、书面、图表等方式向老师和同学介绍汇报，叙述清楚，要点突出，浅显易懂。课程目标3：在工程应用的背景下，培养学生团队合作能力与协作精神，在分组实验实施中能够陈述发言、清晰表达或回应指令，正确理解老师和同学的需求和意愿，能够独立或配合团队成员开展工作，并承担责任。本课程目标对毕业要求指标点的支撑关系：毕业要求毕业要求观测点内容课程目标53设计/开发解决方案：能够设计针对高分子材料与工程的复杂工程3.1掌握高分子材料的工程T问题解决方案，设计满足特定需求设计和产品开发全周期、全的系统、单元（部件）或工艺流程，流程的基本设计/开发方法课程目标1并能够在设计环节中体现创新意和技术，了解影响设计目标识，考虑社会、法律、健康、安全、和技术方案的各种因素。文化以及环境等因素
different polymer polymerization or molding experiments and related performance evaluation methods. It has strong practicality and operability. There are 1 directive course, 1 comprehensive experiment and 4 confirmatory experiments in the experimental project, with a total of 32 class hours. Through hands-on experimental operation, cultivate students' ability to find problems, then analyze and solve problems, so as to further understand the basic theory of polymer materials, master research methods and means. And focus on improving the comprehensive utilization ability of students' professional knowledge to meet the requirements of the talent training plan of polymer materials specialty. 三、课程目标 通过本课程的学习，使学生掌握高分子聚合方法与工艺实验技能，加深学生 对理论课知识的理解，训练实验技能，培养学生分析和解决高分子材料合成的科 研和生产中的能力和素质。具体课程目标如下： 课程目标 1：培养学生解决高分子材料与工程专业复杂工程问题的实验设计 和操作实施的能力，能够在实验过程中发现实际问题，采取合适的方法和手段进 行分析论证，并通过高分子材料合成与改性、成型与加工等途径提出初步的几种 解决方案。 课程目标 2：培养学生基于专业复杂工程背景下，采用合理的实验方案和测 试方法，开展高分子材料的研制和表征的能力；能正确采集、处理实验数据，对 实验结果进行分析和解释，获取合理有效的结论，撰写实验报告；能够对高分子 材料及生产工艺进行设计与优选，通过口头、书面、图表等方式向老师和同学介 绍汇报，叙述清楚，要点突出，浅显易懂。 课程目标 3：在工程应用的背景下，培养学生团队合作能力与协作精神，在 分组实验实施中能够陈述发言、清晰表达或回应指令，正确理解老师和同学的需 求和意愿，能够独立或配合团队成员开展工作，并承担责任。 本课程目标对毕业要求指标点的支撑关系： 毕业要求 毕业要求观测点内容 课程目标 3 设计/开发解决方案：能够设计针 对高分子材料与工程的复杂工程 问题解决方案，设计满足特定需求 的系统、单元（部件）或工艺流程， 并能够在设计环节中体现创新意 识，考虑社会、法律、健康、安全、 文化以及环境等因素。 3.1 掌握高分子材料的工程 设计和产品开发全周期、全 流程的基本设计/开发方法 和技术，了解影响设计目标 和技术方案的各种因素。 课程目标 1
4.2能够根据研究方案构建4研究：能够基于科学原理并采用实验系统，安全地开展高分科学方法对高分子材料与工程的子材料及其制品的研制和表课程目标2复杂工程问题进行研究，包括设计征，能正确采集、处理实验数实验、分析与解释数据、并通过信据，对研究结果进行分析和息综合得到合理有效的结论。解释，获取合理有效的结论。9.1具备一定的人际交往和沟通能力，团队合作精神，能9个人和团队：能够在多学科背景够控制自我并了解、理解他下的团队中承担个体、团队成员和课程目标3人需求和意愿，能独立或配负责人等多种不同角色。合他人开展工作，并承担责任。本课程复杂工程问题的支撑复杂工程问题描述课程对解决复杂工程问题能力培养的贡献点高分子材料的性能和通过不同类型的聚合实验，熟悉各类聚合反应的特点，了解高分子材料在特定使用要求下，所适寿命与多种因素相关，内用的聚合方式及产品特点。因包括高分子材料的结通过差动热分析，研究聚合物的相转变，测定构、组成、制备和加工工结晶温度、熔点、结晶度、等温结晶动力学参数，艺等，外因包括使用环境并通过曲线变化了解聚合、固化、交联、氧化、分介质、受力因素等，内外解等反应，掌握温度对聚合物使用性能的影响。通因相互交织和共同作用，过观察聚合物结晶形态、微观共混结构，测试聚合物电性能、分子量等，掌握不同高分子材料的结构导致材料性能出现问题的特点和使用性能。复杂性。同时，以高效、通过确定不饱和聚酯液配方及固化条件，加入绿色、节能、安全、环保玻纤增强材料进行手糊成型，固化后测定弯曲强为目标，对选材、结构、度，掌握聚合物的品种、成分等对力学性能的影响，组成和加工工艺等解决方通过力学性能测试掌握高分子材料的组成、结构与法提出了更高要求。性能之间的关系。四、课程内容
4 研究：能够基于科学原理并采用 科学方法对高分子材料与工程的 复杂工程问题进行研究，包括设计 实验、分析与解释数据、并通过信 息综合得到合理有效的结论。 4.2 能够根据研究方案构建 实验系统，安全地开展高分 子材料及其制品的研制和表 征，能正确采集、处理实验数 据，对研究结果进行分析和 解释，获取合理有效的结论。 课程目标 2 9 个人和团队：能够在多学科背景 下的团队中承担个体、团队成员和 负责人等多种不同角色。 9.1 具备一定的人际交往和 沟通能力，团队合作精神，能 够控制自我并了解、理解他 人需求和意愿，能独立或配 合他人开展工作，并承担责 任。 课程目标 3 本课程复杂工程问题的支撑： 复杂工程问题描述 课程对解决复杂工程问题能力培养的贡献点 高分子材料的性能和 寿命与多种因素相关，内 因包括高分子材料的结 构、组成、制备和加工工 艺等，外因包括使用环境 介质、受力因素等，内外 因相互交织和共同作用， 导致材料性能出现问题的 复杂性。同时，以高效、 绿色、节能、安全、环保 为目标，对选材、结构、 组成和加工工艺等解决方 法提出了更高要求。 通过不同类型的聚合实验，熟悉各类聚合反应 的特点，了解高分子材料在特定使用要求下，所适 用的聚合方式及产品特点。 通过差动热分析，研究聚合物的相转变，测定 结晶温度、熔点、结晶度、等温结晶动力学参数， 并通过曲线变化了解聚合、固化、交联、氧化、分 解等反应，掌握温度对聚合物使用性能的影响。通 过观察聚合物结晶形态、微观共混结构，测试聚合 物电性能、分子量等，掌握不同高分子材料的结构 特点和使用性能。 通过确定不饱和聚酯液配方及固化条件，加入 玻纤增强材料进行手糊成型，固化后测定弯曲强 度，掌握聚合物的品种、成分等对力学性能的影响， 通过力学性能测试掌握高分子材料的组成、结构与 性能之间的关系。 四、课程内容
课程思政、劳育、美育内容实验项目实验内容与学时分配提要实验项目高分子化学实验基本操作指导（3学时）名称掌握高分子化学基本实验操作，熟悉基本要求数据处理方法，学会撰写实验报告等。支撑课程目标1、2、3高分子原料和试剂特性，化实重点理解和掌握高分子化学基本实验操作学废弃物处理要求，常用实验器验皿，加热、搅拌、蒸馏、称量、掌握数据处理方法和学会撰写实验报难点精制等基本实验操作，试样制备告方法，试验数据有效数字的处理，实验类型口设计口验证口综合口演示实验报告书写要求等。团必做实验性质口选做实验项目不饱和聚酯/玻璃纤维增强塑料的制备（9学时）名称了解不饱和聚酯的结构和性质；掌握不饱和聚酯凝胶点的测试原理和方为了增加不饱和聚酯树脂与基本要求法；制备不饱和聚酯/玻璃纤维增强塑玻璃纤维表面的粘结力，玻璃纤料并测试其弯曲强度。维或织物上须预先以“偶联剂”支撑课程目标1、2、3作表面处理。偶联剂含有两种不实了解不饱和聚酯的结构和性质特征，同活性基团，一种能与玻璃表面验掌握不饱和聚酯胶液活性的测试原的羟基或玻纤表面所吸附的水分重点二理，掌握手糊工艺制备不饱和聚酯/玻作用，另一种基团则有亲树脂的璃纤维增强塑料的方法能力，因而在树脂-玻璃之间起到架桥作用，增强了树脂与玻璃间不饱和聚酯胶液活性的测试原理和方难点粘结力。不饱和聚酯粘性很大，法实验中注意整洁有序。实验类型口设计口验证回综合口演示主要仪器设备：试管，恒温水浴，电子万能试验机。团必做实验性质口选做实验项目甲基丙烯酸酯及丙烯酸酯的乳液共聚合（6学时）名称了解乳液聚合的反应机理，乳液聚合乳液聚合聚合速率快，产物实体系中各组成物的作用。了解乳液的分子量高，可以在较低温度下进验基本要求成膜机理。熟练掌握乳液聚合方法。行，廉价安全，反应达高转化率三支撑课程目标1、2、3后胶乳粘度仍很低，分散体系稳定，有利于搅拌传热，并且胶乳理解乳液聚合的反应机理和乳液聚合重点可以直接用作最终产品。由于反体系中各组成物的作用
实验项目 实验内容与学时分配 课程思政、劳育、美育内容 提要 实 验 一 实验项目 名称 高分子化学实验基本操作指导（3 学时） 基本要求 掌握高分子化学基本实验操作，熟悉 数据处理方法，学会撰写实验报告等。 支撑课程目标 1、2、3 高分子原料和试剂特性，化 学废弃物处理要求，常用实验器 皿，加热、搅拌、蒸馏、称量、 精制等基本实验操作，试样制备 方法，试验数据有效数字的处理， 实验报告书写要求等。 重点 理解和掌握高分子化学基本实验操作 难点 掌握数据处理方法和学会撰写实验报 告 实验类型 □设计 □验证 □综合 □√ 演示 实验性质 □√ 必做 □选做 实 验 二 实验项目 名称 不饱和聚酯/玻璃纤维增强塑料的制备（9 学时） 基本要求 了解不饱和聚酯的结构和性质；掌握 不饱和聚酯凝胶点的测试原理和方 法；制备不饱和聚酯/玻璃纤维增强塑 料并测试其弯曲强度。 支撑课程目标 1、2、3 为了增加不饱和聚酯树脂与 玻璃纤维表面的粘结力，玻璃纤 维或织物上须预先以“偶联剂” 作表面处理。偶联剂含有两种不 同活性基团，一种能与玻璃表面 的羟基或玻纤表面所吸附的水分 作用，另一种基团则有亲树脂的 能力，因而在树脂-玻璃之间起到 架桥作用，增强了树脂与玻璃间 粘结力。不饱和聚酯粘性很大， 实验中注意整洁有序。 主要仪器设备：试管，恒温 水浴，电子万能试验机。 重点 了解不饱和聚酯的结构和性质特征， 掌握不饱和聚酯胶液活性的测试原 理，掌握手糊工艺制备不饱和聚酯/玻 璃纤维增强塑料的方法 难点 不饱和聚酯胶液活性的测试原理和方 法 实验类型 □设计 □验证 □√ 综合 □演示 实验性质 □√ 必做 □选做 实 验 三 实验项目 名称 甲基丙烯酸酯及丙烯酸酯的乳液共聚合（6 学时） 基本要求 了解乳液聚合的反应机理，乳液聚合 体系中各组成物的作用。了解乳液的 成膜机理。熟练掌握乳液聚合方法。 支撑课程目标 1、2、3 乳液聚合聚合速率快，产物 分子量高，可以在较低温度下进 行，廉价安全，反应达高转化率 后胶乳粘度仍很低，分散体系稳 定，有利于搅拌传热，并且胶乳 重点 可以直接用作最终产品。由于反 理解乳液聚合的反应机理和乳液聚合 体系中各组成物的作用
应单体有刺激性气味，请全程在难点熟练掌握乳液聚合方法。通风橱中操作，注意佩戴防护口罩。实验类型口设计国验证口综合口演示主要仪器设备：三颈瓶聚合装置，恒温水浴。实验性质团必做口选做实验项目甲基丙烯酸甲酯悬浮聚合（6学时）名称了解悬浮聚合的配方和各组分之间作悬浮聚合体系粘度低，聚合用，掌握悬浮聚合操作并观察单体在热容易导出，散热和温度控制比基本要求聚合过程中之变化。本体聚合、溶液聚合容易，聚合支撑课程目标1、2、3速率及相对分子质量比溶液聚合实要高一些，杂质含量比乳液聚合理解悬浮聚合的反应原理、配方和各验重点低，后处理比溶液聚合和乳液聚组分之间的作用。四合简单，生产成本较低，三废较掌握悬浮聚合操作，理解单体在聚合少，粒料树脂可直接用于加工。难点过程中的变化。由于反应单体有刺激性气味，请全程在通风橱中操作，注意佩戴团验证实验类型口设计口综合口演示防护口罩。主要仪器设备：三颈瓶聚合回必做实验性质口选做装置，恒温水浴。实验项目甲基丙烯酸甲酯铸板聚合（4学时）名称熟悉用本体聚合法制备有机玻璃板的自由基本体聚合的主要特点是聚合过程中无其他反应介质，原理和方法，了解自动加速效应对本基本要求体聚合反应的影响。因此工艺过程简单，产品纯度高，省去回收工序。但聚合后期粘度支撑课程目标1、2、3实高，反应热大，并且不易被及时理解用本体聚合法制备有机玻璃板的验重点排除，容易发生爆聚现象。为了原理和方法。五获得透明度高、分子量大、无气掌握自动加速效应对本体聚合反应的难点泡的有机玻璃板材，通常采用三影响。步聚合浇注工艺过程。由于反应单体有刺激性气味，请全程在通实验类型口设计回验证口综合口演示风橱中操作，注意佩戴防护口罩。主要仪器设备：三颈瓶聚合实验性质团必做口选做装置，恒温水浴，玻璃模具。实验项目单体浇铸尼龙（MC尼龙）（4学时）名称实验了解高聚物的浇铸成型，掌握己内酰单体浇铸尼龙又称MC尼龙。六基本要求胺的快速浇铸成型方法及简单原理。由于制备过程工艺设备简单，聚支撑支撑课程目标1、2、3合速度快，产品的机械性能和热
难点 熟练掌握乳液聚合方法。 应单体有刺激性气味，请全程在 通风橱中操作，注意佩戴防护口 罩。 主要仪器设备：三颈瓶聚合 装置，恒温水浴。 实验类型 □设计 □√ 验证 □综合 □演示 实验性质 □√ 必做 □选做 实 验 四 实验项目 名称 甲基丙烯酸甲酯悬浮聚合（6 学时） 基本要求 了解悬浮聚合的配方和各组分之间作 用，掌握悬浮聚合操作并观察单体在 聚合过程中之变化。 支撑课程目标 1、2、3 悬浮聚合体系粘度低，聚合 热容易导出，散热和温度控制比 本体聚合、溶液聚合容易，聚合 速率及相对分子质量比溶液聚合 要高一些，杂质含量比乳液聚合 低，后处理比溶液聚合和乳液聚 合简单，生产成本较低，三废较 少，粒料树脂可直接用于加工。 由于反应单体有刺激性气味，请 全程在通风橱中操作，注意佩戴 防护口罩。 主要仪器设备：三颈瓶聚合 装置，恒温水浴。 重点 理解悬浮聚合的反应原理、配方和各 组分之间的作用。 难点 掌握悬浮聚合操作，理解单体在聚合 过程中的变化。 实验类型 □设计 □√ 验证 □综合 □演示 实验性质 □√ 必做 □选做 实 验 五 实验项目 名称 甲基丙烯酸甲酯铸板聚合（4 学时） 基本要求 熟悉用本体聚合法制备有机玻璃板的 原理和方法，了解自动加速效应对本 体聚合反应的影响。 支撑课程目标 1、2、3 自由基本体聚合的主要特点 是聚合过程中无其他反应介质， 因此工艺过程简单，产品纯度高， 省去回收工序。但聚合后期粘度 高，反应热大，并且不易被及时 排除，容易发生爆聚现象。为了 获得透明度高、分子量大、无气 泡的有机玻璃板材，通常采用三 步聚合浇注工艺过程。由于反应 单体有刺激性气味，请全程在通 风橱中操作，注意佩戴防护口罩。 主要仪器设备：三颈瓶聚合 装置，恒温水浴，玻璃模具。 重点 理解用本体聚合法制备有机玻璃板的 原理和方法。 难点 掌握自动加速效应对本体聚合反应的 影响。 实验类型 □设计 □√ 验证 □综合 □演示 实验性质 □√ 必做 □选做 实 验 六 实验项目 名称 单体浇铸尼龙（MC 尼龙）（4 学时） 基本要求 了解高聚物的浇铸成型，掌握己内酰 胺的快速浇铸成型方法及简单原理。 支撑支撑课程目标 1、2、3 单体浇铸尼龙又称 MC 尼龙。 由于制备过程工艺设备简单，聚 合速度快，产品的机械性能和热