《高聚物近代测试》教学大纲.docx

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1、高聚物近代测试教学大纲-正文内容开始- PAGE PAGE5 高聚物近代测试课程教学大纲 课程代码：MMEN3006 课程类别：通识教育课程（或大类基础课程、专业教学课程、全校性任意选修课程等） 授课对象：高分子材料科学与工程专业 开课学期：春季 学分：2 学分 指定教材：杨万泰 主编，聚合物材料表征与测试，中国轻工业出版社，2022年7月 一、教学目的： 本课程主要介绍各种光谱分析（紫外光谱、荧光光谱、红外光谱、激光拉曼光谱）、核磁共振与电子顺磁共振波谱法、气相色谱法与反气相色谱法、高聚物的热解分析、热分析（DTA、DSC、TG）、聚合物的热力学分析、分子量分布的测定、高聚物的透射电子显微术

2、及扫描电子显微术、电子衍射及其在聚合物结构研究中的应用等内容。通过该课程使学生了解并掌握高聚物各种测试方法的测试原理、制样技术、图谱解析法、结果分析与处理等方法以及它们在高聚物研究领域的具体应用，以便为今后的研究工作奠定扎实的基础。 二、课程内容 第一章 绪论 教学内容 高聚物结构和形态的特点 教学要点：高聚物聚集态的结构 高聚物的状态及其行为 教学要点：高聚物分子运动所表现的状态特点 第三节高聚物结构和性能测定方法概述 一、高聚物结构的测定方法 二、高聚物分子运动（转变与松弛）的测定 三、高聚物性能的测定 教学要点：高聚物结构与性能测定方法分类 红外光谱 教学内容 基本概念 教学要点：红外光

3、谱的范围，基本原理，表示方法，基团特征频率，聚合物红外光谱的特点。 制样方法 教学要点：溶液流延膜发、热压薄膜法、溴化钾压片法、溴化钾涂膜法、液体池法 影响吸收带位移和谱图质量的因素 教学要点：影响吸收谱带位移的外部因素和内部因素；影响质量谱图的仪器及环境因素。 解析红外谱图的三个基本要素 教学要点：谱带位置、谱带的形状、谱带的强度 傅立叶变换红外光谱仪 教学要点：傅立叶红外变化红外光谱仪工作原理 红外光谱在聚合物结构分析中的应用 教学要点：定性分析、混合物的分离与分析、定量测定高聚物的链结构、在聚合物反应研究中的应用 激光拉曼散射光谱法 教学内容 基本概念 教学要点：拉曼散射、拉曼位移，拉曼

4、光谱与红外光谱的比较 实验方法 教学要点：仪器组成及样品放置 拉曼光谱在聚合物结构研究中的应用 教学要点：拉曼光谱的选择定则与高分子构象，高分子的红外二向色性及拉曼去偏振度，聚合物形变及生物大分子的拉曼光谱研究 紫外光谱 教学内容 概述 教学要点：电子跃迁的方式，吸收带的类型，生色基与助色基，谱图解析步骤 紫外光谱仪 教学要点：仪器结构、测试原理、谱图表示方法、吸光系数与吸光度 紫外光谱在高分子结构研究中的应用 教学要点：定性分析、定量分析、聚合物反应动力学研究 核磁共振谱 教学内容 概述 教学要点：原子核的磁矩与自旋角动量、拉莫尔进动、核磁共振 核磁共振仪 教学要点：核磁共振仪结构、测试原理

5、 1H核磁共振波谱 教学要点：屏蔽作用与化学位移、耦合常数、谱图的表示方法、影响化学位移的主要因素、谱图解析实例 13C 教学要点：13C-NMR与1H-NMR的比较，谱图解析 高分辨1H-NMR在高分子结构研究中的应用 教学要点：高分子材料的定性鉴别，共聚物组成的测定几何异构体的测定，共聚物序列结构的研究 13CNMR在高分子结构研究中的应用 教学要点：高分子材料的定性鉴别，高分子立体规整性的测定，支化结构的研究，键接方式的研究 质谱 教学内容 概述 教学要点：质谱分析方法的特点，质谱中的离子，判断分子离子峰的办法 质谱仪 教学要点：质谱仪的结构，测试原理 质谱图的表示和解释方法 教学要点：

6、质谱的表示方法，解释质谱图的一般方法 第七章X射线法 教学内容 大角X射线衍射法 教学要点：基本原理，多晶X射线衍射方法，多晶X射线衍射方法在高聚物中的应用 小角X射线衍射法 教学要点：基本原理，应用 第八章数据相对分子质量的测定 教学内容 端基滴定法 教学要点：测试原理，影响因素 冰点降低法 教学要点：测试原理，实验仪器及测试，影响因素 蒸汽压下降法 教学要点：测试原理，实验仪器及测试，影响因素 膜渗透压法 测试原理，实验仪器，影响因素 光散射法测定质均相对分子量 教学内容 基本原理 教学要点：测试原理 仪器结构及影响因素 教学要点：仪器结构及测试方法，影响因素 光散射法的应用 教学要点：测

7、定绝对质均相对分子量和第二维利系数，测定聚合物的均方末端距，与GPC联机使用，黏度方程中参数的确定，测定聚合物的组成 黏度法测定聚合物相对分子量 教学内容 基本原理 教学要点：基本原理 粘度计的基本结构及影响因素 教学要点：粘度计的基本结构及测量，影响因素 黏度法的应用 教学要点：测定聚合物的支化度，研究分子链尺寸 第十一章凝胶渗透色谱 教学内容 GPC的基本原理 教学要点：GPC的基本原理 凝胶渗透色谱仪的基本结构 教学要点：GPC的基本结构：泵系统、进样系统、加热恒温系统、分离系统、检测系统 样品制备方法 教学要点：样品的制备方法：干燥、样品浓度、溶解时间、过滤 数据处理方法 教学要点：建

8、立校正曲线，计算相对分子质量和相对分子质量分布，普适校正 GPC的应用 教学要点：测定聚合物相对分子质量及分布，GPC积分曲线，聚合物中助剂的测定，制备窄分布聚合物，研究支化聚合物，多组分含量样品分析，聚合物反应及动力学研究，弹性体中双键分布的分析 第十二章差示扫描量热法和差热分析法 教学内容 DSC和DTA基本原理 教学要点：DTA和DSC基本原理 实验技术 教学要点：试样制备，基线、温度和热量的校正，主要影响因素，熔点和玻璃化转变温度的确定 应用 教学要点：聚合物玻璃化转变的确定，聚合物熔融/结晶转变的研究，对多组分聚合物的研究，聚合物化学转变研究 第十三章热重分析 教学内容 热重分析仪T

9、G基本原理 教学要点：基本原理 实验技术 教学要点：试样量和试样皿，升温速率，气氛的影响，挥发物的冷凝，浮力，TG失重曲线的处理和计算。 应用 教学要点：聚合物热稳定性的评价，组成的剖析，用热重法研究聚合物固化，用热重法研究聚合物中添加剂的作用及聚合物降解反应动力学， 第十四章动态力学热分析 教学内容 动态力学分析基础 教学要点：材料的黏弹性，静态黏弹性和动态黏弹性，动态力学性能测试原理 动态力学分析技术 教学要点：自由振动，强迫振动，强迫非共振法 动态力学分析方法在聚合物研究中的应用 教学要点：动态理学温度扫描，动态力学频率扫描，动态力学时间扫描 第十五章旋转式流变仪 教学内容 仪器结构与原

10、理 教学要点：同轴圆筒粘度计，平行平板粘度计，椎板粘度计，门尼粘度计 应用 教学要点：聚合物黏度对温度变化，法向应力差的确定 第十六章毛细管黏度计 教学内容 仪器结构组成及原理 教学要点：仪器结构及原理 实验技术 教学要点：样品要求，影响因素 毛细管流变仪的应用 教学要点：指导合成，研究添加剂对原材料流变性能的影响，聚合物黏弹性的研究，研究不同材料对温度的敏感性，剪切诱导结晶与压力突增现象 第十七章相对流变仪装有混合器测量头的转矩流变仪 教学内容 仪器结构及原理 教学要点：仪器结构，旋转流变仪的原理 实验技术 教学要点：试样制备，影响因素 转矩流变仪的应用 教学要点：研究添加剂对原料性能的改善

11、，测试聚合物耐热性及耐剪切稳定性，增塑剂吸收情况的研究等 第十八章光学显微镜法 教学内容 光学显微镜的结构原理 教学要点：偏光显微镜结构及原理，相差显微镜的结构及原理 样品的制备技术 教学要点：热压制膜，溶液浇铸制膜，切片，打磨 光学显微镜在高分子结构研究中的应用 教学要点：偏光显微镜研究聚合物结晶过程、成核、球晶大小等应用 第十九章电子显微镜法 教学内容 基本原理 教学要点：电子与试样相互作用产生的各种信息，透射电镜的基本原理，扫描电镜基本原理 样品制备技术 教学要点：样品的基本要求，SEM的一般制样方法，TEM的一般制样方法 电子显微镜在高分子结构研究中的应用 教学要点：观察聚合物聚集态结

12、构，研究聚合物多相复合体系等 第二十章原子力显微镜在聚合物领域中的应用 教学内容 研究聚合物的结晶过程及结晶形貌 教学要点：研究聚合物球晶在结构和形态上的演变过程 观察聚合物膜表面的形貌 教学要点：研究聚合物表面形貌 研究聚合物单链的导电性能 教学要点：研究单链导电分子的导电性 研究聚合物纳米复合材料 教学要点：研究聚合物纳米复合材料的，提供相图等 三、各章课时分配表 章序号 章内容 学时数 第一章 绪论 1 第二章 红外光谱 3 第三章 激光拉曼散射光谱 2 第四章 紫外光谱 1 第五章 核磁共振谱 2 第六章 质谱 1 第七章 X射线法 3 第八章 数均相对分子质量的测定 1 第九章 光散

13、射法测定质均相对分子质量 1 第十章 黏度法测定聚合物相对分子量 1 第十一章 凝胶渗透色谱 2 第十二章 差示扫描量热法和差热分析法 3 第十三章 热重分析 2 第十四章 动态力学热分析 4 第十五章 旋转式流变仪 1 第十六章 毛细管黏度计 1 第十七章 相对流变仪装有混合器测量头的转矩流变仪 1 第十八掌 光学显微镜法 2 第十九章 电子显微镜法 3 第二十章 原子力显微镜在聚合物领域中的应用 1 总计 36 以上内容根据实际情况可机动调节 参考书目 吴刚 编材料结构表征及应用, 化学工业出版社，2022年1月 王培铭，许乾慰 著,材料研究方法，科学出版社,2022年1月 王富耻 主编，材料现代分析测试技术，北京理工大学出版社，2022年1月 黄新民主编，材料分析测试方法，国防工业出版社，2022年1月 常铁军 刘喜军 主编，材料近代分析测试方法，哈尔滨工业大学出版社，2022年8月 第16页 共16页第 16 页 共 16 页第 16 页 共 16 页第 16 页 共 16 页第 16 页 共 16 页第 16 页 共 16 页第 16 页 共 16 页第 16 页 共 16 页第 16 页 共 16 页第 16 页 共 16 页第 16 页 共 16 页