西安交通大学高分子材料学课程教学大纲 一、课程基本信息 课程名称 高分子材料学 Polymeric Materials 课程编号 MATL501302 课程学分 2 总学时 32 学时分配 理论: 32 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，材料科学基础 教材、参考 书及其他 资料 使用教材： [1] 王慧敏. 高分子材料概论(第二版). 北京: 中国石化出版社, 2010.8 参考教材： [1] 高长有. 高分子材料概论. 北京：化学工业出版社, 2018. 9 [2] 黄丽. 高分子材料(第三版). 北京: 化学工业出版社, 2010.1 二、课程目标及学生应达到的能力 2.1 课程的基本要求 本课程基于高分子化学和物理等课程的基础理论和专业知识，以高分子材料 多级结构与性能间构效关系为中心，为学生系统介绍高分子材料种类、分子链/ 相结构与材料性能关系、成分设计与改性、制备技术等相关理论和工程知识。重 点培养学生利用理论知识解决复杂工程问题的能力，使学生能根据实际工程应用 需求，通过成分配方和制备工艺设计获得可行的技术方案，以满足工程实际对高 分子材料性能和微观结构的要求。 在课程教学中，不仅要讲授塑料、橡胶、纤维、涂料、粘合剂和无机高分子 材料等方面的基础理论，还要介绍上述材料的分子结构、配方和工艺设计以及工 程应用。使学生掌握每类高分子材料链结构、微观相结构、制备工艺和宏观性能 等间的内在联系，能够根据具体工程应用需求，具备选择、设计、分析和应用高
分子材料的初步能力。通过课堂讨论/作业，强化学生对关键知识点如高分子尺 寸、塑料强韧化机制、相容性、橡胶配方设计、纤维微观结构等的理解和掌握程 度。通过设置特定工程应用需求案例，让学生进行文献调研，结合已学专业理论 知识，设计出一整套的可行的成分配方、改性原理和制备工艺方案，培养学生针 分析和解决复杂工程问题的能力，以建立起终身学习的能力和主动适应社会发展 的意识。采用学生分组协作形式，让每个小组针对某一高分子前沿领域进行总结， 以 PPT 形式汇报，培养学生文献调研能力和自主学习能力，以及专业沟通交流 能力。 2.2 课程的目标及学生应该达到的具体能力 1 工程知识 通过本课程的学习，学生应了解高分子材料科学与工程的基本内涵、研究 对象和重要作用，掌握高分子材料的基本概念、材料类型、链/相结构与材料宏 观性能间关系，掌握工程应用中常见塑料、橡胶、纤维等高分子材料的原材料 选材依据、成分设计与改性原理、制备工艺流程等，了解不同种类高分子材料 的制备工艺，具有从事高分子材料与工艺研究与开发的基础知识和能力。 1-4：具备综合应用数学、自然科学、工程基础及材料科学基础、材料工程 基础、材料研究方法、材料性能等专业知识的能力，用于解决材料领域的复杂工 程问题。 2 复杂工程问题分析能力 具有利用高分子材料科学与工程的基础理论和专门知识，对高分子材料工程 实际中涉及复杂工程问题进行分析的能力。能够根据高分子材料化学成分、元素 构成、多级结构、合成与改性原理，以及制备工艺与材料宏观性能间内在联系， 提出基于不同种类高分子材料配方和制备工艺的解决方案和技术手段，获得有效 结论。 支撑毕业要求指标点 2-3：通过所学专业知识结合文献研究，分析复杂工程 问题中材料成分-工艺-组织-性能之间的相互关系，对比多种解决方案和路径， 获得有效结论。 3 材料与工艺设计与创新能力 根据工程实际中高分子材料服役条件，选择合适的高分子材料体系及与之匹 配的制备工艺方法，在此过程中应体现创新意识，并能考虑社会、健康、安全、 法律、文化和环境等因素。 支撑毕业要求指标点 3-3：针对材料领域的复杂工程问题，寻求合适的材料 系统或工艺流程，在设计环节中体现创新意识，并能考虑社会、健康、安全、法 律、文化及环境等因素
4 与同行沟通交流能力 培养学生与业界同行及社会公众的沟通与交流能力，能够针对高分子材料领 域复杂工程问题，阐明问题背景、发展现状、解决方案及措施效果等内容，并能 与同学或小组成员有效交流沟通。 支撑毕业要求指标点 10-3：能够就材料领域的复杂工程问题与业界同行及 社会公众进行有效沟通和交流。 5 终身学习与适应社会发展的能力 通过课堂讨论/作业、高分子材料领域前沿问题专题汇报等环节，了解相关知 识点的最新进展，培养学生的主动学习意识和终身学习的能力。 支撑毕业要求指标点 12-1：了解材料领域的发展趋势和科学前沿，以及最 新的材料科学研究成果。能认识不断学习和探索的必要性，具有自主学习和终生 学习的意识。 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 M 课程目标 2 M 课程目标 3 M 课程目标 4 M 课程目标 5 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 序号 章节名称 知识点 参考 学时 1 第一章 绪论 1.1 高分子发展简史 1.2 高分子基本知识回顾 1.3 高分子材料现状 1.4 高分子材料科学基本任务 1.5 高分子材料的主要性能 1.6 高分子材料发展趋势 高分子材料发展简史、高分子材 料基本概念、性能特点及用途等 4 2 第二章 塑料 2.1 塑料基本知识 2.2 塑料改性原理 2.3 通用塑料 2.4 工程塑料与特种工程塑料 2.5 塑料成型与加工 塑料基本知识、塑料改性原理、 通用塑料、工程塑料与特种工程 塑料、塑料成型与加工等 10 3 第三章 橡胶 3.1 橡胶基本知识 橡胶概念、制备、结构与性能， 典型种类橡胶的结构、性能及应 4
3.2 生胶与橡胶 用等 4 第四章 纤维 4.1 引言 4.2 纤维形态与结构 4.3 天然纤维 4.4 人造纤维 4.5 合成纤维 4.6 高性能合成纤维 纤维概念、种类、制备工艺、结 构与性能、用途等 4 5 第五章 粘合剂与涂料 5.1 胶接基本知识 5.2 主要胶粘剂及固化机制 5.3 涂料简介 5.4 涂料组成及作用 5.5 膜形成及稳定性 5.6 主要涂料种类及溶剂等 粘合剂和涂料种类、制备、作用 原理及选用原则，主要胶粘剂和 涂料种类、性能、改性方法等 6 6 第六章 聚合物陶瓷化 6.1 聚合物先驱体及陶瓷化 6.2 无机高分子 先驱体高分子制备、陶瓷化工艺 过程、无机高分子等 2 7 第七章 聚合物降解与老化 7.1 聚合物降解类型及机制 7.2 聚合物老化及防老化 聚合物降解和老化类型、机制及 调节方法等 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 主要介绍高分子材料概念、高分子科学 内涵、高分子材料发展历程、高分子材 料多级结构与性能特点间关系及在实际 应用概况等。 4 授课 了解高分子材料发展简史，熟悉高分子材料多级结构与性能 间关系，掌握高分子材料主要优缺点、结构和性能与其他材 料区别，理解根据实际应用环境选择材料等的原则等，增强 专业方向的学习兴趣和专业归属感。 课程目标 1 课程目标 5 第二章 塑料及改性基本知识，增强增韧阻燃等 改性原理，通用、工程和特种塑料结构 与性能，以及塑料成型加工主要工艺等。 10 授课 自学 学生应掌握塑料内涵，主要塑料种类的化学结构、基本性质 及其内在联系，主要改性方法、原理及实施过程，根据实际 应用需求，运用高分子多级结构、改性成分与材料性能关系 等知识点，初步具有塑料设计能力。 课程目标 1 课程目标 2 课程目标 3 课程目标 4 第三章 橡胶相关的基本概念、性能特点及指标， 橡胶工艺原理，常见橡胶类型及橡胶结 构、改性及应用等。 4 授课 自学 学生应掌握橡胶中涉及的生胶、硫化胶等基本概念，橡胶配 合体系、加工工艺以及材料结构性质特点与指标参数等，熟 悉典型橡胶的结构与性能间关系与调控方法。 课程目标 1 课程目标 2 课程目标 3 第四章 纤维定义、分类、发展历程，成纤聚合 物性能特点与纤维主要性能指标，纤维 生产工艺流程及对结构影响，不同种类 纤维形态与结构，聚酰胺、聚酯及特种 纤维等合成纤维的结构、性能及应用等。 4 授课 自学 学生应掌握纤维涉及支数等概念和纤维类别，成纤聚合物性 能要求，纤维制备常用工艺和口模结构对纤维结构和性能如 回弹性等的影响，纤维微观结构与宏观性能间关系，以及聚 酰胺、聚酯、特种纤维等的结构特征及应用环境，熟悉并能 解释纤维原料、制备工艺、微观结构和功能性等之间的关系。 课程目标 1 课程目标 2 课程目标 3 第五章 粘合剂和涂料涵义、分类、常规组成， 粘合剂胶接机制及影响因素，胶粘剂选 用原则，环氧等粘合剂结构、固化机制、 固化剂种类及固化物特性、胶合剂增韧 改性等，粘合剂复合原则等。涂料发展 简史，涂料作用、涂料组成及各成分作 用、分类，常用涂料的老化和防老化， 聚氨酯、丙烯酸酯、醇酸树脂、高固含 6 授课 讨论（自 学） 学生应熟悉粘合剂和涂料的涵义、分类、基本组成以及应用 领域；掌握粘合剂粘接原理，不同种类粘合剂化学结构、主 要性能特点、固化机制、固化剂对性能影响及改性方法；掌 握涂料与粘合剂的区别与联系，典型涂料种类、化学结构、 涂料成分构成及各自作用、涂料结构与应用环境关系等。通 过对专题讨论内容的文献调研和自学环节，强化学生自主学 习和终身学习能力；通过课堂讨论，锻炼学生学术交流与表 达的能力。 课程目标 1 课程目标 4 课程目标 5