《高分子物理与化学 A1》教学大纲 Polymer Physics and Chemistry A1 课程编号：B04011011 课程名称：高分子物理与化学 A1 英文名称：Polymer Physics and Chemistry A1 课程性质：专业选修课 学时/学分：48 / 3 考核方式：闭卷考试 选用教材：《高分子化学》第五版 潘祖仁 化学工业出版社，2011 先修课程：有机化学 后继课程：高分子物理与化学 A2 适用专业及层次：材料化学，本科 大纲执笔人：刘鲁梅 大纲审核人：隋凝 一、教学目标 通过本课程的学习，使学生具备下列能力： 1.掌握两大缩聚反应的特点及工业生产工艺的控制方式 2.掌握四大连锁聚合单体、引发剂及工业生产工艺的控制方式 3.能够根据高分子结构选择单体并进行聚合过程控制 二、课程目标与毕业要求的对应关系（表格可以扩展） 毕业要求 指标点 课程目标 掌握材料合成与制 备的基本理论、基础 知识和基本技能。 掌握材料合成与制备的基本方法与 原理。 1.掌握两大缩聚反应的特点 及工业生产工艺的控制方 式 初步具有运用材料合成与制备、材 料结构及结构表征的基本方法、基 本理论等分析具体问题的能力。 1.掌握两大缩聚反应的特点 及工业生产工艺的控制方 式 2.掌握四大连锁聚合单体、 引发剂及工业生产工艺的 控制方式
掌握材料组成、工艺、结构、性能关 系 2.掌握四大连锁聚合单体、 引发剂及工业生产工艺的 控制方式 3.能够根据高分子结构选择 单体并进行聚合过程控制 具有综合运用所学专业知识分析并 解决生产应用中实际问题的初步能 力 2.掌握四大连锁聚合单体、 引发剂及工业生产工艺的 控制方式 3.能够根据高分子结构选择 单体并进行聚合过程控制 三、教学基本内容 第一章：绪论（支撑课程目标1） 第一节 高分子的基本概念 第二节 聚合物的分类与命名 第三节 聚合反应 第四节 分子量及其分布 第五节 大分子微结构 第六节 高分子化学发展简史 第二章：逐步聚合（支撑课程目标1、2） 第一节 引言 第二节 缩聚反应 第三节 线形缩聚反应的机理 第四节 线形缩聚动力学 第五节 线形缩聚物的聚合度 第六节 体形缩聚和凝胶化 第七节 缩聚的实施方法 第八节 重要缩聚物 要求学生：掌握线性缩聚反应和体型缩聚反应的特点、官能度、线性缩聚和体型缩聚的预测、缩 聚反应特点及具体应用实例。 第三章 自由基聚合（支撑课程目标 1、2） 第一节 引言 第二节 聚合热力学 第三节 单体对聚合机理的选择 第四节 自由基聚合机理 第五节 引发过程 第六节 聚合速率 第七节 链转移反应 第八节 阻聚和缓聚 第九节 动力学链长和聚合度 要求学生：掌握自由基聚合的反应机理、自由基聚合的引发作用、自由基聚合速率和反应动力学、 自由基聚合的动力学链长和平均聚合度、阻聚与缓聚。 第四章 自由基共聚合（支撑课程目标 1、2）
第一节 引言 第二节 二元共聚物的组成 第三节 竞聚率 第四节 单体和自由基的活性 第五节 Q-e 概念 要求学生：掌握共聚物的种类、共聚合的作用和意义，自由基共聚物组成方程的推导，自由基聚 合竞聚率的定义及共聚方程。 第五章 聚合方法（支撑课程目标 2、3） 第一节 引言 第二节 本体聚合 第三节 溶液聚合 第四节 悬浮聚合 第五节 乳液聚合 要求学生：掌握连锁聚合的四种实施方法的优点和缺点，了解聚合方法的应用实例。 第六章 离子聚合（支撑课程目标 2、3） 第一节 引言 第二节 阴离子聚合 1、阴离子聚合的烯类单体 2、阴离子聚合引发剂和引发反应 3、活性阴离子聚合机理 第三节 阳离子聚合 1、阳离子聚合的烯类单体 2、阳离子聚合引发体系和引发作用 3、阳离子聚合机理 4、影响阳离子聚合的因素 第四节 离子聚合和自由基聚合的比较 要求学生：掌握离子聚合的单体、引发体系、反应机理、动力学、应用以及离子聚合与自由基聚 合的特点对比。 第七章 配位聚合（支撑课程目标 2、3） 第一节 引言 第二节 聚合物的立体异构现象 第三节 Ziegler-Natta 引发剂 要求学生：掌握配位聚合的概念、引发剂、立构规整度、配位聚合的具体实施方法。 第八章 开环聚合（支撑课程目标 2、3） 第一节 环烷烃开环聚合热力学 第二节 杂环开环聚合机理和动力学特征 第三节 开环聚合实例 要求学生：掌握开环聚合的概念、单体活性的影响因素、开环聚合的具体实例。 第九章 聚合物的化学反应（支撑课程目标 2、3） 第一节 聚合物基团反应的特征 第二节 聚合物的基团反应 第三节 功能高分子 第四节 接枝与嵌段 第五节 交联
第六节 降解和老化 要求学生：掌握高分子官能团反应特点、聚合物主链和侧基的反应、聚合物的老化与降解。 四、教学重点与难点 第一章：绪论（支撑课程目标1） 教学重点： 1、了解聚合物的物理状态和主要性能 2、了解高分子科学及其工业发展历史和前景 3、掌握高分子化合物的基本概念、分类及命名原则 4、掌握聚合物的平均分子量、分子量分布、大分子微结构等基本概念 教学难点：聚合反应的特征及高分子命名；平均分子量的计算 第二章：逐步聚合（支撑课程目标1、2） 教学重点： 1、基本概念：缩合反应；官能团；官能度；逐步聚合（缩聚反应）；体型缩聚等 2、线型缩聚反应产物聚合度与反应程度、小分子含量的关系；线型缩聚反应分子量常见控制方式 3、体型缩聚的反应特点及工业生产工艺 4、线型缩聚反应的常见实施方式 5、常见缩聚反应物 教学难点：线型缩聚反应的产物聚合度与反应程度、小分子副产物的定量关系；线型缩聚物聚合度的 控制方式 第三章 自由基聚合（支撑课程目标 1、2） 教学重点： 1、基本概念如自动加速现象、凝胶效应、动力学链长等 2、单体结构与聚合能力及聚合类型的关系 3、主要引发剂类型、引发机理及常见引发剂引发方程 4、自由基聚合反应机理(基元反应 ) 及特征 5、聚合速率及影响因素 (自由基聚合微观动力学：自由基聚合低转化率动力学及影响聚合速率的因 素；高转化率下的自动加速现象及其产生原因) 6、聚合度及影响因素 7、链转移反应和阻聚剂 教学难点：自由基聚合反应的动力学推导假定、推导过程及动力学链长的推导；根据动力学方程计 算聚合参数，选择适当方法控制反应进程 第四章 自由基共聚合（支撑课程目标 1、2） 教学重点： 1、掌握二元共聚物瞬时组成与单体组成的关系；竞聚率的意义；典型的共聚物瞬时组成曲线类型 以及共聚物组成与转化率的关系
2、掌握共聚物组成均一性的控制方法；自由基及单体的活性与取代基的关系以及对反应速率的影 响 3、运用 Q-e 概念判断共聚行为 教学难点：自由基共聚合的聚合反应动力学推导假定、推导过程；竞聚率的定义和应用；针对不 同共聚体系选择适当的共聚组成控制方法 第五章 聚合方法（支撑课程目标 2、3） 教学重点： 1、掌握本体、溶液、悬浮、乳液聚合体系组成；以及本体、溶液、悬浮、乳液聚合的特点 2、掌握经典乳液聚合的机理 3、学习一些典型聚合物的聚合方法 教学难点：各类聚合反应的差异点及应用场合 第六章 离子聚合（支撑课程目标 2、3） 教学重点： 1、掌握阴、阳离子聚合的单体与引发剂及其相互间的匹配 2、掌握阴阳离子聚合反应特点 3、运用计量聚合进行简单计算 4、掌握几种典型的离子聚合反应体系的组成与聚合条件 教学难点：阳离子引发体系的引发反应方程，阳离子聚合的终止方式；阴离子引发体系的引发反 应方程，阴离子聚合的特点。 第七章 配位聚合（支撑课程目标 2、3） 教学重点： 1、配位聚合、定向聚合、等规度等基本概念 2、掌握聚合物的立体异构现象 3、Ziegler-Natta 催化体系的组成 教学难点：配位引发体系的引发反应方程，配位聚合的特点 第八章 开环聚合（支撑课程目标 2、3） 教学重点：开环聚合单体及影响单体聚合活性的因素 教学难点：开环聚合实例 第九章 聚合物的化学反应（支撑课程目标 2、3） 教学重点： 1、掌握聚合物化学反应特点，聚合物化学反应的活性及其影响因素；聚合物的相似转变、接枝、扩 链、交联反应原理 2、掌握高分子的降解、老化及防老化原理 教学难点：聚合物化学反应机理探讨 五、教学建议进度 第一章 绪 论（4学时）