《高聚物近代測試》教學大綱

1、高聚物近代測試課程教學大綱課程代碼：MMEN3006課程類別：通識教育課程（或大類基礎課程、專業(yè)教學課程、全校性任意選修課程等）授課對象：高分子材料科學與工程專業(yè)開課學期：春季學 分：2 學分指定教材：楊萬泰 主編，聚合物材料表征與測試，中國輕工業(yè)出版社，2008年7月一、教學目的：本課程主要介紹各種光譜分析（紫外光譜、熒光光譜、紅外光譜、激光拉曼光譜）、核磁共振與電子順磁共振波譜法、氣相色譜法與反氣相色譜法、高聚物的熱解分析、熱分析（DTA、DSC、TG）、聚合物的熱力學分析、分子量分布的測定、高聚物的透射電子顯微術及掃描電子顯微術、電子衍射及其在聚合物結構研究中的應用等內容。通過該課程使學

2、生了解并掌握高聚物各種測試方法的測試原理、制樣技術、圖譜解析法、結果分析與處理等方法以及它們在高聚物研究領域的具體應用，以便為今后的研究工作奠定扎實的基礎。 二、課程內容第一章 緒論教學內容第一節(jié) 高聚物結構和形態(tài)的特點教學要點：高聚物聚集態(tài)的結構第二節(jié) 高聚物的狀態(tài)及其行為教學要點：高聚物分子運動所表現(xiàn)的狀態(tài)特點第三節(jié) 高聚物結構和性能測定方法概述 一、高聚物結構的測定方法 二、高聚物分子運動（轉變與松弛）的測定 三、高聚物性能的測定教學要點：高聚物結構與性能測定方法分類第二章 紅外光譜教學內容第一節(jié) 基本概念教學要點：紅外光譜的范圍，基本原理，表示方法，基團特征頻率，聚合物紅外光譜的特點。

3、第二節(jié) 制樣方法教學要點：溶液流延膜發(fā)、熱壓薄膜法、溴化鉀壓片法、溴化鉀涂膜法、液體池法第三節(jié) 影響吸收帶位移和譜圖質量的因素教學要點：影響吸收譜帶位移的外部因素和內部因素；影響質量譜圖的儀器及環(huán)境因素。第四節(jié) 解析紅外譜圖的三個基本要素教學要點：譜帶位置、譜帶的形狀、譜帶的強度第五節(jié) 傅立葉變換紅外光譜儀教學要點：傅立葉紅外變化紅外光譜儀工作原理第六節(jié) 紅外光譜在聚合物結構分析中的應用教學要點：定性分析、混合物的分離與分析、定量測定高聚物的鏈結構、在聚合物反應研究中的應用第三章 激光拉曼散射光譜法教學內容第一節(jié) 基本概念教學要點：拉曼散射、拉曼位移，拉曼光譜與紅外光譜的比較第二節(jié) 實驗方法教

4、學要點：儀器組成及樣品放置第三節(jié) 拉曼光譜在聚合物結構研究中的應用教學要點：拉曼光譜的選擇定則與高分子構象，高分子的紅外二向色性及拉曼去偏振度，聚合物形變及生物大分子的拉曼光譜研究第四章 紫外光譜教學內容第一節(jié) 概述教學要點：電子躍遷的方式，吸收帶的類型，生色基與助色基，譜圖解析步驟第二節(jié) 紫外光譜儀教學要點：儀器結構、測試原理、譜圖表示方法、吸光系數(shù)與吸光度第三節(jié) 紫外光譜在高分子結構研究中的應用教學要點：定性分析、定量分析、聚合物反應動力學研究第五章 核磁共振譜教學內容第一節(jié) 概述教學要點：原子核的磁矩與自旋角動量、拉莫爾進動、核磁共振第二節(jié) 核磁共振儀教學要點：核磁共振儀結構、測試原理第

5、三節(jié) 1H核磁共振波譜教學要點：屏蔽作用與化學位移、耦合常數(shù)、譜圖的表示方法、影響化學位移的主要因素、譜圖解析實例第四節(jié) 13C核磁共振波譜教學要點：13C-NMR與1H-NMR的比較，譜圖解析第五節(jié) 高分辨1H-NMR在高分子結構研究中的應用教學要點：高分子材料的定性鑒別，共聚物組成的測定幾何異構體的測定，共聚物序列結構的研究第六節(jié) 13CNMR在高分子結構研究中的應用教學要點：高分子材料的定性鑒別，高分子立體規(guī)整性的測定，支化結構的研究，鍵接方式的研究第六章 質譜教學內容第一節(jié) 概述教學要點：質譜分析方法的特點，質譜中的離子，判斷分子離子峰的辦法第二節(jié) 質譜儀教學要點：質譜儀的結構，測試原

6、理第三節(jié) 質譜圖的表示和解釋方法教學要點：質譜的表示方法，解釋質譜圖的一般方法第七章 X射線法教學內容第一節(jié) 大角X射線衍射法教學要點：基本原理，多晶X射線衍射方法，多晶X射線衍射方法在高聚物中的應用第二節(jié) 小角X射線衍射法教學要點：基本原理，應用第八章 數(shù)據(jù)相對分子質量的測定教學內容第一節(jié) 端基滴定法教學要點：測試原理，影響因素第二節(jié) 冰點降低法教學要點：測試原理，實驗儀器及測試，影響因素第三節(jié) 蒸汽壓下降法教學要點：測試原理，實驗儀器及測試，影響因素第四節(jié) 膜滲透壓法 測試原理，實驗儀器，影響因素第九章 光散射法測定質均相對分子量教學內容第一節(jié) 基本原理教學要點：測試原理第二節(jié) 儀器結構及

7、影響因素教學要點：儀器結構及測試方法，影響因素第三節(jié) 光散射法的應用教學要點：測定絕對質均相對分子量和第二維利系數(shù)，測定聚合物的均方末端距，與GPC聯(lián)機使用，黏度方程中參數(shù)的確定，測定聚合物的組成第十章 黏度法測定聚合物相對分子量教學內容第一節(jié) 基本原理教學要點：基本原理第二節(jié) 粘度計的基本結構及影響因素教學要點：粘度計的基本結構及測量，影響因素第三節(jié) 黏度法的應用教學要點：測定聚合物的支化度，研究分子鏈尺寸第十一章 凝膠滲透色譜教學內容第一節(jié) GPC的基本原理教學要點：GPC的基本原理第二節(jié) 凝膠滲透色譜儀的基本結構教學要點：GPC的基本結構：泵系統(tǒng)、進樣系統(tǒng)、加熱恒溫系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、檢測系

8、統(tǒng)第三節(jié) 樣品制備方法教學要點：樣品的制備方法：干燥、樣品濃度、溶解時間、過濾第四節(jié) 數(shù)據(jù)處理方法教學要點：建立校正曲線，計算相對分子質量和相對分子質量分布，普適校正第五節(jié) GPC的應用教學要點：測定聚合物相對分子質量及分布，GPC積分曲線，聚合物中助劑的測定，制備窄分布聚合物，研究支化聚合物，多組分含量樣品分析，聚合物反應及動力學研究，彈性體中雙鍵分布的分析第十二章 差示掃描量熱法和差熱分析法教學內容第一節(jié) DSC和DTA基本原理教學要點：DTA和DSC基本原理第二節(jié) 實驗技術教學要點：試樣制備，基線、溫度和熱量的校正，主要影響因素，熔點和玻璃化轉變溫度的確定第三節(jié) 應用教學要點：聚合物玻璃

9、化轉變的確定，聚合物熔融/結晶轉變的研究，對多組分聚合物的研究，聚合物化學轉變研究第十三章 熱重分析教學內容第一節(jié) 熱重分析儀TG基本原理教學要點：基本原理第二節(jié) 實驗技術教學要點：試樣量和試樣皿，升溫速率，氣氛的影響，揮發(fā)物的冷凝，浮力，TG失重曲線的處理和計算。第三節(jié) 應用教學要點：聚合物熱穩(wěn)定性的評價，組成的剖析，用熱重法研究聚合物固化，用熱重法研究聚合物中添加劑的作用及聚合物降解反應動力學，第十四章 動態(tài)力學熱分析教學內容第一節(jié) 動態(tài)力學分析基礎教學要點：材料的黏彈性，靜態(tài)黏彈性和動態(tài)黏彈性，動態(tài)力學性能測試原理第二節(jié) 動態(tài)力學分析技術教學要點：自由振動，強迫振動，強迫非共振法第三節(jié)

10、動態(tài)力學分析方法在聚合物研究中的應用教學要點：動態(tài)理學溫度掃描，動態(tài)力學頻率掃描，動態(tài)力學時間掃描第十五章 旋轉式流變儀教學內容第一節(jié) 儀器結構與原理教學要點：同軸圓筒粘度計，平行平板粘度計，椎板粘度計，門尼粘度計第二節(jié) 應用教學要點：聚合物黏度對溫度變化，法向應力差的確定第十六章 毛細管黏度計教學內容第一節(jié) 儀器結構組成及原理教學要點：儀器結構及原理第二節(jié) 實驗技術教學要點：樣品要求，影響因素第三節(jié) 毛細管流變儀的應用教學要點：指導合成，研究添加劑對原材料流變性能的影響，聚合物黏彈性的研究，研究不同材料對溫度的敏感性，剪切誘導結晶與壓力突增現(xiàn)象第十七章 相對流變儀裝有混合器測量頭的轉矩流變儀

11、教學內容第一節(jié) 儀器結構及原理教學要點：儀器結構，旋轉流變儀的原理第二節(jié) 實驗技術教學要點：試樣制備，影響因素第三節(jié) 轉矩流變儀的應用教學要點：研究添加劑對原料性能的改善，測試聚合物耐熱性及耐剪切穩(wěn)定性，增塑劑吸收情況的研究等第十八章 光學顯微鏡法教學內容第一節(jié) 光學顯微鏡的結構原理教學要點：偏光顯微鏡結構及原理，相差顯微鏡的結構及原理第二節(jié) 樣品的制備技術教學要點：熱壓制膜，溶液澆鑄制膜，切片，打磨第三節(jié) 光學顯微鏡在高分子結構研究中的應用教學要點：偏光顯微鏡研究聚合物結晶過程、成核、球晶大小等應用第十九章 電子顯微鏡法教學內容第一節(jié) 基本原理教學要點：電子與試樣相互作用產生的各種信息，透射

12、電鏡的基本原理，掃描電鏡基本原理第二節(jié) 樣品制備技術教學要點：樣品的基本要求，SEM的一般制樣方法，TEM的一般制樣方法第三節(jié) 電子顯微鏡在高分子結構研究中的應用教學要點：觀察聚合物聚集態(tài)結構，研究聚合物多相復合體系等第二十章 原子力顯微鏡在聚合物領域中的應用教學內容第一節(jié) 研究聚合物的結晶過程及結晶形貌教學要點：研究聚合物球晶在結構和形態(tài)上的演變過程第二節(jié) 觀察聚合物膜表面的形貌教學要點：研究聚合物表面形貌第三節(jié) 研究聚合物單鏈的導電性能教學要點：研究單鏈導電分子的導電性第四節(jié) 研究聚合物納米復合材料教學要點：研究聚合物納米復合材料的，提供相圖等三、各章課時分配表 章序號章內容學時數(shù)第一章緒論1第二章紅外光譜3第三章激光拉曼散射光譜2第四章紫外光譜1第五章核磁共振譜2第六章質譜1第七章X射線法3第八章數(shù)均相對分子質量的測定1第九章光散射法測定質均相對分子質量1第十章黏度法測定聚合物相對分子量1第十一章凝膠滲透色譜2第十二章差示掃描量熱法和差熱分析法3第十三章熱重分析2第十四章動態(tài)力學熱分析4第十五章旋轉式流變儀1第十六章毛細管黏度計1第十七章相對流變儀裝有混合器測量頭的轉矩流變儀1第十八掌光學顯微鏡法2第十九章電子顯微鏡法3第二十章原子力顯微鏡在聚合物領域中的應用1總 計36