《高分子化学实验》教学大纲
课程名称：高分子化学实验课程编号：050331037
课程类别：专业基础课课程性质：必修
适用专业：高分子材料与工程
适用教学计划版本：2017
实验（上机）计划学时：16
开课单位：材料科学与工程学院
一、大纲编写依据
1. 高分子材料与工程专业培养方案（2017版）；
2. 高分子材料科学与工程专业《高分子化学》理论教学大纲对实验环节的要求；
3. 近年来《高分子化学》的教学经验和现有的实验条件；
4.教学计划对学生工程实践能力培养的要求；
5.卓越工程师计划和CDIO工程教育培养模式的要求。
二、实验课程地位及相关课程的联系
1.《高分子化学》是高分子材料与工程专业基础课程；
2.本实验项目是《高分子化学》课程知识的运用；
3.本实验项目是理解和运用高分子化学课程中结构与性能的关系，合成过程对结构及性能的影响材料、分析检测手段以及对检测结果进行分析标定的基础；
4.本实验以《高等数学》、《物理化学》、《无机化学》、《有机化学》为先修课；
5.本实验为后续的创新周和毕业设计奠定实践基础。
三、实验目的、任务和要求
1.实验目的、任务
（1）巩固课堂教学，另一方面更是要增加学生的感性认识，从实验室各项操作入手提高动手能力，使学生将化学与物理的知识综合应用于高分子领域扩大知识面，启发创新思维。
（2）要求学生通过实验，独立地运用所学的基础理论和专业知识，巩固与加深对高分子科学基本理论的理解，并了解高分子性能表征的各分析测试原理、方法和仪器设备，分析影响测量精度和准确性的因素。
（3）通过实验使学生得到基本操作技能与综合应用的训练，培养学生综合评估和分析高分子材料生产、高分子材料改性及加工过程的能力；培养学生科学研究和科技开发能力；培养学生团队合作意识和较强的人际交往能力。
2.实验的要求
本实验要求学生综合掌握高分子化学的基本概念和理论，并运用相关知识自行设计实验方案。
通过本实验，要求学生做到：
（1）能够自行设计实验方案并撰写实验报告；
（2）学会常用高分子材料合成装置和高分子材料性能测试设备的使用，能够运用高分子材
料合成装置和高分子材料性能测试设备进行高分子材料合成工艺和高分子材料性能的测定；
（3）了解高分子材料合成工艺和高分子材料性能测定的方法，能够独立分析实验数据。
四、教学方法、教学形式、教学手段的特色
1.教学方法的特色
以学生为主体，自行操作完成实验；教师只进行指导和训练。
2.教学形式的特色
综合性实验特色：学生亲自动手操作。
设计性实验特色：课前查阅相关文献，进行文献综述，进行实验方案及实验工艺设计；课内按自行设计的方案及工艺进行实验，获得实验结果；课后进行分析和总结，撰写分析报告。
3.教学手段的特色
课上和课下相结合，学生自学与老师传授相结合。
五、实验内容和学时分配
实验一低含水量可发性酚醛树脂的合成工艺
1、实验目的：
了解缩聚反应的特点及反应条件对产物性能的影响。
2、实验要求：
学生预先预习，写出预先报告，经老师签字确认方可进行实验。
实验过程中老师讲解关键要点，并提出思考问题。
实验完毕后，学生记录实验数据，现象。
3、实验内容：
（1）酚醛树脂合成工艺
在水浴温度45-50℃时，加入苯酚、氢氧化钠水溶液，随即上调水浴温度至60℃，当水浴温度达到60℃就一次性加入计量的多聚甲醛，在60℃水浴温度下反应30分钟，上调水浴温度至65℃，在65℃水浴温度下反应1-2小时，再次上调水浴温度至70-75℃，在此温度下反应0.5-.5
小时，停止加热并冷却到室温。
测粘度后装入瓶中，为酚醛树脂发泡做好准备。
4、主要仪器设备及试剂：
1）250mL三口烧瓶，冷凝管，电动搅拌器，恒温水槽，温度计，量筒，烘箱等。
苯酚、多聚甲醛、氢氧化钠、有机硅油、正戊烷、酸固化剂。
实验二、可发性酚醛树脂的发泡工艺
1、实验目的：
了解缩聚反应的特点及反应条件对产物性能的影响。
2、实验要求：
学生预先预习，写出预先报告，经老师签字确认方可进行实验。
实验过程中老师讲解关键要点，并提出思考问题。
实验完毕后，学生记录实验数据，现象。
3、实验内容：
酚醛树脂和乳化剂搅拌混合5分钟，加入发泡剂搅拌混合3分钟左右，加入固化剂搅拌混合3分钟左右，然后把混合物放入恒温烘箱（60-65℃）中固化10-20分钟。
4、主要仪器设备及试剂：
1）250mL三口烧瓶，冷凝管，电动搅拌器，恒温水槽，温度计，量筒，烘箱等。
苯酚、多聚甲醛、氢氧化钠、有机硅油、正戊烷、酸固化剂。
实验三、有机玻璃板的制备及透光率的测定
1、实验目的：
了解本体聚合的原理，熟悉聚甲基丙烯酸甲酯有机玻璃的制备方法。
2、实验要求：
学生预先预习，写出预先报告，经老师签字确认方可进行实验。
实验过程中老师讲解关键要点，并提出思考问题。
实验完毕后，学生记录实验数据，现象。
3、实验内容：
(1)模具制备
将两片平板玻璃（150×150mm）洗净烘干，在玻璃片间垫好用玻璃纸包紧的胶管（4×1.5mm）围成方形并留出灌料口，然后用铁夹夹紧，备灌模用。
(2)预聚合反应
在250ml的三口瓶中安装搅拌器、冷凝管、温度计。
先加入47mgAIBN，再加入MMA100ml开动搅拌使AIBN溶解在单体中，加热水浴，当温度达到90℃时保温5分钟，然后使物料在80～85℃维持30分钟左右，观察粘度，当物料呈蜜糖状时，用冷水浴骤然降温至40℃以下终止反应并停止搅拌，将三口瓶中预聚物灌入已备好的模具中，封好灌料口。
(3)高温聚合反应
抽出垫条的模具在烘箱中继续缓慢升温到100℃，保温1.5小时后，烘箱停止加热，任其自然冷却到40℃以下，取出模具脱掉玻璃片即得光滑无色透明的有机玻璃板。
4、主要仪器设备及试剂：
1）100mL三口烧瓶，冷凝管，试管，恒温水槽，温度计，玻璃板（两块），橡皮条，721型分光光度计。
化学试剂：甲基丙烯酸甲酯（精制），偶氮二异丁腈。
实验四、醋酸乙烯乳液聚合
1、实验目的：
了解本体聚合的原理，熟悉聚甲基丙烯酸甲酯有机玻璃的制备方法。
2、实验要求：
学生预先预习，写出预先报告，经老师签字确认方可进行实验。
实验过程中老师讲解关键要
点，并提出思考问题。
实验完毕后，学生记录实验数据，现象。
3、实验内容：
(1)在四口瓶中加入聚乙烯醇的10%水溶液37.5克，乳化剂OP-10 0.3克，蒸馏水44克。
(2)开动搅拌，用水浴加热至65℃，加入第一批引发剂,待完全溶解后用滴液漏斗滴加醋酸乙烯，调节滴加速度先慢后快温度慢慢升至70℃，在70±1℃反应；一小时后加入第二批引发剂1mL；再过一小时后加入第三批引发剂1mL，在二小时内将34克单体加完。
(3)在70～72℃保温10分钟，缓慢升温到75℃，保持10分钟，再缓慢升温至78℃，保持10分钟，再缓慢升温至80℃，保持10分钟。
(4)撒掉水浴，自然冷却到40℃，停止搅拌，出料,测固含量。
4、主要仪器设备及试剂：
1）100mL三口烧瓶，冷凝管，试管，恒温水槽，温度计，玻璃板（两块），橡皮条。
化学试剂：醋酸乙烯酯，聚乙烯醇，OP-10,偶氮二异丁腈,去离子水。
六、教材（讲义、指导书）
1.《高分子科学实验》，张兴英，李齐方编，化学工业出版社，2007.8
2.《高分子材料实验技术》，陈泉水，罗太安编，化学工业出版社，2006.5
七、考核方法和评分标准
1.按照实验指导书的具体要求，根据每个学生实验前的预习准备，实验过程的考查，实验操作情况及实验报告的质量，最终实验成绩以百分制填报，然后按比例最后填报平均成绩，记入该课程成绩中。
2、实验评分应包括三个方面：
（1）实验预习回答提问占20%：
（2）实验表现占30%：
（3）实验报告50%；
评分等级
评定成绩分优、良、中、及格和不及格五个等级。
优：90分以上、良：80-89分、中：70-79分、及格：60-69分、不及格：59分以下
具体评定标准如下：
优：实验纪律、预习、均好，实验报告书写工整无原则错误，小错误在两个以下；
良：实验中纪律、预习较好，实报中原则错误不超过一个；
中：实验中纪律、预习较好，实报中原则错误不超过两个；
及格：实验中纪律、预习较好，实报中原则错误不超过三个；
不及格：实验中严重违章违纪，预习考查均较差如抄袭报告，不参加实验就写报告，报告中数据、表格均有错误者。
八、使用说明
1.本实验教学大纲一般随课程进度进行安排，也可集中安排。
2.完成实验教学内容，并提交相应实验报告。
