精细及功能高分子材料教学大纲

《精细及功能高分子材料》教学大纲一、课程基本信息课程名称：中文：精细及功能高分子材料英文：FineandFunctionalPolymerMaterials课程号（代码）：300028030课程类别：专业选修课学时：48学分：3二、教学目的及要求本课程的目的是使学生了解和掌握功能高分子材料的基本内容。其任务是介绍作为精细高分子主要内容的功能高分子的类型、结构和功能的关系，制备的方法。本课程涵盖了功能高分子的主体内容，将理论贯穿其中并理论联系实际。要求学生了解和掌握精细及功能高分子材料类型、结构和功能的关系，制备的方法，并通过文献研究分析功能高分子材料及相关领域复杂工程问题，以获得有效结论。对毕业要求及其分指标点支撑情况：（1）毕业要求1，分指标点1.4；（2）毕业要求2，分指标点2.5；（3）毕业要求3，分指标点3.3；三、教学内容（含各章节主要内容、学时分配，并以下划线或*等方式注明重点、难点）第1章绪论（3学时）简要介绍精细及功能高分子材料的定义、特点、区别及分类，功能高分子材料结构与功能的关系，功能高分子的设计、制备和加工。使学生了解本课程基本内容，对不同种类结构功能高分子的和功能的关系、制备的方法建立整体概念。要点：精细及功能高分子材料的定义、区别功能高分子的结构和功能的关系功能高分子制备的方法第2章吸附分离功能高分子（6学时）在概述吸附分离功能高分子的共性中介绍影响吸附分离功能的因素（内因、外因和其它因素），讲解吸附分离功能高分子合成的通用方法，包括成球技术、致孔技术，吸附分离功能高分子的形态。在此基础介绍吸附树脂，离子交换树脂，螯合树脂，高吸水树脂和高吸油树脂。使学生对吸附分离功能高分子有较系统、深刻的理解。1.概述吸附分离基本概念2.吸附树脂吸附树脂的定义，分类，制备（举例各种类型的吸附树脂）3.离子交换树脂结构和分类，合成各类阳离子交换树脂、阴离子交换树脂离子交换树脂的性能和功能，以及它们的应用4.螯合树脂结构和分类，合成各类螯合树脂，应用举例5.高吸水性树脂结构特点，吸水机制，吸水率的影响因素，各类高吸水性树脂的制备6.高吸油树脂结构和性质，制备聚（烷基）丙烯酸酯系，聚烯烃系，应用(每部分各一学时)要点：影响吸附分离功能的因素，成球技术、致孔技术，吸附分离功能高分子的形态吸附树脂的分离原理，吸附平衡，吸附动力学各类吸附树脂的定义,应用1/2t与吸附剂粒径的关系计算公式：吸附平衡（2-1）（2-2），（2-4）（2-5）吸液率（2-25）（2-26），吸油倍率（2-27）第3章反应型功能高分子（选学）第4章光功能高分子材料（8学时）通过对高分子光物理及光化学原理的复习，了解电子激发态的产生和失活，从而引出光功能高分子材料的基本原理，重点讲解光固化材料和光致抗蚀剂的主要组分及其应用，并简单介绍其他光功能高分材料的特点及应用。使学生对光功能高分子材料有较系统、深刻的理解。1、高分子光物理及光化学原理（2学时）要点：分子价键结构理论（分子轨道）光的吸收和透过激发态的产生、电子跃迁的四种方式*激发态的失活、电子激发态的损耗方式（Jablonsky图）2、光固化材料（3学时）要点：紫外光固化材料、紫外光固化材料的特点、紫外光固化材料的用途、*光敏涂料的主要组分及其作用光引发剂：*自由基引发剂的类型及引发机理、阳离子光引发剂稀释剂：常用的稀释剂类型、特点及应用低聚物：低聚物的类型、特点及应用紫外光固化材料的应用：涂料、油墨、粘合剂，配方设计紫外光源：汞灯：低压汞灯中压汞灯高压汞灯3、光致抗蚀剂（3学时）要点：光致抗蚀剂（光刻胶）、正性光刻胶、负性光刻胶的定义*主要的负性胶的类型及特点聚乙烯醇肉桂酸酯类、聚酯型、环化橡胶-叠氮类、主要结构式和交联反应方程式。*主要的正性胶的类型及特点邻重氮萘醌-酚醛树脂、主要结构式、作用方程式及特点。了解化学增幅型光刻胶光致抗蚀剂的光刻工艺第5章电功能高分子材料（6学时）电功能高分子材料是当前高分子材料领域学术研究和工业应用的热点。本章通过讲述导电高分子材料的分类，结构特点，导电机理及影响因素等内容，让学生对该领域有较为深入的了解，增加学生对功能高分子材料的兴趣。该部分授课内容主要及要点如下：1.电功能高分子材料概述（0.5学时）电功能高分子材料的概念，特点及分类材料导电过程，载流。材料的导电能力及分类2.复合型导电高分子材料（1.5学时）复合型导电高分子的概念、分类及结构常用导电填料复合型导电高分子的导电机制，三种理论渗滤阀值现象，PTC效应复合型导电高分子导电性能的影响因素3.电子性导电高分子材料（1.5学时）背景介绍，导电高分子/共轭高分子材料的发现及发展电子导电聚合物的导电机理，派尔斯(Peierls)过渡理论，掺杂聚合物结构对导电性的影响常见电子导电聚合物种类及制备4.离子性导电高分子材料（1.5学时）高分子凝胶电解质的组成及特征离子型高分子导电机理高分子电解质导电性的影响因素高分子电解质的种类及特征5.导电高分子的应用（1学时）电致变色，智能窗，无炫反光镜金属防腐和防污电磁屏蔽和隐身高分子抗静电剂聚合物发光二极管第6章生物医用功能高分子（6学时）本章重点讲解生物惰性、生物降解两种医用功能高分子。1.概述生物医用功能高分子，讲述生物惰性医用高分子（2学时）1）医用高分子的发展历程医用高分子的分类医用高分子的特殊要求2）生物惰性高分子定义特殊要求与设计理念聚氨酯硅橡胶聚醚其它生物惰性高分子前沿研究举例与分析讨论本章重点讲解生物惰性、生物降解两种医用功能高分子。1.概述生物医用功能高分子，讲述生物惰性医用高分子（2学时）1）医用高分子的发展历程医用高分子的分类医用高分子的特殊要求2）生物惰性高分子定义特殊要求与设计理念聚氨酯硅橡胶聚醚其它生物惰性高分子前沿研究举例与分析讨论2.讲述生物降解医用高分子（2学时）1）医用高分子的生物降解与结构设计天然降解医用高分子，重点为壳聚糖、胶原、环糊精等合成降解医用高分子，重点为聚乳酸、聚己内酯等前沿研究举例与分析讨论2）医用高分子的发展趋势第7章高分子液晶材料（6学时）从高分子液晶材料的基本概念入手，详细阐述高分子液晶材料的定义、分类、结构特征，及主要的应用与发展。通过详细阐述液晶态与通常物质三态区别，分子链特性不同的各类高分子液晶材料的结构与性能特点，高分子液晶材料的合成及物理特性，使学生较系统地掌握高分子液晶材料的结构特点，基本物性，和研究应用领域。高分子液晶简介（1学时）基本概念，发展历史，定义，命名，结构单元要点：液晶态、液晶基元。第一节高分子液晶的化学结构、分类（2学时）分子的形态，有序性，结构类型及分类，表现特征要点：三种结构类型：近晶相、向列相、胆甾相；晶相结构和特性；以生成条件分类的液晶高分子种类。第二节高分子液晶合成路线、物性、实例（2学时）典型的高分子液晶，合成方式，表征方法，应用要点：主链型液晶，侧链型液晶；溶致性和热致性主链型液晶高分子；改变聚合物链结构方法；高分子液晶表征方法。第三节小节（1学时）重点回顾，课外知识补充，课堂习题及讨论。第8章高分子功能膜材料（6学时）从膜的定义开始引入膜的类型、功能，介绍高分子功能膜。1.功能膜概述（3学时）高分子分离膜的分类：膜的形态、形状、材料要点：均质膜，非对称膜，多孔膜致密膜以压力为驱动力的被分离物质的粒度大小与膜孔的关系渗透、反渗透、渗透平衡与反渗透膜透析膜、电渗析膜分离原理：筛分机制及其影响因素，溶解扩散机制，选择性吸附膜分离驱动力：压力差驱动力，浓度差驱动力，电场驱动力高分子分离膜的性能表征：透过性，在不同膜中的表达形式，公式（8-2）（8-3a）（8-3b）（8-4）分离性能的几种表示方法（8-5）（8-6）（8-7）2.高分子分离膜的制备（2学时）要点：致密膜制备的三种方法多孔膜制备的五种方法，其中相转换法为重点又包括四种实现方法复合膜的制备离子交换膜的制备液膜的制备3.特殊的高分子分离膜（与应用部分一起1学时）4.高分子分离膜的应用第9章环境敏感高分子材料（3学时）本章重点各种刺激敏感的功能高分子。1）环境刺激敏感的类型2）环境刺激敏感高分子的分类3）智能凝胶的分类和特性4）pH、温度、光等刺激敏感高分子5）前沿研究举例与分析讨论总复习（3学时）四、教材（名称、作者、出版社、出版时间）名称：《功能高分子材料》主编：罗祥林出版社：化学工业出版社版次：第一版第二次印刷出版日期2012五、主要参考资料名称：《功能高分子材料》主编：马建标出版社：化学工业出版社版次：第一版出版日期：2000.7其它有关功能高分子的书籍六、成绩评定（注明期末、期中、平时成绩所占的比例，或理论考核、实践考核成绩所占的比例）期末成绩为卷面试题分数，占50%，平时成绩包括考勤，作业，共占50%。