《高分子化學實驗》實驗教學大綱

《高分子化學實驗》實驗教學大綱一、課程基本情況課程代碼：101134323101課程名稱（中/英文）：高分子化學實驗/ExperimentsforPolymerChemistry課程類別：專業(yè)核心課程課程性質(zhì)：必修課程類型：獨立實驗課總學分：1.5總學時：24實驗/實踐學時：24適用專業(yè)：高分子材料與工程適用對象：本科先修課程：有機化學、高分子化學開課學院：材料科學與工程學院二、課程簡介本實驗課程共開設了6個實驗，內(nèi)容涉及逐步聚合、自由基聚合、懸浮聚合、乳液聚合、本體聚合，主要是聚合物合成和高分子材料制備實驗。本實驗教學著重培養(yǎng)學生的動手操作、實驗設計、實驗思維、分析問題和解決問題的能力，從而提升學生的實踐能力。通過本課程的實驗操作，學習著名化學家的鍥而不舍的探索精神，學習嚴謹?shù)膶嶒灢僮?，熟悉和掌握高分子化學的基本實驗操作技能，提升學生實驗操作能力，使學生養(yǎng)成嚴謹細致的科研習慣。三、實驗教學目標1.課程對畢業(yè)要求的支撐[畢業(yè)要求指標點4.3]能夠根據(jù)實驗方案構(gòu)建實驗系統(tǒng)，合理選用研究儀器和設備，安全地開展實驗研究。[畢業(yè)要求指標點4.4]能夠運用科學的方法正確采集、整理實驗數(shù)據(jù)，對實驗結(jié)果進行關(guān)聯(lián)、分析和解釋，并通過信息綜合獲得合理有效的結(jié)論。[畢業(yè)要求指標點7.2]能夠站在環(huán)境和社會可持續(xù)發(fā)展的角度思考高分子材料生產(chǎn)、聚合物基復合材料制備和塑料模具設計等領(lǐng)域工程實踐的可持續(xù)性，對生產(chǎn)、制備、使用等產(chǎn)品周期中可能對人類和環(huán)境造成的損害和隱患進行評價。2.課程教學目標對應畢業(yè)要求指標點，具體內(nèi)容如下教學目標1：通過本課程的學習與實驗，使學生能夠規(guī)范和熟練地進行高分子化學實驗的基本操作，掌握實驗技術(shù)和基本技能；了解高分子化學中采用的實驗方法，在實驗的過程中訓練科學研究的方法和思維，培養(yǎng)學生嚴謹求實的精神，為以后的工作打下堅實的實驗基礎（支撐畢業(yè)要求指標點4.3）。教學目標2：通過本課程的學習，使學生掌握正確合理地選擇實驗儀器，并進行組裝與拆卸（支撐畢業(yè)要求指標點4.3）。教學目標3：通過本課程的學習，使學生能夠科學設計實驗，真實地記錄實驗數(shù)據(jù)，并進行數(shù)據(jù)的整理和分析，能夠結(jié)合數(shù)據(jù)分析和解釋實驗結(jié)果，撰寫實驗結(jié)論。（支撐畢業(yè)要求指標點4.4）。教學目標4：通過本課程的學習，使學生考慮實驗原料、廢水、廢液等對環(huán)境的影響，培養(yǎng)在實驗設計以及實驗操作和實驗后處理過程中考慮可回收、可循環(huán)利用的環(huán)境保護理念。（支撐畢業(yè)要求指標點7.2）。四、實驗項目及學時安排序號實驗項目名稱實驗學時實驗類型實驗要求每組人數(shù)備注1軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的制備4必做22環(huán)氧樹脂的固化4必做23引發(fā)劑的精制4必做24苯乙烯懸浮聚合4必做25醋酸乙烯酯的乳液聚合4必做26甲基丙烯酸甲酯的本體聚合4必做2五、實驗內(nèi)容實驗一軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的制備實驗目的：了解二異氰酸酯、端羥基聚醚的物料特性；掌握逐步聚合的機理特點。實驗設備：1.試劑：三羥基聚醚、甲苯二異氰酸酯、三乙醇胺、二月桂酸二丁基錫、硅油、水；2.儀器：玻璃棒；3.耗材：紙杯。實驗內(nèi)容及步驟：計算原料配比，按照實驗指導書中的步驟實施逐步聚合，制備聚氨酯泡沫塑料。實驗前要認真閱讀實驗指導書及相關(guān)理論知識，掌握本次實驗的實驗項目、內(nèi)容。實驗二環(huán)氧樹脂的固化實驗目的：了解環(huán)氧值概念，熟悉環(huán)氧樹脂的固化和固化劑添加量的計算方法。實驗設備：1.試劑：環(huán)氧樹脂、胺類固化劑、咪唑類催化劑、溶劑；2.儀器：電子天平、塑料小藥匙、燒杯、玻璃棒；3.耗材：稱量紙。實驗內(nèi)容及步驟：采用購買的環(huán)氧樹脂按實驗指導書中的步驟進行環(huán)氧樹脂的固化實驗。實驗前要認真閱讀實驗指導書及相關(guān)理論知識，掌握本次實驗的實驗項目、內(nèi)容。實驗三引發(fā)劑的精制實驗目的：了解引發(fā)劑的精制原理，掌握精制方法和步驟。實驗設備：1.試劑：過氧化二苯甲酰、三氯甲烷、甲醇；2.儀器：電子天平、塑料小藥匙、燒杯、量筒、玻璃棒、鐵架臺、圓環(huán)、玻璃漏斗、水循環(huán)真空泵、抽濾瓶、布氏漏斗；3.耗材：稱量紙、過濾用棉紗布、濾紙。實驗內(nèi)容及步驟：采用重結(jié)晶法精制引發(fā)劑過氧化二苯甲酰，其方法是以氯仿為溶劑，甲醇作沉淀劑。實驗前要認真閱讀實驗指導書及相關(guān)理論知識，掌握本次實驗的實驗項目、內(nèi)容。實驗四苯乙烯懸浮聚合實驗目的：了解懸浮聚合的原理、特征及配方中各組分的作用；掌握苯乙烯懸浮聚合的實驗室實施方法；了解分散劑、攪拌速度、升溫速度等對產(chǎn)品的顆粒度和性能的影響。實驗設備：1.試劑：苯乙烯、精制過氧化二苯甲酰、聚乙烯醇1799、去離子水；2.儀器：鐵架臺、電動攪拌器、攪拌棒、聚四氟乙烯攪拌套塞、四口燒瓶、冷凝管、溫度計、電子天平、塑料小藥匙、量筒、加熱水浴、錐形瓶、空心塞、燒杯、表面皿、洗耳球；3.耗材：橡膠管、稱量紙、吸管。實驗內(nèi)容及步驟：苯乙烯單體在引發(fā)劑過氧化二苯甲酰的作用下，以水為分散介質(zhì)，聚乙烯醇為懸浮劑，按自由基反應進行懸浮聚合。實驗前要認真閱讀實驗指導書及相關(guān)理論知識，掌握本次實驗的實驗項目、內(nèi)容。實驗五醋酸乙烯酯的乳液聚合實驗目的：了解乳液聚合的特點、配方及各組分的作用；掌握聚醋酸乙烯酯膠乳的制備方法及用途。實驗設備：1.試劑：醋酸乙烯酯、過硫酸銨、聚乙烯醇1788、OP-10、去離子水、碳酸氫鈉、鄰苯二甲酸二丁酯；2.儀器：加熱水浴、四口燒瓶、冷凝管、滴液漏斗、溫度計、攪拌棒、聚四氟乙烯攪拌套塞、電動攪拌器、電子天平、塑料小藥匙、鐵架臺、量筒、燒杯、玻璃棒、洗耳球；3.耗材：稱量紙、橡膠管、pH試紙。實驗內(nèi)容及步驟：采用聚乙烯醇和OP-10為乳化劑，過硫酸鹽為引發(fā)劑，實施乳液聚合。為了聚合反應進行得較為平穩(wěn)，單體和引發(fā)劑均需分批加入。實驗前要認真閱讀實驗指導書及相關(guān)理論知識，掌握本次實驗的實驗項目、內(nèi)容。實驗六甲基丙烯酸甲酯的本體聚合實驗目的：了解本體聚合的原理；掌握有機玻璃的制備方法。實驗設備：1.試劑：甲基丙烯酸甲酯、精制過氧化二苯甲酰；2.儀器：加熱水浴、電子天平、塑料小藥匙、錐形瓶、量筒、溫度計、鐵架臺、夾子、玻璃棒、玻璃試管、烘箱；3.耗材：稱量紙、保鮮膜、橡皮筋、標簽貼、脫脂棉。實驗內(nèi)容及步驟：采用試管作為模具，以甲基丙烯酸甲酯為單體，過氧化二苯甲酰為引發(fā)劑，采用本體聚合方法合成有機玻璃。實驗前要認真閱讀實驗指導書及相關(guān)理論知識，掌握本次實驗的實驗項目、內(nèi)容。六、實驗報告格式實驗名稱（一）實驗目的（二）實驗設備（三）實驗內(nèi)容及步驟（四）結(jié)果與分析（五）問題討論七、考核方式（一）實驗成績的構(gòu)成《高分子化學實驗》是一門專業(yè)必修課程，包含了6個實驗，單個實驗成績主要包含三個部分即實驗考勤、實驗報告成績和實驗操作成績。出勤成績占比20%，包含學生出勤情況、預習和實驗表現(xiàn)；實驗報告成績占比40%，包含實驗結(jié)果處理和實驗報告撰寫情況；實驗操作成績占比40%，包含學生實驗技能操作考核成績。課程總成績?yōu)?個實驗項目的最后平均成績。（二）評分標準1.按照實驗指導書的具體要求，根據(jù)每個學生實驗前的預習準備，實驗過程的考查，實驗操作情況及實驗報告的質(zhì)量，綜合給出單個實驗成績。其中出勤表現(xiàn)成績包括實驗預習、實驗記錄及表現(xiàn)等。單個實驗成績=出勤成績×20%＋實驗報告成績×40%＋實驗操作成績×40%。2.課程總成績?yōu)?個實驗的平均成績。3.實驗總成績按照6個實驗的平均成績以五級制（優(yōu)、良、中、及格、不及格）進行填報。單個實驗成績具體評定標準如下：實驗成績考核評定表（樣例）考核環(huán)節(jié)考核結(jié)果及標準評估項目及權(quán)重優(yōu)秀（90~100分）良好（80~90分）中等（70~80分）及格（60~70分）不及格（＜60分）實驗預習及實驗紀律（20%）實驗前能夠按照實驗要求，提前預習，掌握實驗內(nèi)容，掌握實驗安全操作規(guī)程，遵守實驗紀律實驗前能夠按照實驗要求，提前預習，較好的掌握實驗內(nèi)容、掌握實驗安全操作規(guī)程，遵守實驗紀律實驗前能夠按照實驗要求，提前預習，了解實驗內(nèi)容、實驗安全操作規(guī)程，較遵守實驗紀律實驗前能夠按照實驗要求，提前預習，基本了解實驗內(nèi)容、實驗安全操作規(guī)程，較遵守實驗紀律實驗前未能按照實驗要求，未提前預習，不了解實驗內(nèi)容、未能掌握實驗安全操作規(guī)程實驗操作（40%）能夠根據(jù)實驗目的，獨立設計優(yōu)化實驗步驟，獨立或合作完成實驗操作，且操作規(guī)范；準確記錄實驗現(xiàn)象，并對實驗現(xiàn)象進行綜合的分析討論，得出合理的實驗結(jié)果能夠根據(jù)實驗目的，獨立設計實驗步驟，獨立或合作完成實驗操作，操作較為規(guī)范；記錄實驗現(xiàn)象較為準確，并對實驗現(xiàn)象進行綜合的分析討論，得出較為合理的實驗結(jié)果能夠根據(jù)實驗目的，設計實驗步驟，獨立或合作完成實驗操作，操作基本規(guī)范；記錄實驗現(xiàn)象，并對實驗現(xiàn)象進行分析討論，得出實驗結(jié)果能夠根據(jù)實驗目的，設計出基本的實驗步驟，基本能完成實驗操作，操作基本規(guī)范；記錄實驗現(xiàn)象，并對實驗現(xiàn)象進行初步分析討論，得出實驗結(jié)果不能根據(jù)實驗目的，設計出相應的實驗步驟，不能完成實驗操作或操作不規(guī)范；不能記錄實驗現(xiàn)象，不能對實驗現(xiàn)象進行分析討論，不能得出實驗結(jié)果實驗報告（40%）實驗報告能夠獨立完成，內(nèi)容完整，數(shù)據(jù)合理，數(shù)據(jù)處理正確，圖表規(guī)范。能夠正確完成實驗報告中提出的問題，并對實驗中遇到的問題進行深入的討論，提出自己的見解。實驗報告能夠獨立完成，內(nèi)容完整，數(shù)據(jù)較為合理，數(shù)據(jù)處理正確，圖表基本規(guī)范。能夠較好的完成實驗報告中提出的問題，并對實驗中遇到的問題進行討論，提出意見。實驗報告能夠獨立完成，內(nèi)容完整，數(shù)據(jù)基本合理，能夠進行數(shù)據(jù)處