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高等高分子化学  041M4008H

学期:2016-2017学年秋 | 课程属性:专业核心课 | 任课教师:杨士勇等
课程编号: 041M4008H 课时: 80 学分: 5.0
课程属性: 专业核心课 主讲教师:杨士勇等
英文名称: Advanced Polymer Chemistry

教学目的、要求

本课程为化学学科各专业硕士研究生的专业核心课。本课程着重介绍聚合物的制备方法,影响聚合反应的因素;重要的聚合物的设计合成及其化学反应,同时也强调聚合物的结构、性能与应用的联系。课程内容主要包括连锁聚合反应、逐步聚合反应等制备聚合物的途径,重要的高分子的合成化学;重要的热塑性聚合物、热固性聚合物及特种高分子材料的设计合成、结构表征、成型工艺及其应用。通过本课程的学习,希望学生在掌握聚合反应基本原理基础上,掌握设计合成聚合物的思想及方法,提高学生对聚合反应的认识、聚合物的设计合成能力以及将理论知识应用于解决实际问题的本领。

预修课程

有机化学、物理化学、高分子科学导论

教 材

主要内容

第一章 绪论 高分子分子量及其分布;大分子微结构;聚合物的物理状态;高分子化学发展趋势。
第二章 自由基聚合 聚合速率;分子量和分子量分布;聚合反应速率和分子量的控制;活性/可控自由基聚合(Iniferter聚合,TEMPO聚合, ATRP, RAFT);聚合方法。自由基共聚合 共聚方程;共聚反应类型;共聚物的微观结构;自由基共聚反应;嵌段共聚物;接枝共聚物。
第三章 离子聚合 阳离子聚合的单体及引发体系;阳离子聚合机理;影响阳离子聚合的因素;可控阳离子聚合及分子设计。 阴离子聚合的单体及引发体系;活性聚合的基本概念及特点;活性阴离子聚合及分子设计;基团转移聚合;羟醛基团转移聚合。
第四章 开环聚合 环醚开环聚合;环酰胺开环聚合;内酯的开环聚合;环烯的开环易位聚合;自由基开环聚合。 
第五章 配位聚合 Ziegler-Natta 引发体系;非极性烯烃单体的Ziegler-Natta聚合反应;茂金属烯烃聚合催化体系;后过渡金属烯烃聚合催化体系;CO2与环氧化合物共聚合催化剂。
第六章 逐步聚合反应 线型缩聚反应机理;线型缩聚动力学;影响线型缩聚物聚合度的因素及控制方法;逐步缩合方法;可控缩合聚合。
第七章 重要的高分子的合成化学 固相合成;模板聚合方法;序列结构明确单体的聚合;可控的链式聚合反应。
第八章 聚合物的化学反应: 聚合物的反应活性及其影响因素;交联;降解;聚合物的老化和防老化;复杂结构聚合物的构筑。
第九章 重要热塑性聚合物制备、表征、性能及应用: 聚乙烯(LDPE、HDPE、LLDPE、UHMWPE);聚丙烯;聚氯乙烯(软聚氯乙烯、硬聚氯乙烯)及其共聚物;聚苯乙烯(普通聚苯乙烯、发泡聚苯乙烯、高抗冲聚苯乙烯)及其共聚物(SBR、SAN、ABS);聚酰胺及聚酯等。
第十章 重要热固性聚合物的制备方法、结构表征、性能、成型工艺及其应用:酚醛树脂;脲醛树脂;三聚氰胺-甲醛树脂;呋喃树脂;不饱和树脂;乙烯基树脂;聚氨酯;环氧树脂;双马来酰亚胺树脂;氰酸酯树脂;苯并噁嗪树脂;聚三唑树脂;芳基乙炔树脂;邻苯二甲腈树脂等。
第十一章 有机硅聚合物(硅树脂、硅橡胶的制备方法、性能、耐烧蚀弹性有机硅树脂及耐高温改性硅树脂、硅基热塑性弹性体、耐高温及功能性硅橡胶); 有机-无机杂化聚合物  含硅热固性树脂;含硼热固性树脂;聚合物陶瓷前驱体及新型陶瓷纤维;新型金属有机聚合物。
第十二章、含氟聚合物: 有机氟塑料、有机氟弹性体、新型含氟聚合及其应用等。	
第十三章 耐高温聚合物: 结构设计、制备方法、结构与性能关系及应用基础 
   1、聚砜类树脂(聚砜、聚醚砜、聚芳砜); 
   2、聚醚酮类树脂(聚苯硫醚、聚醚酮、聚醚醚酮、聚二苯醚);
   3、芳杂环树脂 (聚苯并咪唑、聚吡咯、聚苯基喹啉等)
   4、聚酰亚胺树脂研究进展

四、教学重点与难点 
重点介绍通过连锁聚合反应、缩合聚合反应制备聚合物的方法,影响聚合速率、聚合物平均聚合度、聚合物微结构、共聚物组成的因素及其控制方法;重要的热塑性聚合物、热固性聚合物及特种高分子材料的设计合成、成型工艺及其应用。难点在于如何控制聚合反应制备结构明确的聚合物及掌握聚合物分子设计的思想及方法。

五、学时分配与进度计划 
第一章—第七章 42学时; 第八章——第九章 12学时; 第十章-第十一章 12 学时;
第十二章—第十三章 14学时。 

参考文献

1. George Odian, Principles of Polymerization,John Wiley,1994. 2. 潘祖仁,《高分子化学》(增强版),化学工业出版社,2007。3.Harry R. Allcock,《现代高分子化学》 (影印版),科学出版社,2004。4.Allcock 张其锦等译,《当代聚合物化学》,化学工业出版社,2006。

授课时间: 星期二, 第5、6节
授课地点: 教2-106
授课周次: 2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20

授课时间: 星期四, 第1、2节
授课地点: 教2-106
授课周次: 2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20

授课时间: 星期六, 第5、6节
授课地点: 教2-106
授课周次: 8、9

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