1、课程编号 高分子物理实验 总学时： 64Experiments of Polymer Physics 总学分： 2课程性质：必修课开设学期、学时分配：第五学期 48 学时 适用专业及层次：高分子材料与工程专业、本科先行课程： 无机化学、分析化学、有机化学、物理化学、高分子化学、高分子物理、高等数学、大学物理、化工原理等；后继课程： 橡胶工艺学、聚合反应工程学、塑料成型工艺学等。推荐参考书：高分子物理实验一、 课程目的与要求：高分子科学是一门实验科学，实验技术是高分子科研和教学中不可缺少的一个环节。高分子物理实验课程从理论和实验的结合上来阐述结构与性能的基本原理，通过实验从感性进一步加深理解高分
2、子物理的科学原理，使学生系统地掌握高分子物理实验的基本原理，实验知识和技能，为以后学习和从事高分子学科内的工作打下基础。本大纲是在 1979 年由北京化工学院、华南工学院和青岛化工学院在青岛召开的全国统编教材会议上通过的高分子物理实验教学的基础上，经过十几年独立设课实践后，几经修订而成。本大纲对各章节的课堂教学要求做到：明确实验目的，尽可能透彻地阐述实验原理，详细介绍仪器的工作原理及特点，详细讲解数据处理方法，并介绍各实验方法在高分子专业科研中的应用。在实验教学中要求做到：对每个实验操作、技术关键给予详细说明和具体指导，对实验报告的内容、格式作明确说明和要求，培养学生自己动手的能力，启发学生运
3、用所学知识，分析并解决实验中出现的问题。本课程教学时数为 48 学时。二、 课程内容及学时分配（一） 课程内容绪论高分子物理实验的研究和研究方法；高分子物理的关系及特点；高分子物理实验在高分子科学研究中的地位与作用；本课程学习的安排和要求。第一章 高聚物的溶液性质实验一 粘度法测定高聚物的分子量基本要求1. 明确实验目的2. 掌握实验原理，掌握 5 种粘度的定义、符号，牢固掌握马克豪温公式及应用范围，了解动能校正的概念，以及进行动能校正的方法。3. 了解实验仪器、装置、乌氏粘度计的特点。4. 掌握用“外推法”和“一点法”求 的方法，学会数据处理。5. 介绍本实验方法在科研工作中的应用。实验二
4、凝胶渗透色谱法测定高聚物的分子量及其分子量分布基本要求1. 明确实验目的2. 掌握实验原理，掌握“体积排斥”理论的分离机理，标准工作曲线的制定，普适校准原理，实验的特点及适用范围。3. 了解仪器的工作原理：色谱柱、示差检测器和体积检测器。4. 学会数据处理方法：加深对 、 物理意义的理解。wMn5. 简要介绍此方法的历史与发展及在高分子科研工作中的应用。实验三 交联密度的测定基本要求1. 明确实验目的2. 掌握实验原理： 的概念、意义、交联高聚物的溶胀特性，利用这一特性可测交cM联密度，介绍其他几种方法，说明它们之间的区别于共同之处。3. 了解实验仪器特征：819 型交联密度仪利用光电转换原理
5、。4. 学会数据处理方法，求得 。c5. 应用：溶解度参数的测定。第二章 高聚物的力学性质实验四 聚合物的流变性质基本要求1. 明确实验目的2. 掌握实验原理：剪切应力、剪切速率、表观粘度的概念及使用恒压型毛细管流变仪测定原理，Bagley 校正和 Bobinowitch 校正的意义。 3. 介绍实验仪器特征：了解毛细管流变仪的一般原理及 XLY1 型流变仪的结构和操作。4. 学会数据处理方法： 剪切应力、剪切速率和表观粘度的计算5. 应用：高聚物流动性的表征和粘流活化能的测定。实验五 聚合物的应力松弛（静态力学性质）基本要求1. 明确实验目的2. 掌握实验原理：应力松弛、应力松弛时间 、半衰
6、期 t1/2 的概念，化学松弛和物理松弛的概念与区别，深刻了解聚合物力学松弛性质。3. 仪器的工作原理：拉伸机构、弹簧片、位移传感器、记录仪。4. 数据处理：画出 t/ 0t 图，求出 、t 1/2。5. 应用：防老剂的评价，橡胶网络变化的测定。实验六 聚合物的蠕变（静态力学性质）基本要求1. 明确实验目的2. 掌握实验原理：法化因素的修正，蠕变的概念，普弹形变，高弹形变，塑性形变，交联高聚物与非交联高聚物蠕变曲线的区别。3. 仪器的工作原理：传感器、加压系统、记录仪。4. 数据处理：绘制 t 图，求 E1、E 2、本体粘度。5. 应用。实验七 聚合物温度形变曲线的测定基本要求1. 明确实验目
7、的。2. 掌握实验原理：掌握（1）线型非晶高聚物的温度形变曲线；（2）结晶型高聚物的温度形变曲线，两者之间的区别以及其原因。3. 仪器的工作原理：传感器、加热部分、加压、记录仪。4. 数据处理：T g、T f、T m 的求算。5. 应用：T g、T f、T m 的测定。第三章 高聚物的结构分析实验八 DSC 高聚物的熔点及结晶度基本要求1. 明确实验目的。2. 掌握实验原理：理解 ，掌握热量和温度的校正方法。21tsdH3. 仪器的工作原理：理解补偿系统的工作原理，了解实验的影响因素。4. 数据处理：1）温度的确定2) 热量的求算3) 结晶度的测定5. 应用：了解 Tg、T m、T c、X D
8、（结晶度）的测定，活化能 E 的测定，研究交联、固化、氧化、分解等过程。实验九 偏光显微镜观察聚合物结晶形态基本要求1. 明确实验目的2. 掌握实验原理：掌握观察偏光镜下观察球晶的形态的方法，理解偏振光和晶体双折射的特性。3. 讨论实验结果。4. 应用：研究结晶聚合物晶体的形态和尺寸。实验十 相差显微镜观察聚合物共混形态基本要求1. 明确实验目的.2. 掌握实验原理：理解泽尼克相衬法的基本原理，了解制样方法。3. 了解仪器的原理，理解位相板和环形光栏的作用以及光学显微镜的重要参数。4. 应用：研究共混物形态结构实验十一 聚合物的绝缘电阻和电阻率的测定基本要求1. 明确实验目的2. 掌握实验原理
9、: 绝缘电阻、体积电阻、表面电阻、体积电阻率、表面电阻率的定义。3. 学会各种不同型号电阻仪的使用方法及数据处理。4. 了解实验的影响因素实验十二 聚合物介电损耗的测定基本要求1. 明确实验目的2. 掌握实验原理: 谐振法原理以及在此基础上的变电纳法掌握介电常数，介电损耗以及介电损耗角正切值的定义及计算公式3. 学会用插入法处理数据4. 了解实验影响因素5. 应用：绝缘材料、高频焊接、高频干燥等。（二）学时分配教 学 内 容讲课时数 实验时数高聚物的溶液性质 3 9高聚物的力学性质 4 12高聚物的结构分析 3 9高聚物的电学性质 2 6总 计 时 数 12 36（三） 实验内容和要求教学内容
10、 实 验 内 容 实 验 要 求 实 验 时 数聚合物的溶液性质实验一 粘度法测定高聚物的分子量实验二 凝胶渗透色谱法测定高聚物的分子量及其分子量分布实验三 交联密度的测定熟练掌握操作技术，了解实验技术关键影响因素等。利用外推法求得 Mn了解仪器原理、特征，掌握操作,并通过实验数据求出MnWwM会利用 819 型仪求得交联高聚物 Mc333聚合物的力实验四 聚合物的流变性质实验五 聚合物的应力松弛了解仪器个部分的结构和作用，学会操作，采集和处理数据。观察应力松弛现象，掌握操作方法和数据处理33教 学 环 节020406080100第 一 季 度 第 三 季 度东 部西 部北 部学性质实验六 聚
11、合物的蠕变实验七 聚合物温度形变曲线的测定观察蠕变现象，加深对粘弹性的了解了解测定原理，测两种材料的热机曲线，分析结构与性能之间的关系33聚合物的结构分析实验八 DSC 高聚物的熔点及结晶度实验九 偏光显微镜观察聚合物结晶形态实验十 相差显微镜观察聚合物共混形态了解仪器原理，掌握 Tg、T m结晶度的测定及数据的标定和处理。观察不同聚合物的球晶形态，估算球晶尺寸，学会熔融压片制样方法。观察共混物的结构形态，测量相域尺寸333聚合物的电学性质实验十一 聚合物的绝缘电阻和电阻率的测定实验十二 聚合物介电损耗的测定掌握方法，学会数据处理，分析结构与性能的关系理解介电常数、介电损耗的物理意义及其与高聚物结构的关系33三、 对大纲基本要求的说明1. 掌握属基本要求，对这部分内容学生应彻底弄清楚，并能熟练地计算和应用2. 理解属一般要求，对这部分内容学生应弄清楚，并能用于分析有关问题3. 了解属较低要求，对这部分内容只要求学生知道有关情况，某些现象及其解释
