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《高分子物理实验》实验教学大纲

一、课程基本情况

课程代码：101134323102

课程名称（中/英文）：高分子物理实验/ExperimentsforPolymerPhysics

课程类别：专业必修课程

课程性质：必修

课程类型：独立实验课

学分：1.5

总学时：24

实验/实践学时：24

适用专业：高分子材料与工程

适用对象：本科

先修课程：有机化学实验、高分子化学、高分子化学实验、高分子物理

开课学院：材料科学与工程学院

二、课程简介

1.课程任务与目的

《高分子物理实验》是高分子材料与工程专业重要的专业必修课程。通过高分子物理实验课程的学习，使学生能够使用偏光显微镜、毛细管流变仪、维卡软化点测试仪、熔体流变速率仪和旋转粘度计等设备进行聚合物物理力学性能的测试，掌握应用乌氏粘度计、比重瓶和膨胀计等仪器测定聚合物粘均分子量、结晶度和玻璃化转变温度等结构和力学性质。本课程作为高分子物理课程中重要的实践环节，有助于加深对理论课程知识的理解，强化学生理论联系实际的思想意识。

在课堂教学中，通过介绍高分子物理领域科学家的杰出贡献，培养学生的科学精神与职业素养。强调实验数据的准确性和可靠性，通过实验教学培养学生的严谨科学态度和实事求是的精神。鼓励学生在掌握高分子物理基础知识的同时，勇于探索未知领域，培养他们的创新思维和实践能力。在课程教学和实验过程中，注重培养学生的团队合作精神和沟通协调能力，让他们认识到团队合作在科研工作中的重要性。

2.对接培养的岗位能力

使学生掌握常用的高分子物理实验方法和检测技术，能够进行聚合物结构和性能的测试，培养学生的实验操作能力和从事科学研究的能力。

三、实验教学目标

1.课程对毕业要求的支撑

[毕业要求指标点4.2]能够结合工艺、技术和设备的现状，针对高分子材料、聚合物基复合材料或塑料模具的特定性需求，选择技术路线，设计可行的实验方案。

[毕业要求指标点4.3]能够根据实验方案构建实验系统，合理选用研究仪器和设备，安全地开展实验研究。

[毕业要求指标点10.1]能就高分子材料、聚合物基复合材料和塑料模具专业问题，以口头、文稿、图表等方式，准确表达自己的观点，回应质疑，理解并包容与业界同行和社会公众交流的差异性。

2.课程教学目标

对应毕业要求指标点，具体内容如下

教学目标1.掌握高分子物理及高分子物理实验基本知识，能够基于大学物理，高分子物理等课程的基本原理，结合新技术和新设备的研发现状，针对高分子材料的结构性能、物理性能和力学性能的特定要求，选择、设计可行的实验方案。（支撑毕业要求指标点4.2）

教学目标2.能够合理选用高分子材料性能研究仪器和设备，掌握相关仪器和设备的操作规程，并采用科学、合理的实验方法和步骤，安全、顺利的开展实验研究，加深对理论知识的理解。（支撑毕业要求指标点4.3）

教学目标3.基于观察的实验现象、收集并处理的实验数据，能够撰写实验报告，分析结果和提炼结论，清晰表达高分子物理实验原理、步骤和实验结果，逻辑严密，条理清晰。（支撑毕业要求指标点10.1）

四、实验项目及学时安排

序号

实验项目名称

实验

学时

实验

类型

实验

要求

每组

人数

备注

1

偏光显微镜观察聚合物结晶形态

4

综合性

必做

2

2

密度法测定聚乙烯结晶度

4

综合性

必做

2

3

旋转粘度计测定聚合物溶液流动曲线

4

综合性

必做

2

4

粘度法测定聚合物分子量

4

综合性

必做

2

5

膨胀计法测定聚合物玻璃化温度

4

综合性

必做

2

6

聚合物熔融指数的测定

4

综合性

必做

2

五、实验内容

实验一偏光显微镜观察聚合物结晶形态

实验目的：

了解偏光显微镜在聚合物凝聚态结构研究中的应用，学习单晶及球晶的培养，测定球晶直径大小，并对聚合物各种结晶形态进行观察。

实验设备：

偏光显微镜、烘箱、电炉等。

实验内容和步骤：

了解偏光显微镜的结构及使用方法；制备聚合物的结晶试样，观察聚合物的结晶形态，估算球晶的尺寸。

实验二密度法测定聚乙烯结晶度

实验目的：

掌握用密度梯度管测定聚合物密度的基本原理和方法，加深对聚合物密度范围的感性认识，学会以连续注入法配制密度梯度管的技术及密度梯度管的标定，并且利用结晶聚合物的晶区和非晶区的密度数据计算聚合物的体积结晶度和重量结晶度。

实验设备：

比重计、烘箱、电子天平等。

实验内容和步骤：

学习密度法测定聚合物结晶度的基本原理和方法；通过让塑料颗粒在液体中悬浮，然后测定液体的密度的方式间接测量聚合物颗粒的密度，最后计算聚合物试样的体积结晶度和重量结晶度。

实验三旋转粘度计测定聚合物溶液流动曲线

实验目的：

掌握旋转粘度计测定聚合物溶液粘度的原理及方法，学会旋转粘度计的使用。

实验设备：

旋转粘度计等