高分子化学与物理专业博士研究生课程.docx
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高分子化学与物理专业博士研究生课程
高分子化学与物理专业博士研究生课程
教学大纲
课程名称：
高分子化学前沿
课程编号：
0703051X01
学分：
4
总学时数：
80
开课学期：
第1-2学期
考核方式：
高分子化学前沿进展报告
课程说明：
（课程性质、地位及要求的描述）。
高分子科学的诞生源于高分子合成化学。
高分子合成化学从单体合成开始，研究高分子合成中最大体的问题，探索新的催化剂体系、精准控制聚合方式、反映机理和反映历程对产物聚集态的影响规律等。
本课程对高分子科学近期前沿方向与进展进行概述，全面反映高分子科学研究的主流和进展趋。
在主要讨论高分子合成化学的基础上，兼顾高分子表征新方式、高分子组装与超分子结构、光电磁活性高分子、与生命科学交叉同意沿问题和高分子纳米微结构等。
本课程采用讲座、讨论、及专题研究报告多种形式讲课。
要求学生全面了解和掌握高分子化学前沿领域的主要研究方向及进展趋势，增强高分子合成化学相关的研究能力。
教学内容、要求及学时分派：
第一篇概论（6学时）
2003年我国内地高分子科学基础研究进展概述
2004年我国内地高分子科学基础研究进展概述
2005年我国内地高分子科学基础研究进展概述
高分子科学的近期进展趋势与若干前沿
天然高分子
第二篇高分子合成化学（30学时）
高分子合成化学中若干研究热点研究方向
烯烃配位聚合的机缘与挑战
立体选择性聚合的研究现状
非石油线路高分子合成化学
聚合物主链上分子刷的合成
含有全氟环丁基重复单元的含氟共聚物的合成
高分子化学中传统学科的冲破与进展
活性/控制正离子聚合的研究与进展
特殊拓扑结构高分子
链式聚合反映活性中心的结构和环境及其控制聚合
二茂铁基嵌段聚合物和支化聚合物的合成及应用
高分子合成化学进展
聚合物的树枝化——架设分子与分子纳米材料的新桥梁
生物技术合成高分子材料
关于高分子合成的几点观点
聚合物体系中的离子液体
金属有机化学与高分子合成化学
第三篇高分子表征新方式（6学时）
第四篇高分子组装与超分子结构（8学时）
第五篇光电磁活性高分子（6学时）
第六篇与生命科学交叉的前沿课题（18学时）
第七篇高分子纳米微结构（6学时）
教材或主要参考书目：
主编，《高分子科学前沿与进展》，科学出版社，2006年
周其凤、胡汉杰主编，《高分子化学》，化学工业出版社，2001年
（大纲起草人：
宫永宽，大纲审定人：
陈栓虎）
课程名称：
功能高分子研究进展
课程编号：
0703051X02
学分：
4
总学时数：
80
开课学期：
第1-2学期
考核方式：
课程报告（专题研究进展综述）
课程说明：
（课程性质、地位及要求的描述）。
功能高分子具有特有的功能性和专用性，在信息功能化、生物医用器材、物质分离膜、生态环境保护、能量转换和储能技术等工业领域有着极为普遍的应用。
本课程的目的是使学生全面了解和掌握功能高分子材料的大体内容、研究方式、主要研究及应用领域、国内外进展现状及进展趋势。
本课程采用讲座、讨论、及专题研究报告多种形式讲课。
要求学生全面了解和掌握功能高分子的主要类型、结构和功能的关系、制备的原理及方式，提高研究、开发特种功能高分子材料的能力。
教学内容、要求及学时分派：
第1章绪论（8学时）
掌握功能高分子的概念，功能高分子的分类，功能高分子材料结构与性能的关系，功能高分子材料的研究方式。
重点了解具有选择分离功能高分子、光敏功能高分子、导电高分子和电活性高分子、高吸水性高分子、生物医药用高分子、反映性功能高分子、高分子液晶、智能高分子材料。
掌握功能高分子材料的进展进程、现状与发展趋势。
第2章功能高分子的制备（8学时）
掌握功能高分子材料的设计及合成新技术，高分子化学反映的类型、高分子的反映活性及其影响因素，功能高分子的各类制备新技术。
第3章吸附分离功能高分子（8学时）
掌握吸附分离功能高分子的进展简史、离子互换树脂和吸附树脂的结构、离子互换树脂和吸附树脂的分类、命名及制备方式，离子互换树脂及吸附树脂的功能及应用。
第4章高分子分离膜与膜分离技术（8学时）
掌握分离膜与膜分离技术的概念、进展简史、分类及膜分离进程的类型，了解膜材料及膜的制备、膜的结构、膜分离技术及应用领域。
第5章电活性高分子（8学时）
了解电活性高分子的概念、材料的导电性能及其表征、电活性高分子的种类与特点。
掌握导电高分子的分类及性能特点、导电机理、导电高分子的分子设计与搀杂、制备及应用。
第6章光敏性高分子（6学时）
掌握光化学反映大体原理、光固化树脂的大体组成、影响光固化树脂性能的因素、光敏高分子的应用。
第7章反映性高分子（6学时）
了解高分子试剂的作用原理及特点、重要的高分子试剂及其参与的固相有机合成反映。
掌握主要类型的高分子催化剂的特点及应用。
第8章医用和药用高分子（12学时）
掌握医用高分子的概念、分类、要求、制备及改性方式，了解医用高分子的生物相容性及测定方式、医用高分子的应用及进展方向。
熟悉药用高分子在药物载体、药物控释、药理活性高分子药物、药物微胶囊等方面的应用。
第9章高吸液性树脂（8学时）
了解高吸液性树脂的结构特征和吸液机理、影响高吸液性树脂吸液性能的主要因素、高吸液性树脂的主要类型和制备方式、高吸液性树脂的应用。
第10章高分子液晶材料（6学时）
熟悉液晶态和液晶高分子的概念、形成条件和结构特征、合成与表征方式、主要应用领域及进展前景。
教材或主要参考书目：
王国建、王德海、邱军、赵立群编，《功能高分子材料》，，2006年
何天白胡汉杰主编，《功能高分子与新技术》，化学工业出版社，2004年
马建标主编，《功能高分子材料》，化学工业出版社，2000年
赵文元编著,《功能高分子材料化学》，北京：
化学工业出版社,2003年
近期发表的相关研究功效
（大纲起草人：
宫永宽，大纲审定人：
陈栓虎）
课程名称：
生物医用高分子材料研究法
课程编码：
0703051F03
学时：
40学分：
2
适用对象：
高分子化学与物理、材料物理与化学、材料化学专业硕士、博士研究生。
利用教材及参考书：
阮建明等编，《生物材料学》，科学出版社，2004年
崔福斋冯庆玲著译，《材料科学与工程系列--生物材料学》（第2版），清华大学出版社，2004年
俞耀庭主编，《生物医用材料》，天津大学出版社，2000年
译著，《生物高分子》系列丛书，化学工业出版社，2005年
课程性质、目的和任务:
生物医用高分子材料是功能材料的重要组成部份，是化学与生物学、材料学、医学、药学等专业的主要交叉点之一，是生物材料、高分子、生物医药等专业学生的重要专业课。
通过本课程的教学，使学生了解生物高分子材料与科学的基础知识，包括与其他高分子材料的区别与联系，生物医用材料在生物体内的效应等；掌握生物高分子分类、合成与改性的大体理论知识和大体方式；掌握生物高分子必需具有的条件和生物相容性评价方式；掌握生物高分子的分子结构设计方式及其性质与用途之间的关系；了解生物高分子的知识构架、研究现状和进展趋势等。
教学内容及要求:
第一章：
绪论（2学时）
1.生物医用材料概念、分类、进展概况
2.生物医用高分子概念、分类
3.生物医用高分子的研究和应用领域
4.生物医用高分子性能和材料设计的关系
5.生物医用高分子的进展前景
第二章：
生物细胞及免疫学基础（6学时）
1.细胞的结构与功能
2.人体血液与组织液系统的组成和性质
3.人免疫系统与免疫细胞和炎症反映
4.材料与组织界面反映
5.细胞外基质概念，包括结构多糖与生物软组织
第三章：
生物相容性和生物学评价方式（4学时）
1.生物相容性概念、分类和原理
2.生物高分子和生物肌体的大体彼此作用
3.生物材料的生物相容性与安全性评价
第四章：
生物材料表面改性技术（6学时）
1.表面形貌与生物相容性，生物医用材料的表面修饰
2.生物惰性高分子与生物活性高分子材料
3.改性技术原理与进程
（等离子体法；离子注入法；表面涂层与薄膜合成；自组装单分子层等）
第五章：
生物可降解、吸收高分子（4学时）
1.生物降解高分子概念、分类
2.天然生物高分子种类与特性
3.合成生物降解高分子制备方式与降解特性
4.生物合成高分子
包括微生物合成塑料，转基因植物合成塑料，微生物多糖，微生物聚氨基酸等。
5.生物降解性能与材料其他性能的匹配性
第六章：
生物传感器和生物芯片（4学时）
1.生物传感器原理、特点与分类2.固定化技术、高分子载体种类
3.传感器性能4.生物芯片
第七章：
药用高分子材料（6学时）
1.药物缓释/控制释放
2.生物高分子在药物中的应用概述
3.高分子药物制备方式与性能
4.高分子载体同药物释放行为的关系
5.靶向药物的设计、制备与作用原理
第八章：
高分子植入材料（4学时）
1.高分子植入材料种类
2.聚合物基复合材料结构
3.材料的破坏
第九章：
组织工程高分子材料（4学时）
1.组织工程概念及三要素，组织工程材料应具有的条件
2.支架的制备方式
3.高分子材料构造、形态、性能等的设计
4.组织工程学的应用现状与进展
5.可降解生物高分子材料在组织工程和再生医学方面的应用
包括人工肝脏、人工血管、齿科材料等。
大纲制定者：
宫永宽
大纲审定者：
陈栓虎
课程名称：
高分子物理
课程编号：
0703051F05
学分：
3
总学时数：
60
开课学期：
第2学期
考核方式：
笔试
课程说明：
（课程性质、地位及要求的描述）。
高分子物理是高分子科学的一门专业基础课。
通过本课程的教学，帮忙学生掌握高分子的结构和性能方面的大体理论知识，培育研究生分析和解决实际问题的能力。
本课程从大体概念和大体理论入手，熟悉长链分子和小分子所一路具有的一些特征和最关键的不同点，使学生学会运用大体概念和大体理论来分析高分子材料设计、制备和加工实践中碰到的实际问题,激发学生的创新意识。
教学内容、要求及学时分派：
第一章高分子的分子结构（4学时）
掌握高分子单体、单体单元和键接结构,熟悉高分子的构造、构型和构象等大体概念;了解一、二和三维大分子,支化和交联高分子,各类异构体,微构象和宏构象。
第二章晶态高聚物结构（6学时）
掌握高分子结晶进程及晶态结构模型,了解高分子结晶特点、高聚物结晶结构的层次及高分子构筑类型;了解晶态高分子链的大体堆砌及某些典型聚合物的晶体结构。
第三章聚合物的形态结构（4学时）
了解聚合物的分子结构与聚集态结构的关系;了解高分子聚集态结构的特点、形成条件及其与材料性能之间的关系。
结晶聚合物的几种形态及非晶态高聚物的玻璃态、高弹态及熔融态等。
第四章分子结晶进程--聚合物加工成型进程结晶动力学（4学时）
了解聚合物结晶动力学及其研究方式;了解聚合物结晶活化能、成核生长方式、成核分类及聚合物结晶能力参数等。
第五章高分子链的远程结构及研究方式（4学时）
掌握高分子的大小,聚合度,统计平均分子量等大体概念,熟悉平均分子量的各类测定方式;了解高分子链的形状及散射函数表征方式。
第六章聚合物附生结晶（4学时）
了解聚合物附生结晶的概念及大体研究手腕,了解聚合物附生结晶的制备/沉积方式及对材料力学性能的影响。
第七章热塑性聚合物的反映挤出（4学时）
了解聚合物的反映挤出概念,反映挤出设备类型,工作原理,应用及影响材料力学性能的因素。
了解本体聚合,降解反映,交联反映,接枝反映,反映共混在反映挤出中的应用。
第八章高聚物的增韧改性（4学时）
了解高分子材料剪切屈服理论及银纹化概念,掌握聚苯乙烯增韧的方式及理论;了解高抗冲聚苯乙烯的改性和增韧机理;熟悉影响增韧塑料形变的因素。
第九章聚合物共混体系的界面与增容（6学时）
了解聚合物共混体系的大体问题和增容作用的物理本质,了解增容剂结构参数及浓度对其界面行为和胶束行为的影响;增容剂对共混物界面层,不相容高聚物界面,含结晶性聚合物共混物的增容作用及均相型增容剂的增容作用。
第十章有机高分子/无机物纳米杂化材料（4学时）
了解无机材料、有机高分子材料及生物物质的特点,无机、有机物纳米杂化的大体原理,杂化类型,杂化材料的表征等。
第十一章电高分子的化学与物理（4学时）
了解导电高分子的化学,本征型导电高分子的典型合成方式,本征型导电高分子的搀杂及搀杂态结构,导电机制。
导电高分子的溶液性质,热学行为及导电高分子的应用。
第十二章液晶态和高分子液晶（4学时）
了解液晶态和液晶基元,高分子液晶和液晶基元高分子化等概念;了解液晶的热力学性质,光学性质和织构,液晶相分类,液晶显示技术。
第十四章高分子物理的主要研究方式和手腕（8学时）
了解各研究方式和手腕的大体原理,学会运用这些方式解决聚合物研究中的有关问题。
一原子力显微镜和电子显微镜在聚合物研究中的应用
二X射线衍射在聚合物研究中的应用
三热分析在聚合物研究中的应用
四表面分析--X射线光电子能谱
五核磁共振在高分子科学中的应用
六自由基的电子自旋共振
七振动光谱
八二次离子飞行时刻质谱
教材或主要参考书目：
殷敬华、莫志深主编《现代高分子物理学》，科学出版社，2001
何曼君、陈维孝、董西侠编《高分子物理》，复旦大学出版社，1991
（大纲起草人宫永宽审定人陈拴虎）
课程名称：
高分子结构与性能测试技术
课程编号：
0703051F06
学分：
3
总学时数：
60
开课学期：
第2学期
考核方式：
笔试
课程说明：
（课程性质、地位及要求的描述）。
随着现代科学技术的迅速进展，对于新材料之一的高分子材料，提出了更新更高的要求。
在新材料的合成与加工进程中高聚物现代仪器分析方式所起的作用是愈来愈重要。
另一方面，随着现代科学的进展，精密仪器的制造技术迅速提高，在加上运算机技术的引入，是现代分析仪器的功能和精度不断提高，为开辟高分子材料现代分析方式的新领域创造了专门好的条件。
通过本课程的学习，使学生大体掌握现代先进仪器在高分子领域中的应用，掌握测定高聚物物理、化学性能、状态、结构的手腕和技术。
教学内容、要求及学时分派：
第1章绪论（2学时）
1．1聚物现代仪器分析方式的研究对象
1．2物现代仪器分析方式所用仪器简介
1．3高聚物研究与分析
1．4高聚物的表征
教学要求：
了解一般高聚物的溶解性、燃烧性，熟悉高聚物分子的链结构单元的连接方式和立体结构。
熟悉高分子材料样品的预备方式。
第2章光谱分析（6学时）
2．1概述
2．2紫外光谱
2．3荧光光谱
2．4红外光谱
教学要求：
了解紫外紫外光谱仪的大体结构，熟悉各类聚合物的特征吸收，掌握紫光谱法在聚合物反映机理研究中的应用。
了解荧光光谱仪大体原理及在聚合反映机理研究中的应用。
了解红外光谱的大体原理及傅立叶变换红外光谱仪的大体结构。
掌握红外谱图解析方式，熟悉常见聚合物的特征谱带位置，能分析和辨别聚合物。
第3章核磁共振与电子顺磁共振波谱（6学时）
3．1核磁共振波谱
3．2H-核磁共振谱
3．3C-核磁共振谱
3．4NMR在高聚物研究中的应用
3．5电子顺磁共振谱
3．6电子顺磁共振谱在高分子研究中的应用
教学要求：
了解核磁共振的大体原理及核磁共振波谱仪的结构。
熟悉核磁共振的谱图表示方式及化学位移、耦合常数与分子结构的关系。
掌握NMR在高分子研究中的应用。
了解电子顺磁共振谱的大体原理及仪器的大体结构。
掌握ESR谱图解析方式。
了解电子顺磁共振谱在高分子研究中的应用。
第4章反气相色谱法（2学时）
4．1反气相色谱法的大体原理
4．2反气相色谱法在高分子研究中的应用
教学要求：
了解反气相色谱法的大体原理，熟悉聚合物样品的制备方式。
熟悉利用反气相色谱法测定聚合物的热转变温度、结晶度的方式及利用分子探针研究聚合物之间的彼此作用参数。
第5章高聚物的热解分析（6学时）
5．1高聚物热解分析的特点
5．2高聚物热裂解的一般模式
5．3有机质谱
5．4有机质谱图谱解析
5．5热解分析在高分子材料研究中的应用
教学要求：
了解高聚物热解分析的特点和高聚物热裂解的一般模式。
了解有机质谱仪的大体结构和原理。
熟悉有机质谱谱图解析方式。
掌握常见典型有机化合物的谱图，学会未知化合物图谱解析及在高分子化合物的定性鉴定和定量分析。
第6章热分析（6学时）
6．1热分析的概念与分类
6．2差热分析和示差扫描量热分析
6．3热重分析
6．4DTA,DSC,TG在聚合物研究中的应用
教学要求：
了解热分析各类方式的特点及适用性。
了解差热分析和示差扫描量热分析的仪器装置、大体原理。
了解热重法的原理与装置。
掌握利用各类热分析方式研究高聚物热力学参数。
第7章分子量散布的测定（6学时）
7．1概述
7．2凝胶色谱
7．3凝胶色谱的数据处置
7．4凝胶色谱在高分子研究中的应用
教学要求：
了解聚合物的统计平均分子量的概念及分子量散布的表示方式，熟悉分子量散布的一般测定方式。
了解凝胶色谱的大体原理，掌握利用凝胶色谱法测定化合物分子量的各类数据处置方式。
第8章高分子材料的透射电子显微分析（4学时）
8．1透射电镜的结构
8．2电子衍射
8．3透射电镜用聚合物试样的制备技术
教学要求：
了解透射电镜的大体结构及电子衍射的大体原理。
熟悉各类电子衍射谱图。
了解各类聚合物试样的制备方式。
第9章聚合物的扫描电子显微分析（6学时）
9．1扫描电镜工作原理、结构和性能
9．2扫描电镜在材料研究中的应用
9．3波谱仪结构及工作原理
9．4能谱仪结构及工作原理
9．5电子探针分析及微区成份分析技术
教学要求：
了解扫描电镜工作原理、结构和性能。
掌握利用扫描电镜对材料进行断口分析（韧窝断口、解离断口、沿晶断口、疲劳断口和应力侵蚀开列断口）。
了解波谱仪结构及工作原理。
了解能谱仪结构及工作原理。
第10章原子力显微镜（AFM）（6学时）
10．1原子力显微镜的原理
10．2原子力显微镜大体成像模式
10．3原子力显微镜作为表面分析的工具
10．4AFM的应用
教学要求：
了解原子力显微镜的大体原理及仪器构造。
了解其成像模式。
了解利使劲学曲线分析样品污染物的粘性、油脂厚度和表面弹性转变。
熟悉利用AFM研究高分子表面形貌和纳米结构，微观尺寸下材料性质，多组分样品的相散布研究和亚表面结构。
第11章表面分析能谱（XPS）（6学时）
11．1表面分析能谱的大体原理
11．2表面能谱仪主要组成部份
11．3XPS在聚合物表面结构上的应用
教学要求：
了解表面分析能谱的大体原理，熟悉其表面定性、定量分析方式。
第12章自由基的电子自旋共振波谱（ESR）（4学时）
12．1ESR大体原理
12．2溶液自由基的ESR谱
12．3固体自由基的ESR谱
12．4分子运动与线宽
12．5三态分子和双基的ESR
教学要求：
了解ESR的大体原理。
了解溶液自由基的特点和溶液自由基谱的分析原理。
熟悉固体自由基的哈密顿算符和实验谱的分析。
了解由化学和物理的动态进程引发的谱线增宽效应。
了解三态分子和双基的ESR。
教材或主要参考书目：
（起草人赵景婵审定人宫永宽）
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