《聚合物材料结构与性能表征》课程教学大纲

《聚合物材料结构与性能表征》教学大纲1课程编号.1000911042课程名称聚合物材料结构与性能表征.

3.高等教育层次本科

4.课程在培养方案中的地位课程性质必修对应于材料化学专业开课学年及学期非强制，建议大学三年级

5.先修课程（a有机化学；b高分子化学；c高分子物理）6课程总学分总学时；.30:

487.课程教学形式普通课程课程教学目标与教学效果评价

8.课程教学目标（给出知教学效果评价识能力素养各方面的的具体教学结果）（必填）不及格及格，中良优

1.对化学合成高

1.对化学合成高

1.对化学合成高

1.对化学合成高

1、了解和掌握电磁辐分子材料等结构分分子材料等结构分子材料等结构分子材料等结构射的基本概念、光析和性能表征中的分析和性能表征分析和性能表征分析和性能表征概念、理论与实验中的概念、理论与中的概念、理论中的概念、理论谱分析的特点与发方法有碎片化的理实验方法能理解，与实验方法能完与实验方法能完展趋势、光谱分析解但不完整整理解，但不系整系统地理解技术在促进高分子统，存在断点材料科学发展中所起的重大作用

1.对有机官能团

2、知悉和理解有机官

1.对有机官能团

1.对有机官能团

1.对有机官能团的基团振动频率范能团的基团振动频的基团频率振动的基团振动频率的基团振动频率围、高分子红与有率范围、高分子红范围、高分子红外范围、高分子红范围、高分子红机化合物红外光谱光谱的特点，以及外光谱的特点，外光谱的特点，外光谱的特点、高特点有碎片化的理红外与拉曼光谱以及红外与拉曼以及红外与拉曼分子与有机化合物解与掌握的区别和氢键对光谱的区别和氢光谱的区别和氢红外基团振动模式键对基团振动键对基团振动光谱的联系与区的影响规律能理模式的影响规律模式的影响规律解，但不完整别能完整理解，但能能完整系统地不系统，存在断理解与掌握点

1.能够运用核磁

1.整体上能够根

1.整体上能够根

3、知悉和理解核磁共共振氢谱与碳谱分据核磁共振氢谱据核磁共振氢谱

1.具备根据核磁振氢谱与碳谱的基本原析的基本原理与方与碳谱分析的基与碳谱分析的基共振氢谱与碳谱理、化学位移和裂分规法，解决有机化合本原理与方法，以本原理与方法，分析的基本原理律产生的原因与规律和物与聚合物结构表及化学位移和裂以及化学位移和与方法，以及化傅里叶变换超导核磁共征的个别问题分规律解决有机裂分规律，解决学位移和裂分规化合物与聚合物有机化合物与聚律和双照射去偶振技术发展的意义结构表征问题的合物结构表征中技术对13c与质能力，但缺乏系统问题的能力，有子和其它杂原子性一定的系统性，偶合影响的规但系统性方面存律，分析解决较在断点为复杂的有机化合物与聚合物结构表征中问题的能力

1.仅具有对高分

4、知悉和理解基质辅

1.具有根据所掌子质谱基本原理、

1.整体上具有根

1.整体上具有根助激光解析电离-飞行握的高分子和有质谱仪中各类质量据所掌握的高分据所掌握的高分机化合物质谱分时间高分子质分析器构造、高分子和有机化合物子和有机化合物析基本原理与方谱MALDI-TOF基子质谱分析技术的质谱分析的基本质谱分析基本原法，分析和解决本原理、质谱仪中各类进展及对高分子学原理与方法，分析理与方法，分析有机化合物与聚科发展影响的零碎和解决有机化合和解决有机化合质量分析器构造、高分合物结构表征中概念物与聚合物结构物与聚合物结构子质谱分析技术的进展遇到的分子量测表征中分子量测表征中遇到的分及对高分子学科发展的定等问题的能定等问题的能力，子量测定等问题力，形成了高分重大影响整体上形成了高的能力，基本上子和有机化合物分子和有机化合形成了高分子和质谱的思维模物质谱的思维模有机化合物质谱式并能综合利式，但缺乏系统的思维模式用性其它表征方法对思维模式，有一材料的结构做出定的系统性，但正确分析与判系统性方面存在断断点课程教学目标与所支撑的毕业要求对应关系

9.毕业要求毕业要求（指标点）内容课程教学目标（给出知识能力素养各方面的的（指标点）具体教学结果）编号1在掌握双原子分子振动模型、多原子分

1.知悉和理解双原子分子振动模型、多原子子简正（并）振动、拉曼散射的基本原分子简正（并）振动、拉曼散射的基本原理；理基础上，能够对常见有机化合物和聚

2.知悉和理解有机化合物和聚合物红外光谱合物红外光谱图进行分析和指认特征振动谱带的波数范围、强度；常见聚烯烧、聚酯、聚酰胺等谱图特征；氢键对基团振动模式的影响2在掌握核磁共振氢谱与碳谱的基本原

1.知悉和理解核磁共振氢谱与碳谱的基本原理、化学位移和裂分规律产生的原因基理、化学位移和裂分规律产生的原因；础上，能够对常见有机化合物和聚合物

2.能够根据取代基对不同核化学位移影响的结构进行核磁共振氢谱与碳谱分析和表规律，对常见有机化合物和聚合物结构进行核征，测定聚合物分子量和进行共聚物组磁共振氢谱与碳谱分析和表征；成分析

3.能够利用端基分析来进行聚合物分子量测定；

4.能够利用不同上链结构单元间积分面积之比进行共聚物组成分析3在掌握高分子和有机化合物质谱分析

1.根据所掌握的高分子和有机化合物质谱分基本原理的基础上，学会利用质谱数据析基本原理与方法，针对有机化合物的分子量分析和解决有机化合物与聚合物结构表测定及其分子结构解析问题，以及聚合物分子征中遇到的分子量测定及其分子与主链量及其分布测定、聚合物主链结构单元确定和结构确定的问题端基分析的需要，选择合适的质谱分析方法，形成能够熟练用其分析和解决有机化合物与聚合物结构表征中所遇到问题的能力教学内容、学时分配、与进度安排

10.教学内容学时分配教学方法与策略（可结合教学所支撑的课形式描述）（选填）程教学目标第一章绪论2讲授、课堂讨论

11.1电磁辐射与光谱学

1.2光谱分析的内容与任务121讲授、提问、课堂讨论、单元第二章傅立叶变换红外光谱测验

2.1振动光谱的基本原理与经验方法

2.2基团振动频率表与高分子红外光谱

2.3常见聚合物红外光谱的特征谱带与谱图解析

2.4傅立叶变换红外光谱仪的定量分析功能第三章核磁共振氢谱（加）122NMR讲授、提问、课堂讨论、单元

3.1核磁共振现象与基本原理测验

3.2高分子溶液的核磁共振氢谱；

3.3化学位移与分子结构的关系

3.4偶合常数与分子结构的关系

3.5核磁共振氢谱在高分子材料结构分析中的应用第四章核磁共振碳谱）102dC NMR讲授、提问、课堂讨论、单元

4.1核磁共振碳谱基本原理与测定技术测验与特点

4.2取代基对血化学位移的影响

1.13化学位移的模拟计算方法

4.4%驰豫时间和分子结构的关系

4.5溶液13C NMR谱在高分子结构研究中应用第五章高分子的质谱法103讲授、提问、课堂讨论、单元

5.1有机质谱的反应及其机理；测验

5.2有机质谱图解析

5.3高分子质谱的基本原理；

5.4基质辅助激光解析/离子质谱法（MALDI-MS）在聚合物分子量测定及其结构分析中的应用；第六章实验2学生动手测试、分析图谱

16.1傅立叶变换红外光谱实验考核与成绩评定平时成绩、期末考试在总成绩中的比例，平时成绩的记录方法

11.考核方式开卷考试成绩构成单元测验（开卷，每次40分钟）4次，每次

7.5分，全部共30分；期末考试70分教材，参考书

12.薛奇编著高分子结构研究中的光谱方法北京高等教育出版社

[1][M].,

1995.朱诚身主编聚合物结构分析北京科学出版社，

[2][M].

2004.

[3]G Montaudoand RP Lattimer.Mass Spectrometryof Polymers[M].CRC Press,

2002.大纲说明

13.本大纲共分为6章第1章简要介绍电磁辐射的原理以及与分子的相互作用；第2章和第3章为本课程的重点，分别介绍了目前最为常用的傅立叶变换红外光谱和核磁共振氢谱的基本原理以及在高分子材料结构表征中的应用；作为第3章的提高篇，第4章介绍了核磁共振碳谱的基本原理及在高分子和有机化合物结构表征中的应用；第5章介绍了高分子质谱法在高分子材料结构表征中的应用与发展概况为强化同学们的学习效果，还各安排了2学时的傅立叶变换红外光谱实验课，除让同学们初步了解仪器的功能与结构外，还试图让学生们亲自动手利用仪器进行实验、获取谱图，培养自己分析图谱的能力Outline forCharacterization of Structure and Properties ofPolymericMaterialsCourse code:100091104Course name:Characterization ofStructure andProperties of MaterialsLecture Hours:46hours LaboratoryHours:2hours Credits:4TermIf necessary:Prerequisites:Organic chemistry,Polymer chemistryand PhysicsCourseDescription:This courseis toexplore the molecular structuresof polymers,biomacromolecules,organic-inorganichybrids,organic opto-electronic functionalmaterials andso onby usinginstrumental analyticaltechniques,which isa coretheme towardthe characterization of thestructure andproperties ofmaterials sciences.Thanks tothe wideapplications ofcomputers andFourier transform,theperformance ofvarious analyticalinstruments aregreatly improvedand thestructural informationisincredibly expanded,laying asound foundationfor thedeeper andquicker identificationof materialsstructures.As aresult,this courseis aimedat teachingand cultivatingstudents how to understandandmaster the basic concepts,theories andexperimental techniquesof structuralidentification andpropertycharacterizationofsynthetic polymericmaterials andhowtoknow thefunctionalities andcurrentadvances ofrelative analyticalinstruments.It isindispensable fora studentwho wantstoengage in thebasicand appliedresearch ofmaterialssciencesin thefurture tolearn andmaster thecourseof CharacterizationofStructureandPropertiesofMaterials.Course Outcomes:After completingthis course,a studentshould beable to:

1.Measure FTIRspectra andexplain thebasic vibrationpeaks ofcharacteristic groupsfor particularorganic or polymericcompounds;

2.Master thebasic rulesof nuclear resonance peakappearances of1H and13C NMRand analyzethemolecular structuresof particular organicor macromolecular compoundsbased ontheseresonance peaks;

3.Know theprinciples of polymeric massspectrometric analysisand determinethe molecularweightand molecularstructure ofsynthetic polymericmaterials.Course Content:Lectures andLecture Hours:

1.Introduction2-Electromagnetic radiationand spectroscopy

2.Fourier TransformInfrared FTIRSpectroscopy12-Basic principlesand empiricalmethods ofvibration spectroscopicanalyses;-Application ofFTIR inthemolecularstructural researchof polymericmaterials;-Monitoring thekinetic processof polymericreaction.

3.Hydrogen NuclearResonance SpectroscopyXH NMR12-Phenomena andbasic principlesof protonnuclear resonance;-%NMR spectraofpolymericsolutions;-Application of123H NMRinthestructural analysesand molecularweight determinationofpolymeric materials.

4.Carbon NuclearResonance Spectroscopy13C NMR10-Basic principlesof carbonnuclear resonance;-Design ofpulse sequencesfor carbonnuclearresonance;-Analyzing examplesof13C NMRspectra forparticularorganicormacromolecularcompounds.

5.Macromolecular MassSpectroscopy10-Mass spectroscopicreaction andbasic principlesof organiccompounds;-Basic principlesof macromolecularmass spectroscopy;-Matrix-assisted laserdesorption/ionization time-of-flight spectroscopyMALDI TOFLaboratoriesand LaboratoryHours:

1.Fourier TransformInfrared FTIRSpectroscopy2Grading:Chapter Exams30%Final70%TextReference Book:

[1]薛奇编著高分子结构研究中的光谱方法[M].北京高等教育出版社

995.

[2]朱诚身主编聚合物结构分析[M].北京科学出版社，

2004.3G Montaudoand RP Lattimer.Mass Spectrometryof Polymers[M].CRC Press,

2002.。