一、课程基本信息

二、课程简介

（一）课程中文简介（含课程性质、主要内容、授课目标等，300-500字）

高分子材料学是涵盖高分子化学和高分子物理一门专业基础课，包括高分子聚合物的分子设计、合成改性方法、合成工艺和结构与性能之间的关系。本课程是材料科学与工程专业核心课课程之一。其任务是使学生掌握高分子化合物的设计和合成方法以及高分子材料结构与性能之间的内在联系以及高聚物分子运动规律。以此指导我们正确地了解聚合物的结构和物理性质的关系，并通过分子设计和采取合适的聚合方法，合理地控制加工成型条件，最终获得具有预定性能的高分子材料。通过高分子材料学课程的学习，使学生巩固和运用所学的有关基础理论、基本知识与有关公式，加深对基本内容的理解，培养分析与解决实际问题的能力。课程主要内容包括高分子的缩聚、自由基聚合、离子交换和配位聚合等合成方法以及高分子运动和高分子材料的高弹性、粘弹性、流变性、电性能、力学性能和溶液性质。

（二）课程英文简介（300-500字）

“Polymer Materials Science” is a professional basic course covering polymer chemistry and polymer physics, containing the molecular design, modification methods, synthetic process of polymers and relationship between structure and properties. This course is one of core courses for majors of Materials Science and Engineering. The task of this course is for students to master the design and synthesis methods of polymer compounds, relationship between polymer structure and properties and law of motion for polymer molecules. Hereby it guides the students to correctly understand relationship between polymer structure and physic properties, and ultimately obtain polymer materials with expected properties by molecular design, properly utilization of polymerization methods and rationally control of processing and forming conditions. Through the study of Polymer Materials Science, students can consolidate and apply basic theories, basic knowledge and related functions, enhance understanding of basic content, cultivate their ability to analyze and solve practical problems. The main contents of this course include synthetic methods of polymers, such as polycondensation, free radical polymerization, ion exchange and coordination polymerization, as well as the motion of polymers and high elasticity, viscoelasticity, rheological property, electrical property, mechanical property and solution property of polymers.

三、课程内容

（一）课程教学目标（结合学校办学定位、专业人才培养要求，根据课程性质，具体描述学习本课程后应该达到的知识、能力水平，以及课程思政育人目标）

1. 掌握高分子合成以及高分子结构、运动与转变的基本概念、基本理论和基本研究方法；掌握共聚物的合成、结构、性能及两者之间的相互关系的基本概念和必要的知识。能够基于高分子材料的科学原理，通过文献研究或相关方法，调研和分析来解决高分子材料复杂工程问题的解决方案。

2. 掌握高分子的各种合成条件以及结构特征、运动方式与物理、机械性质和性能的相互关系。能够针对高分子材料生产、应用和废弃处理等材料生态全过程的复杂工程问题，基于环境保护和可持续发展，提出合理的解决方案。

（二）教学基本内容

基本内容涵盖高分子材料的合成和结构与性能，教学主要内容有有机材料的性能对分子量的依赖性、高分子分子量；高分子的缩聚、自由基聚合、离子交换和配位聚合合成方法；高分子的链结构、 聚合物的非晶态、聚合物的结晶态和聚合物的屈服和断裂。

（三）课程目标及对毕业要求指标点的支撑

第一章 概论

教学目的与要求：

了解高分子发展史，理解高分子的形状，掌握高分子分类，高分子的分子量、高分子的多分散性以及分子量对材料性能的影响、高分子的基本概念和高分子的聚合方法；明白该课程对应的毕业支撑点。

教学重点：

高分子的发展史，高分子的基本概念、有机材料的性能对分子量的依赖性、高分子分子量的特点及表示方式和测定方法。

教学难点：

高分子的基本概念，高分子分子量的统计概论和表示方式。

教学内容：

高分子科学发展简史、从小分子到大分子、高分子的基本概念、高分子的聚合方法、高分子的分子量和分子量分布；分子量和分子量分布的测定方法、高分子物质的类型和聚合物的聚集态方式和热转变。

教学思政元素：

老一辈我国高分子科学家对高分子材料的贡献 

学时分配：

2课时

相应毕业要求（选填）：

支撑毕业要求指标点4-1, 7-1。

第二章：缩聚与逐步聚合的高分子材料

教学目的与要求：

了解缩聚和逐步聚合反应特点和逐步聚合重要产物，如涤纶和尼纶，掌握逐步聚合反应单体特点、线形缩聚反应平衡常数、反应程度与聚合度的定量关系。

教学重点：

逐步聚合反应特点、逐步聚合反应单体特点、线形缩聚反应平衡常数、反应程度与聚合度的定量关系。

教学难点：

逐步聚合的基本概念、逐步聚合反应特点和体形缩聚的特点。

教学内容：

逐步聚合反应的分类及特征、线形缩聚单体、线形缩聚机理和反应特点及动力学、线形缩聚反应聚合度以及聚合度的控制、体形缩聚、凝胶点预测、逐步加聚反应和聚合方法。

学时分配：

2课时

相应毕业要求（选填）：

支撑毕业要求指标点4-1, 7-1。

第三章：自由基聚合的高分子材料

教学目的与要求：

了解可控/活性自由基聚合和二元共聚物组成及控制共聚物组成方法，掌握单体对聚合机理的选择性、自由基聚合反应机理及自由基聚合特征、引发剂种类及选择原理；自由基共聚合的特点。

教学重点：

自由基聚合原理、自由基聚合反应速率和聚合度方程的推导及应用和自动加速现象的成因及分析，自由基共聚合；单体和自由基活性的判据，Q-e方程的应用。

教学难点：

掌握自由基聚合的基本概念和方法和特点以及聚合速率和聚合度的影响因素及控制方法。共聚组成方程及其求导、竞聚率的意义、二元共聚曲线、转化率与共聚物组成的关系。

教学内容：

单体对聚合反应的选择性、自由基聚合机理、引发剂和链引发速率、自由基聚合速率、自动加速现象、阻聚和缓聚、动力学链长和聚合度、分子量分布、聚合热力学和可控/活性自由基聚合。共聚组成方程及其求导、竞聚率的意义、二元共聚曲线、转化率与共聚物组成的关系，前术末端效应导致的共聚物组成方程的偏离，多元共聚。单体和自由基活性的判据，自由基和单体的活性与取代基的关系，Q-e方程的应用。

学时分配：

6课时

相应毕业要求（选填）：

支撑毕业要求指标点4-1, 7-1。

第四章：离子聚合的高分子材料

教学目的与要求：

了解活性聚合在分子设计中的应用和阳离子聚合，掌握阴离子聚合反应单体、反应特征、聚合反应机理和聚合速率和聚合度的影响因素及控制方法。

教学重点：

阴离子聚合单体、阴离子聚合反应机理以及影响离子聚合反应速率和聚合度的因素和离子聚合与自由基聚合比较。

教学难点：

阴离子聚合特点、聚合反应机理以及影响离子聚合反应速率和聚合度的因素。

教学内容：

阴阳离子聚合单体、阴阳离子聚合反应机理、活性聚合、阴阳离子聚合动力学、阴阳离子聚合反应聚合速率和的影响因素，阴离子聚合的应用、离子共聚合和离子聚合与自由基聚合比较。

学时分配：

4课时

相应毕业要求（选填）：

支撑毕业要求指标点4-1, 7-1。

第五章：配位聚合高分子材料

教学目的与要求：

了解配位聚合催化剂的发展史，掌握配位聚合概念、Ziegler-Natta 引发剂、丙烯和丁二烯配位聚合的反应动力学。

教学重点：

配位聚合概念以及 Ziegler-Natta 引发剂。

教学难点：

配位聚合反应动力学与聚合物结构规整性之间的关系。

教学内容：

配位聚合的概念、聚合物的立体异构、Ziegler-Natta 引发剂、α-烯烃的配位聚合、单金属机理、双金属机理、二烯烃的配位聚合和配位聚合催化剂的发展。

学时分配：

2课时

相应毕业要求（选填）：

支撑毕业要求指标点4-1, 7-1。

第六章：高分子材料的链结构

教学目的与要求：

了解高分子材料与无机和金属材料结构相比的特点以及塑料、纤维和橡胶结构的不同，掌握高分子链的构型和构象以及不同构型和构象的基本概念和表达方式。

教学重点：

高分子的构型与构象之间的区别和高分子的构象与柔顺性及其表征。

教学难点：

均方回转半径、Kuhn 等效链段、高斯等效链段和蠕虫状链等。

教学内容：

高分子链的构型:结构单元的键接方式、结构单元的空间构型、高分子共聚物、高分子链的支化和高分子链的交联；高分子链的构象：高分子链的内旋转构象和链的柔顺性、理想柔性链的均方末端距、线性高分子的均方回转半径、用光散射法测定高分子链的均方回转半径和蠕虫状链。

学时分配：

4课时

相应毕业要求（选填）：

支撑毕业要求指标点4-1, 7-1。

                     第七章：非晶态聚合物的聚集和流动

教学目的与要求：

了解分子聚集态方式和黏性流动与其它材料的不同，掌握高分子聚集态方式以及非晶态聚合物的黏性流动和在不同温度下的运动方式。

教学重点：

非晶态聚合物的结构特征和高分子链的黏性流动以及高分子不同尺寸的取向。

教学难点：

玻璃化转变理论和聚合物黏性流动是高分子链的运动。

教学内容：

非晶态聚合物的结构模型、非晶态聚合物的力学状态和热转变、非晶态聚合物的玻璃化转变、非晶态聚合物的黏性流动和聚合物的取向态。

学时分配：

4课时

相应毕业要求（选填）：

支撑毕业要求指标点4-1, 7-1。

                          第八章：高分子材料结晶与熔融

教学目的与要求：

了解高分子材料的结晶和熔融与其它材料的不同，掌握高分子晶型和模型以及形成不同晶型的条件，了解聚合物熔融的特点以及速率。

教学重点：

晶态聚合物的结构特点、形成条件和性能差异；结晶聚合物的熔点研究液晶态。

教学难点：

晶型、高分子链的排列以及结晶聚合物的结构模型。

教学内容：

常见结晶聚合物中晶体的晶胞，结晶性聚合物的球晶和单晶，结晶聚合物的结构模型，聚合物的结晶过程，结晶聚合物的熔融和熔点，结晶度对聚合物物理和机械性能的影响，聚合物的液晶态。

学时分配：

4课时

相应毕业要求（选填）：

支撑毕业要求指标点4-1, 7-1。

                         第九章：高分子材料的力学性能

教学目的与要求：

了解塑料、纤维和橡胶等高分子材料与金属材料的力学性能相同点，掌握高分子材料的结构与力学性能之间的关系以及影响力学性能的相关因素。

教学重点：

玻璃态和结晶态高聚物的力学性质、高聚物力学性质的基本物理量和高聚物的拉伸行为；高聚物的屈服以及影响聚合物实际强度的因素。

教学难点：

各力学性能的概念和合物的屈服行为。

教学内容：

聚合物的拉伸行为和屈服行为；玻璃态和结晶态高聚物的力学性能特点；高聚物力学性能的基本概念；聚合物的的断裂理论和理论强度，影响聚合物实际强度的因素。

教学思政元素：

介绍我国高分子科学家对该领域的贡献以及我国高分子材料卡脖子问题。

学时分配：

4课时

相应毕业要求（选填）：

支撑毕业要求指标点4-1, 7-1。

四、考核方式

《高分子材料学》采用平时成绩、期中考查和期末考试过程考核的方式进行考核。最终成绩由平时成绩（到课率/课堂表现/互动）、与期中考查成绩和期末考试成绩等综合而成，考核周期为半学期、即8周。各部分所占比例和考核标准如下：

1、平时成绩，成绩占比20%，其中到课率10%，课堂表现5%，互动5%。这部分主要考核学生学习态度及对每堂课知识点的理解和掌握程度，保证学生在教学过程中的参与度并及时解决学习中的问题。

（1）到课率：主要考核学生的学习态度，采用点名的方式进行抽查，点名次数不少于3次。

（2）课堂表现：该部分主要考核学生平时的学生认真程度、上课的参与程度以及对授课过程中知识点的捕获敏感性和理解程度。

（3）互动：通过课后口头、课程网站平台和QQ群互动，考核学生平时对课程的参与度和理解程度。

《高分子材料学》平时成绩评分标准

2、期中考查：成绩占比40%。期中考查主要考查学生阶段知识掌握、综合运用程度，时间节点为8周左右，内容为高分子材料基本概念、高分子的缩聚与逐步聚合、自由基聚合、离子聚合和配位聚合的基本概念和内容。

3、期末考试：成绩占比40%。主要考核学生对本课程学习整体掌握程度，对高分子物理的基本概念和高分子材料结构与性能之间的内在联系以及高聚物分子运动规律的程度把握；

题型主要有计算名词解释、填空题、计算题、简答题等。试卷的命题按《湖南大学材料科学与工程学院》制定的《高分子材料学试卷命题审核表》标准执行。采用闭卷考试形式，在考试周内进行考试，成绩评定采用百分制，按所设权重计入课程总评成绩中。阅卷方式：由授该课程老师集中统一阅卷。

学生综合成绩不低于60分即可获得该门课程学分。

4、课程目标及毕业要求与考核方式对应关系表

如果各课程目标的达成度均大于0.6，就认为课程目标达成，同时各毕业要求指标点的评价值均大于0.65，就认为该课程对毕业要求的贡献达成。

五、授课手段（教学方法）

以课堂教学为主，结合线上线下以及课程网站的交互。课堂教学采用多媒体教学方式。结合教师的科研实践举例说明本课程知识在高分子材料领域的应用，使学生更好的理解和掌握高分子化学与高分子物理的基本理论与方法，掌握高分子合成以及聚合物结构、运动与转变的基本概念、基本理论和基本研究方法；掌握聚合物结构、性能及两者之间的相互关系的基本概念和必要的知识，通过分子设计，指导合成预定性能的高分子材料，能够解决涉及高分子材料成分、结构、性能及其制约因素之间相互关系的复杂工程问题；使学生掌握高分子合成方法以及高聚物的各种结构特征、运动方式与物理、机械性质和性能的相互关系。能够基于高分子材料的科学原理，通过文献研究或相关方法，调研和分析来解决高分子材料复杂工程问题的解决方案；能够针对高分子材料生产、应用和废弃处理等材料生态全过程的复杂工程问题，基于环境保护和可持续发展战略，提出合理的解决方案。特别是教学中结合国家重大需求以及国际材料领域的最新进展，使学生了解本课程理论在新材料、新工艺和新技术中的应用和发展状况，使学生具备开阔的视野和创新思维能力。

对该课程相关内容，采用自学方式，鼓励学生形成自主学习的意识、培养学生自主学习能力及综合运用知识能力。

实践教学主要依托学校学院SIT项目，训练学生的实验技能和科学实验方法，提高分析和解决实际问题的能力。

通过学校《高分子材料学》课程网站平台与学生进行互动，每一章都有要求学生参与讨论题，方便及时了解学生学习情况，另外，建立本课程班级QQ群互动答疑。