安徽工程大学高分子材料与工程专业《高分子材料》第一章绪论教案

教案

课程名称： 高分子材料与工程

章节： 第一章绪论

教材： 《高分子材料》

编写人： [教师姓名]

编写日期： [日期]

【课堂导入】

从日常生活中的常见物品入手，引导学生思考这些物品是由什么材料制成的，并引出高分子材料的概念，激发学生学习兴趣。例如：

塑料瓶、手机壳、衣服等日常用品
建筑材料、汽车零部件等工业材料

教学目的：

了解高分子材料的发展历程，掌握其重要里程碑，如巴克利（Baekeland）发明的酚醛树脂，以及尼龙（Nylon）的合成等。
掌握高分子材料的不同类型及其特征，加深对高分子材料的认识，如塑料、橡胶、纤维、涂料、黏合剂、聚合物基复合材料、聚合物合金、功能高分子材料等。
理解高分子材料的成型加工方式，了解各种成型加工技术的特点和应用范围，如挤出成型、注射成型、吹塑成型、压制成型等。

教学手段：

教师讲授
多媒体课件展示
学生讨论
案例分析

重点和难点：

重点： 理解高分子材料的不同类型及其特征，掌握各种高分子材料的应用领域。
难点： 理解高分子材料的成型加工原理和过程，掌握各种成型加工技术的优缺点和应用范围。

【教学内容】

1.1 高分子材料的发展史（课时：1个）

从自然界中的天然高分子材料（如蛋白质、纤维素等）开始讲起，介绍高分子材料的起源和发展历程。
详细介绍合成高分子材料的发展史，重点强调高分子材料的重要里程碑，如：
- 巴克利（Baekeland）发明的酚醛树脂的合成和商业化生产（1907年）
- 卡罗瑟斯（Carothers）合成尼龙（Nylon）（1935年）
- 齐格勒-纳塔（Ziegler-Natta）催化剂的发现（1953年）
- 聚烯烃的工业化生产（1950年代）
- 功能高分子材料的快速发展（20世纪末）

1.2 高分子材料的类型与特征（课时：1个）

1.2.1 塑料
- 解释塑料的概念、特点和应用领域，如：
  - 概念： 由单体通过聚合反应得到的具有可塑性的高分子材料
  - 特点： 质量轻、强度高、耐腐蚀、易加工成型等
  - 应用领域： 包装、建筑、电子、汽车、航空航天等
- 举例说明常见塑料的种类，如聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）等。
1.2.2 橡胶
- 解释橡胶的概念、特点和应用领域，如：
  - 概念： 具有高弹性的高分子材料，能承受较大的形变
  - 特点： 弹性好、耐磨、密封性好等
  - 应用领域： 轮胎、密封件、电缆、玩具等
- 举例说明常见橡胶的种类，如天然橡胶、合成橡胶（丁苯橡胶、丁腈橡胶等）。
1.2.3 纤维
- 解释纤维的概念、特点和应用领域，如：
  - 概念： 具有细长、柔韧、可纺性的高分子材料
  - 特点： 强度高、耐磨、透气性好、吸湿性好等
  - 应用领域： 服装、地毯、绳索、过滤材料等
- 举例说明常见纤维的种类，如棉纤维、羊毛纤维、聚酯纤维、尼龙纤维等。
1.2.4 涂料
- 解释涂料的概念、特点和应用领域，如：
  - 概念： 由树脂、颜料、填料、溶剂等组成的液体或糊状材料，涂覆在物体表面形成薄膜，起到保护、装饰、美观等作用
  - 特点： 防腐、防锈、装饰、美观等
  - 应用领域： 建筑、家具、汽车、船舶、机械等
- 举例说明常见涂料的种类，如环氧涂料、丙烯酸涂料、聚氨酯涂料等。
1.2.5 黏合剂
- 解释黏合剂的概念、特点和应用领域，如：
  - 概念： 能将不同材料粘合在一起的物质，通常为高分子材料
  - 特点： 黏接强度高、耐热、耐水、耐溶剂等
  - 应用领域： 建筑、家具、汽车、电子等
- 举例说明常见黏合剂的种类，如聚氨酯黏合剂、环氧树脂黏合剂、热熔胶等。
1.2.6 聚合物基复合材料
- 解释聚合物基复合材料的概念、特点和应用领域，如：
  - 概念： 由聚合物基体和增强材料（如纤维、填料等）组成的材料
  - 特点： 强度高、刚度高、耐高温、耐腐蚀等
  - 应用领域： 航空航天、汽车、船舶、建筑等
- 举例说明常见聚合物基复合材料的种类，如碳纤维增强聚合物复合材料、玻璃纤维增强聚合物复合材料等。
1.2.7 聚合物合金
- 解释聚合物合金的概念、特点和应用领域，如：
  - 概念： 由两种或多种聚合物组成的混合物，通过相容性提高材料的性能
  - 特点： 综合了不同聚合物的优点，性能优异
  - 应用领域： 汽车、电子、包装等
- 举例说明常见聚合物合金的种类，如PC/ABS合金、PC/PBT合金等。
1.2.8 功能高分子材料
- 解释功能高分子材料的概念、特点和应用领域，如：
  - 概念： 具有特殊功能的高分子材料，如导电性、发光性、磁性等
  - 特点： 功能多样、应用广泛
  - 应用领域： 电子、光学、生物医药等
- 举例说明常见功能高分子材料的种类，如光学功能高分子材料、电子功能高分子材料、生物医用高分子材料等。

1.3 高分子材料的成型加工（课时：2个）

1.3.1 挤出成型
- 解释挤出成型的原理、设备和应用范围，如：
  - 原理： 将加热融化的塑料或橡胶通过模具挤出，形成所需的形状
  - 设备： 挤出机
  - 应用范围： 制造管材、型材、薄膜、纤维等
1.3.2 注射成型
- 解释注射成型的原理、设备和应用范围，如：
  - 原理： 将加热融化的塑料或橡胶注入模具，冷却固化后得到所需的形状
  - 设备： 注射机
  - 应用范围： 制造各种塑料制品，如瓶子、玩具、家电外壳等
1.3.3 吹塑成型
- 解释吹塑成型的原理、设备和应用范围，如：
  - 原理： 将加热融化的塑料或橡胶吹入模具，形成空心的形状
  - 设备： 吹塑机
  - 应用范围： 制造各种塑料瓶、薄膜、容器等
1.3.4 压制成型
- 解释压制成型的原理、设备和应用范围，如：
  - 原理： 将塑料或橡胶材料放入模具，在高温高压下压制成型
  - 设备： 压制机
  - 应用范围： 制造板材、片材、餐具等

【教学反馈】

通过提问、课堂讨论等方式了解学生对本节课内容的掌握情况。
针对学生提出的问题进行解答，并进行相应的补充和解释。

【课后作业】

阅读第二章内容，并完成相关习题。
思考并收集有关高分子材料应用的案例，并进行分析。

【教学延伸】

引导学生进行高分子材料的实验操作或实地考察，加深对高分子材料的认识和理解。
鼓励学生参加相关科研项目，并进行学术交流。
关注高分子材料领域的新技术和新进展，并进行学习和研究。

注：教师可根据学生的实际情况调整教学内容和教学进度，并根据教学目标设计相应的教学活动。