一、基本信息

课程代码：090595

实验课程名称:专业综合实验

英文名称: Comprehensive experimental of Material Chemistry

课程总学时: 64    总学分: 2.0      实验学时: 64

适用对象：材料化学

 

二、实验课程的性质与任务

本课程是材料化学专业教学计划中一个重要的实践性教学环节，属于独立设置的实验教学必修课，是在学生学完专业技术基础课及实践教学基础上进行的一次综合性实验课。目的使学生在对本专业各课程理论学习和必要的实验技能训练的基础上，系统地运用所学专业知识和技能，综合处理实际工作中可能遇到的问题，提高学生综合应用所学知识和解决实际问题的能力，并拓展学生的知识面，培养与训练学生的创新意识，培养和提高学生思考问题、解决问题和独立工作的能力，为学生完成毕业论文、开展科学研究奠定扎实的实践基础。

 

三、实验教学目的与要求

培养学生体统查阅文献资料、阅读资料的能力，培养学生设计系统实验、操作使用近代仪器和图谱解析的能力。

本实验由教师给出实验题目、要达到的目的及具体要求，要求学生在掌握各专业基础课程的基础上，按照题目要求完成实验任务。采取“自助式”实验教学方法，即指在实验教学中，以学生为主、教师为辅的教学方法，即以学生为中心，教师围绕学生的思路进行辅导教学，由学生根据自己的意愿、专业知识兴趣完成整个试验过程。学生自由选择实验项目、仪器设备，自主设计实验方案并实施、获得实验数据，独立完成实验报告。在整个实验过程中，教师仅提供实验项目及要求，做必要的指导和解答问题，力求充分发挥学生的自主性和能动性。在教师布置实验题目、讲解与实验相关的基本理论知识后，学生认真阅读实验指导书，自由组合成小组，每个小组选择一个题目，通过查阅文献资料，拟定实验方案,独立操作与分析判断实验结果,若发现问题后及时修改实验方案并重新进行实验操作。对处理的试样进行各种性能检测，并根据测试结果做合理的分析和解释，最终撰写出类似于小论文性质的实验报告。

 

四、考核办法和成绩评定标准

每个小组的最终成绩由指导教师根据其实验过程表现和实验报告综合评定，实验过程表现占60%，实验报告占40%。实验过程包括整体实验方案设计、实验进展情况、实验过程中的表现、实验结果等；实验报告包括撰写的格式、质量，分析讨论的系统性和深度等。教师通过整体评价，给出每个小组成绩。

 

五、实验指导书

1. 董先明, 喻鹏, 胡冰. 材料专业实验教程. 中国农业出版社, 2017.

2. 毛宗万. 综合化学实验. 北京：科学出版社，2008

3. 韩哲文. 高分子科学实》（第一版）.上海：华东理工大学出版社，2005.

六、实验项目、内容与要求

实验一  丙烯酰胺的溶液聚合、聚丙烯酰胺的表征、改性与应用

实验类型：综合性实验

实验学时：64

每组人数：3-5

 

实验目的： 

1. 掌握聚丙烯酰胺的合成和结构表征方法。

2. 了解聚丙烯酰胺的改性方法。

3. 了解聚丙烯酰胺及其衍生物的应用。

 

教学要求：

1. 实验前准备。学生根据自己的意愿、专业知识兴趣查阅资料，自由选择实验项目、仪器设备，自主设计实验方案，实验方案经老师考查通过后才能开始实验。

2. 实验操作。严格遵守实验室各项规章制度，实验过程中认真观察、仔细记录。

3. 撰写实验报告。对收集的数据做合理的分析和解释。

 

教学方法：

采取“自助式”实验教学方法，即指在实验教学中，以学生为主、教师为辅的教学方法，即以学生为中心，教师围绕学生的思路进行辅导教学，由学生根据自己的意愿、专业知识兴趣完成整个试验过程。学生自由选择实验项目、仪器设备，自主设计实验方案并实施、获得实验数据，独立完成实验报告。在整个实验过程中，教师仅提供实验项目及要求，做必要的指导和解答问题，力求充分发挥学生的自主性和能动性。在教师布置实验题目、讲解与实验相关的基本理论知识后，学生认真阅读实验指导书，自由组合成小组，每个小组选择一个题目，通过查阅文献资料，拟定实验方案,独立操作与分析判断实验结果,若发现问题后及时修改实验方案并重新进行实验操作。对处理的试样进行各种性能检测，并根据测试结果做合理的分析和解释，最终撰写出类似于小论文性质的实验报告。

 

实验内容提要： 

聚丙烯酰胺（polyacrylamide，简称 PAM）具有增稠性、絮凝性等多种重要的性能，可广泛应用于现代工农业的多个领域，包括污水处理、油田开采、造纸、吸湿等，对国民经济的发展具有重要意义。聚丙烯酰胺可以通过水溶液聚合、反相乳液与反相微乳液聚合、悬浮聚合和沉淀聚合等方法生产。水溶液聚合法是最早实现聚丙烯酰胺工业化生产的方法，也是聚丙烯酰胺发展的基础。改性聚丙烯酰胺也称为聚丙烯酰胺衍生物，可以通过共聚或大分子反应的方式得到，如甲醛交联改性，得到阳离子型聚丙烯酰胺。

 

实验二  竹塑复合材料的制备工艺与性能研究

实验类型：综合性实验

实验学时：64

每组人数：3-5

 

实验目的： 

1. 掌握竹塑复合材料的挤出共混方法及共混条件控制；

2. 掌握竹塑复合材料的注塑成型方法及条件控制，了解影响复合材料的各种因素；

3. 掌握竹塑复合材料的机械性能测试方法。

 

教学要求：

1. 实验前准备。学生根据自己的意愿、专业知识兴趣查阅资料，自由选择实验项目、仪器设备，自主设计实验方案，实验方案经老师考查通过后才能开始实验。

2. 实验操作。严格遵守实验室各项规章制度，实验过程中认真观察、仔细记录。

3. 撰写实验报告。对收集的数据做合理的分析和解释。

 

教学方法：

采取“自助式”实验教学方法，即指在实验教学中，以学生为主、教师为辅的教学方法，即以学生为中心，教师围绕学生的思路进行辅导教学，由学生根据自己的意愿、专业知识兴趣完成整个试验过程。学生自由选择实验项目、仪器设备，自主设计实验方案并实施、获得实验数据，独立完成实验报告。在整个实验过程中，教师仅提供实验项目及要求，做必要的指导和解答问题，力求充分发挥学生的自主性和能动性。在教师布置实验题目、讲解与实验相关的基本理论知识后，学生认真阅读实验指导书，自由组合成小组，每个小组选择一个题目，通过查阅文献资料，拟定实验方案,独立操作与分析判断实验结果,若发现问题后及时修改实验方案并重新进行实验操作。对处理的试样进行各种性能检测，并根据测试结果做合理的分析和解释，最终撰写出类似于小论文性质的实验报告。

 

实验内容提要： 

开发天然纤维复合材料或完全可降解的绿色复合材料对降低环境负荷、发展低碳经济具有重要的意义。天然竹纤维（竹粉）具有天然环保、价廉质优的特点，研究发现竹纤维的断裂伸长率超过大豆蛋白纤维和普通粘胶纤维，而且强力高、耐磨性好，说明竹纤维的初始模量大，钩结强度和结节强度好，具有较大的抵抗变形能力，湿态断裂伸长率大于干态断裂伸长率。目前，国内外竹纤维增强聚合物复合材料（竹塑复合材料）主要以聚丙烯( PP) 、聚酰胺（尼龙）、环氧树脂等作为基体聚合物。本实验以价格低廉、资源丰富的竹粉来填充聚丙烯制备竹塑复合材料，制备方法主要采用挤出共混和注塑成型方法，重点探讨竹纤维与热塑性塑料挤出共混的最佳工艺条件；研究竹塑复合材料的注射成型工艺条件；研究各组分配比（竹粉含量、相容剂用量）对材料力学性能的影响，获得最佳配方。所得到的复合材料具有价格低廉、机械性能良好、可生物降解等特点，该材料可以广泛应用于包装、建材、家具等方面。

 

 

大纲修订人： 郭清兵                      修订日期：2017.12

 

大纲审定人： 陈循军                      审定日期：