高分子物理课程教学大纲

1、高分子物理课程教学大纲英文名称： Polymer Physics课程类别：学科基础课 学 时：64学 分：4适用专业：高分子材料与工程 一、 本课程的性质、任务 高分子物理课程包括：高聚物的结构、高高分子物理学是高分子材料与工程专业的基础课。通过本门课程的学习，要求学生对高分子的合成、加工、应用、改性等具有全面的了解。并使学生重点掌握结构、性能及两者之间关系的一些基本概念、必要的知识、分析测试方法、一定的计算能力，从而为专业课的学习打下理论基础，并为高分子材料的合成、加工、选材、应用、改性、性能测试等提供理论依据，进而指导生产实践。高分子物理课程教学包括理论教学和实验教学。结合本门课程的实验，

2、对学生进行相关的基本训练，培养学生分析问题和解决问题的实际工作能力。总之，通过本门课程的学习及实验为后续专业课的学习提供必备的基础知识。二、 本课程的基本要求本课程包括高分子的链结构和聚集态机构、高分子的溶液性质、高分子的运动和高分子力学性能和电性能四大部分。通过学习，要使学生对教学内容达到“了解” 、“认识和理解” 、“掌握”和“熟练掌握”层次要求。即通过学习要求学生对基本分析方法、各种测试方法、各种实验的基本原理、高分子尺寸表示方法及其推导要全面了解。对高聚物的结晶结构模型、非晶态结构、液晶结构、织态结构有明确的认识和理解。掌握高聚物的各种力学状态、力学行为、各种性能曲线的详细分析和典型推

3、导。熟练掌握高聚物结构、性能及两者之间相互关系的基本概念、必要的知识。熟练掌握高聚物的各种特征温度、测定方法。三、讲授内容 1 高分子链的结构 1.1 概论 高分子科学的诞生与发展 高分子结构的特点 I.1.3 高分子结构的内容 1.2 高分子链的近程结构 结构单元的化学组成 键接结构 支化与交联 共聚物的结构 高分子链的构型 1.3 高分子链的远程结构 高分子的大小 1.3.2 高分子涟的内旋转构象 高分子链的柔顺性 1.4 高分子链的构象统计 均方末端距的几何计算法 均方末端距的统计计算法. 高分子链柔顺性的表征. 高分子链的均方旋转半径. 2 高分子的聚集态结构 2.1 高聚物分子间的作

4、用 范德华力与氢链. 内聚能密度 2.2 高聚物结晶的形态和结构 高聚物结晶的形态学 高分子在结晶中的构象和晶胞.， 2.3 高分子的聚集态结构模型 高聚物的晶态结构模型 高聚物的非晶态结构模型.2.4 高聚物的结晶过程 高分子结构与结晶能力. 结晶速度及其测定方法 Avrami方程用于高聚物的结晶过程. 结晶速度与温度的关系 影响结晶速度的其他因素 2.5 结晶对高聚物物理机械性能的影响“ 结晶度概念及其测定方法 结晶度大小对高聚物性能的影响 结晶高聚物的加工条件结构性质的互相作用 分子量等因素对结晶高聚物的聚集态结核 2.6 结晶热力学.” 结晶高聚物的熔融与熔点 结晶温度对熔点的影响 晶

5、片厚度与熔点的关系 拉伸对高聚物熔点的影响 2.7 高聚物的取向态结构 高聚物的取向现象 高聚物的取向机理 取向度及其测定方法 取向研究的应用 2.8 高聚物的液晶态结构 液晶态的结构 高分子液晶的结构和性质 高分子液晶的应用 2.9 高分子合金的形态结构 高分子混合物的溉念 高分子的相容性 共混高聚物聚集态的主要特点 非均相多组分聚合物的织态结构 共混高聚物的聚集态结构对性能的影响. 3 高分子的溶液性质 3.1 高聚物的溶解 高聚物溶解过程的特点 高聚物溶解过程的热力学解释 溶剂的选择 3.2 高分子溶液的热力学性质. Flory-Huggins高分子溶液理论 Flory温区(温度)的提出

6、 3.3 高分子浓溶液 3.3.1 高聚物的增塑 3.3.2 纺丝液 3.3.3 凝胶和冻胶 3.4 共混聚合物的溶混性 3.5 高分子溶液的流体力学性质 3.5.1 高分子在溶液中的扩散 3.5.2 高分子在溶液中的粘性流动 4 高聚物的分子量 4.1 高聚物分子量的统计意义 平均分子量 平均分子量与分布函数 分子量分布宽度 4.2 高聚物分子量的测定. 端基分析 沸点升高和冰点降低. 膜渗透压 光散射 小角激光光散射(LALLS) 超速离心沉降 粘度 凝胶色谱 5 高聚物的分子量分布 5.1 分子量分布的表示方法 图解表示 分布函数 5.2 基于相平衡的分级方法 高分子溶液的相分离 分级实

7、验方法 数据处理 5.3 凝胶色谱法 基本原理 仪器 载体和色谱柱 高效凝胶色谱 5.4 凝胶色谱的特殊应用 凝胶色谱与小角激光光散射联用 高聚物长链支化度的测定 共聚构组成分布与分子量分布的测定 6 高聚物的分子运动 6.1 高聚物的分子热运动 高分子热运动的主要特点 高聚物的力学状态和热转变 高聚物的次级松弛 6.2 高聚物的玻璃化转变 玻璃化转变现象和玻璃化温度的测量 玻璃化转变理论 玻璃化温度的影响因素及调节途径 玻璃化转变的多维性6.3 高聚物的粘性流动 高聚物粘性流动的特点 影响粘流温度的因素 聚合物熔体的切粘度 剪切粘度的测量方法 高聚物熔体的流动曲线 加工条件对高聚物熔体剪切粘

8、度的影响 高聚物分子结构因素对剪切粘度的影响 剪切流动的法向应力和高聚物熔体的弹性效应 拉伸粘度 7 高聚物的力学性质 7.1 玻璃态和结晶态高聚物的力学性质 描述力学性质的基本物理量 几种常用的力学性能指标 几类高聚物的拉伸行为 高聚物的屈服 高聚物的破坏和理论强度 影响高聚物实际强度的因素 7.2 高弹态高聚物的力学件质 橡胶的使用温度范围. 高弹性的特点 橡胶弹性的热力学分析 橡胶弹性的统计理论 内能对橡胶弹性的贡献 橡胶弹性与交联网结构的关系 橡胶的极限性质 7.3 高聚物的力学松弛 高聚物的力学松弛现象 粘弹性的力学模型 粘弹性与时间、温度的关系时温等效原理 Boltzmann叠加原

9、理 测定高聚物粘弹性的实验方法 高聚物的松弛转变及其分子机理 8 聚合物的电学性质 8.1 高聚物的极化及介电常数 8.2 高聚物的介电损耗 8.3 高聚物的导电性 8.4 高聚物的介电击穿 8.5 高聚物的静电现象四、实践性环节1 作业：讲授完两部分教学内容后，进行一次习题课， 讲授完每一章的教学内容后，留一次作业题。讲授完一半内容后进行期中考试。2 其它：参观高分子材料工艺和性能测试实验室五、学时分配序 号章节教学内容总学时学时分配备注讲授实验上机CAI1第一章 绪论222第二章高分子链的结构883第三章高分子的聚集态结构14144第四章高分子溶液445第五章聚合物的分子量和分子量分布446第六章聚合物的转变和松弛10107第七章高聚物的力学性质12128第八章聚合物的流变性449第九章聚合物的电性能4410习题课22合计6464六、参考教材 7Fundamentals of Polymer Physics.Bincai Li. Chemical Industry Press七、本课程与其它课程的联系先修课程：无机化学、