《聚合物材料物理》教学大纲

1、聚合物材料物理教学大纲课程编号：100091103课程名称：聚合物材料物理高等教育层次：本科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属于BZ专业课程基本模块开课学年及学期：非强制，建议大学三年级下学期先修课程：（a必须先修且考试通过的课程，b必须先修过的课程，c 建议先修的课程）大学物理；有机化学；物理化学；b. 材料化学课程总学时，学分，4.0 总学时：64课程教学形式：0普通课程课程教学目标与教学效果评价（如填此项则上一项可不填）课程教学目标（给出知识能力素养各方面的的具体教学结果）教学效果评价不及格及格，中良优知悉和理解聚合物材料物理的基本概念、定理以及聚合物结构与性能之

2、间的关系，掌握相互作用与分子运动在决定聚合物性质性能中的作用。完全不知道，对聚合物材料结构与性能之间关系，对聚合物材料物理的概念与基本原理，有碎片化的理解。对聚合物材料结构与性能之间关系，对聚合物材料物理的概念与基本原理能理解，但不完整。对聚合物材料结构与性能之间关系，对聚合物材料物理的概念与基本原理能完整理解，但不系统，存在断点。对聚合物材料结构与性能关系与特点，对聚合物材料进行物理和化学改性的基本原理能完整系统地理解。知悉和理解多种聚合物材料的结构与性能关系与特点，理解聚合物材料物理的基本原理。1.完全不知道，2.对聚合物材料结构与性能关系与特点以及对聚合物材料物理的基本原理，有碎片化的理

3、解。对聚合物材料结构与性能关系与特点，对聚合物材料物理的基本原理能理解，但不完整。对聚合物材料结构与性能关系与特点，对聚合物材料物理的基本原理能完整理解，但不系统，存在断点。对聚合物材料结构与性能关系与特点，聚合物材料物理的基本原理能完整系统地理解。3. 能够根据聚合物材料的结构特点，利用现有理论及方法，解决不同类型聚合物材料的各种结构与性能研究中的问题。1.完全不知道聚合物材料的结构特点，或者有碎片化理解。2. 能够运用零碎的聚合物理论及方法，分析解决研究中的问题。整体上具备根据聚合物材料的结构特点，利用现有理论及方法，解决不同类型聚合物材料的研究中问题的能力，有一定的系统性，但系统性方面存

4、在断点。整体上具备根据聚合物材料的结构特点，利用现有理论及方法，解决不同类型聚合物材料的研究中出现问题的能力，但缺乏系统性。具备根据聚合物材料的结构特点，利用现有理论及方法，解决不同类型聚合物材料研究中问题的能力。4. 拥有根据所掌握的聚合物材料结构与性能关系的理论，在聚合物材料结构调控过程中，具有分析推断聚合物相关性能变化趋势的能力，形成对于聚合物材料进行结构设计的思维模式。具备对聚合物材料领域研究基本的科学素养。完全没能力根据所掌握的聚合物材料结构与性能关系的理论，不能分析推断聚合物相关性能的变化问题。2具有零碎的对于聚合物材料进行结构设计的概念。整体上拥有根据所掌握的聚合物材料结构与性能

5、关系的理论，以及分析推断聚合物相关性能变化问题的能力。整体上形成了对于聚合物材料进行结构设计的思维模式，但缺乏系统性。整体上拥有根据所掌握的聚合物材料结构与性能关系的理论，以及分析推断高分子相关性能变化问题的能力。整体上形成了对于聚合物材料进行结构设计的思维模式和科学素养，有一定的系统性，但系统性方面存在断点。拥有根据所掌握的聚合物材料结构与性能关系的理论，以及分析推断高分子相关性能变化问题的能力。整体上形成了对于聚合物材料进行结构设计的思维模式。具备对聚合物材料领域研究基本的科学素养。教学内容、学时分配、与进度安排教学内容学时分配所支撑的课程教学目标教学方法与策略（可结合教学形式描述）（选填

6、）第一章 绪 论1.课程的研究对象与目的；2.课程的研究内容；3.高分子物理学科发展史；4.课程的安排、学习方法与要求41,2课堂讲授课堂讨论图片展示。第二章 高分子链结构1.聚合物结构的层次；2.高分子链的近结构；3.高分子链的远程结构；4.高分子链的构象统计81,2课堂讲授推导演算专题学习单元测验第三章 高分子的聚集态结构1.概述；2.聚合物分子间作用力及其类型；3.聚合物结晶态结构；4.聚合物非晶态结构；5.聚合物取向态结构；81,2课堂讲授专题学习单元测验第四章 聚合物的分子运动1.概述；2.线型非晶态聚合物的力学状态及转变；3.玻璃化转变；4.结晶聚合物的力学状态及转变；5.聚合物的

7、多重转变102,3课堂讲授课堂讨论专题学习单元测验第五章 聚合物的高弹性与粘弹性1.概述；2.橡胶高弹性的热力学分析；3.交联橡胶的统计理论；4.结构对高弹性的影响；5.粘弹性概述；6.静态与动态粘弹性；7.聚合物粘弹性的力学模型；8.聚合物的时温等效原理；102,3课堂讲授推导演算专题学习单元测验第六章聚合物的机械强度与破坏1.概述；2.聚合物的拉伸破坏行为；3.聚合物的冲击强度；4.影响聚合物机械强度的因素；5.聚合物的断裂理论；62,3,4课堂讲授推导演算专题学习单元测验第七章 聚合物的粘流性1.概述；2.粘性流动的特点；3.聚合物熔体的流动类型；4.聚合物熔体的粘度；5.聚合物流动性的

8、测试方法；6.聚合物粘性流动中的弹性效应63.4课堂讲授课堂讨论专题学习单元测验第八章 高分子溶液1.概述；2.非晶态与晶态聚合物的溶解；3.Flory-Huggins高分子溶液理论；4.Flory-Krigbaum稀溶液理论；5.高分子浓溶液；6.聚合物分子量及其测定；7.聚合物分子量分布及其测定103,4课堂讲授推导演算专题学习单元测验第九章 聚合物其它物理性能1.电学性能；2.胶粘性；3.耐热性23,4课堂讲授课堂讨论考核与成绩评定：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。考核方式：闭卷考试。成绩构成：平时作业与测验 10%，专题讨论 20%；期末考试 70%；成绩评定：

9、各项考核项目均按照百分制给分，记录在成绩表中，总评成绩时按照各项比例进行加权，然后总和得出考核成绩，60分以下为不及格，60分（含）70分为及格，70分（含）80分为中等，80分（含）90分为良好，90分（含）100分为优秀。教材，参考书:选用教材：何曼君等.高分子物理（第三版）M.上海：复旦大学出版社，2008参考书：1何平笙.高聚物的结构与性能M.北京:科学出版社，2009.2金日光、华幼卿.高分子物理（第四版）M.北京:化学工业出版社，2013.3殷敬华、莫志深.现代高分子物理学M.北京:科学出版社，2001.4Ulf W. Gedde. Polymer PhysicsM. Chapma

10、n and Hall Co. Inc. 1999大纲说明：1.本大纲是根据教育部材料物理与化学课程教学指导委员会制定的材料物理课程教学基本要求，并适当考虑我校教学改革要求而制定的。2.在保证基本教学要求的前提下，教师可以根据实际情况，对内容进行适当的调整和删节。3. 该课程是关于研究材料的结构与性能之间关系的一门科学，与材料的分子设计、合成工艺、改性方法、成型工艺、实际应用等都有非常密切的联系，是材料与工程及其相关专业的最重要的，也是必不可少的专业技术基础课之一。本课程的教学目的是使学生掌握材料结构与性能之间的内在联系以及分子运动规律，为后续的成型加工工艺、反应工程等专业课打下坚实的理论基础。

11、本课程的主要任务是系统阐述微观结构、宏观性能以及相互联系，主要内容包括分子运动和材料的高弹性、粘弹性、流变性、电性能、力学性能和溶液性质。编写教师： 编写教师签名： 责任教授签名： 开课学院教学副院长签名： Polymeric Materials PhysicsCourse code: 100091103Course name: Polymeric Materials PhysicsLecture Hours: 64Laboratory Hours: 0Credits:4.0Term(If necessary): Course will be geared toward materials s

12、cience and engineering students with junior.Prerequisite(s):. University Physics, Organic Chemistry, Physical Chemistry, Polymeric Materials Chemistry,Course Description:The course is a science about the relationship between structure and properties of polymeric materials, and have a very close cont

13、act polymeric materials molecular design, synthesis, modification methods, molding, and practical application. It is the essential foundation of professional and technical courses to students of the material and engineering related profession. Purpose of this course is to enable students to master t

14、he movement of internal relations, and molecular structure and properties of materials between lay a solid theoretical foundation for the subsequent molding process, reaction engineering and other professional courses. The main task of this course is to systematically expounded microstructure and ma

15、croscopic properties interlinkages, the main contents include high molecular motion and elastic material, viscoelasticity, rheology, electrical properties, mechanical properties and solution propertiesCourse Outcomes:After completing this course, a student should be able to:To understand the fundame

16、ntal concepts and principles of polymeric materials physics .To know how to characterize and analyze the characteristics of polymeric materials.To know how polymeric materials are designed to suit particular applications.To learn about emerging polymeric materials development and where to read about

17、 future advances.To develop critical thinking skills involved in evaluating new polymeric materials.Course Content:Lectures and Lecture Hours: Chapter 1 Introduction (8 hrs)1.1 Study course and purpose1.2 Course contents1.3 History of the development of polymer physics1.4 Learning arrangements, lear

18、ning methods and requirements, the main reference Chapter 2 Chain structures of Polymers (8 hrs)2.1 Level of polymeric structure2.2 Short-range structure of the polymer chain 2.3 Long-range structure of the polymer chain2.4 conformation statistics of Polymer chainsChapter 3 Aggregation structure pol

19、ymers (8 hrs)3.1 Introduction 3.2 Intermolecular forces between the polymer and the type 3.3 Crystalline structure 3.4 Amorphous structure 3.5 Alignment state structureChapter 4 Molecular motion of the polymers (10 hrs) 4.1 Introduction 4.2 Mechanical state and transition of linear amorphous polymer

20、s 4.3 Glass transition 4.4 Multiple transition of polymersChapter 5 High elastic and viscoelastic of polymeric materials (10hrs)5.1 Introduction 5.2 Thermodynamic analysis of highly elastic rubber 5.3 Statistical theory of crosslinked rubber5.4 Effect of the structure on high elasticity5.5 Viscoelas

21、tic overview 5.6 Static and dynamic viscoelasticity 5.7 Mechanical model of polymeric viscoelasticity5.8 Time-temperature equivalence principle of polymersChapter 6 The mechanical strength of the polymer and destruction (6 hrs)6.1 Introduction6.2 Tensile failure behavior of the polymer6.3 The impact

22、 strength of the polymer6.4 Factors of the polymeric mechanical strength6.5 Fracture theory of polymeric materials Chapter 7 Polymeric Rheology (6 hrs)7.1 Introduction7.2 Viscous flow characteristics7.3 The type of polymer melt flow7.4 Viscosity of the polymer melt7.5 test methods of polymer flowability7.6 polymer elastic effects during the Viscous flowChapter 8 Polymer solution (10 hrs)8.1 Introduction8.2 Dissolution of the amorphous and crystalline polymers8.3 Flory-Huggin