高分子物理课程电子教案

《高分子物理》课程电子教案

《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，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结构、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

1.1.1 高分子科学的诞生与发展

1.I.2 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

1.2.1 结构单元的化学组成

1.2.2 键接结构

1.2.3 支化与交联

1.2.4 共聚物的结构

1.2.5 高分子链的构型

1.3 高分子链的远程结构

1.3.1 高分子的大小

1.3.2 高分子涟的内旋持构象

1.3.3 高分子链的柔顺性

1.4 高分子链的构象统计

1.4.1 均方末端距的几何计算法

1.4.2 均方末端距的统计计算法

1.4.3 高分子链柔顺性的表征

1.4.4 高分子链的均方旋转半径

2 高分子的聚集态结构

2.1 高聚物分子间的作用

2.1.1 范德华力与氢链

2.1.2 内聚能密度

2.2 高聚物结晶的形态和结构

2.2.1 高聚物结晶的形态学

2.2.2 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

2.3.I 高聚物的晶态结构模型

2.3.2 高聚物的非晶态结构模型

2.4 高聚物的结晶过程

2.4.1 高分子结构与结晶能力

2.4.2 结晶速度及其测定方法

2.4.3 Avrami方程用于高聚物的结晶过程

2.4.4 结晶速度与温度的关系

2.4.5 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

2.5.1 结晶度概念及其测定方法

2.5.2 结晶度大小对高聚物性能的影响

2.5.3 结晶高聚物的加工条件—结构—性质的互相作用 2.5.4 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

2.6.1 结晶高聚物的熔融与熔点

2.6.2 结晶温度对熔点的影响

2.6.3 晶片厚度与熔点的关系

2.6.4 拉伸对高聚物熔点的影响

2.7 高聚物的取向态结构

2.7.1 高聚物的取向现象

2.7.2 高聚物的取向机理

2.7.3 取向度及其测定方法

2.7.4 取向研究的应用

2.8 高聚物的液晶态结构

2.8.1 液晶态的结构

2.8.2 高分子液晶的结构和性质

2.8.3 高分子液晶的应用

2.9 高分子合金的形态结构

2.9.1 高分子混合物的概念

2.9.2 高分子的相容性

2.9.3 共混高聚物聚集态的主要特点

2.9.4 非均相多组分聚合物的织态结构

2.9.5 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

3.1.1 高聚物溶解过程的特点

3.1.2 高聚物溶解过程的热力学解释

3.1.3 溶剂的选择

3.2 高分子溶液的热力学性质.

3.2.1 Flory-Huggins高分子溶液理论

3.2.2 Flory温区(θ温度)的提出

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 4.1.1 平均分子量

4.1.2 平均分子量与分布函数 4.1.3 分子量分布宽度

4.2 高聚物分子量的测定

4.2.1 端基分析

4.2.2 沸点升高和冰点降低

4.2.3 膜渗透压

4.2.5 光散射

4.2.6 小角激光光散射(LALLS) 4.2.7 超速离心沉降

4.2.8 粘度

4.2.9 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 5.1.1 图解表示

5.1.2 分布函数

5.2 基于相平衡的分级方法 5.2.I 高分子溶液的相分离 5.2.3 分级实验方法

5.2.4 数据处理

5.3 凝胶色谱法

5.3.1 基本原理

5.3.2 仪器

5.3.3 载体和色谱柱

5.3.4 高效凝胶色谱