《高分子物理》教學(xué)大綱

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1、 《高分子物理》教學(xué)大綱 　 一、課程基本信息 課 程 ?編 號(hào)：84221010 課程中文名稱：高分子物理 課程英文名稱：Polymer Physics 課 程 ?類 型：專業(yè)選修課 總?? 學(xué) ??時(shí)：34學(xué)時(shí) 學(xué)????? ??分：2 適 用 ?專 業(yè)：應(yīng)用化學(xué)、化學(xué)物理交叉試驗(yàn)班、化學(xué)—生物學(xué)實(shí)驗(yàn)班、化學(xué)（師范類） 先 修 ?課 程：無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、高分子化學(xué) 開 課 ?院 系：化學(xué)學(xué)院 二、課程性質(zhì)和任務(wù) 本課程是應(yīng)用化學(xué)專業(yè)及其它化學(xué)相關(guān)專業(yè)的專業(yè)選修課。高分子物理是研究聚合物的結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系的一門學(xué)科。通過本門課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生對(duì)高分

2、子的合成、加工、應(yīng)用、改性等具有全面的了解。并使學(xué)生重點(diǎn)掌握結(jié)構(gòu)、性能及兩者之間關(guān)系的一些基本概念、必要的知識(shí)、分析測(cè)試方法、一定的計(jì)算能力，從而為專業(yè)課的學(xué)習(xí)打下理論基礎(chǔ)，并為高分子材料的合成、加工、選材、應(yīng)用、改性、性能測(cè)試等提供理論依據(jù)， 三、課程教學(xué)目標(biāo) 在學(xué)完本課程之后，學(xué)生能夠： 1. 掌握聚合物結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)與轉(zhuǎn)變的基本概念、基本理論和基本研究方法；掌握高聚物結(jié)構(gòu)、性能及兩者之間相互關(guān)系的基本概念、必要的知識(shí)； 2. 掌握高聚物的各種力學(xué)狀態(tài)、力學(xué)行為、結(jié)構(gòu)特征、運(yùn)動(dòng)方式與物理、機(jī)械性質(zhì)和性能的相互關(guān)系； 3. 具有對(duì)高分子材料進(jìn)行改性及加工工藝研究、設(shè)計(jì)和分析測(cè)試。 ?

3、 四、理論教學(xué)環(huán)節(jié)和基本要求 第1章? 高分子鏈的結(jié)構(gòu)（4學(xué)時(shí)） 教學(xué)內(nèi)容： 高分子科學(xué)的誕生與發(fā)展；高分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)、高分子結(jié)構(gòu)的內(nèi)容、高分子鏈的近程結(jié)構(gòu)、高分子鏈的遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)、高分子鏈的構(gòu)象統(tǒng)計(jì)、構(gòu)型、構(gòu)造、構(gòu)象。 教學(xué)目的： 通過本章的學(xué)習(xí)全面掌握高分子的組成、結(jié)合方式、形狀及形態(tài)，建立起長(zhǎng)鏈大分子的概念、無規(guī)線團(tuán)概念和鏈段的概念，初步了解高分子鏈的結(jié)構(gòu)與性能之間關(guān)系。 重點(diǎn)、難點(diǎn)： 高分子的構(gòu)型與構(gòu)象之間的區(qū)別，高分子的構(gòu)象與柔順性及其表征。 ? 第2章 ?高分子的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)（6學(xué)時(shí)） 教學(xué)內(nèi)容： 聚合物的各種凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)（晶態(tài)、非晶態(tài)、液晶態(tài)、取向和織態(tài)結(jié)構(gòu)）、

4、高聚物分子間的作用、結(jié)晶熱力學(xué)、高聚物的取向態(tài)結(jié)構(gòu)、高聚物的結(jié)晶過程。 教學(xué)目的： 通過本章的學(xué)習(xí)全面掌握高分子鏈之間的各種排列方式及由此而產(chǎn)生的各種凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)，弄清高分子鏈結(jié)構(gòu)條件和外部條件與凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，了解各種凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)的表征和應(yīng)用，初步建立凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)與性能之間關(guān)系。 重點(diǎn)和難點(diǎn)： 各種凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)（晶態(tài)、非晶態(tài)、液晶態(tài)、取相態(tài)、高分子合金的織態(tài)）的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、形成條件和性能差異。 ? 第3章 ?高分子溶液（4學(xué)時(shí)） 教學(xué)內(nèi)容： 高聚物溶解過程的特點(diǎn)、高分子溶液的熱力學(xué)性質(zhì)、高分子濃溶液、聚合物的溶混性。 教學(xué)目的： 通過本章的學(xué)習(xí)，全面了解由于高分子的長(zhǎng)鏈大分子

5、的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)帶來的在溶解過程和溶液熱力學(xué)參數(shù)上的與小分子的不同，正確判斷何時(shí)能溶、何時(shí)為q狀態(tài)、何時(shí)發(fā)生相分離；對(duì)多組分聚合物組成的溶液體系而言，由相分離機(jī)理不同所帶來的織態(tài)結(jié)構(gòu)和性能差異。 重點(diǎn)和難點(diǎn)： 了解不同聚合物的溶解過程差異；從Flory—Huggins晶格模型理論出發(fā)，所推導(dǎo)出的高分子溶液混合過程的混合熱、混合熵、混合自由能和化學(xué)位與小分子理想溶液的差別及產(chǎn)生差別的原因；何為q溶液；相分離及其機(jī)理。 第4章 ?高聚物的分子量和分子量分布（4學(xué)時(shí)） 教學(xué)內(nèi)容： 聚合物的分子量及分子量分布；分子量及分子量分布的測(cè)試方法。 教學(xué)目的： 通過本章的學(xué)習(xí)，全面理解和掌握各種統(tǒng)

6、計(jì)平均分子量和分子量分布的意義、表達(dá)式和分析測(cè)試方法及測(cè)試基本原理。 重點(diǎn)和難點(diǎn)： 各種統(tǒng)計(jì)平均分子量和分子量分布的表達(dá)式、表示方法及測(cè)量手段。 第5章 ?高聚物的分子運(yùn)動(dòng)（6學(xué)時(shí)） 教學(xué)內(nèi)容： 聚合物分子熱運(yùn)動(dòng)的主要特點(diǎn)；高聚物的力學(xué)狀態(tài)和熱轉(zhuǎn)變；高聚物的玻璃化轉(zhuǎn)變；玻璃化轉(zhuǎn)變理論；高聚物的粘性流動(dòng)的特點(diǎn)；影響粘流溫度的因素；高聚物熔體的流動(dòng)曲線。 教學(xué)目的： 通過本章的學(xué)習(xí)，全面理解和掌握高分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)、聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變的過程和特點(diǎn)，建立起分子運(yùn)動(dòng)與分子結(jié)構(gòu)和力學(xué)狀態(tài)之間的關(guān)系，為后續(xù)幾章聚合物處于不同力學(xué)狀態(tài)時(shí)的性能的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。 重點(diǎn)和難點(diǎn)： 玻璃化轉(zhuǎn)變過

7、程中所對(duì)應(yīng)的自由體積理論、玻璃化溫度、玻璃化溫度的測(cè)定 方法及影響因素和調(diào)節(jié)手段。 第6章 ?高聚物的力學(xué)性質(zhì)（6學(xué)時(shí)） 教學(xué)內(nèi)容： 玻璃態(tài)和結(jié)晶態(tài)高聚物的力學(xué)性質(zhì)；描述高聚物力學(xué)性質(zhì)的基本物理量；高聚物的拉伸行為；高聚物的屈服；高彈態(tài)高聚物的力學(xué)件質(zhì)；高聚物的力學(xué)松弛；聚合物粘彈性現(xiàn)象；粘彈性與時(shí)間、溫度的關(guān)系——時(shí)溫等效原理 教學(xué)目的： 通過本章的學(xué)習(xí)，可以全面理解和掌握高聚物力學(xué)性質(zhì)的特點(diǎn)、橡膠彈性產(chǎn)生的原因、條件及特點(diǎn)，掌握聚合物的粘彈性行為。 重點(diǎn)和難點(diǎn)： 掌握橡膠彈性的特點(diǎn)、本質(zhì)及在受力狀態(tài)下的應(yīng)力、應(yīng)變、溫度和分子結(jié)構(gòu)間相互關(guān)系。聚合物材料在受力情況下所產(chǎn)

8、生的各種粘彈現(xiàn)象、分子運(yùn)動(dòng)機(jī)理、時(shí)溫等效原理及其應(yīng)用。 第7章 ?高聚物的電學(xué)性質(zhì)（4學(xué)時(shí)） 教學(xué)內(nèi)容： 高聚物的極化及介電常數(shù)、高聚物的介電損耗、高聚物的導(dǎo)電性、高聚物的介電擊穿、高聚物的靜電現(xiàn)象 教學(xué)目的： 了解聚合物電學(xué)性質(zhì)的特點(diǎn)及影響因素、了解高聚物導(dǎo)電的特點(diǎn)。 重點(diǎn)和難點(diǎn)： 高聚物介電損耗的意義及產(chǎn)生的原因。 ? 五、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)（0學(xué)時(shí)） ? 六、有關(guān)教學(xué)環(huán)節(jié)的說明 采用CAI 課件授課，使各層次微觀結(jié)構(gòu)以及宏觀性能分析能以圖片、模擬示意圖等能夠更直觀的展現(xiàn)在學(xué)生眼前，增加授課信息，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。教學(xué)中盡量找規(guī)律、抓重點(diǎn)、析難點(diǎn)，提高學(xué)習(xí)的

9、積極性、主動(dòng)性。 本課程采用閉卷考試，成績(jī)?cè)u(píng)定=平時(shí)成績(jī)（20%）+期中成績(jī)（20%）+期末成績(jī)（60%）。 七、學(xué)時(shí)分配 章??????? 次 各教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)時(shí)分配 小計(jì) 講授 習(xí)題 備? 注 第1章 高分子鏈的結(jié)構(gòu) 4 4 ? 第2章 高分子的聚集態(tài)結(jié)構(gòu) 6 6 ? 第3章 高分子溶液 4 4 ? 第4章 高聚物的分子量和分子量分布 4 2 2 第5章 高聚物的分子運(yùn)動(dòng) 6 6 ? 第6章 高聚物的力學(xué)性質(zhì) 6 6 ? 第7章 高聚物的電學(xué)性質(zhì) 4 2 2 合?? 計(jì) 34 30 4 ? 八、教材及主要教學(xué)參考書目 教??? 材： 何曼君, 陳維孝, 董西俠著. 高分子物理. 上海:復(fù)旦大學(xué)出版社, 2006年 參考書目： 1. 金日光, 華幼卿著. 高分子物理. 第三版. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社, 2006年 2. 楊玉良, 胡漢杰著. 高分子物理. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社, 2001年