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武汉理工大学:高分子物理教学大纲
《高分子物理》教学大纲
课程名称:高分子物理/PolymerPhysics
先修课程:有机化学、物理化学、高分子化学
适用专业:高分子材料与工程
开课学院(部)、系(教研室):材料学院高分子材料与工程系
一、课程的性质与任务
本课程为学科基础课。本课程主要讲授高分子物理的基础理论及
研究方法。包括高分子的链结构、聚集态结构、高分子溶液、聚合物
的分子量及分子量分布、高分子的松驰与转变、高分子的力学性能、
高分子的电学性能以及其它基本性质。从分子运动和热转变出发,系
统地阐述高分子的结构与性能的关系,为高分子材料设计、加工、应
用提供理论基础。
通过本课程的学习,要求学生能够分析高分子的结构,根据高分
子的结构分析高分子材料可能具有的性能,掌握高分子的结构与性能
的对应关系。
二、课程的教学内容、基本要求
(一)教学内容
1.高分子链的结构:高分子链的组成和构造,构象。
2.聚合物的聚集态结构:聚合物的晶态结构,聚合物的非晶态结
构,聚合物的液晶态结构,聚合物的取向态结构,高分子合金的织态
结构。
3.高分子溶液:聚合物的溶解,高分子溶液热力学性质,高分子
溶液的相平衡,共混聚合物相容性的热力学,聚合物的浓溶液。
4.聚合物分子量和分子量分布:聚合物分子量的统计意义,分子
量的测定方法,聚合物分子量分布测定方法。
5.聚合物的转变与松弛:聚合物分子运动的特点,玻璃化转变,
结晶行为和结晶动力学,结晶热力学。
6.橡胶弹性:形变类型及物理量,橡胶弹性的热力学分析,橡胶
弹性的统计理论,唯象理论,影响因素,热塑性弹性体。
7.聚合物的粘弹性:粘弹性现象,粘弹性的数学描述,时温等效
原理,粘弹性的研究方法,动态力学谱研究聚合物的分子结构和分子
运动。
8.聚合物的屈服和断裂:聚合物的塑性和屈服,聚合物的断裂和
强度及影响因素。
9.聚合物的流变性:牛顿流体和非牛顿流体,聚合物的切粘度,
聚合物熔体的弹性表现,拉伸粘度。
10.聚合物电学性能、热性能、光等性能以及表面与界面性能。
(二)基本要求
1.正确理解下列基本概念和它们之间的内在联系:
构型与构象;高分子的链柔性和高斯链;晶体结构的基本概念;
液晶与取向;旋节线机理与成核生长机理;分子量与分子量分布;普
适校正曲线;粘度的表示方法;聚合物的转变与松弛;UCST和LCST;
高分子电解质;凝胶和冻胶;特性粘度和表观粘度;第二维利系数;
聚合物分子运动的特点;松弛时间和高聚物的次级松驰;玻璃化温度
和高聚物的粘流温度;次级松弛和物理老化;法向应力效应;Avrami
指数;应力松弛和蠕变;时温等效原理和位移因子;滞后现象和力
学损耗;高弹形变和强迫高弹形变;高聚物的介电系数和介电损
耗;屈服应力和冷拉;脆化温度;银纹和剪切屈服;剪切流动和拉伸
流动。
2.正确理解晶体和溶液中的构象,晶态结构、非晶态结构的结构
模型,相分离的热力学和动力学,聚合物分子量的统计意义,唯象理
论,聚合物的电、热、光以及其它性能;重点掌握高分子链的构象统
计,高分子溶液的晶格理论和稀溶液理论,玻璃化转变理论,结晶动
力学和热力学,橡胶弹性的热力学分析及统计理论,聚合物的断裂理
论,粘弹性的数学描述及其温度依赖性。
3.牢固掌握聚合物结构与性能之间的关系:聚合物结构与聚合物
链柔性的关系,结构与聚合物液晶行为的关系,分子结构对聚合物玻
璃化转变温度、粘流温度的影响扩调节途径,聚合物熔点和结晶速度
的影响因素,聚合物结构对聚合物粘弹行为的影响及调节方法,聚合
物的塑料与屈服,聚合物熔体的弹性表现,聚合物结构对其强度、韧
性、流变性能、电学性能、光学性能、热性能等基本性能的影响以及
提高聚合物性能的因素。
4.熟练运用下列测试方法:
聚合物晶态结构、液晶态结构、取向结构的测定方法;聚合物分
子量及其分子量分布的测定方法,玻璃化转变温度、熔点的测定方法;
粘弹性的研究方法,力学性的测试表征;聚合物熔体切粘度的测定方
法;聚合物电、热、光、表面与界面性能的测定方法。
5.了解新型的高分子技术:高分子液晶,高分子合金的形态结构;
聚合物的增塑、
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