《高分子物理》課程標(biāo)準(zhǔn)

《高分子物理》課程標(biāo)準(zhǔn)課程編號：高分子物理課：總學(xué)時：64總學(xué)分：4課程性質(zhì)：專業(yè)基礎(chǔ)課開設(shè)學(xué)期、學(xué)時分配：第五學(xué)期、64學(xué)時適用專業(yè)及層次：高分子材料與工程及其相關(guān)專業(yè)先行課程：無機化學(xué)、分析化學(xué)、有機化學(xué)、物理化學(xué)、高分子化學(xué)、高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、化工原理等；后繼課程：橡膠工藝學(xué)、聚合反應(yīng)工程學(xué)、塑料成型工藝學(xué)等。推薦參考書：《高分子物理》何曼君陳維孝董西俠編復(fù)旦大學(xué)出版社《高分子物理》華幼卿金日光編化學(xué)工業(yè)出版社《高分子物理》湯心頤劉鳳歧編高等教育出版社一、課程目的與要求：《高分子物理》是研究高分子材料的結(jié)構(gòu)與性能之間關(guān)系的一門科學(xué)，與高分子材料的分子設(shè)計、合成工藝、改性方法、成型工藝、實際應(yīng)用等都有非常密切的聯(lián)系，是高分子材料與工程及其相關(guān)專業(yè)的最重要的，也是必不可少的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課之一。該大綱適用于高分子材料與工程及其相關(guān)專業(yè)的本科生使用。本課程的教學(xué)目的是使學(xué)生掌握高分子材料結(jié)構(gòu)與性能之間的內(nèi)在聯(lián)系以及高聚物分子運動規(guī)律，為后續(xù)的高聚物成型加工工藝、聚合反應(yīng)工程等專業(yè)課打下堅實的理論基礎(chǔ)。本課程的主要任務(wù)是系統(tǒng)闡述高分子的微觀結(jié)構(gòu)、宏觀性能以及相互聯(lián)系，主要內(nèi)容包括高分子的運動和高分子材料的高彈性、粘彈性、流變性、電性能、力學(xué)性能和溶液性質(zhì)。二、課程內(nèi)容及學(xué)時分配（一）課程內(nèi)容緒論§0.1高分子科學(xué)和高分子物理學(xué)的建立、發(fā)展和現(xiàn)狀§0.2高分子物理的研究對象和主要內(nèi)容§0.3高分子物理的學(xué)習(xí)方法及要求第一章高分子鏈結(jié)構(gòu)§1.1概述§1.2高分子鏈的近程結(jié)構(gòu)高分子鏈的化學(xué)結(jié)構(gòu)高分子鏈的立體化學(xué)結(jié)構(gòu)§1.3高分子鏈的遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)高分子鏈的構(gòu)象與柔順性高分子鏈構(gòu)象的統(tǒng)計理論和柔性的定量描述第二章高聚物的聚集態(tài)§2.1高分子內(nèi)與高分子間的相互作用分子間力內(nèi)聚能§2.2高聚物結(jié)晶形態(tài)高分子結(jié)晶的微觀結(jié)構(gòu)高分子結(jié)晶的亞微觀結(jié)構(gòu)結(jié)晶高分子的結(jié)構(gòu)模型結(jié)晶度§2.3結(jié)晶高聚物的相轉(zhuǎn)變高聚物的結(jié)晶能力高聚物的結(jié)晶動力學(xué)高聚物的結(jié)晶熱力學(xué)§2.4高分子的無定形結(jié)構(gòu)無規(guī)線團結(jié)構(gòu)模型兩相“球?！苯Y(jié)構(gòu)模型§2.5高分子的取向結(jié)構(gòu)§2.6高分子的共混結(jié)構(gòu)§2.7高分子的液晶結(jié)構(gòu)*第三章高分子的熱運動與力學(xué)狀態(tài)§3.1分子運動的特點運動單元的多重性分子運動的時間依賴性分子運動的溫度依賴性§3.2高分子的力學(xué)狀態(tài)無定形高聚物的力學(xué)狀態(tài)結(jié)晶高聚物的力學(xué)狀態(tài)交聯(lián)高聚物的力學(xué)狀態(tài)§3.3玻璃化轉(zhuǎn)變與次級轉(zhuǎn)變玻璃化轉(zhuǎn)變理論（自由體積理論、熱力學(xué)理論簡況）影響玻璃化溫度的因素次級轉(zhuǎn)變第四章高聚物熔體的流變性§4.1高聚物粘性流動特點§4.2高聚物流動性的表征（曲線和η的表征、MI、流變儀）§4.3彈性流變效應(yīng)第五章高分子的彈性理論與力學(xué)松弛現(xiàn)象§5.1高彈性的熱力學(xué)分析及統(tǒng)計理論平衡態(tài)高彈性的熱力學(xué)分析交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)高彈形變的統(tǒng)計理論§5.2粘彈性力學(xué)松弛現(xiàn)象（應(yīng)力松弛、蠕變、滯后現(xiàn)象、動態(tài)模量與力學(xué)損耗）線性粘彈性的力學(xué)模型§5.3Boltzmann疊加原理§5.4時溫等效原理第六章高聚物的機械強度§6.1概述§6.2高聚物的斷裂行為和拉伸強度高聚物的拉伸行為（σ－ε曲線）高聚物的屈服斷裂理論高聚物的拉伸強度理論強度與實際強度影響高聚物強度的因素§6.3高聚物的沖擊強度與增韌銀紋化現(xiàn)象沖擊強度及其影響因素增韌方法及其機理§6.4高聚物的填充與增強*粉狀填料的填充與增強作用纖維的增強作用第七章高分子溶液性質(zhì)及其應(yīng)用§7.1高分子的溶解溶解過程與熱力學(xué)討論溶劑的選擇§7.2高分子溶液的熱力學(xué)性質(zhì)高分子溶液與理想溶液的偏差Flory－Huggins溶液理論Flory－Krigbaum溶液理論*§7.3高分子溶液的相分離相分離與分級原理*交聯(lián)高聚物的溶脹平衡§7.4高分子分子量及其分布分子量的統(tǒng)計分布平均分子量的定義分布寬度分子量分布曲線分子量的測定膜滲透壓法（詳細(xì)）粘度法GPC法（凝膠色譜法）§7.5高分子的濃溶液*高聚物的增塑紡絲液與涂料凝膠與凍膠第八章高聚物的其它性質(zhì)*§8.1高聚物的電性能§8.2高聚物的膠粘性§8.3高聚物的透氣性（二）學(xué)時分配8講課時數(shù)習(xí)題課時數(shù)緒論12第一章10第二章122第三章6第四章32第五章12第六章102第七章10第八章總計時數(shù)648（自行安排）三、課程的基本要求和重點第一章：高分子鏈結(jié)構(gòu)掌握內(nèi)容：1、高分子結(jié)構(gòu)特點、各層次結(jié)構(gòu)的主要內(nèi)容及鏈結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系2、構(gòu)象、構(gòu)型、柔順性和鏈段等基本概念及定量描述3、影響柔順性的因素，并能根據(jù)分子結(jié)構(gòu)判斷柔順性的大小理解內(nèi)容：1、幾何算法、高斯統(tǒng)計法計算幾種均方末端距的假設(shè)、計算過程2、靜態(tài)柔順性與動態(tài)柔順性第二章：高聚物的聚集態(tài)掌握內(nèi)容：1、高分子結(jié)晶的微觀結(jié)構(gòu)特點及亞微觀形態(tài)2、結(jié)晶能力與鏈結(jié)構(gòu)及結(jié)晶條件的關(guān)系3、結(jié)晶動力學(xué)與結(jié)晶熱力學(xué)4、取向的機理及取向?qū)Σ牧闲阅艿挠绊?、共混高聚物的結(jié)構(gòu)特點理解內(nèi)容：1、高聚物的結(jié)晶模型與無定形結(jié)構(gòu)模型2、結(jié)晶及取向在工業(yè)上的應(yīng)用實例3、高分子液晶的種類、結(jié)構(gòu)與應(yīng)用4、高分子多相體系的種類第三章：高分子的熱運動與力學(xué)狀態(tài)掌握內(nèi)容：1、大分子運動的三個特點2、線性非晶、結(jié)晶、交聯(lián)高聚物的ε－t曲線及其力學(xué)狀態(tài)及轉(zhuǎn)變3、玻璃化轉(zhuǎn)變的自由體積理論及WLF方程4、Tg的測量方法及其影響因素理解內(nèi)容：1、高聚物的次級轉(zhuǎn)變2、玻璃化轉(zhuǎn)變的熱力學(xué)理論第四章：聚合物熔體的流變性掌握內(nèi)容：1、高聚物粘性流動特點2、高聚物熔體的流動特征及其流動曲線和粘度的表征3、高聚物熔體彈性效應(yīng)的機理、現(xiàn)象及影響因素理解內(nèi)容：1、高聚物熔體流動性的測量方法2、影響流動性的因素第五章：高聚物的高彈性和粘彈性掌握內(nèi)容：１、高彈性的特征2、高彈性的熱力學(xué)方程的推導(dǎo)及其物理意義3、交聯(lián)橡膠狀態(tài)方程的推導(dǎo)及其物理意義4、蠕變、應(yīng)力松弛及動態(tài)力學(xué)性質(zhì)的概念、特征、分子運動機理及影響因素5、線性粘彈性和Maxwell模型、Kelvin模型、三元件、四元件模型的推導(dǎo)6、時－溫等效原理及Boltzmann原理理解內(nèi)容：１、高彈形變的熱彈效應(yīng)2、力學(xué)松弛譜的概念3、狀態(tài)方程的校正第六章：高聚物的機械強度掌握內(nèi)容：1、非晶態(tài)、結(jié)晶高聚物在不同溫度下的拉伸行為（σ－ε曲線）及其冷拉的概念和條件2、高聚物的剪切屈服及真應(yīng)力－應(yīng)變曲線3、高聚物拉伸強度及其影響因素4、高聚物的增韌及銀紋化現(xiàn)象理解內(nèi)容：1、脆－韌轉(zhuǎn)變及增韌機理2、測量材料韌性的實驗方法3、高聚物的斷裂理論（裂紋應(yīng)力集中效應(yīng)和Griffith理論）4、增強的方法與機理第七章：高分子溶液性質(zhì)及其應(yīng)用掌握內(nèi)容：１、高聚物溶解的特點2、溶劑的選擇原則3、θ溫度、Huggins參數(shù)、第二維利系數(shù)A2的概念及物理意義和應(yīng)用4、交聯(lián)高聚物的溶脹平衡公式的應(yīng)用5、各種分子量的定義及分布寬度系數(shù)、微分分布曲線6、滲透壓法、粘度法、GPC測定分子量及分布的基本方法和原理理解內(nèi)容：１、Flory—Huggins稀溶液理論的假設(shè)和公式的推導(dǎo)四、關(guān)于能力的培養(yǎng)通過本課程的學(xué)習(xí)，應(yīng)使學(xué)生初步具備以下能力1.能夠獨立閱讀其它高分子物理教材、參考書以及高分子物理相關(guān)的文獻資料和專著，并能理解其主要內(nèi)容，寫出條理清晰的筆記、小結(jié)或心得。2.基本掌握大分子微觀結(jié)構(gòu)和宏觀