高分子物理课程教学大纲

《高分子物理》教学大纲一、课程基本信息课程名称（中、英文）：《高分子物理》（POLYMER PHYSICS）课程号（代码）：课程类别：专业必修课学时：64 学分：4二、教学目的及要求“高分子物理”是高分子科学各专业的重要专业基础课程。

设课程以物理学、有机化学、物理化学高分子化学为基础，又为后继课程高分子材料成型加工基础、高分子材料及应用、聚合物合成原理及工艺学、聚合物共混改性原理等打下理论基础。

高分子物理是研究聚合物结构与性能之间关系的一门学科，其主要任务是使学生掌握有关聚合物的多层次结构、分子运动及主要物理、机械性能的基本概念、基本理论和基本研究方法，为从事高分子设计、改性、加工，应用奠定基础。

对毕业要求及其分指标点支撑情况：（1）毕业要求1，分指标点1.4；（2）毕业要求2，分指标点2.4；（3）毕业要求9，分指标点9.1；三、教学内容（含各章节主要内容、学时分配，并红字方式注明重点难点）第一章高聚物的结构（9学时）了解高分子各层次结构的特征及其与性能之间的关系。

掌握内旋转、构象、柔顺性概念及影响柔顺性的各种因素，了解单个键的柔顺性与聚合物的刚柔之间的关系，掌握聚合物非晶态和晶态结构特征，取向的概念及其对性能的影响。

了解高分子共混物和复合材料的织态结构、高分子液晶的结构和性能。

1、高分子链的进程结构（1学时）2、高分子链的远程结构（7学时）要点：高分子链构象定义及构象的统计及链段的概念柔顺性的定义影响高分子链柔顺性的因素3、高聚物的凝聚态结构（1学时）第二章高分子溶液（9学时）了解高聚物的溶解特性，掌握溶度参数概念及溶剂选择的规律、增塑作用。

了解浓溶液的重要特点及聚电解质的特点与应用。

1、高分子溶液的本质和高分子稀溶液的热力学（1学时）要点：2、高聚物的溶解特性及溶剂的选择和评价（2学时）要点：3、高聚物的临界溶解条件（4学时）要点：4、高分子浓溶液（1学时）要点：5、聚电解质溶液简介（0.5学时）要点：7、小结（0.5学时）归纳、讨论第二章基本概念和作业中的问题第三章高聚物的分子量及其分布（6学时）了解高聚物分子量的统计意义及分子量分布的表示方法。

《高分子物理》课程教学大纲课程编号：490204002学时：48学时（含课外学时）学分：3分适用对象：材料化学本科专业课程类别：专业必修课考核要求：考试使用教材及主要参考书：使用教材：何曼君，张红东，陈维孝，董西侠编著，《高分子物理》（第三版），复旦大学出版社，2007.8。

主要参考书：金日光，华幼卿主编，《高分子物理》（第三版），化学工业出版社，2009,1。

一、课程的性质和任务（四号黑体、下同）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、课程教学目的与要求（一）教学目的本课程的教学目的是使学生掌握高分子材料结构与性能之间的内在联系以及高聚物分子运动规律，为后续的高聚物成型加工工艺、聚合反应工程等专业课打下坚实的理论基础。

（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。

高分子物理教学大纲第一章高分子链的结构知识点(1)单个高分子链的基本化学结构；(2)构型的概念；(3)构象的概念；(4)高分子链的柔顺性的概念及主要影响因素(5)均方末端距的几何计算法；(6)高分子链柔顺性的表征；(7)晶体和溶液中的构象(8)蠕虫状链（一般了解）通过本章的学习全面掌握高分子的组成、结合方式和形状，建立起长链大分子的概念、无规线团概总之念和链段的概念，初步了解高分子链的结构与性能的关系。

第二章高分子的聚集态结构知识点(1)内聚能密度的概念；(2)晶体结构的基本概念；(3)各种结晶形态和形成条件；(4)聚合物晶态结构模型（缨状微束模型、Keller近邻折叠链模型和Flory插线板模型）；(5)非晶态结构模型（Yeh两相球粒模型和Flory无规线团模型）；(6)聚合物结晶能力；(7)结晶度及其测定方法；(8)结晶速率及Avrami方程；（9）熔点的热力学分析与熔点测定方法;(10)液晶态的基本概念；(11)液晶的结构特征和形成条件；(12)液晶的特性和应用；C13)聚合物的取向现象、取向机理、取向度的表征和应用；(14)高分子合金(高分子共混物)的概念、相容性和组分含量与织态结构的关系；(15)非相容高分子合金的增容方法和相容性表征。

第三章高分子的溶液性质知识点(1)高聚物的溶解过程；(2)溶剂的选择原则；(3)溶解度参数的概念和测定；C4) Flory-Huggins晶格模型理论的基本假设和高分子溶液热力学相关的基本公式；(5)相互作用参数()和第二维里系数(A2)的物理意义；(6)溶液的含义和条件；C7)渗透压的概念及公式的应用；(8)高分子溶液及多组分聚合物的相图和相分离机理；C9)高分子浓溶液在聚合物增塑和溶液纺丝中的应用；C10)凝胶与冻胶的概念；(11) 了解聚电解质溶液的特点和基木应用。

第四章聚合物的分子量知识点：C1)各种平均相对分子质量的统计意义和表达式；(2)端基分析法、沸点升高与冰点下降法、膜渗透压法、气相渗透法、光散射法和黏度法测相对分子质量的基木原理、基木公式、测试方法、相对分子质量范围和所测相对分子质量为哪一种平均相对分子质量; 第五章聚合物的相对分子质量分布知识点:(1)相对分子质量分布宽度的衣示方法(多分散系数、多分散指数、微分分布曲线、积分分布曲线)；（2）聚合物的沉淀与溶解分级方法、原理，画出积分分布曲线和微分分布曲线;（3） GPC的分离原理、实验方法、数据处理。

《高分子物理》课程教学大纲（中文班）一、课程基本信息二、课堂教学大纲第一章绪论（一）教学内容介绍高分子科学的发展简史，以及高分子物理是如何建立起来的。

以早期获得过诺贝尔奖的三位高分子科学家的研究经历和对高分子科学的重要贡献为线索，向学生说明高分子科学发展的艰难历程；介绍教材的结构和特点；介绍高分子物理的研究内容；介绍本门课程的学习方法。

（二）教学内容的结构1. 高分子科学的诞生与发展2. 高分子与传统科学的碰撞3. 高分子物理的研究内容4. 高分子物理的特点（三）教学目标了解高分子科学诞生的过程，掌握高分子物理的研究内容，了解高分子科学领域获得诺贝尔奖的著名科学家以及他们获奖的研究工作。

第二章聚合物的结构（一）教学内容介绍高分子的链结构，包括：近程结构（结构单元化学组成，键接结构，支化与交联，构型和共聚物结构），远程结构（构象，均方末端距，均方旋转半径，链柔性及其结构的关系）。

介绍高分子的凝聚态结构，包括：高分子间的作用力，结晶形态和结构（单晶，球晶），晶态结构模型和非晶态结构模型，结晶动力学及其影响因素，结晶能力与结构关系，结晶度，结晶热力学，高分子的取向及其对聚合物性能的影响，液晶态结构和非均相多组分聚合物的织态结构及其对聚合物性能的影响。

（二）教学内容的结构1. 概论1.1 高分子结构的特点1.2 高分子结构的研究内容2. 高分子链的近程结构2.1 高分子的化学组成2.2 结构单元的间接顺序2.3 支化与交联2.4 共聚物的结构2.5 高分子链的构型3. 高分子链的远程结构3.1 聚合物的分子量3.2 高分子的分子量分布3.3 高分子链的构象3.4 高分子链的柔顺性3.5 高分子链的构象统计3.6 高分子链柔顺性的表征4. 聚合物分子间的相互作用4.1 高分子间的相互作用4.2 内聚能密度5. 聚合物的晶态结构5.1 聚合物的结晶形态5.2 聚合物的晶胞5.3 高分子在晶体中的构象5.4 聚合物的晶态结构模型5.5 高分子链结构对结晶能力的影响5.6 聚合物的结晶速度5.7 Avrami方程5.8 结晶速度的温度依赖性5.9 影响结晶速度的其它因素5.10 结晶度及其对聚合物性能的影响5.11 聚合物的熔融及其影响熔点的因素6. 聚合物的非晶态结构6.1 无规线团模型6.2 两相球粒模型7. 聚合物的取向态结构7.1 高聚物的取向现象7.2 高聚物的取向机理7.3 取向的应用8. 聚合物的液晶态结构8.1 基本概念8.2 液晶形成的条件8.3 液晶的分类8.4 高分子液晶的分类8.5 液晶聚合物溶液的流动特性8.6 液晶高分子的应用（三）教学目标1. 高分子链的近程结构（1）了解聚合物的结构层次。