高分子物理(共90张PPT)
高分子物理是研究高分子的性质、结构和行为的物理学科。高分子物理是在20世纪初形成的，它涉及的领域非常广泛，包括高分子合成、高分子材料制备、高分子加工与成型等。本文将结合90张PPT，对高分子物理的基本概念、研究方法、高分子结构与性质、高分子的加工与成型等方面进行介绍。
第一部分：高分子物理的基本概念
1、高分子的定义
高分子是由无数个重复单元组成的巨大分子，其分子量通常大于10^3，由于其特殊的结构和物理化学性质，广泛应用于生活、工业等众多领域。
2、高分子物理的研究对象
高分子物理的研究对象是大分子化合物。这些化合物的分子量很大，通常大于10^3，有时甚至可达到10^7。这就意味着高分子物理不仅涉及到分子级性质的研究，还要考虑宏观级别的物理特性。
3、高分子物理的主要内容
高分子物理的主要内容包括高分子的结构、性质、动力学、形态、相变、流变、加工与成型等方面。
4、高分子物理的研究方法
高分子物理的研究方法包括实验研究和计算模拟两种，其中实验研究主要包括材料合成与制备、结构表征、物理性质测试等，计算模拟主要包括分子动力学模拟、量子力学计算、有限元分析等。 第二部分：高分子结构与性质
1、高分子的结构分类
高分子可分为线性高分子、支化高分子、交联高分子、网络高分子等四种结构。其中，线性高分子的分子结构最为简单，具有线性分子链结构；支化高分子分子链呈树枝状结构；交联高分子中分子链相互交联形成三维网格状结构；网络高分子则形成分子链与交联点间互相交联的巨分子结构。
2、高分子的物理性质
由于高分子材料具有特殊的分子结构，因此具有一系列独特的物理性质，例如：高强度、高耐磨性、高耐热性、高透明度、高电绝缘性等。在高分子加工中，可以通过改变处理条件和添加剂等方式来控制高分子的物理性质。
第三部分：高分子的加工与成型
1、高分子的加工方法
高分子的加工方法包括：挤出成型、注塑成型、压缩成型、吹塑成型、热模压成型、注液成型等多种方式，其中以挤出成型和注塑成型应用最为广泛。
材料化学导论教案
第一篇 高分子材料导论
目 录
第一章 概论
1.1 高分子科学的历史、现状和未来
1.2 高分子科学的重要性
1.3 高分子的定义、基本概念、分类和命名
1.3.1 定义
1.3.2 基本概念
1.3.3 分类
1.3.4 命名
1.4 分子量和分子量分布
1.5 高分子结构的一般特点
1.5.1 一级结构
1.5.2 二级结构
1.5.3 三级结构和四级结构
1.6 高分子性质的一般特点
1.6.1 力学性质
1.6.2 热性质
1.6.3 溶解性
第二章 天然高分子
2.1 多糖类
2.1.1 纤维素
2.1.2 淀粉
2.1.3 甲壳素、壳聚糖
2.2 天然橡胶
2.3 蛋白质
2.4 核酸
第三章 链式聚合反应
3.1 概述
3.1.1 一般特征
3.1.2 链式聚合反应的单体
3.2 自由基链式聚合反应
3.2.1 自由基聚合的基元反应
3.2.2 链引发反应
3.2.2.1 引发剂种类
3.2.2.2 引发分解动力学
3.2.2.3 引发剂效率
3.2.2.4 引发剂的选择 3.2.2.5 其他引发作用
3.2.3 聚合速率
3.2.3.1 概述
3.2.3.2 聚合动力学研究方法
3.2.3.3 自由基聚合微观动力学
3.2.3.4 自由基聚合基元反应速率常数
3.2.3.5 温度对聚合速率的影响
3.2.3.6 自动加速现象
3.2.4 分子量和链转移反应
功能高分子
化学工程与工艺（）班
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活性聚合
活性聚合是1956年美国科学家Szware首先发现:在无水、无氧、无杂质、低温条件下，以THF为溶剂、萘钠为引发剂，进行苯乙烯阴离子聚合，得到的聚合物溶液在低温、高真空条件下存放数月后，再加入苯乙烯单体，聚合反应可继续进行，得到分子量更高的聚苯乙烯。若加入第二种单体丁二烯，则得到苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物。根据以上实验结果，Szware等人第一次明确提出了阴离子型无链终止、无链转移的聚合反应，即活性聚合的概念。因为所得聚合物在单体全部耗尽后仍具有引发聚合活性，因此他们同时提出了活性聚合物的概念。迄今为止活性聚合已从最早的阴离子聚合扩展到其它如阳离子、自由基、配位等链式聚合。
简单地讲，无链转移和链终止的集合反应称为活性聚合。即在整个聚合过程中，只有引发和增长反应，生成的活性中心的活性足以保持到聚合结束；另外，引发反应速率大于增长反应速率，从而保证所有活性中心以相同速率增长。如此所得聚合物得分子量分布窄，即具有单分散性。严格地讲，一个真正的活性聚合反应应符合下述5个条件。1.数均分子量决定于单体和引发剂的浓度比。在无链转移和链终止的条件下，当单体转化率达100%后，所有单体被引发剂所平均。2.数均分子量与单体转化率呈线性增长关系。3.当单体转化率达到100%后，向聚合体系中第二次、第三次加入单体，聚合可继续进行，且数均分子量随单体转化率的提高而继续线性增长。4.单体聚合结束后，加入第二种适当单体，无均聚合物生成而只生成分子量更大的嵌段共聚物。5.所得聚合物具有单分散性，且在聚合的每一段分子量分布基本保持不变。条件1-4均意味着在聚合过程中活性中心的浓度不变，且只要有单体供给便保持其活性。条件5虽不为活性聚合的必要条件，但若有链转移和链终止反应发生，聚合物的分子量分布必然变宽。符合上述5个条件的聚合反应必为真正的活性聚合。
1 第二章
1 普通的混凝土中有几种相？请分别写出各种相的名称。若在其中加入钢筋，则钢筋起到什么作用？此时又有几种相？
答：3相；砂子、碎石、水泥浆；增强作用；4。
2 比较晶体与非晶体的结构特性，了解晶体的结构不完整性有哪些类型？并区分三大材料的结构类型与比较其各自的特点。
答：晶体结构的基本特征是原子或分子在三维空间呈周期性的规则而有序地排列,即存在长程的几何有序。
结构的不完整性：实际上，极大多数晶体都有大量的与理想原子排列的轻度偏离存在，依据其几何形状而分为点缺陷、线缺陷和面缺陷。
金属材料的结构：一般都是晶体。金属键无方向性，晶体结构具有最致密的堆积方式。体心立方、面心立方和紧密堆积六方结构，金刚石结构。
无机非金属材料的结构：金刚石型结构；硅酸盐结构; 玻璃结构; 团簇及纳米材料
高分子材料的结构包括高分子链的结构及聚集态结构
各自的特点：
3 高分子材料其聚集态结构可分为：晶态和非晶态(无定形)两种，与普通的晶态和非晶态结构比较有什么特点？
答：晶态有序程度远小于小分子晶态，但非晶态的有序程度大于小分子物质液态。
4 如何区分本征半导体与非本征半导体材料？
答：本征半导体：材料的电导率取决于电子-空穴对的数量和温度的材料。
非本征半导体：通过加入杂质即掺杂剂而制备的半导体，杂质的多少决定了电荷载流子的数量。 2 5 极大多数晶体实际上都存在有种种与理想原子排列的轻度偏离，依据结构不完整性的几何形状可分为哪几种缺陷类型？按溶质原子在溶剂晶格中的位置不同，固溶体可分成哪几种类型？
答：依据其几何形状而分为点缺陷、线缺陷和面缺陷。
按溶质原子在溶剂晶格中的位置不同，固溶体可分成：
置换型固溶体(或称取代型)：溶剂A晶格中的原子被溶质B的原子取代所形成的固溶体。原子A同B的大小要大致相同。
填隙型固溶体(也称间隙型)：在溶剂A的晶格间隙内有溶质B的原子填入(溶入)所形成的固溶体。B原子必须是充分小的，如C和N等是典型的溶质原子。
