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1、材料与化工学院材料与化工学院高分子教研室高分子教研室2013.12I I 基本内容基本内容 聚合物分子量的统计意义第一章第一章 概述概述 1 聚合物分子量的多分散性聚合物分子量的多分散性聚合物分子量的特点聚合物分子量的特点 2 统计统计平均分子量平均分子量数均、重均、数均、重均、Z均、黏均分子量、均、黏均分子量、3 分子量分布分子量分布宽宽度度几种分子量的大小比较、分子量分布宽度指数、多分散系数几种分子量的大小比较、分子量分布宽度指数、多分散系数 聚合物分子量分布的测定方法体积排除色谱法的分离机理体积排除色谱法的分离机理、色谱图的标定及数据处理、色谱图的标定及数据处理 聚合物分子量的测定方法端
2、基分析、沸点升高和冰点降低、渗透压法端基分析、沸点升高和冰点降低、渗透压法(膜渗透法膜渗透法)、光散射法、光散射法、黏度法黏度法的原理的原理第一章第一章 概述概述第二章第二章 高分子的链结构高分子的链结构高分子链的构型 1 高分子高分子链链的构型的构型 旋光异构、几何异构、键接异构旋光异构、几何异构、键接异构2 分子构造分子构造 线形、支化、交联等线形、支化、交联等3 共聚物的序列共聚物的序列结结构构 无规、嵌段、交替、接枝共聚物无规、嵌段、交替、接枝共聚物1高分子高分子链链的内旋的内旋转转构象和构象和链链的柔的柔顺顺性性2理想柔性理想柔性链链的均方末端距的均方末端距 自由连接、自由连接、ku
3、hn等效链段、高斯等效链段等效链段、高斯等效链段第二章第二章 高分子的链结构高分子的链结构高分子链的构象 3.1 聚合物的溶解过程和溶剂选择第三章第三章 高分子溶液高分子溶液3.1.1 溶解溶解过过程的特点程的特点非晶态、晶态、交联聚合物非晶态、晶态、交联聚合物3.1.2 溶解溶解过过程的程的热热力学分析力学分析溶度参数定义式溶度参数定义式(Hildebrand公式公式)；测量方法测量方法(溶胀法、黏度法、摩尔引力常数估算法溶胀法、黏度法、摩尔引力常数估算法)3.1.3 溶溶剂对剂对聚合物溶解能力的判定聚合物溶解能力的判定极性相似、溶度参数或极性相似、溶度参数或CED相近、相互作用参数小于相近
4、、相互作用参数小于0.5；混合溶剂溶度参数的计算混合溶剂溶度参数的计算3.2 Flory-Huggins高分子溶液理论 第三章第三章 高分子溶液高分子溶液1 Flory-Huggins格子模型理格子模型理论论(平均平均场场理理论论)模型的几点假定；模型的几点假定；混合熵、混合热、混合自由能和化学位的方程式；混合熵、混合热、混合自由能和化学位的方程式；超额化学位、理想溶液与高分子溶液的比较超额化学位、理想溶液与高分子溶液的比较2 Flory-Krigbaum理理论论(稀溶液理稀溶液理论论)基本假定、基本假定、状态、状态、3.1 聚合物的溶解第三章第三章 高分子溶液高分子溶液3.1.1 溶解溶解过
5、过程的特点程的特点非晶态、晶态、交联聚合物非晶态、晶态、交联聚合物3.1.2 溶解溶解过过程的程的热热力学分析力学分析溶度参数定义式溶度参数定义式(Hildebrand公式公式)；测量方法测量方法(溶胀法、黏度法、摩尔引力常数估算法溶胀法、黏度法、摩尔引力常数估算法)3.1.3 溶溶剂对剂对聚合物溶解能力的判定聚合物溶解能力的判定极性相似、溶度参数或极性相似、溶度参数或CED相近、相互作用参数小于相近、相互作用参数小于0.5；混合溶剂溶度参数的计算混合溶剂溶度参数的计算3.2 柔性链高分子溶液的热力学分析第三章第三章 高分子溶液高分子溶液3.2.1 Flory-Huggins格子模型理格子模型
6、理论论(平均平均场场理理论论)模型的几点假定；模型的几点假定；混合熵、混合热、混合自由能和化学位的方程式；混合熵、混合热、混合自由能和化学位的方程式；超额化学位、理想溶液与高分子溶液的比较超额化学位、理想溶液与高分子溶液的比较3.2.2 Flory-Krigbaum理理论论(稀溶液理稀溶液理论论)基本假定、基本假定、状态、状态、3.3 高分子溶液的相平衡第三章第三章 高分子溶液高分子溶液3.3.1 高分子溶液的相平衡高分子溶液的相平衡渗透压公式、四个判别溶剂优劣的参数及其关系渗透压公式、四个判别溶剂优劣的参数及其关系(1、排斥体积、排斥体积u、第二维里系数、第二维里系数A2、超额化学位、超额化
7、学位 1E)3.6 高分子溶液的相平衡聚合物的增塑、溶液纺丝聚合物的增塑、溶液纺丝 第四章第四章 高分子的多组分体系高分子的多组分体系 1、高分子共混物的相容性高分子共混物的相容性 1 1、成核与生长机理、成核与生长机理 2、相分离的、相分离的动动力学力学 2 2、旋节线机理、旋节线机理 共混聚合物的两相共存线和亚稳极限线共混聚合物的两相共存线和亚稳极限线第五章第五章 聚合物的非晶态聚合物的非晶态5.0 聚合物分子运动的特点1 运运动单动单元的多重性元的多重性运动单元：整链、链段、链节、支链、侧基等运动单元：整链、链段、链节、支链、侧基等2 分子运分子运动动的的时间时间依依赖赖性性松弛过程、松
8、弛时间、松弛时间谱松弛过程、松弛时间、松弛时间谱3 分子运分子运动动的温度依的温度依赖赖性性时温等效原理时温等效原理 5.1 非晶态聚合物的结构模型 1无无规线团规线团模型及模型及实验证实验证据据2 局部有序模型及局部有序模型及实验证实验证据据第五章第五章 聚合物的非晶态聚合物的非晶态5.2 非晶态聚合物的力学状态和热转变 u 两区三态？两区三态？u 三态各自的特征？三态各自的特征？5.3.1 玻璃化玻璃化转变转变温度的温度的测测定定各种可以用来测定各种可以用来测定Tg的物理性质；的物理性质；膨胀计法、量热法、温度膨胀计法、量热法、温度-形变法的原理形变法的原理5.3.2 玻璃化玻璃化转变转变
9、理理论论自由体积理论、等自由体积理论自由体积理论、等自由体积理论5.3.3 影响玻璃化温度的因素影响玻璃化温度的因素 化学结构：主链、取代基、分子间作用力化学结构：主链、取代基、分子间作用力 其他结构因素：共聚、交联、分子量、增塑剂其他结构因素：共聚、交联、分子量、增塑剂 外界因素：升温速度、外力、围压力外界因素：升温速度、外力、围压力 5.3 非晶态聚合物的玻璃化转变 第五章第五章 聚合物的非晶态聚合物的非晶态5.5 聚合物的取向态取向结构的定义、取向对材料性能的影响取向结构的定义、取向对材料性能的影响 2.4.1 取向取向现现象和取向机理象和取向机理单轴、双轴取向单轴、双轴取向 第五章第五
10、章 聚合物的非晶态聚合物的非晶态第六章第六章 聚合物的结晶态聚合物的结晶态6.2 结晶聚合物的球晶和单晶 单晶：单晶：形成条件形成条件 球晶：球晶：形成条件、形成过程、黑十字消光特征等形成条件、形成过程、黑十字消光特征等 6.3 结晶聚合物的结构模型 缨状胶束模型、折叠链模型缨状胶束模型、折叠链模型(规整、松散规整、松散)、隧道折叠链模型、隧道折叠链模型、插线板模型插线板模型第六章第六章 聚合物的结晶态聚合物的结晶态6.4 聚合物的结晶过程 结晶速度的测定方法结晶速度的测定方法：膨胀计法膨胀计法、偏光显微镜法偏光显微镜法Avrami方程方程、t1/2、Avrami指数指数结晶速度与温度的关系：
11、结晶速度与温度的关系：t1/2T图、图、Tmax、成核速度、生长速度、成核速度、生长速度外力、溶剂、杂质对结晶速度的影响：外力、溶剂、杂质对结晶速度的影响：第六章第六章 聚合物的结晶态聚合物的结晶态6.5 结晶聚合物的熔融和熔点 1 熔融熔融过过程和熔点程和熔点熔融特征、熔限熔融特征、熔限2 影响影响Tm的因素的因素 链结构链结构片晶厚度片晶厚度 结晶温度结晶温度 应力和压力应力和压力第六章第六章 聚合物的结晶态聚合物的结晶态6.6 结晶度对聚合物物理和机械性能的影响 6.6.1 结晶度概念及其测定方法结晶度概念及其测定方法 6.6.2 结晶度大小对聚合物性能的影响结晶度大小对聚合物性能的影响
12、 6.7 聚合物的液晶态1 引言引言液晶的定义及特征液晶的定义及特征2 小分子中介相及液晶聚合物的小分子中介相及液晶聚合物的类类型型液晶物质分子形状液晶物质分子形状(棒状、盘状棒状、盘状)、长径比、长径比热致液晶和溶致液晶、主链液晶与侧链液晶热致液晶和溶致液晶、主链液晶与侧链液晶3 液晶的光学液晶的光学织织构和液晶相分构和液晶相分类类向列相、近晶相、手征性液晶、盘状液晶相向列相、近晶相、手征性液晶、盘状液晶相4 相列型高分子液晶的流相列型高分子液晶的流动动特性特性第六章第六章 聚合物的结晶态聚合物的结晶态第七章第七章 聚合物的屈服和断裂聚合物的屈服和断裂 形变类型及描述力学行为的基本物理量 应
13、力、附加内力、应变、弹性模量应力、附加内力、应变、弹性模量 形变类型：拉伸、剪切、压缩形变类型：拉伸、剪切、压缩7.1 聚合物的拉伸行为 玻璃态聚合物的拉伸玻璃态聚合物的拉伸玻璃态聚合物的强迫高弹形变玻璃态聚合物的强迫高弹形变结晶聚合物的拉伸结晶聚合物的拉伸应力应变曲线的类型应力应变曲线的类型 1 真真应应力力应变应变曲曲线线及及Considre作作图图法法Considre构图与细颈稳定构图与细颈稳定2 聚合物聚合物单轴单轴拉伸的拉伸的应应力分析力分析剪切滑移变形带、切应力双生互等定律剪切滑移变形带、切应力双生互等定律第七章第七章 聚合物的屈服和断裂聚合物的屈服和断裂 7.2 聚合物的屈服行为
14、1、脆性断裂和、脆性断裂和韧韧性断裂性断裂两种断裂方式的区别、影响因素、脆韧转变两种断裂方式的区别、影响因素、脆韧转变 2、银纹银纹3、聚合物的理、聚合物的理论论强强度度第七章第七章 聚合物的屈服和断裂聚合物的屈服和断裂 7.3 聚合物的断裂强度7.4 影响聚合物实际强度的因素各种因素如何影响各种因素如何影响 橡胶弹性的本质、热弹转变橡胶弹性的本质、热弹转变仿射网络模型的几点假定仿射网络模型的几点假定交联橡胶的状态方程交联橡胶的状态方程第八章第八章 聚合物的高弹性与黏弹性聚合物的高弹性与黏弹性8.1 高弹性的热力学分析8.2 高弹性的分子理论1 蠕蠕变变蠕变曲线蠕变曲线(普弹、高弹、黏性流动普
15、弹、高弹、黏性流动)、蠕变回复曲线、蠕变回复曲线蠕变与温度、外力、结构的关系蠕变与温度、外力、结构的关系2 应应力松弛力松弛应力松弛曲线及其影响因素应力松弛曲线及其影响因素3 滞后与内耗滞后与内耗滞后现象、内耗、拉伸曲线、回缩曲线、滞后圈滞后现象、内耗、拉伸曲线、回缩曲线、滞后圈 8.4 聚合物的力学松弛-黏弹性 第八章第八章 聚合物的高弹性与黏弹性聚合物的高弹性与黏弹性8.5 黏弹行为的力学模型 1 力学模型力学模型Maxwell模型、模型、Kelvin模型、三元件、四元件、模型、三元件、四元件、广义的广义的Maxwell模型和广义的模型和广义的Kelvin模型模型 第八章第八章 聚合物的高
16、弹性与黏弹性聚合物的高弹性与黏弹性2 Boltzmann叠加原理叠加原理历史效应、两点假定、历史效应、两点假定、Boltzmann原理的应用原理的应用3 时时温等效和叠加温等效和叠加时温等效原理、移动因子时温等效原理、移动因子aT、WLF方程、方程、时温等效原理的实际意义时温等效原理的实际意义8.6 黏弹性与时间、温度的关系-时温等效原理 II II 基本公式基本公式单轴单轴拉伸拉伸时时 交交交交联联联联橡胶的状橡胶的状橡胶的状橡胶的状态态态态方程方程方程方程形形变变很小很小时时:应应力松弛：力松弛：蠕蠕变变：Maxwell串串联联模型描述模型描述线线形聚合物的形聚合物的应应力松弛力松弛 Ke
17、lvin并并联联模型基本上可模型基本上可描述交描述交联联聚合物的蠕聚合物的蠕变变 几种模型比较几种模型比较 蠕蠕变变回复回复 三元件模型有效描述三元件模型有效描述交交联联聚合物的蠕聚合物的蠕变变 四元件模型有效描述四元件模型有效描述线线形聚合物的蠕形聚合物的蠕变变 III III 基本影响因素基本影响因素1 1、结晶能力、速度的影响因素、结晶能力、速度的影响因素2 2、聚合物熔点的影响因素、聚合物熔点的影响因素3 3、玻璃化转变温度的影响因素、玻璃化转变温度的影响因素4 4、聚合物拉伸强度的影响因素、聚合物拉伸强度的影响因素5 5、聚合物冲击强度的影响因素、聚合物冲击强度的影响因素IV IV
18、基本原理基本原理1、球晶的生长机理、球晶的生长机理2、晶态聚合物的结构模型、晶态聚合物的结构模型3、溶解过程、溶解过程4、Flory-Huggins格子模型理论格子模型理论5、分子量及其分布测试方法：、分子量及其分布测试方法：渗透压法、粘度法、体积排除色谱渗透压法、粘度法、体积排除色谱6、玻璃化转变理论、玻璃化转变理论-自由体积理论自由体积理论7、橡胶弹性的统计理论、橡胶弹性的统计理论8、黏弹行为的力学模型：、黏弹行为的力学模型：Maxwell、Kelvin、三元件、四元件、广义模型、三元件、四元件、广义模型9、Bolzmann叠加理论叠加理论10、时温等效原理、时温等效原理V V 重要的曲线
19、重要的曲线1、模量、模量(或应变或应变)温度曲线温度曲线2、蠕变及其回复曲线、蠕变及其回复曲线3、应力松弛曲线、应力松弛曲线4、硫化橡胶拉伸、硫化橡胶拉伸-回缩的应力回缩的应力-应变曲线应变曲线5、聚合物的应力、聚合物的应力-应变曲线应变曲线VI VI 重要的计算重要的计算1、结晶度计算、结晶度计算2、聚合物溶液的混合熵、混合热、混合自由能计算、聚合物溶液的混合熵、混合热、混合自由能计算3、分子量的计算、分子量的计算4、渗透压的计算、渗透压的计算5、交联橡胶的状态方程的相关计算、交联橡胶的状态方程的相关计算6、各种力学松弛行为的相关计算、各种力学松弛行为的相关计算7、Bolzmann叠加理论的计算叠加理论的计算8、时温等效原理的相关计算、时温等效原理的相关计算VII VII 考试题型考试题型 u 选择题选择题(12题共题共18分分)u 填空题填空题(18题共题共18分分)u 名词解释名词解释(5题共题共20分分)u 简答题简答题(3题共题共24分分)u 计算题计算题(2题共题共20分分)往年题型与分值往年题型与分值 2014年年1月月7日日星期二星期二9：00-11:001794/高分子物理高分子物理11031028教教1-402罗春燕罗春燕110311321103123211031324教教1-403陈卫星陈卫星1103142711031529考试时间及地点考试时间及地点