《高分子物理》课程教学大纲 课程名称：高分子物理 英文名称：Polymer Physics 适用专业：材料化学与应用化学专业 课程类型：专业必修课 课程性质：专业基础课 制定单位：材料化学教研室 制定时间：2012年3月 一、使用说明： 1、课程性质、目的及任务 高分子物理》是高分子材料专业的主干课程之一。在高分子材料科学中占有十分重要的地位 本课程较为系统地介绍了高分子物理的基本理论和研究方法，包括高分子的链结构与凝聚态结构，高分子溶液的 性质、力学性质与电学性质等，从分子运动的观点出发，倒述高分子的性质与结构间的关系。通过理论教学和实验 环节使学生掌握高分子材料各层次的结构、性能和分子运动规律，能够运用基本观点和原理解释相关问题、解决生 产实际问题的能力。 2、课程学时 ,学分、主要教学环节 (1)每周3学时，共计17周（两学期），51学时 (2)学分：3分 (3)主要教学环节 A。课堂讲授，辅导，作业。突出教学内容的“精讲”和“启发式”，培养学生分析问题和解决问题的能力 B.学期论文：要求学生写一篇关于聚合物表征方法的综述。上交后由教师批阅后提出问题再让学生讨论回 3、课程与其它课程的联系 物理化学、高分子化学、材料力学为本课程的先修课程。高分子物理综合了一些前面所学的专业基础课知 识，并与高分子材料相结合，形成了对高分子材料结构与性能关系进行探究的课程。 4、教材 《高分子物理》金日光、华幼卿编，化学工业出版社，2000 5、主要参考书 [1]何曼君，陈维孝，董西侠 《高分子物理)，上海，复且大学出版社，190年。 [2]马德柱，何平笙等，《高聚物的结构与性能》，北京，科学出版社，1995年。 [3]B.Wunderlich,Macromolecular Physics,Academic Press,New York,1973. [4]P.I Flory.Principles of Polymer Chemistry.Cornell Uni.Press.New York.1953. [5]de Genes P.G.,Scaling Concepts in Polymer Physics,Cornell Uni.Press,New York,1979. [6]G.R.Strobl,The Physics of Polymer,Springer,1996. 6、考核方式 作业成绩、平时成绩、期终闭卷考试成绩，分别占10%、20%、70%。 二、课程内容 (一)、课程教学的要求
《高分子物理》课程教学大纲 课程名称：高分子物理 英文名称：Polymer Physics 适用专业：材料化学与应用化学专业 课程类型：专业必修课 课程性质：专业基础课 制定单位：材料化学教研室 制定时间：2012年3月 一 、使用说明： 1、课程性质、目的及任务 高分子物理》是高分子材料专业的主干课程之一。在高分子材料科学中占有十分重要的地位。 本课程较为系统地介绍了高分子物理的基本理论和研究方法，包括高分子的链结构与凝聚态结构，高分子溶液的 性质、力学性质与电学性质等，从分子运动的观点出发，阐述高分子的性质与结构间的关系。通过理论教学和实验 环节使学生掌握高分子材料各层次的结构、性能和分子运动规律，能够运用基本观点和原理解释相关问题、解决生 产实际问题的能力。 2、课程学时、学分、主要教学环节 （1）每周3学时，共计17周（两学期），51学时 （2）学分：3分 （3）主要教学环节 A．课堂讲授，辅导，作业。突出教学内容的“精讲”和“启发式”，培养学生分析问题和解决问题的能力。 B．学期论文：要求学生写一篇关于聚合物表征方法的综述。上交后由教师批阅后提出问题再让学生讨论回 答。 3、课程与其它课程的联系 物理化学、高分子化学、材料力学为本课程的先修课程。高分子物理综合了一些前面所学的专业基础课知 识，并与高分子材料相结合，形成了对高分子材料结构与性能关系进行探究的课程。 4、教材 《高分子物理》金日光、华幼卿编，化学工业出版社，2000 5、主要参考书 [1]何曼君，陈维孝，董西侠，《高分子物理》，上海，复旦大学出版社，1990年。 [2]马德柱，何平笙等，《高聚物的结构与性能》，北京，科学出版社，1995年。 [3]B.Wunderlich, Macromolecular Physics, Academic Press, New York, 1973. [4]P. J. Flory, Principles of Polymer Chemistry, Cornell Uni. Press, New York, 1953. [5]de Genes P. G.,Scaling Concepts in Polymer Physics, Cornell Uni. Press, New York, 1979. [6]G. R. Strobl, The Physics of Polymer, Springer,1996. 6、考核方式 作业成绩、平时成绩、期终闭卷考试成绩，分别占10%、20%、70%。 二、课程内容 （一）、课程教学的要求
通过本课程的学习要求学生： 车固掌握：结构、转变、性能的基本概念，结构与性能关系的基本原理。表征与测定方法的基本原理。能够建立自 已的表达方式。描述结构、转变、性能的定理、公式及应用，性质、性能的影响因素。能够重复课堂、 书本中的内 容，灵活运用、适当做到举一反三。 了解：建立物理模型的基本假定，必要的数学推导过程，学科前沿知识。 (二)、数学安排： 绪论(2学时) 课程的性质与任务，主要发展历史及内容，本课程的特点与学习方法。 本章要求 1明确课程的性质和内容 2.了解高分子物理的发展历史。 第一章高分子的链结构(6学时》 本章重点与难点 (1)重点：高分子链的柔顺性与结构的关系，末端距的计算。 (2)难点：构型与构象区别，链段的概念 本章要求 1.了解高分子的组成与构造。 2明确对高分子链的柔顺性的影响因素。 3.了解末端距统计处理方法，熟练末端距的计算 第二章聚合物的凝聚态结构(6学时) 木章重点与难点 (1)重点：内聚能密度，高聚物的单晶、球晶的形成条件和特征，液晶态结构类型与性能，取向态的各向异性， 高分子合金相容性」 (2)难点：结晶结构模型，高分子合金相容性 本章要求 1.解内聚能密度的意义。 第三章高分子溶液(5学时) 本章重点与难点 (1)重点：溶剂选择的的原则，Huggins参数的物理意义，0溶液的概念。 (2)难点： 溶液与理想溶液的差异。 本章要求 1.了解聚合物的溶解过程的特点，掌握溶剂选择的的原则。 2明确高分子溶液与理想溶液的不同。 3.明痛Huggins.参数的物理章义和0溶液的性质 第四章聚合物的分子量和分子量分布(4学时) 本章重点与难点 (1)重点：聚合物各种分子量的定义，分子量的测定的原理及方法，聚合物分布的表征与测定 (2)难点：Mark-Houwink方程，GPC方法测定聚合物分布的原理 本意要求 了解聚合物分子量和其分布的统计意义和聚合物分子量的测定方法 2.熟练掌强参透压法、粘度法。 3.GC方法测定聚合物分子量和其分布的原理和计算公式。 第五章聚合物的转变与松驰(6学时) 本音重占与难占 1)重点： 聚合物分子运动的特点，聚合物的温度-形变曲线，玻璃化转变温度的测定及影响因素，结晶熔点的测 定及影响因素，Avrami方程的意义。 (2)难点：玻璃化转变的概念和松池特性」
通过本课程的学习要求学生： 牢固掌握：结构、转变、性能的基本概念，结构与性能关系的基本原理。表征与测定方法的基本原理。能够建立自 己的表达方式。描述结构、转变、性能的定理、公式及应用，性质、性能的影响因素。能够重复课堂、书本中的内 容，灵活运用、适当做到举一反三。 了解：建立物理模型的基本假定，必要的数学推导过程，学科前沿知识。 （二）、教学安排： 绪 论（2学时） 课程的性质与任务，主要发展历史及内容，本课程的特点与学习方法。 本章要求 1. 明确课程的性质和内容。 2. 了解高分子物理的发展历史。 第一章 高分子的链结构（6学时） 本章重点与难点 （1）重点：高分子链的柔顺性与结构的关系，末端距的计算。 （2）难点：构型与构象区别，链段的概念。 本章要求 1. 了解高分子的组成与构造。 2. 明确对高分子链的柔顺性的影响因素。 3. 了解末端距统计处理方法，熟练末端距的计算。 第二章 聚合物的凝聚态结构（6学时） 本章重点与难点 （1）重点：内聚能密度，高聚物的单晶、球晶的形成条件和特征，液晶态结构类型与性能，取向态的各向异性， 高分子合金相容性。 （2）难点：结晶结构模型，高分子合金相容性。 本章要求 1.解内聚能密度的意义。 2.握高聚物的常见结晶形态的形成条件和特征。 3.了解液晶态结构、取向态结构和高分子合金。 第三章 高分子溶液（5学时） 本章重点与难点 （1）重点： 溶剂选择的的原则，Huggins参数的物理意义，θ溶液的概念。 （2）难点： θ溶液与理想溶液的差异。 本章要求 1.了解聚合物的溶解过程的特点，掌握溶剂选择的的原则。 2.明确高分子溶液与理想溶液的不同。 3.明确Huggins参数的物理意义和θ溶液的性质. 第四章 聚合物的分子量和分子量分布（4学时） 本章重点与难点 （1）重点：聚合物各种分子量的定义，分子量的测定的原理及方法，聚合物分布的表征与测定 （2）难点：Mark-Houwink方程， GPC方法测定聚合物分布的原理 本章要求 1.了解聚合物分子量和其分布的统计意义和聚合物分子量的测定方法。 2.熟练掌握渗透压法、粘度法。 3.GPC方法测定聚合物分子量和其分布的原理和计算公式。 第五章 聚合物的转变与松弛（6学时） 本章重点与难点 （1）重点：聚合物分子运动的特点，聚合物的温度-形变曲线，玻璃化转变温度的测定及影响因素，结晶熔点的测 定及影响因素，Avrami方程的意义。 （2）难点：玻璃化转变的概念和松弛特性
本章要求 1.熟悉聚合物分子运动的特点与材料力学状态的对应关系。 2.掌握玻璃化转变的概念和松弛特性，能够运用自由体积理论和松弛的观点解释实验现象。 3.掌握高分子结晶动力学的机理与过程，Avrami方程的意义及研究方法，明确结构与结晶能力的关系。 4.掌握各种结构因素地Tg和Tm的影响。 第六章橡胶弹性(4学时) 本章重点与难点 (1)重点：橡胶弹性的热力学分析，橡胶状态方程的推导。 (2)难点：橡胶弹性的熵弹性本质，橡胶状态方程的运用。 本章要求 1.掌握橡胶弹性的热力学本质。 2.熟练掌握橡胶状态方程计算相关问题。 第七章聚合物的粘弹性(6学时) 本章重点与难点 (1)重点：静态粘弹性现象和动态粘弹性现象，时温等效原理，波尔兹曼叠加原理。 (2)难点：时温等效原理的理解和运用。 本章要求 1.了解粘弹性现象和运用粘弹性的力学模型推出状态方程。 2.掌握温度、时间（外界作用速度）对粘弹性的影响规律。 3.掌握时温等效原理，能够运用WMLF方程解决问题。 4.了解动态粘弹性的研究方法。 第八章聚合物的屈服与断裂(6学时) 本章重点与难点 (1)重点：高分子应力一应变曲线类型，聚合物的屈服现象，Griffith断裂理论，聚合物增强和增韧的途径和机 理 (2)难点：强迫高弹形变的机理，Griffith断裂理论的应用。 本章要求 1.了解高分子的一般拉伸破坏行为。 2.掌握高分子材料的增强和增韧的方法。 第九章聚合物的流变性(6学时) 本章重点与难点 (1)重点：高分子的流变特性，影响高分子熔体切粘度的因素，聚合物熔体的弹性表现。 (2)难点：利用缠结理论对聚合物熔体流变特性的解释 本章要求 1.了解高分子的流变特性，高分子熔体与牛颅流体的区别。 2.理解各种因素对高分子熔体切粘度的影响。 3.了解聚合物熔体的弹性表现
本章要求 1.熟悉聚合物分子运动的特点与材料力学状态的对应关系。 2.掌握玻璃化转变的概念和松弛特性，能够运用自由体积理论和松弛的观点解释实验现象。 3.掌握高分子结晶动力学的机理与过程，Avrami方程的意义及研究方法，明确结构与结晶能力的关系。 4．掌握各种结构因素地Tg和Tm的影响。 第六章 橡胶弹性（4学时） 本章重点与难点 （1）重点：橡胶弹性的热力学分析，橡胶状态方程的推导。 （2）难点： 橡胶弹性的熵弹性本质，橡胶状态方程的运用。 本章要求 1.掌握橡胶弹性的热力学本质。 2.熟练掌握橡胶状态方程计算相关问题。 第七章 聚合物的粘弹性（6学时） 本章重点与难点 （1）重点：静态粘弹性现象和动态粘弹性现象，时温等效原理，波尔兹曼叠加原理。 （2）难点：时温等效原理的理解和运用。 本章要求 1.了解粘弹性现象和运用粘弹性的力学模型推出状态方程。 2.掌握温度、时间（外界作用速度）对粘弹性的影响规律。 3.掌握时温等效原理，能够运用WLF方程解决问题。 4.了解动态粘弹性的研究方法。 第八章 聚合物的屈服与断裂（6学时） 本章重点与难点 （1）重点：高分子应力一应变曲线类型，聚合物的屈服现象，Griffith断裂理论，聚合物增强和增韧的途径和机 理 （2）难点：强迫高弹形变的机理，Griffith断裂理论的应用。 本章要求 1.了解高分子的一般拉伸破坏行为。 2.掌握高分子材料的增强和增韧的方法。 第九章 聚合物的流变性（6学时） 本章重点与难点 （1）重点：高分子的流变特性，影响高分子熔体切粘度的因素，聚合物熔体的弹性表现。 （2）难点：利用缠结理论对聚合物熔体流变特性的解释 本章要求 1.了解高分子的流变特性，高分子熔体与牛顿流体的区别。 2.理解各种因素对高分子熔体切粘度的影响。 3.了解聚合物熔体的弹性表现