沈陽理工大學 劉艷輝-高分子物理大綱_免費下載.doc

高分子物理教學大綱課程代碼：050331004課程英文名稱：polymer physics課程總學時：64 講課：52 實驗：12 上機：0適用專業(yè)：高分子材料與工程大綱編寫（修訂）時間：2012.10一、大綱使用說明 （一）課程的地位及教學目標 （1）課程的地位本課程是高分子材料與工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，必修。（2）教學目標按卓越計劃及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)培養(yǎng)方針實施教學目標，研究聚合物結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系，其任務(wù)是通過課堂教學使學生掌握有關(guān)聚合物的多層次結(jié)構(gòu)及主要物理、機械性能的基本官能、基本理論和基本研究方法，為從事高分子設(shè)計、改性、加工、應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。 （二）知識、能力及技能方面的基本要求（1）知識方面的基本要求掌握高分子鏈的近程結(jié)構(gòu)和遠程結(jié)構(gòu)的基本概念和含義；掌握高分子鏈的 構(gòu)象統(tǒng)計方法；掌握高聚物分子間的作用力；掌握非晶態(tài)高聚物的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)的無規(guī)線團模型和兩相球粒模型；掌握晶態(tài)聚合物的基本結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)模型；掌握高聚物的取向結(jié)構(gòu)；掌握高聚物分子運動的時間和溫度的依賴性的含義；掌握高聚物玻璃化轉(zhuǎn)變的機理和影響因素；掌握高聚物的粘流性的特點。掌握高分子溶液的特點和熱力學性質(zhì)；掌握高聚物相對分子量的測定原理及其方法。掌握玻璃態(tài)和結(jié)晶態(tài)高聚物的力學性能；掌握高彈態(tài)高聚物的力學性能；掌握高聚物的粘彈性；掌握高聚物的Bolzmann疊加原理，掌握粘彈性的力學模型。掌握高聚物的電學性能和高聚物的靜電效應(yīng)。（2）能力方面的基本要求具備運用基本概念和基本理論來分析高分子材料設(shè)計、制備和加工實踐中遇到的實際問題。具有利用本科程基本理論知識進行科學研究的初步能力。（3）技能方面的基本要求： 能夠獨立進行常規(guī)高聚物的加工、分析和觀察，會使用常規(guī)合成設(shè)備及典型表征儀器。（三）實施說明以課堂講授為主，建議采用多媒體輔助教學。大綱實施中要注意教授學生學會分析、解決問題的方法。處理好重點與難點，將各種理論和實際應(yīng)用納入教學過程，使學生能夠利用所學知識解決實際問題。在教學方法上，要注意現(xiàn)代教學手段與理念的應(yīng)用，教與學的互動，做到講授、討論有機結(jié)合。著重介紹各種高聚物基本特點和基本反應(yīng).通過實例和作業(yè)，重點強化學生運用知識的能力，利用實驗教學鞏固學生的基本操作技能和實際運用能力。（四）對先修課的要求本門課應(yīng)在學生修完高等數(shù)學、大學物理、物理化學、無機化學、后開設(shè)。（五）對習題課、實驗環(huán)節(jié)的要求（1）對習題的要求適量、適當?shù)牧曨}可以檢驗學生對所學內(nèi)容的掌握程度，使教師及時掌握教學效果，對下一步的教學組織，改進教學方法具有直接作用。同時，還可督促學生掌握所學內(nèi)容。建議根據(jù)學生學習的具體情況布置作業(yè)。學習中應(yīng)包含2-3次習題課。 （2）對實踐環(huán)節(jié)的要求實驗是課程的重要組成部分,尤其對于高分子物理這樣的專業(yè)課程,實踐性是非常重要的,因此,應(yīng)盡可能加強實驗教學環(huán)節(jié),主要培養(yǎng)學生的基本操作技能,同時也要使學生具有獨立完成一定的綜合性,設(shè)計性實驗?zāi)芰?每項實驗要求學生依據(jù)實驗指導(dǎo)書預(yù)習報告，原始數(shù)據(jù)記錄都經(jīng)老師檢查簽字后寫出合格報告 （六）課程考核方式 （1）期末閉卷考試, 卷面滿分為100分，占總成績的80%, 考試時間為120分鐘?？荚嚸}范圍和試卷內(nèi)容覆蓋本課程教學大綱規(guī)定的全部內(nèi)容。試卷反映學習目標的各個層次要求；試題難易適中，可分為容易、適中、較難三個程度，所占比例大致為：容易占30%，適中占50%，較難占20%。（2）實驗成績, 滿分為100分，占總成績的20%，為每個實驗項目得分的平均值。（3）平時成績，滿分為100分，占總成績的10%，包括平時的出勤成績、小測驗成績、其中考試成績、作業(yè)等。（七）主要參考書目:（1）高分子物理，金日光編，化學工業(yè)出版社，2007（2）高分子物理，何曼君編，復(fù)旦大學出版社，2008（3）高分子物理，楊玉良等編，化學工業(yè)出版社，2001二、中文摘要高分子物理是高分子材料專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，是研究高分子的結(jié)構(gòu)與性能之間關(guān)系的科學，也是研究聚合物分子運動規(guī)律的科學，通過本科程的學習，使學生掌握有關(guān)聚合物的多層次結(jié)構(gòu)、分子運動及主要物理、機械性能的基本概念、基本理論和基本研究方法，為從事高分子設(shè)計、改性、加工，應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。三、課程學時總體分配表序號章節(jié)名稱學時講課實驗上機1緒論22002高分子鏈的結(jié)構(gòu)66003高分子的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)1210204高分子的溶液性質(zhì)88005高聚物的分子量及分子量分布86206高聚物的分子運動148607高聚物的力學性質(zhì)108208高聚物的其他性質(zhì)4400四、教學內(nèi)容及基本要求（1）緒論（2學時）內(nèi)容：初步地概念性地了解高分子的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀、高分子物理的研究對象與內(nèi)容、高分子結(jié)構(gòu)的特點。本章重點：高分子結(jié)構(gòu)的特點。難點：高分子結(jié)構(gòu)的特點。建議教學方法：結(jié)構(gòu)特點和性能結(jié)合講解。思考題：高分子結(jié)構(gòu)特點有哪些？（2）高分子鏈的結(jié)構(gòu)（6學時）內(nèi)容：了解高分子的結(jié)構(gòu)單元的化學組成和鍵接方式、空間排列及支化、交聯(lián)等問題。掌握內(nèi)旋轉(zhuǎn)、構(gòu)象、柔順性概念以及高分子鏈的末端距、轉(zhuǎn)動半徑的概念。本章重點：鏈的柔順性和鏈的構(gòu)象統(tǒng)計。建議教學方法：動畫多媒體結(jié)合講述。思考題：影響聚合物柔順性的因素有哪些？（3）高分子的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)（12學時）內(nèi)容：重點掌握聚合物的非晶態(tài)和晶態(tài)結(jié)構(gòu)特征以及結(jié)晶度的測試方法。了解和掌握高分子的結(jié)晶動力學、結(jié)晶熱力學的基本知識和實驗方法。掌握取向概念及其對性能的影響。了解高分子液晶的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)以及共混物的織態(tài)結(jié)構(gòu)特征及其與性能之間的關(guān)系。本章重點：晶態(tài)和非晶態(tài)的形成條件，模型。難點：結(jié)晶熱力學建議教學方法：模型與多媒體相結(jié)合。思考題：根據(jù)高聚物的分子結(jié)構(gòu)和分子間作用能，定性討論常見高聚物的性能。實驗：偏光顯微鏡觀察聚合物的結(jié)晶形態(tài)（2學時）：通過偏光顯微鏡觀察聚合物的結(jié)晶形態(tài)；測定聚合物結(jié)晶熔點和結(jié)晶速度。（4）高分子的溶液性質(zhì)（8學時）內(nèi)容：了解高聚物的溶解特性，掌握溶度參數(shù)概念。了解高分子稀溶液、亞濃溶液及濃溶液的特性，高分子在溶液中的形態(tài)和尺寸。重點掌握高分子溶液的熱力學性質(zhì)(混合熱、混合熵和混合自由能等)，流體力學性質(zhì)(擴散、粘度等)。了解高分子溶液的相圖及聚合物聚合物相容性概念。本章重點：高聚物的溶解特點，和其熱力學分析難點：高聚物溶解熱力學分析建議教學方法：運用動畫多媒體講解。思考題：1. 分極性和非極性兩種情況解釋增塑劑為什么能起增塑作用？2.極性性和非極性高聚物溶解特點。（5）高聚物的分子量及分子量分布（8學時）內(nèi)容：了解分子量的統(tǒng)計意義及分子量分布的表示方法，掌握測定高聚分子量及其分布的基本原理及主要方法。 本章重點：高聚物分子量的測定；分子量分布的表示方法、凝膠色譜法。思考題：如何通過粘度法及凝膠色譜法測定的聚合物的分子量及分子量分布。建議教學方法：理論和實際圖形結(jié)合。實驗：粘度法測聚合物的分子量（2學時）：使用粘度計測量聚合物的分子量。（6）高聚物的分子運動（14學時）內(nèi)容：高聚物的分子熱運動 、高聚物的玻璃化轉(zhuǎn)變 、高聚物的粘性流動本章重點：Boltzmann疊加原理和時溫等效原理；橡膠彈性熱力學分析和統(tǒng)計理論；聚合物熔體流動的特點和影響因素，同時要求學生了解聚合物熔體彈性的表現(xiàn)。難點：Boltzmann疊加原理；聚合物熔體彈性。晶態(tài)高聚物的玻璃化轉(zhuǎn)變。建議教學方法：動畫多媒體結(jié)合講述同時多個例子講解使學生掌握。思考題：討論非晶、結(jié)晶、交聯(lián)和增塑高聚物的溫度形變曲線的各種情況；聚合物粘彈性的變現(xiàn)。實驗：塑料熱性能測定（6學時）：測定塑料的維卡軟化點；測定塑料的熱機械曲線。（7）高聚物的力學性質(zhì)（10學時）內(nèi)容：了解和掌握各類聚合物的應(yīng)力應(yīng)變曲線及影響力學性能的因素及聚合物的強度理論。本章重點：聚合物應(yīng)力應(yīng)變曲線的特點，以及拉伸中出現(xiàn)的現(xiàn)象如成頸、剪切帶、銀紋及這些現(xiàn)象出現(xiàn)的本質(zhì)。同時要求學生掌握脆斷和韌斷的特點，以及影響聚合物強度的因素。難點：高聚物的力學松弛理論及模型建議教學方法：動畫多媒體結(jié)合講述同時多個例子講解使學生掌握。實驗：塑料常規(guī)力學性能的測試（2學時）：測定聚合物拉伸性能、沖擊性能和彎曲性能（8