考研1-高分子物理1緒論

高分子物理左丹英

高分子課程要求1．紀律

X

遲到、早退；手機；飲食2.考勤3.作業(yè)

自愿完成，不抄襲4．教學(xué)內(nèi)容教學(xué)目的不是考試重點內(nèi)容隨時提醒成績評定

成績有兩部份組成：平時成績＋期末考試成績平時成績（20％～30％）作業(yè)（75％）＋考勤（25％）期末考試成績（80～70％）卷面成績正烷烴同系物石蠟與聚乙烯結(jié)構(gòu)上的不同高分子鏈間的纏結(jié)由小分子到大分子是本質(zhì)上的變化！結(jié)構(gòu)上的改變，使大分子的性能發(fā)生了巨大的變化緒論1.

高分子科學(xué)的誕生與發(fā)展2.高分子與傳統(tǒng)科學(xué)的碰撞3.高分子物理的研究內(nèi)容4.高分子物理的特點5.高分子物理的學(xué)習(xí)方法1.高分子科學(xué)的誕生與發(fā)展

高分子物理是一門新興的學(xué)科，是在人們長期的生產(chǎn)實踐和科學(xué)實驗的基礎(chǔ)上逐漸發(fā)展起來的。高分子科學(xué)的發(fā)展大致經(jīng)歷了以下幾個時期：1.1發(fā)展歷程1.1.1蒙昧期19世紀的中葉以前，木材、棉、麻、絲、毛、漆、橡膠、皮革和各種樹脂等天然高分子材料都已經(jīng)在人們的生活和生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。無意識的使用高分子1.1.2萌芽期自19世紀的后期，開始研究天然高分子的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)和形態(tài)學(xué)。橡膠工業(yè)：橡皮擦、硫化工藝、硬橡膠塑料工業(yè)：纖維素的硝化、乙酰化出現(xiàn)化學(xué)改性和人工合成高分子1.1.3爭鳴期1920年，H.Staudinger(德)發(fā)表了他的劃時代的文獻《論聚合》，提出了鏈結(jié)構(gòu)模型。有機化學(xué)和膠體化學(xué)打壓高分子1.1.4發(fā)展期20世紀30年代到50年代，高分子物理學(xué)基本形成當高分子理論促進了合成高分子工業(yè)的發(fā)展后，出現(xiàn)了一大批商品化的合成材料，這些合成高分子（合成材料）的出現(xiàn)，又為理論研究提供了大量的實驗依據(jù)和積累了豐富的數(shù)據(jù)，促進了高分子物理的迅速發(fā)展。1934~1940：

W.Kuhn、E.Guth和H.Mark等把統(tǒng)計力學(xué)用于高分子鏈的構(gòu)象統(tǒng)計，建立了橡膠高彈性統(tǒng)計理論

Svedbergy

把超離心技術(shù)發(fā)展測定高分子分子量以及分子量分布的方法。Carothers，縮合聚合，尼龍-661942：Ziegler（德）定向聚合HDPENatta（意）改進催化劑等規(guī)PPP.J.Flory和M.L.Huggins用似晶格模型推導(dǎo)出高分子溶液的熱力學(xué)性質(zhì)，理論上的解釋了高分子稀溶液的依數(shù)性質(zhì)P.Debeye和B.H.Zimm用光散射法研究高分子溶液性質(zhì)，測定了Mw1949：Flory和Fox把熱力學(xué)和流體力學(xué)聯(lián)系起來，使粘度、擴散、沉降等宏觀性質(zhì)與分子的微觀結(jié)構(gòu)有了聯(lián)系M.L.Willianms,R.F.Landei,J.D.Ferry等發(fā)展了粘彈性理論并取得重大進展

1953Watson和Crick用X射線衍射法研究高分子的晶系結(jié)構(gòu)，確定了脫氧核糖核酸的雙螺旋結(jié)構(gòu)。此后人們發(fā)現(xiàn)許多天然高分子和合成高分子都具有這種奇特的結(jié)構(gòu)聚合物的結(jié)構(gòu)、聚合物的鑒定：此外，偏振紅外吸收光譜，旋光色散，核磁共振，示差熱分析，在密度梯度池中的沉降和擴散等聚合物鑒定的新方法都得到了一定程度的發(fā)展。50年代，高分子物理學(xué)基本形成70年代：高分子功能材料大發(fā)展：

1969聚偏氯乙烯壓電性的發(fā)現(xiàn)與研究

1975-(-SN-)-超導(dǎo)性發(fā)現(xiàn)；鐵電液晶的合成

1977聚乙炔膜合成方法及高導(dǎo)電性發(fā)現(xiàn)

1979(TMTSF)2PF2超導(dǎo)性發(fā)現(xiàn)感光材料PVK-TNF用于復(fù)印技術(shù)液晶顯示工業(yè)化塑料光纖應(yīng)用80年代：

導(dǎo)電高分子加工及應(yīng)用大發(fā)展液晶顯示器商品化壓電高分子用于傳感器分離膜技術(shù)進步人工器官臨床應(yīng)用鐵電液晶空間光調(diào)制器

C60的發(fā)現(xiàn)，具有超導(dǎo)性，非線性光學(xué)效應(yīng)新動向：1.向生命現(xiàn)象靠攏

2.更加精密化我國1965年用人工合成的方法制成結(jié)晶牛胰島素，這是世界上出現(xiàn)的第一個人工合成的蛋白質(zhì)高分子已不僅用作以力學(xué)特性為主的結(jié)構(gòu)材料，而且試圖用作各種功能材料。研究高分子對電、光、熱、化學(xué)變化等各種刺激的響應(yīng)，以及開拓合成具備這些特性而結(jié)構(gòu)奇妙的高分子的特殊反應(yīng)也很熱門。這樣，高分子科學(xué)始終保持著年輕的活力1.2早期的代表人物H.Staudinger（1953年獲得諾貝爾化學(xué)獎，德國）提出高分子的概念高分子科學(xué)的奠基人H.Staudinger(1881-1965)K.Ziegler和G.Natta(1953年獲得諾貝爾化學(xué)獎)發(fā)現(xiàn)了定向聚合，并研制出相應(yīng)的催化劑

Ziegler（德）：研究乙烯聚合的催化劑

Natta（意）：研究丙烯聚合的催化劑KarlZiegler(1903-1979)GiulioNatta(1898-1973)Flory：

(1974年獲得諾貝爾化學(xué)獎，美國)

研究長鏈高分子及高分子的物理性質(zhì)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系PaulJ.Flory(1910-1985)AlanJ.Heeger(美國)AlanG.MacDiarm(美國及新西蘭)白川英樹(日本)(2000年獲諾貝爾化學(xué)獎)有關(guān)導(dǎo)電聚合物的發(fā)現(xiàn)1877年：

Kekule指出：絕大多數(shù)與生命直接聯(lián)系在一起的天然有機物蛋白質(zhì)、淀粉、纖維素可以由很長的鏈組成，并且這種特殊的結(jié)構(gòu)決定它們具有特殊的性質(zhì)。有機化學(xué)：“不是純粹的化合物”，而是聚集體膠體化學(xué)：溶液是膠體體系2.高分子科學(xué)與傳統(tǒng)科學(xué)的碰撞

2.1高分子科學(xué)與傳統(tǒng)科學(xué)的斗爭1893年：

Fischer將氨基酸逐個連接成多肽，制備了聚合度為30的單分散多肽，證明多肽是由許多氨基酸單元通過正常的－CO－NH－化學(xué)鍵相連而成的線型長鏈分子，這一工作孕育了高分子學(xué)說的基本思想。1920年：H.Staudinger(德)發(fā)表了他的劃時代的文獻《論聚合》，提出了鏈結(jié)構(gòu)模型高分子是由共價鍵聯(lián)結(jié)起來的大分子，但分子的長度不完全相同這些大分子是許多同系物的混合物，它們彼此結(jié)構(gòu)相似，性質(zhì)差別很小，難以分離，平均分子量預(yù)測一些能進行行反應(yīng)的有機物建議PS、POM、NBR的長鏈結(jié)構(gòu)麻煩：分子量的測定不能重膠體化學(xué)家：測得的是膠粒的重量膠粒不穩(wěn)定，因此結(jié)果不能重復(fù)實驗方法的改進：端基分析法膜透法超離心沉降方法1932年，Staudinger提出了溶液粘度與分子量的關(guān)系式30年代末期，高分子學(xué)說戰(zhàn)勝了膠體締合論，高分子科學(xué)進入了發(fā)展2.2啟示創(chuàng)新需要勇氣要樂于接受新生事物3.高分子物理的研究內(nèi)容高分子科學(xué)與工程的三個基礎(chǔ)性分支學(xué)科高分子化學(xué)(合成方法與結(jié)構(gòu)控制)高分子物理(結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系)高分子工程(聚合反應(yīng)工程和高分子成型)功能高分子材料與技術(shù)3.1高分子的結(jié)構(gòu)高分子的鏈結(jié)構(gòu)(單個高分子鏈的結(jié)構(gòu))

包括:單個高分子鏈的構(gòu)造與構(gòu)型、單個高分子鏈的大小、形態(tài)高分子的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)(多個高分子鏈的堆砌結(jié)構(gòu))

包括：非晶態(tài)、晶態(tài)、取向態(tài)、液晶態(tài)結(jié)構(gòu)、織態(tài)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)是對材料的性能有著決定性影響的因素。3.2高分子的性能高分子材料的性能主要是粘彈性，這是高分子材料最可貴之處，也是為低分子材料所缺乏的性能。力學(xué)性能是材料使用中最為重要的性能還包括溶液性質(zhì)熱性能，電學(xué)性能，光學(xué)性能，聲學(xué)性能，磁學(xué)性能，表面性能等等。3.3高分子的運動

結(jié)構(gòu)和性能之間通過分子的運動而聯(lián)系起來結(jié)構(gòu)通過運動來決定性能性能通過運動來反映結(jié)構(gòu)4.高分子物理學(xué)的特點實踐早于理論高分子物理是一門實驗科學(xué)5.高分子物理的學(xué)習(xí)方法

建立高分子鏈的概念理解的基礎(chǔ)上記憶注意上課時的重點盡量獨立完成作業(yè)本課程的主要內(nèi)容

緒論第一章高分子的鏈結(jié)構(gòu)第二章高分子的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)第三章高分子溶液性質(zhì)第四章高聚物的分子量第五章高聚物的分子量分布第六章高聚物的分子運動和轉(zhuǎn)變第七章橡膠彈性第八章高聚物的粘彈性第九章聚合物的斷裂與強度參考書目1何曼君，陳維孝，董西俠：《高