高分子物理1.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,高 分 子 物 理,1/19,高分子物理教学纲领,英文名称：,Polymer physics,学 分,：,3.5学分,学 时,：,56课时,先修课程：,有机化学、物理化学、高分 子化学等,教学对象：,高分子材料科学与工程系本科生,2/19,1.什么是高分子物理,2.高分子物理学研究内容,3.高分子物理学教学内容,4.教学特点,绪 论,3/19,1.什么是高分子物理,高分子物理形成于20世纪50年代，主要创始人是,P.J.Flory、H.Standinger、M.L.Huggins,。,它是研究,高聚物结构与性能关系(relation of structure and property)科学，也是研究大分子运动规律科学,。,它是在物理学、物理化学、有机结构理论、材料力学与流体力学等基础上发展起来一门新兴学科。,当前,很多方面,尚不很成熟。,4/19,2.高分子物理学研究内容,5/19,惯用高分子材料英文名称和缩写,高密度聚乙烯,HDPE,（high density polyethylene）,低密度聚乙烯,LDPE,（low density polyethylene）,聚丙烯,PP,（polypropylene）,聚氯乙烯,PVC,（polyvinyl chloride）,聚苯乙烯,PS,（polystyrene）,ABS,（acrylonitrile-butadiene-styrene）,树脂（,resin）,热塑性塑料,（thermoplastic）,热固性塑料,（thermoset/thermosetting plastic）,聚合物,（polymer）,大分子,（macromolecule/macromole）,6/19,惯用高分子材料英文名称和缩写,橡胶,（rubber),热塑性弹性体,TPE,(thermoplastic elastomer),天然橡胶,NR,(natural rubber),合成橡胶,SR,(synthetic rubber),顺丁橡胶,BR,(butadiene rubber),丁苯橡胶,SBR,(butadiene-styrene rubber),丁腈橡胶,NBR,(acrylonitrile-butadiene rubber),乙丙橡胶,EPR,(ethylene-propylene rubber),氯丁橡胶,CR,(chloroprene rubber),丁苯热塑性橡胶,SBS,(butadiene-styrene thermoplastic rubber),7/19,举例,LDPE,是含有一定柔性塑料（但当升高温度时为弹性）。,HDPE,则是含有一定刚性（rigidity）与柔性(flexibility)塑料。,单根,PE,柔性好，但聚集态(aggregation state)因为结晶(crystallize)而变为塑料。,PP,刚性则大于,PE,（,HDPE,、,LDPE,）。,EPR,则为弹性(elastic)、耐老化(ageing resistance)性能优越橡胶。,8/19,举例,NBR,耐油、,BR,耐寒、硅橡胶耐热(heat resistance)耐寒、氟橡胶耐热耐溶剂。,PVC,为刚性塑料(rigid plastic)。,增塑,PVC,则柔软而含有弹性(elasticity)，甚至能够代替橡胶。,性能之差异是由什么所决定,？,上述内容都是高分子物理学课程所需要处理内容。,9/19,经过高分子物理学学习，将其应用于实际中去，指导科学研究和实践。,比如,SBS合成出来后，其,耐老化性,不佳，经过结构分析可知：,可采取,加氢饱和(saturate),方法，使,双键,不存在，从而提升耐老化性。,10/19,PA66与弹性体共混制备超韧尼龙,研究了三种弹性体体系(elastomer systems)EPR、EPDM-g-MAH、PE-g-MAH。PA6/PA66/EPR中发觉EPR溶度参数(solubility parameter)伴随丙烯组分减小而升高，但并不能升高到与PA溶度参数相同数值，因而这一体系一直是不相容(incompatible)。EPDM、PE接枝MAH后，在与PA熔融共混(melting blend)过程中，在界面(interface)间形成了化学键接。,EPDMMAH（COOH）.NH,2,PA,11/19,指导分子设计,乙烯和醋酸乙烯酯共聚物EVA和PVC相容性不好，经过结构分析可知，EVA极性(polarity)低,其溶度参数,=8.6，而PVC极性强,PVC,=9.49.5。,人们考虑可在EVA结构中引入,极性单体(polar monomer)来提升其溶度参数,。杜邦企业于20世纪70年代推出乙烯-醋酸乙烯酯-CO三元共聚物，,Elvaloy741,，使其,=9.29.3，满足了使用要求。,这里,高分子物理学,知识起到了一个,指导分子设计,作用。,12/19,3.高分子物理学教学内容,第一章 高分子链结构（6课时）,(chain structure of polymer),第二章 聚合物凝聚态结构（6课时）,(aggregation state structure of polymer),第三章 高分子溶液（7课时）,(polymer solution),第四章 聚合物分子量和分子量分布（5课时）,(molecular weight and molecular weight distribution of polymer,),13/19,第五章 聚合物松弛与转变（7课时）,(relaxation and transition of polymer),第六章 橡胶弹性（5课时）,(rubber-elasticity),第七章 聚合物粘弹性（8课时）,(viscoelasticity of polymer),第八章 聚合物屈服和断裂（6课时）,(yield and rupture of polymer),第九章 聚合物流变性（6课时）,(rheology of polymer),14/19,4.教学特点,理论学习,：讲授、自学、习题。,实践学习,：（试验）观察聚合物晶态结构(crystalline state structure)，热机械性能测试，电性能测试等。,课时数降低，由,60,减至,56,课时，对应有些内容，课堂讲授要做对应调整。,15/19,第一章 高分子链结构,基本要求,掌握高分子链结构组成、结构及其与高聚物性能之间关系。,掌握和了解构型、构象、高分子链内旋转、链柔性、均方末端距等基本概念。,掌握高聚物链结构、温度、外力等原因对高聚物柔性影响，以及完全伸直链、自由结合链、自由旋转链均方末端距计算。,16/19,第一节,高聚物结构层次,一、高聚物结构,高聚物结构,：,指组成高分子不一样结构单元在空间相对排列。,包含：,链结构及聚集态结构。,二、高分子结构分类,1.链结构(一级结构)：chain structure(first order structure),2.聚集态结构：aggregation state structure(second order structure),17/19,1.链结构,链结构,：,研究一个大分子链中原子或基团集合结构,，详细又分为：,a.,第一层次结构（近层结构、化学结构）,：,高分子基本结构单元化学结构与主体化学结构,，研究范围主要包含高分子组成和构型(configuration)两个方面。是决定高聚物基本性能主要原因（如密度、黏度和熔点等）。,18/19,重点要求掌握构型、构象、均方末端距等基本概念，高聚物链结构、温度、外力等原因对高聚物柔性影响，以及完全伸直链、自由结合链、自由旋转链均方末端距计算。,难 点,重 点,正确了解,构型、构象等基本概念，高分子链结构、内旋转与链柔性之间关系。区分单链连柔性与材料链柔性不一样之处。,19/19,