4.教学特点
• 理论学习：讲授、自学、习题。 • 实践学习：（实验）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。 • 学时数减少，由60减至56学时，相应有些 内容，课堂讲授要做相应调整。
第一章 高分子链的结构
• 基本要求
• 掌握高分子链结构的组成、构造及其与高聚物性 能之间的关系。 • 掌握和理解构型、构象、高分子链的内旋转、链 柔性、均方末端距等基本概念。 • 掌握高聚物链结构、温度、外力等因素对高聚物 柔性的影响，以及完全伸直链、自由结合链、自 由旋转链的均方末端距的计算。
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则柔软而具有弹性(elasticity)，甚 至可以代替橡胶。 • 性能之差异是由什么所决定的？ • 上述内容都是高分子物理学课程所需要解 决的内容。
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， 通过结构分析可知，EVA极性(polarity)低,其溶度 参数δ =8.6，而PVC极性强δPVC=9.4~9.5 。 • 人们考虑可在EVA结构中引入极性单体(polar monomer)来提高其溶度参数 。杜邦公司于20世纪 70年代推出乙烯-醋酸乙烯酯-CO三元共聚物， Elvaloy741，使其δ = 9.2~9.3，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 的作用。
第一节 高聚物的结构层次
• 一、高聚物的结构 高聚物的结构： 指组成高分子的不同结构单元
在空间的相对排列。包括：链结构及聚集态结构。
• 二、高分子的结构分类
• 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)
• 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、外力等因素对高聚物 柔性的影响，以及完全伸直链、自由结合链、自 由旋转链的均方末端距的计算。
•难 •重
点 点
• 正确理解构型、构象等基本概念，高分子链的结 构、内旋转与链柔性之间的关系。区别单链连柔 性与材料的链柔性的不同之处。
高 分
子
物
理
《高分子物理》教学大纲
• • • • 英文名称：Polymer physics 学 分：3.5学分 学 时：56学时 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的本 科生
绪
• • • •
论
1.什么是高分子物理 2.高分子物理学研究内容 3.高分子物理学教学的内容 4.教学特点
3.高分子物理学教学的内容
• 第一章 高分子链的结构（6学时） (chain structure of polymer) • 第二章 聚合物的凝聚态结构（6学时） (aggregation state structure of polymer) • 第三章 高分子溶液（7学时） (polymer solution) • 第四章 聚合物的分子量和分子量分布（5学时） (molecular weight and molecular weight distribution of polymer)
1.链结构
• 链结构：研究一个大分子链中原子或基团 的集合结构，具体又分为： • a.第一层次结构（近层结构、化学结构）： 高分子基本结构单元的化学结构与主体化 学结构，研究的范围主要包含高分子的组 成和构型(configuration)两个方面。是决定高 聚物基本性能的主要因素（如密度、黏度 和熔点等）。
通过高分子物理学的学习，将其应用于实际 中去，指导科学研究和实践。 • 例如SBS合成出来后，其耐老化性不佳，通 过结构分析可知：
• 可采用加氢饱和(saturate)方法，使双键不存 在，从而提高耐老化性。
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 现EPR的溶度参数(solubility parameter)随着丙烯组 分的减小而升高，但并不能升高到与PA的溶度参 数相同的数值，因而这一体系始终是不相容 (incompatible)的。EPDM、PE接枝MAH后，在与 PA熔融共混(melting blend)的过程中，在界面 (interface)间形成了化学键接。 • EPDM—MAH（COOH）….. NH2—PA
• 第五章 聚合物的松弛与转变（7学时） (relaxation and transition of polymer ) • 第六章 橡胶弹性（5学时） (rubber-elasticity) • 第七章 聚合物的粘弹性（8学时） (viscoelasticity of polymer) • 第八章 聚合物的屈服和断裂（6学时） (yield and rupture of polymer) • 第九章 聚合物的流变性（6学时） (rheology of polymer)
2.高分子物理学研究内容
常用高分子材料的英文名称和缩写
• • • • • • • • • • • 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）
举例
• LDPE是具有一定柔性的塑料（但当升高温 度时为弹性）。 • HDPE则是具有一定刚性（rigidity）与柔性 (flexibility)的塑料。 • 单根PE柔性好，但聚集态(aggregation state) 由于结晶(crystallize)而变为塑料。 • PP的刚性则大于PE（HDPE、LDPE）。 • EPR 则 为 弹 性 (elastic) 、 耐 老 化 (ageing resistance)性能优越的橡胶。
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)的科学，也是研究大分子运 动规律的科学。 • 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的一门新兴学 科。 • 目前很多方面尚不很成熟。
常用高分子材料的英文名称和缩写
• • • • • • • • • • 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 ru