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第一章绪论
本章主要内容包括:
1 高分子科学和高分子物理学的建立、发展和现状
2 高分子物理的研究对象和主要内容 -
●1.1高分子材料的分类与命名
介绍高分子材料的基本概况。学习如下知识:
材料科学;高分子化合物;高分子材料(聚合物);天然高分子材料;人工合成高分子材料;塑料;橡胶;纤维;功能高分子 -
●1.2高分子材料主要结构特点
介绍高分子链的物理特点与拓扑分类,学习如下知识:
结构单元;聚合度;支化高分子;交联网络 -
●1.3高分子物理学发展简史
介绍高分子物理的发展历史,学习如下知识:
标度律
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第二章高分子的链结构
本章介绍链段、构型、构象、柔顺性等基本概念,要求掌握高分子长链结构的特点与复杂性、影响柔顺性的因素,并能根据分子结构判断柔顺性的大小
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●2.1高分子链结构层次与近程结构
详细介绍近程结构,学习如下重要概念:
近程结构;远程结构;碳链高分子;杂链高分子;元素有机高分子;键接异构;序列异构;共聚物结构;构型;旋光异构;全同立构;间同立构;无规立构;几何异构;线形高分子;支化高分子;交联网络; -
●2.2高分子链的远程结构
开示介绍链的远程结构,是高分子物理的核心内容。本节中学习如下重要知识:
内旋转;构象;内旋转势垒;内旋转势能差 -
●2.3高分子链的末端距及其几何算法
高分子线团尺寸表征及均方末端距的几何算法。学习如下知识:
链段;均方末端距;均方旋转半径;伸展链;自由连接链;自由旋转链;受限旋转链 -
●2.4末端距分布的统计理论
均方末端距的统计理论。学习如下知识:
等效自由连接链;高斯链 -
●2.5高分子链的柔顺性
介绍高分子的柔顺性,学习如下知识:
分子链柔顺性,包括静态和动态柔顺性
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第三章高分子的凝聚态结构
介绍高分子材料的凝聚态结构。学习高分子结晶的特点、结晶能力与链结构及结晶条件的关系、高分子结晶结晶动力学与热力学、取向的机理及取向对材料性能的影响、共混高聚物的结构特点以高分子材料聚集态结构与性能之间的关系。
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●3.1分子间相互作用力和内聚能
介绍高分子凝聚态在力与能量两个方面的特征。学习如下知识:
分子间作用力;范德华力;氢键;憎水相互作用;内聚能密度 -
●3.2高分子结晶的微观结构
介绍基本晶体学知识,学习如下知识:
晶系;晶胞参数;晶区构象;等同周期 -
●3.3高分子晶体形态
介绍高分子晶体的多种形态,学习如下知识:
单晶;多晶;折叠链晶片;球晶;伸展链晶片;串晶 -
●3.4高分子晶体的结构模型与结晶度
介绍高分子晶区的基本模型,了解高分子晶区无定形区并存的特点。学习如下知识:
结晶度;插线板模型 -
●3.5结晶过程
介绍高分子结晶的动力学特征,学习如下知识:
异相成核;均相成核;结晶速率;Avrami方程 -
●3.6结晶的影响因素
介绍高分子结晶能力的影响因素,从热力学与动力学两方面掌握各种结构因素对结晶的影响。
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●3.7结晶聚合物的熔融
介绍结晶的逆过程-熔融,学习如下知识:
熔点;熔限 -
●3.8非晶态结构
介绍高分子非晶区的基本结构特点,学习如下知识:
无定形态;无规线团 -
●3.9取向态结构
介绍高分子的取向及其结构特征,学习如下知识:
取向;取向度;单轴取向;双轴取向 -
●3.10共混高分子的结构
介绍高分子共混结构,学习如下知识:
织态结构;高分子共混物;填充改性高分子材料;海岛结构;两相互锁结构
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第四章高分子运动论
介绍高分子分子运动的特点、力学状态与玻璃化转变理论。需要能够正确分析影响玻璃化转变的因素,理解高分子材料不同力学状态与分子运动的关系。
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●4.1运动论引言
简要介绍高分子性能上的特殊之处,建立宏观性能-微观运动关联性的初步认识。
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●4.2高分子运动特点
介绍高分子运动的三个重要特点,是高分子运动特征的综述。学习如下知识:
运动单元的多重性;分子运动的时间依赖性;分子运动的温度依赖性 -
●4.3力学状态与转变
介绍高分子的力学状态与转变,学习如下知识:
力学状态;转变;玻璃化温度;结晶高聚物的力学状态;交联高聚物的力学状态 -
●4.4玻璃化转变的理论分析
介绍玻璃化转变的各种理论,重点掌握自由体积理论,学习如下知识:
自由体积理论;WLF及BS的自由体积定义;玻璃化转变的热力学理论 -
●4.5玻璃化温度的影响因素
介绍玻璃化转变温度及其意义与各种影响因素,学习如下知识:
玻璃化温度的测定;耐热性;耐寒性;Tg影响因素;主链影响;侧基影响;构型和分子间作用力的影响;分子量影响(端基效应);交联度的影响;增塑剂的影响;共聚、共混的影响;外界条件的影响 -
●4.6次级转变
介绍高分子材料的次级转变,了解次级转变与低温韧性的相关性。
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●4.7黏流转变
介绍高分子的黏流转变,学习如下知识:
黏流转变温度、长链运动
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第五章高弹性与黏弹性
介绍高弹性的本质及特征、高弹性的热力学方程的推导及其物理意义、交联橡胶状态方程的推导及其物理意义、蠕变、应力松弛及动态力学性质的概念、特征、分子运动机理及影响因素、线性黏弹性和几个力学模型的推导、能够理解并掌握时-温等效原理及Boltzmann叠加原理的应用。
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●5.1力学基本物理量
介绍黏弹性中的基本物理量,学习如下知识:
拉伸应力;拉伸应变;模量;柔量;杨氏模量;剪切应力;剪切应变;剪切模量 -
●5.2高弹形变的特点及热力学分析
介绍高弹行为的宏观特征及其热力学分析,引入熵弹性这一重要概念,学习如下知识:
普弹性;高弹性;理想橡胶;熵弹性 -
●5.3高弹形变的分子理论
介绍孤立链与交联网络的弹性统计理论,学习如下知识:
孤立链弹性;网链;橡胶状态方程;热弹转变 -
●5.4应力松弛现象及max well模型
介绍静态黏弹性及应力松弛,学习如下知识:
静态黏弹性;应力松弛;松弛模量;Maxwell模型 -
●5.5蠕变和蠕变恢复现象及kelvin模型
介绍蠕变及其恢复行为,学习如下知识:
蠕变;蠕变柔量;Kelvin模型;四元件模型 -
●5.6动态力学松弛
介绍动态黏性行为,学习如下知识:
动态黏弹性;滞后现象;滞后角;储能模量;损耗模量;复数模量;力学损耗(内耗);损耗正切 -
●5.7黏弹性影响因素
介绍黏弹性的影响因素,了解链段运动能力对各种黏弹行为的影响。
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●5.8时温等效原理
介绍时间温度等效原理及WLF方程。
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●5.9玻尔兹曼叠加原理
简单介绍波尔兹曼叠加原理。
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第六章高分子材料的力学强度及破坏
介绍不同类型高聚物在不同温度下的拉伸行为、高聚物的剪切屈服及真应力-应变曲线、高聚物拉伸强度及其影响因素、高聚物的增韧及银纹化现象、聚合物材料填充补强的基本原理与方法。
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●6.1应力-应变曲线及其类型
介绍单轴拉伸实验及各种应力应变曲线类型,重点掌握拉伸实验如何表征材料的刚性、强度与韧性。学习如下知识:
强度;工程应力;真应力;屈服;拉伸强度;断裂伸长率;屈服强度;屈服应变;应变软化;细颈 -
●6.2影响拉伸行为的外部因素
介绍温度、拉伸速度与压力对拉伸行为的不同影响规律,了解脆-韧转变的不同方式。本节内容与增韧技术路线与衔接关系。
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●6.3强迫高弹性与冷拉伸
介绍非晶与结晶高分子在应力下的大形变行为。
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●6.4脆性与韧性破坏
介绍高分子破坏的不同形式及基本特征,学习如下知识:
脆性断裂;韧性断裂 -
●6.5断裂过程及其分子理论
介绍断裂过程及其分子理论,学习如下知识:
理论强度;实际强度;裂纹;环境应力开裂;应力集中效应;临界弹性能释放速率 -
●6.6增强改性
介绍增强改性的各种技术途径。
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●6.7抗冲击强度
介绍材料韧性的表征:抗冲击强度及其测试方法。
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●6.8增韧机理
介绍增加材料韧性的技术路线,学习如下知识:
拉伸屈服;银纹;剪切屈服;剪切带 -
●6.9影响抗冲击性能的因素
介绍影响材料韧性的各类因素。
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第七章高分子溶液性质及其应用
介绍高聚物溶解的特点、溶剂的选择原则、θ温度、Huggins参数、第二维利系数A2的概念及物理意义和应用、交联高聚物的溶胀平衡公式的应用、各种分子量的定义及分布宽度系数、微分分布曲线、渗透压法、粘度法、GPC测定分子量及分布的基本方法和原理。
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●7.1高分子的溶解与溶胀
介绍溶液类型、高分子溶解行为特征与溶剂选择原则,学习如下知识:
稀溶液;溶解;溶胀;溶解度参数;溶剂化效应 -
●7.2柔性链高分子稀溶液的热力学性质
介绍稀溶液的近晶格理论,学习如下知识:
理想溶液;无热溶液;Huggins参数;偏摩尔自由能;溶剂的稀释自由能;超额化学位;Θ状态;Θ溶剂;Θ温度 -
●7.3平均分子量及分子量分布定义
介绍高分子的各种平均分子量以及分子量分布的表征方法,学习如下知识:
数均分子量;重均分子量;黏均分子量;分子量分布 -
●7.4膜渗透压法测数均分子量
介绍膜渗透压法测定数均分子量,学习如下知识:
渗透压;第二维里系数 -
●7.5光散射法与黏度法测分子量
介绍光散射法与黏度法测定平均分子量,学习如下知识:
相对黏度;增比黏度;比浓黏度;特性黏度;光散射;瑞利因子 -
●7.6相分离与分级
介绍高分子相分离的热力学知识与分级方法。
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●7.7GPC与溶胀平衡
介绍GPC法测定分子量分布,介绍溶胀平衡法测定网链平均分子量,学习如下知识:
排除体积;淋出体积;溶胀平衡;溶胀比 -
●7.8共混体系热力学
介绍高分子共混体系的热力学理论,学习如下知识:
相分离;双节点;旋节点
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第八章高分子液体的流变性
介绍高聚物黏性流动特点、高聚物熔体的流动特征及其流动曲线和黏度的表征、高聚物熔体弹性效应的机理、现象及影响因素;了解高聚物熔体流动性的测量方法、影响流动性的因素。
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●8.1高分子液体的奇异流变性和流动机理
介绍高分子液体的奇异流变行为与流动机理。
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●8.2高分子液体的基本流变性质
介绍流变基本物理量,学习如下知识:
流变性;剪切应力;表观黏度;法向应力;法向应力差;剪切速率(切变速率);拉伸速率;速度梯度 -
●8.3假塑性流体的流变性质
介绍非牛顿流体的分类与假塑性流体的基本性质,学习如下知识:
Bingham流体;零剪切黏度;表观剪切黏度;无穷剪切黏度;第一牛顿区;假塑性区;第二牛顿区;剪切变稀;非牛顿指数 -
●8.4表观黏度的影响因素
介绍表观黏度的各类影响因素,学习如下知识:
Fox-Flory公式;黏流活化能;黏度的温度敏感性;黏度的剪切敏感性 -
●8.5高分子液体弹性效应的描述
介绍高分子熔体特有的弹性表征方式,学习如下知识:
法向应力差;挤出胀大比;可恢复形变量 -
●8.6剪切黏度的测量方法
重点介绍毛细管流变仪的测量原理,学习如下知识:
Bagley校正;非牛顿校正;完全发展区 -
●8.7高分子熔体流动不稳定性
介绍高分子熔体特有的不稳定流动现象及其对治策略,学习如下知识:
挤出畸变;熔体破裂;鲨鱼皮现象;壁滑