《高分子物理(B)》课程教学大纲
一．课程基本信息
开课单位：材料科学与工程学院
课程编号：06030177a
英文名称：Polymer Physics
学时：总计72学时，其中理论授课56学时，实验（含上机）16学时
学分：4.5学分
面向对象：高分子材料与工程专业；
先修课程：有机化学、物理化学、高分子化学
教材：
《高分子物理》何曼君，张红东，陈维孝等，复旦大学出版社，2007年3月第三版。
《高分子物理实验指导书》（自编教材），郭伟杰，2005
主要教学参考书目或资料：
1．《高分子物理》（第二版），金日光等，化学工业出版社，2003
2．《高分子物理学习指导》，董炎明，胡晓兰，科学出版社，2005
3．《高聚物结构与性能》（第二版），马德柱等，科学出版社，1995
4．《现代高分子物理学》，殷敬华等，科学出版社，2001
二．教学目的和任务
高分子物理是以分子运动的观点研究聚合物的结构、性能及其相互关系，以此指导我们正确地了解聚合物的结构和物理性质的关系、选用高分子材料、合理地控制加工成型条件，通过各种途径改造聚合物的结构，从而有效地改进其性能，并最终指导设计和合成具有预定性能的高分子材料。通过高分子物理课程的学习，使学生巩固和运用所学的有关基础理论、基本知识与有关公式，加深对基本内容的理解，培养分析与解决实际问题的能力。为以后从事高分子材料的研究、教学、生产打下较深厚的理论基础。
三．教学目标与要求
本课程通过讲授和实验等教学环节，使学生掌握高分子的链结构和聚集态结构、高分子的溶液性质、高分子的运动和聚合物力学性能和电性能。通过学习，要求学生对基本分析方法、各种测试方法、各种实验的基本原理、高分子尺寸表示方法及其推导要全面了解。对高聚物的结晶结构模型、非晶态结构、液晶结构、织态结构有明确的认识和理解。掌握高聚物的各种力学状态、力学行为、各种性能曲线的详细分析和典型推导。熟练掌握高聚物结构、性能及两者之间相互关系的基本概念、必要的知识，以及高聚物的各种特征温度、测定方法。
四．教学内容、学时分配及其基本要求
第一章 概述（10学时。含讲授6学时，实验4学时）
（一）教学内容
1、高分子科学发展简史
2、高分子的分子量和分子量分布
3、分子量及分子量分布的测定方法
4、聚合物的玻璃化转变
（二）基本要求
1、了解：高分子科学的发展、高分子分子量及分布的表示方法。
2、掌握：分子量及分子量的各种测定方法及其原理、聚合物的玻璃化转变。
第二章 高分子链的结构（6学时）
（一）教学内容
1、高分子链的构型
2、高分子链的构象
（二）基本要求
1、了解：高聚物的结构特点、结构单元的键接方式、支化和交联。
2、掌握：高分子链的近程结构、高分子链的远程结构、高分子链的构象、高分子链的柔顺性。
第三章 高分子的溶液性质（8学时）
（一）教学内容
1、聚合物的溶解过程和溶剂选择
2、Flory-Huggins高分子溶液理论
3、高分子的“理想溶液”――状态
4、高分子溶液的相平衡和相分离
5、高分子冻胶和凝胶
6、聚电解质溶液
（二）基本要求
1、了解：浓溶液的性质及应用、聚电解质溶液特征和基本应用、高分子溶液的相平衡和相分离。
2、掌握：高聚物的溶解、溶剂的选择、溶度参数的概念和测定、Flory-Huggins晶格模型理论的基本假设和高分子溶液的热力学的相关公式、Huggins相互作用参数和第二维里系数的物理意义、溶液的含义和条件。
第四章 聚合物的非晶态（9学时。含讲授6学时，实验3学时）
（一）教学内容
1、非晶态聚合物的结构模型
2、非晶态聚合物的力学状态和热转变
3、非晶态聚合物的玻璃化转变
4、非晶态聚合物的黏性流动
5、聚合物的取向态
（二）基本要求
1、了解：非晶态聚合物的结构模型，玻璃化转变的测量方法，取向度及其测定方法，黏流态中高分子链的蛇行和管道模型，聚合物黏性流动时高分子链的运动。
2、掌握：非晶态聚合物的力学状态和热转变，玻璃化转变理论，影响玻璃化温度的因素，影响黏流温度的因素，非晶态聚合物的取向和解取向。
第五章 聚合物的结晶态（13学时。含讲授8学时，实验5学时）
（一）教学内容
1、常见结晶性聚合物中晶体的晶胞
2、结晶性聚合物的球晶和单晶
3、结构聚合物的结构模型
4、聚合物的结晶过程
5、结晶聚合物的熔融和熔点
6、结晶度对聚合物物理和机械性能的影响
7、聚合物的液晶态
（二）基本要求
1、了解：常见结晶性聚合物中晶体的晶胞，结晶聚合物的结构模型，结晶速度及其测定方法，结晶度的概念及其测定方法，高分子液晶的结构、流动特征和应用。
2、掌握：高聚物分子间作用力，结晶性聚合物的球晶和单晶，聚合物的结晶过程，温度对结晶速度的影响，结晶聚合物的熔融和熔点，各种因素对熔点的影响，结晶度对聚合物物理和机械性能的影响。最大结晶速度时的温度。
第六章 聚合物的屈服和断裂（14学时。含讲授10学时，实验4学时）
（一）教学内容
1、聚合物的拉伸行为
2、聚合物的屈服行为
3、聚合物的断裂理论和理论强度
4、影响聚合物实际强度的因素
（二）基本要求
1、了解：硬弹性材料的拉伸，应力诱发塑料－橡胶转变。
2、掌握：描述或表征力学性能的基本物理量—应力、应变、柔量、泊松比、抗张强度、硬度等，聚合物的应力—应变曲线，玻璃态聚合物的拉伸，玻璃态聚合物的强迫高弹形变，结晶聚合物的拉伸，聚合物的屈服现象和机理，银纹、剪切带的概念；屈服的判据；聚合物的理论强度和实际强度，聚合物实际强度的影响因素。
第七章 聚合物的高弹性与黏弹性（8学时）
（一）教学内容
1、高弹性的热力学分析
2、高弹性的分子理论
3、交联网的溶胀
4、聚合物的力学松弛――黏弹性
5、黏弹性的力学模型
6、黏弹性与时间、温度的关系
7、聚合物黏弹性的实验研究方法
8、聚合物的松弛转变及其分子机理
（二）基本要求
1、了解：高聚物黏弹性的实验研究方法，交联网络的溶胀，聚合物的松弛转变及其分子机理。
2、掌握：高弹性的主要特点，橡胶弹性的热力学分析，聚合物的黏弹性现象和分子机理（包括蠕变现象、应力松弛现象、滞后现象和力学损耗），黏弹性的力学模型（Maxwell模型、Kelvin模型和多元件模型），松弛时间谱和推迟时间谱的物理意义；时温等效原理及应用；Boltzmann叠加原理及应用。
第八章 聚合物的其它性质（4学时）
（一）教学内容
1、聚合物的力学性质
2、聚合物的光学性质
3、聚合物的透气性
4、高分子表面和界面性质
（二）基本要求
1、了解：聚合物的透气性和聚合物的光学性质，
2、掌握：高聚物的极性与介电性能和介电松弛谱，高聚物的导电性，高聚物的电击穿，高聚物的静电现象，高分子的表面和界面性质。
五．教学方法及手段
本课程以课堂教学为主，配以5个课内实验和适当的习题课。课堂教学全部采用多媒体教学。
六．考核方式及考核方法
本课程为考试课，学生的成绩可根据平时成绩10%、实验成绩20%和课程考试成绩70%来确定。
七．课内实验（上机）教学安排
序号 | 实验项目 | 学时 | 性质 | 类型 |
1 | 粘度法测定高聚物分子量 | 4 | 必做 | 验证 |
2 | 高聚物温度-形变曲线的测定 | 3 | 必做 | 验证 |
3 | 熔融指数测定 | 2 | 必做 | 验证 |
4 | 聚合物力学性能实验 | 4 | 必做 | 综合设计 |
5 | 光学解偏振光法测定聚合物的结晶速率 | 3 | 必做 | 验证 |
（制定人：周海骏 审定人：邹俊 ）