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1、材 料 與 化 工 學 院高 分 子 教 研 室2013.12 聚合物分子量的統(tǒng)計意義 1 聚合物分子量的多分散性聚 合 物 分 子 量 的 特 點 2 統(tǒng)計平均分子量數(shù) 均 、 重 均 、 Z均 、 黏 均 分 子 量 、 3 分子量分布寬度幾 種 分 子 量 的 大 小 比 較 、 分 子 量 分 布 寬 度 指 數(shù) 、 多 分 散 系 數(shù) 聚合物分子量分布的測定方法體 積 排 除 色 譜 法 的 分 離 機 理 、 色 譜 圖 的 標 定 及 數(shù) 據(jù) 處 理 聚合物分子量的測定方法端 基 分 析 、 沸 點 升 高 和 冰 點 降 低 、 滲 透 壓 法 (膜 滲 透 法 )、光 散 射

2、 法 、 黏 度 法 的 原 理 高分子鏈的構型 1 高分子鏈的構型 旋 光 異 構 、 幾 何 異 構 、 鍵 接 異 構2 分子構造 線 形 、 支 化 、 交 聯(lián) 等3 共聚物的序列結構 無 規(guī) 、 嵌 段 、 交 替 、 接 枝 共 聚 物 1高分子鏈的內旋轉構象和鏈的柔順性2理想柔性鏈的均方末端距 自 由 連 接 、 kuhn等 效 鏈 段 、 高 斯 等 效 鏈 段高分子鏈的構象 3.1 聚合物的溶解過程和溶劑選擇3.1.1 溶解過程的特點非 晶 態(tài) 、 晶 態(tài) 、 交 聯(lián) 聚 合 物3.1.2 溶解過程的熱力學分析溶 度 參 數(shù) 定 義 式 (H ildebrand公 式 )；測

3、 量 方 法 (溶 脹 法 、 黏 度 法 、 摩 爾 引 力 常 數(shù) 估 算 法 ) 3.1.3 溶劑對聚合物溶解能力的判定極 性 相 似 、 溶 度 參 數(shù) 或 CED相 近 、 相 互 作 用 參 數(shù) 小 于 0.5；混 合 溶 劑 溶 度 參 數(shù) 的 計 算 3.2 Flory-H uggins高分子溶液理論 1 Flory-H uggins格子模型理論(平均場理論)模 型 的 幾 點 假 定 ；混 合 熵 、 混 合 熱 、 混 合 自 由 能 和 化 學 位 的 方 程 式 ；超 額 化 學 位 、 理 想 溶 液 與 高 分 子 溶 液 的 比 較2 Flory-Krigbaum

4、理論(稀溶液理論)基 本 假 定 、 狀 態(tài) 、 3.1 聚合物的溶解3.1.1 溶解過程的特點非 晶 態(tài) 、 晶 態(tài) 、 交 聯(lián) 聚 合 物3.1.2 溶解過程的熱力學分析溶 度 參 數(shù) 定 義 式 (H ildebrand公 式 )；測 量 方 法 (溶 脹 法 、 黏 度 法 、 摩 爾 引 力 常 數(shù) 估 算 法 ) 3.1.3 溶劑對聚合物溶解能力的判定極 性 相 似 、 溶 度 參 數(shù) 或 CED相 近 、 相 互 作 用 參 數(shù) 小 于 0.5；混 合 溶 劑 溶 度 參 數(shù) 的 計 算 3.2 柔性鏈高分子溶液的熱力學分析3.2.1 Flory-H uggins格子模型理論(平

5、均場理論)模 型 的 幾 點 假 定 ；混 合 熵 、 混 合 熱 、 混 合 自 由 能 和 化 學 位 的 方 程 式 ；超 額 化 學 位 、 理 想 溶 液 與 高 分 子 溶 液 的 比 較3.2.2 Flory-Krigbaum理論(稀溶液理論)基 本 假 定 、 狀 態(tài) 、 3.3 高分子溶液的相平衡3.3.1 高分子溶液的相平衡滲 透 壓 公 式 、 四 個 判 別 溶 劑 優(yōu) 劣 的 參 數(shù) 及 其 關 系 (1、 排 斥 體 積u、 第 二 維 里 系 數(shù) A2、 超 額 化 學 位 1E)3.6 高分子溶液的相平衡聚 合 物 的 增 塑 、 溶 液 紡 絲 1、 高分子共

6、混物的相容性 1、 成 核 與 生 長 機 理 2、相分離的動力學 2、 旋 節(jié) 線 機 理 共 混 聚 合 物 的 兩 相 共 存 線 和 亞 穩(wěn) 極 限 線 5.0 聚合物分子運動的特點1 運動單元的多重性運 動 單 元 ： 整 鏈 、 鏈 段 、 鏈 節(jié) 、 支 鏈 、 側 基 等2 分子運動的時間依賴性松 弛 過 程 、 松 弛 時 間 、 松 弛 時 間 譜3 分子運動的溫度依賴性時 溫 等 效 原 理 5.1 非晶態(tài)聚合物的結構模型 1無規(guī)線團模型及實驗證據(jù)2 局部有序模型及實驗證據(jù)5.2 非晶態(tài)聚合物的力學狀態(tài)和熱轉變 u 兩 區(qū) 三 態(tài) ？ u 三 態(tài) 各 自 的 特 征 ？

7、5.3.1 玻璃化轉變溫度的測定各 種 可 以 用 來 測 定 Tg的 物 理 性 質 ；膨 脹 計 法 、 量 熱 法 、 溫 度 -形 變 法 的 原 理5.3.2 玻璃化轉變理論自 由 體 積 理 論 、 等 自 由 體 積 理 論5.3.3 影響玻璃化溫度的因素 化 學 結 構 ： 主 鏈 、 取 代 基 、 分 子 間 作 用 力 其 他 結 構 因 素 ： 共 聚 、 交 聯(lián) 、 分 子 量 、 增 塑 劑 外 界 因 素 ： 升 溫 速 度 、 外 力 、 圍 壓 力 5.3 非晶態(tài)聚合物的玻璃化轉變 5.5 聚合物的取向態(tài)取 向 結 構 的 定 義 、 取 向 對 材 料 性

8、能 的 影 響 2.4.1 取向現(xiàn)象和取向機理單 軸 、 雙 軸 取 向 6.2 結晶聚合物的球晶和單晶 單 晶 ： 形 成 條 件 球 晶 ： 形 成 條 件 、 形 成 過 程 、 黑 十 字 消 光 特 征 等 6.3 結晶聚合物的結構模型 纓 狀 膠 束 模 型 、 折 疊 鏈 模 型 (規(guī) 整 、 松 散 )、 隧 道 折 疊 鏈 模 型 、插 線 板 模 型 6.4 聚合物的結晶過程 結 晶 速 度 的 測 定 方 法 ： 膨 脹 計 法 、 偏 光 顯 微 鏡 法Avrami方 程 、 t1/2、 Avrami指 數(shù)結 晶 速 度 與 溫 度 的 關 系 ： t1/2T圖 、 T

9、max、 成 核 速 度 、 生 長 速 度外 力 、 溶 劑 、 雜 質 對 結 晶 速 度 的 影 響 ： 6.5 結晶聚合物的熔融和熔點 1 熔融過程和熔點熔 融 特 征 、 熔 限2 影響Tm的因素 鏈 結 構片 晶 厚 度 結 晶 溫 度 應 力 和 壓 力 6.6 結晶度對聚合物物理和機械性能的影響 6.6.1 結晶度概念及其測定方法 6.6.2 結晶度大小對聚合物性能的影響 6.7 聚合物的液晶態(tài)1 引言液 晶 的 定 義 及 特 征2 小分子中介相及液晶聚合物的類型液 晶 物 質 分 子 形 狀 (棒 狀 、 盤 狀 )、 長 徑 比熱 致 液 晶 和 溶 致 液 晶 、 主

10、鏈 液 晶 與 側 鏈 液 晶3 液晶的光學織構和液晶相分類向 列 相 、 近 晶 相 、 手 征 性 液 晶 、 盤 狀 液 晶 相4 相列型高分子液晶的流動特性 形變類型及描述力學行為的基本物理量 應 力 、 附 加 內 力 、 應 變 、 彈 性 模 量 形 變 類 型 ： 拉 伸 、 剪 切 、 壓 縮7.1 聚合物的拉伸行為 玻 璃 態(tài) 聚 合 物 的 拉 伸玻 璃 態(tài) 聚 合 物 的 強 迫 高 彈 形 變結 晶 聚 合 物 的 拉 伸應 力 應 變 曲 線 的 類 型 1 真應力應變曲線及Considre作圖法Considre構 圖 與 細 頸 穩(wěn) 定2 聚合物單軸拉伸的應力分析

11、剪 切 滑 移 變 形 帶 、 切 應 力 雙 生 互 等 定 律7.2 聚合物的屈服行為 1、脆性斷裂和韌性斷裂兩 種 斷 裂 方 式 的 區(qū) 別 、 影 響 因 素 、 脆 韌 轉 變 2、銀紋3、聚合物的理論強度7.3 聚合物的斷裂強度7.4 影響聚合物實際強度的因素各種因素如何影響 橡 膠 彈 性 的 本 質 、 熱 彈 轉 變仿 射 網 絡 模 型 的 幾 點 假 定交 聯(lián) 橡 膠 的 狀 態(tài) 方 程8.1 高彈性的熱力學分析8.2 高彈性的分子理論 1 蠕變蠕 變 曲 線 (普 彈 、 高 彈 、 黏 性 流 動 )、 蠕 變 回 復 曲 線蠕 變 與 溫 度 、 外 力 、 結

12、構 的 關 系2 應力松弛應 力 松 弛 曲 線 及 其 影 響 因 素3 滯后與內耗滯 后 現(xiàn) 象 、 內 耗 、 拉 伸 曲 線 、 回 縮 曲 線 、 滯 后 圈 的關系曲線對、tanEE 8.4 聚合物的力學松弛-黏彈性 8.5 黏彈行為的力學模型 1 力學模型Maxwell模 型 、 Kelvin模 型 、 三 元 件 、 四 元 件 、廣 義 的 Maxwell模 型 和 廣 義 的 Kelvin模 型 2 Boltzmann疊加原理歷 史 效 應 、 兩 點 假 定 、 Boltzmann原 理 的 應 用3 時溫等效和疊加時 溫 等 效 原 理 、 移 動 因 子 a T、 W

13、LF方 程 、時 溫 等 效 原 理 的 實 際 意 義8.6 黏彈性與時間、溫度的關系-時溫等效原理 mVECED %100 ac cmc mm mx %100 ac cvc VV Vx)( )( ac acmcx ac avcx 2020 6Sh 2,2 nlh jf MV22121 MM VH 22/12/121 21 lnlnlnln 22112211 xnxnRxNxNkSiM 21 11 NN Nx / Ak R N 21 11 xNN N 21 22 xNN xN)lnln( 2211M nnRS 211211M RTnkTNH 則 2112211M lnln nnnRTG 22

14、11 )21( RTE 221E1 )1( TRT )1( 2cAMRTc nc MRTc 10 wnw MMMM Z 或 KMc c 0sp 公式Avrami)exp(0 ntt KtVVVV VV tnKVV VVt lglglnlg 0 nKt 1 21 2ln ntK 21 2ln 00 0=l l ll l 0FA tan dS0AF 0VV 00 l lAFE ED 1 單軸拉伸時 21200 111 kTNkTNlA A cNMN1 21 cMRT cMRTkTN 33 1 cMRTkTNE 33 1 令 E形變很小時: Ett e)0()( tt e)0()( EtEt e-1

15、)( 0 )1)(e-1)( 0 tt eEt 應力松弛： E 蠕變： E E dtd . tt e)0()( )1)(e-1)( 0 tt eEt Maxwell串聯(lián)模型描述線形聚合物的應力松弛 Kelvin并聯(lián)模型基本上可描述交聯(lián)聚合物的蠕變 幾種模型比較 tt e)()(蠕變回復 三元件模型有效描述交聯(lián)聚合物的蠕變 tEEt e12010 teEEt t 202010 1 四元件模型有效描述線形聚合物的蠕變 ni ii nutD utDutDutDt 1 33221121 )( .)( )(6.51 )(44.17)( )(lg 2 1 ggggT TT TTTTc TTca 1、 結

16、晶 能 力 、 速 度 的 影 響 因 素2、 聚 合 物 熔 點 的 影 響 因 素3、 玻 璃 化 轉 變 溫 度 的 影 響 因 素4、 聚 合 物 拉 伸 強 度 的 影 響 因 素5、 聚 合 物 沖 擊 強 度 的 影 響 因 素 1、 球 晶 的 生 長 機 理2、 晶 態(tài) 聚 合 物 的 結 構 模 型3、 溶 解 過 程4、 Flory-H uggins格 子 模 型 理 論5、 分 子 量 及 其 分 布 測 試 方 法 ：滲 透 壓 法 、 粘 度 法 、 體 積 排 除 色 譜6、 玻 璃 化 轉 變 理 論 -自 由 體 積 理 論7、 橡 膠 彈 性 的 統(tǒng) 計 理

17、 論8、 黏 彈 行 為 的 力 學 模 型 ：Maxwell、 Kelvin、 三 元 件 、 四 元 件 、 廣 義 模 型9、 Bolzmann疊 加 理 論10、 時 溫 等 效 原 理 1、 模 量 (或 應 變 )溫 度 曲 線2、 蠕 變 及 其 回 復 曲 線3、 應 力 松 弛 曲 線4、 硫 化 橡 膠 拉 伸 -回 縮 的 應 力 -應 變 曲 線5、 聚 合 物 的 應 力 -應 變 曲 線 1、 結 晶 度 計 算2、 聚 合 物 溶 液 的 混 合 熵 、 混 合 熱 、 混 合 自 由 能 計 算3、 分 子 量 的 計 算4、 滲 透 壓 的 計 算5、 交 聯(lián)

18、 橡 膠 的 狀 態(tài) 方 程 的 相 關 計 算6、 各 種 力 學 松 弛 行 為 的 相 關 計 算7、 Bolzmann疊 加 理 論 的 計 算8、 時 溫 等 效 原 理 的 相 關 計 算 u 選 擇 題 (12題 共 18分 )u 填 空 題 (18題 共 18分 )u 名 詞 解 釋 (5題 共 20分 ) u 簡 答 題 (3題 共 24分 )u 計 算 題 (2題 共 20分 ) 2014年1月7日星期二9：00-11:001794/高分子物理110310 28教1-402羅春燕110311 32110312 32110313 24教1-403陳衛(wèi)星110314 27110315 29考試時間及地點