1、高分子物理課程教學大綱課程代碼：MMEN3014課程類別：專業教學課程授課對象：高分子材料與工程等專業開課學期：5學 分：3學分指定教材：高分子物理，化學工業出版社，2013年一、教學目的：高分子物理是高分子材料與工程專業的重要專業基礎課程，也是專業的核心課程。本課程通過對高分子物理中基本概念、基本原理的講解，重點闡述高分子結構、分子運動、性能的內涵、規律及內在關聯，從而使學生掌握高分子的多層次結構特性、高分子的分子運動特征及其與溶液性質、熱力學性能、黏彈性和力學性能等宏觀性能的關系，為理解和實施高分子材料的結構設計、性能預測以及改性、加工、應用奠定基礎。二、課程目標通過本課程的教學，使學生具

2、備下列能力： 1、 課程目標1：能運用高分子的結構、分子運動、性能的基礎知識，根據高分子結構，分析、計算、判斷其分子運動能力及基本性能。2、 課程目標2：能針對不同高分子材料，綜合運用結構和性能的相關理論及分析方法，識別、判斷影響材料基本性質、加工性能和應用性能等復雜工程問題的關鍵環節和參數。 3、 課程目標3：能綜合運用本課程和其它課程知識，正確表述高分子材料制備過程中的工程問題，并能借助文獻調研，比較、分析通過優化工藝條件提高高分子材料性能等工程問題的解決方案。 4、 課程目標4：能夠針對不同高分子結構及環境條件，選用恰當的計算方法及測試表征工具，對高分子的分子運動、溶解性能、熱力學性能及

3、力學性能等宏觀性能進行分析、計算和預測，并能夠分析其局限性，提出可行性方案。三、課程目標與畢業要求的對應關系：通過本課程的學習，確立聚合物結構與性能之間關系，其主要任務是使學生掌握有關聚合物的多層次結構、分子運動及主要物理、機械性能的基本概念、基本理論和基本研究方法，為從事高分子設計、改性、加工，應用奠定基礎。畢業要求指標點課程目標達成途徑1.工程知識1.1掌握高等數學、物理學、計算機科學基本原理，并能將其用于解決高分子材料領域的復雜工程問題。課程目標3課程目標4課程講授、作 業、討論1.4掌握高分子化學、高分子物理、高分子材料成形加工及其表征等專業專業知識，并能將其用于解決高分子材料領域的復

4、雜工程問題。課程目標1課程講授、作 業、討論2.問題分析2.2能運用數學、自然科學和工程科學基本原理并通過文獻研究分析高分子材料領域復雜工程問題，并獲得有效結論。課程目標2課程講授、作 業、討論四、教學基本內容： 緒論 課時：0-1周，共1課時教學內容 一、高分子物理研究對象 二、高分子物理研究方法 三、高分子物理研究目的第一章 高分子鏈的結構 課時：0-3周，共8課時教學內容第一節 化學組成、構型、構造和共聚物的序列結構 一、結構單元的化學組成 二、高分子鏈的構型 三、分子構造 四、共聚物的序列結構第二節 構象 一、微構象和宏構象 二、高分子鏈的柔性 三、高分子鏈的構象統計思考題： 1、 名

5、詞解釋：全同立構；間同立構；共聚物的序列結構（接枝、嵌段共聚物）；環形及梯形聚合物；支化聚合物；構象；鏈段；鏈柔性；近程相互作用；遠程相互作用；自由連接鏈；自由旋轉鏈；等效自由連接鏈；高斯鏈；無擾鏈、無擾尺寸；平面鋸齒構象；螺旋構象2、 構造與構型有何區別？寫出聚氯丁二烯的各種可能構型；舉例說明高分子鏈的構造。3、 構象與構型有何區別？聚丙烯分子鏈中碳碳單鍵是可以旋轉的，通過單鍵的內旋轉是否可以使全同聚丙烯變為間同立構聚丙烯？為什么？4、 為什么等規立構聚苯乙烯分子鏈在晶體中呈31螺旋構象，而間規立構聚氯乙烯分子鏈在晶體中呈平面鋸齒構象？5、 哪些參數可以表征高分子鏈的柔順性？如何表征？6、

6、聚乙烯分子鏈上沒有側基，內旋轉位能不大，柔順性好。該聚合物為什么室溫下為塑料而不是橡膠？7、 現有： 少量PB通過化學接枝連接到PS基體上所得到的接枝共聚物； 用陰離子聚合得到的丁二烯和苯乙烯的三嵌段共聚物SBS（S/B=30/70）； PS（80%）和PB（20%）的共混物。試從產物的性能上說，各自的名稱是什么？8、 現有兩種乙烯和丙烯共聚物，其組成相同。其中一種是室溫時是橡膠的，另一種室溫時硬而韌且不透明。試說明兩者結構上的差別。9、 從結構出發，簡述下列各組聚合物的性能差異：聚丙烯腈與碳纖維；無規立構聚丙烯與等規立構聚丙烯；順式聚1,4-異戊二烯（天然橡膠）與反式聚1,4-異戊二烯（杜仲

7、橡膠）；高密度聚乙烯、低密度聚乙烯與交聯聚乙烯。10、 比較不同高分子鏈的柔順性并簡要加以解釋。11、 計算聚合度為104的單烯類聚合物(假定為自由旋轉鏈)的均方根末端距和旋轉半徑，并與其完全伸展的長度比較。12、 無規聚丙烯在環己烷或甲苯中，30 °C時測得的空間位阻參數（即剛性因子）s1.76，試計算其等效自由連接鏈的鏈段長度b（已知碳碳鍵長為0.154 nm，鍵角為109.5°）。13、 某聚苯乙烯的分子量為416000，試估算其無擾鏈的均方末端距（已知特征比Cn=12）。14、 聚乙烯主鏈C-C鍵長l為0.154 nm，鍵角為109.50，特征比Cn=7.4，試計算

8、其鏈段長度（Kuhn長度）b。第二章 高分子的凝聚態結構 課時：2周，共6課時教學內容第一節 晶態聚合物結構 一、聚合物的晶體結構 二、聚合物的結晶形態 三、晶態聚合物的結構模型 四、結晶度第二節 非晶態聚合物結構 一、無規線團模型 二、局部有序模型第三節 高分子液晶 一、聚合物液晶的類型 二、高分子結構對液晶行為的影響 三、液晶態的表征 四、聚合物液晶的性質與應用第四節 聚合物的取向結構 一、取向現象和取向機理 二、取向度 三、取向研究的應用第五節 多組分聚合物 一、多組分聚合物的分類 二、多組分聚合物的相容性 三、多組分聚合物的形態思考題：1、 名詞解釋：凝聚態、內聚能；晶胞、晶系；Mil

9、ler指數；單晶；片晶厚度；球晶；結晶度；聚合物液晶；溶致液晶、熱致液晶；取向、取向度；相容性；多組份聚合物2、 什么叫內聚能密度？它與分子間作用力的關系如何？如何測定內聚能密度？3、 聚合物在不同條件下結晶時，可能得到哪幾種主要的結晶形態？4、 敘述晶態聚合物的結構模型發展歷史和非晶態聚合物的結構模型。5、 測定聚合物結晶度的方法有哪幾種？不同方法測得的結晶度是否相同？6、 高分子液晶的分子結構有何特點？分類方法有哪幾種？液晶態如何表征？7、 聚合物取向結構有哪些內容？取向度的測定方法有哪幾種？闡明原理和不同方法得到的取向度的含義。舉例說明聚合物取向的實際意義。8、 某結晶聚合物的注射制品中

10、，靠近模具的皮層具有雙折射現象，而制品內部用偏光顯微鏡觀察發現有Maltese黒十字，并且越靠近制品芯部，Maltese黒十字越大。試解釋產生上述現象的原因。如果降低模具的溫度，皮層厚度將如何變化？9、 采用“共聚”和“共混”方法進行聚合物改性有何異同點？10、 簡述判斷多組分聚合物相容性的方法和提高高分子合金相容性的手段。11、 現有PVC/PE，PS/PB(80/20)，PPO/PS三種共混物，試討論各種的相容性。12、 已知PP試樣DSC法測得結晶的放熱峰的熱效應DH = 94.4 J/g，查閱手冊可知聚丙烯的DH0 = 8.79 KJ/mol 。試計算該試樣的結晶度。13、 某一聚合物

11、完全結晶時的密度為0.936 g/cm3，完全無定型的密度為0.854 g/cm3，知該聚合物的實際密度為0.900 g/cm3，試問其體積結晶度？14、 已知聚乙烯晶體屬于斜方晶系，其晶胞參數a = 0.738 nm，b = 0.495 nm，c = 0.254 nm（1）根據晶胞參數驗證聚乙烯分子鏈在晶體中為平面鋸齒形構象；（2）若完全無定形部分的密度為0.83 g/cm3，計算密度為0.97 g/cm3試樣的質量結晶度？15、 用聲波法測定拉伸滌綸纖維的取向度，若試驗得到分子鏈在纖維軸方向的平均取向角為30。，試問試樣的取向度？16、 現有一個特別的取向聚合物試樣，其半數結構單元取向時取

12、向軸平行于拉伸方向，另外半數結構單元取向時取向軸垂直于拉伸方向的平面上均勻分布。如果該試樣的雙折射Dn=0.02，計算完全單軸取向試樣的雙折射Dnmax？17、 某聚合物單軸取向時，雙折射Dn為0.03，完全取向時，雙折射Dnmax為0.05，試計算該聚合物的平均取向角。18、 一個特殊的半晶聚合物，采用最簡單的單軸取向方式得到其雙折射Dn = 0.042，密度測定顯示其體積結晶度為0.45，X射線衍射測定顯示結晶相的取向函數fc = 0.91。假設晶相Dnmax = 0.05，無定形相Dnmax = 0.045。試計算該試樣無定形相的fa。第三章 高分子溶液 課時：2周，共6課時教學內容第一

13、節 聚合物的溶解 一、溶解過程的特點 二、溶解過程的熱力學分析 三、溶劑對聚合物溶解能力的判定第二節 柔性鏈高分子溶液的熱力學性質 一、Flory-Hunggins格子模型 二、Flory-Krigbaum理論（稀溶液理論）第三節 高分子溶液的相平衡 一、滲透壓 二、相分離 第四節 共混聚合物相容性的熱力學 一、相分離的熱力學 二、相分離的動力學第五節 聚電解質溶液、聚合物的濃溶液 一、聚電解質溶液 二、聚合物的濃溶液 思考題：1、 名詞解釋：溶脹；溶度參數（）；Huggins參數； 溶液；滲透壓第二維利系數（A2）；聚電解質溶液2、 什么叫高分子理想溶液？它與小分子理想溶液有何本質區別？3、

14、 Flory-Huggins晶格模型理論推導高分子溶液混合熵時作了哪些假定？混合熱表達式中Huggins參數的物理意義是什么？4、 Flory-Krigbaum稀溶液理論如何引入“Flory溫度（q）”的概念？其物理意義是什么？如何測定？5、 什么叫排斥體積效應？ Flory-Krigbaum稀溶液理論如何導出滲透壓第二維利系數A2和排斥體積u之間的關系？6、 高分子溶液發生相分離時， Flory-Huggins 相互作用參數c1如何變化？混合自由能-體積分數曲線有何特征？相分離的臨界條件是什么？寫出臨界條件下相互作用參數表達式。7、 苯乙烯-丁二烯共聚物（d =16.7）難溶于戊烷（d =1

15、4.4）和醋酸乙烯（d =17.8）。若選用上述兩種溶劑的混合物，什么配比時對共混物的溶解能力最佳？8、 計算下列三種情況下溶液的混合熵，討論所得結果的意義。（1）99´1012個小分子A與108個小分子B相混合（假定為理想溶液）。（2）99´1012個小分子A與108個大分子B（設每個大分子鏈段數x =104）相混合（假定符合平均場理論）。（3）99´1012個小分子A與1012個小分子B相混合（假定為理想溶液）。9、 在20 °C將10-5 mol的聚甲基丙烯酸甲酯（Mn = 105，r = 1.20 g/cm3）溶于179 g氯仿（r = 1.49

16、 g/cm3）中，試計算溶液的混合熵、混合熱和混合自由能。（已知c1=0.377）第四章 聚合物的分子量和分子量分布 課時：1周，共3課時教學內容第一節 聚合物分子量的統計意義第二節 聚合物分子量的測定方法 一、端基分析 二、沸點升高和冰點降低 三、氣相滲透壓法 四、滲透壓法 五、光散射法 六、質譜法 七、黏度法第三節 聚合物分子量分布的測定方法 一、沉淀與溶解分級 二、體積排除色譜思考題：1、 測定聚合物數均和重均分子量的方法有哪幾種？每種方法適用的分子量范圍如何？2、 簡述質譜法測定聚合物分子量的基本原理，所得分子量是相對分子量還是絕對分子量？3、 現有一超高分子量的聚乙烯試樣，欲采用SE

17、C方法測定其分子量及分子量分布，試問： （1）能否選擇SEC法的常用溶劑THF？若不可以，應該選何種溶劑？ （2）常溫下能測定嗎？為什么？（3）如何計算該試樣的數均、重均和黏均分子量？4、 某個聚合物試樣是由三種單分散聚合物混合組成，三者的摩爾質量為250000g/mol、300000 g/mol和350000 g/mol，分子鏈數的比例為1:2:1，試計算該試樣的數均分子量、重均分子量及多分散系數。5、 采用滲透壓法測得試樣A和B的摩爾質量分別為4.20´105 g/mol和1.25´105 g/mol，試計算A、B兩種試樣等質量混合的數均分子量和重均分子量？6、 35

18、°C時，環己烷為聚苯乙烯（無規立構）的q溶劑。現將300 mg聚苯乙烯（r =1.05 g/cm3, Mn=1.5´105）于35 °C溶于150 mL環己烷中，試計算第二維利系數和溶液的滲透壓。第五章 聚合物的分子運動和轉變 課時：2周，共6課時教學內容第一節 聚合物分子運動的特點第二節 黏彈行為的五個區域 一、玻璃（態）區 二、玻璃橡膠轉變區 三、橡膠彈性平臺區 四、橡膠流動區 五、液體流動區第三節 玻璃橡膠轉變行為 一、玻璃化轉變溫度測定 二、玻璃化轉變理論 三、影響玻璃化轉變溫度的因素第四節 結晶行為和結晶動力學 一、分子結構與結晶能力、結晶速率 二、結晶

19、動力學第五節 熔融熱力學 一、熔融過程和熔點 二、影響熔點的因素 思考題：1. 名詞解釋：玻璃化轉變、晶態-熔融態轉變；松弛過程、松弛時間；玻璃化轉變溫度；自由體積理論；次級轉變（松弛）；結晶速率、主期結晶、次級結晶；熔融、熔限、熔點2. 以分子運動觀點和分子間物理纏結概念說明非晶態聚合物隨著溫度升高黏彈行為的4個區域，并討論分子量對應力松弛模量-溫度曲線的影響規律。3. 討論結晶、交聯聚合物的模量-溫度曲線，結晶度、交聯度對曲線的影響規律。4. 寫出4種測定聚合物玻璃化轉變溫度的方法，簡述其基本原理。不同實驗方法所得結果是否相同？為什么？5. 聚合物玻璃化轉變是否是熱力學相轉變？為什么？6.

20、 試用玻璃化轉變的自由體積理論解釋（1）非晶態聚合物冷卻時收縮率發生變化；（2）冷卻速度越快，測得的Tg越高。7. 玻璃化轉變的熱力學理論基本觀點是什么？8. 聚合物晶體結構和結晶過程與小分子晶體結構和結晶過程有何差別？造成這些差別的原因是什么？9. 測定聚合物結晶速率的方法？簡述其原理和步驟。10. 比較下列各組聚合物的Tg高低并說明理由。聚二甲基硅氧烷與順式聚1,4-丁二烯；聚己二酸乙二醇酯與聚對苯二甲酸乙二醇酯；聚丙烯與4-甲基-1-戊烯；聚氯乙烯與聚偏二氯乙烯。11. 以結構觀點討論下列聚合物的結晶能力：聚乙烯、尼龍66、聚異丁烯。12. 討論本章圖5-21五種聚合物的結晶速率-溫度關

21、系曲線。13. 已知PB的Tg為-85 °C，PS的Tg為100 °C，試預測苯乙烯含量為23.5%的未硫化橡膠的Tg值。14. 甲苯的Tg,d=113 K，假如用甲苯作為PS試樣的增塑劑，試估算含有20%體系分數甲苯的PS試樣的Tg值。15. 均聚物A的熔點為200 °C，熔融熱為8368 J/mol重復單元，如果在結晶的AB無規共聚物中，單體B不能進入晶格，試預測含單體B10摩爾分數的共聚物的熔點？16. 某一種PEO試樣，其含水量j1 = 0.01，試計算該試樣的熔點。已知純PEO的熔點為66 °C， Hu= 1980 cal/mol，密度=1.3

22、3 g/cm3，c1=0.45。17. 兩種PE試樣，其晶片厚度l分別為30 nm和15 nm，熔點分別為131.2 和121.2 。假設折疊表面的表面自由能sc = 93 mJ/m2，晶體的密度rc=1000 kg/m3，其無限厚的晶體熔融時單位質量的晗增h = 2.55*105 J/Kg。試確定平衡熔融溫度Tm0。第六章 橡膠彈性 課時：1周，共3課時教學內容第一節 橡膠彈性的熱力學方程第二節 橡膠彈性的統計理論第三節 橡膠彈性的影響因素 第四節 熱塑性彈性體思考題：1、 名詞解釋：張應力、張應變；彈性模量、泊松比、柔量；交聯、交聯度、交聯點密度、交聯點的功能度；拉伸比、熵彈性；非高斯效應

23、、環度；物理纏結、溶脹效應、網絡鏈；應變誘發結晶；熱塑性彈性體2、 高彈性有哪些特征？為什么聚合物具有彈性？在什么情況下要求聚合物充分體現高彈性？什么情況下應設法避免高彈性？3、 試述交聯橡膠平衡態高彈形變熱力學分析的依據及所得結果的物理意義。4、 什么叫熱塑性彈性體？舉例說明其結構與性能的關系。5、 一交聯橡膠試片，長2.8 cm、寬1.0 cm、厚0.2 cm、重0.518 g，于25 時將其拉伸1倍，測定張力為9.8 N。請計算該試樣網鏈的平均分子量。6、 某硫化橡膠長10 cm，已知網鏈平均分子量為10000，某密度 = 1 g/cm3 , 問：在25 時，拉長到20 cm,需多大張應

24、力？（R = 8.314 J/K·mol）7、 一硫化橡膠試樣，25 、應力為1.5×106 N/m2時拉伸比為2.5，試計算該試樣1 cm3中的網鏈數。8、 （1）利用橡膠彈性理論，計算交聯點間平均分子量為5000，密度為0.925 g/cm3的彈性體在23 時的拉伸模量和剪切模量。 （2）若考慮自由末端校正（Mn = 105），模量將怎樣改變？9、在25 時，將尺寸為1 cm * 1 cm * 10 cm橡膠樣條拉伸至25 cm長需要1.5104 Pa的應力。（a）假定四官能度交聯模式，問每立方厘米體積內含多少摩爾的網鏈？（b）在25 時，將樣條只拉伸到15 cm需要多

25、大應力？10、 稱取交聯后的橡膠試樣，于25 在正癸烷溶劑中溶脹。達溶脹平衡時，測得體積溶脹比為4.0。已知高分子-溶劑相互作用參數c1=0.42，聚合物的密度為0.91 g/cm3的，溶劑的摩爾體積為195.86 cm3/mol，試計算該試樣的剪切模量G（R=8.314 J/K·mol）。11、 聚異丁烯試樣在環己烷溶劑中溶脹，溶脹后的體積是溶脹前的10倍。試問該試樣在溶劑甲苯中可以溶脹幾倍？已知聚異丁烯/甲苯的c1=0.457，甲苯的摩爾體積為106 cm3/mol；聚異丁烯/環己烷的c1=0.436，環己烷的摩爾體積為108 cm3/mol。第七章 聚合物的黏彈性 課時：2周，

26、共6課時教學內容第一節 聚合物的力學松弛現象 一、蠕變 二、應力松弛 三、滯后與內耗第二節 黏彈性的數學描述 一、力學模型 二、Boltzmann疊加原理第三節 時溫等效和疊加 第四節 研究黏彈行為的實驗方法第五節 聚合物材料的結構與動態力學性能關系 思考題：1、 名詞解釋：線性黏彈性、非線性黏彈性；力學松弛現象；蠕變及蠕變函數；應力松弛及應力松弛函數；滯后、力學損耗；儲能模量、損耗模量、損耗角正切；松弛時間及松弛時間譜、推遲時間及推遲時間譜；Boltzmann疊加原理、時溫等效原理、移動因子或平移因子；動態力學熱分析(DMTA)2、 舉例說明聚合物的蠕變、應力松弛、滯后和內耗現象。為什么聚合

27、物具有這些現象？這些現象對其的使用性能存在哪些利弊？3、 簡述溫度和外力作用頻率對聚合物內耗大小的影響。4、 指出Maxwell模型、Kelvin模型、三元件模型和四元件模型分別適宜于模擬哪一類型聚合物的哪一種力學松弛過程？5、 時溫等效原理在預測聚合物材料的長期使用性能方面和在聚合物加工過程中各有哪些指導意義？6、 為什么說作用力的時間相當時，松弛現象才能被明顯地觀察到？7、 查閱資料文獻，以圖形或表格說明DMTA方法研究聚合物、共混物（接枝、嵌段）和復合材料的結構和動態力學性能之間的關系。8、 現有一邊長為2 cm的黏彈性立方體，其剪切柔量與時間的關系為J(t)=(10-10+t/108)

28、 cm2/dyn。要使該試樣在10-4 s后產生剪切形變D即剪切位移量s = 0.40 cm，請計算需要多重的砝碼？9、 以某種聚合物材料作為兩根管子接口法蘭的密封墊圈，假設該材料的力學行為可以用Maxwell模型來描述。已知墊圈壓縮應變為0.2，初始模量為3106 N/m2，材料應力松弛時間為300 d，管內流體的壓力為0. 3106 N/m2，試問多少天后接口處將發生泄露？10、 將一塊橡膠試片一端夾緊，另一端加上負荷，使之自由振動。已知振動周期為0.60s，振幅每一周期減少5%，試計算：（1）橡膠試片在該頻率（或振幅）下的對數減量（）和損耗角正切（tg）；（2）假若=0.02，問多少周期

29、后試樣的振動振幅將減少到起始值的一半？11、 某個Maxwell單元由一個模量為E = 109 Pa的彈簧和一個黏度為 = 1011 Pa.s的黏壺組成。試計算在習題圖3所述載荷程序條件下、時間為t = 100 s時的應力：（1）t = 0時，瞬時應變為1%；（2）t = 30 s時，應變從1%瞬時增加到2%。12、 分別寫出純黏性液體（黏滯系數）、理想彈性體（彈性模量E）、Maxwell單元（EM、M)和Kelvin單元（EK、K ）在t=0時加上一恒定應變速率K后應力（）隨時間（t）的變化關系，并以圖形表示之。13、 設聚丙烯為線性黏彈體，其柔量為D(t) = 1.2t0.1 (GPa)-

30、1（t的單位為s），應力狀態如下：s = 0 t < 0s = 1 MPa 0 £ t £ 1000 ss = 1.5 MPa 1000 s £ t £ 2000 s試計算1500 s時，該材料的應變值。14、 有一聚合物試樣，其Tg = 0 ，40 時的黏度h=2.5*104 Pa.s，試求出50 時的黏度。15、 在頻率為1 Hz條件下進行聚苯乙烯試樣的動態力學性能實驗，125 出現內耗峰。請計算在頻率1000 Hz條件下進行上述實驗時，出現內耗峰的溫度（已知聚苯乙烯的Tg=100 ）。16、 某聚合物試樣，25時應力松弛到模量為105 N/m

31、2需要10h。試計算-20 時松弛到同一模量需要多少時間（已知該聚合物的Tg = -70 ）。17、 某聚合物的黏彈行為服從Kelvin模型，其中h值服從WLF方程，E值服從橡膠彈性理論。該聚合物的玻璃化溫度為5 ，該溫度下黏度為1 × 1012 Pa.s，有效網鏈密度為1 × 10-4 mol/cm3 。試寫出30 、1 × 106 Pa應力作用下該聚合物的蠕變方程。18、 某聚合物的黏彈行為可以用Kelvin模型描述。當施加103 Pa的張應力、時間為10 s時，其長度為初始長度的1.15倍；除去應力10 s后，長度變成初始長度的1.10倍。試計算該模型的彈性

32、模量（E）。第八章 聚合物的屈服和斷裂 課時：2周，共6課時教學內容第一節 聚合物的塑性和屈服 一、聚合物的應力應變行為 二、屈服冷拉機理 三、屈服判據、剪切帶、銀紋第二節 聚合物的斷裂與強度 一、聚合物的強度 二、聚合物的增強 三、聚合物的增韌思考題：1、 名詞解釋：屈服和屈服點、細頸；剪切帶、銀紋；脆韌轉變、脆韌轉變點；應力集中；拉伸強度、增強；沖擊強度、增韌；疲勞2、 畫出非晶態和晶態聚合物拉伸時典型的應力-應變曲線，指出曲線上上的特征點及相應的應力、應變名稱，說明兩條曲線的主要差異。3、 討論溫度、應變速率對聚合物應力-應變曲線的影響規律，舉例說明室溫、通常的拉伸速率下應力-應變曲線的

33、五種典型的類型。4、 討論聚合物材料脆性斷裂和韌性斷裂在斷裂能和斷裂形貌方面的差異。5、 什么是聚合物的強度？為什么理論強度比實際強度高很多倍？影響聚合物強度的因素有哪些？6、 查閱近十年文獻，各舉一例說明粉狀和纖維填料增強、液晶增強、分子復合增強以及聚合物基納米復合材料增強的機理。7、 橡膠或彈性體增韌塑料的機理主要有幾種？非彈性體增韌塑料的機理是什么？S.Wu的逾滲理論是否適用于無機剛性粒子增韌？8、 下列幾種聚合物的沖擊性能如何？為什么？（T<Tg）（1）聚苯乙烯；（2）聚苯醚；（3）聚碳酸酯；（4）ABS；（5）聚乙烯9、 如何采用物理改性的方法制備下列材料？簡述其改性原理。（1

34、）抗沖擊聚丙烯塑料；（2）高強度丁苯橡膠；（3）高強度尼龍纖維；（4）高強度、高耐折性的聚酯薄膜；（5）高強度環氧樹脂。10、 用低密度聚乙烯改性尼龍的研究和應用報道很多。該種共混體系相容性很差，用什么方法可以改善兩者的相容性？用什么實驗手段可以說明相容性確實顯著提高了？11、 現有一塊有機玻璃（PMMA）板，內有長度為10 mm的中心裂紋，該板受到一個均勻的拉伸應力s = 450 ×106 N/m2的作用。已知材料的臨界應力強度因子KIC = 84.7 ×106 N/m2.m1/2，安全系數n = 1.5，問板材結構是否安全？12、 一個寬1 cm、厚1 mm的聚合物長條

35、，不含裂縫。在其長度方向受到一個100 N的拉力（F），產生0.3%的應變（e）。另一個同樣的聚合物窄條，除了在它的中心、垂直于長軸處有一長度為2 mm的裂縫外，都與前者相同。如果該聚合物的gs值是1500 J/m2，請估算第2條試樣斷裂所需的拉伸載荷（F）。第九章 聚合物的流變性 課時：1周，共3課時教學內容第一節 流動曲線第二節 聚合物熔體的切黏度 一、測定方法 二、影響因素第三節 多組分聚合物材料的流變行為 第四節 聚合物熔體的彈性效應 一、可回復的切形變 二、動態黏度 三、法向應力效應 四、擠出物膨脹 五、不穩定流動第五節 拉伸黏度 思考題：1、 名詞解釋：牛頓流體、非牛頓流體；剪切黏度、拉伸黏度；真實黏度、表觀黏度；非牛頓指數、稠度系數；觸變性流體、流凝性流體；臨界分子量、纏結分子量；法向應力效應、擠出物膨脹2、 什么是假塑性流體？絕大多數聚合物熔體和濃溶液在通常條件下為什么均呈現假塑性流體的性質？試用纏結理論加以解釋。3、 聚合物的黏性流動有何特點？為什么？4、 為什么聚合物的黏流活化能與分子量無關？5、 討論聚合物的分子量和分子量分布對熔體黏度和流變性的影響。6、 從結構觀點分析溫度、切變速率對聚合物熔體黏度的影響規律，舉例說明這一規律在成型加工中的應用。7、 為什么滌綸采用熔融紡絲方法，而腈綸卻用濕法紡絲？8、 “管子模型”和“蛇