高分子物理课件复旦大学cha

高分子物理欢迎来到复旦大学高分子物理课程本课程将深入探讨高分子材料的结构、性质和应用，为您揭示这一领域的奥秘fascinating课程概述基础理论深入探讨12高分子定义、分类、结构与性高分子溶液、热力学、动力学质特性研究应用前景34粘弹性、分子量分布、合成方表征方法、加工成型、产品应法用高分子的定义分子量标准结构特征物理性质相对分子质量通常大于1万的巨大分子由许多相同或不同的重复单元通过共价具有独特的物理性质，如粘弹性、高强键连接而成度和高韧性高分子的分类天然高分子合成高分子如蛋白质、多糖、核酸等生物大如聚乙烯、聚丙烯、尼龙等人工分子合成的高分子材料无机高分子有机-无机杂化高分子如硅橡胶、聚磷腈等含无机元素结合有机和无机成分的新型高分的高分子子材料高分子的结构一级结构1单体的化学组成和连接方式二级结构2分子链的空间构象，如螺旋、折叠等三级结构3分子链间的相互作用和排列方式超分子结构4高分子在宏观尺度上的组织形态高分子的性质弹性强度可在外力作用下发生大变形，并在外具有较高的抗拉伸、抗压缩和抗冲击力撤除后恢复原状能力热性能化学性能热塑性和热固性高分子具有不同的热对化学试剂的抗性和反应性各不相同响应特性高分子溶液溶解过程溶液性质溶液热力学应用高分子链在溶剂中逐渐舒展粘度高，分子量对性质影响混合焓、熵和自由能的变化纺丝、涂料、胶粘剂等领域显著高分子的相图单相区1两相区2临界点3玻璃化转变4结晶化5相图描述了高分子系统在不同温度、压力和组成下的状态变化高分子热力学混合自由能12Flory-Huggins理论相分离3玻璃化转变4热力学原理帮助我们理解高分子的相行为和性质变化高分子动力学10^-12s10^-6s分子振动局部松弛原子级别的快速运动分子链段的运动1s10^3s链运动宏观流动整个分子链的重排高分子材料的流变行为高分子的粘弹性弹性响应粘性响应时间依赖性类似于固体，可以储存能量类似于液体，可以耗散能量力学性质随时间和温度变化高分子的缓和时间快速响应1短链段运动，时间尺度小中等响应2分子链局部运动，时间尺度中等慢速响应3整链运动，时间尺度大宏观响应4材料整体变形，时间尺度最大高分子的分子量分布数均分子量重均分子量分子数平均，反映小分子的贡献重量平均，反映大分子的贡献Z均分子量多分散性指数更强调高分子量部分反映分子量分布的宽窄高分子量均分均分概念计算方法性质影响测定技术描述高分子样品中分子量的平根据不同均分定义，采用相应不同均分值对应不同的物理和如凝胶渗透色谱法、静态光散均水平的数学公式加工性能射法等高分子的合成方法加聚反应单体通过加成反应形成高分子缩聚反应两种或多种单体通过缩合反应形成高分子开环聚合环状单体开环后形成线性高分子聚合物改性通过化学反应改变已有高分子的结构自由基聚合引发1形成自由基增长2自由基与单体反应，链增长终止3自由基相互作用，反应停止链转移4活性转移到其他分子离子聚合阳离子聚合阴离子聚合特点通过碳正离子进行聚合适用于烯烃、通过碳负离子进行聚合适用于丙烯腈反应速度快，可控性好，可合成特殊结环氧化物等、苯乙烯等构高分子配位聚合Ziegler-Natta催化剂茂金属催化剂用于烯烃立体规整聚合可精确控制聚合物结构优势应用可合成高度立体规整的聚合物广泛用于聚烯烃等材料的工业生产缩聚聚合单体1反应2副产物3聚合度控制4应用5缩聚反应中，两种或多种单体通过脱去小分子而聚合常见产物包括聚酯、聚酰胺等高分子的表征方法这些先进仪器用于分析高分子的结构、组成和性能高分子的光学性质透明性折射率与结晶度、添加剂有关影响光的传播和反射双折射荧光性在应力下表现各向异性某些高分子可发荧光高分子的导电性本征导电高分子复合导电高分子应用如聚吡咯、聚苯胺等，主链共轭结构在绝缘高分子中添加导电填料柔性电子、防静电材料、传感器等高分子的生物相容性表面性质降解性亲水性、电荷分布影响细胞粘附可控降解速率适应不同应用需求机械性能生物活性匹配人体组织的力学特性促进细胞生长和组织再生生物医用高分子材料可降解材料人工器官药物递送如聚乳酸，用于缝合线、骨钉等如人工血管、心脏瓣膜等控释微球、水凝胶等载药系统高分子纳米复合材料纳米填料1如纳米粘土、碳纳米管等界面相互作用2填料与基体间的界面设计性能提升3力学、热学、电学性能显著改善应用前景4航空航天、电子、能源等领域高分子的加工成型挤出注塑连续生产管材、薄膜等生产复杂形状的塑料制品吹塑压制制造中空制品如瓶子适用于热固性塑料高分子产品的应用高分子材料在现代生活中无处不在，从日常用品到高科技领域都有广泛应用高分子材料的未来智能材料响应环境变化的高分子仿生材料模仿自然结构的高性能材料可持续材料生物基和可降解高分子多功能复合材料集多种性能于一体的新型材料本课程小结基础知识深入理解12掌握高分子的定义、分类和基探讨高分子的结构-性能关系本性质前沿技术实际应用34了解高分子材料的最新研究进认识高分子材料在各行业中的展重要作用参考文献高分子物理何曼君、张红东编著•-•Polymer Physics-Michael Rubinstein,Ralph H.Colby高分子科学进展中国科学院高分子研究所•-•Macromolecules-ACS Publications课程网址欲了解更多信息，请访问复旦大学高分子科学系官方网站http://www.polymer.fudan.edu.cn在线学习资源、作业提交和讨论论坛均可在课程网站上找到。