“高分子物理学”中的基本概念

"高分子物理学"具有基本概念多、理论多的特点,本文沿着"高分子物理学"的主线,按照"聚合物结构-分子运动-性能"的基本框架,从聚合物的链结构、聚合物的凝聚态结构、高分子溶液、黏弹性、聚合物的分子运动和转变、聚合物的极限力学性质等方面,阐明所涉及的重要基本概念的含义和作用,目的是使学生在明晰基本概念的基础上,掌握"高分子物理学"中的公式和基础理论,系统整体化学习高分子物理这门基础理论课程。     

关于影响高分子材料玻璃化转变温度因素的教学分析

从《高分子物理》考试试题实例出发,抓住聚合物材料的"结构决定性能,并最终决定用途"这条主线,详述了链结构因素(主链和取代基)和分子间作用力对聚合物玻璃化转变温度(Tg)的影响,并结合不同高分子材料的用途进行分析,使学生真切了解到材料结构与性能及用途之间的关系。这种理论联系实际的案例教学法有利于加深学生对高分子材料的感性认识,引发学生学习的广泛兴趣,促使教师进行自我教育和提高业务水平,从而取得良好的教学效果。     

高分子物理实验课初探

高分子物理课的选取应充分考虑揭示聚合物与小分子化合物在结构与性能上的显著差别,并尽量反映高分子物理的科研成果。自己动手组建装置,并昼把计算机技术引入到高分子物理实验教学中。     

高分子物理课程知识体系的构建革新

高分子物理是高分子材料相关专业的专业基础课,内容丰富,章节间关系复杂,课程主线往往不容易把握。本文从运动对高聚物性质(性能)的决定性作用角度,提出了构建高分子物理课程知识体系的观点:在高分子结构部分,充实原子、键等部分作用的论述,完善高分子结构划分的层次;明确高分子不同结构层次都具有运动与变化能力的认知,重点突出不同高分子结构运动、变化的特征和规律;根据根据每一个结构层次运动特征,综合理解结构、结构的变化对高分子性能的影响。     

高分子物理教学中“结晶”概念的讲解

高分子物理是高等院校高分子材料与工程专业的一门重要的专业基础课。"结晶"是高分子聚集态结构中重要的概念。巨大的分子量及长链状分子结构使高分子的结晶过程与小分子相比愈加复杂。在高分子物理课程的教学过程中,通过一定的逻辑架构向学生介绍结晶与有序、链柔性、玻璃化温度之间的关系并串联与结晶相关的一些概念(如结晶度、结晶温度、熔点以及结晶速率),使学生在初学阶段对高分子晶态结构建立起科学的认知体系。实践证明,通过这种教学方式,绝大多数同学都能较好地理解并掌握这部分教学内容。     

试论高聚物结构与性能关系的三个层次

高分子物理的基本任务之一就是探求高聚物的结构与性能,揭示结构与性能之间的内在联系及其基本规律。高聚物结构与性能的关系应该包含3个层次:通过分子运动联系的"分子结构与材料性能"关系、通过产品设计联系的"凝聚态结构与制品性能"关系和通过凝聚态物理知识联系的"电子态结构与材料功能"关系。传统教材上仅讲授"结构与性能关系",有相当的局限性,需要在研究生阶段补充有关"凝聚态结构与制品性能"关系和"电子态结构与材料功能"关系的课程。     

对功能高分子课程教学的思考

功能高分子的设计思想是功能高分子课程的灵魂 ,它以高分子物理学所研究的结构与性能之间关系为基础。结构与性能之间的关系是贯穿功能高分子课程始末的主线。功能高分子材料有三种设计途径 ,即化学结构设计、聚集态结构设计和复合结构设计     

关于橡胶弹性热力学公式的讨论

在高分子物理课的教学中关于橡胶弹性热力学公式的推导是一个重要的内容,通过热力学推导可以得到橡胶的外力与其内能改变、熵改变间存在关系式:     

介绍一本新书《新编高聚物的结构与性能》

中国科学技术大学开设"高聚物的结构与性能"课程已有50年历史,2005年该课程被评为国家级精品课程(主持人:何平笙),同年,"全面提升高分子物理重点课程的教学质量"获国家级教学成果二等奖(第一完成人:何平笙).为了全面体现获奖成果的内容,何平笙教授在常年教学经验基础上,总结出教学研究心得,并结合高分子物理最新研究成果,编写了<新编高聚物的结构与性能>教材,于2009年9月由科学出版社正式出版发行.     

高斯链网络模型与橡胶交联网络的差异

“橡胶弹性”是《高分子物理》中联系长链分子构象统计和高分子材料力学性能的重要章节之一。现行《高分子物理》教科书中有关内容多以Rehner-Flory“四链模型”为基础,从Gaussian单链熵、单链熵加和恒体积仿射形变角度推导Gaussian链网络构象熵和收缩力,而很少提及Gaussian链网络模型化过程所涉及的诸多近似,更不提及有关学术争议。基于现行《高分子物理》教程,不少学生认为硫化胶具有类似Gaussian链网络的交联结构,不少技术人员基于所谓理想网络结构来设计所谓大应变可逆变形柔性电子等前瞻性器件,在理论和实践上走了不少弯路,得出不少误导性结论。本文回顾Gaussian链网络模型化所涉及的基本理论、近似和争议,以便让读者认识到Gaussian链网络模型仅是具有一系列约束条件的“模型”,而与橡胶交联结构相差甚远。     

高分子物理中动态性能指标的教学

动态性能是高分子结构及其运动的重要表现,也是高分子物理教学中的一个难点.本文介绍了高聚物动态力学性能的教学实践,从复数概念的引入着手,理清动态、复数、复数表达等之间的关系,帮助同学更好地理解高聚物的动态性能,同时对教科书中一些概念的说法提出了自己的看法.     

怎样上好聚合物流变学

之目的在于探讨工科院校中聚合物流变学课程的教学重点与教学措施,提出了"以高分子物理为依托,服务于聚合物成型工艺,强调课程实用性"的教学思路。聚合物流变学在高分子专业本科教学过程中是承上启下的关键课程,地位与作用明显;聚合物流变学课程又不同于一般流变学课程,有着自身的特点;工科院校中,应突出其实用功能,同时不放弃对经典流变学理论的介绍与适当深入。文中,还对国内外聚合物流变学教材的特点作了评述,对于如何上好聚合物流变学提出了自己的观点。     

高分子链构造、构型与构象的比对教学

高分子链的结构包括构造、构型、构象三个方面,涉及较多知识和内容.在"高分子物理"课程的教学中,将此三个概念放在一起进行比对,从不同角度考察彼此间的联系和差别,则更有利于深入理解这些概念的内涵,从而更好地掌握高分子链结构.本文选取四个视角来陈述相关内容,为编写"高分子物理"教材和进行课堂教学时参考.     

专题讨论与“高分子物理”之深化理解及运用

深化理解“高分子物理”的概念与原理并能运用自如，无论是对本课程的学习，还是从事相关研究或实际工作，都是十分有利的。为此，笔者结合多年教学实践提出了采取专题讨论的方式，以增加学生在教学中的主体权重，使其在积极参与的过程中，“活学活用”、充分提升认识，达到良好的教学效果。     

《高分子物理》有效教学的几点体会

《高分子物理》作为高分子专业的重要基础课,存在大量的概念、公式、假设等抽象的知识点。如何有效地教授高分子物理,为学生顺利进入高分子专业的进一步学习打下基础,成为教研人员的关注焦点。本文基于赫尔巴特提出的学习认知过程的五步骤理论和建构主义的观点,阐述了知识的系统性在教学中的重要性;强调了新知识与背景知识的结合以及新知识的应用、教授过程的趣味性等教学方法的重要性。希望通过以上多种方法的综合运用提高学生的学习兴趣和学习效果,达到有效教学的目的。     

《高分子物理》课程中结合碳纳米管的案例教学研究

碳纳米管分子结构、性能与传统的液晶高分子材料具有非常多共性之处,是《高分子物理》课程教学中极具代表性的学科前沿教学案例。本文以碳纳米管为案例教学对象,从结构、物理和力学性能以及溶液相行为等方面,对碳纳米管与棒状刚性结构液晶高分子材料进行类比;在此基础上,将教学知识点延伸至借鉴芳纶纤维等液晶纺丝技术制备高取向度碳纳米管纤维的新方法,并对比分析碳纳米管纤维与有机纤维性能特点。通过合理设计课程主线、优选教学内容,培养学生的自主学习、学科交叉创新能力,激发学生学习的能动性,提高授课效果和教学质量。     

Effect and Mechanism of Solvent Properties on Solution Behavior and Films Condensed State Structure for the Semi-rigid Conjugated Polymers

Solvents have an essential association with polymer solution behavior. However, few researches have been deeply done on this respect. In recent years, our research group focus on the study on effect of solvent properties on solution behavior and film condensed state structure for semi-rigid conjugated polymer up till to apply for optoelectronic device. Herein, influence of solvent properties including solubility of solvent, aromaticity, polarity and hydrogen bonds on semi-rigid polymer chain solution behavior, i.e., single chain conformation, chain shape,size and chains aggregated density were studied by means of static/dynamic laser light scattering(DLS/SLS) and exponential law etc. Effect of solvent properties on condensed state structure of the semi-rigid conjugated polymer film was studied by UV absorption spectroscopy, PL spectroscopy and electron microscopy etc. The essential reasons for the influence were discovered and the mechanism was revealed. It was found that solution behavior with different solvent properties had an essential physical relationship with chains condensed state structure of the semi-rigid conjugated polymers. More importantly, there was a quantitative structure-activity relationship between solution and film. The key to this relationship depended on the interaction between solvent molecules and the semi-rigid conjugated polymer chains. This interaction could also affect optoelectronic devices performance. This study is of great significance to effectively control the condensed state structure of the semirigid conjugated polymers in the process of dynamic evolution from solutions to films. It not only enriches the knowledge and understanding of both semi-rigid conjugated polymer solution behaviors and film condensed state physics based on polymer physics, but also is meaningful to practical application for conjugated polymer and other traditional polymer systems.     

探索《高分子物理》教学新路

《高分子物理》课程具有内容多、要求高、学科新、发展快、社会需求不断变化等特点,教学面临严峻的挑战。本文介绍了作者在教学过程中的一些方法。在教材建设方面,提出向双语和案例分析方面进行改革,在教学过程中牢牢把握“结构与性能关系”主线,突出“柔顺性”这一重点,注重表达的方式、加强互动、结合科研、以及运用教具和多媒体课件等辅助教学手段,以收到良好的教学效果。     

以“偏光显微镜观察高聚物的球晶”为例的高分子物理实验项目改革

本文对高分子物理实验教学改革进行了思考,提出实验项目的建设应当成为实验教学改革的核心,而实验项目的改革不应当局限在将最新的科研成果引入到实验教学中。以"偏光显微镜观察聚合物的球晶"这一传统实验为例,更为有效的办法可以是通过系统化的设计扩展实验项目内容,注重实验项目实施过程中多知识点的串联以及实验结果获取过程的思维过程培养,从而将传统的验证性实验项目转化为综合性实验项目,有力提升实验教学的效果。     

“高分子物理”图表教学法初探

图表教学法是高分子物理传统教学法的有益补充。利用图表高分子物理繁杂而相互联系的理论体系有机结合,强化学生对知识的掌握。试卷分析证明,图表教学法可以提高高分子物理课程教学效果。最后,提出进一步完善高分子图表教学法的一些设想。