医用高分子材料的结构与性能

范文一：医用高分子材料的结构与性能

摘要.............................................................. 1

1 前言............................................................. 2

2 医用高分子材料的分类............................................. 2

2.1 来源 . ........................................................ 2

2.2 降解性 . ...................................................... 3

2.3 应用方向 . .................................................... 4

2.3.1 人工脏器 ................................................. 4

2.3.2 人工组织 ................................................. 4

2.3.3 护理和医疗用具相关的医用材料 ............................. 4

2.3.4 药用高分子 ............................................... 5

3 医用高分子的性质................................................. 5

3.1 生物功能性 . .................................................. 5

3.2 生物相容性 . .................................................. 5

4 医用高分子的表面改性方法......................................... 6

4.1 物理方法 . .................................................... 6

4.1.1 表面涂层 ................................................. 6

4.1.2 物理共混 ................................................. 7

4.2 化学方法——表面接枝法 . ...................................... 7

4.2.1 表面接枝改性 ............................................. 7

4.2.2 等离子体表面改性 ......................................... 8

4.2.3 光化学固定法 ............................................. 8

4.3 表面仿生化改性 . .............................................. 9

4.3.1 表面肝素化 ............................................... 9

4.3.2 表面磷脂化 ............................................... 9

4.3.3 表面内皮化——内皮细胞固定法 ............................. 9

5 总结与展望...................................................... 10

参考文献........................................................... 11

摘要

由于其良好的生物相容性，医用高分子材料是现阶段最为安全的一类医用材料。同时，合成加工的简便，来源的广泛，使得医用高分子材料的功能性越来越多，应用范围也越来越广泛。但由于结构的限制，医用高分子材料在人体中的相容性还未达非常理想地到人们要求。因此，也就产生了以表面改性为主的一系列增进其相容性的改性方法。本文通过对医用高分子材料的定义、分类、性质以及表面改性方法的介绍，体现了医用高分子材料的优越和不足之处，同时也对医用高分子材料的未来进行了展望。

关键词：医用高分子；生物相容性；表面改性

1 前言

医用高分子材料（medical polymer）是一类可对有机体组织进行修复、替代与再生，具有特殊功能作用的高分子材料，是生物医用材料的重要组成之一[1]。医用高分子材料需长期与人体体表、血液、体液接触，有的甚至要求永久性植入体内。因此，这类材料必须具有优良的生物体替代性（力学性能、功能性）和生物相容性[2]。

生物医用高分子材料需要满足的基本条件：在化学上是不活泼的，不会因与体液或血液接触而发生变化；对周围组织不会引起炎症反应；不会产生遗传毒性和致癌；不会产生免疫毒性；长期植入体内也应保持所需的拉伸强度和弹性等物理机械性能，具有良好的血液相容性；能经受必要的灭菌过程而不变形；易于加工成所需要的复杂的形态[3]。

随着近代医学及材料科学的发展，对生物医用高分子材料的需求越来越大。目前全世界应用的有90多个品种，西方国家消耗的医用高分子材料每年以10%-20%的速度增长。以美国为例，每年有数以百万计的人患有各种组织、器官的丧失或功能障碍，需进行800万次手术进行修复，年耗资超过400亿美元，器官衰竭和组织缺损所需治疗费占整个医疗费用的一半[4]。随着人民生活水平的提高和对生命质量的追求，我国对医用高分子材料的需求也会不断增加。

2 医用高分子材料的分类

2.1 来源

按照来源，可将医用高分子材料分为合成医用高分子材料和天然高分子材料。

常见的合成医用高分子材料包括PE （polyethylene ，聚乙烯）、PP （polypropylene ，聚丙烯）、PC （polycarbonate ，聚碳酸酯）、PLA （polylactic acid ，聚乳酸）及其衍生物、有机硅橡胶等。其优点是工艺成熟，机械性能相对较好，加工性能较好，能够同时表现多种功能性[5]。

常见的天然医用高分子材料包括壳聚糖、明胶、海藻酸盐类、纤维素等。天

然医用高分子材料来源广泛，而且大多无毒无害，与人体的相容性相对较好，因此天然高分子材料逐渐成为医用高分子材料的首选，对其进行的研究也越来越深入[6]。

2.2 降解性

按照降解性，可将医用高分子材料分为降解性和非降解性高分子材料。降解性医用高分子大多为生物高分子材料，表1列举了常见的生物医用高分子及其应用。同时也有不少合成的高分子材料，如聚乳酸及其衍生物，聚己内酯等具有可降解性。可降解医用高分子在生物体中能够被降解，降解产物大多为水和二氧化碳，对人体无毒无害，是应用最为广泛的医用高分子材料[7]。

非降解性医用高分子材料则包括聚乙烯、聚丙烯、聚偏氯乙烯、有机硅橡胶等。非降解性医用高分子材料多为合成材料，有着良好的相容性，同时因为是合成高分子，所以可以根据不同的需要得到不同的性能，加工性能相对更好。一般来说，非降解性医用高分子的机械性能也较好，故常用于医疗器械或者组织填充物[8]。

表 1 常见的生物医用高分子及其应用

聚合物

蛋白质

胶原特点良好的血液相容性良好的生物相容性，可消化吸

收性对组织的恢复有促进作

用，无异物反应应用静脉注射类药物释放体系可降解缝线，人造皮肤，伤口敷料，人造腱、血管，硬脑膜代用品，止血剂，眼科治疗装

置，取代眼睛玻璃体及药物缓

释体系

明胶水溶性生物可降解材料药物的微胶囊化及包衣，人造

皮肤，防止伤口体液流出和感

染

多糖优良的生物相容性和降解性手术缝合线，人工皮肤，核聚

糖作用载体

生物合成聚酯热塑性，良好组织相容性和物

理性能骨科材料，药物控释体系

2.3 应用方向

根据应用方向的不同，医用高分子可以分为以下四类：

2.3.1 人工脏器

作为软组织材料的一个重要组成部分的人工器官，其应用前景已为人们所看好。随着人工脏器性能的不断完善，其在临床上的应用必将越来越广泛。表2列举了一些可以用于人工脏器的医用高分子材料[9]。

表2 用于人工脏器的部分医用高分子材料

人工脏器

心脏

肾脏医用高分子材料嵌段聚醚氨酯弹性体、硅橡胶醋酸纤维，聚甲基丙烯酸甲酯，聚丙烯腈，

聚碳酸酯，聚甲基丙烯酸-β-羟乙酯

肝脏赛璐玢（cellophane ），聚甲基丙烯酸-β-羟

乙酯

肺

血管

鼓膜

腹膜硅橡胶，聚丙烯中空纤维，聚烷砜聚酯纤维，聚四氟乙烯硅橡胶硅酮，聚乙烯，聚酯纤维

2.3.2 人工组织

指用于口腔科、五官科、骨科、创伤外科和整型外科等用材料，主要包括：牙科材料（蛀牙填补用树脂和人工齿冠材料等），眼科材料（人工角膜、人工晶状体和人工眼球等），整形外科材料（人工乳房，人工鼻及鞍鼻整形）等。

2.3.3 护理和医疗用具相关的医用材料

该分类包括一次性高分子用品（注射器、输血输液袋等）、高分子绷带材料（弹性绷带、高分子代用石膏绷带、防滑脱绷带）、医用缝合线、护理用高分子材料，如：吸水性树脂（尿不湿、卫生巾、弹性冰、防褥疮护理材料）等[10]。

2.3.4 药用高分子

药用高分子是医用高分子材料中研究最为广泛的一个分类。根据药用方向的不同，又分为以下三个小类[11]：

1）高分于缓释药物载体：时间控制缓释体系（如康泰克等，理想情形为零级释放）、部位控制缓释体系（脉冲释放方式）；

2）高分子药物（带有高分子链的药物和具有药效的高分子）：抗癌高分子药物（非靶向、靶向）、用于心血管疾病的高分子药物（治疗动脉硬化、抗血栓、凝血）、抗菌和抗病毒高分子药物（抗菌、抗病毒）、抗辐射高分子药物、高分子止血剂；

3）药物制剂和包装用高分子材料（这里的包装材料不涉及外包装材料，特指药物在制备过程中需要的高分子材料，它们往往对提高药效、方便药物起作用等方面有一定效果）：药物制剂用高分子材料（液状制剂中的高分子增稠剂、稀释剂、分散剂和消泡剂；固体制剂中的高分子粘合剂、包衣剂、膏剂和涂膜剂）、微胶囊等。

3 医用高分子的性质

3.1 生物功能性

医用高分子的生物功能性是使用的依据，根据不同的使用环境和用途，医用高分子应展现不同的生物功能性。例如：当羟基磷灰石作为骨组织工程材料时，机械强度是它的功能性[12]；壳聚糖作为缓释药物时，缓释性是其生物功能，作为靶向修饰物时，靶向性又是其生物功能[13]。

3.2 生物相容性

医用高分子材料的生物相容性包括2个方面：一是材料反应，主要包括材料在生物环境中被腐蚀、吸收、降解、磨损和失效等；二是宿主反应，包括局部和全身反应，如炎症、细胞毒性、凝血、过敏、致畸和免疫反应等。对于非降解型医用高分子材料，稳定性和相容性是重要的，这些问题包括与细胞组织（包括血液）的相容、水解的稳定性，与药物和药物处理的反应，钙化作用，长期的功能，诱变的或致癌的作用以及无菌性。对于生物降解型医用高分子材料，关键问题是可吸收性和它的测量及定义界限以及对细胞组织部位的效果，酶和其他活性物质

对于高分子材料吸收性的作用，退化产品的吸收作用，消毒对于功能度和退化性能不稳定的释放媒介物渗到高分子材料行为的作用，以及材料对于伤口愈合的效果[14]。

4 医用高分子的表面改性方法

材料与生物体的相互作用情况决定了材料组织相容性的程度。材料对组织相容性的影响包含着两种特征尺度水平上的因素。一是微观分子水平，这类影响主要表现为材料表面的化学组成、形态结构、电荷性质及其分布等等。另一个是宏观尺度水平，这类影响包括材料的物理力学性质、材料的宏观形态尺寸等。

生物医用高分子材料与生物体接触时，可能会使生物体发生毒性、致敏、炎症、致癌、血栓等生物反应，材料表面与生物环境的相互作用是影响发生这些反应的最主要因素，而两者的相互作用与生物医用高分子材料表面的结构、成分、形貌、能量状态、亲疏水性、所带电荷、导电特征等有关。通过物理、化学、生物等方法改善、优化材料的表面性质，可改善和促进材料表面与生物环境的相互作用，大幅度提高生物医用高分子材料与生物体的相容性[15]。

4.1 物理方法

4.1.1 表面涂层

当异体与血液相接触，其表面很快会吸附一层蛋白质，一些能促进血小板粘附的蛋白质及吸附在异体表面的血纤维蛋白原通过作用将会粘附和活化血小板，致使产生凝血现象。通过在生物医用高分子材料表面增加抗凝血涂层，钝化敏感的生物材料表面，即血液不会直接接触材料表面，可有效提高生物医用高分子材料表面的抗凝血性。。Lewis [16]等合成了可交联的2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱、甲基丙烯酸月桂醇酯、甲基丙烯酸羟丙酯和甲基丙烯酸三甲氧基硅丙酯的共聚物抗凝血涂层。这种涂层与基材表面的粘合力增强，可用于涂层易脱落或发生形变的医疗器件。

表面涂层技术是将生物活性物质涂抹在高分子材料表面，形成生物相容性涂层，涂层与基底材料之间的粘附作用主要依赖氢键、范德华力等物理作用来维系，这也导致涂层与基材表面的粘合力较弱，涂层稳定性较差，特别是一些易脱落、易变形的医疗器件，会使涂层从基材表面脱落。尽管如此，表面涂层技术以其设

备简单、易于操作、均一性好等其他方法所不具备的特点和优势，在生物材料表面改性过程中常被优先考虑[17]。

4.1.2 物理共混

将少许的抗凝血添加剂与基材共混得到性能优良的抗凝血材料。多为两亲性共聚物的抗凝血添加剂，进入基材本体后，为减少界面自由能，会富集在基材的表面。Ishihara [18]等合成的2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱—甲基丙烯酸正十二烷基酯和2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱—甲基丙烯酸正丁酯的共聚物，将其共混于聚砜，可提高聚砜渗析膜的血液相容性。

4.2 化学方法——表面接枝法

通过接枝亲水基团或疏水基团来改善血液相容性是提高材料抗凝血性的一个重要途径，通过这种方法获得的表面层与基材结合牢固，不会轻易脱落。用于表面接枝改性的方法有化学试剂法、偶联剂法、紫外光照射法、等离子体法、高能辐射法、光化学法等。这些方法是基于接枝侧链对血蛋白和血细胞的排斥而减少吸附或是基于侧链的水溶性、柔顺性使材料的表面有利于维持血蛋白和血细胞的正常构象，从而使材料表面类似于人体生物膜来达到抗凝血性的目的[19]。

4.2.1 表面接枝改性

目前，关于高分子生物材料表面接枝技术的研究主要集中在接枝方法和接枝表面的抗凝血性上，前者是寻找材料表面产生接枝活性点的有效方法，而后者主要是通过接枝单体的设计和选择来研究表面结构、性质的改变对抗凝血性的影响

[20]。

近年来，基于仿细胞膜外层结构的2—甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱(2-methacryloyloxyethylphosphorylcholine，MPC) 及其共聚物在生物材料表面改性方面表现出良好的血液相容性和组织相容性，已成为生物材料表面接枝单体研究的新热点。王康[21]等通过臭氧活化的方法在Dacron 人工血管表面接枝MPC ，并证实了在Dacron 人工血管补片表面接枝MPC 的存在，有效抑制了早期补片表面血栓形成，抑制炎症细胞的浸润，抑制纤维蛋白原的沉积，使早期的新内膜增生减少，较接枝前有更好的生物相容性。

4.2.2 等离子体表面改性

等离子体表面改性用等离子体方法来改善生物医用高分子材料的血液相容性，一般通过等离子体表面处理、表面聚合、表面接枝聚合来实现[22]。

1）等离子体表面处理：等离子体表面处理是将材料置于非聚合性气体（如CH 4、NH 3、N 2、O 2、Ar ）中，利用等离子体中的能量粒子、活性物种与材料的表面

发生反应，在材料表面产生特定的官能团，改变材料的表面结构，达到对材料进行改性。采用O 2等离子体处理聚丙烯中空纤维膜表面，处理后材料表面羰基、

烷氧基等极性基团明显增加，其表面自由能得以提高，进而使得材料的溶血率和血小板粘附密度下降。

2）等离子体表面聚合[23]：等离子体表面聚合是将高分子材料置于聚合性气体中，在其表面沉积形成一层较薄的聚合物。等离子体表面聚合具有以下特点：

（1）单体的种类可为多种有机化合物；（2）等离子体聚合物膜为无针孔的薄膜，化学稳定性好、热稳定性及机械强度优良，具有高度交联的网状结构，对基材的粘着性很好；（3）可以调控等离子体聚合物膜的交联度以及物理、化学特性；（4）聚合过程中无需使用溶剂，运用方便、灵活。

3）等离子体表面接枝聚合：等离子体接枝聚合是将等离子体作为一种能源基体，对材料表面进行预处理，并在材料表面产生活性自由基，引发功能性单体在材料表面进行热接枝或紫外光接枝。但热接枝需要高温，且耗时较长。紫外光接枝具有反应时间短、反应条件温和的特点，是近年来等离子体表面技术研究的热点[24]。

4.2.3 光化学固定法

光化学固定法是在紫外或可见光（200～800 nm ）照射下，带有双官能团（热活性基团和光活性基团）的光偶联剂将含有生物活性成分的化合物分子偶联到材料表面，其途径通常有2种：（1）将目标分子与光偶联剂先进行化学反应，生成带有光活性基团的衍生物，然后进行光化学反应使目标分子共价偶联到高分子材料表面，是光化学固定法表面改性中最常用的一种途径；（2）先用光偶联剂对高分子材料表面进行光化学处理，再通过光偶联剂与目标分子发生反应。光化学固定法在改善材料表面性能的同时，不会影响材料的本体性质；不需要复杂的仪器和苛刻的工艺条件，操作简便、反应迅速、成本较低。此外，此法通用性较强，材料表面不需要反应性官能基团，同时能使材料表面处于高度有序状态，抗凝血性更显著[25]。

4.3 表面仿生化改性

改善生物医用高分子材料血液相容性的理想方法是对材料表面进行仿生化改性，使其不被血液视为异物，在机体内不会被新陈代谢掉。实现仿生化的途径主要有3种：（1）表面肝素化；（2）仿生物膜结构—表面磷脂化；（3）表面内皮化—在材料表面种植、培养血管内皮细胞。

4.3.1 表面肝素化

肝素是最早被认识的天然抗凝血药物，通过抑制凝血酶原的活化，延缓和阻止纤维蛋白网络的形成而阻止凝血，具有很好的抗凝血效果，亦可能会减少导管介入所引起的细菌感染[26]。将肝素固定于医用生物高分子材料表面，是材料的抗凝血性改善的重要途径，采用的方法有物理吸附法和化学偶合法，物理吸附法结合不太牢固，但能够保持肝素的构象不变；化学偶合法的结构稳定，但不易保持肝素的构象，从而使得抗凝血性能降低。刘建伟[27]等采用逐步偶合接枝方法，先将聚乙二醇接枝在聚对苯二甲酸乙二醇酯表面，然后在聚乙二醇末端通过化学偶合方法接枝抗凝血药物肝素。

4.3.2 表面磷脂化

细胞膜外表面主要由卵磷脂构成。卵磷脂中的两亲性磷酸胆碱（phosphorylcholine ，PC ）基团具有很强的抗凝血活性，含有PC 端基的表面对血细胞呈惰性，不会吸附和激活血小板；另外，PC 端基带有等量正、负电荷，亲水性较好，可减弱与蛋白的相互作用，并可逆吸附蛋白，因此，被吸附的蛋白能购保持其自然构象[28]。改善材料的血液相容性的有效方法是在医用材料中引入磷酸胆碱基团。Konno [29]等利用2—甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱和甲基丙烯酸共聚物侧链上的羧基修饰芳香叠氮基团，在“掩蔽曝光”条件下进行特定位点的接枝反应，改性区域对蛋白吸附和血小板粘附得到明显改善。

4.3.3 表面内皮化——内皮细胞固定法

生物医用高分子材料由于接触到的生物体系成分（如体液、酶、细胞、自由基等）复杂，生物学环境极其复杂，仅仅依靠表面修饰很难使其血液相容性得到很大的改善。研究者发现改善血液相容性的重要途径是通过应用组织工程技术在材料表面原位培养人体内皮细胞。血管内皮细胞是体内新陈代谢十分活跃的内分

泌器官。通过血管内皮细胞的物理屏障作用及调节维持凝血因子和抗凝血因子之间的动态平衡，可使血液正常流动，而不发生凝血。目前，改善材料血液相容性的理想方法是在生物医用高分子材料表面种植、培养血管内皮细胞，但直接将内皮细胞种植在基质材料表面不仅增殖速度慢，而且容易脱落分离。因此，通过共价键结合作用可将内皮细胞固定在材料表面，然后再在其上种植和培养内皮细胞

[30]。

5 总结与展望

生物技术将是21世纪最有前途的技术，医用高分子材料将在其中起到重要的作用，其性能将不断提高，应用领域也将进一步拓宽，尤其在医疗卫生领域。其未来发展可概括为四个方面：一是，生物可降解高分子材料的应用前景更加广阔，医用可生物降解高分子材料因其具有良好的生物降解性和生物相容性而受到高度重视，无论是作为缓释药物还是作为促进组织生长的骨架材料，都将得到巨大的发展；二是，复制具有人体各部天然组织的物理力学性质和生物学性质的生物医用材料，达到高分子的生物功能化和生物智能化，是医用高分子材料发展的重要方向。三是，人工代用器官在材料本体及表面结构的有序化、复合化方面将取得长足进步，以达到与牛物体相似的结构和功能，其生物相容性也将明显提高·四是，药用高分子和医药包装用高分子材料的应用将会继续扩大。

参考文献

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范文二：3 高分子材料的结构与性能 [兼容模式]

2013-12-06

近晶型 smectic state

胆甾型 cholesteric state

2013-12-06

液晶高分子的分类

制备方法

热致性液晶（溶致性液晶（晶体熔化）晶体在溶剂中溶解）

分子结构

主链型液晶侧链型液晶

高分子液晶具有的性能

热稳定性高，刚硬，高冲击强度，化学惰性，耐燃，燃烧产物基本无毒…

…

高分子液晶的应用

高强度、高模量纤维（如： Kevlar 纤维）液晶高分子原位复合材料功能材料（如：信息显示材料、光学记录材料）生物膜

2013-12-06

3.1.3.4 聚合物取向态结构

聚合物的取向：链段、整个大分子链以及晶粒在外力场作用下沿一定方向排列的现象。

取向分类：

按取向方式分：单轴取向和双轴取向按取向机理分：分子取向和晶粒取向

大尺寸取向

非晶态聚合物

小寸取向小尺寸取向

结晶聚合物

图3-14 结晶聚合物取向机理

2013-12-06

取向与结晶的异同

取向是使高分子链“单向”或“双向”有序化。取向后的结构是外力强迫形成的相对稳定或不稳定的结构。结晶是使高分子链 “三维空间”或“三向”有序化。结晶后的结构是稳定的结构。

相同点

高分子链排列有序化

取向与结晶的相互关系

能结晶肯定能取向，但能取向不一定能结晶。

3.2 聚合物的分子运动及物理状态

3.2.1 聚合物的分子运动特点

运动单元的多重性多重运动单元：主链、侧链、链节、侧基…… 特点对时间的依赖性对温度的依赖性明显的松弛特性温度，松弛过程加快

2013-12-06

3.2.2 聚合物的物理状态

3.2.2.1 凝聚态和相态

相态

热力学结构学热力学参数

凝聚态

动力学物体对外场响应特性松弛过程 50 外力场

3.2.2.2 非晶态聚合物的三种力学状态

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玻璃态（塑料和纤维）

T< tg="" ：分子链、链段不能运动，="">

高弹态（橡胶）

Tg <>

粘流态（成型加工的状态）

Tf <>

线型无定形高聚物形变～温度曲线 Tg 玻璃化转变温度； Tf 粘流温度 Td 分解温度

3.2.3 聚合物的玻璃化转变及次级转变

聚合物玻璃化转变：从玻璃态到高弹态间的转变。大分子链段开始运动的温度

物理性能发生急剧变化

次级转变：低于Tg的

松弛过程，即β、γ、 δ等松弛过程。 53

2013-12-06

3.2.4 聚合物熔体的流动

非晶聚合物结晶聚合物特点： T>Tf T>Tm

黏度大，流动性差聚合物熔体是假塑性流体，黏度随剪切速率的增加而下降聚合物熔体流动时伴有高弹形变，即表现弹性行为 54

？

3.3 高分子材料的力学性能

结构特性力学特性

3.3.1 力学性能的基本指标

应变：当材料受到外力作用而又不产生惯性移动时，其几何形状和尺寸所发生的变化。应力：材料单位面积上的内力。

应变类型简单拉伸简单剪切均匀压缩

2013-12-06

弹性模量：简称模量，是单位应变所需应力的大小，是材料刚性的表征。硬度：衡量材料表面抵抗机械压力的一种指标。与材料的抗张强度和弹性模量有关。抗张强度强度抗弯强度

轴向施加拉伸力施加静弯曲力矩

抗冲击强度试样受冲击载荷而破裂时单

位面积所吸收的能量，衡量材料韧性

3.3.2 高弹性

特点

典型代表：适度交联的聚合物 1> 弹性模量小、形变大 2> 弹性模量与绝对温度成正比 3> 形变时有热效应，伸长时放热，回缩时吸热 4> 在一定条件下，高弹形变表现明显的松弛现象。

高弹形变的本质

大分子链在自然状态下处于无规线团状态，构象数最大，故熵值最大。当处于拉伸应力作用下时，大分子链被伸展，构象数减少，熵值下降。而热运动可使大分子链恢复到熵值最大、构象数最多的卷曲状态，因而产生弹性回复力，发生高弹形变。

2013-12-06

3.3.3 黏弹性

定义：聚合物既有黏性又有弹性的性质，实质是聚合物的力学松弛行为。

黏弹性

静态黏弹性

动态黏弹性

静态黏弹性：在固定的应力（或应变）下形变（或应力）随时间延长而发展的性质。

典型表现

蠕变

应力松弛

蠕变：在一定温度、一定应力作用下，材料的形变随时间的延长而增加的现象。应力松弛：在温度、应变恒定的条件下，材料的内应力随时间的延长而逐渐减小的现象。

2013-12-06

动态黏弹性：在应力周期性变化作用下聚合物的力学行为。

黏弹模型：可采用表示弹性的弹簧与表示黏性的黏壶组合而成模型。

Maxwell模型

Voigt模型

3.3.4 聚合物的力学屈服

应力－应变曲线及其类型

研究材料强度和破坏的重要实验手段是测量材料的拉伸应力-应变特性。将材料制成标准试样，以规定的速度均匀拉伸，测量试样上的应力、应变的变化，直到试样破坏。常用的哑铃型标准试样如图所示，试样中部为测试部分，标距长度为l0，初始截面积为A0。

哑铃型标准试样

范文三：浅析高分子材料性能与组成和结构的关系

专家讲座

1.6

浅析高分子材料性能与组成、结构的关系

北京工商大学教授王锡臣

一．概述

1．高分子材料及其分类：

相对分子质量超过10000的化合物称之高分子材料，又称高聚物或聚合物。高分子材料可分天然高分子（如淀粉、纤维素、蚕丝、羊毛等）和合成高分子，通常所说高分子材料指的是后者。

按其应用来分，高分子材料可分为塑料、橡胶、化纤、涂料和粘合剂五大类，有时又将塑料和橡胶合称为橡塑。由于大量新材料的不断出现，上述分类方法并非十分合理。 2．决定高分子材料性能主要因素：（1）化学组成：

高分子材料都是通过单体聚合而成，不同单体，化学组成不同，性质自然也就不一样，如聚乙烯是由乙烯单体聚合而成，聚丙烯是由丙烯单体聚合而成的，聚氯乙烯是由氯乙烯单体聚合而成。由于单体不同，聚合物的性能也就不可能完全相同。

（2）结构：

同样的单体即化学组成完全相同，由于合成工艺不同，生成的聚合物结构即链结构或取代基空间取向不同，性能也不同。如聚乙烯中的HDPE、LDPE和LLDPE，它们的化学组成完全一样，由于分子链结构不同即直链与支链，或支链长短不同，其性能也就不同。

（3）聚集态

高分子材料是由许许多多高分子即相同的或不相同的分子以不同的方式排列或堆砌而成的聚集体称之聚体态。同一种组成和相同链结构的聚合物，由于成型加工条件不同，导致其聚集态结构不同，其性能也大不相同。高分子材料最常见的聚集态是结晶态、非结晶态，又称玻璃态和橡胶态。聚丙烯是典型的结晶态聚合物，加工工艺不同，结晶度会发生变化，结晶度越高，硬度和强度越大，但透明降低。PP双向拉伸膜之所以透明性好，主要原因是由于双向拉伸后降低了结晶度，使聚集态发生了变化的结果。

（4）分子量与分子量分布（相对分子质量与相对分子质量分布）：

对于高分子材料来说，分子量大小将直接影响力学性能，如聚乙烯虽然都是由乙烯单体聚合而成，分子量不同，力学性能不同，分子量越大其硬度和强度也就越好。如PE蜡，分子量一般为500~5000之间，几乎无任何力学性能，只能用作分散剂或润滑剂。而超高分子量聚乙烯，其分子量一般为70~120万，其强度都超过普通的工程塑料。表-1列出LDPE性能与相对分子质量的关系。

第二届改性塑料新技术、新产品（配方设计与加工）推广培训班讲义

高分子材料实际上是不同分子量的混合体，任何高分子材料都是由同一种组成而分子量却不相同的化合物构成。通常所说的分子量大小是指的平均分子量。分子量分布这一专用述语是用来表示该聚合物中各种分子量大小的跨度。分子量分布越窄即跨度越小，同样平均分子量的高分子材料其耐低温脆折性和韧性越好，而耐长期负荷变形和耐环境应力开裂性下降。 3．表征高分子材料性能常用的两个物理量：（1）密度：

单位体积物质的质量称之密度，其单位一般用g/cm3表示。对于高分子材料来说，密度大小表示高分子链之间接近的程度，或者说密堆积的程度。同一种高分子材料，密度大小将表示支链化的程度。支链化程度越小，密度越大，材料的硬度强度越好，而韧性降低。表-2列出聚乙烯性能与密度的关系。

从表-2中所列数据可以看出，断裂伸长率和缺口冲击强度之间成正比关系，而与硬度和拉伸强度则成反比关系。这种规律几乎适用于所有高分子材料。断裂伸长率和缺口冲击强度越大，材料的韧性越好，而强度相反越小。（2）熔体流动速率—MFR：

熔体流动速率（MFR）是指在规定的试验条件下，10min内挤出的热塑性高分子材料的量（见GB/T2035-1996），其单位为g/10min。MFR是通过熔体流动速率测定仪测得的。不同的高分子材料其测定条件并不相同，如PE是在190±5℃、21.2N负荷作用下测得，PP是在230±5℃、21.2N负荷作用下测得。

MFR是高分子材料分子量大小另一种表征形式，MFR越大高分子材料的分子量越小。对于LDPE来说，MFR与数均分子量（）之间具有以下定量关系：

MFR L是表征高分子材料熔体表观粘度（η）大小的物理量，二者的关系如下式所示：

以上两个关系式只是近似定量关系式，主要适用高MFR的高分子材料。从两关系式可以看出，MFR越大，越小，η也越小，材料的加工流动性越好。 4．选择载体树脂的理论依据：

载体树脂是一种用来作填充料（填充母粒和色母粒）的树脂，顾名思义是借助于该树脂的作用将填充料分散到塑料制品中。为此，载体树脂必须具备以下两个条件：（1）MFR要大：

由以上讨论所知MFR越大，树脂的分子量（）越小，熔体粘度（η）也就越小，熔体的流动性越好，对无机粉表面包覆越充分，最好能使无机粉每一颗原生粒子的表面都裹上一层载体

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树脂膜，才能使填料均匀地分散到塑料制品中。

载体树脂的MFR最好为10~20，不同用途的填充母粒应有所不同。用作膜的填充母粒尤其是流延膜最好选MFR为16~20的树脂。选用两种不同MFR的树脂复配使用比单一树脂的效果更好。复配后的混合树脂的MFR可以通过图-1近似求得。

图-1 两种不同PE混合后MFR

图-1是一个示意图。图中的A点表示60份MFR为20的PE与40份MFR为10.5的PE混合物的MFR，为16。B点表示40份MFR为20的PE与60份MFR为5.6的PE混合物的MFR，为10.8。C点表示80份MFR为14份的PE与20份MFR为4的PE混合物的MFR，为11.6。（2）载体树脂与制品中的基体树脂相容性要好

填充母粒中的载体树脂的功能是将无机粉运载到制品基体树脂中，并能与基体树脂形成一个均匀体系。为此，载体树脂与基体树脂必须相容性好。判断树脂间的相容性有两种方法，即溶解度参数法和内聚能（或内聚能密度）法。表-3列出常见几种聚合物的溶解度参数。表-4列出聚合物中常见基团内聚能。聚合物内聚能等于分子中各种基团内聚能总和，所以从基团内聚能大小可以判断不同聚合物之间内聚能的差异。

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溶解度参数法只适用于非极性聚合物，如PE、PP、PS等。

凡是两种聚合物溶解度参数之差的绝对值小于0.5，二者相容，否则不相容。

内聚能法适用于所有聚合物，聚合物内聚能相同或相近、相容，符合有机物相似相溶的基本规则。

二．聚乙烯性能与结构的关系

聚乙烯的合成单体都是乙烯，其组成相同。由于合成方法不同，聚乙烯的结构有所不同，其性能也不完全相同。

1．高压聚乙烯（低密度聚乙烯）——LDPE：

LDPE是在微量氧的存在下，通过高温（200℃）高压（1000大气压）聚合而成。从聚合机理来说属于自由基聚合，易引起链转移，所以支链比较多，每1000个C的主链上具有15~30个支链，而且支链比较长，链与链之间距离较大，密度小（0.910~0.925g/cm3），故又称之低密度聚乙烯。

2．低压聚乙烯（高密度聚乙烯）——HDPE

HDPE是在齐格勒—纳塔催化剂作用下，在65~95℃，1~14个大气压下聚合而成。

从聚合机理来说属于阴离子配位聚合，很少发生链转移，支链很少，而且很短，每1000个C主链上仅有0.5~3个支链，分子量较大，为7~30×104，几乎是LDPE的2倍以上。由于支链少，而且短，分子链之间靠的比较近，密度大（0.940~0.965 g/cm3），故又称之高密度聚乙烯。 3．线型低密度聚乙烯——LLDPE

LLDPE合成工艺基本上与HDPE相同，所不同的是所用单体除乙烯外，还有小部分α-烯烃如1-丁烯、丙烯、1-己烯、1-辛烯等。实际上LLDPE是乙烯与α-烯烃共聚物。所谓线型指的是两种单体在聚合过程中头尾相接而成，并非无支链。虽然也有许多支链，但支链的长度仅仅是α-烯烃聚合后余下的部分，分子链之间距离较LDPE小，密度比LLDPE大，但比HDPE小。

三种聚乙烯从主链组成来看，都是以—CH2—为主体的链状高分子化合物。所不同的只是结构上的差异即支链化程度和支链的长短不同。如图-2所示。

图-2 三种PE分子链结构示意图

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尽管三种PE只是在链结构上有所差异，却直接影响到分子链间的距离，进而影响到材料的密度，正如表-2所示，材料的密度主要由链结构所决定。而密度又直接影响材料性能，所以链结构不同性能自然也就不同。 4．茂金属聚乙烯——mPE

mPE是以金属茂（MAO即甲基铝氧化物）为催化剂，用乙烯丙烯为原料，聚合而成。实际上是乙烯、丙烯共聚物。与普通乙烯丙烯共聚物最大区别是：由于金属茂催化剂的强定向作用，使分子链中的丙烯单体和单体上的甲基呈有序排列，而且分子量分布窄。

正由于mPE上述结构特征，使mPE具有如下优异特性：（1）韧性好、刚性大、透明性和清洁度比普通PE都好；（2）熔体强度大，不易发生破裂，适合加工超薄膜制品；

（3）熔体粘度大，热稳定性好，315℃以上才开始分解，可以在288~315℃下加工生产复合膜，膜与膜间粘合力大，复合膜强度好。

（4）低温热封性好，比LDPE低18℃，比LLDPE低26℃，比EVA低5℃，是至今低温热封性能最好的树脂，可广泛应用于食品包装。

三．聚丙烯性能与结构关系：

工业上的聚丙烯（PP）有均聚物和共聚物两大类型。 1． PP均聚物：

通常所用的PP都是PP均聚物。它是以丙烯为原料在齐格勒——纳塔催化剂作用下，通过阴离子定向聚合而成。市场上销售的有粉状和粒状两种类型产品，后者是通过二次造粒制得的。

与PE相比PP最大区别是C链上含有甲基，甲基的存在使分子链间距增大，密度减小，PP在所有树脂中密度最小（0.90~0.91g/cm3）。聚丙烯C链的甲基还能使叔C原子活化，使PP不稳定，在空气氧或阳光或加热情况下容易分解；所以PP在加工中应加入一定量稳定剂（粒状PP内已含有稳定剂）。PP C链上的甲基在空间取向不同，PP可分等规PP、间规PP和无规PP三种：

等规PP和间规PP C链上的甲基在空间取向是规整有序的，或取向一致，或间隔取向。而无规PP C链上的甲基在空间取向无规律性，随意排布。也正由于这结构上的微少差异，使其性能差别很大，等规PP和间规PP具有很好的力学性能（市场所售PP为等规PP），而无规PP呈蜡状物，基本上无力学性能。

等规PP与PE在力学性能上最大区别是具有强的力的异向性。PP沿着C链方向拉伸，即纵向拉伸强度非常好，而沿着垂直C链方向拉伸则强度很弱。其原因同样是甲基的存的，而且是规整的排列，使PP分子链无法靠近，分子链之间是靠范德华力相连接，而范氏力与分子间距离

等规

间规

无规PP

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成反比。所以PP分子链间的范氏力远远小于PE。

从上述讨论，可以看出，PP的几乎所有性能都与甲基和甲基的空间排布方式有关，PP与PE性能上的差异完全由甲基的存在所决定。 2． PP共聚物：

PP共聚物主要是丙烯与乙烯共聚物。除前面介绍的mPE外，丙烯与乙烯共聚物主要有以下几种。

（1）乙-丙橡胶：

PP共聚物的性能与组成具有密切关系，当共聚物中丙烯含量为5~10%时，与PE相比，除韧性提高外，其它性能基本与PE相同。当丙烯含量为40~70%时，则完全成为一种无定形的橡胶状弹性体，称之为乙-丙橡胶。主要用作其它树脂改性剂，可提高材料的韧性和抗冲击强度。当丙烯含量大于80%时，则性能趋向PP，但比PP性能好。（2）PP无规共聚物：

PP无规共聚物中，乙烯含量一般不超过20%。所谓无规是指乙烯单体在无规共聚物分子链中呈无规则排列，乙烯可起到阻止共聚物结晶作用，使结晶度降低，玻璃化温度降低，但透明性、柔软性和光泽度提高。PP无规共聚物主要用来制作耐寒性薄膜、低温热封性包装膜和透明性中空制品。

（3）PP嵌段共聚物

PP嵌段共聚物的分子链中乙烯和丙烯组分呈嵌段式排布。嵌段共聚物中乙烯含量为5~20%。与PP无规共聚物相比，软化温度降低很小，而脆化温度却提高很大。PP嵌段共聚物与PP等规均聚物相比，在刚性基本保持不变的情况下，耐低温性、韧性和抗冲击性却得到较大提高。

PP嵌段共聚物与HDPE相比，耐热性、抗应力开裂性、抗蠕变性和表面硬度都获得提高，而收缩率降低。PP嵌段共聚物主要用于耐冲击的聚丙烯制品，如啤酒瓶等各种容器，管材、洗衣机内缸等家电制品。

从上述PP共聚物的讨论中，可以进一步证明，高分子材料的性能与其组成和结构有着密切关系。

四．苯乙烯系列聚合物性能与组成关系：

1．通用级聚苯乙烯——PS

PS是苯乙烯的均聚物（），是一种线型无定型热塑性树脂，是苯乙烯系列聚合物中主要品种。

PS质轻坚硬，密度为1.05g/cm3，无色、透明，具有较好刚性、透明性和表面光泽性，冲击强度小，耐磨性差，软化温度为80~90℃，热容低，流动性好，易加工成型。主要用于日用小商品、包装、建材和家用电器零部件等。其中用量较大的是发泡制品，即EPS制品。

EPS是在合成PS过程中，加入5~8%的低沸兰烃类发泡剂，如石油醚、丙烷、丁烷和戊烷等。为了提高发泡效果，还加入少量交联剂、阻燃剂和孔尺寸控制剂等。 2．抗冲击聚苯乙烯——HIPS

HIPS是苯乙烯与丁二烯的共聚物，结构式为：

PS性能上最大缺陷是性脆、韧性小，抗冲击性差。为了克服它的不足，在合成过程中加入

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6~8%的聚丁二烯橡胶，实际上HIPS是聚丁二烯接枝苯乙烯的共聚物。由于聚丁二烯是一种弹性体，它的引入可以明显改善PS的韧性。HIPS的性能与聚丁二烯含量有密切关系，含量增加韧性增大，冲击强度增加，但拉伸强度和弯曲强度下降。一般控制聚丁二烯含量为6~8%为宜。

HIPS可以替代ABS树脂制作日用器皿、家电部件和办公用品等。 3．丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物——ABS

ABS树脂是目前价格适中，应用范围较广，性能较好的一种工程塑料。它是在PS和HIPS的基础上设计发明的。其结构式为：

ABS是一种三组分组成的聚合物（即三元共聚物），聚苯乙烯具有较好的光泽性、透明性和加工性，聚丁二烯为橡胶弹性体，具有良好韧性和抗冲击性，聚丙烯腈（俗称人造毛）具有高度化学稳定性、耐油性和表面硬度，三者结合为一体，可充分发挥各自的优势，成为一种综合性能优异的高分子材料。

ABS树脂为无定形聚合物，熔融温度为221~245℃，热分解温度为270℃，耐热性好，具有极好的低温抗冲击性能、尺寸稳定性、电性能、耐磨性和成型加工性。可广泛用于电子电器、仪器仪表、汽车零部件、家用电器和办公用品等。由于分子中含有氰基（—CN），易吸潮水解，所以加工之前必须充分干燥。 4．苯乙烯系列其它聚合物：

（1）苯乙烯-丙烯腈共聚物——AS树脂

AS树脂是由丙烯腈与苯乙烯共聚而成，结构式为：

AS树脂与PS相比，具有更好的硬度、刚性、耐热性、耐溶剂性。AS树脂的性能取决于丙烯腈的含量，随之丙烯腈含量增加，熔体粘度和强度提高，防渗透性、耐化学品性和抗紫外线性能也有所提高，但热稳定性降低。一般丙烯腈含量为20~35%。

AS树脂主要用于制作仪表盘、家电零部件、日用品、医疗器材等。（2）苯乙烯-丁二烯共聚物——K树脂

K树脂是由苯乙烯和丁二烯共聚而成，其结构式为：

K树脂中苯乙烯含量为75%左右。与AS相比，分子中的丙烯腈换成具有橡胶性能的丁二烯，所以K树脂具有良好耐冲击性、挠屈性能好、柔软而有弹性，透明性好。

K树脂可经受γ射线辐照消毒处理，适宜用于高级食品和药物的包装，还被大量用于透明罩、合页式盒子、玩具、装饰品、医疗器材和办公用品等。（3）透明ABS——MBS：

MBS是由甲基丙烯酸甲酯、丁二烯和苯乙烯共聚而成，其结构式为：

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甲基丙烯酸甲酯是合成有机玻璃的单体，将ABS分子中的丙烯腈换成甲基丙烯酸甲酯，便可制得高透明产品。MBS具有类似ABS力学性能，但透明度都明显提高，厚度为3.2mm的制品透光率可达85~90%，雾度6%，抗冲击性、刚性和耐寒性均很好，在-40℃下仍有较好的韧性，耐紫外光性能也优于ABS。可广泛用于制作透明管材、电器设备、汽车零部件、仪器仪表透明罩和防尘罩、文具、矿灯罩和各种装饰品。

从上述对苯乙烯系列聚合物性能与组成关系的讨论中，再一次证明高分子材料的性能与组成结构的依赖关系。高分子材料分子中组成或结构任何微小变化，都会使材料的性能发生改变。这正是高分子材料分子设计的理论依据，根据这一理论依据，将会不断研究开发出更多性能优异的新材料。

2006年5月14日

范文四：浅析高分子材料性能与组成、结构的关系

1.6

浅析高分子材料性能与组成、结构的关系

北京工商大学教授王锡臣

一( 概述

1( 高分子材料及其分类:

相对分子质量超过10000的化合物称之高分子材料，又称高聚物或聚合物。高分子材料可分天然高分子(如淀粉、纤维素、蚕丝、羊毛等)和合成高分子，通常所说高分子材料指的是后者。

按其应用来分，高分子材料可分为塑料、橡胶、化纤、涂料和粘合剂五大类，有时又将塑料和橡胶合称为橡塑。由于大量新材料的不断出现，上述分类方法并非十分合理。 2( 决定高分子材料性能主要因素:

(1)化学组成:

(2)结构:

(3)聚集态

(4)分子量与分子量分布(相对分子质量与相对分子质量分布):

表-1 LDPE性能与数均相对分子质量( )的关系

4 ×104.8 3.2 2.8 2.4 2.0 性能

熔体流动速率/g/10min 0.3 2 7 20 70 拉伸强度/MPa 15.8 12.8 10.7 9.2 — 断裂伸长率/% 620 600 500 300 150

2缺口冲击强度/kJ/m ~54 ~54 ~54 ~54 ~54 urban traffic structure in the urban public transport system, rail traffic with a fast, large capacity, low pollution and high efficiency, become an indispensable part of urban traffic structure, is the contradiction between supply and demand of the growing metropolis, cities, effective means to meet the needs of urban traffic. The following table is a rail transport and other modes of urban passenger transport capacity, transportation speed and resource consumption, and so on. Comparison of urban passenger traffic characteristics table 5.1-2 traffic volume (human/h) transport speed (km/people) Road area occupied (M2/people) scope bike 2,000 10-15 3,000 short car 20-50 10-20 wide bus 6,000-9,000 1-2 40-60 0.25-0.5 from the Metro light rail of 10,000-30,000 in long-distance line 3 More than 0,000 40-60 do not occupy an area both in terms of transport over long distances, transport efficiency, or from the level of resource consumption and environmental pollution, rail transport is undoubtedly an effective means to solve the problem of traffic congestion in cities. Especially in urban population strength enormous traffic demand on the route to ease traffic pressure, rail transportation has incomparable advantages. Washington, DC, area of 177km2, and a population of 600,000, is a United States political center. For the Washington Metro system United States second-busiest subway, second only to the New York subway, opened in 1976. Current rail sizes for 5, station 86, total 171.6km, net annual passenger volume reached 223 million people. According to statistics, from 2000 to 2009 vehicle trip down 12.7%, bus travel has increased by 12%. Objectives of the Washington Metro system boils down to the following three points: by driving onto the tracks at the station transfer mode in order to alleviate traffic congestion; For those who will not or cannot drive the person with a better option than conventional public transit; Block highway

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高分子材料实际上是不同分子量的混合体，任何高分子材料都是由同一种组成而分子量却不相同的化合物构成。通常所说的分子量大小是指的平均分子量。分子量分布这一专用述语是用来表示该聚合物中各种分子量大小的跨度。分子量分布越窄即跨度越小，同样平均分子量的高分子材料其耐低温脆折性和韧性越好，而耐长期负荷变形和耐环境应力开裂性下降。 3( 表征高分子材料性能常用的两个物理量:

(1)密度:

3单位体积物质的质量称之密度，其单位一般用g/cm表示。对于高分子材料来说，密度大小表示高分子链之间接近的程度，或者说密堆积的程度。同一种高分子材料，密度大小将表示支链化的程度。支链化程度越小，密度越大，材料的硬度强度越好，而韧性降低。表-2列出聚乙烯性能与密度的关系。

表-2 聚乙烯性能与密度的关系

3 密度/g/cm0.91~0.92 0.93~0.94 0.95~0.96 0.97~0.98

性能

相对硬度/邵氏 1 2 3 4 拉伸强度/MPa 14.4 17.5 24.5 33.5~40.0 断裂伸长率/% 500 300 100 20~25

2 缺口冲击强度/kJ/m 54 27 21 16~18 软化点/? 105 118 124 127

从表-2中所列数据可以看出，断裂伸长率和缺口冲击强度之间成正比关系，而与硬度和拉伸强度则成反比关系。这种规律几乎适用于所有高分子材料。断裂伸长率和缺口冲击强度越大，材料的韧性越好，而强度相反越小。

(2)熔体流动速率—MFR:

熔体流动速率(MFR)是指在规定的试验条件下，10min内挤出的热塑性高分子材料的量(见GB/T2035-1996)，其单位为g/10min。MFR是通过熔体流动速率测定仪测得的。不同的高分子材料其测定条件并不相同，如PE是在190?5?、21.2N负荷作用下测得，PP是在230?5?、21.2N负荷作用下测得。

MFR是高分子材料分子量大小另一种表征形式，MFR越大高分子材料的分子量越小。对于LDPE来说，MFR与数均分子量( )之间具有以下定量关系:

MFR L是表征高分子材料熔体表观粘度(η)大小的物理量，二者的关系如下式所示:

以上两个关系式只是近似定量关系式，主要适用高MFR的高分子材料。从两关系式可以看出，MFR越大，越小，η也越小，材料的加工流动性越好。

4( 选择载体树脂的理论依据:

载体树脂是一种用来作填充料(填充母粒和色母粒)的树脂，顾名思义是借助于该树脂的作用将填充料分散到塑料制品中。为此，载体树脂必须具备以下两个条件:

(1)MFR要大:

由以上讨论所知MFR越大，树脂的分子量( )越小，熔体粘度(η)也就越小，熔体的流动性越好，对无机粉表面包覆越充分，最好能使无机粉每一颗原生粒子的表面都裹上一层载体

urban traffic structure in the urban public transport system, rail traffic with a fast, large capacity, low pollution and high 111 efficiency, become an indispensable part of urban traffic structure, is the contradiction between supply and demand of the growing metropolis, cities, effective means to meet the needs of urban traffic. The following table is a rail transport and other modes of urban passenger transport capacity, transportation speed and resource consumption, and so on. Comparison of urban passenger traffic characteristics table 5.1-2 traffic volume (human/h) transport speed (km/people) Road area occupied (M2/people) scope bike 2,000 10-15 3,000 short car 20-50 10-20 wide bus 6,000-9,000 1-2 40-60 0.25-0.5 from the Metro light rail of 10,000-30,000 in long-distance line 3 More than 0,000 40-60 do not occupy an area both in terms of transport over long distances, transport efficiency, or from the level of resource consumption and environmental pollution, rail transport is undoubtedly an effective means to solve the problem of traffic congestion in cities. Especially in urban population strength enormous traffic demand on the route to ease traffic pressure, rail transportation has incomparable advantages. Washington, DC, area of 177km2, and a population of 600,000, is a United States political center. For the Washington Metro system United States second-busiest subway, second only to the New York subway, opened in 1976. Current rail sizes for 5, station 86, total 171.6km, net annual passenger volume reached 223 million people. According to statistics, from 2000 to 2009 vehicle trip down 12.7%, bus travel has increased by 12%. Objectives of the Washington Metro system boils down to the following three points: by driving onto the tracks at the station transfer mode in order to alleviate traffic congestion; For those who will not or cannot drive the person with a better option than conventional public transit; Block highway

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树脂膜，才能使填料均匀地分散到塑料制品中。

图-1 两种不同PE混合后MFR

图-1是一个示意图。图中的A点表示60份MFR为20的PE与40份MFR为10.5的PE混合物的MFR，为16。B点表示40份MFR为20的PE与60份MFR为5.6的PE混合物的MFR，为10.8。C点表示80份MFR为14份的PE与20份MFR为4的PE混合物的MFR，为11.6。 (2)载体树脂与制品中的基体树脂相容性要好

填充母粒中的载体树脂的功能是将无机粉运载到制品基体树脂中，并能与基体树脂形成一个均匀体系。为此，载体树脂与基体树脂必须相容性好。判断树脂间的相容性有两种方法，即溶解度参数法和内聚能(或内聚能密度)法。表-3列出常见几种聚合物的溶解度参数。表-4列出聚合物中常见基团内聚能。聚合物内聚能等于分子中各种基团内聚能总和，所以从基团内聚能大小可以判断不同聚合物之间内聚能的差异。

表-3 常见聚合物溶解度参数(δ)

聚合物溶解度参数(δ) 聚合物溶解度参数(δ)

PE 7.9~8.1 有机玻璃 9.3

PP 7.6~8.0 PV, 9.5~9.7

乙-丙橡胶 7.9 聚氨酯 10.0

PS 8.6~9.1 PET 10.7

EVA 9.4 PA-66 13.6

urban traffic structure in the urban public transport system, rail traffic with a fast, large capacity, low pollution and high 112 efficiency, become an indispensable part of urban traffic structure, is the contradiction between supply and demand of the growing metropolis, cities, effective means to meet the needs of urban traffic. The following table is a rail transport and other modes of urban passenger transport capacity, transportation speed and resource consumption, and so on. Comparison of urban passenger traffic characteristics table 5.1-2 traffic volume (human/h) transport speed (km/people) Road area occupied (M2/people) scope bike 2,000 10-15 3,000 short car 20-50 10-20 wide bus 6,000-9,000 1-2 40-60 0.25-0.5 from the Metro light rail of 10,000-30,000 in long-distance line 3 More than 0,000 40-60 do not occupy an area both in terms of transport over long distances, transport efficiency, or from the level of resource consumption and environmental pollution, rail transport is undoubtedly an effective means to solve the problem of traffic congestion in cities. Especially in urban population strength enormous traffic demand on the route to ease traffic pressure, rail transportation has incomparable advantages. Washington, DC, area of 177km2, and a population of 600,000, is a United States political center. For the Washington Metro system United States second-busiest subway, second only to the New York subway, opened in 1976. Current rail sizes for 5, station 86, total 171.6km, net annual passenger volume reached 223 million people. According to statistics, from 2000 to 2009 vehicle trip down 12.7%, bus travel has increased by 12%. Objectives of the Washington Metro system boils down to the following three points: by driving onto the tracks at the station transfer mode in order to alleviate traffic congestion; For those who will not or cannot drive the person with a better option than conventional public transit; Block highway

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表-4 聚合物中常见基团内聚能

基团内聚能/K卡/mol 基团内聚能/K卡/mol

—CH 1.78 —OH 7.25 3

—CH 20.99 4.27

0.38 ~5.5

—O—

1.63 16.20

溶解度参数法只适用于非极性聚合物，如PE、PP、PS等。

凡是两种聚合物溶解度参数之差的绝对值小于0.5，二者相容，否则不相容。

内聚能法适用于所有聚合物，聚合物内聚能相同或相近、相容，符合有机物相似相溶的基本规则。

二( 聚乙烯性能与结构的关系

聚乙烯的合成单体都是乙烯，其组成相同。由于合成方法不同，聚乙烯的结构有所不同，其性能也不完全相同。

1( 高压聚乙烯(低密度聚乙烯)——LDPE:

LDPE是在微量氧的存在下，通过高温(200?)高压(1000大气压)聚合而成。从聚合机理来说属于自由基聚合，易引起链转移，所以支链比较多，每1000个C的主链上具有15~30个

3支链，而且支链比较长，链与链之间距离较大，密度小(0.910~0.925g/cm)，故又称之低密度聚乙烯。

2( 低压聚乙烯(高密度聚乙烯)——HDPE

HDPE是在齐格勒—纳塔催化剂作用下，在65~95?，1~14个大气压下聚合而成。从聚合机理来说属于阴离子配位聚合，很少发生链转移，支链很少，而且很短，每1000个C主链上仅有

40.5~3个支链，分子量较大，为7~30×10，几乎是LDPE的2倍以上。由于支链少，而且

3短，分子链之间靠的比较近，密度大(0.940~0.965 g/cm)，故又称之高密度聚乙烯。 3( 线型低密度聚乙烯——LLDPE

三种聚乙烯从主链组成来看，都是以—CH—为主体的链状高分子化合物。所不同的只是结2

构上的差异即支链化程度和支链的长短不同。如图-2所示。

图-2 三种PE分子链结构示意图

urban traffic structure in the urban public transport system, rail traffic with a fast, large capacity, low pollution and high 113 efficiency, become an indispensable part of urban traffic structure, is the contradiction between supply and demand of the growing metropolis, cities, effective means to meet the needs of urban traffic. The following table is a rail transport and other modes of urban passenger transport capacity, transportation speed and resource consumption, and so on. Comparison of urban passenger traffic characteristics table 5.1-2 traffic volume (human/h) transport speed (km/people) Road area occupied (M2/people) scope bike 2,000 10-15 3,000 short car 20-50 10-20 wide bus 6,000-9,000 1-2 40-60 0.25-0.5 from the Metro light rail of 10,000-30,000 in long-distance line 3 More than 0,000 40-60 do not occupy an area both in terms of transport over long distances, transport efficiency, or from the level of resource consumption and environmental pollution, rail transport is undoubtedly an effective means to solve the problem of traffic congestion in cities. Especially in urban population strength enormous traffic demand on the route to ease traffic pressure, rail transportation has incomparable advantages. Washington, DC, area of 177km2, and a population of 600,000, is a United States political center. For the Washington Metro system United States second-busiest subway, second only to the New York subway, opened in 1976. Current rail sizes for 5, station 86, total 171.6km, net annual passenger volume reached 223 million people. According to statistics, from 2000 to 2009 vehicle trip down 12.7%, bus travel has increased by 12%. Objectives of the Washington Metro system boils down to the following three points: by driving onto the tracks at the station transfer mode in order to alleviate traffic congestion; For those who will not or cannot drive the person with a better option than conventional public transit; Block highway

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尽管三种PE只是在链结构上有所差异，却直接影响到分子链间的距离，进而影响到材料的密度，正如表-2所示，材料的密度主要由链结构所决定。而密度又直接影响材料性能，所以链结构不同性能自然也就不同。

4( 茂金属聚乙烯——mPE

mPE是以金属茂(MAO即甲基铝氧化物)为催化剂，用乙烯丙烯为原料，聚合而成。实际上是乙烯、丙烯共聚物。与普通乙烯丙烯共聚物最大区别是:由于金属茂催化剂的强定向作用，使分子链中的丙烯单体和单体上的甲基呈有序排列，而且分子量分布窄。

正由于mPE上述结构特征，使mPE具有如下优异特性:

(1)韧性好、刚性大、透明性和清洁度比普通PE都好;

(2)熔体强度大，不易发生破裂，适合加工超薄膜制品;

(3)熔体粘度大，热稳定性好，315?以上才开始分解，可以在288~315?下加工生产复合膜，膜与膜间粘合力大，复合膜强度好。

(4)低温热封性好，比LDPE低18?，比LLDPE低26?，比EVA低5?，是至今低温热封性能最好的树脂，可广泛应用于食品包装。

三( 聚丙烯性能与结构关系:

工业上的聚丙烯(PP)有均聚物和共聚物两大类型。

1( PP均聚物:

与PE相比PP最大区别是C链上含有甲基，甲基的存在使分子链间距增大，密度减小，PP

3在所有树脂中密度最小(0.90~0.91g/cm)。聚丙烯C链的甲基还能使叔C原子活化，使PP不稳定，在空气氧或阳光或加热情况下容易分解;所以PP在加工中应加入一定量稳定剂(粒状PP内已含有稳定剂)。PP C链上的甲基在空间取向不同，PP可分等规PP、间规PP和无规PP三种:

等规PP

间规PP

无规PP

等规PP和间规PP C链上的甲基在空间取向是规整有序的，或取向一致，或间隔取向。而无规PP C链上的甲基在空间取向无规律性，随意排布。也正由于这结构上的微少差异，使其性能差别很大，等规PP和间规PP具有很好的力学性能(市场所售PP为等规PP)，而无规PP呈蜡状物，基本上无力学性能。

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第二届改性塑料新技术、新产品,配方设计与加工～推广培训班讲义成反比。所以PP分子链间的范氏力远远小于PE。

从上述讨论，可以看出，PP的几乎所有性能都与甲基和甲基的空间排布方式有关，PP与PE性能上的差异完全由甲基的存在所决定。

2( PP共聚物:

PP共聚物主要是丙烯与乙烯共聚物。除前面介绍的mPE外，丙烯与乙烯共聚物主要有以下几种。

(1)乙-丙橡胶:

(2)PP无规共聚物:

(3)PP嵌段共聚物

从上述PP共聚物的讨论中，可以进一步证明，高分子材料的性能与其组成和结构有着密切关系。

四( 苯乙烯系列聚合物性能与组成关系:

1( 通用级聚苯乙烯——PS

PS是苯乙烯的均聚物( )，是一种线型无定型热塑性树脂，是苯乙烯系列聚合物中主要品种。

3PS质轻坚硬，密度为1.05g/cm，无色、透明，具有较好刚性、透明性和表面光泽性，冲击强度小，耐磨性差，软化温度为80~90?，热容低，流动性好，易加工成型。主要用于日用小商品、包装、建材和家用电器零部件等。其中用量较大的是发泡制品，即EPS制品。

EPS是在合成PS过程中，加入5~8%的低沸兰烃类发泡剂，如石油醚、丙烷、丁烷和戊烷等。为了提高发泡效果，还加入少量交联剂、阻燃剂和孔尺寸控制剂等。

2( 抗冲击聚苯乙烯——HIPS

HIPS是苯乙烯与丁二烯的共聚物，结构式为:

PS性能上最大缺陷是性脆、韧性小，抗冲击性差。为了克服它的不足，在合成过程中加入

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HIPS可以替代ABS树脂制作日用器皿、家电部件和办公用品等。

3( 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物——ABS

ABS树脂是目前价格适中，应用范围较广，性能较好的一种工程塑料。它是在PS和HIPS的基础上设计发明的。其结构式为:

ABS是一种三组分组成的聚合物(即三元共聚物)，聚苯乙烯具有较好的光泽性、透明性和加工性，聚丁二烯为橡胶弹性体，具有良好韧性和抗冲击性，聚丙烯腈(俗称人造毛)具有高度化学稳定性、耐油性和表面硬度，三者结合为一体，可充分发挥各自的优势，成为一种综合性能优异的高分子材料。

ABS树脂为无定形聚合物，熔融温度为221~245?，热分解温度为270?，耐热性好，具有极好的低温抗冲击性能、尺寸稳定性、电性能、耐磨性和成型加工性。可广泛用于电子电器、仪器仪表、汽车零部件、家用电器和办公用品等。由于分子中含有氰基(—CN)，易吸潮水解，所以加工之前必须充分干燥。

( 苯乙烯系列其它聚合物: 4

(1) 苯乙烯-丙烯腈共聚物——AS树脂

AS树脂是由丙烯腈与苯乙烯共聚而成，结构式为:

AS树脂主要用于制作仪表盘、家电零部件、日用品、医疗器材等。

(2) 苯乙烯-丁二烯共聚物——K树脂

K树脂是由苯乙烯和丁二烯共聚而成，其结构式为:

K树脂可经受γ射线辐照消毒处理，适宜用于高级食品和药物的包装，还被大量用于透明罩、合页式盒子、玩具、装饰品、医疗器材和办公用品等。

(3) 透明ABS——MBS:

MBS是由甲基丙烯酸甲酯、丁二烯和苯乙烯共聚而成，其结构式为:

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甲基丙烯酸甲酯是合成有机玻璃的单体，将ABS分子中的丙烯腈换成甲基丙烯酸甲酯，便可制得高透明产品。MBS具有类似ABS力学性能，但透明度都明显提高，厚度为3.2mm的制品透光率可达85~90%，雾度6%，抗冲击性、刚性和耐寒性均很好，在-40?下仍有较好的韧性，耐紫外光性能也优于ABS。可广泛用于制作透明管材、电器设备、汽车零部件、仪器仪表透明罩和防尘罩、文具、矿灯罩和各种装饰品。

2006年5月14日

urban traffic structure in the urban public transport system, rail traffic with a fast, large capacity, low pollution and high 117 efficiency, become an indispensable part of urban traffic structure, is the contradiction between supply and demand of the growing metropolis, cities, effective means to meet the needs of urban traffic. The following table is a rail transport and other modes of urban passenger transport capacity, transportation speed and resource consumption, and so on. Comparison of urban passenger traffic characteristics table 5.1-2 traffic volume (human/h) transport speed (km/people) Road area occupied (M2/people) scope bike 2,000 10-15 3,000 short car 20-50 10-20 wide bus 6,000-9,000 1-2 40-60 0.25-0.5 from the Metro light rail of 10,000-30,000 in long-distance line 3 More than 0,000 40-60 do not occupy an area both in terms of transport over long distances, transport efficiency, or from the level of resource consumption and environmental pollution, rail transport is undoubtedly an effective means to solve the problem of traffic congestion in cities. Especially in urban population strength enormous traffic demand on the route to ease traffic pressure, rail transportation has incomparable advantages. Washington, DC, area of 177km2, and a population of 600,000, is a United States political center. For the Washington Metro system United States second-busiest subway, second only to the New York subway, opened in 1976. Current rail sizes for 5, station 86, total 171.6km, net annual passenger volume reached 223 million people. According to statistics, from 2000 to 2009 vehicle trip down 12.7%, bus travel has increased by 12%. Objectives of the Washington Metro system boils down to the following three points: by driving onto the tracks at the station transfer mode in order to alleviate traffic congestion; For those who will not or cannot drive the person with a better option than conventional public transit; Block highway

范文五：《高分子材料结构与性能》课程教学大纲

《高分子材料结构与性能》课程教学大纲

课程代码:070417 课程性质:专业任选总学时:32 学时

总学分:2 开课学期:7 适用专业:化工

先修课程:有机化学、物理化学后续课程:毕业论文

大纲执笔人:HJH 参加人:HGJGHJH 审核人:JHHJH

修订时间:2012年 8月

编写依据:09化学工程与工艺专业人才培养方案(2009)年版

一、课程介绍

高分子材料结构与性能课程是以高分子结构 -性能 -应用为主线,联系其他材料科学,阐述了高分子材料的合成方法、结构性能和主要应用领域, 并简要介绍了各类高分子材料的基础知识和有关的加工成型方法。通过本课程的学习, 使学生能够了解高分子材料的基础知识, 拓宽知识面,使学生进一步了解本专业。它是学生学习《材料物理》、《材料物理实验》、《树脂基复合材料》《复合材料科学与工程实验》、《高分子材料成型加工》、《高分子材料工程实验》等其它专业基础课的先修课程和基础, 同时也是不同专业十几门选修课的先修课程, 在专业培养中处于重要地位。同时, 该课程也可作为化学化工类非高分子专业的本专科生, 为拓宽知识面,认识基础高分子科学相关的选修课,有望发展成化学化工类大学生专业基础课程, 为将来从事材料领域的研究和开发工作打好基础。

二、本课程教学在专业人才培养中的地位和作用

材料在生产与生活中占有非常重要的地位, 并与人们生活紧密相联。而作为材料学中的一大类别——高分子材料正发挥着越来越重要的作用。本门课程作为应用化学以及化学工程与工艺专业本科生的一门专业选修课, 目的在于让学生了解高分子材料学的基础知识, 扩大知识面, 培养学生掌握高分子材料基本知识与概念, 并能初步分析和解决材料研究中的实际问题。高分子材料结构与性能是以高分子材料为基本研究对象的一门课程, 是高分子科学的基础课程。与化学的其它二级学科相比, 它与现代物理学有着更加深刻的亲缘关系, 其发展更加依赖于化学与物理学的进步, 同时也对这两大轴心科学的进步产生深刻的影响。由于近年高分子科学对各个工业部门和科技领域的渗透作用显著, 所以在化学本科等非高分子专业作为选修课教学具有重要的意义。

三、本课程教学所要达到的基本目标

高分子材料结构与性能课程的内容主要包括高分子材料的结构 -性能 -应用的内在联系和塑料、橡胶、纤维、涂料、黏合剂与功能高分子等主要高分子材料品种的介绍,要求学生在掌握高分子材料的结构 -性能 -应用的内在联系的基础上,熟悉塑料、橡胶、纤维、涂料、黏合剂的一些主要品种, 并能对一些材料性能及相关影响因素做出简单解释。通过教学提高学生运用高分子化学与物理的知识分析问题、解决问题的能力。

本课程的基本要求如下:1、掌握高分子的基本知识、基本概念; 2、了解高分子各类材料的特点; 3、了解和掌握高分子材料的各种合成方法; 4、了解和掌握高分子材料的结构与性能的关系。

四、学生学习本课程应掌握的方法与技能

本课程较系统地阐述了高分子材料的合成方法,并以高分子结构 -性能 -应用为主线,介绍了各类高分子材料的基础知识, 是关于高分子材料基础应用的实用课程, 它的任务是使学生较熟练地掌握各类高分子材料的基本概念、制备及其应用,并能运用结构 -性能 -应用的内在联系,初步分析和解决材料研究中的实际问题。

五、本课程与其他课程的联系与分工

《高分子材料结构与性能》课程是材料化学、高分子材料与工程及其相近专业的一门重要课程, 是在学生具备了必要的有机化学、物理化学等基础知识之后, 在学习了高分子化学与物理基础上选修的专业基础课程, 并为功能高分子材料化学, 高聚物合成工艺学等后续专业课程的学习奠定坚实的基础。

六、本课程的教学内容与目的要求

【第一章】材料科学概述(共 2学时)

1、教学目的和要求:

(1)熟悉材料的分类;了解材料的多层次结构。

(2)掌握复合材料及复合效应以及材料工艺及其与结构和性能的关系。

2、教学内容:

(1)第一节材料与材料科学

(2)第二节材料结构简述

(3)第三节材料的性能

(4)第四节材料工艺及其与结构和性能的关系

(5)第五节材料的强化机制

3、教学重点和难点:

(1)重点:材料及材料化过程,复合材料,功能物性,材料结构及性能关系

(2)难点:几个重要概念,复合材料,材料化过程

4、本章思考题:

P289思考题与习题

【第二章】高分子材料的制备反应(共 4学时)

1、教学目的和要求:

(1)熟悉连锁聚合反应与逐步聚合反应的基本反应类型。

(2) 了解高分子材料制备反应的新进展; 掌握自由基聚合反应与自由基共聚合反应的概念、机理及应用以及聚合实施方法。

2、教学内容:

(1)第一节高分子与高分子材料

(2)第二节连锁聚合反应

(3)第三节逐步聚合反应

(4)第四节高分子材料制备反应新进展

3、教学重点和难点:

(1)重点:自由基聚合,乳液聚合,逐步加聚反应

(2)难点:连锁聚合反应与逐步聚合反应机理、反应条件

4、本章思考题:

P289-291思考题与习题

【第三章】高分子材料的结构与性能(共 8学时)

1、教学目的和要求:

(1) 熟悉聚合物大分子联的组成和构造, 聚合物凝聚态结构; 了解高分子材料的力学性能、物理性能以及化学性能。

(2) 掌握聚合物分子运动的特点、聚合物的物理状态、玻璃化转变以及聚合物熔体的流动。 2、教学内容:

(1)第一节聚合物的结构

(2)第二节高聚物的分子运动及物理状态

(3)第三节高分子材料的力学性能

(4)第四节高分子材料的物理性能

(5)第五节高分子材料的化学性能

3、教学重点和难点:

(1)重点:聚合物的柔顺性与构象的关系,聚合物分子运动的特点,聚合物的松弛现象, 聚合物的力学三态,聚合物熔体特性,聚合物的力学屈服以及聚合物的力化学过程。 (2)难点:聚合物的松弛特性,力学屈服现象

4、本章思考题:

P291-293思考题与习题

【第四章】通用高分子材料(共 8学时)

1、教学目的和要求:

(1)熟悉几大类通用高分子材料的基本概念、分类;掌握通用高分子材料的结构、性能及应用。

(2)了解塑料、橡胶、纤维、黏合剂及涂料的制备工艺。

2、教学内容:

(1)第一节塑料

(2)第二节橡胶

(3)第三节纤维

(4)第四节胶黏剂及涂料

3、教学重点和难点:

(1)重点:塑料的组成、作用及成型加工方法,热塑性塑料,工程塑料,热固性塑料,合成橡胶

(2)难点:几个重要概念,通用高分子材料的结构、性能及应用之间的内在联系

4、本章思考题:

P293-294思考题与习题

【第五章】功能高分子材料(共 4学时)

1、教学目的和要求:

(1)以专题讲座的方式引入功能高分子的基本概念,分类及应用。

(2)重点结合自己的科研成果,简单介绍几类功能高分子。

2、教学内容:

(1)第一节医用高分子及高吸水性树脂

(2)第二节智能高分子及功能高分子最新进展

3、教学重点和难点:

(1)重点:医用高分子及高吸水性树脂,智能高分子及功能高分子最新进展

(2)难点:几个重要概念,刺激响应性,功能高分子的作用机理

4、本章思考题:

P294思考题与习题

【第六章】聚合物共混物(共 2学时)

1、教学目的和要求:

了解聚合物共混物的基本概念、制备方法及主要品种。

2、教学内容:

(1)第一节聚合物共混物及其制备方法

(2)第二节主要品种

3、教学重点和难点:

(1)重点:几个重要概念,聚合物共混物的制备方法

(2)难点:聚合物共混物,互穿网络聚合物,混炼挤出设备

4、本章思考题:

P294-295思考题与习题

【第七章】聚合物基复合材料(共 4学时)

1、教学目的和要求:

了解聚合物基复合材料物的基本概念、制备方法及主要品种。

2、教学内容:

(1)第一节聚合物基宏观复合材料

(2)第二节聚合物基纳米复合材料

3、教学重点和难点:

(1)重点:宏观聚合物基复合材料的基本类型及增强剂的类型,聚合物基纳米复合材料的类型

(2)难点:偶联剂在复合材料制备中的作用及作用机理

4、本章思考题:

P295思考题与习题

七、本课程教学时数分配表

章节

标题

学时分配

讲授

实践

一

第一章材料科学概述

二

第二章高分子材料的制备反应

三

第三章高分子材料的结构与性能 8

四

第四章通用高分子材料

五

第五章功能高分子材料

六

第六章聚合物共混物

七

第七章聚合物基复合材料 4

合计

八、教材和主要参考资料

1、指定教材:

《高分子材料基础》张留成,翟雄伟,丁会利。化学工业出版社, 2007年

2、主要参考资料:

《高分子材料》黄丽主编。化学工业出版社, 2009年

《高分子材料科学导论》张德庆,张东兴,刘立柱编著, 1999年

九、课程考核与成绩评定方法

1、命题要求

(1)命题内容要求

命题要着眼于所学课程的基础知识和基本技能的考核, 要突出重点, 注意覆盖面, 要符合学生学习和生活的实际, 贴近社会实际, 要重视对学生在具体情景中综合运用所学知识分析和解决问题的能力的考查,要有助于培养学生创新精神和实践能力。试卷结构应简洁、合理, 题量要适度。要根据课程特点处理好客观题与主观题的比例。能力层次分值分配为:了解占 50%,理解占 30%,综合应用占 20%。

(2)命题的覆盖面、难易度、题型结构等要求

命题覆盖面涉及教学大纲规定教学内容的相关章节, 考虑到本课程为专业选修课, 难易应适中或偏易,题型主要有填空题、选择题(单选) 、判断题、简答题和计算题。

2、考核方法及用时

本课程考核按考查课程的要求进行, 考核采取课堂测验方式, 完成时间为 110分钟, 成绩采用百分制。

3、课程考核成绩构成

学期总成绩 =作业成绩×30%+考勤成绩×30%+期末测试成绩×40%;

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