高分子物理 博士课程
物理化学专业硕(博)士研究生课程
物理化学专业博士研究生课程
教学大纲
课程名称：高等结构化学
课程编号：B07030401
学分：4
总学时数：80
开课学期：第1－2学期
考核方式：笔试
课程说明：（课程性质、地位及要求的描述）。
结构化学是从微观的角度认识化学规律的学科。
它是以电子因素和空间因素两条主线阐明化学物质的结构、性能和应用的一个化学分支学科，它涉及化学学科的整个领域，它的基础知识对于造就杰出化学研究人才是十分必要的。
本课程包括高等结构化学知识和结构分析两个方面，讲授化学键理论基础、化学中的对称性、元素结构化学选论以及结构分析分析方法，为从事化学科学研究打下坚实基础。
教学内容、要求及学时分配：
1．量子力学导论（6学时）
2．固态中的化学键（10学时）
3．分子间相互作用和超分子结构（6学时）
4．对称性和群论基础（6学时）
5．晶体的对称群（4学时）
6．无机晶体结构和晶体材料（14学时）
7．金属－金属键和过渡金属簇合物（6学时）
8．结构分析概论（4学时）
9．核磁共振波谱（4学时）
10.电子顺磁共振波谱法（4学时）
11.拉曼光谱（4学时）
12.透射电镜与扫描电镜（4学时）
13.文献及讨论（8学时）
教材或主要参考书目：
1．高等无机结构化学，周公度，李伟基著，北京大学出版社，香港中文大学出版社，2001
2．高等结构分析，.马礼敦主编，复旦大学出版社，2002
（大纲起草人：薛岗林大纲审定人：胡怀明）。
《高分子物理》ppt课件
高分子链形态与结晶
高分子链的形态
高分子链可以呈现线型、支化型、 交联型等多种形态。不同形态的 高分子链具有不同的物理性质和
用途。
高分子的结晶
高分子在特定条件下能够形成结 晶态，即分子链在空间中呈现有 序的排列。结晶态的高分子通常 具有较高的力学性能和热稳定性。
结晶的影响因素
影响高分子结晶的因素包括温度、 压力、时间以及高分子的化学结 构和规整性等。通过控制这些因 素，可以调控高分子的结晶行为
高分子链构象与柔性
高分子链的构象
高分子链的构象是指链上原子或 基团在空间的排列方式。不同的 构象会导致高分子链呈现不同的
形态和性质。
高分子链的柔性
高分子链的柔性是指链能够改变其 构象的能力。柔性好的高分子链容 易改变其形态，从而表现出较好的 弹性和可塑性。
影响柔性的因素
影响高分子链柔性的因素包括链的 化学结构、温度、外力等。例如， 含有较多单键的高分子链通常具有 较好的柔性。
松弛行为
高分子材料在恒定应变作用下，应力随时间逐渐减小的现象。松弛行为反映了 材料内部结构的调整和分子链的运动。
增强机制：纤维增强、填料增强等
纤维增强机制
通过向高分子基体中加入纤维（如玻璃纤维、碳纤维等），提 高材料的力学性能。纤维的加入可以显著提高材料的拉伸强度、 模量和韧性等。
填料增强机制
向高分子材料中加入适量的填料（如碳酸钙、滑石粉等），可 以改善材料的加工性能、降低成本并提高某些力学性能。填料 的种类、形状和含量对增强效果有显著影响。
研究高分子在溶液中的形态、高 分子液晶、高分子膜等。
高分子溶液性质
研究高分子溶液的粘度、扩散、 沉降、凝胶化等性质。
高分子固体性质
《高分子物理》课程的教学体会与思考
课例研究新教师教学引言对高分子科学的学习，主要包括三部分内容：高分子化学、高分子物理和高分子材料的成型加工。
其中，高分子化学是最基础的专业课程，研究各种聚合反应的机理和方法；高分子材料成型加工学习的是怎样将高分子化合物变成可实用的各种各样的高分子材料；而高分子物理，介于两者之间，研究的聚合物的结构与性能之间的关系[1-2]，高分子物理是连接高分子化学与高分子材料加工成型的桥梁。
但是，高分子物理的教学内容比较繁杂、概念多、且比较抽象，高分子材料的结构和性能差异性大，难于把握其共性[3]，学生学习起来较为困难。
因此，如何做好高分子物理的教学工作，是相关教学工作者一直以来所思考的问题。
作者就近几年的教学经验进行总结，提出一些思考和改革的方法。
一、高分子物理教学体会（1）精心备课第一轮讲授该课程时，在上课前花费大量的精力进行备课，首先是熟悉书本上的基本内容，其次利用网络资源，学习其他老师的授课方式及讲解要点，然后按自己的思路制作出课程PPT 。
并且制作PPT 时，不是全篇的复制书本文字，而是只上展示总结性的要点文字、图表及公式，使学生看起来清晰明了。
（2）认真讲解课堂上，以PPT 内容为主线，进行各个知识点的分步讲解。
因为在上课前进行了充分准备，对所讲授内容非常熟悉，讲授过程中，总是努力把自己所知道的内容全部告诉学生，唯恐有所遗漏。
因此，每一个45分钟的课堂都显得非常“饱满”，不浪费一分一秒的时间，真真是实现了满堂灌。
（3）存在问题第一轮教学完成后，期末考试成绩反应出学生对于书本上的基础概念、定义等掌握很好。
但是，在后续的课程实验和其他专业课课堂上，发现学生只是掌握了基础的表面的理论知识，而对于知识点的深入理解和灵活应用则十分欠缺。
此时，才发现或许是教学方式出了问题，学生只是学到了最表层的内容，完成了课程任务而已。
于是，在之后的教学中，带着这些问题，对教学方法进行深入思考，并进行了相应探索二、高分子物理教学的思考与改进1、改变教学理念基于作者三年的教学经验，发现要讲好高分子物理，最基本的是应该改变教学理念。
《高分子物理》课程电子教案
《高分子物理》课程教学大纲英文名称： Polymer Physics课程类别：学科基础课学时：64学分：4适用专业：高分子材料与工程一、本课程的性质、任务高分子物理课程包括：高聚物的结构、高高分子物理学是高分子材料与工程专业的基础课。
通过本门课程的学习，要求学生对高分子的合成、加工、应用、改性等具有全面的了解。
并使学生重点掌握结构、性能及两者之间关系的一些基本概念、必要的知识、分析测试方法、一定的计算能力，从而为专业课的学习打下理论基础，并为高分子材料的合成、加工、选材、应用、改性、性能测试等提供理论依据，进而指导生产实践。
高分子物理课程教学包括理论教学和实验教学。
结合本门课程的实验，对学生进行相关的基本训练，培养学生分析问题和解决问题的实际工作能力。
总之，通过本门课程的学习及实验为后续专业课的学习提供必备的基础知识。
二、本课程的基本要求本课程包括高分子的链结构和聚集态机构、高分子的溶液性质、高分子的运动和高分子力学性能和电性能四大部分。
通过学习，要使学生对教学内容达到“了解”、“认识和理解”、“掌握”和“熟练掌握”层次要求。
即通过学习要求学生对基本分析方法、各种测试方法、各种实验的基本原理、高分子尺寸表示方法及其推导要全面了解。
对高聚物的结晶结构模型、非晶态结构、液晶结构、织态结构有明确的认识和理解。
掌握高聚物的各种力学状态、力学行为、各种性能曲线的详细分析和典型推导。
熟练掌握高聚物结构、性能及两者之间相互关系的基本概念、必要的知识。
熟练掌握高聚物的各种特征温度、测定方法。
三、讲授内容1 高分子链的结构1.1 概论1.1.1 高分子科学的诞生与发展1.I.2 高分子结构的特点I.1.3 高分子结构的内容1.2 高分子链的近程结构1.2.1 结构单元的化学组成1.2.2 键接结构1.2.3 支化与交联1.2.4 共聚物的结构1.2.5 高分子链的构型1.3 高分子链的远程结构1.3.1 高分子的大小1.3.2 高分子涟的内旋转构象1.3.3 高分子链的柔顺性1.4 高分子链的构象统计1.4.1 均方末端距的几何计算法1.4.2 均方末端距的统计计算法.1.4.3 高分子链柔顺性的表征.1.4.4 高分子链的均方旋转半径.2 高分子的聚集态结构2.1 高聚物分子间的作用2.1.1 范德华力与氢链.2.1.2 内聚能密度2.2 高聚物结晶的形态和结构2.2.1 高聚物结晶的形态学2.2.2 高分子在结晶中的构象和晶胞.， 2.3 高分子的聚集态结构模型2.3.I 高聚物的晶态结构模型2.3.2 高聚物的非晶态结构模型.2.4 高聚物的结晶过程2.4.1 高分子结构与结晶能力.2.4.2 结晶速度及其测定方法2.4.3 Avrami方程用于高聚物的结晶过程..2.4.4 结晶速度与温度的关系2.4.5 影响结晶速度的其他因素2.5 结晶对高聚物物理机械性能的影响“2.5.1 结晶度概念及其测定方法2.5.2 结晶度大小对高聚物性能的影响2.5.3 结晶高聚物的加工条件—结构—性质的互相作用 2.5.4 分子量等因素对结晶高聚物的聚集态结核2.6 结晶热力学...”2.6.1 结晶高聚物的熔融与熔点2.6.2 结晶温度对熔点的影响2.6.3 晶片厚度与熔点的关系2.6.4 拉伸对高聚物熔点的影响2.7 高聚物的取向态结构2.7.1 高聚物的取向现象2.7.2 高聚物的取向机理2.7.3 取向度及其测定方法2.7.4 取向研究的应用2.8 高聚物的液晶态结构2.8.1 液晶态的结构2.8.2 高分子液晶的结构和性质2.8.3 高分子液晶的应用2.9 高分子合金的形态结构2.9.1 高分子混合物的溉念2.9.2 高分子的相容性2.9.3 共混高聚物聚集态的主要特点2.9.4 非均相多组分聚合物的织态结构2.9.5 共混高聚物的聚集态结构对性能的影响’.3 高分子的溶液性质3.1 高聚物的溶解3.1.1 高聚物溶解过程的特点3.1.2 高聚物溶解过程的热力学解释 3.1.3 溶剂的选择3.2 高分子溶液的热力学性质.3.2.1 Flory-Huggins高分子溶液理论 3.2.2 Flory温区(θ温度)的提出3.3 高分子浓溶液3.3.1 高聚物的增塑3.3.2 纺丝液3.3.3 凝胶和冻胶3.4 共混聚合物的溶混性3.5 高分子溶液的流体力学性质3.5.1 高分子在溶液中的扩散3.5.2 高分子在溶液中的粘性流动4 高聚物的分子量4.1 高聚物分子量的统计意义4.1.1 平均分子量4.1.2 平均分子量与分布函数4.1.3 分子量分布宽度4.2 高聚物分子量的测定.4.2.1 端基分析4.2.2 沸点升高和冰点降低.‘4.2.3 膜渗透压4.2.5 光散射4.2.6 小角激光光散射(LALLS)4.2.7 超速离心沉降4.2.8 粘度4.2.9 凝胶色谱5 高聚物的分子量分布5.1 分子量分布的表示方法5.1.1 图解表示5.1.2 分布函数5.2 基于相平衡的分级方法5.2.I 高分子溶液的相分离5.2.3 分级实验方法5.2.4 数据处理5.3 凝胶色谱法5.3.1 基本原理5.3.2 仪器5.3.3 载体和色谱柱5.3.4 高效凝胶色谱5.4 凝胶色谱的特殊应用5.4.1 凝胶色谱与小角激光光散射联用5.4.2 高聚物长链支化度的测定5.4.3 共聚构组成分布与分子量分布的测定6 高聚物的分子运动6.1 高聚物的分子热运动6.1.1 高分子热运动的主要特点6.1.2 高聚物的力学状态和热转变6.1.3 高聚物的次级松弛6.2 高聚物的玻璃化转变6.2.1 玻璃化转变现象和玻璃化温度的测量 6.2.2 玻璃化转变理论6.2.3 玻璃化温度的影响因素及调节途径6.2.4 玻璃化转变的多维性6.3 高聚物的粘性流动6.3.1 高聚物粘性流动的特点6.3.2 影响粘流温度的因素6.3.3 聚合物熔体的切粘度6.3.4 剪切粘度的测量方法6.3.5 高聚物熔体的流动曲线6.3.6 加工条件对高聚物熔体剪切粘度的影响6.3.7 高聚物分子结构因素对剪切粘度的影响6.3.8 剪切流动的法向应力和高聚物熔体的弹性效应6.3.9 拉伸粘度7 高聚物的力学性质7.1 玻璃态和结晶态高聚物的力学性质7.1.2 描述力学性质的基本物理量7.1.2 几种常用的力学性能指标7.1.3 几类高聚物的拉伸行为7.1.4 高聚物的屈服7.1.5 高聚物的破坏和理论强度7.1.6 影响高聚物实际强度的因素7.2 高弹态高聚物的力学件质7.2.1 橡胶的使用温度范围..7.2.2 高弹性的特点7.2.3 橡胶弹性的热力学分析7.2.4 橡胶弹性的统计理论7.2.5 内能对橡胶弹性的贡献7.2.6 橡胶弹性与交联网结构的关系7.2.7 橡胶的极限性质7.3 高聚物的力学松弛7.3.1 高聚物的力学松弛现象7.3.2 粘弹性的力学模型7.3.3 粘弹性与时间、温度的关系——时温等效原理7.3.4 Boltzmann叠加原理7.3.5 测定高聚物粘弹性的实验方法7.3.6 高聚物的松弛转变及其分子机理8 聚合物的电学性质8.1 高聚物的极化及介电常数8.2 高聚物的介电损耗8.3 高聚物的导电性8.4 高聚物的介电击穿8.5 高聚物的静电现象四、实践性环节1．作业：讲授完两部分教学内容后，进行一次习题课，讲授完每一章的教学内容后，留一次作业题。
高分子科学与工程专业博士研究生培养方案
学术活动（2学分）:
博士生在学习期间要求最少参与10次学术活动（其中最少做2次汇报）,填写《南昌大学硕士学术活动统计册》并撰写不少于400字小结。学术活动形式可为参与国际、性和省内学术会议或校内外学术讲座等。导师对博士生讲座质量给出评语,经导师考查合格,给予学分。
五、学位论文
发表论文要求:
博士生在论文答辩前应发表与学位论文相关学术论文4篇,其中必需包含发表被SCI、SCIE或EI收录论文1篇或ISTP收录论文2篇,包含在本专业学术关键期刊上以第一作者发表相关论文3篇（增刊不计算在内,如在读博期间以学生为第一发明专利,或导师第一,学生第二,可替换论文1篇）。学术论文必需以南昌大学为第一单位署名发表,如论文还未正式刊出,须有正式录用通知。
《高分子科学与工程》专业博士硕士培养方案
一、培养目标、基础学制、培养方法与应修学分
培养目标:
本学科博士学位取得者应含有坚实宽广高分子科学与工程基础和系统深入专门知识,全方面了解材料科学与工程学科发展动向,掌握必需试验和计算技能,熟练掌握一门外语,含有一定英语论文写作能力和进行国际学术交流能力。含有独立从事本学科领域内基础理论及学科前沿课题研究、或处理复杂工程问题或开发相关产品能力,能在高分子科学与工程领域做出发明性结果,成为德、智、体全方面发展材料科学与工程领域高级专门人才。
博士学位论文选题应对高分子科学学科发展含有较大科学意义和应用价值;要求作者对所研究课题在高分子科学与工程研究方面做出发明性结果;论文应含有系统性、完整性,表明作者在知识广度和深度以及独立进行科研能力等方面均已达成培养目标中要求要求。
高分子化学与物理教学大纲
《高分子化学与物理》课程教学大纲一、课程基本信息二、课程目标（一）总体目标：高分子化学与物理是高分子科学的基础和核心，主要研究高分子化合物的分子设计、合成原理及高分子化合物的结构与性能之间的关系。
它建立在四大基础化学——无机化学、分析化学、有机化学和物理化学的基础之上，是四大基础化学过渡到实际应用中间的桥梁，同时又是现代材料科学、精细化学品化学、石油化工、现代化工等学科的基础。
本课程的主要任务是使学生掌握高分子化学与物理的基本理论，能较为熟练地应用高分子基础理论解决遇到的实际问题。
通过本课程的学习，可以使学生系统的掌握高分子化学和物理的基本知识、基本概念，为今后从事相关科研、开发或生产技术工作奠定基础。
（二）课程目标：课程目标1：掌握专业基础及专业知识，并能将其用于解决高分子材料领域的复杂工程问题。
课程目标2：掌握高分子材料的合成和加工的实验方法，熟悉材料的结构与性能的表征手段。
课程目标3：能够分析高分子材料应用的特定需求，确定设计目标和解决方案，体现创新意识。
课程目标4：能够运用工程科学基本原理并通过文献研究分析高分子材料领域复杂工程问题，提出解决方案及其可替代方案。
课程目标5：能够基于高分子新材料的开发和应用，选择与使用恰当的技术、现代工程工具和信息技术工具，并能够理解其局限性。
课程目标6：能够借鉴高分子发展对社会发展的影响，从而对社会、安全等潜在影响及应承担的责任有清醒的认识。
（三）课程目标与毕业要求、课程内容的对应关系表1：课程目标与课程内容、毕业要求的对应关系表三、教学内容第一章绪论1.教学目标：了解高分子发展简史，掌握高分子科学的基本概念。
2.教学重难点：高分子的分类和命名。
3.教学内容：(1)高分子科学的建立和发展；(2)高分子化合物的基本概念；(3)高分子的分类与命名；(4)高分子合成反应的分类。
4.教学方法：讲授法及课间讨论。
5.教学评价：习题与思考题第二章缩聚及其他逐步聚合反应1.教学目标：掌握缩聚聚合制备高分子的基本原理。
高分子物理化学全套课件
21
贝克兰（1863-1944） 贝克兰用来合成酚醛树脂 的反应釜
22
电器元件
23
聚乙烯的发明
19世纪30年代，英国帝国化学公司（ICI）的福西特和吉布 森想让乙烯和苯甲醛在 140MPa 的高压和 170℃ 温度下进行 反应。未发生预期反应，却发现器壁上有一层白色蜡状的固 体薄膜——乙烯的聚合物。之后的爆炸事故使实验不得不终 止下来。 1935年,ICI的另几位研究人员帕林、巴顿和威廉姆斯决定 重复上述试验。经分析，它与两年前被福西特发现的蜡状 薄膜是同一种物质——聚乙烯。
聚合物合成和反应 功能高分子 高分子物理
聚合物的表征、结构和性 能的关系
高分子材料
高分子工程
聚合物合成工艺和加工成型工艺
综 合 研 究 领 域
高分子化学
制备
结构
加工
性能
应用
4
高分子物理
目录
第1章 第2章 第3章 第4章 第5章 第6章 第7章 第8章 第9章 概论 天然高分子 链式聚合反应 逐步聚合反应 聚合物的化学反应 聚合物的结构 聚合物的性质 合成材料 聚合物的加工成型 高分子化学 高分子化学 高分子化学 高分子物理 高分子物理 高分子材料 高分子加工
36
氯丁橡胶的出现
美国也大力研究合成橡胶。1931年首先合成了氯丁橡胶，
氯原子使氯丁橡胶具有天然橡胶所不具备的一些抗腐蚀性 能。例如，它对于汽油之类的有机溶剂具有较高的抗腐蚀 性能，远不像天然橡胶那样容易软化和膨胀。因此，像导 油软管这样的用场，氯丁橡胶实际上比天然橡胶更为适宜。 氯丁橡胶首次清楚地表明，正如在许多其他领域一样，在 合成橡胶领域，实验室的产物并不一定只能充当天然物质 的代用品，它的某些性能能够比天然物质更好。
物理系博士研究生课程
物理系博士研究生课程
物理系博士研究生的课程设置主要包括以下几个方向：
1. 高级量子力学：这是博士物理学专业的一门重要必修课程，学习更加深入和复杂的量子力学理论，包括粒子的波粒二象性、量子力学算符和算符代数等。
2. 固体物理学：介绍和研究固体的物理性质和行为，包括晶体结构、电子结构、磁性和导电性等。
3. 高能物理学：介绍和研究微观世界的基本粒子和相互作用，包括粒子物理学的实验方法和仪器、标准模型和量子场论等。
4. 热力学和统计物理学：介绍和研究物质的宏观性质和热力学规律，包括温度、热量和熵等热力学基本概念，以及统计物理学的方法和技巧。
5. 量子场论：介绍和研究基于量子力学和相对论的场的量子化理论，包括量子场的基本概念和数学理论、费曼图和路径积分等计算方法。
此外，物理系博士研究生还需要进行实验操作、数值计算等研究工作，并参与科研项目。
实验室研究和科研项目是物理博士学位的重要组成部分，旨在解决具体的科学问题或推动某一领域的技术发展。
综合考核与毕业要求也是获得物理博士学位的重要环节，通常包括学位论文答辩和学术报告等环节。
除此之外，还需要符合学校制定的毕业要求，如发表论文、参加学术会议等。
以上内容仅供参考，具体课程设置和要求可能会因学校和专业而有所不同。
建议查阅具体学校或专业的博士培养方案或课程设置情况，以获取最准确的信息。
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平衡态（稳定态）
不稳定平衡
稳定平衡
随意平衡
G 2G 2 3G 3 4G 4
0 0 0 0
F 0
体系的最高阶非零偶数次导数 为正值，而全部低阶导数为零
“亚稳态”的提出
mesogenic phase
1873年，van der Walls发现气-液相变中的亚稳态
高分子液晶的分类（按三次结构）
3)胆甾型液晶态（Cholesteric, Ch): 指向矢受到螺旋扭转的向列型织构; 这些扭转的分子层，反射白光发生色散，透射光发生偏 振旋转产生彩虹般的颜色; 分子具有手性。
液晶性与分子量的依赖性
双向转变与单相转变
双向转变
单相转变
液晶高分子的特点（一）
液晶高分子的特点（二）
无规取向液晶高分子原位复合材料
液晶高分子的发展趋势
利用液晶高分子的特点,与材料的功能 性结合起来是其发展的趋势!!!
液晶高分子的发展趋势举例
1) How to obtain full exfoliation of clay layers in polymer matrix
2) How to align the exfoliated clay layers in the polymer matrix
玻璃纤维
83.2GPa
4.4GPa
主链液晶高分子
（三）聚芳酯
钢纤维 玻璃纤维
207GPa 83.2GPa
3.1GPa 4.4GPa
侧链液晶高分子的合成
乙烯单体的共聚
侧链液晶高分子的结构与液晶性(一)
键接方式
侧链端基的影响
侧链液晶高分子的结构与液晶性(二)
新型侧链液晶高分子
传统型 新 型
柔性间隔的影响
I. Mann et al. prepared higher-order organoclay pipes using self- assembled lipid templates. This provides a possible means to align the clay layers in the polymer matrix by the so-called “ex-situ” technique. ( Chem. Mater. 2003. 15. 1816) Kawasumi et al. prepared nematic low molar mass liquid crystal/clay composites, and found that the low molar mass liquid crystal could induce “in-situ” orientation of the clay layers along the direction of an applied low-frequency electric field. (Mater. Sci. Eng. C, 1998. 6. 135 )
基本概念（二）
⊿G=⊿E-T⊿S 一阶导数是P(V), S(T)等； 二阶导数是压缩（膨胀）系数, 比容等； 一级相变： ⊿G具有连续性，而一阶导数不连续（不 连续相变） G 如结晶、熔融 二级相变： ⊿G具有连续性，而一阶导数连续，二阶 导数不连续（连续相变）， G 如玻璃转变 2G 2
高分子液晶
液晶态(liquid crystal state) 液体与晶态之间的一种中间态，它既具有液体的流 动性质，又具有晶体的某些特性(如光学各向异性)。 从分子有序性来看，液晶中分子往往具有一维或二 维有序，介于液体和晶体之间。
液晶的发现
对液晶态的研究要追溯到1888年，奥地利植物学家 Reinitzer观察经仔细纯化的胆甾醇酯在145.50C熔化时 得到一种雾浊的流体；当进一步升温至180.50C时， 突然全部变为清亮、透明；降温出现蓝色，随后变为 浑浊状液体，继续降温再次出现蓝色，最后变成白色 晶体。德国物理学家Lehmann利用热台偏光显微镜下 进行了仔细的观察，肯定了Reinitzer的发现，并给这 种物质状态定义为“液晶”。由此Reinitzer、 Lehmann共同开创了液晶的研究领域。20世纪60年代 液晶在显示方面获得应用，掀起了液晶研究与开发的 热潮。
3499cm-1 1705cm-1
4000
3500
3000
2500
2000
-1
1500
1000
500
Wave number(cm )
Small angle XRD spectra of OMMT and LCP/MMT Nanocomposites
LCP/MMT (5% wt%)
LCP/MMT (3 wt%)
无规链
制备高
热拉伸
过伸展链
拉伸松弛
正常伸展链
晶型转换
图5 PAEKs拉伸诱变晶型转变示意图
溶剂诱变结晶
Form II
熔体结晶全 为Form I
全间位
Form I
PEKEKK(T:对位, I:间位, T/I=1:1)经二氯甲烷溶剂诱 变后的WAXD 因为全间同结构分子链柔软，不利于形成Form II
液晶高分子原位复合材料
液晶高分子与基体高分子之间的相容性? 1) 增容剂 2) 在液晶高分子链上引入柔性链段 3) 特殊结构液晶高分子的引入
引入增容剂
在液晶高分子链上引入柔性链段
特殊结构液晶高分子的引入
无规取向液晶高分子原位复合材料
无规取向液晶高分子原位复合材料
无规取向液晶高分子原位复合材料
晶型I＿高温正交晶相； 晶型II＿低温正交晶相 I稳定性高(过冷度较小) PEKK
聚合物经典亚稳态__形态结构亚稳性(３)
A 扇区(010)面折叠＿熔 点低
B扇区(110)面折叠＿熔 点高
sPP单晶:
反手性链堆积
聚合物经典亚稳态__形态结构亚稳性(４)
热致液晶PEK
I区：液晶相；II：液晶相转变为晶型I；
主链液晶高分子
（一）芳香族聚酰胺(Aramid)
1972, du Pont开发Kevlar
钢纤维 玻璃纤维
207GPa 83.2GPa
3.1GPa 4.4GPa
主链液晶高分子
（二）聚芳杂环 1981, Wolfe-Arnold-Loo
聚苯并噁唑(PBO)
聚苯并噻唑(PBZT)
钢纤维
207GPa
3.1GPa
OMMT
0
1
2
3
4
6
7
8
9
10
11
2,
o
Schematic diagram of the shearing region for observation with AFM
高分子液晶
液晶高分子(Liquid crystalline polymers, 简称为LCP)是在 一定条件下能表现出液晶态的高分子 液晶高分子的化学结构－液晶基元
R' X R''
呈棒状或近似棒状的刚性构象，分子的长径比 L /
D4
高分子液晶的分类（按结构）
主链型液晶高分子(Main-Chain Liquid crystalline polymers, 简称为MCLCP)
晶体-液体转变的一级转变温度附近
绝对的亚稳性限界由热力学 决定, 而动力学是亚稳性限 界的实际决定因素 由于其动力学路径(较低的 能垒)很快, 亚稳态就可以 存在
﹖
聚合物经典亚稳态__形态结构亚稳性(1)
聚合物多晶: 与晶格结果相关
单斜
六方
三斜
PP三种结晶结构
聚合物经典亚稳态__形态结构亚稳性(2)
侧链型液晶高分子(Side-Chain Liquid crystalline polymers, 简称为SCLCP)
高分子液晶的分类（按形成条件）
热致型液晶高分子(Thermotropic liquid crystalline polymers, 简称为TLCP): 在一定温度下形成液晶性
溶致型液晶高分子(Lyotropic Liquid crystalline polymers, 简称为LLCP): 在一定的溶液浓度下形成液晶性
Ostwald W. D., 提出“态定律”，第一次提出中间 态Phys. Chem., 1897, 22: 289-330 Cheng S. Z. D 和Keller A提出的“亚稳态”新概念 Macromol Symp, 1995, 98, 1-2 Polymer, 1998, 39, 4461-87 Annu Rev Mater Sci., 1998, 28: 533-62
II.
Our researching aims
1) To synthesis fully exfoliated clay /LCP nanocomposites based on 40 mol% poly (butylene terephthalate) (PBT), 60 mol% phydroxybenzoic acid (PHB) in the presence of organoclay by in-situ acetylation; 2) To align the exfoliated clay layers in LCP/clay nanocomposites induced by LCP.
亚稳态的定义
“弛豫过程” （动力学问题）
对于极小的波动是稳定的，但最终要转化为平衡态
亚稳态存在寿命>实验观测时间尺度>>分子的弛豫时间
亚稳态的实例(一)
1873年，van der Walls发现气-液相变中的亚稳态
binodal 双节线(稳定性界限) Spinodal旋节线(亚稳性界限)