中國科大學(xué)學(xué)院碩士研究生入學(xué)考試
《高分子物理與數(shù)學(xué)》考試大綱
本《高分子物理與數(shù)學(xué)》考試大綱適用于中國科大學(xué)學(xué)院高分子物理與化學(xué)專業(yè)的碩士研究生入學(xué)考試。高分子物理與化學(xué)是物理學(xué)科的基礎(chǔ)理論課。高分子物理內(nèi)容主要包括連鎖聚合反應(yīng)、逐步聚合反應(yīng)和聚合物的物理反應(yīng)等聚合反應(yīng)原理，要求考生熟悉相關(guān)高分子物理的基本概念，把握常用高分子化合物的合成方式、合成機(jī)理及大分子物理反應(yīng)，才能寫出主要聚合物的結(jié)構(gòu)式，熟悉其性能但是才能對給出的現(xiàn)象予以正確、合理的解釋。高分子化學(xué)內(nèi)容主要包括高分子的鏈結(jié)構(gòu)與集聚態(tài)結(jié)構(gòu)，聚合物的分子運(yùn)動，聚合物的氨水性質(zhì)以及聚合物的流變性能、力學(xué)性能、介電性能、導(dǎo)電性能和熱性能等，要求考生熟悉相關(guān)高分子化學(xué)的基本概念，把握有關(guān)聚合物的多層次結(jié)構(gòu)及主要化學(xué)、機(jī)械性能的基本理論和基本研究方式。考生應(yīng)具備運(yùn)用高分子物理與化學(xué)的知識剖析問題、解決問題的能力。
一、考試基本要求
1．熟練把握高分子物理與化學(xué)的基本概念和基礎(chǔ)理論知識；
2．才能靈活運(yùn)用所學(xué)知識來剖析問題、解決問題。
二、考試形式與時間
碩士研究生入學(xué)《高分子物理與化學(xué)》考試為閉卷面試，考試時間為180分鐘，總分150分。
三、考試主要內(nèi)容和要求
高分子物理部份
(一)總論
1、考試內(nèi)容
(1)高分子的基本概念；(2)聚合物的命名及分類；(3)分子量；(4)大分子微結(jié)構(gòu)；
(5)線形、支鏈形和體形大分子；(6)聚合物的化學(xué)狀態(tài)；(6)聚合物材料與硬度。
2、考試要求
【掌握內(nèi)容】(1)基本概念：單體、聚合物、聚合反應(yīng)、結(jié)構(gòu)單元、重復(fù)單元、單體單元、鏈節(jié)、聚合度、均聚物、共聚物。(2)加成聚合與酯化聚合；連鎖聚合與逐漸聚合。(3)從不同角度對聚合物進(jìn)行分類。(4)常用聚合物的命名、來源、結(jié)構(gòu)特點。(5)線性、支鏈形和體形大分子。(6)聚合物相對分子質(zhì)量及其分布。(7)大分子微結(jié)構(gòu)。(8)聚合物的化學(xué)狀態(tài)和主要性能。
【熟悉內(nèi)容】
(1)系統(tǒng)命名法。(2)典型聚合物的名稱、符號及重復(fù)單元。(3)聚合物材料和機(jī)械硬度。【了解內(nèi)容】
高分子物理發(fā)展歷史。
(二)逐漸聚合反應(yīng)
1、考試內(nèi)容
(1)縮合反應(yīng)；(2)線形酸酐反應(yīng)機(jī)理；(3)線形酸酐動力學(xué)；(4)影響線型酸酐物聚合度的誘因及控制方式；(5)分子量的分布；(6)逐漸酯化的施行方式；(7)重要線型逐漸聚合物；(8)身材縮合；(9)凝膠化作用和凝膠點。
2、考試要求
【掌握內(nèi)容】
(1)逐漸聚合的基本概念：配體，平均官能度，線形縮合，反應(yīng)程度，當(dāng)量系數(shù)，身材縮合，無規(guī)預(yù)聚物，結(jié)構(gòu)預(yù)聚物，凝膠化作用，凝膠點。(2)縮合反應(yīng)的類型及典型聚合物的命名。(3)逐漸聚合反應(yīng)的特性。(4)逐漸聚合酸酐等活性理論。(5)縮合反應(yīng)聚合物分子量的控制。(6)典型線性和身材縮合物的合成方式。(7)法和統(tǒng)計法估算身材逐漸聚合反應(yīng)的凝膠點。(8)線形逐漸聚合與身材逐漸聚合的比較。(9)逐漸聚合與連鎖聚合的比較。
【熟悉內(nèi)容】(1)線形逐漸聚合動力學(xué)。(2)共混物的分子量分布。(3)影響聚合反應(yīng)動力學(xué)多項式的誘因。
(三)自由基聚合
1、考試內(nèi)容
(1)自由基聚合機(jī)理；(2)鏈引起反應(yīng)；(3)聚合速度；(4)分子量和鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)；(5)分子量分布；(6)阻聚與緩聚；(7)聚合熱力學(xué)；(8)可控/活性自由基聚合。
2、考試要求
【掌握內(nèi)容】(1)自由基聚合的單體。(2)自由基基元反應(yīng)每步反應(yīng)特點；自由基聚合反應(yīng)特點。(3)常用引起劑的種類；引起劑分解動力學(xué)；引起劑效率；影響引起劑效率的誘因；引起劑選擇原則。(4)聚合動力學(xué)研究方式；自由基聚合微觀動力學(xué)多項式推論；自由基聚合反應(yīng)速度常數(shù)；手動加速現(xiàn)象。(5)無鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)時的分子量；鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)對聚合度的影響。(6)影響聚合反應(yīng)速度和分子量的誘因(氣溫、壓力、單體、引發(fā)劑)。(7)阻聚與緩聚。(8)聚合熱力學(xué)。
【熟悉內(nèi)容】(1)熱聚合、光引起聚合、輻射聚合、等離子體引起聚合、微波引起聚合。(2)聚合過程中速度變化的類型。(3)自由基聚合的相對分子質(zhì)量分布。(4)反應(yīng)速度常數(shù)的測定。
【了解內(nèi)容】
熱引起和光引起動力學(xué)。
(四)自由基共聚合
1、考試內(nèi)容
(1)絡(luò)合物的類型和命名；(2)二元絡(luò)合物的組成；(3)競聚率的測定和影響誘因；(4)單體和自由基的活性；(5)Q-e概念。
2、考試要求
【掌握內(nèi)容】
(1)共聚合基本概念：無規(guī)絡(luò)合物，共聚物絡(luò)合物，交替絡(luò)合物，支鏈絡(luò)合物，競聚率，恒比點。(2)絡(luò)合物的分類和命名。(3)二元共聚組成微分等式推論。(4)理想共聚、交替共聚、非理想共聚(有或無恒比點)的定義，依據(jù)競聚率值判別兩單體對的共聚類型及共聚組成曲線類型。(5)絡(luò)合物組成控制方式。(6)絡(luò)合物微觀結(jié)構(gòu)與鏈段分布。(7)單體和自由基活性的表示方式，代替基的共軛效應(yīng)、極性效應(yīng)及位阻效應(yīng)對單體和自由基活性的影響。(8)Q-e值的數(shù)學(xué)意義，怎樣通過Q、e值判別兩單體的共聚情況，Q-e多項式的優(yōu)點與不足。
【熟悉內(nèi)容】(1)共聚合的意義及典型絡(luò)合物。(2)影響競聚率的誘因和競聚率測定方式。(3)絡(luò)合物的組成與轉(zhuǎn)化率的關(guān)系。(4)多元共聚。(5)共聚合速度。
(五)聚合方式
1、考試內(nèi)容
(1)本體聚合；(2)堿液聚合；(3)漂浮聚合；(4)乳霜聚合。
2、考試要求
【掌握內(nèi)容】(1)四種聚合施行方式的基本組成及異同點。(2)漂浮聚合與乳霜聚合的機(jī)理及動力學(xué)。
【熟悉內(nèi)容】
(1)典型聚合物的聚合施行方式。(2)聚合方式的選擇。
(六)陰離子聚合
1、考試內(nèi)容
(1)陰離子聚合的單體；(2)陰離子引起體系和引起；(3)陰離子聚合引起劑和單體的匹配；(4)活性陰離子聚合；(5)丁基鋰的締合現(xiàn)象和定向聚合作用。
2、考試要求
【掌握內(nèi)容】
(1)陰離子聚合常見單體與引起劑。(2)陰離子聚合機(jī)理,聚合速度及聚合度。(3)影響陰離子聚合誘因。(4)活性陰離子聚合原理、特點及應(yīng)用。(5)陽離子聚合、陰離子聚合、自由基聚合的比較。(6)離子共聚。
(七)陽離子聚合
1、考試內(nèi)容
(1)陽離子聚合的單體；(2)陽離子引起體系；(3)陽離子聚合機(jī)理；(4)影響陽離子聚合的誘因；(5)聚異丁烯和丁基橡膠。
2、考試要求
【掌握內(nèi)容】(1)陽離子聚合常見單體與引起劑。(2)陽離子聚合機(jī)理。(3)影響陽離子聚合誘因。
(4)異丁烯的聚合和丁基橡膠。
【熟悉內(nèi)容】
陽離子聚合反應(yīng)動力學(xué)。
(八)配位聚合
1、考試內(nèi)容
(1)聚合物的立體異構(gòu)現(xiàn)象；(2)配位聚合的基本概念；(3)-Natta引起劑；(4)丙烯的配位聚合；(5)乙烯的配位聚合；(6)極性單體的配位聚合；(6)茂金屬引起劑；(7)共軛二烷烴的配位聚合。
2、考試要求
【掌握內(nèi)容】(1)配位聚合基本概念：配位聚合，有規(guī)立構(gòu)聚合，定向聚合，立構(gòu)規(guī)整聚合物，立構(gòu)規(guī)整度，等規(guī)度。(2)-Natta催化劑的組成及性質(zhì)。(3)α－丁二烯配位聚合機(jī)理(單金屬機(jī)理，雙金屬機(jī)理，中止反應(yīng))。(4)二烷烴的配位聚合(烯烴，硫醇)。(5)茂金屬催化劑的特性。(6)配位聚合催化劑的發(fā)展。
【熟悉內(nèi)容】
(1)影響-Natta催化劑活性的誘因；(2)配位聚合的應(yīng)用。
(九)開環(huán)聚合
1、考試內(nèi)容
(1)環(huán)己烷開環(huán)聚合熱力學(xué)；(2)吡啶開環(huán)聚合機(jī)理和動力學(xué)特點；(3)環(huán)氧化物的陰離子開環(huán)聚合；(4)其他環(huán)醚的陽離子開環(huán)聚合；(5)三聚甲醛(三氧五環(huán))的陽離子開環(huán)聚合；(6)環(huán)丙酯開環(huán)聚合；(7)環(huán)硅烷的開環(huán)聚合；(8)聚磷氮烯；(9)甲基化合物的聚合。
2、考試要求
【掌握內(nèi)容】
(1)環(huán)己烷開環(huán)聚合熱力學(xué)；(2)環(huán)氧化物、環(huán)醚、三聚甲醛(三氧五環(huán))、環(huán)丙酯、環(huán)硅烷的開環(huán)聚合，聚磷氮烯的合成方式。
【熟悉內(nèi)容】
(1)聚合單體特點及動力學(xué)；(2)甲基化合物的聚合。
(十)聚合物的物理反應(yīng)
1、考試內(nèi)容
(1)聚合物的官能團(tuán)反應(yīng)；(2)共混聚合反應(yīng)和支鏈聚合反應(yīng)；(3)聚合物的降解與交聯(lián)；
(4)聚合物的老化與防老化。
2、考試要求
【掌握內(nèi)容】
(1)聚合物物理反應(yīng)的基本概念：概率效應(yīng)，緊鄰羧基效應(yīng)。(2)聚合物與小分子反應(yīng)活性的比較及影響誘因。(3)典型的聚合物的物理反應(yīng)。(4)聚羧酸甲酯的反應(yīng)。(5)芳香烴的替代反應(yīng)。(6)制備異戊二烯聚合物及共聚物聚合物常用的技巧。(7)聚合物交聯(lián)反應(yīng)：橡膠的硫化、聚丁二烯的二溴化物交聯(lián)。(8)典型聚合物的熱降解反應(yīng)。
【熟悉內(nèi)容】
(1)纖維素的反應(yīng)。(2)光致交聯(lián)固化。(3)氧化降解、光降解和光氧化降解、聚合物老化機(jī)理及老化的避免與借助。(4)功能高分子的定義及主要種類。
高分子化學(xué)部份
(一)高分子的鏈結(jié)構(gòu)
1、考試內(nèi)容
(1)高分子鏈的構(gòu)象；(2)高分子鏈的內(nèi)旋轉(zhuǎn)和高分子鏈的蓬松性；(3)分子鏈的氫鍵統(tǒng)計；(4)高分子晶格中鏈的氫鍵；(5)蠕蟲狀鏈。
2、考試要求
【掌握內(nèi)容】
(1)物理組成：羧基(極性與非極性)，單體單元(均聚與共聚)及末端基。(2)鍵接結(jié)構(gòu)：頭－頭(尾－尾)及頭－尾結(jié)構(gòu)。(3)構(gòu)象(旋光異構(gòu)，幾何異構(gòu))。(4)高分子鏈的支化與交聯(lián)。(5)基本概念：均方末端距，高斯鏈，氫鍵。(6)高分子鏈長、末端距的估算方式；高分子鏈的蓬松性及本質(zhì)。
【熟悉內(nèi)容】
(1)高分子鏈構(gòu)象的測定方式。(2)高分子鏈的旋轉(zhuǎn)及官能團(tuán)統(tǒng)計。
(二)高分子堿液
1、考試內(nèi)容
(1)聚合物的溶化；(2)柔性高分子堿液熱力學(xué)性質(zhì)；(3)高分子堿液的相平衡；(4)聚電解質(zhì)堿液；(5)聚合物的濃氨水。
2、考試要求
【掌握內(nèi)容】
(1)基本概念：溶度參數(shù)，參數(shù)，θ氣溫，第二維利系數(shù)A2，聚合物共混，凝膠，凍膠。(2)高分子的溶化過程；溶劑對聚合物溶化能力判斷原則；高分子堿液與理想堿液的誤差；Flory-高分子堿液理論；Flory-稀堿液理論。(3)參數(shù)、θ氣溫及第二維利系數(shù)A2之間的關(guān)系；θ堿液與理想堿液。(4)高分子濃氨水及應(yīng)用。
【熟悉內(nèi)容】
(1)Flory-晶格理論的假設(shè)條件及局限性。(2)第二維利系數(shù)的測定。
(三)高分子的分子量和分子量分布
1、考試內(nèi)容
(1)聚合物分子量的統(tǒng)計意義；(2)聚合物分子量的測定方式；(3)聚合物分子量分布及測定方式。
2、考試要求【掌握內(nèi)容】
(1)基本概念：相對粘度，增比粘度，比濃粘度，比濃對數(shù)粘度，特點粘度高分子化學(xué)與物理專業(yè)介紹，數(shù)均分子量、重均分子量、粘均分子量、Z均分子量。(2)聚合物分子量的統(tǒng)計意義；常用的統(tǒng)計平均相對摩爾質(zhì)量。(3)相對摩爾質(zhì)量分布間距及表示方式。(4)聚合物分子量的測定原理；不同測定方式的適用范圍。(5)特點粘度和相對摩爾質(zhì)量的關(guān)系。(6)高分子的分級方式。【熟悉內(nèi)容】
(1)(烏氏粘度計)的原理。(2)Flory粘度理論。
(四)高分子的集聚態(tài)結(jié)構(gòu)
1、考試內(nèi)容
(1)聚合物的非晶態(tài)；(2)聚合物的結(jié)晶態(tài)；(3)聚合物的取向結(jié)構(gòu)；(4)高分子液晶；
(5)高分子的多組份體系。
2、考試要求
【掌握內(nèi)容】
(1)基本概念：單晶硅，片晶，球晶，纖維狀晶，串晶，伸開鏈晶體；結(jié)晶度，取向，取向度；內(nèi)聚能密度，相容性。(2)折疊鏈模型；無規(guī)線團(tuán)模型；局部有序模型。(3)高分子鏈結(jié)晶動力學(xué)。(4)液晶的物理結(jié)構(gòu)及晶型；向列型高分子液晶的流動特點。(5)結(jié)晶度及取向度的測定方式，液晶的表征。(6)高分子的多組份體系。
【熟悉內(nèi)容】
(1)不同晶型的產(chǎn)生條件。(2)取向?qū)酆衔锊牧系挠绊憽?span style="display:none">3Dc物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
(五)聚合物的分子運(yùn)動
1、考試內(nèi)容
(1)聚合物的分子運(yùn)動的特征；(2)聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變；(3)玻璃化氣溫與鏈結(jié)構(gòu)的關(guān)系及其調(diào)節(jié)途徑；(4)牛頓流體和非牛頓流體；(5)聚合物熔融的剪切粘度；(6)聚合物熔融的彈性表現(xiàn)；(7)拉伸粘度；(8)聚合物分子運(yùn)動的研究方式。
2、考試要求
【掌握內(nèi)容】
(1)聚合物分子運(yùn)動的特征。(2)玻璃化轉(zhuǎn)變、粘彈轉(zhuǎn)變、熔點。(3)玻璃化轉(zhuǎn)變體溫與鏈結(jié)構(gòu)的關(guān)系。(4)基本概念：牛頓流體，非牛頓流體，表觀粘度，零剪切粘度，剪切變稀(增稠劑)，熔體指數(shù)高分子化學(xué)與物理專業(yè)介紹，擠出脹大，熔融斷裂，法向撓度效應(yīng)，粘度與頻度依賴性。(5)聚合物熔融粘度測定方式。(6)聚合物熔融流動特點與分子結(jié)構(gòu)關(guān)系。
【熟悉內(nèi)容】
Rouse模型，管子模型及蛇行理論
1、考試內(nèi)容
(1)玻璃態(tài)和結(jié)晶態(tài)聚合物的熱學(xué)性質(zhì)；(2)高彈態(tài)；(3)粘彈態(tài)；(4)聚合物的塑性和屈服；(5)聚合物的破裂和硬度。
2、考試要求
一、高彈性【掌握內(nèi)容】
(1)基本概念：楊氏撓度，切變撓度，本體撓度，熵彈性。(2)橡膠高彈形變的特性與本質(zhì)。
【熟悉內(nèi)容】
(1)橡膠彈性動力學(xué)剖析及統(tǒng)計理論。(2)典型的熱塑性彈性體。
二、聚合物的粘彈性【掌握內(nèi)容】
(1)基本概念：溶脹，撓度松馳，動態(tài)粘彈性,滯后與減振，疊加原理，時-溫等效原理，松馳(遲后)時間及其松馳(遲后)時間譜。(2)高分子材料(包括高分子固體，熔融及濃氨水)的熱學(xué)行為特點，粘彈性本質(zhì)。(3)描述聚合物粘彈性的熱學(xué)模型及所描述的聚合物的熱學(xué)過程。
【熟悉內(nèi)容】
(1)模型與Voigt(或)模型的物理推論。(2)WLF多項式及應(yīng)用。(3)粘彈性的研究方式。
三、聚合物的屈服和破裂【掌握內(nèi)容】
(1)基本概念：屈服撓度，破裂撓度，沖擊硬度，疲勞，銀紋，剪切帶，延性破裂，硬度破裂，撓度集中。(2)晶態(tài)、非晶態(tài)及取向聚合物撓度－應(yīng)變特征。(3)聚合物的屈服與增韌機(jī)理。(4)影響聚合物硬度的誘因與提高途徑、機(jī)理。
【熟悉內(nèi)容】
破裂理論。
(七)聚合物的熱學(xué)性質(zhì)
1、考試內(nèi)容
(1)聚合物的極化及介電松馳行為；(2)聚合物的壓電極化和焦電極化；(3)聚合物的駐極體及熱釋電；(4)聚合物的電擊穿；(5)聚合物的靜電現(xiàn)象；(6)聚合物的導(dǎo)電率；
(7)有機(jī)導(dǎo)體及其結(jié)構(gòu)物理；(8)離子導(dǎo)電；(9)聚合物的光導(dǎo)性。
2、考試要求
【掌握內(nèi)容】(1)基本概念：介電極化，介電松馳，參雜，壓電系數(shù)，焦電系數(shù)，聚合物壓電體。(2)聚合物的導(dǎo)電率、導(dǎo)電聚合物的結(jié)構(gòu)與導(dǎo)電性。
【熟悉內(nèi)容】
(1)聚合物的電擊穿。(2)高分子的靜電現(xiàn)象。
(八)聚合物的熱性能、光學(xué)性能
1、考試內(nèi)容
(1)聚合物的熱穩(wěn)定性和耐低溫的聚合物材料；(2)聚合物的熱膨脹；(3)聚合物的熱傳導(dǎo)；聚合物的光學(xué)性能。
2、考試要求
【掌握內(nèi)容】(1)聚合物的熱穩(wěn)定性、熱膨脹、熱傳導(dǎo)，熱變型氣溫。(2)折光指數(shù)，透明度，霧度，雙折射，散射。
四、試卷結(jié)構(gòu)
試卷類型主要有:名詞解釋、判斷題、填空題、選擇題、計算題、簡答題(包括寫反應(yīng)式、敘述反應(yīng)原理、聚合物特點、聚合方式等)，綜合闡述題。
五、參考教材
(1)潘祖仁主編，《高分子物理》(第五版)，物理工業(yè)出版社，2011。
(2)何曼君等編，《高分子化學(xué)》(第三版)，清華學(xué)院出版社，2007。
(3)符若文,李谷,馮開才編，《高分子化學(xué)》，物理工業(yè)出版社，2005。
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