高分子物理及化學(xué)

1、北京印刷學(xué)院2013年碩士研究生招生材料物理與化學(xué)專業(yè)考試大綱 高分子物理及化學(xué)第一部分 高分子化學(xué)大綱高分子化學(xué)是研究高分子化合物合成和反應(yīng)的一門科學(xué)，是高分子科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。它以無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)和分析化學(xué)等四大化學(xué)為基礎(chǔ)，同時(shí)也為后繼的專業(yè)課程打下必要的理論基礎(chǔ)。 第一章 緒 論 【掌握內(nèi)容】 1. 基本概念：?jiǎn)误w、高分子、聚合物、低聚物、結(jié)構(gòu)單元、重復(fù)單元、單體單元、鏈節(jié)、主鏈、側(cè)鏈、端基、側(cè)基、聚合度、相對(duì)分子質(zhì)量等 2. 聚合反應(yīng)；加成聚合與縮合聚合；連鎖聚合與逐步聚合 3. 從不同角度對(duì)聚合物進(jìn)行分類 4. 常用聚合物的命名、來源、結(jié)構(gòu)特征 5.

2、 聚合物相對(duì)分子質(zhì)量及其分布 【熟悉內(nèi)容】 1. 系統(tǒng)命名法 2. 典型聚合物的名稱、符號(hào)及重復(fù)單元 【了解內(nèi)容】 1. 高分子化學(xué)發(fā)展歷史 2. 聚合物相對(duì)分子質(zhì)量及其分布對(duì)聚合物性能的影響 第二章 自由基聚合 (radical polymerization) 【掌握內(nèi)容】 1. 自由基聚合的基本概念： 聚合熵，聚合焓，聚合上限溫度，引發(fā)劑半衰期，殘留分率，引發(fā)效率，誘導(dǎo)效應(yīng)，籠蔽效應(yīng)，自動(dòng)加速現(xiàn)象，凝膠效應(yīng)，沉淀效應(yīng)，動(dòng)力學(xué)鏈長(zhǎng)，鏈轉(zhuǎn)移現(xiàn)象，阻聚現(xiàn)象，緩聚現(xiàn)象 2. 單體聚合能力：熱力學(xué)(E, S,T,P)；動(dòng)力學(xué)（空間效應(yīng)-聚合能力,電子效應(yīng)-聚合類型） 3. 自由基基元反應(yīng)每步反應(yīng)特征

3、,自由基聚合反應(yīng)特征 4. 常用引發(fā)劑的種類和符號(hào),引發(fā)劑分解反應(yīng)式,表征方法(四個(gè)參數(shù)),引發(fā)劑效率,誘導(dǎo)效應(yīng),籠蔽效應(yīng),引發(fā)劑選擇原則 5. 聚合動(dòng)力學(xué):聚合初期:三個(gè)假設(shè),四個(gè)條件,反應(yīng)級(jí)數(shù)的變化,影響速率的四因素(M,I,T,P)；聚合中后期的反應(yīng)速率的研究：自動(dòng)加速現(xiàn)象，凝膠效應(yīng)，沉淀效應(yīng)；聚合反應(yīng)類型 6. 相對(duì)分子質(zhì)量：動(dòng)力學(xué)鏈長(zhǎng)，聚合度及影響其的四因素(M,I,T,P) 7. 鏈轉(zhuǎn)移:類型,聚合度,動(dòng)力學(xué)分析,阻聚與緩聚 【熟悉內(nèi)容】 1. 熱、光、輻射聚合 2. 聚合動(dòng)力學(xué)研究方法 3 自由基聚合的相對(duì)分子質(zhì)量分布 【了解內(nèi)容】 1. 聚合熱力學(xué) 第三章 自由基共聚合 (ra

4、dical copolymerization) 【掌握內(nèi)容】 1.共聚合基本概念： 無規(guī)共聚物，接枝共聚物，交替共聚物，嵌段共聚物，竟聚率，恒比點(diǎn) 2共聚物的分類和命名 3二元共聚組成微分方程推導(dǎo)及以下兩方程的物理意義及使用場(chǎng)合 4.理想共聚、交替共聚、非理想共聚（有或無恒比點(diǎn)）的定義，根據(jù)竟聚率值判斷兩單體對(duì)的共聚類型及共聚組成曲線類型、序列結(jié)構(gòu) 5.共聚物組成控制方法 6.單體和自由基活性的表示方法，取代基的共軛效應(yīng)、極性效應(yīng)及位阻效應(yīng)對(duì)單體和自由基活性的影響 7.Q-e值的物理意義，如何通過Q、e值判斷兩單體的共聚情況，Q-e方程的優(yōu)點(diǎn)與不足 【熟悉內(nèi)容】 1.影響竟聚率的因素和竟聚率測(cè)

5、定方法 2.共聚物鏈結(jié)構(gòu)和鏈段分布 3.多元共聚 4.共聚合的意義及典型共聚物 第四章 聚合方法 (polymerization processs) 【掌握內(nèi)容】 1. 各種聚合實(shí)施方法的基本組成及優(yōu)缺點(diǎn) 2.懸浮聚合與乳液聚合的機(jī)理及動(dòng)力學(xué)：?jiǎn)误w及引發(fā)劑的溶解性；聚合場(chǎng)所；聚合機(jī)理等 【熟悉內(nèi)容】 1.典型聚合物的聚合實(shí)施方法：MMA的本體聚合；氯乙烯的懸浮聚合；醋酸乙烯的乳液聚合 2.聚合方法的選擇 第五章 離子聚合 (ionic polymerization) 【掌握內(nèi)容】 1離子聚合基本概念： 陰離子聚合，陽離子聚合，活性聚合。 2陽離子聚合常見單體與引發(fā)劑 3陽離子聚合聚合機(jī)理 4陽

6、離子聚合離子對(duì)平衡式及其影響因素 5陰離子聚合常見單體與引發(fā)劑 6陰離子聚合聚合機(jī)理 7活性陰離子聚合聚合原理、特點(diǎn)及應(yīng)用 8陰離子、陽離子聚合、自由基聚合的比較 9. 開環(huán)聚合機(jī)理 【熟悉內(nèi)容】 1. 開環(huán)聚合單體特征及動(dòng)力學(xué) 2. 陰離子聚合的自發(fā)終止；溶劑、溫度與反離子對(duì)反應(yīng)的影響 第六章 配位聚合 (coordination polymerization) 【掌握內(nèi)容】 1. 配位聚合基本概念： 配位聚合，絡(luò)合聚合，定向聚合，立構(gòu)規(guī)整形聚合物， Ziegler-Natta催化劑，單金屬機(jī)理，雙金屬機(jī)理 2.聚a-烯烴、聚二烯烴的立體異構(gòu)式 3.Ziegler-Natta催化劑的組成及性

7、質(zhì) 4.配位聚合催化劑的發(fā)展 5.丙烯配位聚合的催化劑 【熟悉內(nèi)容】 1. 立構(gòu)規(guī)整度的測(cè)定 2. 單金屬、雙金屬機(jī)理內(nèi)容 3. 影響Ziegler-Natta催化劑活性的因素 4. 對(duì)映體的立構(gòu)選擇性聚合 5. Ziegler-Natta催化劑的發(fā)現(xiàn)及其對(duì)聚烯烴合成的貢獻(xiàn) 第七章 逐步聚合反應(yīng) (stepwise polymerization) 【掌握內(nèi)容】 1.逐步聚合的基本概念： 官能團(tuán)，官能度，線形縮聚，反應(yīng)程度，當(dāng)量系數(shù)，摩爾分?jǐn)?shù)， 體型縮聚，無規(guī)預(yù)聚物，結(jié)構(gòu)預(yù)聚物，凝膠化作用，凝膠點(diǎn) 2.逐步聚合反應(yīng)的分類及典型聚合物的命名 3.逐步聚合反應(yīng)的特征 4.逐步聚合官能團(tuán)等活性理論 5

8、.線形逐步聚合反應(yīng)的聚合度及聚合度控制 6.典型體型聚合物的合成反應(yīng) 7.Carothers法計(jì)算體型逐步聚合反應(yīng)的凝膠點(diǎn) 8. 線形逐步聚合與體型逐步聚合的比較 9. 逐步聚合與連鎖聚合的比較 【熟悉內(nèi)容】 1. 線形逐步聚合動(dòng)力學(xué) 2.相對(duì)分子質(zhì)量分布 3.影響聚合反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程的因素 4.統(tǒng)計(jì)法計(jì)算體型逐步聚合反應(yīng)凝膠點(diǎn) 5.逐步共聚合 6.共聚反應(yīng)的類型 第八章 聚合物的化學(xué)反應(yīng) 【掌握內(nèi)容】 1.聚合物化學(xué)反應(yīng)的基本概念： 幾率效應(yīng)，鄰近基團(tuán)效應(yīng) 2.聚合物與小分子反應(yīng)活性的比較及影響因素 3.典型的聚合物的化學(xué)反應(yīng) 聚乙酸乙酯的反應(yīng) 芳香烴的取代反應(yīng) 4.聚合物交聯(lián)反應(yīng)：橡膠的硫化

9、、飽和聚烯烴的過氧化物交聯(lián) 5.典型聚合物的熱降解反應(yīng)：PMMA, PE, PP, PVC, PS等 【熟悉內(nèi)容】 1.纖維素的反應(yīng)、鹵化反應(yīng)、環(huán)化反應(yīng) 2.光致交聯(lián)固化 3.接枝共聚物的合成： 自由基接枝聚合：ABS、HIPS、大分子單體合成接枝共聚物 離子型接枝聚合 4.氧化降解、聚合物老化機(jī)理及老化的防止與利用 5.功能高分子的定義及主要種類 第二部分 高分子物理大綱 高分子物理是研究聚合物結(jié)構(gòu)與性能之間關(guān)系的一門學(xué)科，內(nèi)容主要包括高分子的鏈結(jié)構(gòu)與聚集態(tài)結(jié)構(gòu)，聚合物的分子運(yùn)動(dòng)以及聚合物的溶液性質(zhì)、流變性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)、電學(xué)性質(zhì)、光學(xué)和磁學(xué)性質(zhì)等。通過學(xué)習(xí)將掌握有關(guān)聚合物的多層次結(jié)構(gòu)及主要物

10、理、機(jī)械性能的基本理論和基本研究方法，為從事高分子設(shè)計(jì)、改性、加工、應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。 第一章 高分子鏈的結(jié)構(gòu) 【掌握內(nèi)容】 1基本概念： 高分子鏈的構(gòu)型，構(gòu)象，鏈段，均方末端距，高斯鏈，全同立構(gòu)，間同立構(gòu)。2高分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)、層次；常見高分子的結(jié)構(gòu)及分類；支化與交聯(lián)；共聚物結(jié)構(gòu)。 3高分子鏈長(zhǎng)、末端距的計(jì)算方法; 高分子鏈的柔順性及本質(zhì)。 【熟悉內(nèi)容】 高分子鏈構(gòu)形的測(cè)定方法；高分子鏈的旋轉(zhuǎn)及構(gòu)象統(tǒng)計(jì) 第二章 聚合物的凝聚態(tài)結(jié)構(gòu) 【掌握內(nèi)容】 1基本概念： 內(nèi)聚能密度，單晶，片晶，球晶，纖維狀晶，串晶，伸直鏈晶體，結(jié)晶度，取向，取向度，相容性。 2晶體結(jié)構(gòu)的基本概念；分子鏈在晶體中的構(gòu)象；典型的

11、聚合物晶體結(jié)構(gòu)；球晶和片晶的特點(diǎn)。 3Keller折疊鏈模型；無規(guī)線團(tuán)模型；局部有序模型。 4液晶的化學(xué)結(jié)構(gòu)及晶型；液晶的流變性。 5取向?qū)酆衔锊牧系挠绊憽?【熟悉內(nèi)容】 1不同晶型的形成條件。 2結(jié)晶度及取向的測(cè)定方法，液晶的表征。 3高分子合金的形態(tài)結(jié)構(gòu)。 第三章 高分子溶液 【掌握內(nèi)容】 1基本概念： 溶度參數(shù)，Huggins參數(shù)，溫度，第二維利系數(shù)A2，聚合物增塑，凝膠，凍膠。 2高分子的溶解過程；溶劑對(duì)聚合物溶解能力判定原則；高分子溶液與理想溶液的偏差；Flory-Huggins高分子溶液理論；Flory-Krigbaum稀溶液理論。 3Huggins參數(shù)、溫度及第二維利系數(shù)A2之

12、間的關(guān)系；溶液與理想溶液。 4高分子濃溶液及應(yīng)用。 【熟悉內(nèi)容】 1. Flory-Huggins警惕理論晶格理論的假定條件及局限性。 2第二維利系數(shù)的測(cè)定。 2共混聚合物相容性的熱力學(xué)判別。 第四章 聚合物的分子量和分子量分布【掌握內(nèi)容】 1基本概念： 1. 相對(duì)粘度(r)，增比粘度(sp)，比濃粘度(sp/c)，比濃對(duì)數(shù)粘度(lnr/c)，特性粘度()，數(shù)均（重均、粘均、Z均）分子量，凝膠滲透色譜（GPC）。 2聚合物分子量的統(tǒng)計(jì)意義；常用的統(tǒng)計(jì)平均相對(duì)摩爾質(zhì)量。 3相對(duì)摩爾質(zhì)量分布寬度及表示方法。 4聚合物分子量的測(cè)定原理；不同測(cè)定方法的適用范圍。 5特性粘度和相對(duì)摩爾質(zhì)量的關(guān)系 【熟悉

13、內(nèi)容】 2 Ubbelohde（烏氏粘度計(jì)）的原理 3. Flory 粘度理論 第五章 聚合物的轉(zhuǎn)變與松弛 【掌握內(nèi)容】 1基本概念： 玻璃態(tài)，高彈態(tài)，粘流態(tài)，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，自由體積理論，結(jié)晶度，增塑，共混。 2聚合物分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。 3玻璃化轉(zhuǎn)變溫度測(cè)定方法；影響玻璃化溫度的因素及調(diào)節(jié)手段。 4分子結(jié)構(gòu)與結(jié)晶能力、結(jié)晶速度間的關(guān)系。 【熟悉內(nèi)容】 1. 結(jié)晶熱力學(xué) 第六章 橡膠彈性【掌握內(nèi)容】 1基本概念： 楊氏模量，切變模量，體積模量，熵彈性，熱塑性彈性體。 2橡膠高彈形變的特點(diǎn)與本質(zhì)。 【熟悉內(nèi)容】 1. 橡膠彈性熱力學(xué)分析及統(tǒng)計(jì)理論 2典型的熱塑性彈性體 第七章 聚合物的粘彈性【掌握

14、內(nèi)容】 1基本概念： 蠕變，應(yīng)力松弛，滯后與內(nèi)耗，Boltzmann疊加原理，時(shí)溫等效原理，動(dòng)態(tài)粘彈性，松弛時(shí)間，蠕變?nèi)崃俊?2. 高分子材料(包括高分子固體，熔體及濃溶液)的力學(xué)行為特性，粘彈性本質(zhì)。 3. 聚合物的靜態(tài)力學(xué)馳豫現(xiàn)象：蠕變與應(yīng)力松弛。 4. 描述聚合物粘彈性的力學(xué)模型及所描述的聚合物的力學(xué)過程。 【熟悉內(nèi)容】 1. Maxwell模型與Voigt(或Kelvin)模型的數(shù)學(xué)推導(dǎo)。 2. WLF方程及應(yīng)用。 3. 粘彈性的研究方法。 第八章 聚合物的屈服和斷裂 【掌握內(nèi)容】 1. 基本概念： 屈服應(yīng)力，斷裂應(yīng)力，強(qiáng)迫高彈性，銀紋，脆性斷裂，韌性斷裂，應(yīng)力集中，沖擊強(qiáng)度，疲勞。 2. 晶態(tài)、非晶態(tài)及取向聚合物應(yīng)力應(yīng)變特點(diǎn)。 3. 聚合物的屈服與增韌機(jī)理 4. 影響聚合物強(qiáng)度的因素與增強(qiáng)途徑、機(jī)理 【熟悉內(nèi)容】 1. 斷裂理論。 第九章 聚合物的流變性【掌握