2023年鄭州大學材料加工工程專業(yè)考研高分子化學與高分子物理科目考試大綱

2023年鄭州大學材料加工工程專業(yè)考研高分子化學與高分子物理科目考試大綱

一、考試基本要求及適用范圍概述

《高分子化學與高分子物理》考試大綱適用于鄭州大學材料學院080500材料科學與工程 專業(yè)(01 高分子加工工程 方向、05 高性能及功能高分子方向、06 智能材料與綠色包裝 方向、07 生物質(zhì)資源與材料方向)，070305 高分子化學與物理專業(yè)，085600 材料與化工 專業(yè)(02 高分子材料與工程方向)碩士研究生入學考試。

本科目包括《高分子化學》和《高分子物理》兩大部分。其中《高分子化學》是研究高分子化合物的合成和聚合物化學反應的一門課程?？荚噧?nèi)容主要涵蓋有關高分子化合物合成和聚合物化學反應過程中所涉及到的基本理論和基本概念，包括逐步聚合反應、自由基聚合、自由基共聚合、聚合方法、離子聚合、配位聚合、開環(huán)聚合和聚合物的化學反應等，并少量涉及高分子領域的發(fā)展簡史和前沿進展。主要考查考生系統(tǒng)掌握高分子化學的基本理論、基本知識和方法的程度，考查考生運用所學的理論、知識和方法分析和解決有關理論和實際問題的能力?！陡叻肿游锢怼肥歉叻肿蛹跋嚓P學科的基礎理論課程，是以聚合物(高分子材料)為研究對象，主要內(nèi)容包括聚合物的多層次結(jié)構(gòu)，多模式分子運動、多重力學狀態(tài)與轉(zhuǎn)變，多種多樣的性能。要求考生比較系統(tǒng)地掌握高分子材料的結(jié)構(gòu)、分子運動及溶液性質(zhì)、力學性質(zhì)、熱性質(zhì)、電學性質(zhì)等的基本知識、基本理論，掌握高分子材料結(jié)構(gòu)――分子運動――性能間的內(nèi)在關系，掌握研究高分子材料結(jié)構(gòu)、分子運動、性能的基本技能，了解本學科發(fā)展的前命題學院(蓋章)：材料科學與工程學院 考試科目代碼及名稱：963 高分子化學與高分子物理沿;基本具備從事新型高分子材料研制及高分子材料成型加工應用的能力。

二、考試形式

碩士研究生入學高分子化學與高分子物理考試為閉卷，筆試，考試時間為180 分鐘，本試卷滿分為 150 分。

試卷結(jié)構(gòu)(題型，高分子化學，75 分)：名詞解釋、寫出聚合物的合成反應式或?qū)懗鰡误w的聚合反應式、簡答題、問答題。

試卷結(jié)構(gòu)(題型，高分子物理，75 分)：名詞解釋、單項選擇題、判斷題、簡答題、問答題。

三、考試內(nèi)容

第一部分 《高分子化學》

(1)緒論

考試內(nèi)容：高分子的基本概念、聚合物的分類和命名、聚合反應、分子量及其分布、大分子微結(jié)構(gòu)、線形、支鏈型和交聯(lián)形大分子、聚集態(tài)和熱轉(zhuǎn)變、高分子材料和力學性能、高分子化學簡史。

考試要求：掌握高分子化合物的基本概念、分類及命名原則;掌握聚合物的平均分子量、分子量分布、大分子微結(jié)構(gòu)等基本概念;了解聚合物的物理狀態(tài)和主要性能，了解高分子科學及其工業(yè)發(fā)展歷史和前景。

(2) 縮聚與逐步聚合

考試內(nèi)容：縮聚反應、線形縮聚反應的機理、線形縮聚動力學、線形縮聚物的聚合度、線形縮聚物的分子量分布、體形縮聚和凝膠化作用、縮聚和逐步聚合的實施方法、重要縮聚物和其他逐步聚合物、聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚酰亞胺和高性能聚合物。

考試要求：掌握逐步聚合反應的特點;掌握線型縮聚反應的機理和動力學，線型縮聚中影響聚合度的因素及控制聚合度的方法，重要線型逐步聚合物的實施方法;無規(guī)預聚物和結(jié)構(gòu)預聚物，體型縮聚中的凝膠點的預測。了解一些常見的縮聚物的化學結(jié)構(gòu)、原料和聚合方法。

(3) 自由基聚合

考試內(nèi)容：加聚和連鎖聚合概述、烯類單體對聚合機理的選擇性、聚合熱力學和聚合-解聚平衡、自由基聚合機理、引發(fā)劑、其他引發(fā)作用、聚合速率、動力學鏈長和聚合度、鏈引發(fā)反應和聚合度、聚合度分布、阻聚和緩聚、自由基壽命和鏈增長、鏈終止速率常數(shù)的測定、 可控/“活性”自由基聚合。

考試要求：掌握單體結(jié)構(gòu)與聚合機理的關系;自由基聚合反應機理及特征;主要引發(fā)劑類型及引發(fā)機理;低轉(zhuǎn)化率時自由基聚合動力學，影響聚合速率和分子量的因素;高轉(zhuǎn)化率下的自動加速現(xiàn)象及其產(chǎn)生的原因;阻聚、緩聚、自由基壽命、動力學鏈長、聚合上限溫度等基本概念。了解光、熱、輻射等其它引發(fā)作用，可控/活性自由基聚合、聚合熱力學及分子量分布等。

(4) 自由基共聚合

考試內(nèi)容：二元共聚物的組成、二元共聚物微結(jié)構(gòu)和鏈段序列分布、前末端效應、多元共聚、競聚率、單體活性和自由基活性、Q-e概念、共聚速率。

考試要求：掌握二元共聚物瞬時組成與單體組成的關系;競聚率的意義;典型的共聚物瞬時組成曲線類型以及共聚物組成與轉(zhuǎn)化率的關系;共聚物組成均一性的控制方法;單體及自由基的活性;Q-e概念。了解前末端效應、多元共聚和共聚合速率等。

(5) 聚合方法

考試內(nèi)容：本體聚合、溶液聚合、懸浮聚合、乳液聚合。

考試要求：掌握本體、溶液、懸浮和乳液等各種聚合實施方法的特點;經(jīng)典乳液聚合的機理。了解一些常見聚合物的聚合方法。

(6) 離子聚合

考試內(nèi)容：陰離子聚合、陽離子聚合、離子聚合與自由基聚合的比較、離子共聚。

考試要求：掌握陰、陽離子聚合的單體和引發(fā)劑;掌握陰離子聚合的機理、活性聚合及其應用;了解陽離子聚合機理、離子共聚的特點等。

(7) 配位聚合

考試內(nèi)容：聚合物的立體異構(gòu)現(xiàn)象、Ziegler-Natta引發(fā)劑、丙烯的配位聚合、極性單體的配位聚合、茂金屬引發(fā)劑、共軛二烯烴的配位聚合。

考試要求：掌握聚合物的立體異構(gòu)現(xiàn)象，配位聚合、定向聚合、立構(gòu)規(guī)整度等基本概念;Ziegler-Natta引發(fā)劑的組成。了解丙烯配位陰離子聚合機理及定向的原因，極性單體的配位陰離子聚合，茂金屬引發(fā)劑，共軛二烯烴配位聚合的主要引發(fā)體系等。

(8)開環(huán)聚合

考試內(nèi)容：環(huán)烷烴開環(huán)聚合熱力學、雜環(huán)開環(huán)聚合熱力學和動力學特征、三元環(huán)醚的陰離子開環(huán)聚合、環(huán)醚的陽離子開環(huán)聚合、羰基化合物和三氧六環(huán)的陽離子開環(huán)聚合、己內(nèi)酰胺的陰離子開環(huán)聚合。

考試要求：掌握能夠進行開環(huán)聚合的單體如環(huán)氧乙烷、己內(nèi)酰胺和三氧六環(huán)及聚合機理。了解一些常見開環(huán)聚合物如的化學結(jié)構(gòu)和原料。

(9)聚合物的化學反應

考試內(nèi)容：聚合物化學反應的特征、聚合物的基團反應、反應功能高分子、接枝共聚、嵌段共聚、擴鏈、交聯(lián)、降解和老化。

考試要求：掌握聚合物化學反應特點，聚合物化學反應的活性及其影響因素，聚合物的相似轉(zhuǎn)變、接枝、擴鏈、交聯(lián)反應。了解功能高分子，高分子的降解、老化及防老化機理等。

第二部分 《高分子物理》

(1)緒論學生

掌握：高分子物理研究的對象及研究的內(nèi)容;學習高分子物理的意義和方法;高分子的近代史。

(2)高分子鏈的結(jié)構(gòu)

重點掌握：聚合物結(jié)構(gòu)層次;高分子的構(gòu)型及構(gòu)型的類型;高分子大小的特點與表征;高分子的構(gòu)象及對高分子構(gòu)象的認識;高分子的柔順性及影響柔順性的因素;高分子的鏈段及鏈段的特征;高分子的靜態(tài)柔順性與動態(tài)柔順性;高分子鏈構(gòu)象表征方法;自由連接鏈、自由旋轉(zhuǎn)鏈、受阻旋轉(zhuǎn)鏈;等效自由連接鏈;高分子柔順性的定量表征。

一般掌握：高分子的類型;單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)與構(gòu)象，高分子構(gòu)象變化與高分子柔順性;均方末端距的幾何算法，均方末端距的統(tǒng)計算法，高分子近程結(jié)構(gòu)研究方法。

(3)高分子的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)

重點掌握：高分子聚集態(tài)結(jié)構(gòu)的類型及影響因素;高分子間作用力的類型及特點，內(nèi)聚能密度;聚合物晶體的主要形態(tài)和結(jié)構(gòu)，結(jié)晶聚合物結(jié)構(gòu)的特征，折疊鏈模型，插線板模型;非結(jié)晶聚合物結(jié)構(gòu)模型;能呈現(xiàn)液晶態(tài)的聚合物結(jié)構(gòu)特征，高分子液晶的結(jié)構(gòu)及類型，液晶性聚合物溶液的性能;聚合物取向態(tài)結(jié)構(gòu)的特征;高分子復合材料的形態(tài)結(jié)構(gòu)。

一般掌握：晶體結(jié)構(gòu)的基本知識，結(jié)晶聚合物其他結(jié)構(gòu)模型;高分子液晶的應用;取向結(jié)構(gòu)單元、取向的意義、取向度及測定方法。

(4)聚合物的分子運動、力學狀態(tài)與轉(zhuǎn)變

重點掌握：聚合物分子運動的特點及時-溫等效性;不同類型聚合物可能呈現(xiàn)的力學狀態(tài)、可能發(fā)生的轉(zhuǎn)變及形變的性質(zhì)、分子運動機理;玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的特征、意義及測定方法，玻璃化轉(zhuǎn)變的自由體積理論，影響玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的因素;聚合物的結(jié)晶能力，影響結(jié)晶速度的因素;聚合物結(jié)晶熔融的特征、熔點，影響結(jié)晶聚合物熔點的因素。

一般掌握：聚合物玻璃化轉(zhuǎn)變的熱力學理論、動力學理論;聚合物結(jié)晶過程、結(jié)晶速度及測定方法，結(jié)晶度與聚合物性能的關系。

(5)聚合物的力學性能

重點掌握：玻璃態(tài)、結(jié)晶態(tài)聚合物拉伸應力—應變曲線各區(qū)段的物理意義;玻璃態(tài)、結(jié)晶態(tài)強迫高彈性變的異同點;屈服的形變機理、影響因素(時—溫等效性);高彈性的特點，高彈形變的分子運動機理，高彈性熱力學理論的意義，狀態(tài)方程的意義;聚合物熔體、濃溶液的結(jié)構(gòu)特征，聚合物熔體、濃溶液的剪切流變行為，影響聚合物熔體粘度的因素，聚合物熔體彈性效應的表現(xiàn)及影響因素;動態(tài)力學法研究聚合物多重轉(zhuǎn)變的原理，研究粘彈性的幾種力學模型的特點;Boltzmann 原理;聚合物力學松弛的時-溫等效原理及時—溫轉(zhuǎn)換;聚合物力學強度的主要指標，影響聚合物斷裂方式、力學性能的因素，斷裂的裂縫理論、分子理論的內(nèi)容;如何提高高分子材料的靜力學強度、韌性。

一般掌握：力學性能的一些基本量及測定方法;SBS 在常溫下的力學狀態(tài)、拉伸應力—應變行為;單軸拉伸應力分析;真應力—應變曲線;影響高彈性的因素;拉伸流動。

(6)聚合物溶液的性質(zhì)

重點掌握：聚合物溶解過程;溶劑的選擇;柔性鏈聚合物稀溶液Flory-Huggins 晶格模型理論(平均場理論)及熱力學參數(shù)推導的思路;聚合物溶液的相分離(分子量分級原理);聚合物稀溶液的滲透壓與濃度的關系，第二維利系數(shù)的意義;θ溫度的測求方法;測交聯(lián)聚合物溶脹度的意義;聚合物溶液幾種黏度的定義，特性粘數(shù)的意義及影響因素，測定特性粘數(shù)的方法;測求聚合物稀溶液散射光強的意義。

一般掌握：聚合物溶液的特點;Flory-Krigbaum 稀溶液理論;分子量比較小的及分子量相當大的高分子稀溶液光散射的特點，如何測求高分子稀溶液中高分子散射光強;聚合物的增塑，凍膠，凝膠，紡絲液。

(7)聚合物的分子量和分子量分布

重點掌握：聚合物四種統(tǒng)計平均分子量的定義、關系及測定方法，聚合物稀溶液的第二維利系數(shù)、Huggins 的測求方法;聚合物分子量分布的表征;凝膠滲透色譜法測求聚合物分子量分布的方法原理、分離機理、普適校正曲線及應用、數(shù)據(jù)處理。

一般掌握：沉淀與溶解分級法;凝膠滲透色譜儀的組成及質(zhì)量評價指標。

(8)聚合物的電學性能及其它性能

重點掌握：聚合物極化的類型及影響因素;駐極體的意義;影響聚合物介電損耗的因素及應用;復合型導電高分子材料導電性的特點;聚合物靜電現(xiàn)象的意義及防治;聚合物熱性能的表征方法。

一般掌握：聚合物電擊穿的機理及影響因素;聚合物導電性的表征;導電聚合物的結(jié)構(gòu)特征;壓電效應，光電效應，熱電效應。

四、考試要求

碩士研究生入學考試科目《高分子化學與高分子物理》為閉卷，筆試，考試時間為180分鐘，本試卷滿分為150分。試卷務必書寫清楚、符號和西文字母運用得當。答案必須寫在答題紙上，寫在試題紙上無效。

五、主要參考教材(參考書目)

1. 《高分子化學》(2011 年第五版)，潘祖仁主編，北京：化學工業(yè)出版社。

2. 《高分子物理》(2013年第四版)，華幼卿等編著，北京：化學工業(yè)出版社。

3. 《高分子物理》(2007年第三版)，何曼君等編著，上海：復旦大學出版社。

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2023年鄭州大學材料加工工程專業(yè)考研高分子化學與高分子物理科目考試大綱