2021中國科學(xué)院大學(xué)高分子化學(xué)與物理專業(yè)研究生考試大綱 正文

中國科學(xué)院大學(xué)碩士研究生入學(xué)考試
《高分子化學(xué)與物理》考試大綱
 
本《高分子化學(xué)與物理》考試大綱適用于中國科學(xué)院大學(xué)高分子化學(xué)與物理專業(yè)的碩士研究生入學(xué)考試。高分子化學(xué)與物理是化學(xué)學(xué)科的基礎(chǔ)理論課。高分子化學(xué)內(nèi)容主要包括連鎖聚合反應(yīng)、逐步聚合反應(yīng)和聚合物的化學(xué)反應(yīng)等聚合反應(yīng)原理，要求考生熟悉相關(guān)高分子化學(xué)的基本概念，掌握常用高分子化合物的合成方法、合成機(jī)理及大分子化學(xué)反應(yīng)，能夠?qū)懗鲋饕酆衔锏慕Y(jié)構(gòu)式，熟悉其性能并且能夠?qū)o出的現(xiàn)象給以正確、合理的解釋。高分子物理內(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，聚合物的溶液性質(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)高分子物理的基本概念，掌握有關(guān)聚合物的多層次結(jié)構(gòu)及主要物理、機(jī)械性能的基本理論和基本研究方法?？忌鷳?yīng)具備運(yùn)用高分子化學(xué)與物理的知識分析問題、解決問題的能力。
 
 
一、考試基本要求
1． 熟練掌握高分子化學(xué)與物理的基本概念和基礎(chǔ)理論知識；
2． 能夠靈活運(yùn)用所學(xué)知識來分析問題、解決問題。
二、考試方式與時(shí)間
碩士研究生入學(xué)《高分子化學(xué)與物理》考試為閉卷筆試，考試時(shí)間為180分鐘，總分150分。
 
三、考試主要內(nèi)容和要求
 
高分子化學(xué)部分
 
（一）緒論
 
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）聚合物的物理狀態(tài)；（6）聚合物材料與強(qiáng)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）加成聚合與縮合聚合；連鎖聚合與逐步聚合。（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)特征。（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）聚合物的物理狀態(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)械強(qiáng)度。
【了解內(nèi)容】
高分子化學(xué)發(fā)展歷史。
（二）逐步聚合反應(yīng)
1、考試內(nèi)容
（1）縮聚反應(yīng)；（2）線形縮聚反應(yīng)機(jī)理；（3）線形縮聚動力學(xué)；（4）影響線型縮聚物聚合度的因素及控制方法；（5）分子量的分布；（6）逐步縮合的實(shí)施方法；（7）重要線型逐步聚合物；（8）體型縮聚；（9）凝膠化作用和凝膠點(diǎn)。
2、考試要求
【掌握內(nèi)容】
（1）逐步聚合的基本概念： 官能團(tuán)，平均官能度，線形縮聚，反應(yīng)程度，當(dāng)量系數(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）縮聚反應(yīng)的類型及典型聚合物的命名。（3）逐步聚合反應(yīng)的特點(diǎn)。（4）逐步聚合官能團(tuán)等活性理論。（5）縮聚反應(yīng)聚合物分子量的控制。（6）典型線性和體型縮聚物的合成方法。（7）Carothers法和統(tǒng)計(jì)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）線形逐步聚合動力學(xué)。（2）縮聚物的分子量分布。（3）影響聚合反應(yīng)動力學(xué)方程的因素。
 
 
（三）自由基聚合
 
1、考試內(nèi)容
（1）自由基聚合機(jī)理；（2）鏈引發(fā)反應(yīng)；（3）聚合速率；（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)特征；自由基聚合反應(yīng)特征。（3）常用引發(fā)劑的種類；引發(fā)劑分解動力學(xué)；引發(fā)劑效率；影響引發(fā)劑效率的因素；引發(fā)劑選擇原則。（4）聚合動力學(xué)研究方法；自由基聚合微觀動力學(xué)方程推導(dǎo)；自由基聚合反應(yīng)速率常數(shù)；自動加速現(xiàn)象。（5）無鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)時(shí)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)速率和分子量的因素（溫度、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、光引發(fā)聚合、輻射聚合、等離子體引發(fā)聚合、微波引發(fā)聚合。（2）聚合過程中速率變化的類型。（3）自由基聚合的相對分子質(zhì)量分布。（4）反應(yīng)速率常數(shù)的測定。
【了解內(nèi)容】
熱引發(fā)和光引發(fā)動力學(xué)。
 
（四）自由基共聚合
 
1、考試內(nèi)容
（1）共聚物的類型和命名；（2）二元共聚物的組成；（3）競聚率的測定和影響因素；（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)共聚物，接枝共聚物，交替共聚物，嵌段共聚物，競聚率，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)。（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)競聚率值判斷兩單體對的共聚類型及共聚組成曲線類型。 （5）共聚物組成控制方法。（6）共聚物微觀結(jié)構(gòu)與鏈段分布。（7）單體和自由基活性的表示方法，取代基的共軛效應(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）共聚合的意義及典型共聚物。（2）影響競聚率的因素和競聚率測定方法。（3）共聚物的組成與轉(zhuǎn)化率的關(guān)系。（4）多元共聚。（5）共聚合速率。
 
（五）聚合方法
 
1、考試內(nèi)容
（1）本體聚合；（2）溶液聚合；（3）懸浮聚合；（4）乳液聚合。
2、考試要求
【掌握內(nèi)容】
（1）四種聚合實(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)理及動力學(xué)。
【熟悉內(nèi)容】
（1）典型聚合物的聚合實(shí)施方法。（2）聚合方法的選擇。
 
 
（六）陰離子聚合
 
1、考試內(nèi)容
（1）陰離子聚合的單體；（2）陰離子引發(fā)體系和引發(fā)；（3）陰離子聚合引發(fā)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發(fā)劑。 (2) 陰離子聚合機(jī)理,聚合速率及聚合度。(3)影響陰離子聚合因素。(4)活性陰離子聚合原理、特點(diǎn)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）陽離子引發(fā)體系；（3）陽離子聚合機(jī)理；（4）影響陽離子聚合的因素；（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發(fā)劑。（2）陽離子聚合機(jī)理。（3）影響陽離子聚合因素。
（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）Ziegler-Natta引發(fā)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）茂金屬引發(fā)劑；（7）
共軛二烯烴的配位聚合。
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）Ziegler-Natta催化劑的組成及性質(zhì)。（3）α－烯烴配位聚合機(jī)理（單金屬機(jī)理，雙金屬機(jī)理，終止反應(yīng)）。（4）二烯烴的配位聚合（丁二烯，異戊二烯）。（5）茂金屬催化劑的特點(diǎn)。（6）配位聚合催化劑的發(fā)展。
【熟悉內(nèi)容】
（1）影響Ziegler-Natta催化劑活性的因素；（2）配位聚合的應(yīng)用。
 
(九)開環(huán)聚合
1、考試內(nèi)容
（1）環(huán)烷烴開環(huán)聚合熱力學(xué)；（2）雜環(huán)開環(huán)聚合機(jī)理和動力學(xué)特征；（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（三氧六環(huán)）的陽離子開環(huán)聚合；（6）環(huán)酰胺開環(huán)聚合；（7）環(huán)硅氧烷的開環(huán)聚合；（8）聚磷氮烯；（9）羰基化合物的聚合。
2、考試要求
【掌握內(nèi)容】
（1）環(huán)烷烴開環(huán)聚合熱力學(xué)；（2）環(huán)氧化物、環(huán)醚、三聚甲醛（三氧六環(huán)）、環(huán)酰胺、環(huán)硅氧烷的開環(huán)聚合，聚磷氮烯的合成方法。
【熟悉內(nèi)容】
（1） 聚合單體特征及動力學(xué)；（2）羰基化合物的聚合。
 
 
（十）聚合物的化學(xué)反應(yīng)
1、考試內(nèi)容
（1）聚合物的基團(tuán)反應(yīng)；（2）接枝聚合反應(yīng)和嵌段聚合反應(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)。（4）聚乙酸乙酯的反應(yīng)。（5）芳香烴的取代反應(yīng)。（6）制備嵌段聚合物及接枝聚合物常用的方法。（7）聚合物交聯(lián)反應(yīng)：橡膠的硫化、聚烯烴的過氧化物交聯(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)理及老化的防止與利用。（4）功能高分子的定義及主要種類。
 
 
高分子物理部分
 
（一）高分子的鏈結(jié)構(gòu)
1、考試內(nèi)容
（1）高分子鏈的構(gòu)型；（2）高分子鏈的內(nèi)旋轉(zhuǎn)和高分子鏈的柔順性；（3）分子鏈的構(gòu)象統(tǒng)計(jì)；（4）高分子晶格中鏈的構(gòu)象；（5）蠕蟲狀鏈。
2、考試要求
【掌握內(nèi)容】
（1）化學(xué)組成：基團(tuán)（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)型（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，構(gòu)象。（6）高分子鏈長、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】
（1）高分子鏈構(gòu)型的測定方法。（2）高分子鏈的旋轉(zhuǎn)及構(gòu)象統(tǒng)計(jì)。
 
（二）高分子溶液
1、考試內(nèi)容
（1）聚合物的溶解；（2）柔性高分子溶液熱力學(xué)性質(zhì)；（3）高分子溶液的相平衡；（4）聚電解質(zhì)溶液；（5）聚合物的濃溶液。
2、考試要求
【掌握內(nèi)容】
（1）基本概念： 溶度參數(shù)，Huggins參數(shù)，θ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。（3）Huggins參數(shù)、θ溫度及第二維利系數(shù)A₂之間的關(guān)系；θ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晶格理論的假定條件及局限性。（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(jì)意義；（2）聚合物分子量的測定方法；（3）聚合物分子量分布及測定方法。
2、考試要求
【掌握內(nèi)容】
（1）基本概念： 相對黏度，增比黏度，比濃黏度，比濃對數(shù)黏度，特性黏度，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(jì)意義；常用的統(tǒng)計(jì)平均相對摩爾質(zhì)量。（3）相對摩爾質(zhì)量分布寬度及表示方法。（4）聚合物分子量的測定原理；不同測定方法的適用范圍。（5）特性黏度和相對摩爾質(zhì)量的關(guān)系。（6）高分子的分級方法。
【熟悉內(nèi)容】
（1） Ubbelohde（烏氏黏度計(jì)）的原理。（2）Flory 黏度理論。
 
（四）高分子的聚集態(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，片晶，球晶，纖維狀晶，串晶，伸直鏈晶體；結(jié)晶度，取向，取向度；內(nèi)聚能密度，相容性。 （2）Keller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）液晶的化學(xué)結(jié)構(gòu)及晶型；向列型高分子液晶的流動特征。（5）結(jié)晶度及取向度的測定方法，液晶的表征。（6）高分子的多組份體系。
【熟悉內(nèi)容】
（1）不同晶型的形成條件。（2）取向?qū)酆衔锊牧系挠绊憽?br />  
（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)動的特點(diǎn)；（2）聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變；（3）玻璃化溫度與鏈結(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）聚合物熔體的剪切黏度；（6）聚合物熔體的彈性表現(xiàn)；（7）拉伸黏度；（8）聚合物分子運(yùn)動的研究方法。
2、考試要求
【掌握內(nèi)容】
（1）聚合物分子運(yùn)動的特點(diǎn)。（2）玻璃化轉(zhuǎn)變、粘彈轉(zhuǎn)變、熔點(diǎn)。（3）玻璃化轉(zhuǎn)變溫度與鏈結(jié)構(gòu)的關(guān)系。（4）基本概念：牛頓流體，非牛頓流體，表觀黏度，零剪切黏度，剪切變稀(增稠)，熔融指數(shù)，擠出脹大，熔體破裂，法向應(yīng)力效應(yīng)，黏度與頻率依賴性。（5）聚合物熔體黏度測定方法。（6）聚合物熔體流動特性與分子結(jié)構(gòu)關(guān)系。
【熟悉內(nèi)容】
Rouse模型，管子模型及蛇行理論。
 
（六）聚合物的力學(xué)性能
1、考試內(nèi)容
（1）玻璃態(tài)和結(jié)晶態(tài)聚合物的力學(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）聚合物的斷裂和強(qiáng)度。
2、考試要求
一、高彈性
【掌握內(nèi)容】
（1）基本概念： 楊氏模量，切變模量，本體模量，熵彈性。 （2）橡膠高彈形變的特點(diǎn)與本質(zhì)。
【熟悉內(nèi)容】
（1）橡膠彈性動力學(xué)分析及統(tǒng)計(jì)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： 蠕變，應(yīng)力松弛，動態(tài)粘彈性, 滯后與阻尼，Boltzmann疊加原理，時(shí)-溫等效原理，松弛(遲后)時(shí)間及其松弛(遲后)時(shí)間譜。 （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）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。
三、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，沖擊強(qiáng)度，疲勞，銀紋，剪切帶，脆性斷裂，韌性斷裂，應(yīng)力集中。（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】
斷裂理論。
 
（七）聚合物的電學(xué)性質(zhì)
1、考試內(nèi)容
（1）聚合物的極化及介電松弛行為；（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)化學(xué)；（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，介電松弛，摻雜，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)定性和耐高溫的聚合物材料；（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)，熱變形溫度。（2）折光指數(shù)，透明度，霧度，雙折射，散射。
 
四、試卷結(jié)構(gòu)
試題類型主要有: 名詞解釋、判斷題、填空題、選擇題、計(jì)算題、簡答題(包括寫反應(yīng)式、敘述反應(yīng)原理、聚合物特性、聚合方法等)，綜合論述題。
五、參考教材
（1）潘祖仁主編，《高分子化學(xué)》（第五版），化學(xué)工業(yè)出版社，2011。
（2）何曼君等編，《高分子物理》（第三版），復(fù)旦大學(xué)出版社，2007。
（3）符若文, 李谷, 馮開才編，《高分子物理》，化學(xué)工業(yè)出版社，2005。
 
編制單位：中國科學(xué)院大學(xué)
編制日期：2019年6月26日

中國科學(xué)院大學(xué)

本文來源：http://zgxindalu.cn/guokeda/cankaoshumu_377314.html