2021北京化工大學(xué)高分子化學(xué)與物理專(zhuān)業(yè)研究生參考書(shū)目 正文

一．適用的招生專(zhuān)業(yè)
    化學(xué)、材料科學(xué)與工程、……。
二．考試的基本要求
高分子化學(xué)部分：
要求考生系統(tǒng)地掌握高分子化合物的基本概念，高分子化合物的合成反應(yīng)原理、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、熱力學(xué)，聚合物的合成方法、以及聚合物的化學(xué)反應(yīng)。要求考生具有抽象思維能力、邏輯推理能力、和綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。
1．掌握高分子化學(xué)的基本概念；聚合物分類(lèi)及命名、聚合反應(yīng)分類(lèi)及相互關(guān)系。
2．掌握從單體結(jié)構(gòu)等因素入手，用熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)方法分析單體進(jìn)行均聚合、共聚合反應(yīng)的能力。
3．掌握各種連鎖聚合反應(yīng)（自由基聚合、陽(yáng)離子聚合、陰離子聚合、配位聚合、開(kāi)環(huán)聚合、易位聚合）機(jī)理的特點(diǎn)、基元反應(yīng)；單體與引發(fā)劑的匹配、反應(yīng)速率、相對(duì)分子質(zhì)量、立構(gòu)的控制等。
4．掌握各種逐步聚合反應(yīng)機(jī)理的特點(diǎn)，聚合度的控制等。
5．掌握各種共聚合反應(yīng)的機(jī)理、共聚組成的控制等
6．掌握聚合物化學(xué)反應(yīng)的基本特點(diǎn)、主要的聚合物化學(xué)反應(yīng)。 
7．掌握基本的聚合方法，具有制定聚合配方，選擇工藝條件、制定聚合實(shí)施方案的能力；分析和解決問(wèn)題的能力。
8．掌握主要聚合物的合成機(jī)理、聚合方法、聚合工藝等。
高分子物理部分：
“高分子物理”是以聚合物為研究對(duì)象、以聚合物結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系為主要研究?jī)?nèi)容的一門(mén)學(xué)科?？荚噧?nèi)容主要包括三個(gè)部分：聚合物的結(jié)構(gòu)、聚合物的分子運(yùn)動(dòng)、聚合物的各種物理性能。以聚合物結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系為主線(xiàn)、以分子運(yùn)動(dòng)為聯(lián)系結(jié)構(gòu)與性能的橋梁，重點(diǎn)考核高分子的鏈結(jié)構(gòu)（包括化學(xué)組成、形狀、形態(tài)、分子量和分子量分布）、凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)（包括晶態(tài)、非晶態(tài)、液晶態(tài)、取向及織態(tài)結(jié)構(gòu)）和各種物理性能（包括溶液性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)、流動(dòng)性質(zhì)、電學(xué)性質(zhì)等），并包括聚合物的結(jié)構(gòu)、分子運(yùn)動(dòng)、分子量及其分布及各種物理力學(xué)性能的測(cè)試方法等。
1、掌握高分子鏈的基本結(jié)構(gòu)，構(gòu)造、構(gòu)型與構(gòu)象的基本概念，影響柔性的因素，構(gòu)象的統(tǒng)計(jì)分析與計(jì)算。
2、掌握聚合物的凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)（晶態(tài)、非晶態(tài)與液晶態(tài)）與取向結(jié)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；結(jié)晶度與取向度的定義、計(jì)算與測(cè)定方法
3、掌握高分子溶液的溶解過(guò)程，溶度參數(shù)、第二維利系數(shù)、哈金斯參數(shù)的物理意義，高分子溶液與多組分聚合物的相分離機(jī)理。
4、掌握各種平均分子量與分子量分布的定義、計(jì)算與測(cè)定方法
5、掌握高分子的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，玻璃化轉(zhuǎn)變理論，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、結(jié)晶速度與熔點(diǎn)的基本概念、影響因素、與測(cè)定方法
6、橡膠彈性的特點(diǎn)、產(chǎn)生條件，橡膠彈性熱力學(xué)分析，橡膠的統(tǒng)計(jì)狀態(tài)方程，網(wǎng)絡(luò)的溶脹
7、蠕變、應(yīng)力松馳、滯后與內(nèi)耗的基本概念、影響因素及表征方法，線(xiàn)性粘彈性模型，時(shí)-溫等效原理，動(dòng)態(tài)力學(xué)譜與次級(jí)轉(zhuǎn)變
8、屈服、銀紋、剪切帶、脆韌轉(zhuǎn)變溫度與斷裂的基本概念，格里菲斯斷裂理論，增強(qiáng)與增韌的途徑與機(jī)理
9、牛頓流體與非牛頓流體，聚合物的粘性流動(dòng)曲線(xiàn)，粘度的測(cè)定方法與影響因素，聚合物流體的彈性響應(yīng)
 
 
三．考試的方法和考試時(shí)間
考試為閉卷筆試，可以使用無(wú)字典和編程功能的電子計(jì)算器；考試時(shí)間為3小時(shí)。
 
四．考試的主要內(nèi)容與要求
高分子化學(xué)部分：
1．高分子化學(xué)的基本概念
高分子基本概念，包括單體、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。
基本的聚合反應(yīng)類(lèi)型，如加成聚合與縮合聚合；連鎖聚合與逐步聚合。
聚合物的主要命名方法。
從不同角度對(duì)聚合物進(jìn)行分類(lèi)。
2．自由基聚合
運(yùn)用熱力學(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(lèi)型）對(duì)單體聚合能力進(jìn)行分析、判斷。
自由基聚合主要基元反應(yīng)特征，自由基聚合總體反應(yīng)特征。
自由基聚合常用引發(fā)劑：種類(lèi)、分子式、符號(hào)、分解反應(yīng)式、特點(diǎn)；表征引發(fā)劑活性的四個(gè)參數(shù)，引發(fā)劑效率，誘導(dǎo)分解，籠蔽效應(yīng)；引發(fā)劑選擇原則。
聚合速率：表達(dá)式、主要影響因素及控制手段，包括：
聚合初期聚合反應(yīng)速率的推導(dǎo)、三個(gè)假設(shè)、反應(yīng)級(jí)數(shù)的變化；
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)等。
相對(duì)分子質(zhì)量：表達(dá)式、主要影響因素及控制手段，包括：
動(dòng)力學(xué)鏈長(zhǎng)、自由基壽命、聚合度的表達(dá)式、鏈轉(zhuǎn)移主要類(lèi)型及對(duì)聚合度的影響、阻聚、
緩聚、相對(duì)分子質(zhì)量調(diào)節(jié)劑。
3．離子聚合
陽(yáng)離子聚合常用單體與引發(fā)劑。
陽(yáng)離子聚合機(jī)理，包括基元反應(yīng)、特點(diǎn)、異構(gòu)化聚合、假陽(yáng)離子聚合。
陽(yáng)離子聚合離子對(duì)平衡式及其影響因素
陰離子聚合常用單體、引發(fā)劑及單體與引發(fā)劑的匹配
陰離子聚合機(jī)理，包括基元反應(yīng)、特點(diǎn)、活性陰離子聚合原理、特點(diǎn)及主要應(yīng)用。
離子聚合活性中心存在形式及活性、離子對(duì)平衡及影響因素。
陰離子、陽(yáng)離子聚合、自由基聚合的比較。
4．配位聚合
聚合物的立體異構(gòu)概念、命名及立構(gòu)規(guī)整度。
基本概念，如配位聚合、絡(luò)合聚合、定向聚合、有規(guī)立構(gòu)聚合，Ziegler-Natta聚合。
Ziegler-Natta催化劑的主要類(lèi)型（如兩組分催化劑、三組分催化劑、載體型催化劑、茂金屬催化劑、后過(guò)渡金屬催化劑）、組成、活性、特點(diǎn)。
了解丙烯單金屬、雙金屬配位聚合機(jī)理、二烯烴配位聚合機(jī)理。
了解易位聚合。
   5．開(kāi)環(huán)聚合
單體開(kāi)環(huán)聚合能力分析、常見(jiàn)開(kāi)環(huán)聚合種類(lèi)及開(kāi)環(huán)聚合基本原理。
6．共聚合
共聚合基本概念，共聚物主要類(lèi)型與命名。
共聚組成微分方程推導(dǎo)、假設(shè)的運(yùn)用、產(chǎn)生偏差的主要原因。
典型的共聚形式及其共聚組成曲線(xiàn)、特點(diǎn)。
影響共聚組成的主要因素及主要控制方法。
單體與活性中心相對(duì)活性判斷、影響因素與基本規(guī)律。
離子型共聚與自由基共聚的比較
7．逐步聚合
逐步聚合反應(yīng)分類(lèi)及主要產(chǎn)物的合成。
官能團(tuán)等活性理論。
線(xiàn)形逐步聚合反應(yīng)聚合度的控制（理論計(jì)算與實(shí)施）。
體型逐步聚合：預(yù)聚物的主要類(lèi)型、合成、特點(diǎn)；凝膠點(diǎn)的控制（理論計(jì)算與實(shí)施）。
線(xiàn)形、體型逐步聚合、連鎖聚合的比較。
8．聚合方法
連鎖聚合的主要實(shí)施方法：基本組成及作用、特點(diǎn)、典型品種實(shí)施例。
逐步聚合的主要實(shí)施方法：基本組成及作用、特點(diǎn)、典型品種實(shí)施例。
了解其他的聚合實(shí)施方法。
各種聚合實(shí)施方法的比較與選擇。
常用聚合物的合成。
9．聚合物的化學(xué)反應(yīng)
聚合物的化學(xué)反應(yīng)特征及影響因素。
重要的聚合物的相似轉(zhuǎn)變反應(yīng)：纖維素、聚醋酸乙烯、離子交換樹(shù)脂等。
重要的聚合度變大的反應(yīng)：橡膠硫化、過(guò)氧化物交聯(lián)、HIPS、ABS、SBS等。
重要的降解反應(yīng)：PMMA、PE、PP、PVC等。
功能高分子的主要類(lèi)型和合成方法。
 
高分子物理部分：
第一章 高分子鏈的結(jié)構(gòu)
1、 構(gòu)型的概念；
2、 構(gòu)象的概念；
3、 高分子鏈的柔順性的概念及主要影響因素；
4、 均方末端距的幾何計(jì)算法；
5、 高分子鏈柔順性的表征；
6、 晶體和溶液中的構(gòu)象；
第二章 高分子的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)
1、內(nèi)聚能密度的概念；
2、晶體結(jié)構(gòu)的基本概念；
3、各種結(jié)晶形態(tài)和形成條件；
4、聚合物晶態(tài)結(jié)構(gòu)模型；
5、結(jié)晶度及其測(cè)定方法；
6、非晶態(tài)結(jié)構(gòu)模型（Yeh兩相球粒模型和Flory無(wú)規(guī)線(xiàn)團(tuán)模型）；
7、液晶態(tài)的基本概念；
8、液晶的結(jié)構(gòu)特征和形成條件；
9、液晶的特性和應(yīng)用；
10、聚合物的取向現(xiàn)象、取向機(jī)理、取向度的表征和應(yīng)用；
11、高分子合金的概念、相容性和組分含量與織態(tài)結(jié)構(gòu)的關(guān)系；
12、非相容高分子合金的增容方法和相容性表征；
第一章 高分子溶液
1、 高聚物的溶解過(guò)程；
2、 溶劑的選擇原則；
3、 溶解度參數(shù)的概念和測(cè)定；
4、 Flory—Huggins晶格模型理論的基本假設(shè)和高分子溶液熱力學(xué)相關(guān)的基本公式；
5、 互作用參數(shù)（c₁）和第二維力系數(shù)（A₂）的物理意義；
6、 q溶液的含義和q條件；
7、 滲透壓的概念及公式的應(yīng)用；
8、 高分子溶液及多組分聚合物的相圖和相分離機(jī)理；
9、 高分子濃溶液在聚合物增塑和溶液紡絲中的應(yīng)用；
10、凝膠與凍膠的概念；
第三章   高聚物的分子量和分子量分布
1、 各種平均分子量的統(tǒng)計(jì)意義和表達(dá)式；
2、 分子量分布寬度的表示方法（多分散系數(shù)、多分散指數(shù)、微分分布曲線(xiàn)、積分分布曲線(xiàn)）；
3、 端基分析法、氣相滲透法、粘度法測(cè)分子量的基本原理、基本公式、測(cè)試方法、所測(cè)分子量的為哪一種平均分子量和分子量范圍；
4、 聚合物的沉淀與溶解分級(jí)方法、原理，畫(huà)出積分分布曲線(xiàn)和微分分布曲線(xiàn)；
5、 PC的分離機(jī)理、實(shí)驗(yàn)方法、數(shù)據(jù)處理；
第四章   聚合物的轉(zhuǎn)變與松弛
1、 聚合物分子熱運(yùn)動(dòng)的主要特點(diǎn)；
2、 模量（或形變）—溫度曲線(xiàn)上的各種力學(xué)狀態(tài)和轉(zhuǎn)變所對(duì)應(yīng)的分子運(yùn)動(dòng)情況；
3、 玻璃化轉(zhuǎn)變的現(xiàn)象、自由體積理論，（一般了解熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)理論）；
4、 玻璃化溫度的測(cè)定方法和影響因素及調(diào)節(jié)；
5、 聚合物的分子結(jié)構(gòu)和結(jié)晶能力的關(guān)系；
6、 等溫結(jié)晶動(dòng)力學(xué)方程和應(yīng)用；
7、 結(jié)晶聚合物的熔融過(guò)程的特點(diǎn)和熔點(diǎn)的影響因素；
第六章  橡膠彈性
1、 橡膠彈性的特點(diǎn)；
2、 通過(guò)熱力學(xué)分析掌握橡膠彈性的本質(zhì)；
3、 橡膠狀態(tài)方程及一般修正；
第七章 聚合物的粘彈性
1、 聚合物的粘彈性現(xiàn)象和分子機(jī)理（包括蠕變現(xiàn)象、應(yīng)力松弛現(xiàn)象、滯后現(xiàn)象、力學(xué)損耗）；
2、 粘彈性的力學(xué)模型理論（Maxwell 模型、Kelvin模型和多元件模型）；
3、 弛時(shí)間譜和推遲時(shí)間譜的物理意義；
4、 Boltzmann疊加原理及應(yīng)用；
5、 時(shí)溫等效原理（WLF方程）及應(yīng)用；
6、 測(cè)定高聚物粘彈性的實(shí)驗(yàn)方法；
7、 儲(chǔ)能模量、損耗模量、損耗角正切、對(duì)數(shù)減量之間的關(guān)系；
8、 分子運(yùn)動(dòng)與動(dòng)態(tài)力學(xué)譜之間的關(guān)系；
第八章 聚合物的屈服和斷裂
1、聚合物應(yīng)力—應(yīng)變曲線(xiàn)、從該曲線(xiàn)所能獲得的重要信息，以及各種因素對(duì)應(yīng)力—應(yīng)變曲線(xiàn)影響；
2、屈服現(xiàn)象和機(jī)理，銀紋、剪切帶的概念，了解屈服判據(jù)；
3、聚合物的強(qiáng)度、韌性和疲勞等概念；
4、格里菲斯的脆性斷裂理論；
5、聚合物強(qiáng)度的影響因素、增強(qiáng)方法和增強(qiáng)機(jī)理；
6、聚合物韌性的影響因素、增韌方法和增韌機(jī)理；
第九章  聚合物的流變性
1、牛頓流體和非牛頓流體
2、聚合物粘性流動(dòng)的特點(diǎn)
3、聚合物熔體切粘度的測(cè)定方法
4、聚合物熔體切粘度的影響因素及分子解釋
5、聚合物熔體的彈性表現(xiàn)
 
五．試卷結(jié)構(gòu)
試卷滿(mǎn)分150分，題型包括解答題、計(jì)算題。
 
六．主要參考書(shū)
張興英、程玨、趙京波．高分子化學(xué)．化學(xué)工業(yè)出版社，
2006華幼卿、《聚合物物理學(xué)》勵(lì)杭泉編著 化工出版社 2007

北京化工大學(xué)

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