2015年中国科学院大学080501材料物理与化学考研大纲

　　中国科学院大学硕士研究生入学考试
　　《《高分子化学与物理》考试大纲
　　本《高分子化学与物理》考试大纲适用于中国科学院大学高分子化学与物理专业的硕士
　　研究生入学考试。高分子化学与物理是化学学科的基础理论课。高分子化学内容主要包括连锁聚合反应、逐步聚合反应和聚合物的化学反应等聚合反应原理，要求考生熟悉相关高分子化学的基本概念，掌握常用高分子化合物的合成方法、合成机理及大分子化学反应，能够写出主要聚合物的结构式，熟悉其性能并且能够对给出的现象给以正确、合理的解释。高分子物理内容主要包括高分子的链结构与聚集态结构，聚合物的分子运动，聚合物的溶液性质以及聚合物的流变性能、力学性能、介电性能、导电性能和热性能等，要求考生熟悉相关高分子物理的基本概念，掌握有关聚合物的多层次结构及主要物理、机械性能的基本理论和基本研究方法。考生应具备运用高分子化学与物理的知识分析问题、解决问题的能力。
　　一考试基本要求
　　1．熟练掌握高分子化学与物理的基本概念和基础理论知识；
　　2．能够灵活运用所学知识来分析问题、解决问题。
　　二考试方式与时间
　　硕士研究生入学《高分子化学与物理》考试为闭卷笔试，考试时间为180分钟，总分150分。
　　三考试主要内容和要求
　　高分子化学部分
　　（一）绪论
　　1、考试内容
　　（1）高分子的基本概念；（2）聚合物的命名及分类；（3）分子量；（4）大分子微结构；（5）线形、支链形和体形大分子；（6）聚合物的物理状态；（6）聚合物材料与强度。
　　2、考试要求
　　【掌握内容】
　　（1）基本概念：单体、聚合物、聚合反应、结构单元、重复单元、单体单元、链节、聚合度、均聚物、共聚物。（2）加成聚合与缩合聚合；连锁聚合与逐步聚合。（3）从不同角度对聚合物进行分类。（4）常用聚合物的命名、来源、结构特征。（5）线性、支链形和体形大分子。（6）聚合物相对分子质量及其分布。（7）大分子微结构。（8）聚合物的物理状态和主要性能。
　　【熟悉内容】
　　（1）系统命名法。（2）典型聚合物的名称、符号及重复单元。（3）聚合物材料和机械强度。
　　【了解内容】
　　高分子化学发展历史。
　　（二）逐步聚合反应
　　1、考试内容
　　（1）缩聚反应；（2）线形缩聚反应机理；（3）线形缩聚动力学；（4）影响线型缩聚物聚合度的因素及控制方法；（5）分子量的分布；（6）逐步缩合的实施方法；（7）重要线型逐步聚合物；（8）体型缩聚；（9）凝胶化作用和凝胶点。
　　2、考试要求
　　【掌握内容】
　　（1）逐步聚合的基本概念：官能团，平均官能度，线形缩聚，反应程度，当量系数，体型缩聚，无规预聚物，结构预聚物，凝胶化作用，凝胶点。（2）缩聚反应的类型及典型聚合物的命名。（3）逐步聚合反应的特点。（4）逐步聚合官能团等活性理论。（5）缩聚反应聚合物分子量的控制。（6）典型线性和体型缩聚物的合成方法。（7）Carothers法和统计法计算体型逐步聚合反应的凝胶点。（8）线形逐步聚合与体型逐步聚合的比较。（9）逐步聚合与连锁聚合的比较。
　　【熟悉内容】
　　（1）线形逐步聚合动力学。（2）缩聚物的分子量分布。（3）影响聚合反应动力学方程的因素。
　　（三）自由基聚合
　　1、考试内容
　　（1）自由基聚合机理；（2）链引发反应；（3）聚合速率；（4）分子量和链转移反应；（5）分子量分布；（6）阻聚与缓聚；（7）聚合热力学；（8）可控/活性自由基聚合。
　　2、考试要求
　　【掌握内容】
　　（1）自由基聚合的单体。（2）自由基基元反应每步反应特征；自由基聚合反应特征。（3）常用引发剂的种类；引发剂分解动力学；引发剂效率；影响引发剂效率的因素；引发剂选择原则。（4）聚合动力学研究方法；自由基聚合微观动力学方程推导；自由基聚合反应速率常数；自动加速现象。（5）无链转移反应时的分子量；链转移反应对聚合度的影响。（6）影响聚合反应速率和分子量的因素（温度、压力、单体、引发剂）。（7）阻聚与缓聚。（8）聚合热力学。
　　【熟悉内容】
　　（1）热聚合、光引发聚合、辐射聚合、等离子体引发聚合、微波引发聚合。（2）聚合过程中速率变化的类型。（3）自由基聚合的相对分子质量分布。（4）反应速率常数的测定。
　　【了解内容】
　　热引发和光引发动力学。
　　（四）自由基共聚合
　　1、考试内容
　　（1）共聚物的类型和命名；（2）二元共聚物的组成；（3）竞聚率的测定和影响因素；（4）单体和自由基的活性；（5）Q-e概念。
　　2、考试要求
　　【掌握内容】
　　（1）共聚合基本概念：无规共聚物，接枝共聚物，交替共聚物，嵌段共聚物，竞聚率，恒比点。（2）共聚物的分类和命名。（3）二元共聚组成微分方程推导。（4）理想共聚、交替共聚、非理想共聚（有或无恒比点）的定义，根据竞聚率值判断两单体对的共聚类型及共聚组成曲线类型。（5）共聚物组成控制方法。（6）共聚物微观结构与链段分布。（7）体和自由基活性的表示方法，取代基的共轭效应、极性效应及位阻效应对单体和自由基活性的影响。（8）Q-e值的物理意义，如何通过Q、e值判断两单体的共聚情况，Q-e方程的优点与不足。
　　【熟悉内容】
　　（1）共聚合的意义及典型共聚物。（2）影响竞聚率的因素和竞聚率测定方法。（3）共聚物的组成与转化率的关系。（4）多元共聚。（5）共聚合速率。
　　（五）聚合方法
　　1、考试内容
　　（1）本体聚合；（2）溶液聚合；（3）悬浮聚合；（4）乳液聚合。
　　2、考试要求
　　【掌握内容】
　　（1）四种聚合实施方法的基本组成及优缺点。（2）悬浮聚合与乳液聚合的机理及动力学。
　　【熟悉内容】
　　（1）典型聚合物的聚合实施方法。（2）聚合方法的选择。
　　（六）阴离子聚合
　　1、考试内容
　　（1）阴离子聚合的单体；（2）阴离子引发体系和引发；（3）阴离子聚合引发剂和单体的匹配；（4）活性阴离子聚合；（5）丁基锂的缔合现象和定向聚合作用。
　　2、考试要求
　　【掌握内容】
　　（1）阴离子聚合常见单体与引发剂。(2)阴离子聚合机理,聚合速率及聚合度。(3)影响阴离子聚合因素。(4)活性阴离子聚合原理、特点及应用。(5)阳离子聚合、阴离子聚合、自由基聚合的比较。（6）离子共聚。
　　（七）阳离子聚合
　　1、考试内容
　　（1）阳离子聚合的单体；（2）阳离子引发体系；（3）阳离子聚合机理；（4）影响阳离子聚合的因素；（5）聚异丁烯和丁基橡胶。
　　2、考试要求
　　【掌握内容】
　　（1）阳离子聚合常见单体与引发剂。（2）阳离子聚合机理。（3）影响阳离子聚合因素。（4）异丁烯的聚合和丁基橡胶。
　　【熟悉内容】
　　阳离子聚合反应动力学。
　　（八）配位聚合
　　1、考试内容
　　（1）聚合物的立体异构现象；（2）配位聚合的基本概念；（3）Ziegler-Natta引发剂；（4）丙烯的配位聚合；（5）乙烯的配位聚合；（6）极性单体的配位聚合；（6）茂金属引发剂；（7）
　　共轭二烯烃的配位聚合。
　　2、考试要求
　　【掌握内容】
　　（1）配位聚合基本概念：配位聚合，有规立构聚合，定向聚合，立构规整聚合物，立构规整度，等规度。（2）Ziegler-Natta催化剂的组成及性质。（3）α－烯烃配位聚合机理（单金属机理，双金属机理，终止反应）。（4）二烯烃的配位聚合（丁二烯，异戊二烯）。（5）茂金属催化剂的特点。（6）配位聚合催化剂的发展。
　　【熟悉内容】
　　（1）影响Ziegler-Natta催化剂活性的因素；（2）配位聚合的应用。
　　(九)开环聚合
　　1、考试内容
　　（1）环烷烃开环聚合热力学；（2）杂环开环聚合机理和动力学特征；（3）环氧化物的阴离子开环聚合；（4）其他环醚的阳离子开环聚合；（5）三聚甲醛（三氧六环）的阳离子开环聚合；（6）环酰胺开环聚合；（7）环硅氧烷的开环聚合；（8）聚磷氮烯；（9）羰基化合物的聚合。
　　2、考试要求
　　【掌握内容】
　　（1）环烷烃开环聚合热力学；（2）环氧化物、环醚、三聚甲醛（三氧六环）、环酰胺、环硅氧烷的开环聚合，聚磷氮烯的合成方法。
　　【熟悉内容】
　　（1）聚合单体特征及动力学；（2）羰基化合物的聚合。
　　（十）聚合物的化学反应
　　1、考试内容
　　（1）聚合物的基团反应；（2）接枝聚合反应和嵌段聚合反应；（3）聚合物的降解与交联；（4）聚合物的老化与防老化。
　　2考试要求
　　【掌握内容】
　　（1）聚合物化学反应的基本概念：几率效应，邻近基团效应。（2）聚合物与小分子反应活性的比较及影响因素。（3）典型的聚合物的化学反应。（4）聚乙酸乙酯的反应。（5）芳香烃的取代反应。（6）制备嵌段聚合物及接枝聚合物常用的方法。（7）聚合物交联反应：橡胶的硫化、聚烯烃的过氧化物交联。（8）典型聚合物的热降解反应。
　　【熟悉内容】
　　（1）纤维素的反应。（2）光致交联固化。（3）氧化降解、光降解和光氧化降解、聚合物老
　　化机理及老化的防止与利用。（4）功能高分子的定义及主要种类。
　　高分子物理部分
　　（一）高分子的链结构
　　1、考试内容
　　（1）高分子链的构型；（2）高分子链的内旋转和高分子链的柔顺性；（3）分子链的构象统计；（4）高分子晶格中链的构象；（5）蠕虫状链。
　　2、考试要求
　　【掌握内容】
　　（1）化学组成：基团（极性与非极性），单体单元（均聚与共聚）及末端基。（2）键接结构：头－头（尾－尾）及头－尾结构。（3）构型（旋光异构，几何异构）。（4）高分子链的支化与交联。（5）基本概念：均方末端距，高斯链，构象。（6）高分子链长、末端距的计算方法；高分子链的柔顺性及本质。
　　【熟悉内容】
　　（1）高分子链构型的测定方法。（2）高分子链的旋转及构象统计。
　　（二）高分子溶液
　　1、考试内容
　　（1）聚合物的溶解；（2）柔性高分子溶液热力学性质；（3）高分子溶液的相平衡；（4）聚电解质溶液；（5）聚合物的浓溶液。
　　2、考试要求
　　【掌握内容】
　　（1）基本概念：溶度参数，Huggins参数，θ温度，第二维利系数A2，聚合物增塑，凝胶，冻胶。（2）高分子的溶解过程；溶剂对聚合物溶解能力判定原则；高分子溶液与理想溶液的偏差；Flory-Huggins高分子溶液理论；Flory-Krigbaum稀溶液理论。（3）Huggins参数、θ温度及第二维利系数A2之间的关系；θ溶液与理想溶液。（4）高分子浓溶液及应用。
　　【熟悉内容】
　　（1）Flory-Huggins晶格理论的假定条件及局限性。（2）第二维利系数的测定。
　　（三）高分子的分子量和分子量分布
　　1、考试内容
　　（1）聚合物分子量的统计意义；（2）聚合物分子量的测定方法；（3）聚合物分子量分布及测定方法。
　　2、考试要求
　　【掌握内容】
　　（1）基本概念：相对黏度，增比黏度，比浓黏度，比浓对数黏度，特性黏度，数均分子量、重均分子量、粘均分子量、Z均分子量。（2）聚合物分子量的统计意义；常用的统计平均相对摩尔质量。（3）相对摩尔质量分布宽度及表示方法。（4）聚合物分子量的测定原理；不同测定方法的适用范围。（5）特性黏度和相对摩尔质量的关系。（6）高分子的分级方法。
　　【熟悉内容】
　　（1）Ubbelohde（乌氏黏度计）的原理。（2）Flory黏度理论。
　　（四）高分子的聚集态结构
　　1、考试内容
　　（1）聚合物的非晶态；（2）聚合物的结晶态；（3）聚合物的取向结构；（4）高分子液晶；（5）高分子的多组份体系。
　　2、考试要求
　　【掌握内容】
　　（1）基本概念：单晶，片晶，球晶，纤维状晶，串晶，伸直链晶体；结晶度，取向，取向度；内聚能密度，相容性。（2）Keller折叠链模型；无规线团模型；局部有序模型。（3）高分子链结晶动力学。（4）液晶的化学结构及晶型；向列型高分子液晶的流动特征。（5）结晶度及取向度的测定方法，液晶的表征。（6）高分子的多组份体系。
　　【熟悉内容】
　　（1）不同晶型的形成条件。（2）取向对聚合物材料的影响。
　　（五）聚合物的分子运动
　　1、考试内容
　　（1）聚合物的分子运动的特点；（2）聚合物的玻璃化转变；（3）玻璃化温度与链结构的关系及其调节途径；（4）牛顿流体和非牛顿流体；（5）聚合物熔体的剪切黏度；（6）聚合物熔体的弹性表现；（7）拉伸黏度；（8）聚合物分子运动的研究方法。
　　2、考试要求
　　【掌握内容】
　　（1）聚合物分子运动的特点。（2）玻璃化转变、粘弹转变、熔点。（3）玻璃化转变温度与链结构的关系。（4）基本概念：牛顿流体，非牛顿流体，表观黏度，零剪切黏度，剪切变稀(增稠)，熔融指数，挤出胀大，熔体破裂，法向应力效应，黏度与频率依赖性。（5）聚合物熔体黏度测定方法。（6）聚合物熔体流动特性与分子结构关系。
　　【熟悉内容】
　　Rouse模型，管子模型及蛇行理论。
　　（六）聚合物的力学性能
　　1、考试内容
　　（1）玻璃态和结晶态聚合物的力学性质；（2）高弹态；（3）粘弹态；（4）聚合物的塑性和屈服；（5）聚合物的断裂和强度。
　　2、考试要求
　　一、高弹性
　　【掌握内容】
　　（1）基本概念：杨氏模量，切变模量，本体模量，熵弹性。（2）橡胶高弹形变的特点与本质。
　　【熟悉内容】
　　（1）橡胶弹性动力学分析及统计理论。（2）典型的热塑性弹性体。
　　二、聚合物的粘弹性
　　【掌握内容】
　　（1）基本概念：蠕变，应力松弛，动态粘弹性,滞后与阻尼，Boltzmann叠加原理，时-温等效原理，松弛(迟后)时间及其松弛(迟后)时间谱。（2）高分子材料(包括高分子固体，熔体及浓溶液)的力学行为特性，粘弹性本质。（3）描述聚合物粘弹性的力学模型及所描述的聚合物的力学过程。
　　【熟悉内容】
　　（1）Maxwell模型与Voigt(或Kelvin)模型的数学推导。（2）WLF方程及应用。（3）粘弹性的研究方法。
　　三、聚合物的屈服和断裂
　　【掌握内容】
　　（1）基本概念：屈服应力，断裂应力，冲击强度，疲劳，银纹，剪切带，脆性断裂，韧性断裂，应力集中。（2）晶态、非晶态及取向聚合物应力－应变特点。（3）聚合物的屈服与增韧机理。（4）影响聚合物强度的因素与增强途径、机理。
　　【熟悉内容】
　　断裂理论。
　　（七）聚合物的电学性质
　　1、、、、考试内容考试内容考试内容考试内容
　　（1）聚合物的极化及介电松弛行为；（2）聚合物的压电极化和焦电极化；（3）聚合物的驻极体及热释电；（4）聚合物的电击穿；（5）聚合物的静电现象；（6）聚合物的导电率；（7）有机导体及其结构化学；（8）离子导电；（9）聚合物的光导性。
　　2、、、、考试要求考试要求考试要求考试要求
　　【掌握内容】
　　（1）基本概念：介电极化，介电松弛，掺杂，压电系数，焦电系数，聚合物压电体。（2）聚合物的导电率、导电聚合物的结构与导电性。
　　【熟悉内容】
　　（1）聚合物的电击穿。（2）高分子的静电现象。
　　（八）聚合物的热性能、光学性能
　　1、考试内容
　　（1）聚合物的热稳定性和耐高温的聚合物材料；（2）聚合物的热膨胀；（3）聚合物的热传导；聚合物的光学性能。
　　2、考试要求
　　【掌握内容】
　　（1）聚合物的热稳定性、热膨胀、热传导，热变形温度。（2）折光指数，透明度，雾度，双折射，散射。
　　四试卷结构
　　试题类型主要有:名词解释、判断题、填空题、选择题、计算题、简答题(包括写反应式、叙述反应原理、聚合物特性、聚合方法等)，综合论述题。
　　五参考教材
　　（1）潘祖仁主编，《高分子化学》（第五版），化学工业出版社，2011。
　　（2）何曼君等编，《高分子物理》（第三版），复旦大学出版社，2007。
　　（3）符若文,李谷,冯开才编，《高分子物理》，化学工业出版社，2005。

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