第一部分
高分子化學考試大綱
一、 課程基本信息
課程中文名稱：高分子化學
課程英文名稱：Polymer Chemistry
二、 課程的性質(zhì)與任務(wù)
高分子化學是高分子材料科學與工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，是研究高分子化合物的合成原理和化學反應(yīng)的一門學科。它的任務(wù)是使學生較熟練的掌握高分子化合物的合成反應(yīng)原理和控制方法掌握高分子的基本概念和化學反應(yīng)特征，培養(yǎng)學生具有初步控制聚合反應(yīng)及選擇聚合反應(yīng)方法的能力。通過本課程的教學，使學生掌握聚合反應(yīng)原理，合成方法，聚合物結(jié)構(gòu)、性能與應(yīng)用的關(guān)系。培養(yǎng)學生獨立分析和解決高分子化學問題的能力，培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和創(chuàng)新精神。
三、 課程教學基本要求
學生學完本課程后，應(yīng)達到如下要求：
1.根據(jù)所學的高分子化學基本原理，能夠合成出所需要的高分子化合物;
2.能夠選擇較好的聚合實施方法，能夠制定出大致的工藝流程，能夠較好的確定聚合參數(shù);
3.對于高分子合成過程中出現(xiàn)的問題，能夠運用所學的理論知識加以解決。
4. 對于高分子材料在生產(chǎn)、生活領(lǐng)域的應(yīng)用較為熟悉。
四、 理論教學內(nèi)容和基本要求
1.緒論
(1) 引言
(2) 高分子的基本概念
(3) 聚合物分類和命名
(4) 聚合反應(yīng)
(5) 分子量
(6) 高分子的鏈結(jié)構(gòu)
(7) 大分子的微觀結(jié)構(gòu)
(8) 大分子的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)
基本要求：
(1) 掌握：高分子化合物的基本概念、分類和命名、分子量及分布概念;
(2) 理解：線型、支鏈和體型大分子以及高分子的微觀結(jié)構(gòu);
(3) 了解：聚合物的物理狀態(tài)和主要性能，高分子材料和機械強度以及高分子化學簡史。
2.自由基聚合
(1) 引言
(2) 連鎖聚合的單體
(3) 自由機聚合機理
(4) 鏈引發(fā)反應(yīng)
(5) 聚合速率
(6) 分子量和鏈轉(zhuǎn)移
(7) 阻聚和緩聚
基本要求：
本章是高分子化學的重點章之一
(1) 掌握：自由基聚合機理及特征，主要引發(fā)劑種類及引發(fā)機理，自由基聚合反應(yīng)動力學及影響聚合速率的因素，分子量及其影響因素;
(2) 理解：引發(fā)劑，引發(fā)作用，引發(fā)效率，自由基的特性，單體的特性，穩(wěn)態(tài)理論，自由機等活性理論，鏈轉(zhuǎn)移，阻聚和緩聚等基本概念;
(3) 了解：光、熱、輻射等其他引發(fā)作用。
3.自由基共聚合
(1) 引言
(2) 二元共聚物的概念
(3) 二元共聚物組成方程
(4) 二元共聚曲線及組成控制
(5) 單體和自由基的活性
(6) Q-e概念
基本要求：本章是高分子化學的重點章之一
(1) 掌握：共聚物組成與單體組成的關(guān)系，競聚率的意義;二元共聚組成曲線，轉(zhuǎn)化率與共聚物組成的關(guān)系，共聚物組成的控制方法;
(2) 理解：自由基及單體的活性與取代基的關(guān)系;
(3) 了解：多元共聚，Q-e概念及共聚合速率以及共聚物組成序列分布。
4.聚合方法
(7) 引言
(8) 本體聚合
(9) 溶液聚合
(10) 懸浮聚合
(11) 乳液聚合
基本要求
(1) 了解：各種聚合方法的特點;
(2) 了解：懸浮聚合、乳液聚合機理及動力學
5.離子聚合
(1) 引言
(2) 陰離子聚合
(3) 陽離子聚合
(4) 自由基聚合與離子聚合的比較
(5) 開環(huán)聚合
基本要求
(1) 掌握：離子型聚合的單體與引發(fā)劑的匹配關(guān)系，活性聚合及活性聚合物，離子聚合的活性種形式、反應(yīng)機理及其特點;
(2) 了解：溶劑、溫度及反離子對反應(yīng)速率及分子量的影響，了解異構(gòu)化聚合，開環(huán)聚合等基本概念。
6.配位聚合
(1) 引言
(2) 聚合物的立構(gòu)規(guī)整性
(3) 配位聚合的基本概念
(4) Ziegler-Natta引發(fā)體系
(5) α-烯烴的配位陰離子聚合
(6) 二烯烴的配位陰離子聚合物
基本要求
(1) 掌握：聚合物的立構(gòu)現(xiàn)象，等規(guī)度、定向聚合、配位聚合等基本概念，Ziegler-Natta引發(fā)體系;
(2) 理解：丙烯的配位陰離子聚合機理及定向原因;
(3) 了解：二烯烴的配位陰離子聚合。
7.逐步聚合反應(yīng)
本章是重點章節(jié)之一
(1) 引言
(2) 縮聚反應(yīng)
(3) 線型縮聚反應(yīng)的機理
(4) 線型縮聚反應(yīng)動力學
(5) 影響線型縮聚物聚合度的因素和控制方法
(6) 逐步聚合的方法
(7) 線型逐步聚合原理和方法的應(yīng)用及重要線型逐步聚合物
(8) 體形縮聚
(9) 凝膠化作用和凝膠點
基本要求
(1) 掌握：逐步聚合反應(yīng)的特點，線型縮聚反應(yīng)中影響聚合度的因素及控制聚合度的方法，反映程度、官能度、官能團等活性、凝膠現(xiàn)象、凝膠點等基本概念;
(2) 了解：線型縮聚反應(yīng)動力學，體型縮聚反應(yīng)中凝膠點的預(yù)測方法，逐步聚合的實施方法，重要線型縮聚產(chǎn)物的合成方法及用途。
8.聚合物的化學反應(yīng)
(1) 引言
(2) 聚合物的反應(yīng)活性及影響因素
(3) 聚合物的相似轉(zhuǎn)變
(4) 功能高分子
(5) 聚合度變大的相似轉(zhuǎn)變
(6) 降解
(7) 聚合物的老化和防老化
基本要求
(1) 掌握：聚合物側(cè)基化學反應(yīng)的特點，聚合物相似轉(zhuǎn)變、接枝、擴鏈，交聯(lián)等基本概念及反應(yīng)原理;
(2) 了解：功能高分子，聚合物的降解，老化反應(yīng)及防老化原理。
五、 考試輔導書
1.潘祖仁. 高分子化學(第五版). 北京：化學工業(yè)出版社, 2013
2. 王槐三. 高分子化學教程(第三版). 北京：科學出版社, 2011.
3. 林尚安. 高分子化學. 北京：科學出版社，2000.
第二部分
《高分子物理》考試大綱
一、課程基本信息
課程中文名稱：高分子物理
課程英文名稱： Polymer Physics
二、課程的性質(zhì)與任務(wù)
高分子物理學的主要內(nèi)容是闡述高分子材料的結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系 , 它與高分子材料的設(shè)計、合成、改性、成型加工和實際應(yīng)用等都具有非常密切的關(guān)系 , 是材料化學專業(yè)的最重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課之一。
本課程的教學目的是使學生掌握高分子材料的結(jié)構(gòu)與性能之間的內(nèi)在聯(lián)系及其規(guī)律 , 為后續(xù)的高聚物成型加工工藝等專業(yè)課程打下堅實的基礎(chǔ)。它的主要任務(wù)就是系統(tǒng)闡述高分子的運動和高分子材料的高彈性、粘彈性、流變性、電性能和熱力學性能。
三、課程教學基本要求
通過本課程的教學，應(yīng)使學生達到如下要求：
1. 能夠獨立的閱讀其他的高分子物理教材、參考書以及與高分子物理相關(guān)的文獻資料專著，并能理解其主要內(nèi)容，寫出條理清晰的筆記、小結(jié)或心得
2. 基本掌握大分子微觀結(jié)構(gòu)與宏觀性能之間的內(nèi)在聯(lián)系與規(guī)律，了解各種物理模型及其與實際狀態(tài)的差異，并能深入了解最常用高分子材料的結(jié)構(gòu)與性能特征。
3. 能根據(jù)需要和實際條件，應(yīng)用高分子物理的基本理論、觀點和方法分析、研究、計算或估算一般難度的畢業(yè)論文和教研中的高分子物理問題，并為后續(xù)的高分子加工成型工藝課程打下良好的理論基礎(chǔ)。
四、理論教學內(nèi)容和基本要求
1 .緒論
( 1 )本學科簡史。
( 2 )高分子材料的特點、在國民經(jīng)濟與高科技領(lǐng)域中的應(yīng)用。
( 3 )課程內(nèi)容、學習方法、學習目的。
基本要求：
( 1 )了解高分子物理學所研究的對象及課程發(fā)展歷史;
( 2 )了解高分子的特征、與小分子的不同之處;
( 3 )了解課程的在高分子材料與工程專業(yè)中的地位;
2 .高分子鏈的結(jié)構(gòu)
( 1 )單個高分子鏈的基本化學結(jié)構(gòu);
( 2 )構(gòu)型的概念;
( 3 )構(gòu)象的概念;
( 4 )高分子鏈的柔順性的概念及主要影響因素;
( 5 )均方末端距的幾何計算法;
( 6 )高分子鏈柔順性的表征;
( 7 )晶體和溶液中的構(gòu)象;
( 8 )一般了解蠕蟲狀鏈;
基本要求：
( 1 )了解單個高分子鏈的基本化學結(jié)構(gòu)及構(gòu)造，高分子鏈的構(gòu)型;
( 2 )理解當分子鏈的組成、構(gòu)型、構(gòu)造不同時，高分子材料的性能會有很大差別。
( 3 )掌握高分子鏈的構(gòu)象、柔順性和鏈段的概念，以及柔順性的影響因素。
重點難點：高分子的構(gòu)型與構(gòu)象之間的區(qū)別，高分子的構(gòu)象與柔順性及其表征。
3 .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)晶度及其測定方法;
( 6 )非晶態(tài)結(jié)構(gòu)模型( Yeh 兩相球粒模型和 Flory 無規(guī)線團模型);
( 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;
基本要求：
( 1 )了解內(nèi)聚能密度、晶體結(jié)構(gòu)的基本概念;
( 2 )掌握聚合物非晶態(tài)和晶態(tài)結(jié)構(gòu)特征，取向的概念及其對性能的影響;
( 3 )了解結(jié)晶度概念及其測定方法，晶態(tài)結(jié)構(gòu)和非晶態(tài)結(jié)構(gòu)的模型;
( 4 )了解高分子共混物和復合材料的織態(tài)結(jié)構(gòu)、高分子液晶的結(jié)構(gòu)，理解各種結(jié)構(gòu)對性能的影響。
重點難點： 聚合物非晶態(tài)和晶態(tài)結(jié)構(gòu)特征，取向、液晶態(tài)的概念及其對性能的影響。
4 .高分子溶液
( 1 )聚合物的溶解過程;
( 2 )溶劑的選擇原則;
( 3 )溶解度參數(shù)的概念和測定;
( 4 )Flory—Huggins 晶格模型理論的基本假設(shè)和高分子溶液熱力學相關(guān)的基本公式;
( 5 )相互作用參數(shù)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 )溶膠與凍膠的概念;
( 11 )了解聚電解質(zhì)溶液的特點和基本應(yīng)用;
基本要求：
( 1 )了解不同聚合物的溶解過程差異;
( 2 )掌握溶度參數(shù)概念及溶劑選擇的規(guī)律、增塑作用。
( 3 )掌握從 Flory—Huggins 晶格模型理論出發(fā)，所推導出的高分子溶液混合過程的混合熱、混合熵、混合自由能和化學位與小分子理想溶液的差別及產(chǎn)生差別的原因;
( 4 )理解何為 ? 溶液，相分離及其機理;
( 5 )了解濃溶液的重要特點及聚電解質(zhì)的特點與應(yīng)用。
重點難點： 溶度參數(shù)概念及溶劑選擇的規(guī)律，高分子溶液熱力學相關(guān)的基本公式
5 .高聚物的分子量和分子量分布
( 1 )各種平均分子量的統(tǒng)計意義和表達式;
( 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、積分分布曲線);
( 3 )端基分析法、氣相滲透法、粘度法測分子量的基本原理、基本公式、測試方法、所測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方法、原理，畫出積分分布曲線和微分分布曲線;
( 5 ) GPC 的分離機理、實驗方法、數(shù)據(jù)處理;
基本要求：
( 1 )了解高聚物分子量的統(tǒng)計意義及分子量分布的表示方法。
( 2 )掌握應(yīng)用高分子溶液性質(zhì)測定分子量及分布的基本原理和基本方法 ( 膜滲透壓法、光散射法、粘度法和凝膠滲透色譜法，及溶解度分級 )
重點難點：各種統(tǒng)計平均分子量和分子量分布的表達式、表示方法及測量手段; GPC 測量分子量及分子量分布的方法和原理。
6 .聚合物的轉(zhuǎn)變與松弛
( 1 )聚合物分子熱運動的主要特點;
( 2 )模量(或形變) — 溫度曲線上的各種力學狀態(tài)和轉(zhuǎn)變所對應(yīng)的分子運動情況;
( 3 )玻璃化轉(zhuǎn)變的現(xiàn)象、自由體積理論，一般了解熱力學和動力學理論;
( 4 )玻璃化溫度的測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)晶動力學方程和應(yīng)用;
( 7 )結(jié)晶聚合物的熔融過程的特點和熔點的影響因素;
基本要求：
( 1 )了解聚合物分子熱運動的主要特點;
( 2 )理解模量(或形變) — 溫度曲線上的各種力學狀態(tài)和轉(zhuǎn)變所對應(yīng)的分子運動情況;
( 3 )掌握玻璃化轉(zhuǎn)變的現(xiàn)象、自由體積理論，以及玻璃化溫度的測定方法和影響因素及調(diào)節(jié);
( 4 )理解分子結(jié)構(gòu)和結(jié)晶能力的關(guān)系;等溫結(jié)晶動力學方程和應(yīng)用;結(jié)晶聚合物的熔融過程的特點和熔點的影響因素。
重點難點：掌握玻璃化轉(zhuǎn)變過程中所對應(yīng)的自由體積理論、玻璃化溫度、玻璃化溫度的測定方法及影響因素和調(diào)節(jié)手段; 分子運動與分子結(jié)構(gòu)和力學狀態(tài)之間的關(guān)系。
7 .橡膠彈性
( 1 )橡膠彈性的特點;
( 2 )通過熱力學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;
( 4 )一般了解 “ 幻影網(wǎng)絡(luò) ” 理論和和唯象理論;
( 5 )熟習橡膠和熱塑性彈性體結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系;
基本要求：
( 1 )了解橡膠彈性的特點;
( 2 )掌握橡膠彈性本質(zhì)及在受力狀態(tài)下的應(yīng)力、應(yīng)變、溫度和分子結(jié)構(gòu)之間相互關(guān)系。
重點難點：掌握橡膠彈性本質(zhì)及在受力狀態(tài)下的應(yīng)力、應(yīng)變、溫度和分子結(jié)構(gòu)之間相互關(guān)系。
8 .聚合物的粘彈性
( 1 )聚合物的粘彈性現(xiàn)象和分子機理(包括蠕變現(xiàn)象、應(yīng)力松弛現(xiàn)象、滯后現(xiàn)象、力學損耗);
( 2 )粘彈性的力學模型理論( Maxwell 模型、 Kelvin 模型和多元件模型);
( 3 )松弛時間譜和推遲時間譜的物理意義;
( 4 )一般了解分子理論;
( 5 ) Boltzmann 疊加原理及應(yīng)用;
( 6 )時溫等效原理( WLF 方程)及應(yīng)用;
( 7 )測定高聚物粘彈性的實驗方法;
( 8 )掌握儲能模量、損耗模量、損耗角正切、對數(shù)減量之間關(guān)系;
( 9 )建立分子運動與動態(tài)力學譜之間的關(guān)系;
基本要求：
( 1 )掌握聚合物的粘彈性現(xiàn)象和分子機理;測定高聚物粘彈性的實驗方法;
( 2 )了解粘彈性的力學模型理論分子理論
( 3 )掌握時溫等效原理( WLF 方程)及應(yīng)用;
( 4 )理解儲能模量、損耗模量、損耗角正切、對數(shù)減量之間關(guān)系。
重點難點：聚合物材料在受力情況下所產(chǎn)生的各種粘彈性現(xiàn)象、分子運動機理、力學模型及數(shù)學描述;時溫等效原理及其應(yīng)用
9 .聚合物的屈服和斷裂
( 1 )聚合物應(yīng)力 — 應(yīng)變曲線、從該曲線所能獲得的重要信息，以及各種因素對應(yīng)力 — 應(yīng)變曲線影響;
( 2 )屈服現(xiàn)象和機理，銀紋、剪切帶的概念，了解屈服判據(jù);
( 3 )聚合物的強度、韌性和疲勞等概念;
( 4 )格理非斯的脆性斷裂理論;
( 5 )聚合物強度的影響因素、增強方法和增強機理;
( 6 )聚合物韌性的影響因素、增韌方法和增韌機理;
基本要求：
( 1 )掌握聚合物應(yīng)力 — 應(yīng)變曲線、從該曲線所能獲得的重要信息，以及各種因素對應(yīng)力 — 應(yīng)變曲線影響;
( 2 )理解屈服現(xiàn)象和機理，銀紋、剪切帶的概念，了解屈服判據(jù);
( 3 )掌握韌性和強度的影響 因素及增韌、增強方法和機理。
重點難點： 會從聚合物應(yīng)力 —— 應(yīng)變曲線獲取信息，掌握屈服和斷裂現(xiàn)象及其機理、韌性和強度的影響 因素及增韌、增強方法和機理。
10 .聚合物的流變性
( 1 )聚合物粘性流動的特點;
( 2 )非牛頓流體的概念和種類及產(chǎn)生的原因;
( 3 )聚合物熔體剪切粘度的主要測定方法;
( 4 )影響高聚物熔體剪切粘度的因素;
( 5 )聚合物熔體的彈性現(xiàn)象和原因;
( 6 )一般了解拉伸流動;
基本要求：
( 1 )了解聚合物粘性流動的特點;
( 2 )理解非牛頓流體的概念和種類及產(chǎn)生的原因;
( 3 )掌握影響高聚物熔體剪切粘度的因素，聚合物熔體的彈性現(xiàn)象和原因。
重點難點： 掌握由于聚合物是長鏈大分子所帶來的流動特征與小分子的不同，重點學習粘度的影響因素及改善加工流動性的方法。
10 .聚合物的電學性能
( 1 )聚合物的介電性能;
( 2 )聚合物的介電松弛;
( 3 )聚合物的導電性能;
( 4 )導電聚合物的結(jié)構(gòu)與性能;
( 5 )導電性復合材料;
基本要求：
( 1 )了解聚合物的導電性能;
( 2 )了解聚合物的介電性能與導電性能的應(yīng)用;
( 3 )掌握導電聚合物的結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系。
重點難點： 掌握由于聚合物大的共軛體系,電子自由流動而具有導電性，重點學習聚合物的介電性能和導電性得到廣泛應(yīng)用的原因。
五、考試輔導書
1.金日光，華幼卿主編 . 高分子物理(第三版) . 北京：化學工業(yè)出版社， 2007
2. 董炎明，胡曉蘭 . 高分子物理學習指導 . 北京：科學出版社， 2005
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