2023年鄭州大學(xué)材料科學(xué)與工程專業(yè)考研高分子化學(xué)與高分子物理科目考試大綱

2023年鄭州大學(xué)材料科學(xué)與工程專業(yè)考研高分子化學(xué)與高分子物理科目考試大綱

注：該考試大綱適用于鄭州大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院高分子加工工程、高性能及功能高分子材料、智能材料與綠色包裝、生物質(zhì)資源與材料等研究方向的材料科學(xué)與工程專業(yè)研究生考試，以及河南先進技術(shù)研究院高性能及功能高分子材料研究方向的材料科學(xué)與工程專業(yè)研究生考試。

命題學(xué)院(蓋章)：材料科學(xué)與工程學(xué)院

考試科目代碼及名稱：963高分子化學(xué)與高分子物理

一、考試基本要求及適用范圍概述

《高分子化學(xué)與高分子物理》考試大綱適用于鄭州大學(xué)材料學(xué)院080500材料科學(xué)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(xué)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(xué)考試。

本科目包括《高分子化學(xué)》和《高分子物理》兩大部分。其中《高分子化學(xué)》是研究高分子化合物的合成和聚合物化學(xué)反應(yīng)的一門課程?？荚噧?nèi)容主要涵蓋有關(guān)高分子化合物合成和聚合物化學(xué)反應(yīng)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(yīng)、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(xué)反應(yīng)等，并少量涉及高分子領(lǐng)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(xué)的基本理論、基本知識和方法的程度，考查考生運用所學(xué)的理論、知識和方法分析和解決有關(guān)理論和實際問題的能力。《高分子物理》是高分子及相關(guān)學(xué)科的基礎(chǔ)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(xué)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(xué)性質(zhì)、熱性質(zhì)、電學(xué)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(guān)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(xué)科發(fā)展的前沿;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(yīng)用的能力。

二、考試形式

碩士研究生入學(xué)高分子化學(xué)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(xué)，75 分)：名詞解釋、寫出聚合物的合成反應(yīng)式或?qū)懗鰡误w的聚合反應(yīng)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(xué)》

(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(yīng)、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(xué)性能、高分子化學(xué)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(xué)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(yīng)、線形縮聚反應(yīng)的機理、線形縮聚動力學(xué)、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(yīng)的特點;掌握線型縮聚反應(yīng)的機理和動力學(xué)，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(yù)聚物和結(jié)構(gòu)預(yù)聚物，體型縮聚中的凝膠點的預(yù)測。了解一些常見的縮聚物的化學(xué)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(xué)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(xué)鏈長和聚合度、鏈引發(fā)反應(yīng)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(guān)系;自由基聚合反應(yīng)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(xué)，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(xué)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(xué)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(yīng)、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(guān)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(guān)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(yīng)、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(yīng)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(xué)、雜環(huán)開環(huán)聚合熱力學(xué)和動力學(xué)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(xué)結(jié)構(gòu)和原料。

(9)聚合物的化學(xué)反應(yīng)

考試內(nèi)容：聚合物化學(xué)反應(yīng)的特征、聚合物的基團反應(yīng)、反應(yīng)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(xué)反應(yīng)特點，聚合物化學(xué)反應(yīng)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(yīng)。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(xué)生掌握：高分子物理研究的對象及研究的內(nèi)容;學(xué)習(xí)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(fù)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(yīng)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(xué)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(xué)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(xué)理論、動力學(xué)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(guān)系。

(5)聚合物的力學(xué)性能

重點掌握：玻璃態(tài)、結(jié)晶態(tài)聚合物拉伸應(yīng)力—應(yīng)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(xué)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(yīng)的表現(xiàn)及影響因素;動態(tài)力學(xué)法研究聚合物多重轉(zhuǎn)變的原理，研究粘彈性的幾種力學(xué)模型的特點;Boltzmann 原理;聚合物力學(xué)松弛的時-溫等效原理及時—溫轉(zhuǎn)換;聚合物力學(xué)強度的主要指標(biāo)，影響聚合物斷裂方式、力學(xué)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(xué)強度、韌性。

一般掌握：力學(xué)性能的一些基本量及測定方法;SBS 在常溫下的力學(xué)狀態(tài)、拉伸應(yīng)力—應(yīng)變行為;單軸拉伸應(yīng)力分析;真應(yīng)力—應(yīng)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(xué)參數(shù)推導(dǎo)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(guān)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(dāng)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(guān)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(yīng)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(biāo)。

(8)聚合物的電學(xué)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(yīng)用;復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料導(dǎo)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(dǎo)電性的表征;導(dǎo)電聚合物的結(jié)構(gòu)特征;壓電效應(yīng)，光電效應(yīng)，熱電效應(yīng)。

四、考試要求

碩士研究生入學(xué)考試科目《高分子化學(xué)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(wù)必書寫清楚、符號和西文字母運用得當(dāng)。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(xué)》(2011 年第五版)，潘祖仁主編，北京：化學(xué)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(xué)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(fù)旦大學(xué)出版社。

原文鏈接：

2023年鄭州大學(xué)材料科學(xué)與工程專業(yè)考研高分子化學(xué)與高分子物理科目考試大綱