2021武漢工程大學(xué)高分子物理研究生考試大綱 正文

武漢工程大學(xué)2021年碩士研究生入學(xué)考試
《高分子物理》考試大綱
 
一、考試科目
《高分子物理》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(jì)、合成、改性、成型加工和實(shí)際應(yīng)用等都具有非常密切的關(guān)系, 是高分子等相關(guān)專業(yè)的最重要的專業(yè)基礎(chǔ)課之一。 本科目要求學(xué)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,對(duì)涉及高分子物理的現(xiàn)象及原理能予以解釋和闡述，為后續(xù)的高聚物成型加工工藝等專業(yè)課程打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
 
二、基本內(nèi)容與考試要求
1．高分子鏈的結(jié)構(gòu)
基本內(nèi)容：
（ 1 ）單個(gè)高分子鏈的基本化學(xué)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(jì)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；
考試要求：
（ 1 ）掌握單個(gè)高分子鏈的基本化學(xué)結(jié)構(gòu)及構(gòu)造，高分子鏈的構(gòu)型；
（ 2 ）理解當(dāng)分子鏈的組成、構(gòu)型、構(gòu)造不同時(shí)，高分子材料的性能會(huì)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(diǎn)難點(diǎn)：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。
 
2．高分子的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)
基本內(nèi)容：
（ 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 無規(guī)線團(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；
考試要求：
（ 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(duì)性能的影響；
（ 3 ）了解結(jié)晶度概念及其測(cè)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(fù)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(duì)性能的影響。
重點(diǎn)難點(diǎn)： 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(duì)性能的影響。
 
3．高分子溶液  
基本內(nèi)容：
（ 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(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 ）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 ）高分子濃溶液在聚合物增塑和溶液紡絲中的應(yīng)用；
（ 9 ）溶膠與凍膠的概念；
（ 10 ）了解聚電解質(zhì)溶液的特點(diǎn)和基本應(yīng)用；
考試要求：
（ 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(dǎo)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(xué)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(jī)理；
（ 5 ）了解濃溶液的重要特點(diǎn)及聚電解質(zhì)的特點(diǎn)與應(yīng)用。
  重點(diǎn)難點(diǎn)： 溶度參數(shù)概念及溶劑選擇的規(guī)律，高分子溶液熱力學(xué)相關(guān)的基本公式
 
4．高聚物的分子量和分子量分布
基本內(nèi)容：
（ 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、積分分布曲線）；
（ 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，畫出積分分布曲線和微分分布曲線；
（ 5 ）GPC 的分離機(jī)理、實(shí)驗(yàn)方法、數(shù)據(jù)處理；
考試要求：
（ 1 ）了解高聚物分子量的統(tǒng)計(jì)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(cè)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(jí) )
重點(diǎn)難點(diǎn)：各種統(tǒng)計(jì)平均分子量和分子量分布的表達(dá)式、表示方法及測(cè)量手段； GPC 測(cè)量分子量及分子量分布的方法和原理。
 
5．聚合物的轉(zhuǎn)變與松弛  
基本內(nèi)容：
（ 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)晶聚合物的熔融過程的特點(diǎn)和熔點(diǎn)的影響因素；
考試要求：
（ 1 ）了解聚合物分子熱運(yùn)動(dòng)的主要特點(diǎn)；
（ 2 ）理解模量（或形變） — 溫度曲線上的各種力學(xué)狀態(tài)和轉(zhuǎn)變所對(duì)應(yīng)的分子運(yùn)動(dòng)情況；
（ 3 ）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(cè)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(dòng)力學(xué)方程和應(yīng)用；結(jié)晶聚合物的熔融過程的特點(diǎn)和熔點(diǎn)的影響因素。
重點(diǎn)難點(diǎn)：掌握玻璃化轉(zhuǎn)變過程中所對(duì)應(yīng)的自由體積理論、玻璃化溫度、玻璃化溫度的測(cè)定方法及影響因素和調(diào)節(jié)手段； 分子運(yùn)動(dòng)與分子結(jié)構(gòu)和力學(xué)狀態(tài)之間的關(guān)系。
 
6．橡膠彈性
基本內(nèi)容：
（ 1 ）橡膠彈性的特點(diǎn)；
（ 2 ）通過熱力學(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；
（ 4 ）橡膠和熱塑性彈性體結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系；
考試要求：
（ 1 ）了解橡膠彈性的特點(diǎn)；
（ 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(diǎn)難點(diǎn)：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。
 
7．聚合物的粘彈性  
基本內(nèi)容：
（ 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 ）松弛時(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 ）掌握儲(chǔ)能模量、損耗模量、損耗角正切、對(duì)數(shù)減量之間關(guān)系；
（ 8 ）建立分子運(yùn)動(dòng)與動(dòng)態(tài)力學(xué)譜之間的關(guān)系；
考試要求：
（ 1 ）掌握聚合物的粘彈性現(xiàn)象和分子機(jī)理；測(cè)定高聚物粘彈性的實(shí)驗(yàn)方法；
（ 2 ）了解粘彈性的力學(xué)模型理論分子理論
（ 3 ）掌握時(shí)溫等效原理（ WLF 方程）及應(yīng)用；
（ 4 ）理解儲(chǔ)能模量、損耗模量、損耗角正切、對(duì)數(shù)減量之間關(guān)系。
重點(diǎn)難點(diǎn)：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(yùn)動(dòng)機(jī)理、力學(xué)模型及數(shù)學(xué)描述；時(shí)溫等效原理及其應(yīng)用
 
8．聚合物的屈服和斷裂  
基本內(nèi)容：
（ 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(duì)應(yīng)力 — 應(yīng)變曲線影響；
（ 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 ）格理非斯的脆性斷裂理論；
（ 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；
考試要求：
（ 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(duì)應(yīng)力 — 應(yīng)變曲線影響；
（ 2 ）理解屈服現(xiàn)象和機(jī)理，銀紋、剪切帶的概念，了解屈服判據(jù)；
（ 3 ）掌握韌性和強(qiáng)度的影響 因素及增韌、增強(qiáng)方法和機(jī)理。
重點(diǎn)難點(diǎn)： 會(huì)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(jī)理、韌性和強(qiáng)度的影響 因素及增韌、增強(qiáng)方法和機(jī)理。
 
9．聚合物的流變性
基本內(nèi)容：
（ 1 ）聚合物粘性流動(dòng)的特點(diǎn)；
（ 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(cè)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(dòng)；
考試要求：
（ 1 ）了解聚合物粘性流動(dòng)的特點(diǎn)；
（ 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(diǎn)難點(diǎn)： 掌握由于聚合物是長(zhǎng)鏈大分子所帶來的流動(dòng)特征與小分子的不同，重點(diǎn)學(xué)習(xí)粘度的影響因素及改善加工流動(dòng)性的方法。
 
三、參考書
1．華幼卿，金日光 主編 . 高分子物理（第四版） . 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2013
2．金日光，華幼卿 主編 . 高分子物理（第三版） . 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2007 
3．馬德柱，何平笙，徐種德，周漪琴 . 高聚物的結(jié)構(gòu)與性能 . 北京：科學(xué)出版社， 2004 

武漢工程大學(xué)

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