2021武漢工程大學高分子物理研究生考試大綱 正文

武漢工程大學2021年碩士研究生入學考試
《高分子物理》考試大綱
 
一、考試科目
《高分子物理》的主要內容是闡述高分子材料的結構與性能之間的關系, 它與高分子材料的設計、合成、改性、成型加工和實際應用等都具有非常密切的關系, 是高分子等相關專業的最重要的專業基礎課之一。 本科目要求學生掌握高分子材料的結構與性能之間的內在聯系及其規律,對涉及高分子物理的現象及原理能予以解釋和闡述，為后續的高聚物成型加工工藝等專業課程打下堅實的基礎。
 
二、基本內容與考試要求
1．高分子鏈的結構
基本內容：
（ 1 ）單個高分子鏈的基本化學結構；
（ 2 ）構型的概念；
（ 3 ）構象的概念；
（ 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 ）晶體和溶液中的構象；
（ 8 ）一般了解蠕蟲狀鏈；
考試要求：
（ 1 ）掌握單個高分子鏈的基本化學結構及構造，高分子鏈的構型；
（ 2 ）理解當分子鏈的組成、構型、構造不同時，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：高分子的構型與構象之間的區別，高分子的構象與柔順性及其表征。
 
2．高分子的聚集態結構
基本內容：
（ 1 ）內聚能密度的概念；
（ 2 ）晶體結構的基本概念；
（ 3 ）各種結晶形態和形成條件；
（ 4 ）聚合物晶態結構模型；
（ 5 ）結晶度及其測定方法；
（ 6 ）非晶態結構模型（ Yeh 兩相球粒模型和 Flory 無規線團模型）；
（ 7 ）液晶態的基本概念；
（ 8 ）液晶的結構特征和形成條件；
（ 9 ）液晶的特性和應用；
（ 10 ）聚合物的取向現象、取向機理、取向度的表征和應用；
（ 11 ）高分子合金的概念、相容性和組分含量與織態結構的關系；
（ 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 ）了解內聚能密度、晶體結構的基本概念；
（ 2 ）掌握聚合物非晶態和晶態結構特征，取向的概念及其對性能的影響；
（ 3 ）了解結晶度概念及其測定方法，晶態結構和非晶態結構的模型；
（ 4 ）了解高分子共混物和復合材料的織態結構、高分子液晶的結構，理解各種結構對性能的影響。
重點難點： 聚合物非晶態和晶態結構特征，取向、液晶態的概念及其對性能的影響。
 
3．高分子溶液  
基本內容：
（ 1 ）聚合物的溶解過程；
（ 2 ）溶劑的選擇原則；
（ 3 ）溶解度參數的概念和測定；
（ 4 ）Flory—Huggins 晶格模型理論的基本假設和高分子溶液熱力學相關的基本公式；
（ 5 ）相互作用參數和第二維力系數（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用；
（ 8 ）高分子濃溶液在聚合物增塑和溶液紡絲中的應用；
（ 9 ）溶膠與凍膠的概念；
（ 10 ）了解聚電解質溶液的特點和基本應用；
考試要求：
（ 1 ）了解不同聚合物的溶解過程差異；
（ 2 ）掌握溶度參數概念及溶劑選擇的規律、增塑作用。
（ 3 ）掌握從 Flory—Huggins 晶格模型理論出發，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的特點與應用。
  重點難點： 溶度參數概念及溶劑選擇的規律，高分子溶液熱力學相關的基本公式
 
4．高聚物的分子量和分子量分布
基本內容：
（ 1 ）各種平均分子量的統計意義和表達式；
（ 2 ）分子量分布寬度的表示方法（多分散系數、多分散指數、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、數據處理；
考試要求：
（ 1 ）了解高聚物分子量的統計意義及分子量分布的表示方法。
（ 2 ）掌握應用高分子溶液性質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。
 
5．聚合物的轉變與松弛  
基本內容：
（ 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和轉變所對應的分子運動情況；
（ 3 ）玻璃化轉變的現象、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節；
（ 5 ）聚合物的分子結構和結晶能力的關系；
（ 6 ）等溫結晶動力學方程和應用；
（ 7 ）結晶聚合物的熔融過程的特點和熔點的影響因素；
考試要求：
（ 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和轉變所對應的分子運動情況；
（ 3 ）掌握玻璃化轉變的現象、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節；
（ 4 ）理解分子結構和結晶能力的關系；等溫結晶動力學方程和應用；結晶聚合物的熔融過程的特點和熔點的影響因素。
重點難點：掌握玻璃化轉變過程中所對應的自由體積理論、玻璃化溫度、玻璃化溫度的測定方法及影響因素和調節手段； 分子運動與分子結構和力學狀態之間的關系。
 
6．橡膠彈性
基本內容：
（ 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；
（ 3 ）橡膠狀態方程及一般修正；
（ 4 ）橡膠和熱塑性彈性體結構與性能關系；
考試要求：
（ 1 ）了解橡膠彈性的特點；
（ 2 ）掌握橡膠彈性本質及在受力狀態下的應力、應變、溫度和分子結構之間相互關系。
重點難點：掌握橡膠彈性本質及在受力狀態下的應力、應變、溫度和分子結構之間相互關系。
 
7．聚合物的粘彈性  
基本內容：
（ 1 ）聚合物的粘彈性現象和分子機理（包括蠕變現象、應力松弛現象、滯后現象、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 ） Boltzmann 疊加原理及應用；
（ 5 ）時溫等效原理（ WLF 方程）及應用；
（ 6 ）測定高聚物粘彈性的實驗方法；
（ 7 ）掌握儲能模量、損耗模量、損耗角正切、對數減量之間關系；
（ 8 ）建立分子運動與動態力學譜之間的關系；
考試要求：
（ 1 ）掌握聚合物的粘彈性現象和分子機理；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）及應用；
（ 4 ）理解儲能模量、損耗模量、損耗角正切、對數減量之間關系。
重點難點：聚合物材料在受力情況下所產生的各種粘彈性現象、分子運動機理、力學模型及數學描述；時溫等效原理及其應用
 
8．聚合物的屈服和斷裂  
基本內容：
（ 1 ）聚合物應力 — 應變曲線、從該曲線所能獲得的重要信息，以及各種因素對應力 — 應變曲線影響；
（ 2 ）屈服現象和機理，銀紋、剪切帶的概念，了解屈服判據；
（ 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；
考試要求：
（ 1 ）掌握聚合物應力 — 應變曲線、從該曲線所能獲得的重要信息，以及各種因素對應力 — 應變曲線影響；
（ 2 ）理解屈服現象和機理，銀紋、剪切帶的概念，了解屈服判據；
（ 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： 會從聚合物應力 —— 應變曲線獲取信息，掌握屈服和斷裂現象及其機理、韌性和強度的影響 因素及增韌、增強方法和機理。
 
9．聚合物的流變性
基本內容：
（ 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象和原因；
（ 6 ）一般了解拉伸流動；
考試要求：
（ 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。
 
三、參考書
1．華幼卿，金日光 主編 . 高分子物理（第四版） . 北京：化學工業出版社， 2013
2．金日光，華幼卿 主編 . 高分子物理（第三版） . 北京：化學工業出版社， 2007 
3．馬德柱，何平笙，徐種德，周漪琴 . 高聚物的結構與性能 . 北京：科學出版社， 2004 

武漢工程大學

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