2019年武汉工程大学807《高分子物理》考研大纲

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武汉工程大学
《高分子物理》考研考试大纲
一、考试科目
《高分子物理》的主要内容是阐述高分子材料的结构与性能之间的关系, 它与高分子材
料的设计、合成、改性、成型加工和实际应用等都具有非常密切的关系, 是高分子等相关专
业的最重要的专业基础课之一。本科目要求学生掌握高分子材料的结构与性能之间的内在
联系及其规律,对涉及高分子物理的现象及原理能予以解释和阐述，为后续的高聚物成型加
工工艺等专业课程打下坚实的基础。
二、基本内容与考试要求
1．高分子链的结构
基本内容：
（ 1 ）单个高分子链的基本化学结构；
（ 2 ）构型的概念；
（ 3 ）构象的概念；
（ 4 ）高分子链的柔顺性的概念及主要影响因素；
（ 5 ）均方末端距的几何计算法；
（ 6 ）高分子链柔顺性的表征；
（ 7 ）晶体和溶液中的构象；
（ 8 ）一般了解蠕虫状链；
考试要求：
（ 1 ）掌握单个高分子链的基本化学结构及构造，高分子链的构型；
（ 2 ）理解当分子链的组成、构型、构造不同时，高分子材料的性能会有很大差别。
（ 3 ）掌握高分子链的构象、柔顺性和链段的概念，以及柔顺性的影响因素。
重点难点：高分子的构型与构象之间的区别，高分子的构象与柔顺性及其表征。
2．高分子的聚集态结构
基本内容：
（ 1 ）内聚能密度的概念；
（ 2 ）晶体结构的基本概念；
（ 3 ）各种结晶形态和形成条件；
（ 4 ）聚合物晶态结构模型；
（ 5 ）结晶度及其测定方法；
（ 6 ）非晶态结构模型（ Yeh 两相球粒模型和 Flory 无规线团模型）；
（ 7 ）液晶态的基本概念；
（ 8 ）液晶的结构特征和形成条件；
（ 9 ）液晶的特性和应用；
（ 10 ）聚合物的取向现象、取向机理、取向度的表征和应用；
（ 11 ）高分子合金的概念、相容性和组分含量与织态结构的关系；
（ 12 ）非相容高分子合金的增容方法和相容性表征；
考试要求：
（ 1 ）了解内聚能密度、晶体结构的基本概念；
（ 2 ）掌握聚合物非晶态和晶态结构特征，取向的概念及其对性能的影响；
（ 3 ）了解结晶度概念及其测定方法，晶态结构和非晶态结构的模型；
（ 4 ）了解高分子共混物和复合材料的织态结构、高分子液晶的结构，理解各种结构对性
能的影响。
重点难点：聚合物非晶态和晶态结构特征，取向、液晶态的概念及其对性能的影响。
3．高分子溶液
基本内容：
（ 1 ）聚合物的溶解过程；
（ 2 ）溶剂的选择原则；
（ 3 ）溶解度参数的概念和测定；
（ 4 ）Flory—Huggins 晶格模型理论的基本假设和高分子溶液热力学相关的基本公式；
（ 5 ）相互作用参数和第二维力系数（A2）的物理意义；
（ 6 ）溶液的含义和  条件；
（ 7 ）渗透压的概念及公式的应用；
（ 8 ）高分子浓溶液在聚合物增塑和溶液纺丝中的应用；
（ 9 ）溶胶与冻胶的概念；
（ 10 ）了解聚电解质溶液的特点和基本应用；
考试要求：
（ 1 ）了解不同聚合物的溶解过程差异；
（ 2 ）掌握溶度参数概念及溶剂选择的规律、增塑作用。
（ 3 ）掌握从 Flory—Huggins 晶格模型理论出发，所推导出的高分子溶液混合过程的混
合热、混合熵、混合自由能和化学位与小分子理想溶液的差别及产生差别的原因；
（ 4 ）理解何为 Ɵ 溶液，相分离及其机理；
（ 5 ）了解浓溶液的重要特点及聚电解质的特点与应用。
重点难点：溶度参数概念及溶剂选择的规律，高分子溶液热力学相关的基本公式
4．高聚物的分子量和分子量分布
基本内容：
（ 1 ）各种平均分子量的统计意义和表达式；
（ 2 ）分子量分布宽度的表示方法（多分散系数、多分散指数、微分分布曲线、积分分布
曲线）；
（ 3 ）端基分析法、气相渗透法、粘度法测分子量的基本原理、基本公式、测试方法、所
测分子量的为哪一种平均分子量和分子量范围；
（ 4 ）聚合物的沉淀与溶解分级方法、原理，画出积分分布曲线和微分分布曲线；
（ 5 ）GPC 的分离机理、实验方法、数据处理；
考试要求：
（ 1 ）了解高聚物分子量的统计意义及分子量分布的表示方法。
（ 2 ）掌握应用高分子溶液性质测定分子量及分布的基本原理和基本方法 ( 膜渗透压法、
光散射法、粘度法和凝胶渗透色谱法，及溶解度分级 )
重点难点：各种统计平均分子量和分子量分布的表达式、表示方法及测量手段； GPC 测量
分子量及分子量分布的方法和原理。
5．聚合物的转变与松弛
基本内容：
（ 1 ）聚合物分子热运动的主要特点；
（ 2 ）模量（或形变） — 温度曲线上的各种力学状态和转变所对应的分子运动情况；
（ 3 ）玻璃化转变的现象、自由体积理论，一般了解热力学和动力学理论；
（ 4 ）玻璃化温度的测定方法和影响因素及调节；
（ 5 ）聚合物的分子结构和结晶能力的关系；
（ 6 ）等温结晶动力学方程和应用；
（ 7 ）结晶聚合物的熔融过程的特点和熔点的影响因素；
考试要求：
（ 1 ）了解聚合物分子热运动的主要特点；
（ 2 ）理解模量（或形变） — 温度曲线上的各种力学状态和转变所对应的分子运动情况；
（ 3 ）掌握玻璃化转变的现象、自由体积理论，以及玻璃化温度的测定方法和影响因素及
调节；
（ 4 ）理解分子结构和结晶能力的关系；等温结晶动力学方程和应用；结晶聚合物的熔融
过程的特点和熔点的影响因素。
重点难点：掌握玻璃化转变过程中所对应的自由体积理论、玻璃化温度、玻璃化温度的测定
方法及影响因素和调节手段；分子运动与分子结构和力学状态之间的关系。
6．橡胶弹性
基本内容：
（ 1 ）橡胶弹性的特点；
（ 2 ）通过热力学分析掌握橡胶弹性的本质；
（ 3 ）橡胶状态方程及一般修正；
（ 4 ）橡胶和热塑性弹性体结构与性能关系；
考试要求：
（ 1 ）了解橡胶弹性的特点；
（ 2 ）掌握橡胶弹性本质及在受力状态下的应力、应变、温度和分子结构之间相互关系。
重点难点：掌握橡胶弹性本质及在受力状态下的应力、应变、温度和分子结构之间相互关系。
7．聚合物的粘弹性
基本内容：
（ 1 ）聚合物的粘弹性现象和分子机理（包括蠕变现象、应力松弛现象、滞后现象、力学
损耗）；
（ 2 ）粘弹性的力学模型理论（ Maxwell 模型、 Kelvin 模型和多元件模型）；
（ 3 ）松弛时间谱和推迟时间谱的物理意义；
（ 4 ） Boltzmann 叠加原理及应用；
（ 5 ）时温等效原理（ WLF 方程）及应用；
（ 6 ）测定高聚物粘弹性的实验方法；
（ 7 ）掌握储能模量、损耗模量、损耗角正切、对数减量之间关系；
（ 8 ）建立分子运动与动态力学谱之间的关系；
考试要求：
（ 1 ）掌握聚合物的粘弹性现象和分子机理；测定高聚物粘弹性的实验方法；
（ 2 ）了解粘弹性的力学模型理论分子理论
（ 3 ）掌握时温等效原理（ WLF 方程）及应用；
（ 4 ）理解储能模量、损耗模量、损耗角正切、对数减量之间关系。
重点难点：聚合物材料在受力情况下所产生的各种粘弹性现象、分子运动机理、力学模型及
数学描述；时温等效原理及其应用
8．聚合物的屈服和断裂
基本内容：
（ 1 ）聚合物应力 — 应变曲线、从该曲线所能获得的重要信息，以及各种因素对应力 —
应变曲线影响；
（ 2 ）屈服现象和机理，银纹、剪切带的概念，了解屈服判据；
（ 3 ）聚合物的强度、韧性和疲劳等概念；
（ 4 ）格理非斯的脆性断裂理论；
（ 5 ）聚合物强度的影响因素、增强方法和增强机理；
（ 6 ）聚合物韧性的影响因素、增韧方法和增韧机理；
考试要求：
（ 1 ）掌握聚合物应力 — 应变曲线、从该曲线所能获得的重要信息，以及各种因素对应
力 — 应变曲线影响；
（ 2 ）理解屈服现象和机理，银纹、剪切带的概念，了解屈服判据；
（ 3 ）掌握韧性和强度的影响因素及增韧、增强方法和机理。
重点难点：会从聚合物应力 —— 应变曲线获取信息，掌握屈服和断裂现象及其机理、韧
性和强度的影响因素及增韧、增强方法和机理。
9．聚合物的流变性
基本内容：
（ 1 ）聚合物粘性流动的特点；
（ 2 ）非牛顿流体的概念和种类及产生的原因；
（ 3 ）聚合物熔体剪切粘度的主要测定方法；
（ 4 ）影响高聚物熔体剪切粘度的因素；
（ 5 ）聚合物熔体的弹性现象和原因；
（ 6 ）一般了解拉伸流动；
考试要求：
（ 1 ）了解聚合物粘性流动的特点；
（ 2 ）理解非牛顿流体的概念和种类及产生的原因；
（ 3 ）掌握影响高聚物熔体剪切粘度的因素，聚合物熔体的弹性现象和原因。
重点难点：掌握由于聚合物是长链大分子所带来的流动特征与小分子的不同，重点学习粘
度的影响因素及改善加工流动性的方法。
三、参考书
1．华幼卿，金日光主编 . 高分子物理（第四版） . 北京：化学工业出版社， 2013
2．金日光，华幼卿主编 . 高分子物理（第三版） . 北京：化学工业出版社， 2007
3．何曼君，陈维孝，董西侠 . 高分子物理（修订版） . 上海：复旦大学出版社， 2000
4．马德柱，何平笙，徐种德，周漪琴 . 高聚物的结构与性能 . 北京：科学出版社， 2004

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