2016年2016年武漢工程大學(xué)考研《高分子物理》考試大綱已經(jīng)公布，請(qǐng)考生及時(shí)查看。若本部分內(nèi)容如與教育部文件不一致，則以教育部文件為準(zhǔn)。

　　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(xué)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(zhuān)業(yè)的最重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課之一。

　　本課程的教學(xué)目的是使學(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, 為后續(xù)的高聚物成型加工工藝等專(zhuān)業(yè)課程打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。它的主要任務(wù)就是系統(tǒng)闡述高分子的運(yùn)動(dòng)和高分子材料的高彈性、粘彈性、流變性、電性能和熱力學(xué)性能。

　　三、課程教學(xué)基本要求

　　通過(guò)本課程的教學(xué)，應(yīng)使學(xué)生達(dá)到如下要求：

　　1. 能夠獨(dú)立的閱讀其他的高分子物理教材、參考書(shū)以及與高分子物理相關(guān)的文獻(xiàn)資料專(zhuān)著，并能理解其主要內(nèi)容，寫(xiě)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(shí)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(shí)際條件，應(yīng)用高分子物理的基本理論、觀點(diǎn)和方法分析、研究、計(jì)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(wèn)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(xué)內(nèi)容和基本要求

　　1 .緒論

　　( 1 )本學(xué)科簡(jiǎn)史。

　　( 2 )高分子材料的特點(diǎn)、在國(guó)民經(jīng)濟(jì)與高科技領(lǐng)域中的應(yīng)用。

　　( 3 )課程內(nèi)容、學(xué)習(xí)方法、學(xué)習(xí)目的。

　　基本要求：

　　( 1 )了解高分子物理學(xué)所研究的對(duì)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 )了解課程的在相關(guān)專(zhuān)業(yè)中的地位;

　　2 .高分子鏈的結(jié)構(gòu)

　　( 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(chóng)狀鏈;

　　基本要求：

　　( 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。

　　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(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(wú)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;

　　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(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。

　　4 .高分子溶液

　　( 1 )聚合物的溶解過(guò)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;

　　基本要求：

　　( 1 )了解不同聚合物的溶解過(guò)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(guò)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 Ɵ 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

　　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(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(huà)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;

　　基本要求：

　　( 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。

　　6 .聚合物的轉(zhuǎn)變與松弛

　　( 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(guò)程的特點(diǎn)和熔點(diǎn)的影響因素;

　　基本要求：

　　( 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(guò)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(guò)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。

　　7 .橡膠彈性

　　( 1 )橡膠彈性的特點(diǎn);

　　( 2 )通過(guò)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 )一般了解 “ 幻影網(wǎng)絡(luò) ” 理論和和唯象理論;

　　( 5 )熟習(xí)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(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。

　　8 .聚合物的粘彈性

　　( 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 )一般了解分子理論;

　　( 5 ) Boltzmann 疊加原理及應(yīng)用;

　　( 6 )時(shí)溫等效原理( WLF 方程)及應(yīng)用;

　　( 7 )測(cè)定高聚物粘彈性的實(shí)驗(yàn)方法;

　　( 8 )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;

　　( 9 )建立分子運(yùn)動(dòng)與動(dòng)態(tài)力學(xué)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(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

　　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(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;

　　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(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。

　　10 .聚合物的流變性

　　( 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(lèi)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);

　　基本要求：

　　( 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(lèi)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(lái)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。

　　五、考試參考書(shū)

　　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.何曼君，陳維孝，董西俠 . 高分子物理(修訂版) . 上海：復(fù)旦大學(xué)出版社， 2000

　　4.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