考研高分子化学及物理讲义(共35页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上第一章 专业课综述一、2010年专业课复习大纲详细介绍参考书目：高分子材料和高分子化学与物理专业可以考高物高化，也可以考有机化学及有机化学实验。高分子化学及物理高分子化学编者：潘祖仁，化学工业出版社，第三版高分子物理编者：金日光，化学工业出版社，第二版有机化学及有机化学实验有机化学编者：袁履冰，高等教育出版社 基础化学实验 编者：辛剑等，高等教育出版社考高分子专业的学生大部分是复习高分子化学与物理，这两门课相对容易一些，也容易拿高分，而且对以后的学习更有用一些。这两门的复习没有具体的大纲要求，所以我们需要认真全面复习这两本书。但是，也不用想得太难，掌握住中心和重点就容易多了。二、各章节重点知识点汇总（1）专业课重要章节：高分子化学：第二章 自由基聚合 第三章 自由基共聚合 第五章 离子聚合 第七章 逐步聚合高分子物理：第一章 高分子链的结构 第二章 聚合物的凝聚态结构 第三章 高分子溶液 第四章 聚合物的分子量和分子量分布 第五章 聚合物的转变与松弛 第七章 聚合物的粘弹性 第八章 聚合物的屈服和断裂 第九章 聚合物的流变学（2） 次要章节：高分子化学：第四章 聚合方法 第六章 配位聚合 第八章 聚合物的化学反应（其实这几章也很重要，如配位聚合的原理等，也会出一些问答题，在学好重点章节的同时这些章节也会很容易学好，把握一些重点内容）高分子物理：第六章 橡胶弹性 第十章 聚合物的电学性能、热性能、光学性能以及表面与界面性能具体内容见如下知识点分析。高化部分：1、 名词解释一般考一些基本概念，如：本体聚合、引发剂效率、聚合上限温度等，不会超出可本范围，只记忆就能全部做好。2、 填空中会靠一些基本公式的记忆，如共聚物组成与单体关系等，主要集中在二、三、七章，会考到公式推导中的假定，常用聚合物的分子式及聚合方法等。09年没有考填空、选择和判断。3、 问答题包括一些基本概念，如自由基聚合和逐步聚合的特征比较；实例性分析，包括写出反应原理和各步的具体反应(包括自由基聚合，共聚合，配位聚合，逐步聚合等)；聚合方法的比较；还有一些课本上涉及到的知识点的提问。4、 计算也是必考题，主要是二、三、七章的所有公式涉及计算。高物部分：1、 名词解释一般都是成对出现，考一些词之间的联系与区别，如链段与链节，脆性断裂与韧性断裂等，近两年也会分开单个考，如时温等效原理，把课本上的做一下总结有助于掌握。2、 填空会考到一些参数随温度、柔顺型、分子量等因素的变化而产生的变化；分子量的测定方法，玻璃化温度、熔点、力学性能等的影响因素；一般都是综合的考参数的变化情况及影响因素等。因此，一定要注重总结。09年没有考填空、选择和判断。3、 问答题有浅的，有深的，由单一的，由综合的，因此，一定要全面把握每一个知识点，而且要学会综合，学会综合性分析，面要广，各个方面的因素都要考虑到，不会不得分，但不好得高分。4、 00-05年没有高物计算，但是08年和09年出了高物计算，但很简单，只是课本上的基本公式，如分子量的计算，自由连接链和自由旋转链的计算，WLF方程计算玻璃化温度和粘度等，所以只要复习全面，不漏掉任何可能就不会丢分。08年加的高物计算，08年没有出高化的名词解释，有填空题，09年没有客观题，也没有填空题，只有名词解释、简答和计算，题型变化很大，所以同学们要抓透课本的所有知识点，以不变应万变，专业课其实并不难，坚持到底一定会胜利。三、0809招生录取信息及奖学金介绍08年招生情况具体数据：高分子材料专业复试分数线为360，招生25人，其中保送生5人，且都为一等奖学金，非保送生中，一等1人，二等9人。高分子化学与物理专业复试分数线为327，招生11人，无保送生，一等1人，二等4人。09年招生情况具体数据：高分子材料专业复试分数先为311分，招生24人，其中保送生5人，22人参加复试，刷掉3人，有6个一等奖学金（25%）（包括保研的5个），9个二等奖学金。高分子化学与物理专业复试分数线为353分，招生8人，其中保送生1人，9人参加复试，刷掉2人，有2个一等奖学金（25%）（包括保研的一个），3个二等奖学金（40%）。 四、专业课复习备考建议及经验总结 大家在最后的一个月的复习中，一点要抓基础知识，能够全面总结重点内容，重要是对教材中和讲到的知识点进行巩固复习，理解性练熟背会。考试中答题一定要全面，有重点，结合实例、图表分析更好，无论出到什么类型和什么方面的试题，一定要根据自己掌握的知识尽量作答，不允许出现空白。第二章 全书知识框架及近三年考试题型汇总一、全书知识框架整理 强化二中已经用到，要求自己根据教材内容，把所有知识点做出一个框架图，检验自己对知识的掌握情况。二、近三年考试题型汇总高分子化学与物理和高分子材料专业的考研试卷内容与结构一样，考到的内容包括高物高化的所有章节，题型如下： 00-05年 填空、选择、名词解释、简答、计算07年 判断、填空、名词解释、简答、计算08年 填空、名词解释、简答，叙述题、综合题、计算09年 名词解释、简述题、综合题、计算第三章 重点、常考点、难点解析本章结合历年真题考试题型及本科目的内容特点，对各项内容单独进行模块总结，有些没有总结到的细节知识点，结合教材及讲义复习做好补充。一、名词解释类（结合教材做详细总结，常见的一些就行，作为最后一个月复习用）二、简答类（教材系统巩固学习）高分子化学部分1、 连锁聚合单体对聚合类型的选择性？2、 自由基聚合的基元反应？3、 链增长反应的特征？4、 为什么链增长时主要以头尾键接为主？5、 自由基聚合反应的特征？6、 举例说明引发剂的种类有哪些？7、 通过引发剂分解动力学推导半衰期与分解速率常数的关系？8、 简述半衰期在研究和工业生产中的影响？9、 自由基聚合有哪几种引发方式？10、 推导聚合速率方程？11、 讨论温度对聚合速率的影响？12、 什么是自动加速现象？产生原因是什么？13、 聚合物生产中一般通过什么方式调节分子量？14、 什么是阻聚剂？什么是缓聚剂？15、 共聚物有哪几种类型？16、 共聚物组成方程推导？17、 共聚物组成方程推导中用到哪些假定？18、 怎样得到组成均一的共聚物？19、 判定单体和自由基相对活性的方法是什么？20、 简述取代基对单体活性和自由基活性的影响？21、 Q、e指什么？对共聚有什么影响？22、 自由基聚合方法有哪些？组成如何？各有什么特点？23、 悬浮聚合中分散剂的作用是什么？24、 乳液聚合中乳化剂的作用是什么？25、 简述乳液聚合的机理？26、 为什么异丁烯可以用来判断阳离子聚合？举例说明阳离子聚合的引发剂有哪几种？27、 以异丁烯为例写出阳离子聚合机理的各步反应？28、 阳离子聚合增长反应的特征是什么？29、 分析阳离子聚合的影响因素？30、 怎样制备聚异丁烯和丁基橡胶？31、 阴离子聚合的引发剂有哪些?32、 什么是活性聚合？为什么阴离子聚合称为活性聚合？33、 举例说明溶剂极性及反离子半径对苯乙烯阴离子聚合的影响？34、 简述活性聚合的应用？35、 用反应式表示配位聚合的机理？36、 什么是茂金属引发剂？为什么均相茂金属引发剂能够迅速发展？37、 线形缩聚的机理特征是什么？38、 缩聚反应中，平衡常数对分子量有何影响？39、 简述线形缩聚反应中的副反应？40、 逐步聚合的实施方法有哪些？41、 简述涤纶树脂的合成方法？42、 简述聚碳酸酯的合成方法？43、 简述聚酰胺的合成方法？44、 简述酚醛树脂的合成方法？45、 什么是凝胶点？有哪两种计算方法？计算结果有何偏差？46、 聚合物基团反应的特征有哪些？47、 接枝有哪几种类型？降解有哪几种？高分子物理部分1、 什么是嵌段共聚物？试举一个嵌段共聚物的实例，并说明其合成方法及共聚物性能？2、 什么是接枝共聚物？试举一个接枝共聚物的实例，并说明其合成方法及共聚物性能？3、 指出高分子溶剂是良溶剂、溶剂和劣溶剂的条件？4、 简述取代基对高分子链柔顺性的影响？5、 简述分子间作用力对聚合物凝聚态结构和性能的影响？6、 简述高分子运动的特点？7、 简述影响高分子结晶能力的因素？8、 什么是结晶速度？简述温度对结晶速度的影响？用什么方法可以得到透明的聚合物材料？9、 简述高聚物的熔化和低分子熔化的相似点和区别？10、 怎样能够制取强度和韧性均较好的纤维材料？11、 以HIPS为例说明共混高聚物对热性能和力学性能的影响？12、 什么是理想溶液？简述高分子溶液与理想溶液的区别？13、 结合非晶态高聚物的温度-形变曲线分析高聚物的两种转变和三种力学状态？为什么非晶态高聚物随温度变化出现三种力学状态和两种转变？14、 用自由体积理论解释玻璃化转变现象？15、 简述玻璃化温度的影响因素？三、图表类高分子化学部分1、分子量与转化率关系： 2、自由基聚合速率：转化率时间曲线：中期：自动加速现象3、聚合过程中速率变化类型 4、分子量分布： 歧化终止数量分布函数和质量分布函数： 偶合终止数量分布函数（曲线1）和质量分布函数（曲线2）：5、理想共聚和交替共聚共聚物瞬时组成与单体组成的关系： 6、非理想非恒比共聚（左图）与有恒比点的非理想共聚（右图）：7、共聚物组成与转化率的关系：8、四种聚合方法的比较9、乳液聚合动力学曲线示意图：10、常用烯类单体对聚合类型的选择11、自由基聚合和离子聚合的特点比较12、自由基聚合和缩聚机理特征的比较13、分子量分布曲线不同反应程度下线形缩聚物分子量的数量分布曲线（左图）和质量分布曲线（右图）高分子物理部分1、聚合物的结晶速度与温度的关系：2、结晶聚合物和小分子晶体在加热熔融过程中比热容随温度的变化曲线：3、4、在同一坐标系中画出牛顿流体、假塑性流体、膨胀性流体粘度随剪切速率的关系图（左图）： 聚合物零切粘度与分子量的关系曲线（右图） 5、聚合物的比容随温度的变化曲线（左图） 非晶态聚合物模量随温度的变化曲线（右图）：6、玻璃化温度与相对分子质量之间的关系（左图）： 两种交联天然橡胶，样品1的交联度大于样品2的交联度，在同一坐标系中画出温度-形变曲线（右图）： 7、非晶态聚合物的应力应变曲线（左图）： 应力应变曲线（右图）：8、对如下四种聚合物施加一恒定应力，然后除去应力，形变-温度曲线（发展和恢复过程）9、交联和线性聚合物的应力松弛曲线（左图）： 结晶聚合物的应力应变曲线（右图）：10、储能模量、损耗模量及损耗角的正切值随温度的变化曲线： 储能模量、损耗模量及损耗角的正切值随作用频率的变化曲线：（教材P150）补充：1、聚合物-溶剂体系的相图2、特性粘度的求法： 3、非晶态聚合物的温度形变曲线4、线性非晶态聚合物的蠕变及回复曲线：5、蠕变与温度和外力的关系（左图）： 硫化橡胶拉伸和回缩的应力-应变曲线（中图）： 聚合物的形变温度曲线和内耗温度曲线（右图）： 6、聚合物5种类型应力应变曲线：7、聚合物应力温度、应力应变曲线：8、聚合物熔体和溶液的普适流动曲线：（教材P203）9、切变速率分子量粘度的关系（左图）： 分子量对聚合物流动曲线的影响（中图）： 分子量分布对聚合物流变曲线的影响（右图）： 四、计算类高分子化学部分1、聚合物分子量与聚合度的关系M=DPM0 或 M=XnM0例： M=nM0； M=2nM0；（注意M0的计算方法）2、自由基聚合速率方程： 动力学链长：无链转移时聚合度：或链转移下的聚合度：例：在100毫升无阻聚物存在的甲基丙烯酸甲酯中，加入0.0242克过氧化二苯甲酰，并在60下聚合。反应1.5小时候得到聚合物3克，用渗透压法测得其分子量为（已知60下BPO的半衰期为48小时，引发效率为0.81，CI为0.02.CM为0.1*104，甲基丙烯酸甲酯的密度为0.930g/ml）。试求：（1）甲基丙烯酸甲酯在60下的kp2/kt值；（2）在该温度下岐化终止和偶和终止所占的比例。解：3、温度对聚合速率的影响：Arrhenius方程4、自由基聚合反应速率常数的测定自由基寿命（实验测得）：5、自由基聚合歧化终止时聚合物数量分布函数： x-x-聚体 n-单体单元总数质量分布函数：数均聚合度：重均聚合度：分子量分布：6、自由基聚合耦合终止时聚合物数量分布函数：质量分布函数：数均聚合度： 重均聚合度： 分子量分布：1.57、二元共聚物的组成方程：（摩尔比）（摩尔分率）8、恒比点的条件：或 F1=f1=例：在生产丙烯腈-苯乙烯共聚物（AS树脂）时，所采用的丙烯腈（M1）和苯乙烯（M2）的投料质量比为24：76，其竞聚率r1=0.04，r2=0.40，如果在生产中采用单体一次投料聚合工艺，并在高转化率下才停止反应，试讨论所得共聚物组成的均匀性。解：9、共聚合两单体的相对活性：10、Q-e概念 例：单体M1和M2进行共聚，50时，r1=4.4，r2=0.12，计算并回答： （1）如果两单体极性相差不大，空间效应的影响也不显著，那么取代基的共轭效应哪个大？并解释？ （2）开始生成的共聚物摩尔组成M1和M2各占50%，问起始单体组成是多少？解：11、阳离子聚合的聚合度：12、 阴离子聚合的聚合速率： 阴离子聚合的聚合度：13、线性缩聚聚合度的计算：14、不可逆条件下的线性缩聚：自催化缩聚：外加酸催化：例：等摩尔二元醇和二元酸经外加酸催化缩聚。证明P从0.98到0.99所需时间与从开始至P=0.98所需要的时间相近。解：15、平衡缩聚动力学：例：现在等摩尔比的二元醇和二元酸为原料于某温度下进行封管均相聚合。试问该产品最终的聚合度是多少？已知K=4.解：例：在等摩尔比的乙二醇和对苯二甲酸于280下进行缩聚反应，已知K为4.9.如达平衡时所得聚酯的聚合度为15，试问此时体系中残余小分子分数为多少？解： 16、基团数比对聚合度的影响：（重点）17、线形聚合物的聚合度分布：X聚体的数量分布函数：X聚体的质量分布函数：数均聚合度：质均聚合度：分子量分布宽度：例：计算并绘出等物质的量的己二酸己二胺在反应程度为0.99和0.995时的聚合度分布曲线，并比较两者相对分子质量分布的宽度。解：例：假设羟基酸型单体的缩聚物分子量分布服从Flory分布，试问当产物的平均聚合度为15时，体系内单体残余的分子数占起始单体分子数的百分之几？解：18、平均官能度的计算：等基团数：非等基团数：19、凝胶点的预测：Carothers方程：统计法：其中：；例：邻苯二甲酸酐与等物质的量的甘油和季戊四醇缩聚，试求： （1）平均官能度； （2）按Carothers法求凝胶点； （3）按统计法求凝胶点。解：例：计算下列混合物的凝胶点： （1）邻苯二甲酸和甘油的摩尔比为1.50：0.98； （2）邻苯二甲酸、甘油和乙二醇的摩尔比为1.50：0.99：0.002。20、Carothers方程在线形缩聚中聚合度计算的应用：高分子物理部分：1、高分子链的构象统计：自由连接链：自由旋转链：或锯齿形长链在主链方向上的投影：等效自由连接链：或柔顺性的表征：空间位阻参数：特征比：无扰尺寸： 例：一种聚丙烯高分子链的聚合度为600，在条件下该高分子链在外力作用下的最大拉伸比为10，求该高分子链的空间位阻参数和极限特征比C。已知C-C键的键长l=0.154nm，键角=109°28。解：最大伸长比为：2、晶胞密度：聚乙烯：Z=2，M=28， 3、结晶度的计算：质量分数：体积分数：密度法测定结晶度：例：已知尼龙66完全结晶时的密度为1.24g/cm3，完全结晶时的密度为1.07 g/cm3，计算质量结晶度为55.4%的尼龙66样品的密度。4、取向度：5、高分子溶液热力学计算： 溶度参数的计算：例：Smart基团贡献加和法计算聚甲基丙烯酸丁酯（PBMA）的溶度参数。已知有关基团的吸引常数（Fi）和摩尔体积（Vi）如下表所示：混合溶剂溶度参数：混=11+22例：PS（=8.6）及两种溶剂丁酮（=9.04）和正己烷（=7.24），要想配制最佳的混合溶剂，求混合溶剂中两种溶剂的体积分数及体积比。理想溶液混合熵： S=-kN1lnx1+ N2nx2=-Rn1nx1+ n2x2高分子溶液的混合熵： 混合焓：混合自由能： 例：在20将1*10-5mol的聚甲基丙烯酸甲酯( Mn=105, =1.20g/cm3)溶于150g氯仿（=1.49g/cm3）中，试计算混合熵，混合焓和混合自由能。已知1=0.377.6、分子量的计算：数均分子量：或重均分子量：或Z均分子量：(教材P79)粘均分子量：(教材P79)7、分子量分布宽度分布宽度指数：n2 =(教材P79)多分散系数：分子量分布曲线：例：假定聚合物试样中含有三组分，其相对分子质量分别为1万，10万，100万，相应的质量分数分别为：0.2，0.5，0.3，计算此试样的数均分子量，重均分子量和Z均分子量，并求分布宽度指数n2，w2和多分散系数d。8、渗透压法计算分子量： 例：在25的溶剂中，测得浓度为7.36*10-3g/ml的聚氯乙烯溶液的渗透压为0.248g/cm2，求此试样的相对分子质量和第二维利系数A2，并指出所得相对分子质量是何种平均值？9、Avrami方程10、简单拉伸情况下：应变：应力：简单剪切情况下：应变：应力：均匀压缩应变：杨氏模量、切变模量、体积模量：泊松比：三种模量之间关系：例：已知25时某聚苯乙烯样品的剪切模量为1.25*109N/m2，泊松比为0.35，求其拉伸模量（E）和体积模量（B）是多少？并比较三种模量的数值大小？11、橡胶状态方程：12、粘弹性的力学模型： Maxwell模型：应力松弛过程：或 Kelvin模型：蠕变过程：或 蠕变恢复：13、Boltzmann叠加原理总应变：14、WLF方程（Tg-Tg+100）(教材P167)15、分子量与零切粘度的关系： 例：欲将一聚合物的粘度降低一半，试估算聚合物的重均相对分子质量应降低多少？16、Arrhenius方程： 例：聚乙烯的粘流活化能E=23.4KJ/mol，试计算欲从150时的粘度降低一半时需要提高多少温度？第四章 真题难度及命题灵活程度综合分析高分子考研试题主要为主观题，难度不大，只要把基本知识掌握好，理解全面，就没问题。09年主要考到名词解释、简述题、综合题、计算这四类题型，名词解释较简单，就是常见的一些；简答题考到四种聚合方法的比较；综合题考到综述聚合物的结构与性能的关系；计算题考到三道自由基聚合中的一些计算，都是基本公式的运用。从考题的形式来看，更加主观化，考察学生对基本知识的理解情况，从考题的内容来看。考察学生的综合能力，要学会全面作答，对于计算题学生需要抓住各种计算题型，把讲义总结的各种公式掌握好。第五章：考前三十天专业课复习方案及建议亲爱的同学们，首先祝贺你们通过自己的艰苦努力成功进入了考前30天的阶段，也是进入了一个关键而又起决定作用的时期，数学、英语基本到了保持阶段，而政治和专业课（对我们专业而言）成为能在此阶段迅速提分的科目，好的复习方案，合理清晰的安排不仅有助于专业课的复习达到突飞猛进的，而且，也有助于信心的提升。以下为我对大家在最后30天复习中的出得一些学习方案，希望给大家的复习引出一条清晰的思路，使大家的专业课知识越学越感觉集中，越感觉内容的简单和规整。最后30天复习分为四个阶段来利用，具体如下：第一阶段：前1-4天，听完强化班以后，利用4天时间对整个专业课强化班内容做一下复习，每章的树状图认真看一下，把整个专业课知识理一遍，查缺补漏，把讲过的例题在认真看一下，掌握考点的用法。利用这几天使专业课的整体内容做到心中有数。第二阶段：第5-18天，这一阶段很重要，一定要沉下心踏踏实实地按要求复习，利用14天时间把高化和高物的课本总结一遍，有强化讲义的结合讲义总结，并重点将冲刺讲义中的考点预测总结出来，注意课本中的每一个细节知识点，而且，此时对每一个知识点要当做试题去复习，名词解释、填空、选择、判断、简答、叙述、综述、计算均为考试题型，可分别总结出来，也可分章总结，以备考前记忆使用。第三阶段：第19-22天，利用这4天进行重点模块总结。高化部分：重点常见名词解释；自由基聚合，阳离子聚合，阴离子聚合，配位聚合，逐步聚合聚合机理过程及各机理特征比较；自由基聚合，自由基共聚合，逐步聚合中的计算公式；活性聚合，接枝，嵌段等聚合在分子结构设计等方面的应用，并总结一些常见实例，例如SBS,ABS等；总结出自由基聚合和逐步聚合中的分子量分布。高物部分：重点常见名词解释；聚合物结构（构造和构型）对性能的影响；高分子结构（链结构、取代基、支化、结构、分子量等）和外界条件（温度、压力、外力速度等）对结晶能力，Tg，Tm的影响，以及对强度和熔体切粘度的影响；高分子溶剂中的一些概念，条件，良溶剂，不良溶剂时一些参数的变化；分子量的定义，分子量和分子量分布的测定方法；聚合物的粘弹性、流变性、力学性能等知识；电性能和热性能中的一些基本概念。第四阶段：第23-30天，最后8天对上述第二、三阶段的总结级以前做过的总结进行记忆，背上2-3遍，达到理解并熟练记忆的程度，充满信心迎接考试。专心-专注-专业