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黑龙江省高等教育自学考试化学工程(081203)专业（独立本科段）高分子化学与物理考试大纲(课程代码5050)黑龙江省高等教育自学考试委员会办公室二○○九年十月1适用专业：化学工程(独立本科段)学时:72一课程的性质目的和任务高分子化学是研究高分子化合物合成和反应的一门科学。主要讲述高分子的合成机理、动力学、合成反应与高分子的分子结构、相对分子质量、相对分子质量分布之间的关系，以及高分子的化学反应、改性和防老化等内容。通过本课程的学习，使学生了解高分子化合物的基本理论和基本概念，以及高分子化学在聚合物研究、生产和应用等领域的重要作用；掌握高分子合成反应机理和动力学，重点是自由基聚合、自由基共聚合与逐步聚合反应及其实施方法。掌握离子型聚合、配位聚合的聚合机理、引发体系、活性中心等内容，一般性的了解高分子的化学反应。培养学生用科学方法和态度来分析和解决实际中遇到的有关聚合物方面问题的能力。高分子物理是研究高分子的结构与其物理性能之间关系的一门科学。主要讲述高分子的结构、高聚物的分子运动和热转变以及高分子材料的物理机械性能，包括：高弹性、粘弹性、断裂和强度、流变性能、溶液性能及电学性能等。通过本课程的学习，使学生了解高分子物理的基本理论和基本概念，掌握高聚物结构与其物理性能之间的关系。培养学生用科学方法和态度来分析和解决实际中遇到的有关高分子材料方面问题的能力，为今后所从事的应用化学专业工作打下良好的基础。二、课程的基本要求学习本课程，要求学生先修“有机化学”、“物理化学”等课程。通过本课程的学习，使学生能初步掌握高分子材料的结构、合成、性能之间的基本关系，熟悉工程上常用的高分子材料的基本性质及加工成型方法。三、课程内容和考核目标第一章绪论（5学时）(一)学习目标了解高分子科学的发展历史、高分子科学的学科作用以及高分子材料在民经济中的重要性，掌握高分子材料的有关定义、分类、命名、结构等基本知识(二)课程内容第一节高分子材料的发展和四个现代化（1学时）1．高分子材料的发展历史2．高分子材料的作用3.高分子科学的学科地位第二节高分子科学的基本概念（1学时）1.高分子化合物（聚合物）2.单体3.聚合度4.链节数5.高分子化合物的分子量6.高聚物的定义，聚合物与超高分子量聚合物和低聚物的区别第三节聚合物的命名和分类（1学时）1.聚合物的习惯命名2.聚合物的系统命名3．聚合物按主链结构分类4.聚合物按性能用途分类25.聚合物按组成变化分类第四节聚合物的平均分子量和分子量分布（1学时）1.平均分子量的意义2.数均分子两，重均分子量，Z均分子量，粘均分子量3.聚合物的多分散性和分子量分布第五节高分子链的结构形态（1学时）1.高分子链的结构形态分类：线性，支链形和体形2.聚合物的结构形态于物性的关系(三)考核知识点1．高分子材料的发展历史，2．高分子化合物（聚合物）3．单体，聚合度，链节数，高聚物4.聚合物与超高分子量聚合物和低聚物的区别5.聚合物的习惯命名6.聚合物按主链结构分类7.聚合物按性能用途分类8.聚合物按组成变化分类9.数均分子两，重均分子量，Z均分子量，粘均分子量的计算方法及相互间关系10.聚合物的多分散性和分子量分布11.高分子链的结构形态分类：线性，支链形和体形12.聚合物的结构形态于物性的关系(四)考核要求1．识记（1）高分子化合物（聚合物）（2）高聚物，单体，聚合度，链节数，（3）聚合物的习惯命名（4）高分子链的结构形态分类：线性，支链形和体形2．领会（1）高分子材料的发展历史（2）聚合物按主链结构分类（3）聚合物按性能用途分类（4）聚合物按组成变化分类（5）聚合物的多分散性和分子量分布3.简单应用（1）聚合物与超高分子量聚合物和低聚物的区别（2）聚合物的结构形态于物性的关系4．综合应用（1）数均分子两，重均分子量，Z均分子量，粘均分子量的计算第二章自由基聚合反应（10学时）（一）学习目标掌握自由基聚合反应的机理、反应的动力学及具体实施反应的方法，重点掌握聚合反应的单体、引发剂、阻聚剂、平均聚合度及聚合反应的实施方法等方面的知识。3(二)课程内容第一节概述（0.5学时）1．链式聚合反应分类及各自的反应机理的简单描述2．自由基聚合反应的重要地位及主要产品（自由基反应机理）第二节自由基聚合的聚烯烃（0.5学时）1.了解几种重要的自由基聚合的聚烯烃的反应方程式、产量及理化性能及俗名，如：聚乙烯，聚氯乙烯，聚苯乙烯，聚甲基丙烯酸甲酯，聚丙烯腈等第三节自由基聚合反应机理（1.5学时）1.自由基，自由基聚合2.自由基聚合的基元反应：链引发，链增长，链终止，链转移3.链转移反应的分类4.链引发的两个阶段5.链终止反应中的双基结合与双基歧化6.根据自由基反应机理计算反应生产聚合物的分子数7.阻聚作用第四节引发剂和引发作用（1学时）1.引发剂种类2.引发剂的分解速率3.半衰期（t1/2）4.诱导分解与笼蔽效应5.引发剂的效率与引发剂浓度的关系6.热引发与光引发，光引发的特点第五节自由基聚合反应动力学（1.5学时）1.自由基聚合反应动力学的研究内容及聚合速率的测定方法2.自由基聚合反应速率方程的基本假设及推导过程3.聚合速率的计算4.温度对聚合速率的影响5.自动加速作用产生的原因、条件、抑制及促进的方法第六节平均聚合度和链转移（1.5学时）1.动力学链长（ν），数均聚合度（nX）2.温度对聚合度的影响3.链转移对引发效率及平均聚合度影响4.自由基向大分子转移的结果第七节聚合反应的单体（1学时）1.影响单体聚合能力的因素：取代基，结构的对称性，极性2.链自由基与单体的结合方式：首－首和首－尾结合3.产生首－尾排列结构的原因4.根据反应机理计算首－首或首－尾连接的百分比5.单体聚合热力学第八节阻聚剂和阻聚作用（0.5学时）1.阻聚剂，阻聚作用，常见的阻聚剂2.阻聚作用的机理3.缓聚剂4.烯丙基单体的自动阻聚作用第九节反应速率及速率常数的测定（0.5学时）41.聚合速率的表示方法及测定途径2.测定转化率的方法：膨胀计法，非稳态法，间歇光照法第十节聚合反应实施方法（1.5学时）1.本体聚合的优缺点及特征2.溶液聚合的优缺点，3.悬浮聚合的定义，特征4.乳液聚合的优缺点5.乳化剂的分类及特点6.乳液聚合的场所7.乳液聚合的过程及特点8.乳液聚合各阶段速率的特征9.丁苯橡胶乳液聚合的特征(三)考核知识点1．链式聚合反应的分类依据与种类2．自由基聚合反应的典型产品3．几种主要的自由基聚合的聚烯烃的单体、典型理化性质、俗名4.自由基与自由基聚合的定义5.自由基聚合的基元反应：链引发，链增长，链终止，链转移6.链引发的两个阶段7.链终止反应中的双基结合与双基歧化8.引发剂种类9.引发剂的效率与引发剂浓度的关系10.诱导分解与笼蔽效应11.光引发的特点12.半衰期（t1/2）13.有关聚合反应总速率的计算14.聚合反应速率的影响因素15.温度对聚合速率的影响16.自动加速作用产生的原因、条件、抑制及促进的方法17.动力学链长（ν），数均聚合度（nX）18.链转移对引发效率及平均聚合度影响19.影响单体聚合能力的因素：取代基，结构的对称性，极性20.链自由基与单体的结合方式：首－首和首－尾结合21.产生首－尾排列结构的原因22.根据反应机理计算首－首或首－尾连接的百分比23.阻聚剂，缓聚剂，阻聚作用，常见的阻聚剂24.本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合的定义、特征及优缺点25.乳化剂的定义、分类及特点26.乳液聚合各阶段速率的特征(四)考核要求1．识记（1）自由基聚合反应的典型产品（2）几种主要的自由基聚合的聚烯烃的单体、典型理化性质、俗名5（3）链引发、链增长、链终止、链转移的定义（4）链引发的两个阶段（5）引发剂种类（6）诱导分解与笼蔽效应（7）动力学链长（ν），数均聚合度（nX）（8）影响单体聚合能力的因素：取代基，结构的对称性，极性（9）链自由基与单体的结合方式：首－首和首－尾结合（10）阻聚剂，缓聚剂，阻聚作用，常见的阻聚剂（11）本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合的定义及典型产品（12）乳化剂的定义、分类及特点2．领会（1）链式聚合反应的分类依据与种类（2）自由基聚合的基元反应（3）引发剂的效率与引发剂浓度的关系（4）聚合反应速率的影响因素（5）动力学链长（ν）与数均聚合度（nX）的关系（6）链转移对引发效率及平均聚合度影响（7）产生首－尾排列结构的原因（8）乳液聚合各阶段速率的特征3.简单应用（1）链终止反应中的双基结合与双基歧化的机理与比较（2）光引发的特点（3）半衰期（t1/2）（4）温度对聚合速率的影响（5）自动加速作用产生的原因、条件、抑制及促进的方法（6）本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合的特征及优缺点4．综合应用（1）根据自由基反应机理计算反应生产聚合物的分子数（2）根据反应机理计算首－首或首－尾连接的百分比（3）有关聚合反应总速率的计算第三章离子聚合反应（8学时）（一）学习目标掌握正离子聚合与负离子聚合的反应机理、催化剂、溶剂，以及典型的聚合反应产物；比较离子聚合与自由基聚合；掌握配位聚合的反应机理,Ziegler-Nettta型催化剂，以及配位聚合的主要产物立体规整聚烯烃。(二)课程内容第一节正离子聚合和聚异丁烯（2.5学时）1．聚异丁烯与聚乙烯基醚结构、主要物化性质、制法及用途2．正离子聚合反应所用的催化剂分类与可选用的溶剂3.正离子聚合反应的反应机理第二节负离子聚合和活的高分子（2.5学时）1.负离子聚合的发展2.典型的负离子聚合产物单分散的聚苯乙烯与低顺聚丁二烯的制法、物化性质及用途3.负离子聚合用催化剂：电子转移引发性催化剂，负离子或亲核试剂64.负离子聚合的溶剂选择，在不同溶剂中单体的活性顺序5.负离子聚合的反应机理6.活的高分子的定义，活的高分子存在的证明依据7.活的高分子的数均聚合度8.活的高分子的应用第三节离子聚合与自由基聚合的比较（1学时）1.自由基聚合、正离子聚合与负离子聚合用的异同点比较2.根据反应特点（如对租聚剂的行为，聚合的温度等）初步判断反应类型第四节配位聚合和立体规整聚烯烃（2学时）1.配位聚合反应的机理，配位聚合的发展历史，定向聚合反应2.聚合物的立体异构现象3.等规聚丙烯与聚丁二烯的生产、主要物化性质及用途4.Ziegler-Natta型催化剂的组成5.配位聚合的机理：双金属活性中心机理与单金属活性中心机理6.制备低压聚乙烯所用的Ziegler-Natta型催化剂、制备工艺与反应过程(三)考核知识点1．聚异丁烯与聚乙烯基醚的主要物化性质、用途及俗名2．正离子聚合反应所用的催化剂分类与可选用的溶剂3．正离子聚合反应的反应机理4.单分散的聚苯乙烯与低顺聚丁二烯的制法、物化性质及用途5.负离子聚合用催化剂分类与可选用的溶剂6.负离子聚合的反应机理7.活的高分子8.活的高分子的数均聚合度9.阴离子聚合时，控制聚合反应速度和聚合物分子量的主要方法10.自由基聚合、正离子聚合与负离子聚合用的异同点比较11.离子聚合反应过程中不会出现自动加速效应12.阳离子聚合反应维持低温度的意义13.阳离子聚合时，控制聚合反应速度和聚合物分子量的主要方法14.进行离子聚合和配位聚合反应时需预先将原料和聚合容器净化、干燥、除去空气并在密封条件下聚合15.异构化聚合16.配位聚合反应的机理，配位聚合的发展历史，配位聚合的主要特征17.Ziegler-Natta型催化剂的组成18.负离子聚合用催化剂用量的确定19.制备低压聚乙烯所用的Ziegler-Natta型催化剂(四)考核要求1．识记（1）聚异丁烯与聚乙烯基醚的主要物化性质、用途及俗名（2）正离子聚合反应所用的催化剂分类与可选用的溶剂（3）单分散的聚苯乙烯与低顺聚丁二烯的制法、物化性质及用途（4）负离子聚合用催化剂分类与可选用的溶剂（5）活的高分子（6）活的高分子的数均聚合度（7）异构化聚合（8）Ziegler-Natta型催化剂的组成7（9）制备低压聚乙烯所用的Ziegler-Natta型催化剂2．领会（1）正离子聚合反应的反应机理（2）负离子聚合的反