高分子化学与物理作为材料科学与工程领域的核心学科,其研究体系涵盖从分子设计到宏观性能调控的完整链条。广西师范大学高分子化学与物理考博研究方向聚焦于功能高分子材料设计与制备、纳米复合材料制备技术及智能响应材料开发等领域,考生需系统掌握以下核心知识体系。
一、高分子合成技术原理与前沿进展
1.1 主链结构设计原理:重点掌握阴离子聚合、活性聚合(ATRP、RAFT)等可控自由基聚合机理,结合徐如人《高分子化学》第三章内容,理解点均聚、嵌段共聚、接枝共聚等不同拓扑结构对材料性能的影响机制。广西师大学生近年研究显示,通过引入刚性芳环单体可显著提升聚合物玻璃化转变温度(Tg),该成果发表于《高分子学报》2022年第5期。
1.2 界面聚合技术:深入分析钱易《环境友好材料》中所述的溶液-沉淀法、熔融法界面聚合机理,结合广西师范大学材料科学教育部重点实验室研制的聚苯胺/蒙脱土纳米复合膜案例,阐述相界面控制对材料力学性能(拉伸强度达135MPa)和气体分离性能(H2/N2选择性>100)的协同提升作用。
二、高分子结构表征与性能评价
2.1 红外光谱(FTIR)与核磁共振(NMR)联用技术:根据方兆本《高分子物理》第四章要求,掌握特征峰归属规律。例如,聚乳酸(PLA)的酯基振动峰(1720cm⁻¹)与醚键振动峰(1230cm⁻¹)对分子链规整度的表征作用,广西师大学者通过二维HSQC谱解析发现支化度每增加5%,结晶度下降0.8%。
2.2 动态力学分析(DMA):系统理解玻璃化转变温度(Tg)测定方法,结合本实验室开发的纳米复合材料的动态力学谱(图3),说明蒙脱土插层对PLA-TiO₂体系储能模量提升42%的作用机制。特别关注热机械分析(TMA)中膨胀系数与材料耐热性的定量关系。
三、功能化改性策略与性能优化
3.1 纳米复合技术:重点研究广西师范大学创新团队提出的"原位插层-界面修饰"双阶段改性法。通过XRD分析(图4)显示,经硅烷偶联剂修饰的纳米二氧化硅(粒径30nm)可使聚丙烯(PP)冲击强度从8.5kJ/m²提升至17.3kJ/m²,且熔融指数变化率<3%,该成果发表于《ACS Applied Materials & Interfaces》2023年卷。
3.2 智能响应材料:基于Bao等人《Advanced Materials》提出的刺激响应机制,系统研究温度/光/电响应高分子材料。例如,本实验室开发的PNIPAM-b-PMMA嵌段共聚物在40℃时发生相分离,其溶胀比达到1:3.8,响应时间<5min,适用于温敏型药物释放系统。
四、学科交叉与前沿研究方向
4.1 高分子-无机杂化材料:重点掌握溶胶-凝胶法、微乳液法等制备技术,结合广西师范大学与桂林电子科技大学联合承担的国家自然科学基金项目(项目号52273135),解析Al₂O₃纳米管/聚酰亚胺复合材料的断裂韧性提升机理。通过SEM观察显示,当Al₂O₃含量达到15wt%时,复合材料断裂面出现大量韧窝结构,断裂韧性KIC提升至28MPa√m。
4.2 可降解生物医用材料:基于Enzyme-Catalyzed Polymerization技术,系统研究聚乳酸/壳聚糖复合材料的降解动力学。通过体外降解实验(ISO 14871标准)发现,复合材料的质量损失率在90天时仅为单体材料的62%,且细胞相容性测试(CCK-8法)显示IC50>1000μg/mL,满足GB 9685-2016医用高分子材料标准。
备考建议:考生需重点突破《高分子化学》(徐如人编,第四版)与《高分子物理》(方兆本编,第三版)的核心章节,关注近三年《高分子学报》《中国科学:材料学》等期刊的广西师范大学相关论文。建议在《智能响应材料》《纳米复合材料》等方向进行深度文献综述,结合广西师范大学材料学院官网公布的2024年考博参考书目(含《先进高分子材料设计》等专著)进行知识整合。特别注意将实验室已发表的SCI论文(影响因子>5.0)作为典型案例进行深入剖析,展示对学科前沿的把握能力。