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2017年后勤工程学院工程硕士808高分子化学与物理[专业硕士]之高分子物理考研仿真模拟题

  摘要

一、名词解释

1. 多分散系数

【答案】多分散系数d 是聚合物试样的重均相对分子质量与数均相对分子质量之比或为z 均

相对分子质量与重均相对分子质量之比。聚合物试样相对分子质量分布愈宽,多分散系数d 愈大。

2. 介电松弛中的柯尔-柯尔圆(Cole-Cole 圆)

【答案】介质在静电场作用下,所产生的取向极化是一个松弛过程,若是加上个交变电场后,由于松弛过程,取向极化跟不上电场的变化,产生一个相位差,叫做取向极化强度。取向极化和变形极化相加得到总极化度,由之求出复数介电常数,该公式叫做德拜色散关系式,实部是横坐标,虚部是纵坐标,得到的是一个圆,叫柯尔-柯尔圆。

3. 溶胀平衡

【答案】交联聚合物在溶胀过程中,一方面溶剂力图渗入聚合物内部使其体积膨胀;另一方面,由于交联聚合物体积膨胀导致网状分子链向三维空间伸展,而产生弹性收缩力,力图使分子网收缩。当这两部分相反的作用相互抵消时,达到溶胀平衡。

4. 熵弹性

【答案】熵弹性是指由于系统熵变而引起的弹性。熵是和物质分子排列有序度有关的一种状态函数,当物质系统分子排列有序度降低,混乱程度增加时,系统熵也增大。所以当橡胶受外力变形时,若没有内能变化,则其抵抗变形的收缩力(弹力)完全是由熵的变化而产生的,这种称之为熵弹性。

5. z 均相对分子质量

【答案】z 均相对分子质量是以z 值为统计权重的平均相对分子质量,

对分子质量为M 的级分的质量。

6. 相对黏度

【答案】相对黏度是指溶液黏度与纯溶剂黏度之比。

7. 理想溶液

【答案】理想溶液是指溶液中溶剂分子间,溶质分子间和溶质溶剂分子间的相互作用能都相等;溶解过程没有体积的变化;溶解过程没有焓的变化。

第 2 页,共 23 页 其中,是相

8. 聚集态结构

【答案】聚集态结构是指高分子链间的几何排列,又称三次结构,也称为超高分子结构。聚集态结构包括晶态结构、非晶态结构、取向结构和织态结构等。

二、简答题

9. 交联的脲醛树脂(UF )被认为有以下结构:

由UF 制成的薄膜是非常脆的。从以下单体中选出第三组分加入共聚以减小薄膜脆性:

(1)

(2)

(3)

(4)

【答案】选(1)。引入12个次甲基进人树脂结构产生了更柔软的UF 交联网,增加柔顺性,减少了内应力及伴随着的裂纹,从而增加了断裂能。

10.低密度聚乙烯(LDPE , 又称高压聚乙烯)、高密度聚乙烯(HDPE ,又称低压聚乙烯)、线型低密度聚乙烯(LLDPE )和交联聚乙烯在结构和性能上有什么不同?

【答案】HDPE 支化度低,可以看成线型结构,因而结晶度高,密度大,制品的拉伸强度和耐热性都较高,但韧性较差。LDPE 支化度高,长短支链不规整,因而结晶度低,密度小,拉伸强度和耐热性较低,但軔性好。产生长支链的原因是自由基聚合时发生链转移。

LLDPE 具有规整的非常短小的支链结构,虽然结晶度和密度与LDPE 相似,但其力学性能和耐热性介于LDPE 和HDPE 之间。其分子结构类似于鱼骨,相互位移时会咬住,从而分子间作用

力较大,因此某些性能如抗撕裂强度、耐环境应力开裂性、耐穿刺性等甚至优于LDPE 和HDPE 。

交联聚乙烯的分子链间形成一些化学键,分子间作用力很大,所以耐热性得到很大提高,可用于电线包层等。交联后拉伸强度和抗冲击强度均增加,并提高了耐磨性、抗化学性等。

11.各种聚合物感受介电加热的性能不同,如表所示(频率:20~30MHZ )。试解释产生性质不同的可能原因。

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【答案】极性越大的聚合物越易感受介电加热。柔顺性越好的聚合物,分子越易运动,也越易感受介电加热。

12.详细讨论聚合物的温度。 【答案】温度又称Hory 温度。Hory 等提出,高分子溶液对理想溶液的偏离是混合时有热的贡献及熵的贡献两部分引起的,即除了由于相互作用能不等(良溶剂中,链段与溶剂间的相互作用能远大于链段之间的相互作用能)所引起的溶液性质的非理想部分外,还有构象数减少所引起的溶液性质的非理想部分。热的贡献可用热参数

学势)可表达如下(忽略

过量偏摩尔混合热又因为的高次项): 过量偏摩尔混合熵

比较上两式得

定义则

时,此体系得到一 表征,熵的贡献可用熵参数表征。和是量纲一的量。当高分子溶液是稀溶液时,不依赖于任何模型,其超额的偏摩尔自由能(或超额化对于一个特定体系,是一个特征温度,称为Flory 温度。当体系温度

系列特征值,

溶胀因子式中,排除体积为零,所以也称为体系的临界特征温度。在此温度下,高分子链段与溶剂间使分子链伸展的作用力与高分子链段间使分子卷曲的作用力相等,即大分子链受力平衡,表现出既不伸展也不卷曲的本来面貌,即无扰状态,为研究单个大分子的态和尺寸提供了可能性。又由于处于温度的高分子溶液与理想溶液的偏差消除,为研究单个大分子的情况简化了手续。所以,温度又称为理想温度。当体系温度低于温度时,理论上相对分子质量为无穷大的聚合物组分将从溶液中沉淀出来。

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