2017年四川大学高分子科学与工程学院高分子研究所867高分子物理及化学考研仿真模拟题
● 摘要
一、名词解释
1. 高分子溶液
【答案】高分子溶液是聚合物以分子状态分散在溶剂中所形成的均相混合物。
2. 均方末端距
【答案】均方末端距指线形高分子链的一端至另一端的直线距离的平方的平均值。该物理量用于表征高分子尺寸的大小。
3. 介电损耗
【答案】介电损耗是指电介质在交变电场中,由于消耗部分电能而使电解质本身发热的现象。电解质中含有能导电的载流子,在外加电场作用下,产生导电电流,消耗掉一部分电能,转为热能。
4. 应力松弛
【答案】应力松弛是指材料在一定的温度和约束承载状态下,总应变(弹性应变和塑性应变)保持不变,而应力随时间的延长逐渐降低的现象。
5. 渗透压
【答案】半透膜一边的溶剂向另一边的溶液渗透,当达到渗透平衡时两边液体的静压差称为溶液的渗透压。
6. 分辨率
【答案】分辨率是指色谱柱的柱效与分离能力的综合量度。
7. 高弹形变
【答案】高弹形变是指聚合物在高弹态时,链段运动但整个分子链不产生移动。受较小的力就可发生很大的形变,外力除去后形变可完全恢复的现象。
8. 应变软化
【答案】应变软化是指材料试件经1次或多次加载和卸载后,进一步变形所需的应力比原来的要小,即应变后材料变软的现象。应变软化过程中,随着应力的加大,应变増长的速率加快。动态恢复、动态重结晶作用以及流体的加入等都有利于应变软化。
二、简答题
9. 描述基于溶解度的三种分级方法,指出每一种方法的优缺点。这三种方法与三个临界参数有什么关系?
【答案】(1)优缺点:①冷却法沉淀具有在过程中体积不变的优点,但只能用于在室温或稍低于室温时能完全沉淀的聚合物。②溶剂挥发法沉淀具有减少体积的优点,但只能用于挥发性溶剂和具有稳定性的聚合物。③加非溶剂沉淀最普遍使用,但受溶剂/非溶剂体系有效性的限制,并需大量溶剂。
(2)与临界参数的关系:①溶剂挥发法是提高浓度以达到临界浓度的方法。②加非溶剂沉淀是增加 值以达到的方法,称为沉淀分级(或倒过来做,称为溶解分级)。③冷却法是降温以达到临界共溶温度的方法。
10.为什么用作增强材料的玻璃纤维直径越小强度越大?
【答案】直径越小,存在大尺寸裂缝的概率越小。
11.为什么可以由测定聚合物的密度计算聚合物的结晶度?试推导用密度法求结晶度的公式。
【答案】结晶使体积缩小,密度增加。体积的变化与结晶度的关系是线性的
。
式中,
别为样品、结晶、非晶的体积。上式两边同减去分别为样品、结晶、非晶的质量,有
因为
从所以
分出发,用类似方法可以导出
12.什么是电击穿?聚合物的电击穿有几种机理?
【答案】在强电场下,聚合物从介电状态变为导电状态,称为(介)电击穿。击穿强度(又称介电强度)定义为击穿时电极问的平均电位梯度,即击穿电压
式中,
料的一般为左右。 与样品厚度h 之比,表征材料所能承受的最大电场强度,是聚合物绝缘材料的一项重要指标。聚合物绝缘材介电击穿机理可分为本征击穿(电击穿)、热击穿、化学击穿、放电击穿等,往往是多种机理综合发生。
13.为什么多数缩聚物能很好地作为纤维原料?为什么常采用结晶性聚合物作合成纤维、薄膜的材料?
【答案】因为多数缩聚物有含氧、氮的极性基团,甚至能形成氢键,分子间作用力强,易结晶。而纤维或薄膜宜用结晶性聚合物制作,结晶提供纤维或薄膜足够的强度。
14.什么是高分子液晶?高分子液晶根据制备方法可分为哪几种类型?各举一种实例。什么是临界浓度?
【答案】具有液晶性的聚合物称为高分子液晶。
高分子液晶根据制备方法可分为热致性和溶致性两类。前者在一定的温度范围内形成液晶,在升温过程中相变过程为:后者则是溶于溶剂并高于一定浓度和低于一定温度时形成液晶,在纯物质中不形成。形成溶致性液晶的最低浓度称为临界浓度。
芳香尼龙是溶致性液晶,如聚对苯二甲酸对苯二胺。芳香聚酯是热致性液晶。例如,商品名V ectra 的芳香聚酯由以下三种结构单元组成:
15.根据下列聚合物的结构,试定性比较这三种聚合物的内聚能密度大小,并说明理由。
表
【答案】尼龙-66PV >PE 。因为PE 无极性,所以CED 低。PVC 由于侧基极性,因此CED 较高。尼龙由于形成大量氢键,因此CED 比PVC 更高。
16.如何知道一种溶液中含有聚合物?
【答案】溶液有一定黏度,取少量溶液在玻璃片上干燥后有一层薄膜。
17.在相同实验条件下,测得聚电解质磺化聚砜三个分级试样的
的无机盐,则不同级分测得的淋洗谱图如图 (b )所示。试对这一现象加以解释。
它们在GPC 柱上,当以DMF 为淋洗剂,获得的GPC 曲线几乎完全相同,如图 (a )所示。但如果加入适量
(a )DMF 为淋洗剂;
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