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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强化模拟题

  摘要

一、名词解释

1. 低临界共溶温度

【答案】低临界共溶温度是指低温互溶,高温分相的临界共溶温度,用LCST 表示。

2. 解取向

【答案】解取向是指材料在成型过程中受到拉应力的作用而内部取向,当制品受到加热等影响时,大分子链会解除取向结构的现象。

3. 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。

4. 熔体流动速率

【答案】熔体流动速率,也指熔融指数,是在标准化熔融指数仪中于一定的温度和压力下,树脂熔料通过标准毛细管在一定时间内(一般lOmin )内流出的熔料克数,单位为g/10min。熔体流动速率是一个选择塑料加工材料和牌号的重要参考依据,能使选用的原材料更好地适应加工工艺的要求,使制品在成型的可靠性和质量方面有所提尚。

5. 链段

【答案】链段是指高分子主链上由若干个化学键组成的能够独立运动的最小单元。

6. 全同立构

【答案】全同立构是指以不对称碳原子取代基的排列方式来区分因含有不对称碳原子而引起旋光异构现象的异构体,取代基排布于高分子主链的同侧就叫做全同立构。

7. 无规线团

【答案】无规线团是指在非晶聚合物中,高分子链为构象符合Gams 分布的柔性链,大量分子链以无规线团状互相穿插,结合在一起,无局部有序结构。

8. 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。

二、简答题

9. 写出由Kelvin 模型和一个弹簧相连的三元件模型的蠕变方程,并说明其模拟的是哪一类聚合物,为什么?

【答案】蠕变方程

壶。

10.简述时温等效原理及其应用和重要性。

【答案】从分子运动的松弛性质可知,同一个力学松弛现象,既可在较高的温度下、较短时间内观察到,也可以在较低的温度下、较长时间内观察到。因此,升高温度和延长时间对分子运动和黏弹性都是等效的,这就是时温等效原理。

由于聚合物的松弛时间分布很宽,要想得到某一温度下完整的应力松弛曲线,就要在很宽的时间范围内连续测定模量E , 时间标尺要超越10个数量级。而实际测定时,

学数据。例如,可以用来预测聚合物材料的长期使用性能。

11.聚乙烯和全同立构聚丙烯均为塑料,而乙-丙共聚物却可以作橡胶,为什么?

【答案】聚乙烯和等规聚丙烯结构规整,堆砌紧密,常温下结晶度比较大,只能用作塑料,而匕烯和丙烯通过无规共聚得到乙丙橡胶,破坏了链的对称性和规整性,所以结晶度大大降低,可以用作橡胶。

12.将3片约都很难做到。有了时温等效原理,就可以用降低温度或升高温度的方法得到太短时间或太长时间无法得到的力模拟的是交联聚合物,因为缺少表现黏流的串联黏的全同立构聚丙烯薄膜分别置于载玻片与盖玻片之间。将它们在热台上加热到200℃,然后将它们分别:(1)投入液氮;(2)置于室温铜板上;(3)在140℃热台上恒温处理,则3片试样最终在正交偏光显微镜下显示的形貌有什么差别?

【答案】(1)没有结晶;(2)小球晶;(3)大球晶。前两个过程称为淬火,后一个过程称为等温结晶。

13.如何用热释电流法(TSC )研究高分子的运动?

【答案】将聚合物驻极体夹在两电极之间,接上微电流计后程序升温,在热的作用下,激发分子链偶极的运动而发生解取向极化,释放出退极化电荷,在电流计上记录到退极化电流,测得的放电电流随温度的变化称为热释电流谱,又称去极化介电谱或热刺激电流谱。TSC 是研究聚合物分子运动的一种重要手段,用于测定玻璃化转变和次级转变。TSC 属于低频测试,

频率为

分辨率很高。此外,还可以进行分步去极化,即等速升温到第一个电流峰出现后,

再降温,重新等速升温到第二个电流峰出现,依此类推,这样可以单独研究不同大小运动单元的单个松弛过程,进而研究高分子的细微结构。

14.简述聚酞菁铜的导电机理。

其电导率约为【答案】聚酞菁铜是一类金属螯合型聚合物(图)

在垂直于酞菁

分子平面方向引入金属原子铜,使中心金属原子连接起来,以获得类似于金属键的导电途径。而且,金属原子的d 电子轨道可以与有机结构的电子轨道交叠,从而延伸了分子内的电子通道。

图 聚酞菁铜的结构式

15.介电常数的物理意义是什么?与高分子的电绝缘性有什么关系?介电损耗如何表征?

【答案】介电常数(又称介电系数)是衡量介质在外电场中极化程度的一个宏观物理量。一般来说,介电常数较大的高分子的电绝缘性较差。介电损耗可用介电松弛谱(温度谱或频率谱)表征。与力学松弛谱类似,介电损耗也是以峰的形式出现在谱图中。

16.什么是温度?当高于、低于或等于温度时,大分子的自然构象有何不同?为什么? 【答案】温度是高分子溶液的一个参数。

(1

)当

差。当高于时,高分子溶液中溶剂的过量化学位为零,与理想溶液中溶剂的化学位没有偏温度时,溶剂为高分子的良溶剂,在良溶剂中,高分子链由于溶剂化作用而扩张,高分子线团伸展;

(2)当低于温度时,溶剂为高分子的劣溶剂,在劣溶剂中,高分子链由于溶剂化作用很弱,高分子链紧缩;

(3)当等于温度时,溶剂为高分子的溶剂,在溶剂中,高分子链段与高分子链段的相互作用能等于高分子链段与溶剂的相互作用能,高分子与高分子可以与溶剂分子一样彼此接近,相互贯穿,这样高分子链的排斥体积为零,相当于高分子链处于无干扰状态的无规线团。

17.什么参数可用来描述定长下应力随时间的下降?

【答案】松弛时间。

18.用图定性地表示和比较下列聚合物的介电常数和介电损耗

【答案】根据分子偶极矩的大小和材料被极化的难易程度,画示意图如图所示。

与频率的关系: