2017年华南理工大学机械与汽车工程学院839高分子物理考研导师圈点必考题汇编
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2017年华南理工大学机械与汽车工程学院839高分子物理考研导师圈点必考题汇编(五).. 35
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. 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. 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。
4. 高临界共溶温度
【答案】高临界共溶温度是指高温互溶,低温分相的临界共溶温度,用UCST 表示。
5. 溶度参数
【答案】溶度参数是表征聚合物-溶剂相互作用的参数。溶度参数可以作为衡量两种材料是否共容的一个较好的指标。当两种材料的溶度参数相近时,它们可以互相共混且具有良好的共容性。能使聚合物的溶胀度或特性黏数最大时的溶剂的溶度参数即为此聚合物的溶度参数。
6. 高分子链的远程结构
【答案】远程结构是指整个高分子链的结构,是高分子链结构的第二个层次,包含高分子链的大小(质量)和形态(构象)两个方面。
7. 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。
8. 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。
二、简答题
9. 如何制得尺寸稳定性好、韧性好、透明性也较好的均聚聚丙烯注塑制品?
【答案】一个方法是添加成核剂得到很小尺寸的结晶。结晶小使透明性和韧性同时得到提高。另一方面,成核剂也提高了结晶度,从而在使用过程中不会进一步结晶,提高了尺寸稳定性。
注:问的是均聚聚丙烯,所以不能用共混或共聚的改性方法。
10.在黏流温度以下,聚合物的黏度为什么不能用Arrhenius 公式进行计算?
【答案】聚合物的流动是靠链段的协同跃迁来实现的,这取决于链段跃迁的能力和在跃迁链段周围是否有可以接纳它跃入的“空穴”。在黏流温度以上的较高温度下,高聚物内部的自由体积较大,后一条件是充分的,因此链段跃迁的速率仅取决于前一因素。这类似于一般的活化过程,因而可以用描述一般速率过程的Arrhenius 方程来计算其黏度,黏流活化能为一常数。而当温度降低到黏流温度以下时,自由体积急剧减小,第二个条件变得不充分,这时链段的跃迁过程不再是一般的活化过程,黏流活化能也不再是一常数,因此不能用Arrhenius 方程来计算其黏度。
11.交联聚合物为什么会达到溶胀平衡?
【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。
12.高密度聚乙烯、低密度聚乙烯和线形低密度聚乙烯在分子链上的主要差别是什么?
【答案】高密度聚乙烯为线形结构,低密度聚乙烯为具有长支链的聚乙烯,而线形低密度聚乙烯的支链是短支链,由乙烯和高级的α-烯烃如丁烯、己烯或辛烯共聚合而生成。共聚过程生成的线形低密度聚乙烯比一般低密度聚乙烯具有更窄的相对分子质量分布。高密度聚乙烯易于结晶,故在密度、熔点、结晶度和硬度等方面都要高于低密度聚乙烯。
13.比较下列两种聚合物的柔顺性,并详细说明原因:
【答案】聚氯丁二烯的柔顺性好于聚氯乙烯,所以前者用作橡胶而后者用作塑料。聚氯乙烯有极性的侧基有一定刚性。聚氯丁二烯虽然也有极性取代基但C1的密度较小,极性较弱,另一方面主链上存在孤立双键,孤立双键相邻的单键的内旋转势能较小。因为键角较大(120°而不是109.5°), 双键上只有一个H 原子或取代基,而不是两个。
14.什么是真应力-应变曲线?如何利用真应力-应变曲线判断屈服点?
【答案】拉伸时由于截面积变化较大,真应力与习用应力(假定截面积不变)有很大差别。因此真应力-应变曲线与习用应力(或工程应力)-应变曲线有很大差别,真应力-应变曲线上可能没有极大值,从而不能判断屈服点。
可以用Comidere 作图法,即从
下屈服判据: 点向曲线作切线,切点就是屈服点,因为满足以
Trasca 判据、vonMises 判据和Coulomb 其他屈服判据还有:(或MC )判据等,但都不如
判据应用广。
15.什么是驻极体?如何制备聚合物的驻极体?驻极体有什么用途?
【答案】将聚合物薄膜夹在两个电极中,加热到聚合物的主转变温度以上,然后施加电场,使薄膜极化一段时间。在电场作用下,以一定速度缓慢冷却至室温(或低温)冻结极化电荷,最后撤去外电场,可获得静电持久极化。这种长寿命的非平衡电矩的电介质称为驻极体。现已投入使用的有聚偏氟乙烯、PET 、PP 、PC 等聚合物超薄薄膜驻极体,广泛用作电容器传声隔膜、计算机存储器、爆炸起爆器以及用于加速血液凝固等方面。
16.什么是蠕变?试举生活中的实例说明。蠕变现象对高分子材料的使用有哪些利弊?
【答案】蠕变就是在一定温度和较小的恒定应力下,聚合物形变随时间而逐渐增大的现象。例如,软塑料制品挂在墙上会逐渐变长,是由于蠕变。
蠕变影响制品的尺寸稳定性。对于作为结构材料使用的高分子材料,蠕变会使材料弯曲变形甚至断裂。因而对于工程塑料,要求蠕变越小越好。蠕变较严重的材料,使用时需采取必要补救措施。例如,硬PVC 有良好的抗腐蚀性能,可用于加工化工管道、容器或塔等设备,但它容易蠕变,使用时必须增加支架以防止蠕变。另一方面,聚四氟乙烯蠕变现象严重,又是塑料中摩擦系数最小的,是很好的密封材料。
三、计算题
17.已知聚乙烯为斜方晶系,
它的晶胞参数分别为
度求晶格中所含分子链节数目;(3)若聚乙烯非晶部分的密度试回答以下求问题:(1)根据晶胞参数,验证聚乙烯分子链在晶体中为平面锯齿形构象;(2)已知样品的密该样品的结晶度。
【答案】(1)按平面锯齿形构象处理,一个链节长度为0.253nm ,与c 为分子轴且c=0.254nm一致;(2)以代替完全结晶的密度,求得晶格中所含分子链节数目为1.94,所以单
再求得,溶剂1的, ,溶剂2
的
与切应力的关系为:
并符合:
晶格含2个链节;(3)先求出 18.已知某聚合物的【答案】 19.已知某种流体,其黏度将上述溶剂如何以最适合的比例混合,使该聚合物溶解?
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