2017年南通大学纺织服装学院816高分子物理考研题库
● 摘要
一、名词解释
1. 玻璃化转变
【答案】玻璃化转变对于聚合物来说是非晶聚合物的玻璃态与高弹态之间的转变。其分子运动本质是链段运动发生“冻结”与“自由”的转变。
2. 弹性模量
【答案】弹性模量是指材料在弹性变形阶段,其应力和应变成正比例关系(即符合胡克定律)的比例系数。弹性模量的单位是达因每平方厘米。“弹性模量”是描述物质弹性的一个物理量,是一个总称,包括“杨氏模量”、“剪切模量”、“体积模量”等。所以,“弹性模量”和“体积模量”是包含关系。
3. 构象
【答案】构象是指由于分子中的某个原子(基团)绕C —C 单键自由旋转而形成的不同的暂时性的易变的空间结构形式。不同的构象之间可以相互转变,一种构象改变为另一种构象时,不要求共价键的断裂和重新形成。构象改变不会改变分子的光学活性。
4. 无定型聚合物
【答案】无定型聚合物是指分子形状、分子相互排列为无序状态的高分子。
5. 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。
6. 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。
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. 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。
其中,是相
二、判断题
9. 熔融指数是聚合物熔体黏度的另一种表示方法,单位也是泊。( )
【答案】×
【解析】熔融指数的定义是:在一定温度下,熔融状态的高聚物在一定负荷下,十分钟内从规定直径和长度的标准毛细管中流出的质量(克数)。因此,熔融指数的单位为克。
10.由于拉伸产生热量,因此导致结晶速率下降。( )
【答案】×
【解析】拉伸使分子链取向,分子无序程度变低,这样聚合物晶态和非晶态之间转变的熵变减少,有利于分子进行规整排列,所以可以提高结晶速率。
11.非晶聚合物具有一个确定的玻璃化温度,而结晶聚合物则没有玻璃化温度。( )
【答案】×
【解析】由于结晶性的聚合物也难以形成100%的晶体,任何结晶性的聚合物都存在非晶区,随着温度的变化,非晶区也会发生玻璃化转变。因此,玻璃化转变现象在高聚物中是普遍存在的,结晶性聚合物也存在玻璃化温度。
12.高分子材料的破坏是由于高分子链的断裂引起的。( )
【答案】×
【解析】高分子材料在外力作用下发生破坏时,首先将发生在未取向区域的分子间力的破坏,随后应力集中到取向的主链上,引起分子链的断裂,因此高分子材料的破坏不是首先通过分子链的断裂发生的。
13.橡胶拉伸过程中的应力-应变关系符合虎克定律。( )
【答案】×
【解析】
橡胶拉伸过程中的应力与应变之间的关系为
因此,交联橡胶的应力-应变关系并不符合虎克定律。
而按照虎克定律有
三、简答题
14.对于正烷烃,伸直链晶体是自由能最低的结晶形式。对于高相对分子质量的聚乙烯,如果是完全单分散的,结论也应当一样。但为什么对于典型的多分散的线型聚乙烯,折叠链晶片的能量低于伸直链晶体?
【答案】因为如果是伸直链晶体,链端会排列不齐,有较大的熵值。
15.PMMA (重均相对分子质量为9.8×105)在氯仿中
。哪种溶剂是良溶剂?为什么? ,
在丙烯腈由
较大。 【答案】氯仿是良溶剂,因为分子链在良溶剂中较舒展,流动阻力大,即
16.某一聚合物倾向于生成针状晶体而不是片状单晶,针状晶体长度为L ,半径为R 。熔点对结晶尺寸的依赖性与片状单晶有什么不同?
【答案】针状晶体的熔点与R 有关,因为R 决定表面积。片状单晶的熔点与晶片厚度有关,因为决定表面积。
17.非晶态;2. 结晶态;3. 取向态
【答案】由图可见,非晶态的峰最突出,这是非晶相线型高分子链段运动,损耗电能的典型
,由于链段受到晶格和取向结构的束缚,所以峰都
峰(曲线1); 而晶态和取向态(曲线2和3)
不明显。三条曲线上峰相差不多,说明在此区域内,侧基或某些链节的松她运动受聚集态结构的影响较小。
18.指出下列各组聚合物的抗张强度哪个较高(简单说明理由):
(1)聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚己二酸乙二醇酯;(2)聚氯乙烯和低密度聚乙烯;(3)聚苯乙烯和聚碳酸酯;(4)聚甲基丙烯酸甲酯和聚丙烯酸甲酯;(5)尼龙-66和尼龙-1010。
【答案】(1)聚对苯二甲酸乙二醇酯,由于主链有芳环,刚性较大;(2)聚氯乙烯,由于侧基极性;(3)聚碳酸酯,主链芳环的贡献大于侧基芳环的贡献;(4)聚丙烯酸甲酯,侧基极性基团(酯基)的密度较大;(5)尼龙-66, 氢键密度较大。
19.环氧丙烷经开环聚合后,可得到不同立构(无规、全同、间同)的聚合物,试写出它们立构上的不同,并大致预计它们对聚合物性能各带来怎样的影响。
,因而有以下全同、【答案】聚环氧丙烷的结构式如下,存在一个不对称碳原子(有星号的)
间同和无规立构体:
全同立构 间同立构 无规立构