2017年南京工业大学先进材料研究院801高分子化学与物理之高分子物理考研仿真模拟题
● 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. 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。
3. 凝胶
【答案】凝胶是指以化学键形成的交联结构高分子的溶胀体。加热不能溶解也不能熔融。
4. 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。
5. 分子量分布
【答案】分子量分布是组成聚合物中不同分子量聚合物的相对量。通常以分子量分布曲线或分子量分布指数来表示。
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. 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。
8. 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。
二、简答题
9. 回答下列问题:
(1)
的物理意义如何?
(2)当聚合物和温度选定以后,值与溶剂性质(良溶剂、θ溶剂、非溶剂)的关系如何? (3)当聚合物和溶剂选定以后,值与温度性质有什么关系? (4)说出的两种测定方法。
【答案】(1)称为Huggins 相互作用参数,是一个表征溶剂分子与高分子相互作用程度大
小的物理量。定义为
(2)是良溶剂。当为非溶剂。
(3
)当
中的
时,则
这样,包含焓和熵的贡献,于
即
。在一定温度下,当
即过量化学势
,溶解自发发生,即
,不溶解,
,符合理想溶液的条件,为溶剂。当
是温度升高,变小。
(4)可以通过膜渗透压法测得到;或通过测定聚合物的Hory 温度和熵参数的同时得到某一温度下的
。利用以下公式:
10.根据下列数据解释:(1)PE 和PTFE 的内聚能相差不大,而熔点相差很大;(2)PET 和尼龙-66的内聚能(表征分子间作用力)相差很大,而熔点却基本相同。
表
【答案】(1)PE 与PTFE 都是非极性高分子,分子间作用力差不多,即小,
很高。(2)尼龙-66的分子间作用力(氢键)大于PET ,所以
较大。
和
差不多。但由于
很差不
氟原子电负性很强,氟原子间的斥力很大,分子链的内旋转很困难,分子刚性很大,因此的分子链无苯环,内旋转较容易,柔性大,多。
11.
已知全同立构聚丙烯的速率曲线不意图。
【答案】示意图如图所示。
的影响相互抵消,因此
较大,另一方面尼龙-66
试作出一20〜180℃聚丙烯结晶
图 全同立构聚丙烯的结晶速率曲线示意图
12.如何区分极性聚合物和非极性聚合物?列举至少3个极性聚合物与3个非极性聚合物。
【答案】
根据聚合物中各种基团的有效偶极矩或介电常数四类:
非极性PS 、NR ; 极
性
可以把聚合物按极性大小分为
如
如PE 、PP 、PTFE 、PB ;
弱极性
如PV A 、PET 、PAN 、酚醛树脂、氨基树脂。
注意:聚合物的有效偶极矩与所带基团的偶极矩不完全一致,结构对称性会导致偶极矩部分或全部相互抵消。
13.在橡胶的应力-形变曲线中出现滞后现象:(1)试说明对应于同一应力,回缩时的形变值大于拉伸时形变值的原因;(2)阐明拉伸曲线、回缩曲线和滞后圈所包围的面积的物理意义。
【答案】(1)由于有黏流存在,形变未能完全回复。这种情况往往出现在前几个循环中;(2)拉伸曲线所包围的面积是外力对橡胶所做的功,回缩曲线所包围的面积是橡胶对外所做的功,滞后圈所包围的面积等于内耗。
14.顺丁橡胶、天然橡胶和丁苯橡胶的玻璃化温度分别为-85℃、-73℃、-61℃,从结构上解释其高低顺序。
【答案】顺丁橡胶和天然橡胶的重复单元分别为:
顺丁橡胶
天然橡胶
由于天然橡胶的主链结构与顺丁橡胶一样,但是其重复单元上多了一个侧甲基,增加了主链内旋转位垒,柔性下降,因此天然橡胶的玻璃化温度比顺丁橡胶高。丁苯橡胶是丁二烯与苯乙烯的共聚物,与天然橡胶相比,主链中孤立双键的数目有所下降;侧基为苯基,位阻效应更大,这两方面的因素都导致丁苯橡胶的柔性不如天然橡胶的好,其玻璃化温度高于天然橡胶。
如PVC 、PA 、PV Ac 、PMMA ; 强极
性
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