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2017年天津大学化工学院863高分子物理考研仿真模拟题

  摘要

一、名词解释

1. 粘流温度

【答案】粘流温度Tf 是高弹态与粘流态间的转变温度,也称软化温度。

2. 次期结晶

【答案】次期结晶是主期结晶完成后在一些残留的非晶态部分和晶体结构不完整的部分继续进行结晶或使球晶中晶粒的堆砌更紧密,晶体内部的缺陷减少或消除使之进一步完善的过程。

3. 液晶态

【答案】液晶态是指物质在熔融状态或在溶液状态下虽然获得了液态物质的流动性,但在材料内部仍然保留有分子排列的一维或二维有序,在物理性质上表现出各向异性,这种兼有晶体和液体部分性质的状态。处于这种状态下的物质叫液晶。

4. 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。

5. 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。

6. 柱效

【答案】柱效是指色谱柱的分离效率,用单位柱长的理论塔板数N 表示:

为色谱柱的长度,

7. 聚集态结构 为淋出体积,为峰宽。 其中L

【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. 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. 试述线型非晶态聚合物的形变-温度曲线和模量-温度曲线上的各区域和转折点的物理意义。

【答案】典型的形变-温度曲线如图1所示,相应的模量-温度曲线(图2)同样用于反映分子运动(曲线形状正好倒置)。

图1 线型非晶态聚合物的形变-温度曲线

图2 线型非晶态聚合物的模量-温度曲线

两条曲线上都有三个不同的力学状态和两个转变(简称三态两转变)。

玻璃态:链段运动被冻结,此时只有较小的运动单元(如链节、侧基等)能运动,以及键长、

,且遵键角的变化,因而此时的力学性质与小分子玻璃差不多,受力后形变很小(0.01%〜0.1%)

循Hooke 定律,外力除去立即恢复。这种形变称为普弹形变。

玻璃化转变:在3〜5℃几乎所有物理性质都发生突变,链段此时开始能运动,这个转变温度称为玻璃化(转变)温度,记作

高弹态:链段运动但整个分子链不产生移动。此时受较小的力就可发生很大的形变(100%〜1000%),外力除去后形变可完全恢复,称为高弹形变。高弹态是高分子特有的力学状态。

流动温度:链段沿作用力方向的协同运动导致大分子的重心发生相对位移,聚合物呈现流动性,此转变温度称为流动温度,记作

黏流态:与小分子液体的流动相似,聚合物呈现黏性液体状,流动产生不可逆形变。

10.根据聚合物的电阻测定实验回答以下问题:

(1)测定的主要注意事项是什么?

(2)影响电阻测定的因素有哪些?

【答案】(1)测定的主要注意事项是:

办试样和电极都应事先用适当的溶剂进行除油除尘处理。

①严格注意静电场屏蔽,使用屏蔽电线,被测试样一定要置于金属屏蔽箱内,屏蔽箱外应接地。

②测试高电阻时应注意安全,电阻加上后手勿触及电极,以免电击。

(2)影响电阻测定的因素有:

①外界强电场会有干扰,应注意屏蔽。

②空气湿度对测定有影响,若环境湿度大于85%, 预热时间要延长至lh ,以使机内更干燥。

11.的物理意义是什么? 【答案】称为松弛时间,它表明由于黏流使应力下降到起始应力的1/e所需要的时间。微观上是从一个构象变化到另一个构象所需的时间。

12.为什么邻苯二甲酸酯类为PVC 的主增塑齐U ,其中以DBP (邻苯二甲酸二丁酯)互溶性最好?DOS (癸二酸二辛酯)是PVC 的耐寒增塑剂,但互溶性较差,限制了它的应用,为什么?

【答案】因为DOS 极性小于DBP ,而DBP 的极性更接近PVC 。

13.什么是聚合物的力学松弛现象?什么是松弛(弛豫)时间?

【答案】聚合物的力学性质随时间变化的现象称为力学松弛现象。在一定的外力和温度下,聚合物受外力场作用的瞬间开始,经过一系列非平衡态(中间状态)而过渡到与外力性质相适应的平衡态(终态)所需要的时间称为松弛时间,这个时间通常不是很短的。

14.图为三种不同涤纶薄膜的介电损耗与温度的关系,从聚集态结构上的差别解释这三种曲线的不同。

图 三种涤纶薄膜的介电损耗与温度的关系

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,损耗电能的典型峰(曲【答案】

线1); 而晶态和取向态(曲线2和3) ,由于链段受到晶格和取向结构的束缚,所以峰都不明显。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。

15.高分子材料取向后,取向方向上的强度为什么可以提高?

【答案】因为分子间作用力增加,材料的断裂更多地需要化学键的断裂。