2017年河南科技大学化工与制药学院611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. 内聚能密度
【答案】内聚能密度就是单位体积内lmol 凝聚体为克服分子间作用力汽化时所需要的能量E 。是评价分子间作用力大小的一个物理量,主要反映基团间的相互作用。一般来说,分子中所含基团的极性越大,分子间的作用力就越大,则相应的内聚能密度就越大;反之亦然。
2. 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。
3. 构型
【答案】构型是分子中由于各原子或基团间特有的固定的空间排列方式不同而使它呈现出不同的特定的立体结构。一般情况下,构型都比较稳定,一种构型转变另一种构型则要求共价键的断裂、原子(基团)间的重排和新共价键的重新形成。
4. 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。
5. 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。
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. 玻璃化转变温度
【答案】从分子结构上讲,玻璃化转变温度是高聚物无定形部分从冻结状态到解冻状态的一种松弛现象。在玻璃化转变温度以下,高聚物处于玻璃态,分子链和链段都不能运动,只是构成分子的原子(或基团)在其平衡位置作振动;而在玻璃化转变温度时分子链虽不能移动,但是链
段开始运动,表现出高弹性质,温度再升高,就使整个分子链运动而表现出粘流性质。
8. 相对黏度
【答案】相对黏度是指溶液黏度与纯溶剂黏度之比。
二、判断题
9. 聚合物的黏流活化能随相对分子质量的増大而增大。( )
【答案】×
【解析】聚合物的流动不是简单的整个分子的迁移,而是通过链段的相继跃迁来实现的。这种流动方式并不需要在高聚物熔体中产生整个分子链那样大小的空穴,而只需要如链段大小的空穴就可以了。不同相对分子质量的同种聚合物,其链段大小基本相同,因此在聚合物的相对分子质量范围内,高聚物的黏流活化能与相对分子质量无关。
10.聚合物黏流温度的定义虽然明确,但聚合物往往没有一个确定的黏流温度。( )
【答案】√
【解析】聚合物的黏流温度具有准确的定义,即高弹态与黏流态之间的转变温度。但是由于黏流温度受相对分子质量的影响非常明显,随着相对分子质量的増大,黏流温度显著升高。而聚合物的相对分子质量具有多分散性,所以实际上非晶高聚物没有明晰的黏流温度。
11.高聚物的结晶温度越高,熔限越大。( )
【答案】×
【解析】结晶温度越高,分子链的运动能力越强,分子链可以充分调整其构象,使形成的结晶比较完善,因而熔限较窄。
12.银纹就是裂缝。( )
【答案】×
【解析】银纹与裂缝不同,银纹的质量不为零,银纹体中包含取向的聚合物。
13.柔性好和强的分子间作用力都能提高聚合物的结晶能力。( )
【答案】√
【解析】柔性好提高了链段向结晶部分的扩散和排列的能力,强的分子间作用力使结晶结构稳定,从而有利于结晶。
三、简答题
14.比较聚对苯二甲酸乙二酯(PET )的介电松弛和动态力学松弛的
讨论两种松弛现象的异同。 谱图,可以发现:(1)两者松弛峰的峰温位置都随测量频率的增大而移向高温;(2)介电松弛的峰明显很强。试由此【答案】(1)频率增大时偶极来不及跟上电场变化,只有在更高的温度下体系黏度较低时才跟得上,因而松弛峰的峰温位置都随测量频率的增大而移向高温。动态力学松弛也完全类似。
(2)峰对应于熔点,而峰对应于玻璃化温度。介电松弛的峰明显很强,由于PET 是极性聚合物,介电松弛受聚合物极性的影响很大。而对于力学松弛,PET 没有侧基的线形结构,分子链相互运动时摩擦力不大,峰就没那么强。
15.试判断下列含氟聚合物的极性大小:
【答案】聚三氟乙烯>聚氟乙烯>聚三氟氯乙烯>聚四氟乙烯。
16.为何采用均方末端距和均方回转半径而不直接用平均末端距或平均回转半径以及轮廓长度来描述高分子的尺寸?
【答案】因为柔性的高分子链在不断的热运动,它的形态是瞬息万变的,所以只能用它们的平均值来表示,又因为末端距和高分子链的质心到第i 个链单元的距离是矢量。它们是矢量,其平均值趋近于零。因此,要取均方末端距和均方回转半径;轮廓长度是高分子链的伸直长度,高分子链有柔顺性,不是刚性链,因此,用轮廓长度描述高分子尺度不能体现其蜷曲的特点。
17.在聚碳酸酯和聚甲醛的加工中,为了降低其熔体黏度,增大其流动性,应该采用什么方法更为有效?
【答案】从分子结构可以看出,聚甲醛是一个柔性高分子,而聚碳酸酯则是刚性高分子,因此聚碳酸酯的黏流活化能要远大于聚甲醛,在外力作用下,聚甲醛分子更容易取向。因此,对于聚甲醛可以采取增大剪切速率的方法降低其溶体黏度。而对于聚碳酸酯,则可以采取升高温度的方法増大其流动性。
18.列举三个理由说明为什么所学的黏弹模型不能用来说明结晶聚合物的行为。
【答案】因为结晶聚合物的黏弹性是很复杂的,有以下三点理由不服从理论解释:
(1)非晶聚合物是各向同性的,这意味着为描述剪切应力而建立的模型也正好能用于描述拉伸应力。然而,结晶聚合物不是各向同性的,所以任何模型的应用都受到严格的限制。
(2)非晶聚合物是均相的,因此所加的应力能均匀分布到整个体系。结晶是非均相的,在结晶聚合物中,大量的结晶束缚在一起,这种束缚使得出现较大的应力集中。
(3)结晶聚合物是不同结晶度的区域的混合物,当施加应力到结晶聚合物时,这些不同区域
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