2017年浙江省培养单位宁波材料技术与工程研究所822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. 滞后
【答案】滞后是指聚合物在交变应力作用下应变落后于应力的现象。受到外力时,链段通过
,由此引起应变落后于应力的现象。外力作用的热运动达到新平衡需要时间(受到内摩擦力作用)
频率与温度对滞后现象有很大的影响。
2. 高弹形变
【答案】高弹形变是指聚合物在高弹态时,链段运动但整个分子链不产生移动。受较小的力就可发生很大的形变,外力除去后形变可完全恢复的现象。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。
7. 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。
8. 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。
二、判断题
9. 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。
10.脆化温度可以看成是聚合物发生初性断裂的最低温度。( )
【答案】√
【解析】脆化温度是高聚物由韧性断裂转变成脆性断裂的临界温度,因此它既是軔性断裂的最低温度,也是脆性断裂的最高温度。
11.聚合物的黏流温度随相对分子质量增大而升高,尤其是在相对分子质量较小时,影响特别显
著;当相对分子质量达到一定数值后,相对分子质量对黏流温度的影响就不那么显著了。( )
【答案】×
【解析】黏流温度是整个高分子链开始运动的温度,相对分子质量越大,分子链运动时的内摩擦阻力也越大,通过链段的协同运动而产生流动也越困难,因此黏流温度随相对分子质量的增大而上升。
12.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。
13.银纹具有可逆性。( )
【答案】√
【解析】银纹产生后,在压力下或在玻璃化温度以上退火时会回缩或消失,因此银纹具有可
逆性。
三、简答题
14.判断下列各对聚合物中哪个更易结晶:
(1)间同立构PVC 与全同立构PVC ;(2)线型全同立构PP 与轻度支化的全同立构PP ;(3)苯乙烯-乙烯交替共聚物与苯乙烯-乙烯无规共聚物。
【答案】(1)全同立构PVC ;(2)线型全同立构PP ;(3)苯乙烯-乙烯交替共聚物。
15.橡胶受外力拉伸等温可逆形变时,试从热力学第一定律出发推导:外力一部分用于热力学能的改变,一部分用于熵的改变。
【答案】假定长度为的橡皮试样,等温时受外力F 拉伸,伸长为沿。由热力学第一定律知道,体系的热力学能增加dQ 等于体系吸收的能量dQ 与体系对外做的功dW 的差,即dW
;另包括两部分:一部分是拉伸过程中体积变化所做的功pdV (膨胀功,体系对外做功,为正值)
,即
一部分是拉伸时长度变化所做的功—FdI (外力对体系做的功,为负值)
根据热力学第二定律,对于等温可逆过程,实验证明,橡胶拉伸时体积几乎不变
,所以或写成
16.试讨论线型聚异戊二烯可能有哪些不同的构型,假定不考虑键接结构(画出结构示意图)。
【答案】聚异戊二烯的结构式为
可能有以下6种有规立构体:
(1)顺-1,4加成
(2)反-1,4加成
(3)1, 2加成全同立构