2017年西北工业大学理学院862高分子物理考研强化模拟题
● 摘要
一、填空题
1. 化学功能高分子的种类有:_____、_____、_____、_____、_____等。
【答案】高分子试剂;高分子催化剂;导电高分子;离子交换树脂;分离膜
2. 随着聚合物的柔顺性增加,链段长度_____、刚性比值_____、无扰尺寸_____、极限特征比_____。
【答案】减少;减少;减少;减少
3. 适度交联可使聚合物的T g _____、T f _____、流动性_____、结晶度_____、应力松驰_____、蠕变_____。
【答案】增加;増加;减少;减少;减少;减少
4. 尼龙-6的结晶速率比顺式1,4-聚戊二烯的结晶速率_____。
【答案】快
5. 聚合物在高压电场下,每单位_____能承受的被击穿的_____称为击穿强度或介电强度。
【答案】厚度;电压
6. 一般可溶可熔的聚合物通常具有线形结构;一般不溶不熔的聚合物通常具有_____结构,又称为_____聚合物。
【答案】网状;交联
7. 298K 时聚苯乙烯的剪切模量为
【答案】 泊松比为0.35,其拉伸模量为_____。 【解析】由可得,
8. 光散射实验中,若入射光是非偏振光,分别在散射角为0°,45°和90°时测定散射光强度它们的大小顺序为_____。
A. B. C.
【答案】a>b>c
9. 下列同类交联聚合物试样在相同条件下溶胀,它们的平衡溶胀度大小顺序为_____。
A. 高交联度试样
则
B. 中交联度试样
C. 低交联度试样
【答案】c>b>a
10.根据时温等效原理,将曲线从高温移至低温,则曲线应在时间轴上_____移。
【答案】右
二、简答题
11.试述用DSC 测定聚合物玻璃化温度的原理和方法。
【答案】用DSC 测定依据的原理就是:聚合物在玻璃态和高弹态具有不同的恒压热容。测试方法是,以恒定的升温速率对样品进行升温,记录样品的热容随温度的变化曲线,在曲线转折处的温度就是玻璃化温度,如图所示。
图
12.在橡胶下悬挂一个法码,升温时会发生什么现象?
【答案】橡胶在张力(拉力)的作用下产生形变,主要是熵变化,即卷曲的大分子链在张力的作用下变得伸展,构象数减少。熵减少是不稳定的状态,当加热时,有利于单键的内旋转,使其因构象数増加而卷曲,所以升温会发生回缩现象。
13.顺丁烯二酸酐与环氧氯丙烷缩聚反应得到的线形不饱和聚酯,其重复结构单元如下
:
此聚酯有几种可能的有规立体异构体?
【答案】有2种。因为单体顺丁烯二酸酐决定了聚合物中的双键全采取顺式几何异构,而一个不对称碳原子导致有全同和间同两种有规旋光异构体。
14.详细讨论聚合物的温度。 【答案】温度又称Hory 温度。Hory 等提出,高分子溶液对理想溶液的偏离是混合时有热的贡献及熵的贡献两部分引起的,即除了由于相互作用能不等(良溶剂中,链段与溶剂间的相互作用能远大于链段之间的相互作用能)所引起的溶液性质的非理想部分外,还有构象数减少所引起的溶液性质的非理想部分。热的贡献可用热参数表征,熵的贡献可用熵参数表征。和是
量纲一的量。当高分子溶液是稀溶液时,不依赖于任何模型,其超额的偏摩尔自由能(或超额化学势)可表达如下(忽略
过量偏摩尔混合热又因为的高次项): 过量偏摩尔混合熵
比较上两式得
定义则
时,此体系得到一 对于一个特定体系,是一个特征温度,称为Flory 温度。当体系温度
系列特征值,
溶胀因子式中,排除体积为零,所以也称为体系的临界特征温度。在此温度下,高分子链段与溶剂间使分子链伸展的作用力与高分子链段间使分子卷曲的作用力相等,即大分子链受力平衡,表现出既不伸展也不卷曲的本来面貌,即无扰状态,为研究单个大分子的态和尺寸提供了可能性。又由于处于温度的高分子溶液与理想溶液的偏差消除,为研究单个大分子的情况简化了手续。所以,温度又称为理想温度。当体系温度低于温度时,理论上相对分子质量为无穷大的聚合物组分将从溶液中沉淀出来。
15.说出获得诺贝尔奖的高分子科学家的名字、获奖年份和他们的主要贡献。
【答案】(1)施陶丁格(Staudinger )从1920年发表划时代的文献“论聚合”起,到1932年发
,历经10余年创立了高分子学说。表第一部高分子专著《有机高分子化合物——橡胶和纤维素》
施陶丁格是高分子科学的奠基人,1953年获诺贝尔化学奖。
(2)齐格勒(Ziegler )和纳塔(Natta )发明了新的催化剂,使乙烯低压聚合制备高密度聚乙烯和丙稀定向聚合制备全同聚丙烯实现工业化。1963年他们分享了诺贝尔化学奖。
(3)弗洛里(Flory )在缩聚反应理论、高分子溶液的统计热力学和高分子链的构象统计等方面作出了一系列杰出的贡献,进一步完善了高分子学说,因此获得1974年诺贝尔化学奖。
(4)德热纳(de Germes )成功地将研究简单体系中有序现象的方法推广到高分子、液晶等复杂体系,把现代凝聚态物理学的新概念(如软物质、标度律、复杂流体、分形、魔梯、图样动力学、临界动力学等)“嫁接”到高分子科学的研究中。他的这些概念丰富了高分子学说,1991年获得诺贝尔物理学奖。
(5)黑格(Heeger )、马克迪尔米德(MacDiarmid )和白川英树(Shirakawa )因导电高分子方面的特殊贡献共同获得2000年诺贝尔化学奖。
16.从结构出发解释下列各组聚合物的顺序:
(1)
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