2017年哈尔滨工业大学材料科学与工程学院823高分子材料之高分子物理考研冲刺密押题
● 摘要
一、名词解释
1. 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。
2. 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。
3. 分辨率
【答案】分辨率是指色谱柱的柱效与分离能力的综合量度。
4.
溶剂
【答案】当
的溶剂称为溶剂。
5. 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。
6. 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。
7. 应力松弛
【答案】应力松弛是指材料在一定的温度和约束承载状态下,总应变(弹性应变和塑性应变)
第 2 页,共 45 页 时,高分子溶液中溶剂的过量化学位为零,高分子溶液处于状态,状态下
保持不变,而应力随时间的延长逐渐降低的现象。
8. 理想溶液
【答案】理想溶液是指溶液中溶剂分子间,溶质分子间和溶质溶剂分子间的相互作用能都相等;溶解过程没有体积的变化;溶解过程没有焓的变化。
二、简答题
9. 聚合物的应力松弛是指维持聚合物-恒定应变所需的应力逐渐衰减到零的现象,这句话对吗?为什么?
【答案】不对。对于线型聚合物,应力确实逐渐衰减到零,但对于交联聚合物,应力逐渐衰减至某一恒定值,如图所示。
图 线型聚合物(a )和交联聚合物(b )的应力松弛曲线
10.什么是Cole-Cole 图?
【答案】以对作图称为Cole-Cole 图,表征电介质偏离Debye 松弛的程度。半圆形为De-bye 松弛,偏离时得圆弧形图。
11.用生活中的实际例子,说明高分子材料的力学状态的时温等效性。
【答案】橡胶在很小的时间尺度下是塑料,如飞机上的轮胎受到瞬间的飞鸟撞击,会像玻璃一样碎掉,就像橡胶在极低温下(小于)一样脆。相反,塑料在很大的时间尺度下是橡胶,甚至会流动,就像挂在墙上的塑料雨衣,时间长了会伸长很多,对塑料雨衣加热会进入橡胶态,甚至流动。
12.有两种交联程度不同的天然橡胶,已知样品1的交联度高于样品2,试在同一坐标轴上画出这两种天然橡胶样品的温度-形变曲线,并标明两者的玻璃化温度。
【答案】见图。
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图
交联度増加,玻璃化温度增加,因此样品1的玻璃化温度较高。交联聚合物不能熔融流动,因此没有黏流态,经过玻璃化转变后进入高弹态。由于样品1的交联度高,因此其模量也较高,相同外力下的形变较小。
13.如果某种聚合物的玻璃化温度低于室温,通常可用作橡胶,而聚乙烯的玻璃化温度接近零下70℃,却只能用作塑料,为什么?
【答案】具有较低的玻璃化温度只是聚合物用作橡胶材料的结构特征之一,而要能够产生橡胶高弹性必须具备的另一结构特征,就是在常温下不易结晶。聚乙烯由于分子结构简单、对称性高、分子链柔性好,常温下极易结晶,而且结晶度又较高。虽然其玻璃化温度很低,常温下非晶区处于高弹态,但是在晶格的束缚下,链段难以运动,在外力作用下呈现不出高弹形变,因此也就不能用作橡胶。正是由于其结晶特性,在其熔点以下均具有较好的力学性能,即较高的模量和强度,因此可用作塑料。
14.同一聚合物是否在任一条件下都是脆性断裂或初性断裂?为什么?
【答案】否。同一聚合物在低温下可能发生脆性断裂,而在高温下可能发生軔性断裂。
15.球晶在正交偏光显微镜下呈现的典型图案是什么?球晶的双折射符号如何测定?
【答案】球晶在正交偏光显微镜下具有Maltese 黑十字的球形图案,有时能观察到从中心往外发散的微纤或周期性消光环。球晶的双折射符号通过在正交偏光显微镜上插入石膏一级红波片测定,一、三象限蓝色,而二、四象限黄色为正球晶;反之为负球晶。
16.根据聚合物的分子结构、内聚能密度和分子间作用力,定性讨论下列各聚合物可作为何种材料(橡胶、塑料或纤维)使用。
表
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