2017年四川大学分析测试中心866高分子化学及物理学[专业学位]之高分子物理考研强化模拟题
● 摘要
一、名词解释
1. 均方末端距
【答案】均方末端距指线形高分子链的一端至另一端的直线距离的平方的平均值。该物理量用于表征高分子尺寸的大小。
2. 介电松弛中的柯尔-柯尔圆(Cole-Cole 圆)
【答案】介质在静电场作用下,所产生的取向极化是一个松弛过程,若是加上个交变电场后,由于松弛过程,取向极化跟不上电场的变化,产生一个相位差,叫做取向极化强度。取向极化和变形极化相加得到总极化度,由之求出复数介电常数,该公式叫做德拜色散关系式,实部是横坐标,虚部是纵坐标,得到的是一个圆,叫柯尔-柯尔圆。
3. 溶度参数
【答案】溶度参数是表征聚合物-溶剂相互作用的参数。溶度参数可以作为衡量两种材料是否共容的一个较好的指标。当两种材料的溶度参数相近时,它们可以互相共混且具有良好的共容性。能使聚合物的溶胀度或特性黏数最大时的溶剂的溶度参数即为此聚合物的溶度参数。
4. 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。
5. 强迫高弹行为
【答案】强迫高弹行为是指处在玻璃态的聚合物,在外力作用下产生百分之几百的大形变,外力去除后,虽然形变无法恢复,但加热到玻璃化温度以上,形变可以自动恢复的一种现象。为区别于普通的高弹形变,称其为强迫高弹形变。
6. 聚集态结构
【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。
7. 高分子溶液
【答案】高分子溶液是聚合物以分子状态分散在溶剂中所形成的均相混合物。
8. 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)保持不变,而应力随时间的延长逐渐降低的现象。
二、简答题
9. 某一聚合物倾向于生成针状晶体而不是片状单晶,针状晶体长度为L ,半径为R 。熔点对结晶尺寸的依赖性与片状单晶有什么不同?
【答案】针状晶体的熔点与R 有关,因为R 决定表面积。片状单晶的熔点与晶片厚度有关,因为决定表面积。
10.讨论外力因素对聚合物的影响。
【答案】张力促进链段运动,使降低;压力减少自由体积,使升高。外力作用频率太快或升温速度太快,链段运动来不及响应,都会使测得的偏高。
11.解释为什么的苯乙烯-丁二烯共聚物不能溶于的戊烷,也不能溶于
酯,但却能溶于这两种溶剂的1:1的混合溶剂中。
【答案】因为,苯乙烯-丁二烯共聚物的溶度参数(酸乙酯的溶度参数(
数估算公式
剂的溶度参数。
由上式可知,这两种溶剂以1:1混合的混合溶剂的溶度参数为
该混合溶剂中。
12.如何用简单的物理方法鉴别线型、支化和交联的同种聚合物?
【答案】线型(线形)聚合物可熔可溶,交联聚合物不熔不溶。因而用加热是否熔融,或在良溶剂中是否溶解可以鉴别。注意:聚合物的溶解速度往往很慢,即便线型聚合物在良溶剂中也要较长时间才能观察到明显溶解。支化聚合物的熔融和溶解行为介于线型聚合物和交联聚合物之间,支化程度越高,越接近交联聚合物。
13.从化学结构角度讨论下列各对聚合物为什么存在
(1)
(2)
(3)
的乙酸乙)和乙)与戊烷的溶度参数()相差较大,所以,它不能溶解在这两个溶剂中。根据混合溶剂溶度参其中,分别表示两种纯溶剂的体积分数,分别是两种纯溶与苯乙烯-丁二烯共聚物的溶度参数相同,根据溶度参数相近原则可知,苯乙烯-丁二烯共聚物可溶于的差别:
(4)
【答案】(1)后者较高,因为侧基 的内旋转空间障碍,刚性较大;(2)前者较低,因为
靠近主链而使侧基柔性增加;(3)前者较低,因为氧原子在主链而使柔性增加,而后者侧基、极性和体积使柔性减少;(4)前者较低,因为侧基柔性较大,后者不对称取代使刚性増加。
14.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
15.聚合物的球晶试样在正交偏光显微镜下通常呈什么图像?
【答案】球晶是从一个晶核在三维方向上一齐向外生长而形成的径向对称的结构,由于是各向异性的,就会产生双折射的性质。因此聚合物球晶在偏光显微镜的正交偏振片之间呈现出特有的黑十字消光图形,黑十字的两臂分别平行于两偏振轴的方向。而除了偏振片的振动方向外;其余部分就出现了因折射而产生的光亮。
16.图为含硫量不同的几种硫化橡胶的介电损耗曲线, 试解释:(1)含硫量不同,
则介电损耗峰值
不同;(2)含硫量不同,所出现同;
(2)不同含硫量时,聚合物的本体黏度不同,故松弛时间也不同。 的温度也不同。 【答案】(1)不同含硫量时,聚合物的偶极基团浓度不同,因而电极化产生的介电损耗也不
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