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. 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。
3. z 均相对分子质量
【答案】z 均相对分子质量是以z 值为统计权重的平均相对分子质量,
对分子质量为M 的级分的质量。
4. 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。
5. 无定型聚合物
【答案】无定型聚合物是指分子形状、分子相互排列为无序状态的高分子。
6. 凝胶
【答案】凝胶是指以化学键形成的交联结构高分子的溶胀体。加热不能溶解也不能熔融。
7. 链段
【答案】链段是指高分子主链上由若干个化学键组成的能够独立运动的最小单元。
8. 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。
第 2 页,共 20 页 其中,是相
二、简答题
9. 与小分子化合物比较,高聚物的溶解过程有何特点?晶态、非晶态和交联聚合物的溶解行为有何不同?
【答案】由于高分子比溶剂分子的尺寸大得多,高分子的运动速度要比溶剂分子的慢得多,溶剂分子能比较快地渗透进入聚合物,而高分子向溶剂的扩散却很慢。因此,聚合物的溶解过程要经过两个阶段,首先,是溶剂分子渗入聚合物内部,使聚合物体积膨胀,这一阶段称为溶胀;然后,是高分子均匀分散在溶剂中,形成完全溶解的分子分散的均相体系,即高分子溶液。而小分子化合物与溶剂分子的尺寸相当,两者的运动速度也相当,小分子溶质和溶剂分子都能较快相互扩散而形成溶液,因此,小分子化合物的溶解过程没有溶胀的阶段,只有溶解过程。
因为非晶态聚合物的分子堆砌比较松散,分子间的相互作用较弱,因此,溶剂分子比较容易渗入聚合物内部使之溶胀和溶解。而晶态聚合物由于分子排列规整,堆砌紧密,分子间相互作用强,因此,溶剂分子渗入聚合物内部很困难。所以,通常非晶态聚合物比晶态聚合物容易溶解。交联聚合物在溶剂中会发生溶胀,由于有交联化学键的束缚,不能进一步使交联的高分子扩散到溶剂分子中,故交联聚合物只能溶胀,不能溶解。
10.弹簧-黏壶的并联模型(Kelvin 模型)可以模拟何种聚合物的哪一种黏弹行为?给出模型所对应的黏弹行为曲线、运动方程和最终积分结果。
【答案】交联聚合物的蠕变。运动方程为
11.测定动态黏弹性的实验方法有哪些?
【答案】测定动态黏弹性的实验方法主要有以下三类:
表
1 积分结果是蠕变方程
12.现有某聚乙烯试样,欲采用凝胶色谱法测定其相对分子质量和相对分子质量分布:(1)能否
,选择凝胶色谱法的常用溶剂四氢呋喃?如果不行应该选择何种溶剂?(2)常温下能否进行测定?
为什么?
【答案】(1)不行,可选甲苯。(2)不能,应在105°C测定,因为PE 极易结晶。
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13.图为某聚合物的温度-形变曲线,试根据该聚合物在加热过程中的形变特点判断其结构特征以及加热过程中聚集态结构的变化,并指出
D ,E ,F ,G ,H 各个区域聚合物的聚集态结构。
所对应的转变温度的本质和A ,B ,C ,
图
【答案】从温度-形变曲线可以判断,该聚合物在加热前是一种处于非晶玻璃态的、但是具有结晶能力的聚合物。该聚合物在加热前处于玻璃态,加热到温度
入高弹态,温度继续升高,其形变几乎保持不变。当温度升高到
形变又保持不变,出现第二个平台区(D )。到温度
生流动转变,最后进入黏流态。
从上述分析可以看出,四个转变温度的本质为:
玻璃化转变温度
结晶温度
熔点
黏流温度
A :玻璃态;
B :尚弹态;
C :结晶区(聚合物进行结晶的区域),聚合物的结晶度逐渐增大;
D :结晶完成区,聚合物的结晶度不再发生变化;
E :熔融区,聚合物的晶区逐渐熔化;
F :高弹态;
G :流动转变区;
H :黏流态。
14.为什么大多数合成纤维都是用结晶聚合物制得?
【答案】成纤聚合物必须有足够的分子间次价力,一般大于
聚合物。
第 4 页,共 20 页 时发生玻璃化转变,聚合物进时,该聚合物开始结晶,由于结晶的出现,聚合物的模量增大,因此在恒定外力下的形变逐渐减小。当结晶完成后,聚合物的时,聚合物的晶区开始熔化,由于其熔点低时,聚合物发,当温度升高到于黏流温度,因此,聚合物完全熔融后,又重新回到高弹态(F ) 各个不同区域对应的聚集态结构或者转变为: 所以它们通常是结晶