2017年四川大学高高分子研究所866高分子化学及物理学之高分子物理考研强化模拟题
● 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. 渗透压
【答案】半透膜一边的溶剂向另一边的溶液渗透,当达到渗透平衡时两边液体的静压差称为溶液的渗透压。
3. 玻璃化转变
【答案】玻璃化转变对于聚合物来说是非晶聚合物的玻璃态与高弹态之间的转变。其分子运动本质是链段运动发生“冻结”与“自由”的转变。
4. 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。
5. 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。
6. 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。
7. 溶解
【答案】溶解是高分子均匀分散在溶剂中,形成以分子状态分散的均相体系。
8. 熔体流动速率
【答案】熔体流动速率,也指熔融指数,是在标准化熔融指数仪中于一定的温度和压力下,树脂熔料通过标准毛细管在一定时间内(一般lOmin )内流出的熔料克数,单位为g/10min。熔体流动速率是一个选择塑料加工材料和牌号的重要参考依据,能使选用的原材料更好地适应加工工
艺的要求,使制品在成型的可靠性和质量方面有所提尚。
二、简答题
9. 已知高分子溶液的混合热为【答案】
尔气体常量,T 为热力学温度,为溶剂的体积分数,混合熵为式中,求聚合物与为混合自由能,R 为摩溶剂的混合自由能,并说明式中各物理符号的意义。 为高分子的体积分数,为溶剂的物质的量,为高分子的物质的量,为Huggins 相互作用参数。
10.顺式1,4-聚异戊二烯和反式1, 4-聚异戊二烯具有相同的为什么前者在室温下是橡胶,而后者却是塑料?
【答案】顺式1,4-聚异戊二烯结构为
等同周期大(0.91mn ), 不易整齐排列而结晶,是富有高弹性的天然橡胶的主成分。
反式1,4-聚异戊二烯结构为
,结晶度高,常温下为一种弹性很差的硬軔状的类塑料材料(古塔波等同周期小、(0.51nm )
,不能作为橡胶使用。 胶,或称杜仲胶)
11.影响聚合物强度的因素是什么?
【答案】影响聚合物强度的因素归纳如下(从中可以总结出提高强度的措施)。
(1)化学结构:链刚性增加的因素(如主链芳环、侧基极性或氢键等)都有助于増加抗张强度极性基团过密或取代基过大,反而会使材料较脆,抗冲击强度下降。
(2)相对分子质量:在临界相对分子质量
加增加,越过(3)支化和交联:交联使和(缠结相对分子质量)之前,相对分子质量増后不变。随相对分子质量増加而增加,不存在临界值。 都提高。但支化使提高,而降低。
和
均提高。取向使(4)结晶和取向:结晶度增加,提高,但降低。结晶尺寸减小,积的大小。 提高。总之,以上各因素在讨论时主要考虑分子间作用力的大小,而讨论时主要考虑自由体
(5)应力集中物:裂缝、银纹、杂质等缺陷在受力时成为应力集中处,断裂首先在此处发生。纤维的直径越小,强度越高,这是由于纤维越细,纤维皮芯差别越小,缺陷出现的概率越小。根据这个原理,用玻璃纤维增强塑料可以得到高强度的玻璃钢。
(6)添加剂:増塑剂、增量剂(又称填料)、增强剂和增軔剂都可能改变材料的强度。増塑使分子间作用力减小,从而降低了强度。惰性填料(如)只降低成本,强度也随着降低;活性填料有増强作用,如炭黑对天然橡胶的补强效果。纤维状填料有明显的增强作用。塑料增初的方法是共混或共聚,用少量橡胶作为增軔剂改进塑料的脆性。
(7)外力作用速度和温度:在拉伸实验中提高拉伸速度和降低温度都会使强度降低。在冲击实验中升高温度会增加冲击强度。外力作用速度和温度的改变甚至会使材料从脆性变为軔性,或反过来从軔性变为脆性。
12.聚合物将从溶剂中沉淀而尚未沉淀出来时的状态是什么状态?这种状态由哪两个因素决定?
【答案】聚合物将从溶剂中沉淀而尚未沉淀出来时的状态称为状态。,(状态)的条件为条件
状态下的溶剂称为溶剂,温度称为温度,必须同时满足这两个因素。一方面,选定一种溶剂,
可以改变温度以满足条件;另一方面,选定某一温度,则可以通过改变溶剂的品种,也可以利用混合溶剂达到条件。
13.写出描述聚合物本体结晶速率的Avrami 方程,并解释式中有关参数。
【答案】由于结晶时有序排列而体积收缩,若比体积在时间为0、t 和时分别为则结晶过程可用结晶动力学方程——Avrami 方程描述:
式中,的物理意义是t 时刻的结晶程
通过双对数作图,从斜率求n ,从截距求k 。n 称为Avrami 指数,n=生长的空间维数+时间维数,异相成核的时间为0,均相成核为1,如均相成核、三维生长时n=4。k 表征结晶速率,k 越大,结晶速率越快。
对于膨胀计测得的实验数据h 值,可直接以
14.什么是亚浓溶液?
【答案】de Geimes首先提出亚浓溶液的概念。考虑问题的出发点是:在稀溶液中,高分子线团是互相分离的,溶液中的链段分布不均一。当浓度增大到某种程度后,高分子线团互相穿插交叠,整个溶液中的链段分布趋于均一,这种溶液称为亚浓溶液。
15.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。 对logt 作图。 和
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