2017年武汉大学基础医学院977无机化学和高分子化学与物理考研题库
● 摘要
一、名词解释
1. 玻璃化转变温度
【答案】从分子结构上讲,玻璃化转变温度是高聚物无定形部分从冻结状态到解冻状态的一种松弛现象。在玻璃化转变温度以下,高聚物处于玻璃态,分子链和链段都不能运动,只是构成分子的原子(或基团)在其平衡位置作振动;而在玻璃化转变温度时分子链虽不能移动,但是链段开始运动,表现出高弹性质,温度再升高,就使整个分子链运动而表现出粘流性质。
2. 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。
3. 解取向
【答案】解取向是指材料在成型过程中受到拉应力的作用而内部取向,当制品受到加热等影响时,大分子链会解除取向结构的现象。
4. 液晶态
【答案】液晶态是指物质在熔融状态或在溶液状态下虽然获得了液态物质的流动性,但在材料内部仍然保留有分子排列的一维或二维有序,在物理性质上表现出各向异性,这种兼有晶体和液体部分性质的状态。处于这种状态下的物质叫液晶。
5. 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。
6. 高弹形变
【答案】高弹形变是指聚合物在高弹态时,链段运动但整个分子链不产生移动。受较小的力就可发生很大的形变,外力除去后形变可完全恢复的现象。
7. 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。
8. 粘流温度
【答案】粘流温度Tf 是高弹态与粘流态间的转变温度,也称软化温度。
二、判断题
9. 银纹具有可逆性。( )
【答案】√
【解析】银纹产生后,在压力下或在玻璃化温度以上退火时会回缩或消失,因此银纹具有可逆性。
10.聚合物的黏流温度随相对分子质量增大而升高,尤其是在相对分子质量较小时,影响特别显
著;当相对分子质量达到一定数值后,相对分子质量对黏流温度的影响就不那么显著了。( )
【答案】×
【解析】黏流温度是整个高分子链开始运动的温度,相对分子质量越大,分子链运动时的内摩擦阻力也越大,通过链段的协同运动而产生流动也越困难,因此黏流温度随相对分子质量的增大而上升。
11.根据WLF 自由体积理论认为发生玻璃化转变时,聚苯乙烯和聚碳酸酯的自由体积分数是一样的。( )
【答案】×
【解析】WLF 方程的适用范围是
12.聚合物的黏流活化能随相对分子质量的増大而增大。( )
【答案】×
【解析】聚合物的流动不是简单的整个分子的迁移,而是通过链段的相继跃迁来实现的。这种流动方式并不需要在高聚物熔体中产生整个分子链那样大小的空穴,而只需要如链段大小的空穴就可以了。不同相对分子质量的同种聚合物,其链段大小基本相同,因此在聚合物的相对分子质量范围内,高聚物的黏流活化能与相对分子质量无关。
13.脆化温度可以看成是聚合物发生初性断裂的最低温度。( )
【答案】√
【解析】脆化温度是高聚物由韧性断裂转变成脆性断裂的临界温度,因此它既是軔性断裂的最低温度,也是脆性断裂的最高温度。
三、简答题
14.在用稀溶液的依数性质测定聚合物的分子量时,若试样在测定条件下有缔合作用或电离作用,将对测定结果产生什么影响,试分别讨论之。
【答案】如果溶质分子有缔合作用,则测得的表观分子量将大于其真实分子量;如果溶质发生电离作用,则测得的表观分子量将小于其真实分子量。
15.画出线型聚合物典型的蠕变和蠕变回复曲线,并用分子运动观点解释曲线各阶段的特点。如果是交联聚合物,蠕变回复曲线有何明显不同?
【答案】从分子机理来看,蠕变包括三种形变:普弹形变、高弹形变和黏流形变(图)。
图 线型聚合物的蠕变和蠕变回复曲线
(1)普弹形变:当时刻外力作用在高分子材料上时,分子链内部的键长、键角的改变是瞬间发生的,但形变量很小,称为普弹形变,用表示。时刻,外力除去后,普弹形变能立即完全回复。
(2)高弹形变:当外力作用时间和链段运动所需要的松弛时间同数量级时,分子链通过链段运动逐渐伸展,形变量比普弹形变大得多,称为高弹形变,用表示。外力除去后,高弹形变能逐渐完全回复。
(3)黏流形变:对于线型聚合物,还会产生分子间的滑移,称为黏流形变,用表示。外力除去后黏流产生的形变不可回复,是不可逆形变。 所以聚合物受外力时总形变可表达为
如果是交联聚合物,不存在黏流,即没有 蠕变回复曲线逐渐回复到
16.聚乙烯醇缩醛类的介电损耗与温度的关系如图所示,试解释分子结构对介电性能的影响。
图 聚乙烯醇缩醛类的介电损耗与温度的关系
【答案】由图可见,缩醛的侧链越短,其侧基运动越困难,松弛越慢,介电损耗越高,而且所出现的松弛峰值也在高温。
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