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2017年齐鲁工业大学化学与制药工程学院842高分子物理考研仿真模拟题

  摘要

一、名词解释

1. 高斯链

【答案】高斯链是指高分子链段分布符合高斯分布函数的高分子链,也称为等效自由结合链。

,相柔性的非晶状线型高分子链,不论处于什么形态(如玻璃态、高弹态、熔融态或高分子溶液)

同分子量的高分子链段都取平均尺寸近乎相等的无规线团构象,称为“等效自由结合链”。因为等效自由结合链的链段分布符合高斯分布函数,又称为高斯链。

2. 溶胀平衡

【答案】交联聚合物在溶胀过程中,一方面溶剂力图渗入聚合物内部使其体积膨胀;另一方面,由于交联聚合物体积膨胀导致网状分子链向三维空间伸展,而产生弹性收缩力,力图使分子网收缩。当这两部分相反的作用相互抵消时,达到溶胀平衡。

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. 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. 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。

6. 应变软化

【答案】应变软化是指材料试件经1次或多次加载和卸载后,进一步变形所需的应力比原来的要小,即应变后材料变软的现象。应变软化过程中,随着应力的加大,应变増长的速率加快。动态恢复、动态重结晶作用以及流体的加入等都有利于应变软化。

7. 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。

8. 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。

二、判断题

9. 熔融指数是聚合物熔体黏度的另一种表示方法,单位也是泊。( )

【答案】×

【解析】熔融指数的定义是:在一定温度下,熔融状态的高聚物在一定负荷下,十分钟内从规定直径和长度的标准毛细管中流出的质量(克数)。因此,熔融指数的单位为克。

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.全同立构聚苯乙烯和聚对苯二甲酸乙二酯的结晶速率比聚乙烯的结晶速率快。( )

【答案】×

【解析】结晶速率线形链优于支化链,所以聚乙烯的结晶速率应快于全同立构聚苯乙烯。

13.高分子链的柔性随相对分子质量的増大而减小。( )

【答案】 ×

【解析】高分子随相对分子质量的增加,单键数目増多,主链内旋转即使需克服一定的位垒,仍有许多构象,使链的柔性随相对分子质量的増大而增大。

三、简答题

14.(1)分别举两例说明聚合物弹性中伴随有黏性(称为黏弹性)和黏性中伴随有高弹性(称为弹黏性)的现象。(2)分别说明橡胶弹性中带黏性和聚合物黏性熔体中带弹性的原因。(3)成型加工中如何降低橡胶的黏性和聚合物熔体的弹性?

【答案】(1)例如,橡胶的应力松弛是黏弹性,橡胶拉伸断裂后有永久残余形变也是黏弹性;而挤出物胀大效应和爬杆效应是弹黏性。

(2)橡胶分子链构象改变时需克服摩擦力,所以带黏性。聚合物分子链质心的迁移是通过链

段的分段运动实现的,链段的运动会带来构象的变化,所以高分子黏性熔体带弹性。

(3)降低橡胶黏性方法是适度交联。在成型加工中减少成型制品中的弹性成分的方法是:提高熔体温度,降低挤出速率,增加口模长径比,降低相对分子质量,特别要减少相对分子质量分布中的高相对分子质量尾端。

15.从积分质量分布曲线求平均相对分子质量?

【答案】用十点法,即在积分质量分布曲线上读取I=5%、15%、25%、... 、95%等10

个点的值,用下式(实际上是定义式)计算:

16.从下列溶剂中分别找出最适合天然橡胶(17.4)、聚甲基丙烯酸甲酯(18.9)和聚丙烯腈(26.0)的溶剂:正己烷(14.7),甲苯(18.2),氯仿(19.2),二甲基甲酰胺(24.5), 甲醇(27.6),水(47.8)。溶度参数的单位为

【答案】以 来判断,天然橡胶一甲苯、聚甲基丙烯酸甲酯一氯仿、聚丙烯腈一二甲基甲酰胺,这些溶剂实际上确实是最佳溶剂。例如,有机玻璃可以用氯仿快速黏结。

17.判断下列说法的正误,给出正确的说法:对于任何线型聚合物,只有相对分子质量达到一定数值后,才能显示出机械强度。随着相对分子质量的增加,聚合物的抗张强度和抗冲强度均增大。

所以,超高相对分子质量聚合物的合成,其目的之一就是为了提高聚合物的抗张强度和抗冲强度。

【答案】第一句和第三句正确。第二句不准确,应当补充说抗张强度随相对分子质量的变化存在一个临界值,超过它之后变化不明显,而抗冲强度没有临界值。

18.什么是线性黏弹性?

【答案】符合Boltzmann 叠加原理的性质称为线性黏弹性,反之为非线性黏弹性。高分子材料的小形变都可以在线性黏弹性范围内处理。

19.室温下具有弹性的橡皮球在液氮温度下变为硬脆的玻璃球,为什么?

【答案】因为天然橡胶的 为-73°C,液氮温度远低于此温度,天然橡胶处于硬脆的玻璃态。

20.在凝胶渗透色谱法中为什么要进行标定?

【答案】因为凝胶渗透色谱仪记录的色谱图,纵坐标是淋出液与纯溶剂的折射指数之差,正比于淋出液的浓度。横坐标是淋出体积它表征着溶质分子尺寸的大小,所以,凝胶渗透色谱图反映试样的相对分子质量分布。为得到真正的相对分子质量分布曲线,就必须把横坐标淋出体积换算成相对分子质量M ,所以,在凝胶渗透色谱法中要标定淋出体积与相对分子质量的关系曲线。有了相对分子质量-淋出体积标定曲线,即可根据值求出溶质的相对分子质量M 。

21.什么参数可用来描述定长下应力随时间的下降?

【答案】松弛时间。