2017年山东科技大学材料科学与工程学院842高分子化学与物理之高分子物理考研题库
● 摘要
一、名词解释
1. 假塑性流体
【答案】假塑性流体是指无屈服应力,并具有粘度随剪切速率增加而减小的流动特性的流体,其本构方程为
2. 熔融纺丝
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 次期结晶
【答案】次期结晶是主期结晶完成后在一些残留的非晶态部分和晶体结构不完整的部分继续进行结晶或使球晶中晶粒的堆砌更紧密,晶体内部的缺陷减少或消除使之进一步完善的过程。
7. 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。
8. 无规线团
【答案】无规线团是指在非晶聚合物中,高分子链为构象符合Gams 分布的柔性链,大量分子链以无规线团状互相穿插,结合在一起,无局部有序结构。
,r 是剪切应力,是粘度的度量,D 是剪切应变速率。 (n 二、简答题 9. 已知全同立构聚丙烯的 速率曲线不意图。 【答案】示意图如图所示。 试作出一20〜180℃聚丙烯结晶 图 全同立构聚丙烯的结晶速率曲线示意图 10.什么是内耗?内耗用什么表示? 【答案】当应力与应变有相位差时,存在滞后现象,每一次拉伸-回缩循环中要消耗功,消耗的功转为热量被释放,称为力学损耗, 或称内耗。人们常用应力和应变之间的相位差(称为力学损耗角)的正切表示内耗的大小。 11.本征的导电高分子在分子结构上有何特点,为什么说它是一种半导体材料。 【答案】(1)本征的导电高分子根据载流子的属性和导电形式可分为三类:电子导电高分子材料、离子导电高分子材料、氧化还原导电高分子材料。 (2)结构特征:①电子导电型聚合物:分子内有大的线性共轭电子体系,给自由电子提供了离域迁移条件。②离子导电型聚合物:带有强极性原子或基团,由于自身的解离,可以产生导电离子。 (3)这种高分子材料由于其结构的特点,能够提供载流子而具有导电性,经掺杂后,电导率 可达到金属的导电水平。未经掺杂的由于键电子轨道之间还存在着一定的能级差,其导电能力与典型的无机半导体材料硅、锗等相当,与金属导体还有一定的差距,所以说它是一种半导体材料。 12.写出型高分子链的有规旋光异构体。 图 型高分子链的有规旋光异构体 【答案】由于结构单元中两个碳原子均为不对称碳原子,这种分子链的构型可能是双全同立构或双间同立构。图 (a )中,对含X 、Y 的两个不对称碳原子都形成全同立构,两个不对称中心的构型也相同,称为叠同双全同立构体;图 (b )中,对X 、Y 来说都是全同立构,但两个不 对称中心的构型成交替对映关系,故称为非叠同双全同立构体;图 (c )中,虽然两个不对称中心的构型相同,但对X 、Y 来说都是间同立构,称为双间同立构体。 13.不受外力作用,橡皮筋受热伸长;在恒定外力作用下,橡皮筋受热收缩。试分别用分子观点和热力学观点解释。 【答案】(1)不受外力作用,橡皮筋受热伸长是正常的热膨胀现象,本质是分子的热运动。(2)恒定外力下,橡皮筋受热收缩。分子链被伸长后倾向于收缩卷曲,加热有利于分子运动,从而利于收缩。从热力学角度看,其弹性主要是由熵变引起的, 即收缩,而且随T 增加,收缩增加。 14.下列三类聚合物如何选择溶剂? (1)非极性非晶态聚合物; (2)极性非晶态聚合物; (3)晶态聚合物。 【答案】(1)非极性非晶态聚合物溶于溶度参数相近的溶剂; (2)极性非晶态聚合物较易溶,考虑溶剂化原则,即易溶于亲核(或亲电)性相反的溶剂; (3)晶态聚合物难溶,选择溶度参数相近的溶剂,且升温至熔点附近才可溶解。 15.聚丙烯呈现低温脆性,解释这种现象,试用高分子的方法有效解决该高聚物存在的问题,阐明其原理和机理。 【答案】(1)当温度高于玻璃化温度时,冲击破坏呈軔性断裂,低于玻璃化温度,由于本身的分子结构规整度高,所以抗冲击强度较差,呈脆性断裂。 (2)共聚改性:丙烯单体与其它烯烃类单体进行共聚合可以提高聚丙烯的低温初性,冲击性能,透明性和加工流动性。例如在丙烯、乙烯共聚得到的聚合物中,由于乙烯和丙烯链段的无规则分布使得物的结晶度降低。嵌段共聚2%〜3%的乙烯单体可制得乙丙共聚橡胶,可耐-30°C的低温冲击。当乙烯含量达到30%时则成为无规共聚物,具有结晶度低,冲击性能好,透明性好等特点。 16.画出典型非晶态线形高聚物的模量随温度的变化曲线,并标明三种力学状态的区域。 【答案】见图。 中,外力F=定值, 所以