2017年华北理工大学冶金与能源学院807材料科学基础考研冲刺密押题
● 摘要
一、名词解释
1. 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。
2. 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。
3. 相对黏度
【答案】相对黏度是指溶液黏度与纯溶剂黏度之比。
4. 应力松弛
【答案】应力松弛是指材料在一定的温度和约束承载状态下,总应变(弹性应变和塑性应变)保持不变,而应力随时间的延长逐渐降低的现象。
5. 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。
6. 全同立构
【答案】全同立构是指以不对称碳原子取代基的排列方式来区分因含有不对称碳原子而引起旋光异构现象的异构体,取代基排布于高分子主链的同侧就叫做全同立构。
7. 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。
8. 分子量分布
【答案】分子量分布是组成聚合物中不同分子量聚合物的相对量。通常以分子量分布曲线或分子量分布指数来表示。
其中,是相
二、判断题
9. 银纹就是裂缝。( )
【答案】×
【解析】银纹与裂缝不同,银纹的质量不为零,银纹体中包含取向的聚合物。
10.1,4-顺式聚异戊二烯和1,4-反式聚异戊二烯是旋光异构体。( )
【答案】×
【解析】1,4-顺式聚异戊二烯和1,4-反式聚异戊二烯属于几何异构或顺反异构。
11.在炎热的夏天,聚氯乙烯制成的雨衣挂在墙上会随着时间的増加而变长,这是由于聚氯乙烯发生应力松弛造成的。( )
【答案】×
【解析】这是发生蠕变造成的。
12.非晶聚合物具有一个确定的玻璃化温度,而结晶聚合物则没有玻璃化温度。( )
【答案】×
【解析】由于结晶性的聚合物也难以形成100%的晶体,任何结晶性的聚合物都存在非晶区,随着温度的变化,非晶区也会发生玻璃化转变。因此,玻璃化转变现象在高聚物中是普遍存在的,结晶性聚合物也存在玻璃化温度。
13.单键内旋转能改变构型。( )
【答案】 ×
【解析】构型是指分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列,是在合成过程中形成的,它不能被任何物理方法改变,必须通过化学键的断裂并重排才能实现,所以说单键内旋转不能改变构型。
三、简答题
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。
15.用热力学原理解释溶解和溶胀。
【答案】(1)溶解。若聚合物自发地溶于溶剂中,则必须符合:溶解的可能性取决于两个因素:
焓要求
的因素和熵
剂体系的无序度,一般来说,聚合物的溶解过程熵都是增加的,即
显然,要使
上式表明
则
的因素。熵的因素取决于聚合物与溶
所以它们通常是结晶
越小越好,最好为负值或较小的正值。焓的因素取决于溶剂对聚合物溶剂化作用,极性
聚合物溶于极性溶剂,常因溶剂化作用而放热。因此
,行。
根据晶格理论得互作用能的变化。
式中,
总小于零,即溶解过程自发进
称为Huggins 参数,它反映高分子与溶剂混合时相
的物理意义表示当一个溶剂分子放到聚合物中时所引起的能量变化(因为
其
的计算可
而非极性聚合物溶于非极性溶剂,
假定溶解过程没有体积的变化用Hildebrand 的溶度公式
式中,为体积分数,为溶度参数,下标1和2分别代表溶剂和溶质,V 为溶液的总体积。从上式可知AH 总是正的,当择溶剂时,要求
越小或
和
时
,
一般要求
之差不超过1.7。综上所述,选
相差越小越好。
注意:Hildebrand
公式中仅适用于非晶态、非极性聚合物,仅考虑结构单元之间的色散力,因此用相近原则选择溶剂时有例外。相近原则只是必要条件,充分条件还应有溶剂与溶质的极性和形成的氢键程度大致相等,即当考虑结构单元间除有色散力外,还有偶极力和氢键作用时,则有
括到自由能中,
即即
越小或
式中,d 、P 、h 分别代表色散力、偶极力、
和熔化熵
包
当
时,溶度参数规则仍可用。 与线型聚合物溶解过程一样,
氢键的贡献,这样计算的就有广义性。②对高度结晶的聚合物,应把熔化热
(2)溶胀。要使交联聚合物的溶胀过程自发进行,必须
相差越小溶胀越能自发进行,且达到平衡时其溶胀比Q 也越大。所不同的是
即
溶胀使聚合物体积膨胀,从而引起
交联聚合物的溶胀过程中,自由能的变化应由两部分组成,
一部分是聚合物与溶剂的混合自由能
另一部分是网链的弹性自由能
三维分子网的伸展,交联点间由于分子链的伸展而降低了构象熵值,引起分子网的弹性收缩力,力图使分子网收缩。当这两种相反作用相互抵消时,便达到溶胀平衡。
16.画出聚合物的比容随温度的变化曲线,并标出玻璃化温度的位置。
【答案】见图。
图
在玻璃化温度以下,聚合物的比容随温度变化较为缓慢,在玻璃化温度以上,比容随温度升
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