2017年福建省培养单位福建物质结构研究所822高分子化学与物理之高分子物理考研导师圈点必考题汇编
● 摘要
一、名词解释
1. 多分散系数
【答案】多分散系数d 是聚合物试样的重均相对分子质量与数均相对分子质量之比或为z 均
相对分子质量与重均相对分子质量之比。聚合物试样相对分子质量分布愈宽,多分散系数d 愈大。
2. 相对黏度
【答案】相对黏度是指溶液黏度与纯溶剂黏度之比。
3. 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。
4. 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。
5. 溶度参数
【答案】溶度参数是表征聚合物-溶剂相互作用的参数。溶度参数可以作为衡量两种材料是否共容的一个较好的指标。当两种材料的溶度参数相近时,它们可以互相共混且具有良好的共容性。能使聚合物的溶胀度或特性黏数最大时的溶剂的溶度参数即为此聚合物的溶度参数。
6. 高分子链的远程结构
【答案】远程结构是指整个高分子链的结构,是高分子链结构的第二个层次,包含高分子链的大小(质量)和形态(构象)两个方面。
7. 介电松弛中的柯尔-柯尔圆(Cole-Cole 圆)
【答案】介质在静电场作用下,所产生的取向极化是一个松弛过程,若是加上个交变电场后,由于松弛过程,取向极化跟不上电场的变化,产生一个相位差,叫做取向极化强度。取向极化和变形极化相加得到总极化度,由之求出复数介电常数,该公式叫做德拜色散关系式,实部是横坐标,虚部是纵坐标,得到的是一个圆,叫柯尔-柯尔圆。
8. 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。
二、判断题
9. 聚合物黏流温度的定义虽然明确,但聚合物往往没有一个确定的黏流温度。( )
【答案】√
【解析】聚合物的黏流温度具有准确的定义,即高弹态与黏流态之间的转变温度。但是由于黏流温度受相对分子质量的影响非常明显,随着相对分子质量的増大,黏流温度显著升高。而聚合物的相对分子质量具有多分散性,所以实际上非晶高聚物没有明晰的黏流温度。
10.柔性好和强的分子间作用力都能提高聚合物的结晶能力。( )
【答案】√
【解析】柔性好提高了链段向结晶部分的扩散和排列的能力,强的分子间作用力使结晶结构稳定,从而有利于结晶。
11.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。
12.由于拉伸产生热量,因此导致结晶速率下降。( )
【答案】×
【解析】拉伸使分子链取向,分子无序程度变低,这样聚合物晶态和非晶态之间转变的熵变减少,有利于分子进行规整排列,所以可以提高结晶速率。
13.只有当聚合物的相对分子质量达到一定值后才具有玻璃化温度。( )
【答案】×
【解析】玻璃化转变是高聚物普遍存在的一种现象,但并不是高聚物特有的现象。除了高聚物之外,许多其他物质也呈现出同样的玻璃化转变现象。虽然聚合物的玻璃化转变温度与相对分子质量有关,但是玻璃化转变现象与聚合物的相对分子质量并无关系,无论是高相对分子质量聚合物,还是低相对分子质量聚合物,都存在玻璃化转变。
三、简答题
14.讨论外力因素对聚合物的影响。
【答案】张力促进链段运动,使降低;压力减少自由体积,使升高。外力作用频率太快或升温速度太快,链段运动来不及响应,都会使测得的偏高。
15.什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。
16.橡胶往复形变时产生滞后损耗(内耗)的分子机理是什么?
【答案】橡胶被拉伸时,外力对体系做的功,一方面改变链段构象,另一方面克服链段间的摩擦力。回缩时,体系对外力做功,一方面使构象改变重新卷曲,另一方面仍需克服链段间的摩擦力。在这样一次循环中,链构象完全恢复,不损耗功,所损耗的功全部用于克服内摩擦力,转化为热。
17.用膨胀计测定玻璃化温度时,升温速度越快,测得的玻璃化温度越高。若采用降温的方法测定,降温速度越快,测得的玻璃化温度越低吗?为什么?
【答案】在用膨胀计测定玻璃化温度时,降温速度越快,测得的玻璃化温度不是越低,而是越高。因为当降温速度很快时,链段运动跟不上,所以在较高温度下链段的运动就被冻结,测得的玻璃化温度较高。
18.将聚乙烯进行氯化,随着氯化度的增加,氯化聚乙烯的玻璃化温度上升,但当氯化度增加到一定程度后,玻璃化温度反而随着氯化度的增加而降低,为什么?
【答案】聚乙烯分子是非极性的,通过氯化引入氯原子后,变成了极性分子。氯化反应主要是氯原子取代氢原子的取代反应。在氯化初期,主要是发生一取代反应。随着取代的氯原子数目的增多,分子的极性増强,分子之间的相互作用也増强。同时随着取代氯原子的增多,空间位阻效应也越来越明显,阻碍分子链的内旋转。因此分子链的刚性增大,玻璃化温度升高。但是当氯化达到一定程度后,就会发生二取代反应,即已经发生一取代的叔碳原子上的氢原子再被氯原子取代。如果两个氯原子在同一碳原子上对称取代,则分子极性会部分抵消,而且分子链之间的距离也会増大,导致分子间力下降,分子链柔顺性反而上升。随着氯化反应的进行,氯原子在分子链上对称分布的比例增加,导致分子链柔性增大,玻璃化温度反而下降。
19.通常在定向聚合的聚丙烯中含有95%的规整立构体,熔点为438〜449K ,现欲选择它的适当溶剂,试举实例,并指出应注意的条件。
,【答案】可选二甲苯作为溶剂,应加热到二甲苯的沸点(144.4°C)即接近于等规聚丙烯OPP )
的熔点(约160°C)才能溶解。
20.假定无规聚丙烯在状态下测得空间位阻参数【答案】可以求得PP 的
或PS 的无规聚苯乙烯在
状态下测得特征比所以PP 较柔顺。 试对比两种分子链的柔顺性(已知C —C 键长为0.154nm ,键角为109.5°)。
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