2017年天津大学化工学院863高分子物理考研导师圈点必考题汇编
● 摘要
一、名词解释
1.
条件(或状态)
【答案】通过选择溶剂和温度使高分子溶液中溶剂的过量化学位为零的条件,这种条件称为条件或状态。
2.
溶剂
【答案】当
的溶剂称为溶剂。
3. 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。
4. 熔体流动速率
【答案】熔体流动速率,也指熔融指数,是在标准化熔融指数仪中于一定的温度和压力下,树脂熔料通过标准毛细管在一定时间内(一般lOmin )内流出的熔料克数,单位为g/10min。熔体流动速率是一个选择塑料加工材料和牌号的重要参考依据,能使选用的原材料更好地适应加工工艺的要求,使制品在成型的可靠性和质量方面有所提尚。
5. 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。
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. 强迫高弹行为
【答案】强迫高弹行为是指处在玻璃态的聚合物,在外力作用下产生百分之几百的大形变,外力去除后,虽然形变无法恢复,但加热到玻璃化温度以上,形变可以自动恢复的一种现象。为区别于普通的高弹形变,称其为强迫高弹形变。
8. 聚集态结构
【答案】聚集态结构是指高分子链间的几何排列,又称三次结构,也称为超高分子结构。聚
时,高分子溶液中溶剂的过量化学位为零,高分子溶液处于状态,状态下
集态结构包括晶态结构、非晶态结构、取向结构和织态结构等。
二、简答题
9. 几种聚合物的导电性与温度(1/T)的关系如图所示。由图上各曲线的形状,就温度对导电性的影响和绝缘材料的使用温度可得到什么结论?
图 几种聚合物的导电性(【答案】(1)由图可见,聚合物的电阻率的对数(
式中,A 为比例常数,E 为活化能。 )与温度()的关系 )与温度有线性关系,可表示为
,温度(2)对于聚2-乙烯基吡陡-四氰代对二次甲基苯醌(PYP-TCNQ , 电子给体-电子受体)
对其电导率的影响很小,因为它属于电子导电型。其他聚合物都是电阻率随温度的升高而急剧下降,因为它们都属于离子导电型,导电载流子的浓度随温度升高而急剧增加。
10.说明下列高分子链的构象:(1)非晶态聚苯乙烯;(2)晶态聚乙烯;(3)晶态全同立构的聚丙烯。
【答案】(1)的构象是无规线团;(2)的构象是平面锯齿链构象;(3)的构象是螺旋链构象。
11.测定聚氯乙烯和丁腈橡胶共混物的动态力学谱图如图(a )所示,测定聚苯乙烯和丁苯橡胶的共混物的动态力学谱图如图(b )所示,这两个谱图说明什么问题?可以从中分析得到哪些结果?
图 共混物的动态力学谱图
【答案】(a )是相容性很好的体系,因为储能模量只有一个拐点,损耗模量只有一个峰,说明只有一个
说明有两个(b )是相容性不好的体系,因为储能模量有两个拐点,损耗模量对应地有两个峰,
12.简述橡胶高弹性的特点。
【答案】橡胶高弹性的特点:弹性形变很大,高弹模量低,快速拉伸时会生热。
13.画出聚合物结晶速度与结晶温度之间的关系曲线,并标出玻璃化转变温度大致位置。解释为什么聚合物的结晶温度在
【答案】
和熔点的之间,且有一最大结晶速率温度。
图 聚合物的结晶速度与结晶温度关系图
聚合物的结晶过程包括晶核生成和晶体生长两个阶段,当聚合物温度降至Tm 以下不远时,由于分子热运动剧烈,分子链段有序排列所形成的晶核不稳定或不易形成,使总的结晶速度很低。当熔体温度接近Tg 时,分子链段的运动越来越迟钝,晶核生成和晶体生长的速度都很低,使结晶几乎不能进行,所以结晶范围只能在Tg 到Tm 之间。温度在玻璃化温度Tg 和熔点Tm 之间时,结晶速率有一个极大值,对应温度Tmax 称为最高结晶温度,该温度是聚合物加工成型的适宜温度。聚合物的最高结晶温度Tmax 可按照经验公式进行估算:Tmax=0.63Tm+0.37Tg-18.5(K )温度在Tm 之下,成核速率和晶体生长速率均随温度的降低而呈现増加的趋势,此时成核速率是控制因素,直至达到最佳结晶温度Tmax ,此温度范围的结晶速率呈上升趋势,温度继续降到最佳结晶温度Tmax 与玻璃化温度Tg 之间时,虽然成核速率继续增加,但是晶体生长的速率却因分子链运动能力的降低而降低,因此晶体生长速率成为控制因素。
14.为什么说作用力的时间与松弛时间相当时,松弛现象才能被明显地观察到?
【答案】当作用力的时间比松弛时间短得多时,运动单元根本来不及运动,因此聚合物对外力作用的响应可能观察不到。当作用力的时间比松弛时间长得多时,运动单元来得及运动,也无所谓松弛。只有当作用力的时间与链段运动的松弛时间同数量级时,运动单元可以运动,又不能完全跟得上,分子链通过链段运动逐渐伸展,形变量比普弹形变大得多,松弛现象才能被明显地观察到。
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