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2017年浙江工业大学化学工程与材料学院807高分子化学与物理之高分子物理考研强化模拟题

  摘要

一、名词解释

1. 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。

2. 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。

3. 理想溶液

【答案】理想溶液是指溶液中溶剂分子间,溶质分子间和溶质溶剂分子间的相互作用能都相等;溶解过程没有体积的变化;溶解过程没有焓的变化。

4. 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。

5. 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。

6. 凝胶

【答案】凝胶是指以化学键形成的交联结构高分子的溶胀体。加热不能溶解也不能熔融。

7. 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。

8. 过量化学位

【答案】高分子溶液中溶剂的化学位变化含有两部分,一部分相当于理想溶液中溶剂的化学位变化,另一部分相当于非理想溶液的部分,非理想溶液的部分称为过量化学位。

二、判断题

9. 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。

10.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。

11.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。

12.聚乙烯的分子链简单、无取代基、结构规整、对称性好,因而柔性高,是橡胶。( )

【答案】 ×

【解析】虽然聚乙烯的柔性高,但是聚乙烯易于结晶,通常作为塑料使用。

13.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。

三、简答题

14.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。

15.(1)用什么物理量表示松弛过程的快慢?(2)聚合物为什么具有松弛时间谱?

【答案】(1)松弛时间

(2)聚合物是由多重结构单元组成的,其运动是相当复杂的。它的力学松弛过程不止一个松

弛时间,而是一个分布很宽的连续的谱,称为松弛时间谱。

16.试述聚合物介电损耗现象对温度的依赖性。

【答案】温度对极性聚合物取向极化有两种相反的作用。一方面,温度升高,分子间相互作用力减弱,黏度降低,使偶极转动取向容易进行,极化加强;另一方面,温度升高,分子热运动加剧,对偶极取向的干扰增大,反而不利取向,使极化减弱。对一般聚合物来说,温度不高时前者占主导地位,因而随温度升高,介电常数增加。到一定温度,后者超过前者,介电常数随温度升高而减少。因而介电损耗在一定范围达到极大值。

17.比较下列两种聚合物的柔顺性,并详细说明原因:

【答案】聚氯丁二烯的柔顺性好于聚氯乙烯,所以前者用作橡胶而后者用作塑料。聚氯乙烯有极性的侧基有一定刚性。聚氯丁二烯虽然也有极性取代基但C1的密度较小,极性较弱,另一方面主链上存在孤立双键,孤立双键相邻的单键的内旋转势能较小。因为键角较大(120°而不是109.5°), 双键上只有一个H 原子或取代基,而不是两个。

18.聚苯乙烯-环己烷溶液的温度是35°C ,问35°C 时第二维利系数

【答案】当温度时,第二维利系数 是多少?

19.球晶在正交偏光显微镜下呈现的典型图案是什么?球晶的双折射符号如何测定?

【答案】球晶在正交偏光显微镜下具有Maltese 黑十字的球形图案,有时能观察到从中心往外发散的微纤或周期性消光环。球晶的双折射符号通过在正交偏光显微镜上插入石膏一级红波片测定,一、三象限蓝色,而二、四象限黄色为正球晶;反之为负球晶。

20.什么是洛度参数? 聚合物的怎样测定? 根据热力学原埋解释非极性聚合物为什么能够溶解在与其相近的溶剂中。

【答案】溶度参数是内聚能密度的开方,它反映聚合物分子间作用力的大小。

与CED 的测定方法相同,聚合物的常用茹度法、溶胀度法和浊度(滴定)法间接测定。黏

度法是用一系列不同的溶剂溶解待测聚合物,

分别测定溶液的豁度。当聚合物的

与溶剂的相等时,分子链在该溶液中充分舒展,黏度最大。因而黏度最大的溶液,其溶剂的即可作为待测聚合物的。溶胀度法是用交联聚合物在不同的溶剂中达溶胀平衡后测定溶胀度(溶胀后体积除以

,溶胀度最大的溶剂的即可作为待测聚合物的。浊度法是用两种溶剂(其分别比溶胀前体积)

聚合物高和低)滴定高分子溶液,直至刚出现浑浊。根据滴定的体积计算出现浑浊时实际混合溶剂的即为聚合物的上、下限溶解自发进行的条件是:

混合自由能

0(吸热),

所以只有当

所以

对于非极性聚合物,

一般所以越小越好。因为时才能使

因为越小越好,即与越接近越