2017年哈尔滨理工大学材料科学与工程学院805高分子物理考研题库
● 摘要
一、名词解释
1. 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。
2. 构象
【答案】构象是指由于分子中的某个原子(基团)绕C —C 单键自由旋转而形成的不同的暂时性的易变的空间结构形式。不同的构象之间可以相互转变,一种构象改变为另一种构象时,不要求共价键的断裂和重新形成。构象改变不会改变分子的光学活性。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。
7. 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。
8. 熔融纺丝
【答案】熔融纺丝是指将聚合物加热熔融,然后由喷丝头喷成细流,经冷凝牵引成为纤维。
二、简答题
9. 线型聚合物的机械陛能依赖于平均相对分子质量如下式:抗张强度
高的原因。 试说明相对分子质量很低的聚合物的抗张强度也很低,但相对分子质量高到一定程度后抗张强度也不会再提
【答案】因为相对分子质量较小时,分子间相互作用力(次价键力)较小,在外力的作用下,分子间会产生滑动而使材料开裂。这种机理称为分子间破坏机理。因而抗张强度随相对分子质量増加而增加。当相对分子质量足够大时,次价键力总和大于主价键力,材料更多地发生主价键的断裂,使抗张强度达到恒定值。
10.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。
11.测得一组不同固化剂含量的固化酚醛树脂的动态力学性能-温度谱(图), 从这些曲线说明什么问题?
,因为固化程度越高,越高。
【答案】固化剂含量(3)>(2)>(1)
图 固化酚醛树脂的动态力学性能-温度谱
12.试分析低压聚乙烯的导电性能,指出其主要导电机理和影响因素;若用它制造电绝缘部件或抗静电部件时,则对其电性能的要求各如何?在加工中应分别采取哪些措施来达到上述要求?
【答案】低压聚乙烯是绝缘体,由于是非极性聚合物,本身应不导电,
理论体积电阻率为
但实际上要小好几个数量级,原因是残存催化剂、助剂及水分等杂质在电场下离解而引
起的离子电导。绝缘材料和抗静电材料对导电性的要求完全不同,前者要求低电导率,后者要求高电导率。加工中对于绝缘材料,要求减少极性杂质的存在,如不用极性的加工助剂;对于抗静电材料,则要将极性的抗静电剂添加到材料中或涂布于材料表面以增加导电性。
13.Flory-Huggins 高分子溶液理论,有下式成立:
理符号的意义。 【答案】说明式中各物为为高分子溶液中溶剂的化学势变化,R 为摩尔气体常量,T 为热力学温度,高分子的体积分数,X 为链段数,为Huggins 相互作用参数。
14.什么是洛度参数? 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
所以时才能使
因为所以越小越好。因为越小越好,即与越接近越对于非极性聚合物,
一般
好。
15.试比较聚苯乙烯与苯乙烯在性能上有哪些差别。
【答案】区别:(1)聚苯乙烯是有一定强度的高聚物,在外观上是固体,在分子结构上没有双键;聚苯乙烯是小分子的液体,分子结构上有双键;(2)苯乙烯做出来的产品比聚苯乙烯做出来的产品要脆。另外苯乙烯暴露在空气中会逐渐被氧化,而聚苯乙烯不会。
16.试述下列因素对高分子的玻璃化转变温度的影响:
(1)当数均相对分子质量无限増大时,其情况怎样?(2)加入增塑剂,试列出其定量关系。(3)用另外单体使其发生内增塑作用,内增塑与外增塑有无相同之处?(4)升、降温速度有什么影响?
【答案】(1)趋于一定值。(2)
会使
测定值偏高。 (3)都可降低(4)升、降温速度过快三、计算题
17.某聚合物在250℃熔融时其重复单元的熔融热为
聚单元得到的无规共聚物的熔点。 【答案】
由得
求加入25%(摩尔分数)共