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2017年湖南师范大学化学化工学院729高分子化学与物理考研冲刺密押题

  摘要

一、名词解释

1. 次期结晶

【答案】次期结晶是主期结晶完成后在一些残留的非晶态部分和晶体结构不完整的部分继续进行结晶或使球晶中晶粒的堆砌更紧密,晶体内部的缺陷减少或消除使之进一步完善的过程。

2. 弹性模量

【答案】弹性模量是指材料在弹性变形阶段,其应力和应变成正比例关系(即符合胡克定律)的比例系数。弹性模量的单位是达因每平方厘米。“弹性模量”是描述物质弹性的一个物理量,是一个总称,包括“杨氏模量”、“剪切模量”、“体积模量”等。所以,“弹性模量”和“体积模量”是包含关系。

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. 相对黏度

【答案】相对黏度是指溶液黏度与纯溶剂黏度之比。

5. 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。

6. 柱效

【答案】柱效是指色谱柱的分离效率,用单位柱长的理论塔板数N 表示:

为色谱柱的长度,

7. 无规线团 为淋出体积,为峰宽。 其中L

【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。

8. 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。

二、简答题

9. 让聚乙烯在下列条件下缓慢结晶,各生成什么样的晶体?

(1)从极稀溶液中缓慢结晶;(2)从熔体中结晶;(3)极高压力下结晶;(4)在溶液中强烈搅拌结晶。

【答案】(1)从极稀溶液中缓慢结晶,得到的是单晶。1957年Keller 稀溶液中,于

慢地冷却或滴加沉淀剂使聚乙烯结晶,得到菱形的聚乙烯折叠链的单晶。

(2)从熔体中结晶,得到的是球晶,球晶的基本单元仍是折叠链晶片。

(3)极高压力下结晶,得到的是伸直链晶体。例如,聚乙烯在226℃、4800atm 下结晶8h ,得到完全伸直链的晶体,其熔点由原来的137℃提高到140.1℃,接近平衡熔点144℃。

(4)在溶液中强烈搅拌结晶,得到的是串晶。因为搅拌相当于剪切应力的作用,使结晶与取向同时进行。串晶由两部分组成,中间为伸直链的脊纤维,周围为折叠链晶片形成的附晶。

10.简述三种主要的晶态结构模型和两种主要的非晶态结构模型。这些模型之间争论的焦点是什么?

【答案】描述晶态结构的模型主要有:(1)缨状微束模型;(2)折叠链模型;(3)插线板模型。折叠链模型适合解释单晶的结构,而另两个模型更适合解释快速结晶得到的晶体结构。

(1)缨状微束模型认为在结晶高分子中存在许多胶束和胶束间区,胶束是结晶区,胶束间区是非晶区。胶束是由许多高分子链段整齐排列而成,其长度远小于高分子链的总长度,所以一条高分子链可以穿过多个胶束区和胶束间区。

Keller 认为在片状单晶中分子链采取了规则折叠的方式。 (2)这种结晶模型称为折叠链模型。(3)Rory 从高分子无规线团形态出发,认为高分子结晶时分子链是完全无规进入晶片的,晶片中分子链的排列方式与老式电话交换台的插线板相似,称为插线板模型。

描述非晶态(旧称“无定形态”)结构的模型主要有:(1)无规线团模型;(2)两相球粒模型(又称两相模

型)。

(1)Flory 认为在非晶态聚合物的本体中,分子链构象也与溶液中一样,呈无规线团状,线团分子互相缠结,整个聚集态结构是均相的。这种模型称为无规线团模型。

(2)Yeh 认为非晶态聚合物存在一定程度的局部有序。两相球粒模型主要包括粒子相(2〜4nm 的有序区,分子平行排列)和粒间相(1〜5nm ,无规线团、链端、连接链等)两部分。对于非晶态,争论的焦点是完全无序还是局部有序;对于晶态,争论的焦点是有序的程度,是大量的近邻有序还是极少近邻有序。

附近缓

11.什么是淬火?什么是退火?淬火和退火的目的是什么?

【答案】淬火是将聚合物熔体骤冷;退火是将聚合物在低于的较高温度下热处理。淬火能减小球晶尺寸或避免结晶;而退火用于增加结晶度,提高结晶完善程度和消除内应力。

12.金属和合金的结晶缺陷对力学性质有很大影响,虽然聚合物也有很多类似的结晶缺陷,却不讨论结晶缺陷对力学性质的影响,为什么?

【答案】由于聚合物没有100%结晶,总是含有一部分非晶,这一部分非晶对力学性质的影响远大于结晶缺陷的影响。

13.高分子液晶根据介晶元在分子链中的位置可分为哪几类?它们的主要应用领域有什么不同?

【答案】主要有主链型和侧链型高分子液晶两类。主链型高分子液晶用作材料,如纤维、自增强塑料等;侧链型高分子液晶用于显示器等光学器件。

14.什么是分子极化率?

【答案】极化偶极矩的大小与外电场强度(E )有关,比例系数称为分子极化率,

) 15.(1)Flory-Huggins 用统计热力学方法推导出高分子溶液的混合熵

与理想溶液混合熵

(2)Rory-Huggins 推导

【答案】(1)比

(2)主要有三方面不合理:

①没有考虑三种相互作用力不同会引起溶液熵值减小,从而结果偏高。

②高分子混合前的解取向态中,分子间相互牵连,有许多构象不能实现,而在溶液中原来不能实现的构象有可能表现出来,从而过高地估计解取向态的熵,因此

③高分子链段均匀分布的假定在稀溶液中不合理,应像链段云。

16.根据选择溶剂的原则,判断下列聚合物-溶剂体系在常温下哪些可以溶解,哪些容易溶解,哪些难溶或不溶,并简述理由(括号内的数字为其溶度参数,单位为

(1)有机玻璃(18.8)-苯(18.8);

(2)涤纶树脂(21.8)-二氧六环(20.8);

(3)聚氯乙烯(19.4)-氯仿(19.2);

(4)聚四氟乙烯(12.6)-正癸烷(13.1);

(5)聚碳酸酯(19.4)-环己酮(20.2);

(6)聚乙酸乙烯酯(19.2)-丙酮(20.2)。

【答案】(1)不溶,因为有机玻璃是极性的,而苯是非极性溶剂,溶度参数中的极性分量差别很大;

)相比,何者较大?简述理由。 的过程中,有什么不够合理的情况? 大得多。这是因为一个高分子在溶液中不仅起一个小分子的作用。 结果偏低。 );