2017年哈尔滨理工大学材料科学与工程学院805高分子物理考研仿真模拟题
● 摘要
一、名词解释
1. 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。
2. 内聚能密度
【答案】内聚能密度就是单位体积内lmol 凝聚体为克服分子间作用力汽化时所需要的能量E 。是评价分子间作用力大小的一个物理量,主要反映基团间的相互作用。一般来说,分子中所含基团的极性越大,分子间的作用力就越大,则相应的内聚能密度就越大;反之亦然。
3. 假塑性流体
【答案】假塑性流体是指无屈服应力,并具有粘度随剪切速率增加而减小的流动特性的流体,其本构方程为
4. 柱效
,r 是剪切应力,是粘度的度量,D 是剪切应变速率。 (n 【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,为淋出体积,为峰宽。 5. 高分子链的远程结构 其中L 【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。 6. 溶胀平衡 【答案】交联聚合物在溶胀过程中,一方面溶剂力图渗入聚合物内部使其体积膨胀;另一方面,由于交联聚合物体积膨胀导致网状分子链向三维空间伸展,而产生弹性收缩力,力图使分子网收缩。当这两部分相反的作用相互抵消时,达到溶胀平衡。 7. 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。 8. 溶剂 【答案】当的溶剂称为溶剂。 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 二、简答题 9. 光散射法中,一般采用相对方法测定瑞利比 【答案】因为,在光散射法中,如要直接测定 为什么? 就需要测定单位体积溶液的散射光强度I 与 入射光强度之比。而散射光强度是很弱的,一般比入射光强度弱五个数量级,若要准确测定两者的比值是困难的,除非使用特殊的仪器。而且,准确测定观察距离r 也较困难。因此,在光散射法中,一般采用相对方法测定瑞利比 10.有一高分子材料,经过加工以后蠕变减弱,可能交联或结晶引起的,试用两种力学实验或力学实验加其他物理方法鉴别,并说明。 【答案】例如,用应力松弛,以应力是否能松弛到零判断是线形还是交联。还可以用冲击试验,抗冲击性能提高的是交联,相反的是结晶。另外,用测定熔点的方法(如热台显微镜和DSC )判断是否结晶。 11.画出聚合物的黏流活化能与其相对分子质量之间的关系曲线。 【答案】见图。 图 高分子流动是通过链段的位移运动来完成的,高聚物的黏性流动单元为链段。当聚合物的相对分子质量很小时,黏流活化能随相对分子质量的增加而增大。但是当相对分子质量足够大时(对 ,即超过临界相对分子质量后,于聚乙烯为30〜40个碳原子)高聚物的黏流活化能达到一极限值。 12.比较下列聚氨酯的熔点大小,并解释原因: (1)(2)(3) 【答案】(3)>(1)>(2)。两种芳香族聚氨酯的熔点高于脂肪族聚氨酯的原因是芳环使柔性降低。两种芳香族聚氨酯比较,虽然碳链的总碳数相同,但是 的柔性与 的柔性大于 而 ,所以(3)>(1)相差不大(超过一定长度后影响很小)。 13.现有某聚乙烯试样,欲采用凝胶色谱法测定其相对分子质量和相对分子质量分布:(1)能否,选择凝胶色谱法的常用溶剂四氢呋喃?如果不行应该选择何种溶剂?(2)常温下能否进行测定?为什么? 【答案】(1)不行,可选甲苯。(2)不能,应在105°C测定,因为PE 极易结晶。 14.为什么聚合物通常都有一个相对确定的玻璃化温度,而没有一个确定的黏流温度? 【答案】随着相对分子质量的增加,玻璃化温度会升高,特别是在较低的相对分子质量范围内,这种影响较为明显,但是当相对分子质量增加到一定程度后,玻璃化温度随相对分子质量的増加就不明显了。在通常的聚合物相对分子质量范围内,玻璃化温度随相对分子质量的变化很小。而聚合物的黏流温度是整个分子链开始运动的温度,相对分子质量对黏流温度的影响比较明显。相对分子质量越大,黏流温度就越高。聚合物具有多分散性,即聚合物是由一系列相对分子质量不同的同系物组成的,由于在高相对分子质量范围内,玻璃化温度与相对分子质量无关,因此聚合物具有一个明确的玻璃化转变温度,而不同相对分子质量的组分具有不同的黏流温度。因此,具有多分散性的非晶态聚合物没有明晰的黏流温度,而往往是一个较宽的软化区域,在此温度区域内,均易于流动,可进行成型加工。 15.有8本小说,它们的厚度不同,分别为250页、280页、300页、350页、400页、450页、500页和600页,请算出它们的数均页数和重均页数以及分布宽度指数。请思考为什么重均页数大于数均页数。 【答案】数均页数=重均页数= 分布宽度指数=重均页数/数均页数=423.61/391.25=1.08 按书页重量统计平均的页数为重均页数,其值等于每书的页数乘以其重量分数的总和。 数均页数相当于总页数除以书本数。 对于重均页数,重的分子的权重大,数均页数的话,权重都是1。所以重均页数大于数均页数。 16.解释实验事实:力学损耗与介电损耗所出现的温度范围与加入的増塑剂有关。 【答案】加入的增塑剂不同,聚合物的玻璃化温度不同,因而力学损耗与介电损耗所出现的温度范围也不同。 三、计算题