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2017年江苏省培养单位822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. z 均相对分子质量

【答案】z 均相对分子质量是以z 值为统计权重的平均相对分子质量,

对分子质量为M 的级分的质量。

2. 高斯链

【答案】高斯链是指高分子链段分布符合高斯分布函数的高分子链,也称为等效自由结合链。

,相柔性的非晶状线型高分子链,不论处于什么形态(如玻璃态、高弹态、熔融态或高分子溶液)

同分子量的高分子链段都取平均尺寸近乎相等的无规线团构象,称为“等效自由结合链”。因为等效自由结合链的链段分布符合高斯分布函数,又称为高斯链。

3. 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。

4. 滞后

【答案】滞后是指聚合物在交变应力作用下应变落后于应力的现象。受到外力时,链段通过

,由此引起应变落后于应力的现象。外力作用的热运动达到新平衡需要时间(受到内摩擦力作用)

频率与温度对滞后现象有很大的影响。

5. 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。

6. 均方末端距

【答案】均方末端距指线形高分子链的一端至另一端的直线距离的平方的平均值。该物理量用于表征高分子尺寸的大小。

7. 应变软化

【答案】应变软化是指材料试件经1次或多次加载和卸载后,进一步变形所需的应力比原来的要小,即应变后材料变软的现象。应变软化过程中,随着应力的加大,应变増长的速率加快。动态恢复、动态重结晶作用以及流体的加入等都有利于应变软化。

其中,是相

8. 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。

二、判断题

9. 分子在晶体中规整排列,所以只有全同和间同立构的高分子才能结晶,无规立构的高分子不能结晶。( )

【答案】×

【解析】例如三氟氯乙烯虽然构型不规整,但是仍然具有很强的结晶能力。

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.当聚合物的断裂强度高于屈服强度时,则会发生脆性断裂。( )

【答案】×

【解析】当聚合物的断裂强度高于屈服强度时,在聚合物发生断裂前先发生屈服,出现冷拉,其断裂方式应该是韧性断裂。

12.脆化温度可以看成是聚合物发生初性断裂的最低温度。( )

【答案】√

【解析】脆化温度是高聚物由韧性断裂转变成脆性断裂的临界温度,因此它既是軔性断裂的最低温度,也是脆性断裂的最高温度。

13.玻璃态高聚物的强迫高弹形变与橡胶的高弹形变本质上是一样的。( )

【答案】√

【解析】玻璃态高聚物的强迫高弹形变,其本质与橡胶的高弹形变是一样的,都是由于链段运动被激发而引起的,只是两者的表现形式不同而已。

三、简答题

14.研究玻璃态聚合物的大形变常用什么实验方法?说明聚合物中两种断裂类型的特点,并画出两种断裂的典型应力-应变曲线。

【答案】研究玻璃态聚合物的大形变常用拉力机对聚合物样品进行拉伸实验。

聚合物的断裂有两种形式:脆性断裂和韧性断裂。脆和韧是借助日常生活用语,没有确切的科学定义,只能根据应力-应变曲线和断面的外观区分。若深人研究,有以下不同:

(1)韧性断裂:断裂前对应塑性;沿长度方向的形变不均勻,过屈服点后出现细颈;断裂伸长较大;断裂时有推迟形变;应力与应变呈非线性,断裂耗能大;断裂面粗糙无凹槽;断裂

(2)脆性断裂:断裂前对应弹性;沿长度方向形变均匀,断裂伸长率一般小于5%; 断裂时无推迟形变,应力-应变曲线近线性,断裂能耗小;断裂面平滑有凹槽;断裂发生在屈服点前;一般由拉伸分量引起;对应的分子机理是化学键的破坏。

两种断裂类型的典型应力-应变曲线如图所示。

发生在屈服点后,一般由剪切分量引起;对应的分子运动机理是链段的运动。

图 两种典型的聚合物应力-应变曲线

15.如何知道一种溶液中含有聚合物?

【答案】溶液有一定黏度,取少量溶液在玻璃片上干燥后有一层薄膜。

16.为什么大多数合成纤维都是用结晶聚合物制得?

【答案】成纤聚合物必须有足够的分子间次价力,一般大于所以它们通常是结晶聚合物。

17.简要说明凝胶色谱法测定聚合物相对分子质量分布的基本原理,绘出分离原理的示意图。

【答案】凝胶色谱法(gel permeation chromatography, GPC )是目前应用最广泛的方法。一般认为是体积排除机理,因为又称为体积排除色谱法(SEC )。当试样随淋洗溶剂进入柱子后,溶质分子即向多孔性凝胶的内部孔洞扩散。较小的分子除能进入大的孔外,还能进入较小的孔,而较大的分子只能进入较大的孔,甚至完全不能进入孔洞而先被淋洗出来。因而尺寸大的分子先被淋洗出来,尺寸小的分子较晚被淋洗出来,分子尺寸按从大到小的次序进行分离(图)。