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2017年河南科技大学化工与制药学院611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. 介电松弛中的柯尔-柯尔圆(Cole-Cole 圆)

【答案】介质在静电场作用下,所产生的取向极化是一个松弛过程,若是加上个交变电场后,由于松弛过程,取向极化跟不上电场的变化,产生一个相位差,叫做取向极化强度。取向极化和变形极化相加得到总极化度,由之求出复数介电常数,该公式叫做德拜色散关系式,实部是横坐标,虚部是纵坐标,得到的是一个圆,叫柯尔-柯尔圆。

2. 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,,r 是剪切应力,是粘度的度量,D 是剪切应变速率。 其本构方程为(n

3.

状态(条件) 【答案】状态(

条件)是指通过选择溶剂和温度以满足

液的条件。

4. 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。

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. 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。

7. 溶解

【答案】溶解是高分子均匀分散在溶剂中,形成以分子状态分散的均相体系。

使高分子溶液符合理想溶

8. 玻璃化转变温度

【答案】从分子结构上讲,玻璃化转变温度是高聚物无定形部分从冻结状态到解冻状态的一种松弛现象。在玻璃化转变温度以下,高聚物处于玻璃态,分子链和链段都不能运动,只是构成分子的原子(或基团)在其平衡位置作振动;而在玻璃化转变温度时分子链虽不能移动,但是链段开始运动,表现出高弹性质,温度再升高,就使整个分子链运动而表现出粘流性质。

二、判断题

9. 高分子材料的破坏是由于高分子链的断裂引起的。( )

【答案】×

【解析】高分子材料在外力作用下发生破坏时,首先将发生在未取向区域的分子间力的破坏,随后应力集中到取向的主链上,引起分子链的断裂,因此高分子材料的破坏不是首先通过分子链的断裂发生的。

10.由于拉伸产生热量,因此导致结晶速率下降。( )

【答案】×

【解析】拉伸使分子链取向,分子无序程度变低,这样聚合物晶态和非晶态之间转变的熵变减少,有利于分子进行规整排列,所以可以提高结晶速率。

11.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。

12.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。

13.聚合物的黏流活化能随相对分子质量的増大而增大。( )

【答案】×

【解析】聚合物的流动不是简单的整个分子的迁移,而是通过链段的相继跃迁来实现的。这种流动方式并不需要在高聚物熔体中产生整个分子链那样大小的空穴,而只需要如链段大小的空穴就可以了。不同相对分子质量的同种聚合物,其链段大小基本相同,因此在聚合物的相对分子质量范围内,高聚物的黏流活化能与相对分子质量无关。

三、简答题

14.同样都是高分子材料,在具体用途分类中为什么有的是纤维,有的是塑料,有的是橡胶?同样是纯的塑料薄膜,为什么有的是全透明的,有的是半透明的?

【答案】(1)高分子材料的用途分类取决于材料的使用温度和弹性大小。当材料的使用温度在玻璃化温度Tg 以下时,是塑料;Tg 以上则为橡胶,否则会软化。玻璃化温度可以理解为高分子材料由软变硬的一个临界温度。塑料拉伸率很小,而有的橡胶可以拉伸10倍以上。纤维是指长径比大于100以上的高分子材料,纤维常用PA (聚酰胺)等材料,这类材料有分子间和分子内氢键,结晶度大,所以模量和拉伸强度都很高,不容易拉断。

(2)透明度的问题在于该材料是否结晶。结晶的高聚物常不透明,非结晶高聚物通常透明。不同的塑料其结晶性是不同的。加工条件不同对大分子空间构型有影响,对结晶有影响,这些都能导致透明性不同。大多数聚合物是晶区和非晶区并存的,因而是半透明的。

15.对于正烷烃,伸直链晶体是自由能最低的结晶形式。对于高相对分子质量的聚乙烯,如果是完全单分散的,结论也应当一样。但为什么对于典型的多分散的线型聚乙烯,折叠链晶片的能量低于伸直链晶体?

【答案】因为如果是伸直链晶体,链端会排列不齐,有较大的熵值。

16.什么是高分子液晶?高分子液晶根据制备方法可分为哪几种类型?各举一种实例。什么是临界浓度?

【答案】具有液晶性的聚合物称为高分子液晶。

高分子液晶根据制备方法可分为热致性和溶致性两类。前者在一定的温度范围内形成液晶,在升温过程中相变过程为:后者则是溶于溶剂并高于一定浓度和低于一定温度时形成液晶,在纯物质中不形成。形成溶致性液晶的最低浓度称为临界浓度。

芳香尼龙是溶致性液晶,如聚对苯二甲酸对苯二胺。芳香聚酯是热致性液晶。例如,商品名V ectra 的芳香聚酯由以下三种结构单元组成:

17.一种不饱和聚酯(马来酸酐型)的应用要求有好的抗蠕变性。有甲基丙烯酸甲酯和乙酸乙烯酯两种不饱和单体可供选择,选哪一种用来交联这种不饱和聚酯?并解释原因。

【答案】甲基丙烯酸甲酯,因为聚甲基丙烯酸甲酯的刚性较好,有较好的抗蠕变性。