2017年浙江工业大学化学工程与材料学院807高分子化学与物理之高分子物理考研仿真模拟题
● 摘要
一、名词解释
1. 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。
2. 多分散系数
【答案】多分散系数d 是聚合物试样的重均相对分子质量与数均相对分子质量之比或为z 均
相对分子质量与重均相对分子质量之比。聚合物试样相对分子质量分布愈宽,多分散系数d 愈大。
3. 凝胶
【答案】凝胶是指以化学键形成的交联结构高分子的溶胀体。加热不能溶解也不能熔融。
4. 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。
5. 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。
6. 聚集态结构
【答案】聚集态结构是指高分子链间的几何排列,又称三次结构,也称为超高分子结构。聚集态结构包括晶态结构、非晶态结构、取向结构和织态结构等。
7. 无规线团
【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. 液晶态
【答案】液晶态是指物质在熔融状态或在溶液状态下虽然获得了液态物质的流动性,但在材料内部仍然保留有分子排列的一维或二维有序,在物理性质上表现出各向异性,这种兼有晶体和
液体部分性质的状态。处于这种状态下的物质叫液晶。
二、判断题
9. 根据WLF 自由体积理论认为发生玻璃化转变时,聚苯乙烯和聚碳酸酯的自由体积分数是一样的。( )
【答案】×
【解析】WLF 方程的适用范围是
10.高聚物的结晶温度越高,熔限越大。( )
【答案】×
【解析】结晶温度越高,分子链的运动能力越强,分子链可以充分调整其构象,使形成的结晶比较完善,因而熔限较窄。
11.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。
12.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。
13.单键内旋转能改变构型。( )
【答案】 ×
【解析】构型是指分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列,是在合成过程中形成的,它不能被任何物理方法改变,必须通过化学键的断裂并重排才能实现,所以说单键内旋转不能改变构型。
三、简答题
14.当添加盐的浓度很高时,高分子电解质溶液的
当较低时,以的浓度依赖性与非电解质高分子相同;对浓度作图出现极大值。解释高分子电解质溶液的这些特殊黏度性质。
行为分两段讨论。溶液【答案】在聚电解质溶液中外加较高浓度的盐时,大量正离子抑制了电离,这时的黏度性质正常,与非电解质高分子相同。当添加盐的浓度较低时,聚电解质的
浓度较低时,盐的浓度足以抑制电离,黏度性质正常,黏度随浓度的增加而增加。溶液浓度较高时,盐的浓度不足以抑制电离,电离的结果是高分子链扩张,溶液浓度越低,电离度越大,线团的扩张越严重,黏度越高。总的来说,曲线出现极大值。
15.为什么高聚物的相对分子质量对黏流活化能几乎没有影响,对黏流温度却有较大的影响?
【答案】物质的流动是通过分子向周围空穴的跃迀来实现的,黏流活化能就是分子向空穴跃迁时克服周围分子的作用所需要的能量。高聚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,高聚物的流动单元是链段。因此高聚物的黏流活化能表示的是链段向空穴跃迁时克服周围分子的作用所需要的能量。对于同一聚合物,其链段单元的大小相差不大,也就是说相对分子质量増大,链段大小不变,黏流活化能也几乎不变。因此,高聚物的相对分子质量对其黏流活化能的影响较小。而黏流温度是聚合物开始流动的温度,也就是分子链开始运动的温度,相对分子质量越大,为实现黏性流动所需要协同运动的链段数就越多,分子之间的相互运动需要克服的摩擦阻力也越大,因此必须在更高的温度下才能流动,所以,相对分子质量对黏流温度的影响较大。
16.聚丙烯呈现低温脆性,解释这种现象,试用高分子的方法有效解决该高聚物存在的问题,阐明其原理和机理。
【答案】(1)当温度高于玻璃化温度时,冲击破坏呈軔性断裂,低于玻璃化温度,由于本身的分子结构规整度高,所以抗冲击强度较差,呈脆性断裂。
(2)共聚改性:丙烯单体与其它烯烃类单体进行共聚合可以提高聚丙烯的低温初性,冲击性能,透明性和加工流动性。例如在丙烯、乙烯共聚得到的聚合物中,由于乙烯和丙烯链段的无规则分布使得物的结晶度降低。嵌段共聚2%〜3%的乙烯单体可制得乙丙共聚橡胶,可耐-30°C的低温冲击。当乙烯含量达到30%时则成为无规共聚物,具有结晶度低,冲击性能好,透明性好等特点。
17.分极性和非极性两种情况解释增塑剂为什么能起增塑作用,并说明聚合物加增塑剂后物理机械性能的变化。
【答案】増塑作用有两类:
(1)非极性增塑剂对非极性聚合物的增塑作用为体积效应或隔离作用,像滚珠轴承那样减小高分子链的相互作用,降低值与增塑剂的体积分数成正比,
增(2)极性增塑剂对极性聚合物的増塑作用主要靠增塑剂的极性替代作用,部分破坏了原极性高分子链间的物理交联点,降低值与増塑剂的物质的量n 成正比,而与体积无关,
塑剂不仅降低了从而在室温下得到柔软的制品;还降低了
18.为什么橡胶的弹性模量比金属小很多? 从而改善了可加工性。
【答案】橡胶的分子链受外力而舒展,另外,热运动总是力图使链无序化,以便回复到卷曲状态,这就形成了回缩力,这种回缩力造成了形变的可逆性。但是这种回缩力与改变金属晶格中原子间距离所需的力相比小得多。因此,橡胶在较小的外力下就能产生大的形变,也就是橡胶的弹性模量比金属小很多。
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