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2017年武汉工程大学材料科学与工程学院807高分子物理考研仿真模拟题

  摘要

一、名词解释

1. 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。

2. 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。

3. 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。

4. 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。

5. 熔体流动速率

【答案】熔体流动速率,也指熔融指数,是在标准化熔融指数仪中于一定的温度和压力下,树脂熔料通过标准毛细管在一定时间内(一般lOmin )内流出的熔料克数,单位为g/10min。熔体流动速率是一个选择塑料加工材料和牌号的重要参考依据,能使选用的原材料更好地适应加工工艺的要求,使制品在成型的可靠性和质量方面有所提尚。

6. 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。

7. 构型

【答案】构型是分子中由于各原子或基团间特有的固定的空间排列方式不同而使它呈现出不同的特定的立体结构。一般情况下,构型都比较稳定,一种构型转变另一种构型则要求共价键的断裂、原子(基团)间的重排和新共价键的重新形成。

8. 渗透压

【答案】半透膜一边的溶剂向另一边的溶液渗透,当达到渗透平衡时两边液体的静压差称为溶液的渗透压。

二、简答题

9. 写出下列化合物的链节结构,并指出有无氢键。若有,是分子内还是分子间氢键?

(1)聚氯乙稀;

(2)聚乙烯醇;

(3)尼龙-6和尼龙-66;

(4)涤纶;

(5)纤维素。

【答案】(1)无;

(2)有,分子间氢键为主;

(3)有,分子间氢键为主;

(4)无;

(5)有,分子内和分子间氢键。

10.如何从实验判别或区分聚合物的电子导电和离子导电?

【答案】对聚合物施加静压力会使离子电导降低,而电子电导升高,因为自由体积变小使离子迁移更困难,但电子与空穴的迁移更容易。

11.如何用热释电流法(TSC )研究高分子的运动?

【答案】将聚合物驻极体夹在两电极之间,接上微电流计后程序升温,在热的作用下,激发分子链偶极的运动而发生解取向极化,释放出退极化电荷,在电流计上记录到退极化电流,测得的放电电流随温度的变化称为热释电流谱,又称去极化介电谱或热刺激电流谱。TSC 是研究聚合物分子运动的一种重要手段,用于测定玻璃化转变和次级转变。TSC 属于低频测试,

频率为

分辨率很高。此外,还可以进行分步去极化,即等速升温到第一个电流峰出现后,

再降温,重新等速升温到第二个电流峰出现,依此类推,这样可以单独研究不同大小运动单元的单个松弛过程,进而研究高分子的细微结构。

12.什么是分子极化率?

【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,

13.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。

14.测得一组不同固化剂含量的固化酚醛树脂的动态力学性能-温度谱(图), 从这些曲线说明什么问题?

,因为固化程度越高,越高。

【答案】固化剂含量(3)>(2)>(1)

图 固化酚醛树脂的动态力学性能-温度谱

15.试讨论线型聚异戊二烯可能有哪些不同的构型,假定不考虑键接结构(画出结构示意图)。

【答案】聚异戊二烯的结构式为

可能有以下6种有规立构体:

(1)顺-1,4加成

(2)反-1,4加成

(3)1, 2加成全同立构