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2017年北京市培养单位国家纳米科学中心822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. 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。

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. 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。

4. 高临界共溶温度

【答案】高临界共溶温度是指高温互溶,低温分相的临界共溶温度,用UCST 表示。

5. 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。

6. 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。

7. 低临界共溶温度

【答案】低临界共溶温度是指低温互溶,高温分相的临界共溶温度,用LCST 表示。

8. 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。

二、填空题

9. 极性聚合物在外加电场的作用下会发生_____极化和_____极化;聚合物的极性越_____,介电常数越_____; 聚合物的极性越大,介电损耗越_____。

【答案】诱导;偶极;大;大;大

10.下列聚丙烯酸钠溶液中,聚丙烯酸钠分子链的尺寸大小顺序为_____。

A.0.1%的水溶液

B.0.3%的水溶液

C. 加有氯化钠0.3%的水溶液

【答案】A >B >C

【解析】聚丙烯酸钠是聚电介质,聚丙烯酸钠的水溶液,当浓度较稀时,由于许多钠阳离子远离高分子链,高分子链上的阴离子互相产生排斥作用,以致链的构象比中性高分子更为舒展,尺寸更大。当浓度增加(如大于1%)时,则由于高分子离子链相互靠近,构象不太舒展。而且,钠阳离子的浓度增加,在聚阴离子链的外部与内部进行扩散,使部分阴离子静电场得到平衡,以致其排斥作用减弱,链发生卷曲,尺寸缩小。如果在溶液中加有氯化钠之类的强电介质,就增加了抗衡离子的浓度,其中一部分渗入高分子离子中而遮蔽了有效电荷,由阴离子间的排斥引起的链的扩展作用减弱,强化了卷曲作用,使高分子链的尺寸更为缩小。

11.柔顺性_____。

【答案】B>C>A

【解析】B 主链为杂原子,取代基对称分布,柔顺性最好;C 与A 相比,因为C 主链有氧原子,柔顺性比A 好。

12.聚合物静态黏弹性现象主要表现为_____和应力松弛。

【答案】蠕变

13.随着聚合物的柔顺性增加,链段长度_____、刚性比值_____、无扰尺寸_____、极限特征比_____。

【答案】减少;减少;减少;减少

14.当温度T=_____时,第二维里系数

【答案】0 =_____,此时高分子溶液符合理想溶液性质。

15.高分子液晶根据生成方式的不同,可分为_____液晶与_____液晶。

【答案】溶致性;热致性

16.尼龙-6的结晶速率比顺式1,4-聚戊二烯的结晶速率_____。

【答案】快

17.光散射实验中,若入射光是非偏振光,分别在散射角为0°,45°和90°时测定散射光强度则它们的大小顺序为_____。

A. B. C.

【答案】a>b>c

18.天然橡胶溶解于正庚烷是符合高分子溶剂选择的_____原则;PVC 溶解于环己酮是符合高分子溶剂选择的_____原则;而顺丁橡胶的_____原则。

【答案】极性相近;溶剂化;溶度参数相近

【解析】①极性相似原则:相似者易共溶。例如,天然橡胶(非极性):溶于汽油、苯、己烷、

;②溶度参数相近原则(定量)正庚烷、石油醚(非极性溶剂):溶解过程是溶质分子和溶剂分子

相互混合的过程,这个过程在恒温恒压下自发进行的条件是:

接近,越小,则越能满足溶质和溶剂的溶度参数越的条件,能自发溶解。顺丁橡胶与环己烷的溶度参数相近,溶解于环己烷是符合高分子溶剂选择可以溶解;③溶剂化原则:仅就溶度参数考虑,对于非极性或弱极性的聚合物,当两者的溶度参数差值小于1.7,一般可溶,差值大于2.0一般不溶。

三、简答题

19.以苯乙烯为单体,分别采用过氧化二苯甲酰和Ziegler-Natta 型催化剂制备聚苯乙烯,何种聚苯乙烯可以结晶?何种不能结晶?何种聚苯乙烯的硬度、弹性模量、抗张强度、耐热性较高?何种聚苯乙烯的上述性能指标较低?为什么?

【答案】前者是无规聚苯乙烯,不能结晶,这些性能指标均较低;后者是全同聚苯乙烯,能结晶,这些性能指标均较高。

20.画出天然橡胶、无规立构聚苯乙烯、聚碳酸酯在室温和中等拉伸速率下的应力-应变曲线示意图。

【答案】天然橡胶、无规立构聚苯乙烯、聚碳酸酯在室温和中等拉伸速率下的应力-应变曲线