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2017年四川大学高分子科学与工程学院高分子研究所867高分子物理及化学考研冲刺密押题

  摘要

一、名词解释

1. 高分子溶液

【答案】高分子溶液是聚合物以分子状态分散在溶剂中所形成的均相混合物。

2. 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。

3. 柱效

【答案】柱效是指色谱柱的分离效率,用单位柱长的理论塔板数N 表示:

为色谱柱的长度,

4. 解取向 为淋出体积,为峰宽。 其中L

【答案】解取向是指材料在成型过程中受到拉应力的作用而内部取向,当制品受到加热等影响时,大分子链会解除取向结构的现象。

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. 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。

7. 熔融纺丝

【答案】熔融纺丝是指将聚合物加热熔融,然后由喷丝头喷成细流,经冷凝牵引成为纤维。

8. 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。

二、简答题

9. 某一聚合物倾向于生成针状晶体而不是片状单晶,针状晶体长度为L ,半径为R 。熔点对结晶尺寸的依赖性与片状单晶有什么不同?

【答案】针状晶体的熔点与R 有关,因为R 决定表面积。片状单晶的熔点与晶片厚度有关,因为决定表面积。

10.试比较经典分级法、?疑胶色谱法和超速离心沉降法这三种测定相对分子质量分布方法的优缺点。

【答案】(1)经典分级法。优点:所需仪器设备简单、便宜、技术较易掌握;能适应各种情况(如高温等)的特殊要求;能直接观察到聚合物的溶解和沉淀过程;能一次制备较大量的级分样品(现制备型凝胶色谱也能做到这点)。缺点:费时较长,实验步骤烦琐;分级效率不高;如果操作不够细微,难免损失部分聚合物,影响分级质量。

(2)凝胶色谱法。优点:操作简便,测定周期短;数据可靠,重现性好;需样品量少,灵敏度高,是目前应用最广的方法。缺点:仪器成本较高;校正困难。

(3)超速离心沉降法。优点:适合研究结构紧密的蛋白质分子。缺点:耗时长,成本高,不易操作。

11.什么是结晶性聚合物?什么是非结晶性聚合物?什么是晶态聚合物(又称结晶聚合物)?晶态聚合物的主要特征是什么?

【答案】(在一定条件下)能结晶的聚合物称为结晶性聚合物;(任何条件下都)不能结晶的聚合物称为非结晶性聚合物;已经处于晶态的结晶性聚合物称为晶态聚合物或结晶聚合物。注意:结晶性聚合物并不总是处于晶态,如淬火的聚酯处于非晶态。晶态聚合物的主要特征是具有双折射,在正交偏光显微镜下有图像,样品一般不透明或半透明。

12.什么是内耗?内耗用什么表示?

【答案】当应力与应变有相位差时,存在滞后现象,每一次拉伸-回缩循环中要消耗功,消耗的功转为热量被释放,称为力学损耗,

或称内耗。人们常用应力和应变之间的相位差(称为力学损耗角)的正切表示内耗的大小。

13.估计下列聚合物有无结晶能力:

(1)聚碳酸酯;(2)轻度交联天然橡胶;(3)已固化酚醛塑料;(4)聚三氟氯乙烯;(5)无规立构聚甲基丙烯酸甲酯;(6)全同立构聚丙烯;(7)间同立构聚氯乙烯;(8)低密度聚乙烯;(9)乙丙橡胶;(10)硅橡胶。

【答案】(1)难结晶,结晶度很低;(2)不结晶;(3)不结晶;(4)结晶;(5)不结晶;(6)结晶;(7)结晶;(8)结晶;(9)不结晶;(10)结晶。

14.分别举例说明塑料、橡胶、纤维物理改性的途径。

【答案】塑料通过与橡胶共混而提高韧性。例如,聚苯乙烯与天然生胶在混炼机上混炼,获得高抗冲聚苯乙烯。塑料通过与纤维状材料共混而提高强度,如不饱和聚酯或环氧树脂用玻璃纤维增强制得玻璃钢。橡胶用炭黑补强,提高抗张强度。纤维通过拉伸取向而提高强度,通过热定型处理提高初性。

15.金属和合金的结晶缺陷对力学性质有很大影响,虽然聚合物也有很多类似的结晶缺陷,却不讨论结晶缺陷对力学性质的影响,为什么?

【答案】由于聚合物没有100%结晶,总是含有一部分非晶,这一部分非晶对力学性质的影响远大于结晶缺陷的影响。

16.为何采用均方末端距和均方回转半径而不直接用平均末端距或平均回转半径以及轮廓长度来描述高分子的尺寸?

【答案】因为柔性的高分子链在不断的热运动,它的形态是瞬息万变的,所以只能用它们的平均值来表示,又因为末端距和高分子链的质心到第i 个链单元的距离是矢量。它们是矢量,其平均值趋近于零。因此,要取均方末端距和均方回转半径;轮廓长度是高分子链的伸直长度,高分子链有柔顺性,不是刚性链,因此,用轮廓长度描述高分子尺度不能体现其蜷曲的特点。

17.聚乙烯晶体的平衡熔点熔融热为则聚合度分别为6、10、30和1000时,由于链端引起的熔点降低值分别是多少?

【答案】熔点降低值分别为52.9℃、33.4℃、11.8℃和0.4℃。

18.聚合物的玻璃化转变与小分子的固液转变在本质上有哪些差别?

【答案】(1)小分子固液转变属于热力学一级转变,伴随物态变化,由热力学趋动,温度变化范围较窄,溶解过程温度几乎不变,有熔点。

(2)聚合物的玻璃化转变属于热力学二级转变,不伴随有物态变化,玻璃化转变温度Tg 以下,聚合物处于玻璃态,由于温度低导致分子运动的能量低,不足以克服主链内旋转的位垒,链段处于被冻结状态,松弛时间几乎为无穷大,聚合物具有普弹性。自由体积理论认为,聚合物体积由被分子占据的体积和未被占据的自由体积组成,玻璃态下,链段运动被冻结,自由体积也被冻结,并保持一恒定值,自由体积“孔穴”的大小及其分布也将基本上维持固定。玻璃态温度就是自由体积达到某一临界值的温度。温度达到Tg 时,分子热运动具有足够的能量,而且自由体积也开始解冻而参加到整个膨胀过程中去,因而链段获得了足够的运动能量和必要的自由空间,从冻结进入运动。聚合物进入高弹态,Tg 转变过程中,分子的运动方式改变。