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2017年厦门大学材料科学与工程系830高分子化学与物理之高分子物理考研题库

  摘要

一、简答题

1. 高分子的介电损耗的大小如何表示?

【答案】用复数介电常数的虚

或介电损耗角的正

切表示。两者的关系

2. 今有一种在25°C 恒温下使用的非晶态聚合物,现需要评价这一材料在连续使用10年后的蠕变性能。试设计一种实验,可以在短期(如一个月)内得到所需要的数据。说明这种实验的原理、方法以及实验数据的大致处理步骤。

【答案】利用时温等效转换原理,在短期内和不同温度下测其力学性能。利用WLF 方程求出位移因子并画出叠合曲线,则从叠合曲线上便可查找10年后任一时刻的力学性能。

3. 高分子溶液与低分子理想溶液在热力学行为上有何不同?为什么?

【答案】高分子溶液与低分子理想溶液在热力学行为上的不同主要是:

(1)因为溶剂分子之间,高分子链段之间以及溶剂分子与高分子链段之间的相互作用能都不相等,所以,高分子溶液的混合热理想溶液的混合热

(2)因为高分子是由许多链段组成的长链分子,具有一定的柔性,即每个分子本身可以采取许多构象,因此高分子溶液中分子排列的方式比同样分子数目的小分子溶液中分子排列的方式多,

所以,高分子溶液的混合熵大于理想溶液的混合熵

4. 某一结晶性聚合物分别用注射和模塑两种方法成型,冷却水温都是20℃,比较制品的结晶形态和结晶度。

【答案】注射成型的冷却速度较快,且应力较大,往往生成小球晶或串晶,结晶度较低或不结晶。模塑成型的冷却速度较慢,球晶较大,结晶度较高。

5. 什么是软化温度列举两种软化温度的测定方法。

【答案】

在工业上常以某一实验条件下聚合物试样达到一定形变数值时的温度为虽然没有明确的物理意义,但能反映材料的耐热性,因而应用很普遍。是一种条件实验,不同方法间不能进行比较。测定方法有马丁耐热、维卡耐热等。

6. 在同一坐标轴上画出硬脆型(曲线1)和硬軔型(曲线2)的聚合物的应力-应变曲线。

【答案】见图。

硬脆型聚合物在拉伸中表现出脆性断裂,具有很高的模量和较小的断裂伸长率;而硬初型聚

合物拉伸过程中出现屈服和冷拉,具有较高的模量和较大的断裂伸长率。

7. 什么是聚合物的介电性?聚合物的介电性能指标主要有哪些?

【答案】介电性是指聚合物在电场作用下,表现出对静电能的储存和损耗的性质。聚合物的 介电性能标主要有介电常数和介电损耗

8. 比较聚对苯二甲酸乙二酯(PET )的介电松弛和动态力学松弛的

讨论两种松弛现象的异同。

【答案】(1)频率增大时偶极来不及跟上电场变化,只有在更高的温度下体系黏度较低时才跟得上,因而松弛峰的峰温位置都随测量频率的增大而移向高温。动态力学松弛也完全类似。

(2)峰对应于熔点,而峰对应于玻璃化温度。介电松弛的峰明显很强,由于PET 是极性聚合物,介电松弛受聚合物极性的影响很大。而对于力学松弛,PET 没有侧基的线形结构,分子链相互运动时摩擦力不大,峰就没那么强。

9. 现有聚苯乙烯与聚丁二烯的共混物(20:80, 质量比)A ,苯乙烯与丁二烯无规共聚的丁苯橡胶(平均组成与共混物的组成相同)B 。试比较两种样品的力学损耗因子和温度的动态力学曲线。

【答案】丁二烯与苯乙烯只有无规共聚才是均一相的共聚物,其嵌段、接枝与共混都是两相结构(塑料相与橡胶相)。均相与两相结构的鉴别常用测玻璃化温度和动态力学温度谱,对均相聚合物,只有一个动态力学温度谱上只有一个内耗峰;两相结构则有两个和两个内耗峰。显然A 和B 两种聚合物就很容易区分,如图1和图2所示。

谱图,可以发现:(1)两者松弛峰的峰温位置都随测量频率的增大而移向高温;(2)介电松弛的峰明显很强。试由此

图1 聚苯乙烯与聚丁二烯共混物(20:80质量比)的曲线

图2 无规共聚丁苯橡胶的曲线

10.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。