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2017年西安理工大学理学院858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. 介电松弛中的柯尔-柯尔圆(Cole-Cole 圆)

【答案】介质在静电场作用下,所产生的取向极化是一个松弛过程,若是加上个交变电场后,由于松弛过程,取向极化跟不上电场的变化,产生一个相位差,叫做取向极化强度。取向极化和变形极化相加得到总极化度,由之求出复数介电常数,该公式叫做德拜色散关系式,实部是横坐标,虚部是纵坐标,得到的是一个圆,叫柯尔-柯尔圆。

2. z 均相对分子质量

【答案】z 均相对分子质量是以z 值为统计权重的平均相对分子质量,

对分子质量为M 的级分的质量。

3. 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。

4. 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。

5. 熵弹性

【答案】熵弹性是指由于系统熵变而引起的弹性。熵是和物质分子排列有序度有关的一种状态函数,当物质系统分子排列有序度降低,混乱程度增加时,系统熵也增大。所以当橡胶受外力变形时,若没有内能变化,则其抵抗变形的收缩力(弹力)完全是由熵的变化而产生的,这种称之为熵弹性。

6. 溶度参数

【答案】溶度参数是表征聚合物-溶剂相互作用的参数。溶度参数可以作为衡量两种材料是否共容的一个较好的指标。当两种材料的溶度参数相近时,它们可以互相共混且具有良好的共容性。能使聚合物的溶胀度或特性黏数最大时的溶剂的溶度参数即为此聚合物的溶度参数。

7. 强迫高弹行为

【答案】强迫高弹行为是指处在玻璃态的聚合物,在外力作用下产生百分之几百的大形变,外力去除后,虽然形变无法恢复,但加热到玻璃化温度以上,形变可以自动恢复的一种现象。为区别于普通的高弹形变,称其为强迫高弹形变。

第 2 页,共 43 页 其中,是相

8. 无定型聚合物

【答案】无定型聚合物是指分子形状、分子相互排列为无序状态的高分子。

二、判断题

9. 聚合物的黏流活化能越大,则其熔体黏度越高。( )

【答案】×

【解析】聚合物的黏流活化能反映的是聚合物熔体黏度对温度的敏感性,黏流活化能越大,熔体黏度对温度越敏感,即升高温度,引起的黏度下降越明显。黏流活化能的大小本身并不对应于熔体黏度的大小。

10.橡胶拉伸过程中的应力-应变关系符合虎克定律。( )

【答案】×

【解析】

橡胶拉伸过程中的应力与应变之间的关系为

因此,交联橡胶的应力-应变关系并不符合虎克定律。

11.玻璃态高聚物的强迫高弹形变与橡胶的高弹形变本质上是一样的。( )

【答案】√

【解析】玻璃态高聚物的强迫高弹形变,其本质与橡胶的高弹形变是一样的,都是由于链段运动被激发而引起的,只是两者的表现形式不同而已。

12.只有当聚合物的相对分子质量达到一定值后才具有玻璃化温度。( )

【答案】×

【解析】玻璃化转变是高聚物普遍存在的一种现象,但并不是高聚物特有的现象。除了高聚物之外,许多其他物质也呈现出同样的玻璃化转变现象。虽然聚合物的玻璃化转变温度与相对分子质量有关,但是玻璃化转变现象与聚合物的相对分子质量并无关系,无论是高相对分子质量聚合物,还是低相对分子质量聚合物,都存在玻璃化转变。

13.由于拉伸产生热量,因此导致结晶速率下降。( )

【答案】×

【解析】拉伸使分子链取向,分子无序程度变低,这样聚合物晶态和非晶态之间转变的熵变减少,有利于分子进行规整排列,所以可以提高结晶速率。

而按照虎克定律有

三、简答题

14.DSC 法测定聚合物的玻璃化温度时,为什么要控制一定的升温速度?作必要的解释。

【答案】因为升温速度太快时,会产生过热,使测得的

敏度,DSC 法适宜的升温速度是

第 3 页,共 43 页 值偏高。但太慢也不行,会损失灵

15.画出线型聚合物典型的蠕变和蠕变回复曲线,并用分子运动观点解释曲线各阶段的特点。如果是交联聚合物,蠕变回复曲线有何明显不同?

【答案】从分子机理来看,蠕变包括三种形变:普弹形变、高弹形变和黏流形变(图)。

图 线型聚合物的蠕变和蠕变回复曲线

(1)普弹形变:当时刻外力作用在高分子材料上时,分子链内部的键长、键角的改变是瞬间发生的,但形变量很小,称为普弹形变,用表示。时刻,外力除去后,普弹形变能立即完全回复。

(2)高弹形变:当外力作用时间和链段运动所需要的松弛时间同数量级时,分子链通过链段运动逐渐伸展,形变量比普弹形变大得多,称为高弹形变,用表示。外力除去后,高弹形变能逐渐完全回复。

(3)黏流形变:对于线型聚合物,还会产生分子间的滑移,称为黏流形变,用表示。外力除去后黏流产生的形变不可回复,是不可逆形变。 所以聚合物受外力时总形变可表达为

如果是交联聚合物,不存在黏流,即没有

16.什么是黏弹性?

【答案】聚合物的形变的发展具有时间依赖性,这种性质介于理想弹性体和理想黏性体之间,称为黏弹性。黏弹性是一种力学松弛行为。

17.试述升、降温速率对聚合物玻璃化转变温度的影响。

【答案】升温(或降温)速率加快,测得的向高温方向移动;反之,升温(或降温)速率减慢,测得聚合物的向低温方向移动。

18.本征的导电高分子在分子结构上有何特点,为什么说它是一种半导体材料。

【答案】(1)本征的导电高分子根据载流子的属性和导电形式可分为三类:电子导电高分子材料、离子导电高分子材料、氧化还原导电高分子材料。

(2)结构特征:①电子导电型聚合物:分子内有大的线性共轭电子体系,给自由电子提供了离域迁移条件。②离子导电型聚合物:带有强极性原子或基团,由于自身的解离,可以产生导

第 4 页,共 43 页 蠕变回复曲线逐渐回复到