2017年武汉大学化学与分子科学学院884无机化学和高分子化学与物理考研题库
● 摘要
一、名词解释
1. 弹性模量
【答案】弹性模量是指材料在弹性变形阶段,其应力和应变成正比例关系(即符合胡克定律)的比例系数。弹性模量的单位是达因每平方厘米。“弹性模量”是描述物质弹性的一个物理量,是一个总称,包括“杨氏模量”、“剪切模量”、“体积模量”等。所以,“弹性模量”和“体积模量”是包含关系。
2.
溶剂
【答案】当时,高分子溶液中溶剂的过量化学位为零,高分子溶液处于状态,状态下的溶剂称为溶剂。
3.
状态(条件) 【答案】状态(
条件)是指通过选择溶剂和温度以满足
液的条件。
4. 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。
5. 假塑性流体
【答案】假塑性流体是指无屈服应力,并具有粘度随剪切速率增加而减小的流动特性的流体,其本构方程为
6. 熔融纺丝
7. 滞后
【答案】滞后是指聚合物在交变应力作用下应变落后于应力的现象。受到外力时,链段通过
,由此引起应变落后于应力的现象。外力作用的热运动达到新平衡需要时间(受到内摩擦力作用)
频率与温度对滞后现象有很大的影响。
使高分子溶液符合理想溶,r 是剪切应力,是粘度的度量,D 是剪切应变速率。 (n 8. 链段 【答案】链段是指高分子主链上由若干个化学键组成的能够独立运动的最小单元。 二、判断题 9. 非晶聚合物具有一个确定的玻璃化温度,而结晶聚合物则没有玻璃化温度。( ) 【答案】× 【解析】由于结晶性的聚合物也难以形成100%的晶体,任何结晶性的聚合物都存在非晶区,随着温度的变化,非晶区也会发生玻璃化转变。因此,玻璃化转变现象在高聚物中是普遍存在的,结晶性聚合物也存在玻璃化温度。 10.银纹具有可逆性。( ) 【答案】√ 【解析】银纹产生后,在压力下或在玻璃化温度以上退火时会回缩或消失,因此银纹具有可逆性。 11.高分子材料的破坏是由于高分子链的断裂引起的。( ) 【答案】× 【解析】高分子材料在外力作用下发生破坏时,首先将发生在未取向区域的分子间力的破坏,随后应力集中到取向的主链上,引起分子链的断裂,因此高分子材料的破坏不是首先通过分子链的断裂发生的。 12.高聚物的结晶温度越高,熔限越大。( ) 【答案】× 【解析】结晶温度越高,分子链的运动能力越强,分子链可以充分调整其构象,使形成的结晶比较完善,因而熔限较窄。 13.柔性好和强的分子间作用力都能提高聚合物的结晶能力。( ) 【答案】√ 【解析】柔性好提高了链段向结晶部分的扩散和排列的能力,强的分子间作用力使结晶结构稳定,从而有利于结晶。 三、简答题 14.为什么高聚物的相对分子质量对黏流活化能几乎没有影响,对黏流温度却有较大的影响? 【答案】物质的流动是通过分子向周围空穴的跃迀来实现的,黏流活化能就是分子向空穴跃迁时克服周围分子的作用所需要的能量。高聚物的流动不是简单的整个分子的迁移,而是通过链段的相继跃迁来实现的,高聚物的流动单元是链段。因此高聚物的黏流活化能表示的是链段向空穴跃迁时克服周围分子的作用所需要的能量。对于同一聚合物,其链段单元的大小相差不大,也 就是说相对分子质量増大,链段大小不变,黏流活化能也几乎不变。因此,高聚物的相对分子质量对其黏流活化能的影响较小。而黏流温度是聚合物开始流动的温度,也就是分子链开始运动的温度,相对分子质量越大,为实现黏性流动所需要协同运动的链段数就越多,分子之间的相互运动需要克服的摩擦阻力也越大,因此必须在更高的温度下才能流动,所以,相对分子质量对黏流温度的影响较大。 15.单轴拉伸薄膜的纵向取向高于横向,能否根据应力-应变测试判断机械加工的方向? 【答案】断裂强度高的应是纵向。 16.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。 17.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。 18.简述聚合物玻璃化转变的三种理论的要点。 【答案】解释玻璃化转变的理论有: (1)以Gibbs-Dimarzio 为代表的热力学理论(简称G-D 理论)。其结论是:不是热力学二级转变温度,但确实存在一个二级转变温度 比低50°C左右。由于 一方法不同条件得到的 自由体积。在这个温度下聚合物的构象熵等于零,可以预计是力学状态的转变点,不是热力学相变温度,因而不同测定方法或同谱图,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。试由此数值有相当大的差别,必须注意。 (2)以Fox-Flory 为代表的自由体积理论。聚合物链堆砌是松散的,存在一部分空隙,称为以上时自由体积较大,链段能够通过向自由体积转动或位移而改变构象。当温度降
相关内容
相关标签