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2017年山东理工大学材料科学与工程学院891高分子物理化学考研题库

  摘要

一、名词解释

1. 全同立构

【答案】全同立构是指以不对称碳原子取代基的排列方式来区分因含有不对称碳原子而引起旋光异构现象的异构体,取代基排布于高分子主链的同侧就叫做全同立构。

2. 无规线团

【答案】无规线团是指在非晶聚合物中,高分子链为构象符合Gams 分布的柔性链,大量分子链以无规线团状互相穿插,结合在一起,无局部有序结构。

3. 应力松弛

【答案】应力松弛是指材料在一定的温度和约束承载状态下,总应变(弹性应变和塑性应变)保持不变,而应力随时间的延长逐渐降低的现象。

4. 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。

5. 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。

6. 构型

【答案】构型是分子中由于各原子或基团间特有的固定的空间排列方式不同而使它呈现出不同的特定的立体结构。一般情况下,构型都比较稳定,一种构型转变另一种构型则要求共价键的断裂、原子(基团)间的重排和新共价键的重新形成。

7. 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

8. 高斯链 ,r 是剪切应力,是粘度的度量,D 是剪切应变速率。 (n

【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。

二、判断题

9. 聚合物的黏流温度随相对分子质量增大而升高,尤其是在相对分子质量较小时,影响特别显

著;当相对分子质量达到一定数值后,相对分子质量对黏流温度的影响就不那么显著了。( )

【答案】×

【解析】黏流温度是整个高分子链开始运动的温度,相对分子质量越大,分子链运动时的内摩擦阻力也越大,通过链段的协同运动而产生流动也越困难,因此黏流温度随相对分子质量的增大而上升。

10.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。

11.单键内旋转能改变构型。( )

【答案】 ×

【解析】构型是指分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列,是在合成过程中形成的,它不能被任何物理方法改变,必须通过化学键的断裂并重排才能实现,所以说单键内旋转不能改变构型。

12.聚合物的黏流活化能随相对分子质量的増大而增大。( )

【答案】×

【解析】聚合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。这种流动方式并不需要在高聚物熔体中产生整个分子链那样大小的空穴,而只需要如链段大小的空穴就可以了。不同相对分子质量的同种聚合物,其链段大小基本相同,因此在聚合物的相对分子质量范围内,高聚物的黏流活化能与相对分子质量无关。

13.聚乙烯的分子链简单、无取代基、结构规整、对称性好,因而柔性高,是橡胶。( )

【答案】 ×

【解析】虽然聚乙烯的柔性高,但是聚乙烯易于结晶,通常作为塑料使用。

三、简答题

14.为什么在脂肪族极性溶剂的同系物中,值随相对分子质量增加而下降?

【答案】脂肪族极性溶剂的相对分子质量增加,意味着非极性的部分增加。由于值含色散力、极性力和氢键力三个分量,色散力存在于所有分子,而且其分量的贡献比极性力分量的小,因此极性越小,值越小。也就是说,值会随相对分子质量增加而下降。

15.扭辫仪中的玻璃纤维能否用尼龙丝、铜丝或棉纤维做成的辫子代替?为什么?

【答案】用尼龙丝和棉纤维不行。因为尼龙和纤维素本身是高分子化合物,也有内耗。

16.与小分子化合物比较,高聚物的溶解过程有何特点?晶态、非晶态和交联聚合物的溶解行为有何不同?

【答案】由于高分子比溶剂分子的尺寸大得多,高分子的运动速度要比溶剂分子的慢得多,溶剂分子能比较快地渗透进入聚合物,而高分子向溶剂的扩散却很慢。因此,聚合物的溶解过程要经过两个阶段,首先,是溶剂分子渗入聚合物内部,使聚合物体积膨胀,这一阶段称为溶胀;然后,是高分子均匀分散在溶剂中,形成完全溶解的分子分散的均相体系,即高分子溶液。而小分子化合物与溶剂分子的尺寸相当,两者的运动速度也相当,小分子溶质和溶剂分子都能较快相互扩散而形成溶液,因此,小分子化合物的溶解过程没有溶胀的阶段,只有溶解过程。

因为非晶态聚合物的分子堆砌比较松散,分子间的相互作用较弱,因此,溶剂分子比较容易渗入聚合物内部使之溶胀和溶解。而晶态聚合物由于分子排列规整,堆砌紧密,分子间相互作用强,因此,溶剂分子渗入聚合物内部很困难。所以,通常非晶态聚合物比晶态聚合物容易溶解。交联聚合物在溶剂中会发生溶胀,由于有交联化学键的束缚,不能进一步使交联的高分子扩散到溶剂分子中,故交联聚合物只能溶胀,不能溶解。

17某苯乙烯-丁二烯交替共聚物的数均相对分子质量为1350000, 则每分子平均有多少苯乙烯和丁.

二烯单元?

【答案】都是8544个。

18.许多烯类聚合物存在螺旋形构象,用(或)表示,P 为螺旋形旋转n 次时重复单元的数目,举一种具有螺旋形构象的聚合物例子。

【答案】在结晶中全同立构聚丙烯的构象为螺旋形构象。

19.高分子的理想链和真实链有哪些差别?

【答案】(1)理想链是一种理论模型,认为化学键不占体积,自由旋转,没有键角和位垒的限制,而真实链有键角限制和位垒的限制;

(2)理想链没有考虑远程相互作用和近程相互作用,而真实链要考虑链节与链节之间的体积排除和链与周围环境的相互作用以及链与链之间的相互作用等。

20.由癸二酸、己二胺和对苯二甲酸共缩聚得到的共聚酯的熔点与对苯二甲酸单元的摩尔分数的关系如表,试解释。