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2017年山东科技大学材料科学与工程学院842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. 构象

【答案】构象是指由于分子中的某个原子(基团)绕C —C 单键自由旋转而形成的不同的暂时性的易变的空间结构形式。不同的构象之间可以相互转变,一种构象改变为另一种构象时,不要求共价键的断裂和重新形成。构象改变不会改变分子的光学活性。

2. 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。

3. 多分散系数

【答案】多分散系数d 是聚合物试样的重均相对分子质量与数均相对分子质量之比或为z 均

相对分子质量与重均相对分子质量之比。聚合物试样相对分子质量分布愈宽,多分散系数d 愈大。

4. 次期结晶

【答案】次期结晶是主期结晶完成后在一些残留的非晶态部分和晶体结构不完整的部分继续进行结晶或使球晶中晶粒的堆砌更紧密,晶体内部的缺陷减少或消除使之进一步完善的过程。

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. 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。

7. 解取向

【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。

8. 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。

二、简答题

9. 从结构观点讨论聚异丁烯的结晶能力。

【答案】聚异丁烯的结构有一定对称性,因而有一定结晶能力,结晶度最大可达20%。

10.高分子的溶液与理想溶液有何本质区别?

【答案】

高分子的

溶液(或称状态)

的高分子稀溶液只是而已,过量偏摩尔混合热看似理想溶液。此时排斥体积为零,高分子和过量偏摩尔混合熵部不等于零。链可以自由贯穿,处于无扰状态。但真正的理想溶液应在任何温度下都呈现理想行为,而温度时所以高分子的溶液只是一种假的理想溶液。

11.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

12.研究高分子材料动态力学性质有什么重要意义?

【答案】主要用来研究聚合物的次级松弛。非晶态聚合物在

但比链段小的一些运动单元仍能运动,在力学谱图

,随后依次称为度出现的内耗峰称为松弛(玻璃化转变)

常归因于4个以上_以下,链段运动虽然已经冻结,松弛。低于玻璃化转变的松弛统上会出现多个内耗峰。习惯上把最高温值偏高。但太慢也不行,会损失灵称为次级松弛。松弛常归因于较大的侧基、杂原子链节的运动或短链段的局部松弛模式。松弛,或与主链相连的小侧基(如甲基)的内旋转等。基团的曲柄运动(图)

晶态聚合物的主转变为熔点,次级转变对应于晶形转变、晶区内部运动等。

图 曲柄运动示意图

13.研究玻璃态聚合物的大形变常用什么实验方法?说明聚合物中两种断裂类型的特点,并画出两种断裂的典型应力-应变曲线。

【答案】研究玻璃态聚合物的大形变常用拉力机对聚合物样品进行拉伸实验。

聚合物的断裂有两种形式:脆性断裂和韧性断裂。脆和韧是借助日常生活用语,没有确切的科学定义,只能根据应力-应变曲线和断面的外观区分。若深人研究,有以下不同:

(1)韧性断裂:断裂前对应塑性;沿长度方向的形变不均勻,过屈服点后出现细颈;断裂伸长较大;断裂时有推迟形变;应力与应变呈非线性,断裂耗能大;断裂面粗糙无凹槽;断裂

发生在屈服点后,一般由剪切分量引起;对应的分子运动机理是链段的运动。

(2)脆性断裂:断裂前对应弹性;沿长度方向形变均匀,断裂伸长率一般小于5%; 断裂时无推迟形变,应力-应变曲线近线性,断裂能耗小;断裂面平滑有凹槽;断裂发生在屈服点前;一般由拉伸分量引起;对应的分子机理是化学键的破坏。

两种断裂类型的典型应力-应变曲线如图所示。

图 两种典型的聚合物应力-应变曲线

14.假若聚丙烯的等规度不高,能不能用改变构象的办法提高等规度?

【答案】不能。提高聚丙烯的等规度须改变构型,而改变构型与改变构象的方法根本不同。构象是围绕单键内旋转所引起的分子链形态的变化,改变构象只需克服单键内旋转位垒即可实现;而改变构型必须经过化学键的断裂才能实现。

15.(1)用什么物理量表示松弛过程的快慢?(2)聚合物为什么具有松弛时间谱?

【答案】(1)松弛时间

(2)聚合物是由多重结构单元组成的,其运动是相当复杂的。它的力学松弛过程不止一个松弛时间,而是一个分布很宽的连续的谱,称为松弛时间谱。

16.试判断下列含氟聚合物的极性大小:

【答案】聚三氟乙烯>聚氟乙烯>聚三氟氯乙烯>聚四氟乙烯。

17.下列数据说明了什么?

【答案】刚性因子越大,说明分子链刚性越大,或柔性越小。