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2017年天津大学化工学院863高分子物理考研冲刺密押题

  摘要

一、名词解释

1. 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。

2. 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。

3. 过量化学位

【答案】高分子溶液中溶剂的化学位变化含有两部分,一部分相当于理想溶液中溶剂的化学位变化,另一部分相当于非理想溶液的部分,非理想溶液的部分称为过量化学位。

4. 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。

5. 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。

6.

溶剂

【答案】当

的溶剂称为溶剂。

7. 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。

第 2 页,共 37 页 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

8. 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。

二、简答题

9. 球晶为什么有大有小?球晶大小对材料的力学性能(模量、冲击强度)有什么影响?在工业生产中如何控制球晶的大小?

【答案】由于晶核出现的早晚不同,以及局部生长条件的不同,球晶尺寸存在分布不均。球晶越大,材料的力学性能越差,由于球晶生长时会将不能结晶的物质排挤出来,它们集中在球晶的边界而形成力学薄弱处,球晶越大问题越严重。退火时球晶能长得较大,泮火或加入成核剂可以减小球晶尺寸。

10.比较下列三组高分子的柔顺性:

(1)a. 聚丁二烯b. 聚异戊二烯c. 聚乙炔d. 聚苯乙烯e. 聚乙烯;

(2)

(3)

【答案】(1)a>b>e>d>c; (2)b>a>c; (3)a>b>c。

11.由什么事实可证明结晶聚合物中有非晶态结构?

【答案】(1)结晶聚合物的广角X 射线衍射图上结晶的衍射花样和非晶的弥散环同时出现。(2)—般测得的结晶聚合物的密度总是低于由晶胞参数计算的完全结晶的密度。例如,聚乙烯的密度实测值为而从晶胞参数计算出可见存在非晶态。

12.用什么事实可证明非晶态聚合物中包含一些有序结构(两相球粒模型)?

【答案】实验测得许多合物非晶与结晶密度比

态的完全无序的模型计算为0.85〜0.96,而按分子链呈无规线团形

密度比偏高说明非晶中包含规整排列部分;有些聚合物如聚乙烯、聚酰胺、天然橡胶等结晶速率很快,这用无规线团模型是难以想象的;另外,电子显微镜发现有直径为5nm 左右的小颗粒(有序区)。

13.聚合物的球晶试样在正交偏光显微镜下通常呈什么图像?

【答案】球晶是从一个晶核在三维方向上一齐向外生长而形成的径向对称的结构,由于是各

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向异性的,就会产生双折射的性质。因此聚合物球晶在偏光显微镜的正交偏振片之间呈现出特有的黑十字消光图形,黑十字的两臂分别平行于两偏振轴的方向。而除了偏振片的振动方向外;其余部分就出现了因折射而产生的光亮。

14.为什么Boltzmann 叠加原理不适用于结晶聚合物?

【答案】Boltzmann 叠加原理讨论了在不同时间下应力对聚合物的影响。这是基于两个假设,第一个假设是伸长与应力成正比例,第二个假设是在一个给定的负荷下的伸长与在此之前的任何负荷引起的伸长无关。对于结晶聚合物,结晶作用像交联一样改变了聚合物的蠕变行为,大大降低了聚合物的可变性,第一个假设己经没有根据了。

15.聚合物的应力松弛是指维持聚合物-恒定应变所需的应力逐渐衰减到零的现象,这句话对吗?为什么?

【答案】不对。对于线型聚合物,应力确实逐渐衰减到零,但对于交联聚合物,应力逐渐衰减至某一恒定值,如图所示。

图 线型聚合物(a )和交联聚合物(b )的应力松弛曲线

16.在凝胶渗透色谱法中为什么要进行标定?

【答案】因为凝胶渗透色谱仪记录的色谱图,纵坐标是淋出液与纯溶剂的折射指数之差,正比于淋出液的浓度。横坐标是淋出体积它表征着溶质分子尺寸的大小,所以,凝胶渗透色谱图反映试样的相对分子质量分布。为得到真正的相对分子质量分布曲线,就必须把横坐标淋出体积换算成相对分子质量M ,所以,在凝胶渗透色谱法中要标定淋出体积与相对分子质量的关系曲线。有了相对分子质量-淋出体积标定曲线,即可根据

值求出溶质的相对分子质量M 。

三、计算题

17.量分布函数可表达为间有以下关系:

【答案】

第 4 页,共 37 页 证明数均相对分子质量

和重均相对分子质量