考研真题答案最终版

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1、精选文档第一部分1403年名词解释1. 链段:高分子链上划分出来的可以任意取向的最小单元。2. 强迫高弹形变:玻璃态,结晶态聚合物在外力作用下发生大形变,其本质与橡胶的高弹性一样,但表现形式却有差异。(03,04,06考过)3. 时温等效原理:对于某种模式的分子运动,可以在较高的温度下较短的时间 内观察到,也可以在较低的温度下较长的时间内观察到,升高温度与延长观察 时间是等效的。(03,05,08 )4. 熔融指数:在一定温度下,熔融状态的高聚物在一定负荷下,十分钟内从规定直径和长度的标准细管中流出的重量(克数)(03,04 )5.0温度:通常,可以通过选择溶剂和温度以满足e10的条件,使高分

2、子溶液符合理想溶液的条件,flory把这种条件成为0条件,或0状态,0状态下 所处的温度称为0温度。04年的名词解释1. 高分子的构象:由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态2. 结晶性高聚物:具有结晶聚集态的聚合物,从高分子的化学结构看具有结晶 能力的聚合物。(04,05 ).huggins相对作用参数;反映高分子溶剂或高分子混合时的相互作用能的变z 2化。(zkt2 e12)(04,05,08)4. 高聚物驻极体:具有被冻结的长寿命非平衡电矩的电介质。5. 蠕变:在一定温度湿度,较小的恒定外力作用下,材料的形变随时间延长而 增大的现象。(04,06 )6. 银纹:聚合物在张应力的作用下

3、出现于材料的缺陷或薄弱处与应力方向垂直 的长条形微细凹槽。(另一解释:在拉伸力作用下聚合物中某些薄弱部位由于应 力集中而产生的空化条纹状形变区。 由于光线在微裂纹的的表面上发生全反射, 它在透明塑料中呈现为肉眼可见的明亮条纹)05年名词解释(05,07 )(05,06,08 )1高分子构型:分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。2. 高分子的柔顺性:高分子链能够改变其构象的性质成为柔顺性。3. 溶度参数:物质内聚能密度的平方根为溶度参数。4. 分子量分布:(1)课本定义:聚合物试样中各个组分的含量和分子量的关系。(2)课件:聚合物中各种分子量的高分子的相对含量。(05, 07)5. 聚合

4、物的转变:在一定条件下,本体聚合物由一种模式的分子运动向另一种 模式的分子运动变化,此时聚合物的力学性能,热力学性能,电学性能乃至化学性能等发生急剧改变,热力学上称为松弛。(05,06,08 )6. 冷拉:在较低的温度下,玻璃态,结晶态聚合物在相当大的拉伸力作用下,发 生屈服成颈,细颈稳定,细颈扩展,试样产生大的形变的行为成为冷拉。(05,06,08 )7. 聚合物的极化:聚合物电介质在电场作用下,分子内束缚电荷产生的弹性位 移或和偶极子沿电场方向的从优取向或和载流子在多相界面处的集聚,使电介质两端面呈现异号电荷,出现宏观偶极的现象。(05, 06, 07, 08)06年名词解释1. 全同立构

5、高分子:高分子全部由一种旋光结构键接而成。2. 高分子的聚集态结构:高分子链之间的排列和堆砌结构,也成为超分子结构。3. 高分子液晶:高分子液晶:某些物质的结晶受热熔融或被溶剂溶解之后,虽然失去固体物质的刚性,而获得液态物质的流动性,却仍然部分地保持着晶态物质分子的有序排列,从而在物理性质上呈现各向异性,形成一种兼有晶体和液体部分性质的过渡状态,这种中间状态称为液晶态,处在液晶态的高分子称为咼分子液晶。4.比浓粘度:设n为聚合物溶液的黏度。n 0为纯溶剂的黏度,定义两黏度之差,n-n 0。与纯溶剂黏度n o的比值为聚合物溶液的增比黏度,以n sp表示,即:n sp=( n – n。” n o。

6、定义,n sp/c为聚合物的比浓黏度。.mark-houwink 方程:k m6.聚合物的滞后现象:在一定条件下,聚合物受到一交变力作用时,会产生交变应变,应力增加,应变也增加,但增加的速度比应力慢,即比与相应的平衡应变值小;应力减小时,应变也减小,但比应力减小的慢,即比与应力相应的平衡应变值大,应变落后于应力变化的现象即滞后现象。(06, 07)07年名词解释1高斯链:高分链的末端距分布符合高斯分布函数的链(体现了大量的柔顺性链的共同特征)2.球晶:由晶片聚集成的长条扭曲状的微纤束自球晶中心出发,沿径向辐射排列的多晶聚集体。3.取向态聚合物:取向态聚合物:聚合物中的分子链或链段或微晶的某一晶

7、轴或晶面,朝着某一方向或平行于某一平面占优势的排列,即取向,这种聚合物就处于取向态,具有取向的聚集态结构的聚合物。4.熔体流动速率:将聚合物试样装入熔体流动速率仪料筒中, 加热至规定温度,施加一定载荷,使熔体从规定直径的口模中流出,以十分钟流出的聚合物克数表征。5. 聚合物的粘弹性:在外力作用下,聚合物既表现出理想弹性体的弹性,又表 现出理想粘性体的粘性,弹性和粘性的比例随外场作用等因素不同而不同的力 学特性。08年名词解释1聚合物的等规度:聚合物全同立构和间同立构构型的高分子占高分子总数的 百分数。2. 应力集中:聚合物试样受到外力作用时,在应力集中物周围一些区域的材料 承受的实际应力大于平

8、均应力的现象。第二部分03年填空1高分子链的构型是指包括异构可以有2蠕变为.异构等。构象是指,在晶体中等构象。,应力松弛,上述现象统称为3聚合物溶液的温度高于0温度时, 溶剂是溶剂,溶剂的第二维利系,休金斯参数x 1,咼分子在溶液中呈的构象状态,溶剂的过量混合化学位eui4线形高聚物作为塑料材料的最高使用温度是或.5用gpc仪进行分子量分级的原理是。高分子分子量由到依次被洗提出来。6共混物是均相的还是非均相的,取决于共混组分之间的04年1.1 , 4-聚异戊烯可以呈现两种构型,聚苯乙烯可以呈三种构型。2.聚合物熔体冷却结晶时,通常生成的结晶状态为,熔体在应力作用下,冷却结晶时常常形成材料。3.

9、 表征高聚物熔体剪切流动时剪切应力与剪切速率的关系的幕率公式,式中n称为,当n1时,高聚物熔体属于,n的大小表征了4.玻璃态高聚物作为塑料使用的温度范围为,作为橡胶使用的温度范围5.对聚碳酸酯试条进行拉伸应力-应变实验时,固定温度,随拉伸速度降低,拉伸屈服应力,固定拉伸速度随温度降低,拉伸屈服应力,当温度等于或低于脆化温度时,试条6. 按照自由体积理论来说,高聚物的体积有两部分组成,一部分,另一部分是,在发生玻璃化转变时,wlf定义的自由体积分数为,sb定义的自由体积分数为7. 光散射法可用于测定聚合物的8. 在用膨胀法测定玻璃化转变温度时,降温速度越快,所测得玻璃化温,单向作用力增大,这一温

10、度,外力作用速度增大,这一温9.用凝胶渗透色谱法研究聚合物分子量分布,按照机理高分子是由依次从色谱中淋选出来。05年填空题1. 聚合物的结构层次中,高分子链的结构中近层结构包括高分子的,远层结构包括高分子的,高分子聚集态结构包和 5种类型。2.高分子液晶的结构分为、和3 种类型,按照液晶原在高分子中的位置,高分子液晶大体可分为液晶,按照液晶态呈现的条件,高分子液晶可分为液晶。3.按照聚合物稀溶液的flory-huggins似晶格模型理论,聚合物溶液的第二维利系数a的定义式是;当a2 0时,溶剂是溶剂,高分子在溶液中呈现构象状态;当a2=0时,溶液为溶液,相应的溶剂为剂,温度为温度,高分子在溶液

11、中呈构象状态;a的大小4. 测定聚合物数均分子量的常用方法有有关。5. 表征聚合物流体流动时剪切应力(c)和剪切速率(r)关系的幕律方程,方程中的指数称为;该指数v 1时,流体为流体,亦称流体;当该指数1时,流体为流体,该指数=1时,流体为流体。2006年填空题1.huggins参数x 1的定义是响其值大小的因素有和;当 1 1/2时,溶剂的过量混合势的数值为,溶液的性质就溶液的性质了,高分子在溶液中构象状态。2. 取向态聚合物的取向单元有;将氯纶和涤纶同时放入100 c水中,发生收缩变形的是,塑料打包带和塑料薄膜两类产品中,单轴取向的是,双轴取向的是-应变试验时,固定拉伸速度,升高温度,屈服

12、应力,弹性模量;固定温度,提高拉伸速度,屈服应力,弹性模量3. 通常使用的聚丙烯塑料,在合适的温度,拉伸速度范围内做拉伸应力动机理是;呈现高弹态时,表现出力学特性,运动单元能够进行重排运动;发生粘流转变时,分子运动机理是;呈现黏流态时,表现出的力学特性,运动单元能够进行重排运动。4. 分子量相当大热稳定性好的线性非结晶聚合物,呈现玻璃态时,表现出的力学特性。运动单元能够进行重排运动,发生玻璃化转变时,分子运5. 常用的测量聚合物数均分子量的方法有.法,测定重均分子量的方法有和法,测定粘均分子量的方法有 07年填空1高分子链的远程结构包括07年填空1高分子链的远程结构包括。高分子的聚集静态结构包

13、2从有无结晶能力看,聚合物可分为聚合物;聚合物的结晶过程包括.和两个阶段,结晶速度分为三种,聚合物熔体降温结晶时,一般情况下结晶在温度之间进行。3高分子液晶结构有三种类型;从液晶原所在位置分,高分子液晶可分为两类,从液晶呈现的条件分,高分子两类。液晶可分为4通过测求已知分子量聚合物溶液的n ,可以得到高分子溶液中mark-houwink方程中的以及高分子的;通过测求未知分子量聚合物溶液的n,可以得到高分子的5交联橡胶的状态方程是,利用该方程通过一定条件下的拉伸应力-应变试验,可测求出交联橡胶的第三部分05年判断题:1结晶性聚合物不一定总是形成结晶聚合物(v)结晶性聚合物是具有结晶能力的聚合物,

14、在形成结晶聚合物过程中要受到冷却 温度,降温速率等因素的影响,因此不一定能形成结晶聚合物。2塑料的最高使用温度是玻璃化转变温度(x)塑料的最高使用温度是玻璃化转变温度或熔点。3. 与聚碳酸酯(pc)溶度参数相近的溶剂都是 pc的良溶剂(x)pc是极性聚合物,在利用溶度参数相近相容原则的同时还要考虑聚合物的亲电 (亲核)性与溶剂的亲核(亲电)性应该相匹配,否则,相容性不好。4. 通常使用的聚乙烯的断裂方式总是脆性断裂(x)通常使用的聚乙烯属于结晶聚合物,在外力作用下拉伸过程经历弹性形变,屈 服,发展大形变、应变硬化等并最终断裂,断裂方式是韧性断裂,只有当温度 低于脆化温度时才发生脆化断裂。.不能

15、通过改变高分子的构象提高高分子的等规度。(v) 高分子的等规度是由分子的化学结构决定的,要改变改变高分子的等规度必须改变高分子的构型。06年判断题:1. 双酚a型聚碳酸酯是结晶性聚合物,所以一定形成结晶聚合物(x)原因:双酚a型聚碳酸酯是结晶性聚合物,具有结晶能力,在形成结晶聚合物 过程中要受到冷却温度,降温速率等因素的影响,因此不一定能形成结晶聚合 物。2. 聚乙烯分子链的柔顺性相当好, 所以在常温下也可以作为橡胶使用(x) 原因:分子结构越规整,结晶能力越强,高分子一旦结晶,链的柔顺性就表现 不出来,聚合物呈现刚性,聚乙烯的分子链是柔顺的,但由于结构规整,很容 易结晶,失去弹性,所以聚乙烯

16、聚合物能够作塑料用不能作橡胶用。3. 塑料的最高使用温度是熔点(x)原因:塑料的最高使用温度是玻璃化温度或熔点。4. 与聚乙烯溶度参数相近的溶剂不一定都是它的良溶剂(“)原因:常温下聚合物不溶于与之溶度参数相近的溶剂中,要加热到t 0.9tm才 可溶5. 室温下sbs呈现高弹态(x)原因:室温下sbs呈现玻璃态,高弹态双重力学状态6. 在一定温度下,使聚合物试样迅速产生一应变,维持恒定应变所需的应 力逐渐衰减到零的现象称为应力松弛 (x )原因:在一定温度下,维持聚合物一恒定应变所需的应力随时间延长而减小的 现象称为应力松弛。7. 分子量相当大热稳定性好的线型结晶聚合物加热到略高于熔点的温度

17、时,在一般的力场作用条件下高分子的链段及高分子都能进行重排运动了 原因:分子量相当大热稳定性好的线型结晶聚合物加热到略高于熔点的温度时, 高分子的链段能进行重排运动,高分子链不能发生重排运动,只有达到粘流温 度时高分子链才能进行重排运动。8.尼龙1010,尼龙66,尼龙610这三种尼龙熔点最高的是尼龙66( v) 尼龙1010,尼龙66,尼龙610中,尼龙66的氢键密度最大,而氢键的形成主 要是增加了熔融热,因而氢键的密度越大,熔点越高。07年判断1.可以通过改变高分子的构象改变高分子的立构规整性(x)立构规整性是高分子的近程结构属于化学性质,要改变立构规整性必须使化学 键断裂,而构象是高分子

18、链在空间的不同形态,属于远程结构,通过单键内旋 转来实现。2. 聚合物的弹性模量均是随着温度的升高而减小(x)因对于橡胶类物质,温度升高时分子链内各部分之间的热运动比较激烈,回缩 力增大,杨氏模量随温度升高而增加。3. 用溶度参数与聚丙烯相近的溶剂,在常温下就可以制备出等规立构聚丙 烯溶液(x)因等规立构的聚丙烯是一种非极性结晶性聚合物,通常形成结晶的聚合物,在 常温下将其放入到与溶度参数相近的溶剂中,虽然溶剂分子能与非晶区中的高 分子链段相结合,无法制成一般浓度的溶液,只有当加热到聚丙烯溶液熔点 0.9 倍左右的温度时,聚丙烯溶液才可溶于溶剂中制成一般浓度的溶液。4结晶性聚合物结晶速度与温度

19、关系呈单峰曲线关系(v)原因:聚合物自熔体降温结晶时,其结晶过程包括2个阶段:晶核形成:温度低 利于晶核形成;晶体生长:温度咼利于晶体生长。5线型非结晶聚合物在t g温度时只有链段能进行重排运动(x)原因:链段及比链段小的运动单元可以运动,以链段发生重排运动为特征6通常使用的聚苯乙烯塑料总是呈脆性断裂(x)原因:聚苯乙烯透明塑料在外力作用下会出现微裂纹,使光学透明度下降,影 响塑料的使用性能,在较大的外力作用下微裂纹会进一步发展,以微裂纹的微 纤断裂产生附加的空洞开始,逐渐发展到临界大小,此后微裂纹便快速的增大 为裂缝,而微裂纹则继续在裂缝的顶端形成,最后使材料发生断裂而破坏。第四部分03年专

20、业课简答真题答案1影响高分子柔顺性的因素有哪些?聚乙烯单个分子的柔顺性很好,为什 么高聚物不能作为橡胶使用而作塑料用?答:答:(1)影响高分子的柔顺性有那些因素: 高分子主链结构中键长越长,键角越大或含有孤立双键,单键内旋转越容易,高分子的共轭双键,芳杂环,典型刚性键,高分子的柔顺性较差(体积) 侧基的极性越大,柔顺性越差,若含有氢键时,柔顺性更差,侧基的刚性越 大,柔顺性越差,但沿主链刚性侧基密度增大,柔顺性更差,对于非极性取代 基来说,侧基的体积越大,空间位阻越大,内旋转越困难,柔顺性越差。分子量越大分子链的柔顺性越好 高分子发生交联,交联度不大时,对柔顺性影响不大,交联度太大时,分子 链

21、失去柔顺性 高分子的聚集态结构决定高分子的柔顺性能否表现出来温度越高,外力越大,分子链的柔顺性越好;外力作用速度越大,分子链的柔 顺性越难表现出来,加入溶剂,分子链的柔顺性较好,但还与外界条件有关(2) 对称越好,柔性越大,分子结构越规整,但同时结晶能力越强,高分子 旦结晶,链的柔顺性就表现不出来,聚合物呈现刚性,聚乙烯的分子链是柔顺 的,但由于结构规整,很容易结晶,失去弹性,所以聚乙烯聚合物能够作塑料 用不能作橡胶用。2.作出下列高聚物的温度一形变曲线,标出各特征温度,并简要说明。(1)自由基聚合 的聚苯乙烯:试样b的分子量适中,试样 a的分子量较小。(2) 聚乙烯:试样a的分子量适中,试样

22、b的分子量很大。-d粘流态pe为结晶高聚物,分子量小的没有 tf,分子量大的有.分子结构,分子量和外力作用时间如何影响高聚物的粘流温度答:(1)高分子主链结构中键长越长,键角越大或含有孤立双键,单键内旋转 越容易,高分子的柔顺性越好,链内旋转的位垒低,流动活化能较低,在较低 的温度下即可发生粘性流动;高分子的共轭双键,芳杂环,典型刚性键,高分子的柔顺性较差,需要在较高的温度下才能流动。(体积)(2)侧基的极性越大,柔顺性越差,若含有氢键时,柔顺性更差,粘流温度 较低;侧基的刚性越大,柔顺性越差,但沿主链刚性侧基密度增大,柔顺性更 差,对于非极性取代基来说,侧基的体积越大,空间位阻越大,内旋转越

23、困难, 柔顺性越差,粘流温度较高。(3) 高分子发生交联,交联度不大时,对柔顺性影响不大,交联度太大时, 分子链失去柔顺性,粘流温度较高。(4) 外力越大;tf越低;作用速度越快,tf越高;分子量越大,tf增大;柔顺性的影响4. 写出测定数均分子量和重均分子量的方法数均分子量方法:末端及分析法,冰点降低法,沸点升高法,膜渗透法,气 相渗透法,凝胶渗透色谱法 重均分子量法:光散色法,凝胶渗透色谱法,超速离心沉降平衡法.要想得到透明性和柔软性好的聚乙烯薄膜 ,可采取那些措施。支化降低结晶度,加成核剂使晶粒变小,增加透明性,聚乙烯的柔软性已经较6. 画出非晶态高聚物拉伸时典型的应力 -应变曲线,指出

24、曲线上的特征点, 注明其名称及其相关的应力、应变名称。精选文档a:比例极限点,0a段服从胡克定律,普(t弹形变y :屈服点,对应的应力为屈服应力,出现细颈,发生不可逆形变yc应变软化,细颈发生大的形变cd细颈稳定,非细颈部位变为细颈,直d至整个试样变为细颈db应变硬化,施加应力急剧增加才会使应变增加b:断裂点,对应应力为断裂强度,应变为断裂伸长率2004年专业课简答真题答案1何谓高分子链的柔顺性?为什么说柔顺性时高聚物独有的特性?答:高分子的柔顺性:高分子能够呈现不同程度卷曲构象状态的性质(1)分子量大,可内旋转单键数多,呈现的构象数多,可以在相当大的范围内改变其构象(2)分子长径比大,多为链

25、状,通常呈卷曲状态,能够大幅度的变化其卷曲程度比较下列各组高聚物的 tg的高低(有低到高排列),并说明理由。(1)聚丙烯聚丙烯腈聚丙烯酸甲酯(2)聚乙烯聚氯乙烯聚偏二氯乙烯1聚丙烯腈 聚丙烯酸甲酯 聚丙烯聚丙烯带有侧基(一ch3,分子内旋转位阻增加,tg升高,聚丙烯腈带有极性较强的侧基(一cn分子内旋转困难,tg较高。2聚氯乙烯 聚偏二氯乙烯 聚乙烯聚乙烯主链上不带侧基,单键内旋转的位垒低,柔性好,tg较低;聚氯乙烯是14精选文档单取代,分子极性大,分子间作用力强,内旋转困难,而聚偏氯乙烯是对称双取代,分子极性减小,主链内旋转位垒降低,tg下降。3简述影响高聚物强度的主要因素答:(1)化学结构

26、:链刚性增加的因素(比如主链芳环,侧基极性或氢键) 都有助于增加抗张强度。极性基团过密或取代基过大,反而会使材料较脆,抗 冲击强度下降。(2)相对分子量:在临界相对分子量(缠结相对分子量)之前,相对分子量增 加,抗张强度增加,越过临界相对分子质量后,抗张强度不变,抗冲击强度随 相对分子质量增加而增加,不存在临界值(3) 支化和交联:交联使抗张强度和抗冲击强度都提高,但支化使抗冲击强 度提高,而抗张强度下降(4) 结晶和取向:结晶度增加,抗张强度提高,但抗冲击强度降低,结晶尺寸 减小抗张强度和抗冲击强度都提高,取向使抗张强度提高。总之,以上因素在讨论抗张强度时主要考虑分子间作用力的大小,而讨论抗

27、冲 击强度时主要考虑自由体积的大小。(5) 应力集中物:裂缝、银纹、杂质等缺陷在受力时成为应力集中处,断裂首 先在此发生,纤维的直径越小,强度越高,这是由于纤维越细,纤维皮芯差别 就越小,缺陷出现的概率越小。根据这个原理,用玻璃纤维增强塑料可以得到 高强度的玻璃钢(6) 添加剂:增塑剂、增量剂(又称填料剂),增强剂和增韧剂都可能改变材 料的强度,增塑使分子间作用力减小,从而降低了强度。惰性填料(如碳酸钙) 只降低成本,强度也随着降低;活性填料有增强作用,如炭黑对天然橡胶的补 强效果。纤维填料有明显的增强作用,塑料增韧的方法是共混或共聚,用少量橡胶作为增韧剂去改进塑料的脆性(7) 外力作用速度和

28、温度:在拉伸试验中提高拉伸速率和降低温度都会是强度 降低。在冲击试验中提高温度会增加冲击强度。由于外力作用速度和温度的改 变,甚至会使材料从脆性变为韧性或反过来。以结构观点分析温度、剪切速率和剪切应力对高聚物熔体粘度的影响, 并讨论其在成型加工过程中的应用。答:温度升高黏度下降,但结构不同对温度敏感性不同,分子间作用力大、刚 性的材料对温度更敏感一些。剪切速率、剪切应力变大,黏度变小,因为高分 子的长链结构使其在流动过程中取向,降低黏度。所以升高成型温度、加大压 力、提高剪切速率会改善材料的加工性能。5如何从结构上分析某种高聚物属于结晶性高聚物。答:结晶性咼聚物是具有结晶能力的咼聚物。链的对称

29、性和规整性:高分子中分子链的对称性和规整性越高,越易于结晶。分子量:分子量越大,熔体粘度增大,链运动能力降低,限制了链段向晶核的 扩散,聚合物结晶能力降低。共聚物:与共聚单体的结构、共聚物组成、共聚物分子链对称性和规整性有关, 无规共聚物结晶能力低,如果两种共聚物的均聚物结晶结构相同,这种共聚物 也有结晶能力。6. 第二维利系数的物理意义是什么?他们的大小因素有哪些因素决定?当t=e ,t e ,t 0 ,a20,xi1/2良溶剂高分子链段与溶剂分子间的相互作用大

,高分子在溶液中呈比较伸展的构象状态t0 ,a21/2 不良溶剂高分子链段间相互作用强t=0, a2=o, xi=1/20溶齐高分子

30、链段与溶剂分子间的相互作用与高分子链段间相互吸引作用相等,高分子成最自然的构象状态 (4)试验方法:渗透压法和光散射法,先测 a2,再算x 四简答:1.为什么拉伸有利于聚合物的结晶?答:未拉伸时,高分子链呈现无规线团的构象,分子链形成有序结构的能力较 差,拉伸使高分子链被拉直,分子链相互平行的概率变大,有助于将更多的链 段排入晶格中去,从而使高分子的结晶度提高,有利于聚合物的结晶。.假如聚甲基丙烯酸甲脂的等规度不高,能不能采用物理的方法来提高他 的等规度?答:不能,等规度是构型.高弹性和普弹性在本质上有何区别?答:普弹性:比链段小的运动单元可以运动,主要是键长和键角的变化,聚合 物受力后形变较

31、小,形变与受力的大小成正比,当外力除去后,形变可回复 高弹性:链段及比链段小的运动单元可以运动,以链段发生重排运动为特征,聚 合物受外力时分子链主要通过单键的内旋转和链段的改变构象以适应外力的作 用,受到较小的外力可产生较大的形变 注意:似乎不全面,还应该结合力学特征,解释为什么一种是撤去力立刻回复 形变,一种是可以有很小形变量。 心连段运动的温度依赖性符合什么方程?写出这两个方程。答:wlf方程肯定有,另一个应该是阿累尼乌斯方程5. 高聚物在挤出成型时,为什么会发生挤出胀大现象?答:挤出时分子链受到拉伸力产生拉伸弹性形变,这部分形变在挤出过程中来 不及完全松弛,挤出后,外力对分子链的作用解除

32、,高分子链就会由伸展状态 重新回缩为蜷曲状态,形变回复,发生出口膨胀;另一个原因是聚合物在挤出 机内流动时由于切应力

的作用,表现出法向应力效应,法向应力差所产生的弹 性形变在出挤出机后回复,因而挤出物直径胀大。2005年专业课简答真题答案1.分子量相当大的线性非结晶聚合物玻璃化转变的分子运动机理是什 么?玻璃化转变的自由体积理论的主要内容是什么?答:(1)线性非晶聚合物的玻璃化转变是分子中链段重排运动逐渐启动或被抑 止;随着温度的升高,分子热运动能量逐渐增加,当达到某一定温度时,虽然 整个分子的移动仍不可能,但分子热运动的能量已足以克服内旋转的位垒,分 子通过主链中的单键内旋转不断改变构象,这

33、是链段运动被激发,也就是说, 当温度升高到某已温度,链段运动的松弛时间减少到与实验测量时间标尺的同 一个数量级时,我们便可以察觉到链段的运动了,聚合物进入高弹态。(2)聚合物的体积由高分子占据的体积和未被占据的自由体积构成,当聚合物 冷却时,起先自由体积逐渐减少,到某一温度时,自由体积将达到一最低值, 这时聚合物进入玻璃态,在玻璃态下,由于链段运动被冻结,自由体积也被冻 结,并保持一恒定值,自由体积中未被占据地体积的大小及其分布也将基本上 维持固定。应加上自由体积与链段运动的关系。精选文档2.凝胶渗透色谱测定聚合物分子量分布方法的原理是什么?何谓色谱柱的 加宽效应?何谓普适校正曲线?答:原理:

34、将待研究的聚合物配成稀溶液,引入到装有多孔性填料的色谱柱中, 用溶解聚合物的溶剂淋洗,按照高分子在溶液中尺寸大小不同,由大到小依次被 淋洗出来,通过对淋洗液浓度、体积检测和数据处理,可以得到分子量的分布和 各种平均分子量.加宽效应: 对于分子量均一的聚合物试样,经 gp(仪淋洗得到的不是窄的矩形gp谱图,而是一定宽度的峰形gpc谱图,这种现象称为色谱柱的加宽效应 普适校正曲线:用lg n m对ve作图,所得的曲线即为普适校正曲线。3. 何为高弹性?其实质是什么?对这一实质的认识是由什么理论得到的?写出交联橡胶的状态方程,并说明其意义。答:高弹性是指呈现高弹态的聚合物在不太大的外力作用下,能够发

35、生大的可 逆形变的性能。其实质是熵弹性,对这一实质的认识是由交联橡胶高弹性的热力学理论得知的。交联橡胶的状态方程:nokt(2)意义:(1)揭示应力一应变关系(2)可测求交联橡胶试样的弹性模量和剪切模量(3)可测求出交联橡胶的交联度(4)可以解释高弹性的一些特征(5)统计理论对教练橡胶的高弹性提供了分子水平的解释4. 何为聚合物的力学内耗?说明动态力学实验研究聚合物多重转变机理答;力学内耗是指在交变外力作用下,聚合物中某些运动单元重排运动克服内 摩擦将外力作的功的一部分以热的形式损耗掉的现象。机理:温度和作用频率奠定了动态力学法研究聚合物多重转变的理论基础 温度:固定外力频率,采取一定程序升温

36、或降温,在一些温位出现tg s峰值,相应19动态模量发生变化,对应着某些运动单元重排运动逐渐启动或抑止,就是相应的 一些转变。频率:固定温度,采取一定程序改变交变外力频率,在一些频率出现tg s峰值,相应有动态模量变化,对应着某些运动单元重排运动逐渐启动或抑止,就是相应 的一些转变。何谓塑料制品的内应力?是如何形成的?答:塑料内应力是指在塑料熔融加工过程中由于受到大分子链的取向和冷却收 缩等因素影响而产生的一种内在应力。制品在冷却过程中,物料流动时产生的高弹形变若不能完全消除,被冻结”在制品内,就有相应的回弹力冻结”在制 品中,被 冻结”的回弹力就是存在制品中的内应力。60写出wlf方程的一般

37、表达式?举出三个应用 wlf方程的例子4(ts)51.6 t ts计算玻璃化温度,绘制聚合物应力松弛叠合曲线,计算自由体积分数287. 聚合物结晶速度与温度的关系是什么?为什么呈现这种关系?i区:过冷区,比tmf氐10-30 c,成核速度极小,结晶速度实际=0 n区:晶核生成速度控制区,i区下限开始向下30-60 c,随温度下降,晶核生成速度上升,结晶速度上升。m区:最大结晶速度区,结晶进行最快w区:晶体生长速度控制区呈单峰曲线的原因:合物自熔体降温结晶时,其结晶过程包括2个阶段:(1)晶核形成:温度低利于晶核形成(2)晶体生长:温度咼利于晶体生长06年专业课简答真题答案1聚合物的结构分为哪些

38、层次?哪些结构属于化学结构,哪些属于物理结 构?答:聚合物的结构包括高分子的链结构和聚合物的凝聚态结构,高分子的链结 构包括近程结构(一级结构)和远程结构(二级结构)。一级结构包括化学组成,。三级结构属结构单元链接方式、构型、支化与交联。二级结构包括高分子链大小(相对分 子质量、均方末端距、均方半径)和分子链形态(构象、柔顺性) 于凝聚态结构,包括晶态结构、非晶态结构、取向态结构、液晶态结构和织态 结构。其中,构造、构型、高分子链大小属于化学结构、分子形态、晶态结构、 非晶态结构、取向态结构、液晶态结构属于物理结构。2何为高分子的构象?高分子最基本的构象类型有哪些?在不同的环境条 件下高分子可

39、能呈现的构象类型有哪些答:构象是指由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态。最基本的类型:锯齿形和螺旋形,其中螺旋形包括单螺旋、双螺旋和三重螺旋, 单螺旋又包括左螺旋和右螺旋形。在不同的条件下高分子可能呈现伸直链、折叠链和无规线团三种构象状态。3聚四氟乙烯,作为塑料使用的均聚聚丙烯,顺式1, 4聚丁二烯,聚三氟氯乙烯,作为塑料使用的丙烯与少量乙烯无规共聚聚丙烯,尼龙66丄dpe 轻度交联的hdpe丙烯酸接枝均聚聚丙烯均为结晶性聚合物,具体分析各 种聚合物具有结晶性的化学结构特征答:聚四氟乙烯-对称;作为塑料使用的均聚聚丙烯为全同立构,规整性高,结 晶能力强;顺式1, 4聚丁二烯-顺式结构规整

40、性较好,但不如反式,结晶能力 下降;聚三氟氯乙烯-cl和f的范德华半径接近,结晶能力强;作为塑料使用的 丙烯与少量乙烯无规共聚聚丙烯,;尼龙66,氢键;ldpe支化结构,破坏pe 的规整性,但仍有一定结晶能力;轻度交联的 hdpe交联度增大,结晶能力下 降,但轻度交联仍有结晶能力;丙烯酸接枝均聚聚丙烯:接枝共聚物的主链或 支链相应的均聚物是结晶性聚合物,有结晶能力4简述测定聚合物tg的方法(每一类方法中举出两种具体方法)答:.利用体积随温度变化而变化的方法:通常采用膨胀计法、还有折光指 数法、扩散系数法、导热系数法等.利用力学性能变化的方法: 静力学方法:热机曲线法和温度-模量法;动态力学法:

41、固定周期性交变外力幅值、频率,采取一定程序改变温度,可得 到力学松弛的温度谱;或固定温度,采取一定程序改变周期性交变外力的频率, 可得到力学松弛的频率谱; 利用热力学性质变化的方法:dta法、dsc法 利用电磁性质变化的方法:核磁共振法(nm)介电松弛谱法5凝胶渗透色谱法测定聚合物分子量分布和平均分子量的方法原理是什 么?答:将待研究的聚合物配成稀溶液,引入到装有多孔性填料的色谱柱中,用溶解 聚合物的溶剂淋洗,按照高分子在溶液中尺寸大小不同,由大到小依次被淋洗出 来,通过对淋洗液浓度、体积检测和数据处理,可以得到分子量的分布和各种平 均分子量.6. 何谓高弹形变?高弹形变的回弹力主要是什么变化

42、产生的?写出交联橡 胶的状态方程,并说明其意义。答:链段运动但整个分子链不产生移动。 此时受较小的力就可发生很大的形变, 外力除去后形变可完全恢复,称为高弹形变。高弹形变的回弹力主要是由单键的内旋转和链段的运动导致构象的改变产生回 弹力交联橡胶的状态方程:nokt(2)意义:(1)揭示应力一应变关系(2)可测求交联橡胶试样的弹性模量和剪切模 量(3)可测求出交联橡胶的交联度(4)可以解释高弹性的一些特征(5)统计 理论对教练橡胶的高弹性提供了分子水平的解释何谓牛顿流体?何谓假塑性流体? 一般的聚合物熔体剪切流动时可能呈 现哪些流体的流变规律?答:牛顿流体是指在一定温度下,流体剪切流动时,剪切应

43、力与剪切速率成正 比的流体。假塑性流体是指粘度随剪切速率的增大而减小的流体,也称切力稀 化流体。07年专业课真题答案 何谓高分子的柔顺性?简要说明高分子链的结构,结晶及外力作用速度如 何影响高分子的柔顺性?答:柔顺性是指高分子链能够改变其构象的性质。高分子链的影响:主链结构组成不同,分子链的柔顺性不同。主链结构键长越 长,键角越大,单键越易内旋转,柔顺性越好;主链结构含有孤立双键使单键容 易内旋转,柔顺性好,若含有共轭双键、芳、杂环、典型刚性链使单键不易内 旋转,柔顺性差;侧基的极性越大,其相互间的作用力越大,单键内旋转越困 难,柔顺性越差,链的结构越简单,对称性越好,链的立体规整性越好,取代

44、 基的空间位阻越小,链的柔顺性越好。结晶:结晶程度越大,分子链内单键内旋转的位垒越高,柔顺性越差。外力作用速度:外力作用速度越大,分子链内部单键的活动能力增强,可以克 服其空间位阻,使分子链便柔顺。2.在合适的温度条件下,将线性聚合物和共价键交联的聚合物分别放入到 相应的良溶剂中,呈现什么现象?为什么?答:线性聚合物在良溶剂中呈现比较伸展的构象状态,这是由于在良溶剂中, 高分子链段由于溶剂化作用而扩张,高分子线团伸展。交联聚合物在溶剂中不能溶解,只能溶胀.在一定的条件下经过一定时间,溶剂 向交联聚合物中渗透的能力与交联聚合物网链因溶胀产生的回弹力把溶剂排挤z均、出去的能力相等,从而达到溶胀平衡

45、,聚合物的溶胀体积将不再增加.测定聚合物重均分子量的方法有哪些? 一种聚合物的重均、数均、 粘均分子量的关系如何?答:测定聚合物重均分子量的方法有: 光散射法、超速离心沉降平衡法、凝胶渗透色谱法( gpc; 聚合物分子量是多分散性的:z均 重均匸粘均 数均 聚合物分子量是均一的:z均二重均二粘均二数均4. gpc法测定聚合物分子量分布方法原理是什么?何谓校正曲线?有哪些 局限性?答:将待研究的聚合物配成稀溶液,引入到装有多孔性填料的色谱柱中,用溶解 聚合物的溶剂淋洗,按照高分子在溶液中尺寸大小不同,由大到小依次被淋洗出 来,通过对淋洗液浓度、体积检测和数据处理,可以得到分子量的分布和各种平 均

46、分子量。以igm对ve作图,在一定范围内呈直线关系,即校正曲线。校正曲 线的局限性包括,其一,化学组成相同,分子量也相同,但化学结构不同,在相同条件的稀溶液中,高分子尺寸可能不相同,ve也就不相同,其二,用一种 聚合物表样作出的igm对ve去线对其他聚合物可能不适合。51分子量相当大,热稳定性好的线性结晶聚合物可能呈现那些力学状态?可能发生那些转变?答:结晶态表现为硬而韧,发生普弹性变;当tvtg时,比链段小的运动单元可以运动;当tgvtvtm时,非晶区的链段可以重排运动;可能还有晶型转变 时一些运动单元的重排运动 高弹态表现为柔韧富有弹性,发生高弹形变;链段及比链段小的运动单元可以 运动,以

47、链段发生重排运动为特征 粘流态时表现为粘滞流体,伴有一定量高弹形变的粘性流动次级转变,玻璃化转变,晶型转变,结晶预熔晶体表面结构不太完整的部分熔 融,其中链段逐渐能重排运动,用 tc表示,tc0.80.9tm,熔融转变 结晶态 与高弹态间的转变,晶格瓦解,由硬而韧7柔韧富有弹性,晶区中链段重排运 动逐渐启动,特征温度tm粘流转变高弹态与粘流态间的转变,特征温度6.聚合物熔体剪切流动的特点是什么?与一些塑料制品中冻结的内应有什 么关系?熔体不仅表现出不可逆的黏性流动形变,而且还表现出可逆的弹性形变。因为 运动单元依次跃迁的结构。伴随松弛过程,弹性形变的回复需要时间,如果没 有完全回复,会在制品里

48、留下内应力。何谓聚合物的屈服现象?在外力作用速度一定的条件下,屈服应力与温 度有什么关系?并解释其原因。答:(1)当应力达到一定值时,应力虽不增加(或者在小范围内波动),而变形 却急剧增长的现象,称为屈服现象。(2) t远低于tg,不屈服,脆断;低于tg,屈服很少,然后断裂;低于 tg几 十度,韧断;接近tg,无屈服,表现高弹态,应变随应力增大而增大。8. 何谓高弹性?描述高弹形变的分子运动机理?答:高弹性是指呈现高弹态的聚合物在不太大的外力作用下,能够发生大的可 逆形变的性能。高弹形变的分子运动机理:在高弹态下,聚合物受到外力时,分子链可以通过 单键的内旋转和链段的改变构象以适应外力的作用。

49、当受到拉伸时,分子链可 以从蜷曲状态变为伸展状态,因而表现在宏观上可以发生很大的变形。一旦外 力除去,分子链又要通过单键的内旋转和链段运动回复到原来的蜷曲状态,在 宏观上表现为弹性回缩。9. 聚合物玻璃化转变的自由体积理论的主要内容是什么?举出应用自由 体积理论的两个例子。答:聚合物的体积由高分子占据的体积和未被占据的自由体积构成,当聚合物 冷却时,起先自由体积逐渐减少,到某一温度时,自由体积将达到一最低值, 这时聚合物进入玻璃态,在玻璃态下,由于链段运动被冻结,自由体积也被冻 结,并保持一恒定值,自由体积中未被占据地体积的大小及其分布也将基本上 维持固定。tg、关联和预测聚合物-溶剂混和体系的扩散行为

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