《高分子物理考题》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高分子物理考题（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、高分子物理考题1. 给出高聚物各种平均相对分子质量（包括数均分子量Mn、重均分子量和粘均分子量）的 定义，并列举测定上述各种平均相对分子质量的实验方法的名称。2. 假定某聚合物样品仅含3 种相对分子质量不同的单分散级分，其相对分子质量分别为 10000、 20000和 30000，若由渗透压法和光散射法测出该样品的平均相对分子质量各为20000、23000,试计算该样品中三种级分的摩尔分数和质量分数。2. 假定某聚合物试祥中含有三个组分，耳相对分子质量分别为1万、2万和3万，今测得该试样的数均 朋对分子质量軌为2 77.重均相对分子质量乔円为23 77,试计算此试样中各组分的摩尔分数和重量分
2、毀耳=Y N風解， L.=s=z=xJ fU/,-厶 W.M Mr.Al 04 Nx -2x104.V; -3x104.V = 2 x 104 10sN- -4xlOV; -9x10V3 = 4.6 x10sN -N2-N. =1解得=0.3 , N2 = 0.4 ,= 0.3（2）.； A/w- =W.12xl04一- - 1（/ 2xlO4 3x10门旷昭-2xlQ4TF2 -3x1047 = 2,3x1 0_WY-W2 足=1解得 =0,15 ,晒=0，W3 =0.453. 10mol相对分子质量为1000的聚合物和10mol相对分子质量为106的同种聚合物混合,试计算M、M、d和o,讨
3、论混合前后d和。的变化。n w nn第二章 高分子的链结构1. 假定聚丙烯的等规度不高,能不能用改变构象的办法提高其等规度？说明理由。1.1 假若聚丙烯的等规度不高,能不能用改变构想的办法提高等规度？说明理由。 答：构象：由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态,称为构象。聚丙烯的等规度是由构型不同的异构体所产生的旋光异构所引起的,由于头-头键接的聚丙 烯,其有全同立构、间同立构和无规立构等异构体。而且构型是由分子中由化学键所固定的 原子在空间的几何排列,构象仅仅是由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态。所以 当聚丙烯的等规度不高时,用改变构象的方法是无法提高其等规度的,需要破坏化学键,
4、改 变构型,才能提高等规度。2构象与构型有何区别？聚丙烯分子链中碳碳单键是可以旋转的,通过单键的内旋转是 否可以使全同立构聚丙烯变为间同立构聚丙烯？为什么？答：（1）区别：构象是由于单键的内旋转而产生的分子中原子在空间位置上的变化,而构型 则是分子中由化学键所固定的原子在空间的排列；构象的改变不需打破化学键,而构型的改 变必须断裂化学键。（2）不能,碳-碳单键的旋转只能改变构象,却没有断裂化学键,所以不能改变构型,而全 同立构聚丙烯与间同立构聚丙烯是不同的构型。3 哪些参数可以表征高分子链的柔顺性？如何表征？4.鄒些参数可以表征高分子蒔的柔顺件？如何表征?答：空间位阻夢数爲各越大:.柔顺性越基
5、5越小,柔顺性越好;特证比CD 5 =对于自由连接卡连cl对于完全伸直跚屜卫当盒-x时;可定细g生越小，柔顺性越好。 琏段长度氏储段逋短，柔顺性逾好。第三章 高分子的溶液性质1. 简述聚合物的溶解过程,并解释为什么大多数聚合物的溶解速度很慢。例 3-1 简述聚合物的溶解过程,并解释为什么大多聚合物的溶解速度很慢？解：因为聚合物分子与溶剂分子的大小相差悬殊,两者的分子运动速度差别很大,溶剂分子 能比较快地渗透进入高聚物,而高分子向溶剂地扩散却非常慢。这样,高聚物地溶解过程要 经过两个阶段,先是溶剂分子渗入高聚物内部,使高聚物体积膨胀,称为“溶胀”,然后才 是高分子均匀分散在溶剂中，形成完全溶解地
6、分子分散的均相体系。整个过程往往需要较长 的时间。高聚物的聚集态又有非晶态和晶态之分。非晶态高聚物的分子堆砌比较松散，分子间的相互 作用较弱，因而溶剂分子比较容易渗入高聚物内部使之溶胀和溶解。晶态高聚物由于分子排 列规整，堆砌紧密，分子间相互作用力很强，以致溶剂分子渗入高聚物内部非常困难，因此 晶态高聚物的溶解要困难得多。非极性的晶态高聚物（如PE）在室温很难溶解，往往要升 温至其熔点附近，待晶态转变为非晶态后才可溶；而极性的晶态高聚物在室温就能溶解在极 性溶剂中。2. 什么是溶度参数& ?聚合物的&怎样测定?根据热力学原理解释非极性聚合物为什么能 够溶解在与其0相近的溶剂中。铭丸 胚忌遽吏銘
7、廉凳住也匡怎拝訂拔提比力塞点寺夸主復蛭蔑烫焉也惶遽绘荽岛橙曲越芒口了 浜 口：蓉麦歩去走芒靈鲨弦融耳方“它良益翼倉扮于同話月刀的文7兰亍鬓舍苏网煮ib开目适丢丈汽比涣亲计篁社奔会就戸芳尽谐巴蓋洼芒壹童阳更专港站尬m洱宰自器ff日妖件是谨餐目言菽“町 * -强為一隔03. 解释下列现象：丁腈橡胶的耐油性好；球鞋长期与机油接触会越来越大，最后涨 的像只船；聚乙烯油桶可盛装汽油。思考题: 1 解释下列现象乂 （1） 丁腊椽胶的耐油性好（指非极性的机油）；（2）球鞋长期与机油接触会越米越大；（常胀，鞋底弹性变小） （3）尼龙袜澱上一滴40%硫酸会出现孔洞： 聚乙烯醇溶于热水a 2 为什么聚四氟乙烯难以
8、找到合适的溶剂溶解？驚苯（沸点恥1和二甲苯（沸点書有大致相同的弘那个对金同聚丙 烯是更好的溶剂？为什么？. 4 解释为什么0=16.6的苯乙烯丁 一烯共聚物不能溶于5=14.4的戊烷， 也不能溶于石=1&6的乙酸乙酯，但却能溶于这两种溶剂的1： 1的混 合溶剂中答：宜因为聚四氟乙烯的溶度参数5=62,很離找到毎这么小的溶剂， 另外聚四氟乙烯易结晶，熔力高达327度，対于结晶性聚合物要求升 温到接近其熔点，才能溶解，口前还没有找到务和聚四觎乙烯又能有 如此髙沸点的合适溶剂.4. Flory-Huggins用统计热力学方法推导出高分子溶液的混合熵AS =-R（n ln + n lnQ ）与M 1
9、1 2 2理想溶液的混合熵ASi = -R（n ln x + n ln x ）相比，何者较大？并解释原因。5什么叫高分子e溶液？它与理想溶液有何本质区别？答：（1）高分子8溶液：是指高分子稀溶液在8温度下（Flory温度），分子链段间的作用力， 分子链段与溶剂分子间的作用力，溶剂分子间的作用力恰好相互抵消，形成无扰状态的溶 液。此时高分子溶剂相互作用参数为1/2,内聚能密度为 0.（2）理想溶液三个作用力都为 0，而8 溶液三个作用力都不为0，只是合力为 0.6.Flory-Huggins 晶格模型理论推导高分子溶液混合熵时作了哪些假定？混合热表达式中 Huggins 参数的物理意义是什么？答
10、:（1）假定：a.溶液中分子排列也像晶体中一样，为一种晶格排列；b.高分子链是柔性的， 所有构象具有相同的能量；c.溶液中高分子“链段”是均匀分布的，即“链段”占有任一格 子的几率相同。（2）物理意义：反映高分子与溶剂混合时相互作用能的变化。第五章 聚合物的非晶态1. 解释：聚合物T开始时随相对分子质量增大而升高，当相对分子质量达到一定值之g后，T变为与相对分子质量无关的常数；聚合物中加入单体、溶剂、增塑剂等低分 g子物时导致T下降。g2. 讨论分子结构和外力因素对聚合物T的影响。g3. 为什么粘流态聚合物的表观粘度小于真实粘度？3.1 由于高聚物的流动过程中同时含有不可逆的粘性流动和可逆的高
11、弹形变两部分,使总形 变增大,而粘流态高聚物的表观粘度是对不可逆部分而言的,所以粘流态高聚物的表观粘度小于真实粘度.4. 从结构观点分析温度、切变速率对聚合物熔体粘度的影响规律，举例说明这一规律在成 型加工中的应用。4.1 从结构观点分析温度、切变速率对聚合物熔体粘度的影响规律，举例说明这一规律在成 型加工中的应用。答：a.温度升高，粘度下降，在较高温度的情况下，聚合物熔体内自由体积大，流动粘度的 大小取决于高分子链本身的结构，分子间作用力越大，流动活化能越高；当温度处于 TgTTg+100K时，由于自由体积减小，阶段跃迁速率不仅与其本身的跃迁能力有感，也与自 由体积大小有关。b.柔性链高分子
12、表观粘度随切变速率增加而下降，刚性链高分子表观粘度也随切变速率增 加而下降，但降幅较小，因为切变速率增加，柔性链易改变构象，降低流动阻力，刚性链链 段较长，构象改变较困难，随切变阻力增加，阻力变化不大。5. 试扼要说明聚合物的热分解温度、粘流温度和熔点的含义，并指出它们与加工方法和条 件选择的关系。物质的熔点 （melting point）,即在一定压力下，纯物质的固态和液态呈平衡时的温度， 也就是说在该压力和熔点温度下，纯物质呈固态的化学势和呈液态的化学势相等，而对于分 散度极大的纯物质固态体系（纳米体系）来说，表面部分不能忽视，其化学势则不仅是温度 和压力的函数，而且还与固体颗粒的粒径有关
13、，属于热力学一级相变过程。粘流温度：软七温庶）（viscous ftemperature）T与粘注态耳的转变媪度，叫做粘注温度或软化媪度粘流温度的影响因素:1）分子琏的柔顺性：F子链越柔贩，沾施度越-氐；帀分子酒題刚性，粘浇温度越高。链的剩晅性越甘，链的单琏内旌转 越容易进i亍，流动活化能越低，聚合牧在较任温度下就能冥观粘性滾动:2）分子按性：高分子的极性犬，则粘流温度高:根性越丈分子间的忙用力较丈，粘流温舅支高。3）分子量及其分布：分子质量前大，位移运动愈不易进行粘淡温度就更提高。廿子量分布宽，丁虎围宽，Tfb.巧支化：短支化T嗣小；长支化，Tf増加。同吋，粘汛温另、力丈丁和作用E寸旧有关。
14、外土增兀苛札十琏E殳沿外力万冋移动，Tf庠-氏延悅卜力作月的时旧也衍朋 于高分子i连产生粘性济动,増力矽卜力作用的时间就*韭于降低粘溢温度。第六章 聚合物的结晶态1. 判断结晶对高聚物下列性能的影响：相对密度、拉伸强度、仲长率，冲击强度、硬度、 弹性、耐热件，耐化学介质性。2-20.将熔融态的聚乙烯（PE）、聚对竦二甲馥7二醇酣（PET）和聚苯乙烯低）淬冷到 至涓，PE是卡遥明的，而PET和PE是遥明的.为件乙？（2）将上述的PET透明试样，在接近域璃化温度兀下进疔拉伸，发现试样外观由逶明变为混浊,试从热丿学观总来解理这一现象:睥：当亢践逋过柳体时，若全部逼过：贝此制体足透明的。若尢註全部被媒
15、收，则此物-本穴 黑色。对于高聚牧的畐态结相总是晶区弓非晶区共存，而晶区与非晶区的密度兀同，输质的护光 率又与密廈有关，因此，高聚物列晶区H非晶区折光鱼不司。光钱進过结屋高髮物时，在晶区界 面上必然麦生折射、阪射和歆射，不能直接通过，故两相并在的芬晶高聚牧通當呈乳白色，不透 明或半逶明,如聚乙职 尼龙等。当结晶度减小时,逶明度増皿 对于完全非晶的高鑒物光线 能逋过.遥常是逵明的，如有机披璃，舉華Z烯竽。另外结品性言黑牧J更液丘充要条仁叱寻结 均的规凳性和几何结枸的规整性，温度印吋问：才能结晶，否则圣兀可能芷。IT日丁结晶能力畦 別鱼，用滝氮-加匸）将其熔体址冷也得不到売全非晶体，总圣晶区月非晶区兵存，囚Tii呈现 半送明: PET是结韜戢力较蕊的輿台柳，将耳烽体痒冷，日十尢定够旳更间使耳追E射非人晶格，结 果得到的是非畐态而三透明性。PS没加任何说明部认为是无规立构的。无规盒构的凸在任诃条件匚都不能结晶，所U呈现透明性。（2）PETU接近蔦址行拉侣，生于拉1申僅得只分子链或缝段在外才的方向上取向而呈现一定的 百底件伸7容昜结品。中二结晶.悖7比诱E耳尋询混沖。持佃百和干结晶.秆熱右兰
