高分子物理简答题完整版
- 格式:docx
- 大小:32.57 KB
- 文档页数:9
1.分子运动的三大特点:①多重性运动单元多重性:分子链链段链节支链②对时间依赖性松弛松弛时间:在外场下,物体以一种平衡状态通过高分子运动过渡到另一种平衡状态时所需要的时间,这种特性叫松弛特性,所需时间称为松弛时间③对温度依赖性升温使松弛时间减少提供个运动单元的热运动能力,热膨胀使分子间距离增加增加各运动分子的运动空间2.玻璃态,高弹态和粘流态三态的转变:在加热条件下,对高聚物试样施加一个恒定的力,观察试样形变与温度的关系图聚合物的力学三态是玻璃态、高弹态和粘流态。
在玻璃化转变温度以下的玻璃态,聚合物的分子运动以链节、侧基和支链等为特征,因此材料坚硬但脆性较大。
当温度升高,进入高弹态以后,聚合物的运动单元变为链段的运动。
聚合物具有很好的弹性;当温度进一步升高,进入粘流态后,整个聚合物分子都运动起来,聚合物流动但粘性大,因此,这时的运动单元是整个分子链。
图3.玻璃态转化温度的影响因素:㈠内因①主链②侧链⑴极性极性增大,柔顺性降低⑵非极性如果侧基本身是柔顺性,随侧基本身长度的增加,Tg反而降低,因为侧基起增塑剂的作用⑶对称性③H键Tg增大④交联Tg增大⑤分子量随分子量增加而增大⑥共聚⑦共混⑧增塑剂Tg降低㈡外因①温度②外力作用时间频率③外力越大Tg越小④流体静压力4.温度对结晶速度的影响:聚合物结晶速率与温度的这种关系是晶核生成速度和晶体生长速度在不同的温度依赖性共同作用的结果,成核过程的温度依赖于成核方式有关异相成核可以在较高温度下发生,而均相成核只有在稍低的温度下发生,因为温度过高,分子的热运动过于剧烈,晶核不易形成,或生成的晶核不稳定,容易被分子热运动所破坏,随着温度的降低均相成核的速度增大,结晶的生长过程则取决于链段向晶核扩散和规整堆积的速度,随着温度的降低熔体的黏度增大,链段的活动能力降低,晶体生长速度下降,因此由于晶核形成速度增加并且警惕生长速度又很大,结晶速度迅速增大,到某一适当的温度时,晶核形成和警惕生长都有较大的速度,结晶速度出现极大值,此后虽然晶核形成的速度仍然很大,但是由于晶体生长速度逐渐下降结晶速度也随之下降,其他影响因素有杂质、分子结构等。
三、简答题1、高分子结构的特点?2、表1-4数据说明了什么?试从结构上予以分析。
3、评价主链带有间隔单键和双键的聚磷腈的柔顺性。
其结构示意如下:4、.比较以下三个聚合物的柔顺性,从结构上简要说明原因。
5、试分析纤维素的分子链为什么是刚性的?(提示:从纤维素链节结构分析阻碍内旋转的因素)6、比较以下两种聚合物的柔顺性,并说明为什么。
7、试从下列高聚物的链节结构,定性判断分子链的柔性或刚性,并分析原因。
8、以下化合物,哪些是天然高分子化合物?哪些是合成高分子化合物?(1)、蛋白质,(2)PVC,(3)酚醛树脂,(4)淀粉,(5)纤维素,(6)石墨,(7)尼龙-66,(8)PV Ac,(9)丝,(10)PS,(11)维尼纶,(12)天然橡胶,(13)聚氯丁二烯(14)纸浆,(15)环氧树脂。
9、试述下列烯类高聚物的构型特点及其名称。
式中d表示链节结构是d构型,l则表示是l构型。
(1)—d—d—d—d—d—d—d—;(2)—l—l—l—l—l—l—l—l—l—;(3)—d —l—d—l—d—l—d—l—;(4)—d—d—l—d—l—l—l—。
10、已知高分子主链中键角大于90°,定性地讨论自由旋转链的均方末端距与键角的关系。
11、(1)由丙烯得到的全同立构聚丙烯有无旋光性?(2)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?12、近程相互作用和远程相互作用的含义及它们对高分子链的构象有何影响?13、根据高聚物的分子结构和分子间作用能,定性地讨论表2-3中所列各高聚物的性能。
14、将下列三组聚合物的结晶难易程度排列成序:(1)PE,PVC,PS,PAN;(2)聚对苯二甲酸乙二酯,聚间苯二甲酸乙二酯,聚己二酸乙二酯;(3)尼龙-66,尼龙-1010。
15、有两种乙烯和丙烯的共聚物,其组成相同(均为65%乙烯和35%丙烯),但其中一种室温时是橡胶状的,一直到稳定降至约-70℃时才变硬,另一种室温时却是硬而韧又不透明的材料。
高分子物理简答题1.同样是都是高分子材料,在具体用途分类中为什么有的是县委,有的是塑料,有的是橡胶?同样是纯的塑料薄膜,,为什么有的是全透明的,有的是半透明的?答:高分子材料的用途分类取决于材料的使用温度和弹性大小,当材料的使用温度在玻璃化温度Tg以下,是塑料,Tg以上则为橡胶,否则会软化。
而透明度的问题在于该材料是否结晶,结晶的塑料薄膜是透明的,非结晶的则不透明或半透明。
2.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,改变构型,才能提高等规度。
3.理想的柔性高分子链可以用自由连接或高斯链模型来描述,但真实高分子链在通常情况下并不符合这一模型,原因是什么?这一矛盾是如何解决的?答:在采用自由连接链或高斯链模型描述理想的柔性高分子链时,我们假设单键在结合时无键角的限制,内旋转时也无空间位阻,但真实高分子链不但有键角的限制,在内旋转时也存在空间位阻,因此使真实高分子链在通常情况下并不符合这一模型。
对于真实高分子链我们用等效自由结合链来描述,把由若干个相关的键组成的一段链,算作一个独立的运动单元,键称作“链段”,令链段与链段自由结合,并且无规取向,这种链称为等效自由结合链。
4. 高分子溶解过程与小分子相比,有什么不同?答: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,溶剂分子能比较快的渗透进入高聚物,而高分子向溶剂的扩散却非常慢,这样,高聚物的溶解过程要经过两个阶段,现实溶剂分子渗入高聚物内部,是高聚物体积膨胀,称为溶胀,然后才是高分子均匀分散在溶剂中,形成完全溶解的分子分散的均相体系。
高分子物理简答题标准化工作室编码[XX968T-XX89628-XJ668-XT689N]高分子物理简答题1.同样是都是高分子材料,在具体用途分类中为什么有的是县委,有的是塑料,有的是橡胶同样是纯的塑料薄膜,,为什么有的是全透明的,有的是半透明的答:高分子材料的用途分类取决于材料的使用温度和弹性大小,当材料的使用温度在玻璃化温度Tg以下,是塑料,Tg以上则为橡胶,否则会软化。
而透明度的问题在于该材料是否结晶,结晶的塑料薄膜是透明的,非结晶的则不透明或半透明。
2.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,改变构型,才能提高等规度。
3.理想的柔性高分子链可以用自由连接或高斯链模型来描述,但真实高分子链在通常情况下并不符合这一模型,原因是什么这一矛盾是如何解决的答:在采用自由连接链或高斯链模型描述理想的柔性高分子链时,我们假设单键在结合时无键角的限制,内旋转时也无空间位阻,但真实高分子链不但有键角的限制,在内旋转时也存在空间位阻,因此使真实高分子链在通常情况下并不符合这一模型。
对于真实高分子链我们用等效自由结合链来描述,把由若干个相关的键组成的一段链,算作一个独立的运动单元,键称作“链段”,令链段与链段自由结合,并且无规取向,这种链称为等效自由结合链。
4. 高分子溶解过程与小分子相比,有什么不同答: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,溶剂分子能比较快的渗透进入高聚物,而高分子向溶剂的扩散却非常慢,这样,高聚物的溶解过程要经过两个阶段,现实溶剂分子渗入高聚物内部,是高聚物体积膨胀,称为溶胀,然后才是高分子均匀分散在溶剂中,形成完全溶解的分子分散的均相体系。
高分子物理面试题及答案一、单项选择题1. 高分子链的构象主要取决于以下哪个因素?A. 分子量B. 温度C. 溶剂D. 分子间作用力答案:D2. 下列哪一项不是高分子材料的特点?A. 高分子量的分子B. 良好的机械性能C. 可塑性D. 易燃性答案:D3. 高分子材料的玻璃化转变温度(Tg)主要受哪些因素的影响?A. 分子量B. 分子结构C. 分子间作用力D. 以上都是答案:D4. 聚合物的结晶度通常与以下哪个因素无关?A. 分子链的规整性B. 分子链的柔顺性C. 分子链的分子量D. 聚合物的溶解度答案:D5. 聚合物的熔融指数(MFI)反映了聚合物的什么性质?A. 机械强度B. 热稳定性C. 流动性D. 耐化学性答案:C二、简答题1. 简述高分子链的柔顺性对聚合物性能的影响。
答案:高分子链的柔顺性是指分子链在空间中自由运动的能力。
柔顺性高的聚合物通常具有更好的加工性能,因为它们在加工过程中更容易流动和变形。
此外,柔顺性也影响聚合物的机械性能,如弹性和韧性。
柔顺性高的聚合物在受到外力时更不容易断裂,因为它们可以通过链段的重排来吸收和分散应力。
2. 描述高分子材料的热塑性和热固性的区别。
答案:热塑性高分子材料在加热时可以软化和流动,冷却后可以再次硬化,这种过程可以反复进行。
热塑性材料通常由线性或轻度支链的高分子组成,分子间作用力较弱,易于塑化。
而热固性高分子材料在加热和固化后形成三维网络结构,这种结构在再次加热时不会软化,因为分子间的交联使得材料具有不可逆的固化特性。
热固性材料通常由含有反应性官能团的高分子组成,通过化学反应形成交联结构。
三、论述题1. 论述高分子材料在现代工业中的应用及其发展趋势。
答案:高分子材料因其独特的物理、化学和机械性能,在现代工业中有着广泛的应用。
例如,塑料、橡胶和纤维是高分子材料的三大类,它们在汽车、电子、建筑、纺织和医疗等领域都有重要用途。
随着科技的发展,高分子材料的应用领域不断扩大,如生物降解材料、智能材料和纳米复合材料等。
高分子物理知识点总结及习题【韦森堡效应(爬杆现象)、巴拉斯效应(挤出物胀大)以及熔体的不稳定流动和熔体破裂都是由于聚合物熔体在流动过程中的弹性效应引起的】简答题1.简述聚合物的分子运动特点。
答:聚合物的分子运动的特点是:a、运动单元具有多重性。
聚合物的运动单元可以是侧基、支链、链节、链段和整个分子等。
B、高分子热运动是一个松弛过程。
在一定的外界条件下,聚合物从一种平衡状态通过热运动达到与外界条件相适应的新的平衡态,这个过程不是瞬间完成的,需要一定的时间。
C、高分子热运动与温度有关。
随着温度的升高,高分子运动的松弛时间缩短。
2.试用自由体积理论解释聚合物的玻璃化转变。
答:根据自由体积理论,液体或固体物质的体积是由两部分组成的:一部分是被分子占据的体积,称为已占体积,另一部分是未被占据的以“孔穴“形式分散于整个物质之中的自由体积。
正是由于自由体积的存在,分子链才可能通过转动和位移而调整构象。
自由体积理论认为,当高聚物冷却时,起先自由体积逐渐减少,到某一温度时,自由体积将达到最低值,这时高聚物进入玻璃态。
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。
因此,对任何高聚物,玻璃化温度就是自由体积达到某一临界值时的温度,高聚物的玻璃态可视为等自由体积状态。
3.何谓玻璃化转变温度?简述一种测量聚合物玻璃化转变温度的方法。
答:聚合物玻璃态与高弹态之间的转变即为玻璃化转变,对应的转变温度为玻璃化转变温度。
玻璃化转变温度可以用差热分析测量,其基本原理是在等速升温的条件下,连续测定被测试样与惰性基准物之间的温度差ΔT,并以ΔT对试样温度T作图,即得差热曲线,曲线上出现一台阶,台阶处所对应的温度即为玻璃化温度。
4.试从分子运动的观点说明非晶态聚合物的三种力学状态和两种转变。
答:在玻璃态下(实际温度小于玻璃化温度),由于温度较低,分子运动的能量很低,不,足以克服主链内旋转的位垒,因此不足以激发起链段的运动,链段处于被冻结的状态,只有那些较小的运动单元,如侧基、支链和小支链能运动。
高分子物理试题库及答案一、选择题1. 下列哪一项不是高分子材料的特点?A. 高分子材料具有可塑性B. 高分子材料具有热塑性C. 高分子材料具有热固性D. 高分子材料具有导电性答案:D2. 高分子链的构象变化主要受哪些因素影响?A. 分子量B. 温度C. 溶剂D. 以上都是答案:D二、填空题1. 高分子材料的玻璃化转变温度是指材料从______状态到______状态的转变温度。
答案:玻璃态;高弹态2. 聚合物的分子量分布可以通过______曲线来表示。
答案:分子量分布三、简答题1. 简述高分子材料的力学性能特点。
答案:高分子材料的力学性能特点包括高弹性、高韧性、高抗冲击性、良好的耐磨性和良好的抗疲劳性等。
2. 解释什么是聚合物的分子量分布。
答案:聚合物的分子量分布是指聚合物中不同分子量的分子所占的比例。
由于聚合反应的不完全性,实际的聚合物中分子的分子量并不是单一的,而是呈一定范围分布的。
四、计算题1. 已知某聚合物的分子量为10000,求其分子量分布指数(Mw/Mn),假设Mn=5000。
答案:Mw/Mn = 10000 / 5000 = 22. 假设某聚合物的分子量分布指数为2,求其分子量Mw,已知Mn=5000。
答案:Mw = Mn * (分子量分布指数) = 5000 * 2 = 10000五、论述题1. 论述高分子材料在现代工业中的应用及其重要性。
答案:高分子材料因其独特的物理、化学和力学性能,在现代工业中应用广泛。
例如,在汽车工业中,高分子材料可用于制造轻质的车身部件以降低能耗;在电子工业中,高分子材料可用于制造绝缘材料和柔性电路板;在医疗领域,高分子材料可用于制造各种医疗器械和生物可降解的植入物。
高分子材料的轻质、耐腐蚀、可塑性强等特点使其在现代工业中具有不可替代的重要性。
2、试用玻璃化转变理论的自由体积理论解释:冷却速度越快,测得的Tg越高。
对高聚物熔体进行冷却时,聚合物的体积收缩要通过分子的构象重排来实现,显然需要时间。
温度高于Tg时,高聚物中的自由体积足以使链段自由运动,构象重排瞬时即可完成,此时的体积为平衡体积。
如连续冷却,链段运动松弛时间将按指数规律增大,构象重排速率降低,将跟不上冷却速率,此时的体积总是大于该温度下的平衡体积。
3、试述聚合物的溶解特点。
4、高弹性有哪些特征?为什么聚合物具有高弹性?(1).弹性模量小,而形变很大;(2).形变需要时间;(3).形变有热效应;橡胶是由线性长链分子组成的,由于热运动,这种长链分子在不断的改变着自己的形状,因此在常温下橡胶的长链分子处于卷曲状态。
卷曲分子的均方末端距比完全伸直的分子的均方末端距小100-1000倍,因此卷曲分子拉直就会显示出形变量很大的特点。
橡胶受到外力作用时,链段伸展,发生大形变。
因是一熵减过程,所以不稳定。
热运动会促使分子链回到卷曲状态,此时如果受热,则热运动加剧,回缩力加大,足以抵抗使分子链伸展的外力而回缩。
5、以结构的观点讨论下列聚合物的结晶能力:聚乙烯、尼龙66、聚异丁烯高分子的结构不同造成结晶能力的不同,影响结晶能力的因素有:链的对称性越高结晶能力越强;链的规整性越好结晶能力越大;链的柔顺性越好结晶能力越好;交联、分子间力是影响高聚物的结晶能力;氢键有利于结晶结构的稳定。
聚乙烯对称性最好,最易结晶;尼龙66,对称性不如聚乙烯,但仍属对称结构,还由于分子间可以形成氢键,使结晶结构的稳定,可以结晶,聚异丁烯分子链具有较高的对称性,可以结晶,但由于取代基的空间位阻以及化学结构的不规整性,使其较难结晶。
6、以分子运动观点和分子间物理缠结概念说明非晶态聚合物随着温度升高粘弹行为的4个区域,并讨论分子量对应力松弛模量-温度曲线的影响规律。
答:(1)a.玻璃态区,玻璃化温度以下,分子运动主要限于振动和短程的旋转运动;b.玻璃-橡胶转变区,可解析为远程、协同分子运动的开始;c.橡胶-弹性平台区,由于分子间存在几个链段平行排列的物理缠结,聚合物呈现远程橡胶弹性;d.末端流动区,物理缠结来不及松弛,材料仍然表现为橡胶行为,温度升高,发生解缠作用,导致整个分子产生滑移运动,即产生流动,这种流动是作为链段运动结果的整链运动。
高分子物理简答题HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】高分子物理简答题1.同样是都是高分子材料,在具体用途分类中为什么有的是县委,有的是塑料,有的是橡胶同样是纯的塑料薄膜,,为什么有的是全透明的,有的是半透明的答:高分子材料的用途分类取决于材料的使用温度和弹性大小,当材料的使用温度在玻璃化温度Tg以下,是塑料,Tg以上则为橡胶,否则会软化。
而透明度的问题在于该材料是否结晶,结晶的塑料薄膜是透明的,非结晶的则不透明或半透明。
2.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,改变构型,才能提高等规度。
3.理想的柔性高分子链可以用自由连接或高斯链模型来描述,但真实高分子链在通常情况下并不符合这一模型,原因是什么这一矛盾是如何解决的答:在采用自由连接链或高斯链模型描述理想的柔性高分子链时,我们假设单键在结合时无键角的限制,内旋转时也无空间位阻,但真实高分子链不但有键角的限制,在内旋转时也存在空间位阻,因此使真实高分子链在通常情况下并不符合这一模型。
对于真实高分子链我们用等效自由结合链来描述,把由若干个相关的键组成的一段链,算作一个独立的运动单元,键称作“链段”,令链段与链段自由结合,并且无规取向,这种链称为等效自由结合链。
4. 高分子溶解过程与小分子相比,有什么不同?答: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,溶剂分子能比较快的渗透进入高聚物,而高分子向溶剂的扩散却非常慢,这样,高聚物的溶解过程要经过两个阶段,现实溶剂分子渗入高聚物内部,是高聚物体积膨胀,称为溶胀,然后才是高分子均匀分散在溶剂中,形成完全溶解的分子分散的均相体系。
整个过程往往需要较长的时间。
5.什么是高分子的理想溶液?它应该符合哪些条件?答:高分子溶液的化学位由理想部分和非理想部分组成,对于高分子溶液即使浓度很稀也不能看做是理想溶液,但是我们可以通过选择溶剂和温度来满足Δμ1E=0的条件,使高分子溶液符合理想溶液的条件,称其为θ条件,这时的相互作用参数X=1/2.6.解释本章附录中聚合物的结构对玻璃化温度的影响。
试各另举一组例子说明聚合物的着化学结构因素对玻璃化温度的影响。
答:(1)主链结构①主链由饱和单间构成的高聚物:高聚物的内旋转位垒越低,分子链的柔性越大,Tg越低。
例如:聚乙烯Tg=-68°C,聚甲醛Tg=-83°C,聚二甲基硅氧烷Tg=-123°C②珠帘寨红引入苯基等芳杂环以后:分子链的刚性增大,Tg升高。
例如:聚乙烯Tg=-68°C,聚苯乙烯Tg=100°C③主链中含有孤立双键的高聚物分子链都比较柔顺,Tg 比较低④共轭二烯烃聚合物:由于几何异构体的存在,分子链较刚性的反式异构体有比较高的Tg.(2)取代基的空间位阻和侧击的柔性①一取代烯类聚合物:取代基的体积增大,内旋转位阻增加,Tg将升高(聚甲基丙烯酸甲酯的侧基增大,Tg反而下降)如果有旋光异构体曾在,通常一取代聚烯烃的不同旋光异构体,不表现出Tg的差别;②?1.1-二取代的烯类聚合物:作不对称取代时,空间位阻增加,Tg讲升高,做对称双取代是,主链内旋转位垒小于单取代位垒,链柔顺性增加,Tg下降.(3)分子间的影响侧基的极性越强,Tg越高。
含离子聚合物的离子键对Tg的影响很大。
一般正离子的半径越小,或其电荷量越多,Tg越高。
7.链的结构对粘度的影响答:①分子量的影响:高聚物的粘性流动是分子链重心沿流动方向位移和链间相互划移的结果。
分子量越大,分子链所包含的链段数就越多,为了实现重心的位移,需要完成的链段协同位移就越多,因此高聚物熔体的剪切粘度随份子两的升高而增加,对于高聚物一般存在一个临界分子量Mc,分子量小于Mc时,高聚物熔体的零切粘度与重均分子量成正比;当分子量大于Mc时,零切粘度与重均分子量的3.4次方成正比,这是由于分子量的缠结作用引起的,Mc值与分子结构有关,如果链的刚性增加,缠结倾向会减少,Mc值会偏大。
②?分子量分布的影响:分子量分布较窄的单分散高聚物,剪切粘度主要由重均分子量决定。
在临界分子量Mc以上,粘度与重均分子量的3.4次方成正比,因此对分子量分布较宽的多分散试验,高分子量部分的影响远大于低分子量的部分,重均分子量相同的试样,宽分布的比单分散的试样有较高的零切粘度。
③?其他结构因素的影响:凡能使Tg升高的因素,也使粘度升高,柔性链的粘度比刚性链的粘度低。
极性高聚物,分子间作用力强,熔融粘度大。
聚乙烯与聚甲基丙烯酸甲酯想必,PMMA的分子间力和空间位阻均大于聚乙烯,所以粘度也大于他8.温度对不同高聚物粘度的影响:温度升高,熔体的自由体积增加,链段的活动能力增加,分子间的作用力减弱,使高聚物的流动性增大,熔体的粘度随温度升高以指数方式降低,lnη=lnA+ΔEη/RT。
一般分子链越刚性,或分子间作用力越大,则活化能越高,聚合物的粘度对温度越敏感。
聚乙烯和PMMA比,PMMA的粘度大于聚乙烯,温度影响的敏感性也比较大。
9.什么叫高分子的构型,什么叫高分子的构象假若聚丙烯的等规度不高,能不能改变构象的方法提高其等规度答:不能。
构象是由于单键内旋转而引起,而构型是由于化学键所固定的原子在空间的排列。
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排列变化,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。
10.能否用蒸馏的方法提纯高分子化合物?为什么答:不能,由于高分子化合物分子间作用力往往超过高分子主链内的键合力,所以当温度升高达气化温度以前,就发生主链的断裂或分解,从而破坏了高分子化合物的化学结构,因此不能。
11.高分子的θ溶液与理想溶液有哪些相似之处及不同之处?答:θ溶液的自由能和热力学性质与理想溶液相似,但高分子θ溶液:是指高分子稀溶液在θ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.而理想溶液三个作用力都为0,而θ溶液三个作用力都不为0,只是合力为0。
12.结晶聚合物为什么会存在容限它与聚合物的结晶形成的温度存在什么关系答:结晶聚合物熔融时出现边熔融边升温的现象是由于结晶聚合物中含有完善程度的晶体,比较不完善的晶体将在较低温度下熔融,而比较完善的晶体则需要较高的温度下才能熔融,因而出现较宽的温度范围。
13有两种乙烯和丙烯的共聚物,其组成相同,但其中一种室温时是橡胶状的,一直到温度降至-70°C时才变硬,另一种室温时缺是硬而韧又不透明的材料,试解释它们内在结构上的差别?答:前者是无规共聚物,丙烯上的甲基在分子链上是无规排列的,这样在晶格中分子链难以堆砌整齐,所以得到一个无定形的橡胶状的透明聚合物,后者是乙烯和有规立构聚丙烯的嵌段共聚物,乙烯和丙烯的嵌段分别形成自己的晶格,形成部分共晶,从而是硬而韧的塑料,且不透明。
14.解释高弹形变与强迫高弹形变之间的相同点及不同点。
答:高弹性:聚合物处于高弹态,受到外力作用后,柔性的高分子链可以伸展或蜷曲,产生很大的变形,但高分子链之间不产生滑移,外力除去后形变会完全回复;强迫高弹形变,玻璃态高聚物在的外力作用下发生的大形变,其本质跟高弹形变一样,但表现的形式却有差别,为了与普通的高弹形变区别开来,通常称为强迫高弹形变。
本质相同:都是链段运动,不同:强迫高弹形变外力除去不能自动回复,需要加热,受外力要大的多,发生在Tb-Tg之间。
15.要使脆性较大的聚合物增韧,又不至于过多地降低材料的模量和强度,采用什么方法,举例说明。
答:采用增加非晶相(橡胶相),使共混物或接枝共聚物形成两项结构,即刚性的聚合物成连续相,橡胶为分散相。
这样,当受到冲击时,橡胶相可以有效的冲击能量,使韧性增加,如:高抗冲聚苯乙烯(HIPS)是橡胶粒子与聚苯乙烯接枝共聚,形成橡胶粒子包含在聚苯乙烯中的材料。
16.拉伸一根橡皮筋,迅速放到嘴唇上,你会感受到橡皮筋变热还是变冷,试解释?答:橡胶弹性是熵弹性,回弹动力是熵增,在外力作用下,橡胶分子链由卷曲状态变为伸展状态,熵减小,放热;放手即外力移去,分子链由伸展再回复卷曲状态,熵增加,吸热。
17.解释为什么PE和聚四氟乙烯的内聚能相差不多,而熔点相差很大。
答:PE与PTFE都是非极性高分子,分子间作用力差不多,即ΔH差不多。
但由于氟原子电负性很强,氟原子间的斥力很大,分子链的内旋转很困难,分子刚性很大,从而ΔS很小,Tm很高。
18.由丙烯得到的全同立构聚丙烯有无旋光性?答:高分子链虽然含有许多不对称碳原子,但由于内消旋或外消旋作用,即使空间规整性很好的高聚物,也没有旋光性。
19.解释为什么尼龙6在室温下可溶解在某些溶剂中,而线性的聚乙烯在室温下却不能?答:首先说明尼龙和聚乙烯都是结晶性的聚合物,其溶解首先要使晶区熔融才能溶解。
而尼龙是极性的聚合物,如果置于极性溶剂之中,和极性的溶剂作用会放出热量从而使晶区熔融,继而溶解。
聚乙烯是非极性的聚合物,要使其晶区熔融只能升温至其熔点附近,然后溶于适当的溶剂中才能溶解。
所以聚乙烯在常温下不能溶解在溶剂之中。
20.什么热机械曲线上Tf的转折不如Tg明晰?答:因为Tf与相对分子质量有关(1分),随相对分子质量增加,Tf持续增加(1分)。
而高分子的相对分子质量存在多分散性(1分)。
使Tf没有明晰的转折,而往往是一个较宽的软化区域。
21.说明高聚物中两种断裂的特点,并画出两种断裂的应力-应变曲线。
答:高聚物的破坏有两种形式,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貌来区分。
若深入研究,两种有以下不同:(1)韧性断裂特点:断裂前对应塑性;沿长度方向的形变不均匀,过屈服点后出现细颈,断裂伸长(b)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的;对应的分子机理是化学键的破坏。