资源描述
第一部分
23年名词解释
1.链段:高分子链上划分出来可以任意取向最小单元。
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,其本质和橡胶高弹性同样,但体现形式却有差异。(03,04,06考过)
3.时温等效原理:对于某种模式分子运动,可以在较高温度下较短时间内观测到,也可以在较低温度下较长时间内观测到,升高温度和延长观测时间是等效。(03,05,08)
4.熔融指数:在一定温度下,熔融状态高聚物在一定负荷下,十分钟内从规定直径和长度原则细管中流出重量(克数)(03,04)
5.θ温度:一般,可以通过选择溶剂和温度以满足条件,使高分子溶液符合理想溶液条件,Flory把这种条件成为θ条件,或θ状态,θ状态下所处温度称为θ温度。
23年名词解释
1.高分子构象:由于单键内旋转而产生分子在空间不同样形态
2.结晶性高聚物:具有结晶汇集态聚合物,从高分子化学构造看具有结晶能力聚合物。(04,05)
3 .Huggins相对作用参数;反应高分子溶剂或高分子混合时互相作用能变化。()(04,05,08)
4.高聚物驻极体:具有被冻结长寿命非平衡电矩电介质。
5.蠕变:在一定温度湿度,较小恒定外力作用下,材料形变随时间延长而增大现象。(04,06)
6.银纹:聚合物在张应力作用下出现于材料缺陷或微弱处和应力方向垂直长条形微细凹槽。(另一解释:在拉伸力作用下聚合物中某些微弱部位由于应力集中而产生空化条纹状形变区。由于光线在微裂纹表面上发生全反射,它在透明塑料中展现为肉眼可见明亮条纹)
23年名词解释
1.高分子构型:分子中由化学键所固定原子在空间几何排列。(05,07)
2.高分子柔顺性:高分子链可以变化其构象性质成为柔顺性。(05,06,08)
3.溶度参数:物质内聚能密度平方根为溶度参数。
4.分子量分布:(1)书本定义:聚合物试样中各个组分含量和分子量关系。(2)课件:聚合物中多种分子量高分子相对含量。(05,07)
5.聚合物转变:在一定条件下,本体聚合物由一种模式分子运动向另一种模式分子运动变化,此时聚合物力学性能,热力学性能,电学性能乃至化学性能等发生急剧变化,热力学上称为松弛。(05,06,08)
6.冷拉:在较低温度下,玻璃态,结晶态聚合物在相称大拉伸力作用下,发生屈服成颈,细颈稳定,细颈扩展,试样产生大形变行为成为冷拉。(05,06,08)
7.聚合物极化:聚合物电介质在电场作用下,分子内束缚电荷产生弹性位移或和偶极子沿电场方向从优取向或和载流子在多相界面处集聚,使电介质两端面展现异号电荷,出现宏观偶极现象。(05,06,07,08)
23年名词解释
1.全同立构高分子:高分子所有由一种旋光构造键接而成。
2.高分子汇集态构造:高分子链之间排列和堆砌构造,也成为超分子构造。
3.高分子液晶:高分子液晶:某些物质结晶受热熔融或被溶剂溶解后来,虽然失去固体物质刚性,而获得液态物质流动性,却仍然部分地保持着晶态物质分子有序排列,从而在物理性质上展现各向异性,形成一种兼有晶体和液体部分性质过渡状态,这种中间状态称为液晶态,处在液晶态高分子称为高分子液晶。
4.比浓粘度:设η为聚合物溶液黏度。η0为纯溶剂黏度,定义两黏度之差,η-η0。和纯溶剂黏度η0比值为聚合物溶液增比黏度,以ηsp表达,即:ηsp=(η-η0)/η0。定义,ηsp/c为聚合物比浓黏度。
5.Mark-Houwink方程:
6.聚合物滞后现象: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,应力增长,应变也增长,但增长速度比应力慢,即比和对应平衡应变值小;应力减小时,应变也减小,但比应力减小慢,即比和应力对应平衡应变值大,应变落后于应力变化现象即滞后现象。(06,07)
23年名词解释
1.高斯链:高分链末端距分布符合高斯分布函数链(体现了大量柔顺性链共同特性)
2.球晶:由晶片汇集成长条扭曲状微纤束自球晶中心出发,沿径向辐射排列多晶汇集体。
3.取向态聚合物:取向态聚合物:聚合物中分子链或链段或微晶某一晶轴或晶面,朝着某一方向或平行于某一平面占优势排列,即取向,这种聚合物就处在取向态,具有取向汇集态构造聚合物。
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,使熔体从规定直径口模中流出,以十分钟流出聚合物克数表征。
5.聚合物粘弹性:在外力作用下,聚合物既体现出理想弹性体弹性,又体现出理想粘性体粘性,弹性和粘性比例随外场作用等原因不同样而不同样力学特性。
23年名词解释
1.聚合物等规度:聚合物全同立构和间同立构构型高分子占高分子总数百分数。
2.应力集中:聚合物试样受到外力作用时,在应力集中物周围部分区域材料承受实际应力不小于平均应力现象。
第二部分
23年填空
1高分子链构型是指 包括 异构和 异构等。构象是指 ,在晶体中可以有 和 等构象。
2蠕变为 ,应力松弛为 ,上述现象统称为 。
3聚合物溶液温度高于θ温度时,溶剂是 溶剂,溶剂第二维利系数 ,休金斯参数χ1 ,高分子在溶液中呈构象状态,溶剂过量混合化学位
4线形高聚物作为塑料材料最高使用温度是 或
5用GPC仪进行分子量分级原理是 。高分子分子量由到依次被洗提出来。
6共混物是均相还是非均相,取决于共混组分之间 。
23年
1.1,4-聚异戊烯可以展现 和 两种构型,聚苯乙烯可以展现 , , 三种构型。
2.聚合物熔体冷却结晶时,一般生成结晶状态为 ,熔体在应力作用下,冷却结晶时常常形成 材料。
3.表征高聚物熔体剪切流动时剪切应力和剪切速率关系幂率公式为 ,式中n称为 ,当n>1时,高聚物熔体属于,n大小表征了
4.玻璃态高聚物作为塑料使用温度范围为 ,作为橡胶使用温度范围为
5.对聚碳酸酯试条进行拉伸应力-应变试验时,固定温度,随拉伸速度减少,拉伸屈服应力 ,固定拉伸速度随温度减少,拉伸屈服应力 ,当温度等于或低于脆化温度时,试条
6.根据自由体积理论来说,高聚物体积有两部分构成,一部分是 ,另一部分是 ,在发生玻璃化转变时,WLF定义自由体积分数为,SB定义自由体积分数为 。
7.光散射法可用于测定聚合物 , , 。
8.在用膨胀法测定玻璃化转变温度时,降温速度越快,所测得玻璃化温度 ,单向作用力增大,这一温度 ,外力作用速度增大,这一温度 。
9.用凝胶渗透色谱法研究聚合物分子量分布,根据 机理高分子是由依次从色谱中淋选出来。
23年填空题
1.聚合物构造层次中,高分子链构造中近层构造包括高分子 和
,远层构造包括高分子 和 ,高分子汇集态构造包括 、 、 、 和 5种类型。
2.高分子液晶构造分为 、 、和 3种类型,根据液晶原在高分子中位置,高分子液晶大体可分为 和
液晶,根据液晶态展现条件,高分子液晶可分为 和 液晶。
3.根据聚合物稀溶液Flory-Huggins似晶格模型理论,聚合物溶液第二维利系数A2定义式是 ;当A2>0时,溶剂是 溶剂,高分子在溶液中展现 构象状态;当A2=0时,溶液为 溶液,对应溶剂为 溶剂,温度为 温度,高分子在溶液中呈 构象状态;A2大小和 、 、 、 和 有关。
4.测定聚合物数均分子量常见措施有 、 、 、 、 和
5.表征聚合物流体流动时剪切应力(σ)和剪切速率(r)关系幂律方程是 ,方程中指数称为 ;该指数<1时,流体为 流体,亦称为 流体;当该指数>1时,流体为 流体,该指数=1时,流体为 流体。
填空题
1.Huggins 参数χ1定义是 ,影响其值大小原因有 、 、 和 ;当χ1 < 1/2时,溶剂是 ,高分子在溶液中呈 构象状态;A2 ;当χ1 >1/2时,溶剂过量混合势数值为 ,溶液性质就 溶液性质了,高分子在溶液中呈 构象状态。
2.取向态聚合物取向单元有 、 和 ;将氯纶和涤纶同步放入100℃水中,发生收缩变形是 ,塑料打包带和塑料薄膜两类产品中,单轴取向是 ,双轴取向是 。
3.一般使用聚丙烯塑料,在合适温度,拉伸速度范围内做拉伸应力-应变试验时,固定拉伸速度,升高温度,屈服应力 ,弹性模量 ;固定温度,提高拉伸速度,屈服应力 ,弹性模量 。
4.分子量相称大热稳定性好线性非结晶聚合物,展现玻璃态时,体现出 力学特性。 运动单元可以进行重排运动,发生玻璃化转变时,分子运动机理是 ;展现高弹态时,体现出 力学特性, 运动单元可以进行重排运动;发生粘流转变时,分子运动机理是 ;展现黏流态时,体现出 力学特性, 运动单元可以进行重排运动。
5.常见测量聚合物数均分子量措施有 、 、 、 、
和 法,测定重均分子量措施有 、 和 法,测定粘均分子量措施有 和 法
23年填空
1高分子链远程构造包括23年填空
1高分子链远程构造包括 和 。高分子汇集静态构造包括 , , , 和 。
2从有无结晶能力看,聚合物可分为 , 和 聚合物;聚合物结晶过程包括 和 两个阶段,结晶速度分为 , 和 三种,聚合物熔体降温结晶时,一般状况下结晶在 和
温度之间进行。
3高分子液晶构造有 , 和 三种类型;从液晶原所在位置分,高分子液晶可分为 和 两类,从液晶展现条件分,高分子液晶可分为 和 两类。
4通过测求已知分子量聚合物溶液[η],可以得到高分子溶液中 , , , , , , , 。Mark-Houwink方程中 , 和高分子 ;通过测求未知分子量聚合物溶液[η],可以得到高分子 。
5交联橡胶状态方程是 ,运用该方程通过一定条件下拉伸应力-应变试验,可测求出交联橡胶 , 和 。
第三部分
23年鉴定题:
1 结晶性聚合物不一定总是形成结晶聚合物 (√)
结晶性聚合物是具有结晶能力聚合物,在形成结晶聚合物过程中要受到冷却温度,降温速率等原因影响,因此不一定能形成结晶聚合物。
2 塑料最高使用温度是玻璃化转变温度(×)
塑料最高使用温度是玻璃化转变温度或熔点。
3.和聚碳酸酯(pc)溶度参数相近溶剂所有是pc良溶剂(×)
PC是极性聚合物,在运用溶度参数相近相容原则同步还要考虑聚合物亲电(亲核)性和溶剂亲核(亲电)性应当相匹配,否则,相容性不好。
4.一般使用聚乙烯断裂措施总是脆性断裂(×)
一般使用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,断裂措施是韧性断裂,只有当温度低于脆化温度时才发生脆化断裂。
5.不能通过变化高分子构象提高高分子等规度。(√)
高分子等规度是由分子化学构造决定,要变化变化高分子等规度必需变化高分子构型。
23年鉴定题:
1.双酚A型聚碳酸酯是结晶性聚合物,因此一定形成结晶聚合物(×)
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,降温速率等原因影响,因此不一定能形成结晶聚合物。
2.聚乙烯分子链柔顺性相称好,因此在常温下也可以作为橡胶使用(×)
原因:分子构造越规整,结晶能力越强,高分子一旦结晶,链柔顺性就体现不出来,聚合物展现刚性,聚乙烯分子链是柔顺,但由于构造规整,很轻易结晶,失去弹性,因此聚乙烯聚合物可以作塑料用不能作橡胶用。
3.塑料最高使用温度是熔点(×)
原因:塑料最高使用温度是玻璃化温度或熔点。
4.和聚乙烯溶度参数相近溶剂不一定所有是它良溶剂(√)
原因:常温下聚合物不溶于和之溶度参数相近溶剂中,要加热到T≥0.9Tm才可溶
5.室温下SBS展现高弹态(×)
原因:室温下SBS展现玻璃态,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,维持恒定应变所需应力逐渐衰减到零现象称为应力松弛(× )
原因:在一定温度下,维持聚合物一恒定应变所需应力随时间延长而减小现象称为应力松弛。
7.分子量相称大热稳定性好线型结晶聚合物加热到略高于熔点温度时,在一般力场作用条件下高分子链段及高分子所有能进行重排运动了(×)
原因:分子量相称大热稳定性好线型结晶聚合物加热到略高于熔点温度时,高分子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是尼龙66(√)
尼龙1010,尼龙66,尼龙610中,尼龙66氢键密度最大,而氢键形成关键是增长了熔融热,因此氢键密度越大,熔点越高。
23年鉴定
1.可以通过变化高分子构象变化高分子立构规整性(×)
立构规整性是高分子近程构造属于化学性质,要变化立构规整性必需使化学键断裂,而构象是高分子链在空间不同样形态,属于远程构造,通过单键内旋转来实现。
2.聚合物弹性模量均是伴随温度升高而减小(×)
因对于橡胶类物质,温度升高时分子链内各部分之间热运动比较剧烈,回缩力增大,杨氏模量随温度升高而增长。
3.用溶度参数和聚丙烯相近溶剂,在常温下就可以制备出等规立构聚丙烯溶液(×)
因等规立构聚丙烯是一种非极性结晶性聚合物,一般形成结晶聚合物,在常温下将其放入到和溶度参数相近溶剂中,虽然溶剂分子能和非晶区中高分子链段相结合,无法制成一般浓度溶液,只有当加热到聚丙烯溶液熔点0.9倍左右温度时,聚丙烯溶液才可溶于溶剂中制成一般浓度溶液。
4 结晶性聚合物结晶速度和温度关系呈单峰曲线关系(√)
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:温度高利于晶体生长。
5 线型非结晶聚合物在tg温度时只有链段能进行重排运动(×)
原因: 链段及比链段小运动单元可以运动,以链段发生重排运动为特性
6 一般使用聚苯乙烯塑料总是呈脆性断裂(×)
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,影响塑料使用性能,在较大外力作用下微裂纹会深入发展,以微裂纹微纤断裂产生附加空洞开始,逐渐发展到临界大小,后来微裂纹便迅速增大为裂缝,而微裂纹则继续在裂缝顶端形成,最终使材料发生断裂而破坏。
第四部分
23年专业课简答真题答案
1影响高分子柔顺性原因有哪些?聚乙烯单个分子柔顺性很好,为何高聚物不能作为橡胶使用而作塑料用?
答:答: (1) 影响高分子柔顺性有那些原因:
高分子主链构造中键长越长,键角越大或具有孤立双键,单键内旋转越轻易,高分子共轭双键,芳杂环,经典刚性键,高分子柔顺性较差(体积)
侧基极性越大,柔顺性越差,若具有氢键时,柔顺性更差,侧基刚性越大,柔顺性越差,但沿主链刚性侧基密度增大,柔顺性更差,对于非极性替代基来说,侧基体积越大,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,分子链失去柔顺性
高分子汇集态构造决定高分子柔顺性能否体现出来
温度越高,外力越大,分子链柔顺性越好;外力作用速度越大,分子链柔顺性越难体现出来,加入溶剂,分子链柔顺性很好,但还和外界条件有关
(2)对称越好,柔性越大,分子构造越规整,但同步结晶能力越强,高分子一旦结晶,链柔顺性就体现不出来,聚合物展现刚性,聚乙烯分子链是柔顺,但由于构造规整,很轻易结晶,失去弹性,因此聚乙烯聚合物可以作塑料用不能作橡胶用。
2.作出下列高聚物温度—形变曲线,标出各特性温度,并简要阐明。
(1)自由基聚合
聚苯乙烯:试样B分子量适中,试样A分子量较小。
(2)聚乙烯:试样A分子量适中,试样B分子量很大。
T
△l
T g
T f
玻璃态
高弹态
Td
粘流态
△l
玻璃态
粘流态
PS为非晶高聚物,分子量小高弹平台很短或没有高弹态。
△l
T
PE 为结晶高聚物,分子量小没有Tf,分子量大有
3.分子构造,分子量和外力作用时间怎样影响高聚物粘流温度?
答:(1) 高分子主链构造中键长越长,键角越大或具有孤立双键,单键内旋转越轻易,高分子柔顺性越好,链内旋转位垒低,流动活化能较低,在较低温度下即可发生粘性流动;高分子共轭双键,芳杂环,经典刚性键,高分子柔顺性较差,需要在较高温度下才能流动。(体积)
(2) 侧基极性越大,柔顺性越差,若具有氢键时,柔顺性更差,粘流温度较低;侧基刚性越大,柔顺性越差,但沿主链刚性侧基密度增大,柔顺性更差,对于非极性替代基来说,侧基体积越大,空间位阻越大,内旋转越困难,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;
柔顺性影响
4.写出测定数均分子量和重均分子量措施
数均分子量措施:末端及分析法,冰点减少法,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
5.要想得到透明性和柔软性好聚乙烯薄膜,可采用那些措施。
支化减少结晶度,加成核剂使晶粒变小,增长透明性,聚乙烯柔软性已经很好
6.画出非晶态高聚物拉伸时经典应力-应变曲线,指出曲线上特性点,注明其名称及其有关应力、应变名称。
σ
ε
A
D
B
O
Y
C
A:比例极限点,OA段服从胡克定律,普弹形变
Y :屈服点,对应应力为屈服应力,出现细颈,发生不可逆形变
YC:应变软化,细颈发生大形变
CD:细颈稳定,非细颈部位变为细颈,直至整个试样变为细颈
DB:应变硬化,施加应力急剧增长才会使应变增长
B:断裂点,对应应力为断裂强度,应变为断裂伸长率
专业课简答真题答案
1何谓高分子链柔顺性?为何说柔顺性时高聚物独有特性?
答: 高分子柔顺性:高分子可以展现不同样程度卷曲构象状态性质
(1)分子量大,可内旋转单键数多,展现构象数多,可以在相称大范围内变化其构象
(2)分子长径比大,多为链状,一般呈卷曲状态,可以大幅度变化其卷曲程度
2比较下列各组高聚物Tg高下(有低到高排列),并阐明理由。
(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(—CH3),分子内旋转位阻增长,Tg升高,聚丙烯腈带有极性较强侧基(—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,单键内旋转位垒低,柔性好, Tg较低;聚氯乙烯是单替代,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替代,分子极性减小,主链内旋转位垒减少,Tg下降。
3 简述影响高聚物强度关键原因
答: (1)化学构造:链刚性增长原因(例如主链芳环,侧基极性或氢键)所有有助于增长抗张强度。极性基团过密或替代基过大,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,相对分子量增长,抗张强度增长,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长而增长,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所有提高,但支化使抗冲击强度提高,而抗张强度下降
(4)结晶和取向:结晶度增长,抗张强度提高,但抗冲击强度减少,结晶尺寸减小抗张强度和抗冲击强度所有提高,取向使抗张强度提高。
综上所述,以上原因在讨论抗张强度时关键考虑分子间作用力大小,而讨论抗冲击强度时关键考虑自由体积大小。
(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,纤维直径越小,强度越高,这是由于纤维越细,纤维皮芯差异就越小,缺陷出现概率越小。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),增强剂和增韧剂所有也许变化材料强度,增塑使分子间作用力减小,从而减少了强度。惰性填料(如碳酸钙)只减少成本,强度也伴随减少;活性填料有增强作用,如炭黑对天然橡胶补强效果。纤维填料有明显增强作用,塑料增韧措施是共混或共聚,用少许橡胶作为增韧剂去改善塑料脆性
(7)外力作用速度和温度:在拉伸试验中提高拉伸速率和减少温度所有会是强度减少。在冲击试验中提高温度会增长冲击强度。由于外力作用速度和温度变化,甚至会使材料从脆性变为韧性或反过来。
4以构造见解分析温度、剪切速率和剪切应力对高聚物熔体粘度影响,并讨论其在成型加工过程中应用。
答: 温度升高黏度下降,但构造不同样对温度敏感性不同样,分子间作用力大、刚性材料对温度更敏感部分。剪切速率、剪切应力变大,黏度变小,由于高分子长链构造使其在流动过程中取向,减少黏度。因此升高成型温度、加大压力、提高剪切速率会改善材料加工性能。
5怎样从构造上分析某种高聚物属于结晶性高聚物。
答: 结晶性高聚物是具有结晶能力高聚物。
链对称性和规整性:高分子中分子链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,链运动能力减少,限制了链段向晶核扩散,聚合物结晶能力减少。
共聚物:和共聚单体构造、共聚物构成、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,假如两种共聚物均聚物结晶构造相似,这种共聚物也有结晶能力。
6.第二维利系数物理意义是什么?她们大小原因有哪些原因决定?当T=θ,T>θ,T<θ时,A2值怎样?X1值怎样?高分子在溶液中形态怎样?可以有哪些试验措施测求出高聚物稀溶液A2值和X1值?
答: A2物理意义:表征链聚合物溶液中高分子链段间和高分子链段和溶剂分子间互相作用状况,也表征了高分子在溶液中构象状态。
(2)决定A2大小影响原因:溶剂性质,温度,聚合物性质,分子量,分子量分布
(3) T>θ,A2>0,X1<1/2 良溶剂 ——高分子链段和溶剂分子间互相作用大,高分子在溶液中呈比较伸展构象状态
T<θ,A2<0,X1>1/2 不良溶剂 ——高分子链段间互相作用强
T=θ,A2=0,X1=1/2 θ溶剂 ——高分子链段和溶剂分子间互相作用和高分子链段间互相吸引作用相等,高分子成最自然构象状态
(4)试验措施:渗透压法和光散射法,先测A2,再算Χ
四简答:
1.为何拉伸有助于聚合物结晶?
答: 未拉伸时,高分子链展现无规线团构象,分子链形成有序构造能力较差,拉伸使高分子链被拉直,分子链互相平行概率变大,有助于将更多链段排入晶格中去,从而使高分子结晶度提高,有助于聚合物结晶。
2.假如聚甲基丙烯酸甲脂等规度不高,能不能采用物理措施来提高她等规度?
答:不能,等规度是构型
3.高弹性和普弹性在本质上有何辨别?
答: 普弹性:比链段小运动单元可以运动,关键是键长和键角变化,聚合物受力后形变较小,形变和受力大小成正比,当外力除去后,形变可答复
高弹性:链段及比链段小运动单元可以运动,以链段发生重排运动为特性,聚合物受外力时分子链关键通过单键内旋转和链段变化构象以适应外力作用,受到较小外力可产生较大形变
注意:似乎不全面,还应当结合力学特性,解释为何一种是撤去力立即答复形变,一种是可以有很小形变量。
4.链段运动温度依托性符合什么方程?写出这两个方程。
答: WLF方程肯定有,另一种应当是阿累尼乌斯方程
5.高聚物在挤出成型时,为何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,外力对分子链作用解除,高分子链就会由伸展状态重新回缩为蜷曲状态,形变答复,发生出口膨胀;另一种原因是聚合物在挤出机内流动时由于切应力作用,体现出法向应力效应,法向应力差所产生弹性形变在出挤出机后答复,因此挤出物直径胀大。
专业课简答真题答案
1. 分子量相称大线性非结晶聚合物玻璃化转变分子运动机理是什么?玻璃化转变自由体积理论关键内容是什么?
答:(1)线性非晶聚合物玻璃化转变是分子中链段重排运动逐渐启动或被抑止;伴随温度升高,分子热运动能量逐渐增长,当达到某一定温度时,虽然整个分子移动仍不也许,但分子热运动能量已足以克服内旋转位垒,分子通过主链中单键内旋转不停变化构象,这是链段运动被激发,也就是说,当温度升高到某已温度,链段运动松弛时间减少到和试验测量时间标尺同一种数量级时,我们便可以察觉到链段运动了,聚合物进入高弹态。
(2)聚合物体积由高分子占据体积和未被占据自由体积构成,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大小及其分布也将基础上维持固定。
应加上自由体积和链段运动关系。
2.凝胶渗透色谱测定聚合物分子量分布措施原理是什么?何谓色谱柱加宽效应?何谓普适校正曲线?
答: 原理: 将待研究聚合物配成稀溶液,引入到装有多孔性填料色谱柱中,用溶解聚合物溶剂淋洗,根据高分子在溶液中尺寸大小不同样,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,可以得到分子量分布和多种平均分子量.
加宽效应: 对于分子量均一聚合物试样,经GPC仪淋洗得到不是窄矩形GPC谱图,而是一定宽度峰形GPC谱图,这种现象称为色谱柱加宽效应.
普适校正曲线:用lg[η]M对Ve作图,所得曲线即为普适校正曲线。
3.何为高弹性?其实质是什么?对这一实质认识是由什么理论得到?写出交联橡胶状态方程,并阐明其意义。
答: 高弹性是指展现高弹态聚合物在不太大外力作用下,可以发生大可逆形变性能。其实质是熵弹性,对这一实质认识是由交联橡胶高弹性热力学理论获悉。
交联橡胶状态方程:
意义:(1)揭示应力—应变关系(2)可测求交联橡胶试样弹性模量和剪切模量(3)可测求出交联橡胶交联度(4)可以解释高弹性部分特性(5)记录理论对教练橡胶高弹性提供了分子水平解释
4.何为聚合物力学内耗?阐明动态力学试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功一部分以热形式损耗掉现象。
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理论基础
温度:固定外力频率,采用一定程序升温或降温,在部分温位出现tgδ峰值,对应动态模量发生变化,对应着某些运动单元重排运动逐渐启动或抑止,就是对应部分转变。
频率:固定温度,采用一定程序变化交变外力频率,在部分频率出现tgδ峰值,对应有动态模量变化,对应着某些运动单元重排运动逐渐启动或抑止,就是对应部分转变。
5.何谓塑料制品内应力?是怎样形成?
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取向和冷却收缩等原因影响而产生一种内在应力。制品在冷却过程中,物料流动时产生高弹形变若不能完全消除,被“冻结”在制品内,就有对应回弹力“冻结”在制品中,被“冻结”回弹力就是存在制品中内应力。
6.写出WLF方程一般表达式?举出三个应用WLF方程例子
答:
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
7.聚合物结晶速度和温度关系是什么?为何展现这种关系?
结晶速度
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
T
图2-41 结晶速度-温度曲线分区示意图
Ⅰ区: 过冷区,比Tm低10-30℃,成核速度极小,结晶速度实际=0
Ⅱ区: 晶核生成速度控制区, Ⅰ区下限开始向下30-60℃,随温度下降,晶核生成速度上升 ,结晶速度上升。
Ⅲ区: 最大结晶速度区, 结晶进行最快
Ⅳ区: 晶体生长速度控制区
呈单峰曲线原因:
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:温度高利于晶体生长
23年专业课简答真题答案
1聚合物构造分为哪些层次?哪些构造属于化学构造,哪些属于物理构造?
答: 聚合物构造包括高分子链构造和聚合物凝聚态构造,高分子链构造包括近程构造(一级构造)和远程构造(二级构造)。一级构造包括化学构成,构造单元链接措施、构型、支化和交联。二级构造包括高分子链大小(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)。三级构造属于凝聚态构造,包括晶态构造、非晶态构造、取向态构造、液晶态构造和织态构造。其中,构造、构型、高分子链大小属于化学构造、分子形态、晶态构造、非晶态构造、取向态构造、液晶态构造属于物理构造。
2何为高分子构象?高分子最基础构象类型有哪些?在不同样环境条件下高分子也许展现构象类型有哪些?
答: 构象是指由于单键内旋转而产生分子在空间不同样形态。
最基础类型: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。
在不同样条件下高分子也许展现伸直链、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,作为塑料使用丙烯和少许乙烯无规共聚聚丙烯,尼龙66,LDPE,轻度交联HDPE,丙烯酸接枝均聚聚丙烯均为结晶性聚合物,详细分析多种聚合物具有结晶性化学构造特性
答:聚四氟乙烯-对称;作为塑料使用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-顺式构造规整性很好,但不如反式,结晶能力下降;聚三氟氯乙烯-Cl和F范德华半径靠近,结晶能力强;作为塑料使用丙烯和少许乙烯无规共聚聚丙烯,;尼龙66,氢键;LDPE,支化构造,破坏PE规整性,但仍有一定结晶能力;轻度交联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:接枝共聚物主链或支链对应均聚物是结晶性聚合物,有结晶能力
4简述测定聚合物Tg措施(每一类措施中举出两种详细措施)
答: .运用体积随温度变化而变化措施:一般采用膨胀计法、尚有折光指数法、扩散系数法、导热系数法等.
. 运用力学性能变化措施:
静力学措施:热机曲线法和温度-模量法 ;
动态力学法:固定周期性交变外力幅值、频率,采用一定程序变化温度,可得到力学松弛温度谱;或固定温度,采用一定程序变化周期性交变外力频率,可得到力学松弛频率谱;
运用热力学性质变化措施:DTA法、DSC法
运用电磁性质变化措施:核磁共振法(NMR)、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措施原理是什么?
答: 将待研究聚合物配成稀溶液,引入到装有多孔性填料色谱柱中,用溶解聚合物溶剂淋洗,根据高分子在溶液中尺寸大小不同样,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,可以得到分子量分布和多种平均分子量.
6.何谓高弹形变?高弹形变回弹力关键是什么变化产生?写出交联橡胶状态方程,并阐明其意义。
答: 链段运动但整个分子链不产生移动。此时受较小力就可发生很大形变,外力除去后形变可完全恢复,称为高弹形变。
高弹形变回弹力关键是由单键内旋转和链段运动导致构象变化产生回弹力
交联橡胶状态方程:
意义:(1)揭示应力—应变关系(2)可测求交联橡胶试样弹性模量和剪切模量(3)可测求出交联橡胶交联度(4)可以解释高弹性部分特性(5)记录理论对教练橡胶高弹性提供了分子水平解释
7何谓牛顿流体?何谓假塑性流体?一般聚合物熔体剪切流动时也许展现哪些流体流变规律?
答: 牛顿流体是指在一定温度下,流体剪切流动时,剪切应力和剪切速率成正比流体。假塑性流体是指粘度随剪切速率增大而减小流体,也称切力稀化流体。
23年专业课真题答案
何谓高分子柔顺性?简要阐明高分子链构造,结晶及外力作用速度怎样影响高分子柔顺性?
答: 柔顺性是指高分子链可以变化其构象性质。
高分子链影响:主链构造构成不同样,分子链柔顺性不同样。主链构造键长越长,键角越大,单键越易内旋转, 柔顺性越好;主链构造具有孤立双键使单键轻易内旋转, 柔顺性好,若具有共轭双键、芳、杂环、经典刚性链使单键不易内旋转,,柔顺性差;侧基极性越大,其互相间作用力越大,单键内旋转越困难,柔顺性越差 ,链构造越简朴,对称性越好,链立体规整性越好,替代基空间位阻越小,链柔顺性越好。
结晶:结晶程度越大,分子链内单键内旋转位垒越高,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. 在合适温度条件下,将线性聚合物和共价键交联聚合物分别放入到对应良溶剂中,展现什么现象?为何?
答: 线性聚合物在良溶剂中展现比较伸展构象状态,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.在一定条件下通过一定期间,溶剂向交联聚合物中渗透能力和交联聚合物网链因溶胀产生回弹力把溶剂排挤出去能力相等,从而达到溶胀平衡,聚合物溶胀体积将不再增长.
3.测定聚合物重均分子量措施有哪些?一种聚合物重均、数均、Z均、粘均分子量关系怎样?
答: 测定聚合物重均分子量措施有:
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:Z均>重均≥粘均>数均
聚合物分子量是均一:Z均=重均=粘均=数均
4. GPC法测定聚合物分子量分布措施原理是什么?何谓校正曲线?有哪些局限性?
展开阅读全文