川大高分子考博91-98真题及答案概要.doc

1991-结构与性能 1．试从聚合物的本体结构和极性扼要叙述能够相互容混的聚合物应满足的条件。相容同晶型高分子共混物和相容络合型高分子共混物是如何形成的？如何测定多组分聚合物体系的相容性？ 答：能够相互容混的聚合物应满足的条件为：结构和极性上组分聚合物之间应相近或相似，或不同聚合物间能形成化学键或氢键。相容同晶型高分子共混物是由于组成共混物的组分聚合物间相容性好且它们的结晶晶型相同，共混后不同聚合物间共同形成结晶，从而形成相容同晶型高分子共混物；相容络合高分子共混物是聚合物共混后能在不同聚合物间形成络合作用，从而形成相容络合高分子共混物。 多组分聚合物体系的相容性的测定方法有：a将共混物溶解在溶剂中观察是否发生相分离；b将共混物溶液浇铸成膜，观察膜的透明性及脆性来了解其相容性的好坏；c测Tg，观察是否只有一个Tg；d动态力学方法及动态流变方法；e显微技术；h小角X射线衍射。 2．试根据分子结构和分子间作用能，论述下列各聚合物的强度、耐热性和聚集态结构等。 聚合物 内聚能密度（兆焦/米3） 聚合物 内聚能密度（兆焦/米3） 聚乙烯 259 PMMA 347 聚异丁烯 272 聚醋酸乙烯酯 368 聚丁二烯 276 PVC 381 丁苯橡胶 276 PET 477 天然橡胶 280 尼龙66 774 PS 305 聚丙烯腈 992 答：聚合物的内聚能密度是反映聚合物分子间作用力大小的物理量，一般来说，对于内聚能密度小于290兆焦/米3的聚合物，都是非极性聚合物，由于它们的分子链上不含有极性基团，分子间主要是色散力，分子间相互作用较弱，加上分子链的柔顺性好，使这些聚合物材料易于变形，富有弹性，可用作橡胶，只有聚乙烯是个例外，它易于结晶而失去弹性，只能作为塑料应用；内聚能密度大于420兆焦/米3的聚合物，由于分子链有强极性基团，或者分子间能形成氢键，分子间作用力大，因而有较好的机械强度和耐热性，加上分子链结构比较规整，易于结晶、取向，使强度更高，成为优良的纤维材料或工程塑料；内聚能密度在290—420兆焦/米3之间的聚合物，分子间作用力居中，适合于作塑料使用。 ?3．试扼要说明分子量及其分布、温度、压力和剪切速率对聚合物熔体粘度的影响。为何嵌段和接枝共聚物的熔体粘度高于按按该共聚物分子量和组成的估算值？ 答：分子量及其分布（一般情况下，分子量越大，粘度越大；在平均分子量相同时，在高剪切速率下分子量分布越宽，粘度越小）、温度（温度上升，粘度降低，刚性分子对温度的变化表现出更大的敏感性）、压力（压力越大，粘度越大）和剪切速率和剪切应力（对刚性分子链和柔性分子链，粘度对剪切速率和剪切应力的依赖性不同，柔性分子比刚性分子有更大的敏感性，即随剪切速率增加和剪切应力，柔性分子的粘度降低更明显）。 因为通过嵌段和接枝，聚合物分子间通过化学键结合，聚合物分子间作用力增强，比具有相同组成的未嵌段和接枝的高聚物分子间的作用力强，因此嵌段和接枝共聚物的熔体粘度高于按按该共聚物分子量和组成的估算值。 4．A．在低温下为何经过增塑的半晶性聚合物的硬度或脆性反而更大？ 因为在低温下增塑剂在半晶性聚合物中可能起到晶核作用，促进聚合物的结晶，使聚合物的结晶度增加，从而导致其脆性变大；另外在该情况下增塑剂也可能起到破坏聚合物结晶完整性的作用，使聚合物结晶中含有更多的缺陷，导致聚合物力学性能变坏。 B．在应力作用下为何高分子在不良溶剂中比在优良溶剂中容易断链？ 因为高分子在优良溶剂中分子链的自由度更大，在受到应力作用时，分子链可以通过键的内旋转来抵消应力的作用，相当于这时分子链的柔性增加；而在不良溶剂中，这时分子链的旋转受到限制，使分子可能更快地达到化学键断裂的程度，因此应力作用下为何高分子在不良溶剂中比在优良溶剂中容易断链。 5．试扼要叙述下列分析技术在聚合物结构研究方面的应用： DSC；WAXD；TEM；FTIR。 答： DSC：1、测Tg、Tm、Td；2、测结晶度及结晶动力学3、测共聚物结构及共混复合物的相分离行为4、测聚合物的热稳定性（如热氧化、热降解等）等方面。 WAXD：1）聚合物晶体尺寸及完整性的测定2）晶体取向分析3）结晶度的研究4）聚合物构象的研究5）聚合物形变和退火的研究6）聚合物晶体中分子运动的研究，7）高分子溶液的研究等。 TEM：1）内部细微的形态与结构；2）聚合物的晶格；3）聚合物网络；4）微孔大小分布；5）分子量分布。 FTIR：1）测端基计算聚合物的平均分子量；2）测定反应动力学及相对速度；3）测化学变化；4）测化学结构；5）测聚合物构型；6）测构象及结晶；7）测支化度；8）测聚合物共混；9）测分子间作用力等方面。 1991（上）-结构与性能 1．试扼要叙述下列方析技术在聚合物结构研究中的应用： FTIR；GPC；DTA