高分子结构与性能复习题.doc

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1、高分子结构与性能复习题1.高分子近程结构研究的是：高分子结构单元的化学组成、结构单元的键接方式和序列、结构单元的立体构型和空间排列、支链的类型及长度、交联及交联度、端基和取代基的结构。2.高分子的堆砌方式包括：晶态结构、非晶态结构、取向态结构、液晶态结构，这些又可称为三级结构。3.按形成条件液晶可分为：溶致型液晶和热致型液晶，其形成条件分别是：把物质溶解于溶剂内，在一定的浓度范围内形成的液晶称为溶致型液晶；而将物质加热到熔点或玻璃化温度以上形成的液晶称为热致型液晶。按照液晶高分子的链结构，特别是液晶基元在高分子链上的分布，高分子

2、液晶可以分为：主链型高分子液晶与侧链型高分子液晶。4.高分子主链除含有C—C键外，还可能有Si—O，C—O等单键，这三种单键内旋转容易程度从高到低依次是：Si—O，C—O，C—C；这是由于C—O键的氧原子周围没有其他的原子和基团，其上的近邻非键合原子间的距离比C一C键上的大。Si—O键除具有C—O键的特点外，其键长和键角较大，使得近邻非键合原子间的距离更大，内旋转更为容易。5.高聚物的弹性是指：应力形成应变，外力除去，应变回复；黏性是指：应变随时间延续而增加，除去外力后，应变不再回复。黏弹性是指：在外力作用下，其应变行为可同时兼

3、有弹性材料和黏性材料的特征。应变的大小既依赖于应力又依赖于应变速度。应变既包含有不可回复的永久形变，又有可回复的弹性形变。即兼具黏性和弹性的性质。6.高分子链的结构指：单个分子的结构和形态，分为近程结构和远程结构。高分子链的远程结构又称二级结构，包括：高分子的形态和相对分子质量及相对分子质量分布。7.链的长短对高分子的柔性影响是：当高分子链很短时，可以内旋转的单键的数目少，分子的构象数少，分子的刚性较大，因此小分子物质没有柔性。只有当相对分子质量足够大，分子可以有很大的构象数时，分子链的柔性才能体现出来。8.高分子的凝聚态结构指

4、的是：高分子在凝聚态中的堆砌方式以及织态结构。1.形成液晶的分子应满足的三个基本条件是①分子具有不对称的几何形状，含有棒状、平板状或盘状的刚性结构；②分子应含有苯环、杂环、多重键等刚性结构，此外还应具有一定的柔性结构如烷烃链；③分子之间要有适当大小的作用力以维持分子的有序排列，因此液晶分子应含有极性或易于极化的基团。2.右图是一典型的应力—应变曲线，从这个图上可获得的物理量有：弹性模量、屈服强度和屈服应变、断裂强度和断裂应变，以及使材料断裂所需要的断裂能。二、论述题1．与小分子相比，高分子的结构较为复杂，简述其主要特点。(1)结

5、构单元多高分子是由若干结构单元组成的，在一个高分子链中结构单元可以是一种，也可以是几种，它们以共价键连接，并可呈现出不同的形状。(2)不均一性高分子结构存在不均一性，在同一反应中生成的高分子，其相对分子质量、分子结构、分子的空间构型、支化度和交联度等也不相同。(3)凝聚态结构上存在着多样性高分子在凝聚态结构上存在着多样性，同一高聚物在不同的条件下可呈现出晶态、非晶态、取向态等，这几种状态也可能同时存在于一种高聚物中。由于共混和共聚的作用，还可能出现更为复杂的织态结构。2．什么是聚合物的蠕变与滞后现象？并分析其分子运动机理。蠕变是

6、指在一定的温度和较小的应力作用下，材料的应变随时间的增加而增大的现象。例如，软质PVC丝钩着一定重量的物体，就会慢慢伸长。当高聚物受到外力作用时，高分子链内原子间的键长和键角瞬时发生变化，这种应变量是很小的，称为普弹应变；在外力作用下，随着时间的延长，具有松弛时间与实验观测时间t相近的链段相继发生运动，使高分子链沿力的方向择优运动，由卷曲分子构象变为较伸展分子构象。这些松弛时间长短不同的许多链段对外力响应而相继运动的加和(或称叠加)过程，提供了宏观上比普弹形变大得多的高弹形变；如分子间没有交联，则在长时间外力作用下，链段协同运动

7、还导致高分子整链的相对滑移，产生黏性流动。当材料受到动态交变力的作用时，应变响应的周期性变化滞后于应力变化的现象称为滞后现象。滞后现象产生的分子运动机理是由于高聚物分子链的链段运动时受到分子内和分子间相互作用的内摩擦阻力和无规热运动影响，使链段运动跟不上外力的变化，所以应变滞后于应力。内摩擦阻力越大，链段运动越困难，应变也就越跟不上应力的变化，滞后相位角也会愈大。3．阐述相对分子质量和交联对高聚物强度和韧性的影响。相对分子质量的影响相对分子质量不同的同系高聚物而言，在相对分子质量较低时，断裂强度随相对分子质量的增加而提高，在相对

8、分子质量较高时，强度对相对分子质量的依赖性逐渐减弱，相对分子质量足够高时，强度实际上与相对分子质量无关；高聚物的屈服强度与相对分子质量的关系不大。因此，当材料的断裂强度随相对分子质量的增加而提高时，材料的脆化温度逐渐降低；在相同的温度下，材料的韧性提高。交联的影