聚合物结构与性能题目
聚合物结构与性能题目
聚合物结构与性能题目
《聚合物结构与性能》习题集
考试为开卷考试,但只能带课本,不能带任何资料,就就就是希望大家完全掌握下列知识,做合格高分子专业研究生!
一、提高聚合物样品电镜下稳定性得方法
对样品进行支撑:
1、大目数电镜铜网,如400目铜网;
2、无定型材料作支持膜:硝化纤维素(火棉胶),聚乙烯醇缩甲醛(ＰＶF),或无定型碳;碳支持膜:通过真空蒸涂得办法,将碳沉积在光洁得载玻片或新剥离云母片表面,然后漂在蒸馏水表面,转移至铜网上。
二、提高聚合物样品成像衬度得方法有几个？
(1)染色:将电子密度高得重金属原子渗入聚合物得某些区域通过提高其电子密度来增大衬度得。从最终效果上染色分正染色和负染色。从作用机制上染色分化学反应和物理渗透。从手段上分直接染色和间接染色。
最常用得染色剂有:四氧化锇(ＯsＯ4)、四氧化钌(RuＯ4)
四氧化锇(OsＯ４)染色:四氧化锇染色就就是利用其与-C＝C-双键以及-OH和-NＨ2基团间得化学反应,使被染色得聚合物含有重金属锇,从而使图像得衬度提高。
四氧化钌(ＲuO４)染色:四氧化钌染色就就是利用其对不同聚合物或同一聚合物得不同部位(如晶区和非晶区)得不同渗透速率,使不同聚合物或同一聚合物得不同部位含有不同量得重金属钌,从而使图像得衬度提高。
(2)晶粒方向:为得到清晰得衬度,可调整晶体样品得取向,使得除透射电子束外,只出现一个很强得衍射束,一般称为双光束情况
(３)调整样品厚度;
(4)结构缺陷;
(5)一次电子与二次电子相位
三、何为橡胶得高弹性？高弹性得本质就就是什么？什么化学结构和聚集态结构得高分子能够作为橡胶材料?请用应力应变曲线表达出橡胶、塑料、有机纤维三者得区别。
橡胶得高弹性:小应力下得大形变、外力除去后可以恢复;
高弹性得本质就就是熵弹性。橡胶弹性就就是由熵变引起得,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,当外力移去后,由于热运动,分子链自发地趋向熵增大得状态,分子链由伸展再回复卷曲状态,因而形变可逆。
具有橡胶弹性得化学结构条件:
(1)由长分子链组成
(2)分子链必须有高度得柔性
(３)分子链必须结合在一个交联网络之中
第一个条件就就是熵弹性得本源;第二个条件就就是分子链迅速改变构想得可能;第三个条件保证了可恢复性,这就就是橡胶材料不同于单分子链之处。
(4)具有橡胶弹性得凝聚态结构:无定形态。(橡胶得聚集态就就是指很多生胶分子聚集在一起时分子链之间得几何排列方式和堆砌状态,由于橡胶得分子量很大,只存在固体和液体。橡胶为柔性长链分子,再加上她在常温下分子链中得链段在不断运动,故这么细长得柔性分子在常温下都会卷曲成无规线团,很多无规线团又无序得堆砌成无定形结构。)
应力应变曲线:略(需要补全)。
四、何为橡胶材料得粘弹性?粘性得本质来源就就是什么？请写出WLＦ方程,并阐述该方程得物理意义。
材料对外力有两典型得响应:即弹性响应与黏性响应。分别用胡克定律和牛顿流体定律来描述
橡胶材料得粘弹性就就是指高聚物材料不但具有弹性材料得一般特性,同时还具有粘性流体得一些特性。即弹性响应和黏性响应都很明显。橡胶受拉伸时发生可逆得形变,但链段运动需要克服材料得内阻,本质上也就就是一种流动。
粘性得本质来源就就是原子间结合力。橡胶得粘性表现为应力松弛。即在一定得温度和恒定应变得作用下,观察试样得应力随时间增加而衰减得现象。由于橡胶材料为长链聚合物,所以分子链在发生一定形变后,会使分子链滑移,因此表现出粘性。
WLF方程:
Ｔs为参考温度,C１,C２为取决于聚合物种类和参考温度得常数。如果取Ts=Ｔｇ,Ｃ1,C2普适常数C1＝１7、4４,Ｃ2=51、6
物理意义:表明移动因子与温度与参考温度之差有关,反映得就就是高分子链段运动特有得温度依赖关系。
实用意义:一个温度下测定得力学性能-时间(频率)曲线可以在时间(频率)坐标上平移变换为另一温度下得曲线,该方程建立了平移量与温度差之间得关系。
五、请举两个例子说明弹性体大分子链结构、性能与应用得关系。
例1、丁基橡胶ＩＩＲ
丁基橡胶就就是异丁烯和少量二烯烃(异戊二烯)共聚制成得无规共聚物,为白色可暗灰色透明弹性体,其合成过程如下:
丁基橡胶中异丁烯链节中两个对称取代得甲基使得丁基橡胶分子链成为随意卷曲得无定形状态,侧甲基得密集排列限制了聚合物分子得热运动,填补了分子链间得孔隙,因而具有优异得耐透气性、耐透水性和吸收能量得特性(适合用于阻尼减震材料);聚异丁烯段规整、对称性高,在拉伸时形成结晶,有自补强作用;并且丁基橡胶还有耐候性、耐臭氧性、耐水性、耐化学药品性、聚合物得韧性好,回弹性小,冲击吸收性能好;但IIR得自黏性和互黏性差,与其她通用橡胶相容性低——通过卤化得方