《聚合物表征》試卷與答案

...wd......wd......wd...北京化工大學(xué)2007——2008學(xué)年第一學(xué)期《聚合物表征》期末考試試卷選擇題〔下面每個選擇題中有一個或多個正確答案，每題2分，共40分〕1.最早發(fā)現(xiàn)X射線的人是D。A.傅立葉B.布拉格C.勞厄D.倫琴中紅外光譜的波數(shù)范圍是指B。A.4000～13000cm-1B.400～4000cm-1C.6000～13000cm-1D.0～在聚對苯二甲酸乙二醇酯〔PET〕的DSC曲線圖中，介于玻璃化溫度和熔點(diǎn)之間有時會出現(xiàn)一放熱峰，產(chǎn)生此峰對應(yīng)的構(gòu)造變化是C。A．晶型轉(zhuǎn)變B.僵化的分子鏈段開場運(yùn)動C冷結(jié)晶D.不完善晶區(qū)熔融紅外光譜圖解析的根本的要素是ABC。A.峰的位置B.峰的強(qiáng)度C.峰的形狀D.峰的朝向5.動態(tài)力學(xué)分析儀可以進(jìn)展ABCD等多種掃描模式的實驗。A.溫度B.時間C.頻率D.應(yīng)變6聚合物的平衡熔點(diǎn)總是B其測定到的熔點(diǎn)。A.低于B.高于C.等于7.GPC譜圖的橫坐標(biāo)如果以“保存體積〞表示，“保存體積〞的含義是C。分子鏈體積B.流體力學(xué)體積C.泵輸送的流動相溶劑的體積D.抽取樣品的量8.可用A和B等方法測定聚合物結(jié)晶度。A.X射線衍射〔XRD〕B.差示量熱掃描〔DSC〕C.GPCD.毛細(xì)管流變儀9.GPC儀器中正確的連接是A。A．泵-進(jìn)樣器-色譜柱-檢測器B.進(jìn)樣器-泵-色譜柱-檢測器C.進(jìn)樣器-色譜柱-泵-檢測器D.泵-進(jìn)樣器-檢測器-色譜柱10.采用D可同時獲知粘合劑固化后的玻璃化溫度及模量.A．DTAB.TGAC.DSCD.DMTA11．將聚合物鏈插入無機(jī)納米粘土的層間，形成的納米插層構(gòu)造，導(dǎo)致XRD譜圖上相應(yīng)的衍射峰假設(shè)何移動A。A.向低角度移動B.向高角度移動C.不發(fā)生移動12.紅外光譜實驗中所使用的載體是C。A.玻璃片B.透明體C.溴化鉀晶體D.水13.做一次DSC實驗需要的樣品量大約是A。A．3mgB.3gC.30gD.300g14.一種聚和物材料的熔融指數(shù)值越高，說明其熔體B。A．流動性越差B.流動性越好C.越容易發(fā)生交聯(lián)D.越容易發(fā)生降解15.差熱掃描量熱儀〔DSC〕測量的是維持樣品和參比物處于一樣溫度所需要的熱流率差；它反映了樣品C的變化率。A．內(nèi)能B.自由能C.焓D.溫度16.熱塑性聚合物材料在發(fā)生玻璃化轉(zhuǎn)變時，其儲能模量通常隨著溫度的上升而B，隨著頻率的增加而A。A．上升B.下降C.先升后降D.先降后升17.從動態(tài)熱機(jī)械分析(DMTA)的溫度譜可得到的信息有ABCD。A．動態(tài)模量B.損耗角正切C.玻璃化溫度D.次級轉(zhuǎn)變溫度18.人們經(jīng)常用帶加熱臺的C顯微鏡直接觀測聚合物液晶轉(zhuǎn)變溫度。A．相差B.電子C.偏光D.原子力19.X射線衍射可用于分析結(jié)晶性聚合物的ABCD。A．結(jié)晶度B.微晶取向C.晶粒平均尺寸D不同晶型20.布拉格衍射公式的正確表達(dá)方式是B。A．dsinθ=λB.2dsinθ=λC.dsin2θ=λD.dsinθ=2λ21.聚合物相對分子質(zhì)量分布系數(shù)的表達(dá)式是D。A.Mn/MwB.Mn/MvC.Mv/MwD.Mw/Mn22.聚合物紅外光譜的普帶源于A振動對同頻率紅外光的吸收。A．分子B.核外電子C.質(zhì)子D.原子核23.可用CD表征聚合物熱穩(wěn)定性A.差熱分析B.DMTAC.轉(zhuǎn)矩流變儀D.熱失重24.環(huán)氧樹脂固化過程可用ABC表征.A.DSCB.DMTAC.FTIRXRD25.表征聚合物分子化學(xué)構(gòu)造的方法有ABCDA.紅外光譜B.紫外光譜A.拉曼光譜D.核磁共振26.取一樣量的CaCO3分別在N2,Air和CO2氣氛下做TG曲線，失重溫度最低的是C失重溫度最高的是AA．N@氣氛B.Air氣氛C.CO2氣氛D.完全一樣27.紅外光譜圖縱坐標(biāo)為AD橫坐標(biāo)為BCA.吸光度B.波長C.波數(shù)D.透光度28.將聚合物鏈插入無機(jī)納米粘土的層間，形成的納米層間構(gòu)造，導(dǎo)致XRD普圖上相應(yīng)的衍射峰假設(shè)何移動AA.向低角度移動B.向高角度移動C.不發(fā)生移動29.填充了油和炭黑的乙丙橡膠樣品的TG曲線：在N2氣氛中出現(xiàn)兩段失重，切換成Air氣氛后繼續(xù)加熱又出現(xiàn)最后一段失重，這三段失重從低溫到高溫依次對應(yīng)DA.乙丙橡膠，油，炭黑B.油，炭黑，乙丙橡膠C.炭黑，乙丙橡膠，油D.油，乙丙橡膠，炭黑分別用文字、譜圖或示意圖分別說明利用XRD和DSC方法測定聚合物材料結(jié)晶度的原理及步驟?！?〕DSC原理：結(jié)晶性聚合物熔融時，只有結(jié)晶局部發(fā)生變化，因此熔融熱實際上就是破壞結(jié)晶構(gòu)造所需的熱量，即熔融熱和結(jié)晶度是成正比的其中,Xc---試樣結(jié)晶度〔%〕Hf---試樣熔融熱〔cal/g或cal/mol〕ΔH0----結(jié)晶度為100%的一樣聚合物的熔融熱〔cal/g或cal/mol〕ΔH0有三個來源：1.查文獻(xiàn)。2.外推法得到:取一組結(jié)晶度〔用其它方法測得〕樣品，將熔融熱對結(jié)晶度作圖，為一直線，外推到結(jié)晶度為100%得到ΔH0。3.用100%結(jié)晶樣品直接測定其熔融熱焓。〔2〕X射線衍射如以以下列圖，結(jié)晶聚合物的衍射圖中，基線以上的峰被認(rèn)為是非晶散射與結(jié)晶衍射之和。在確立扣除了非晶散射線后，便可得到結(jié)晶局部的衍射峰。用衍射峰面積除以基線以上總面積，就得到結(jié)晶度指數(shù)(Xc)IScIScSaSa2θ2．畫出一個含有20%增塑劑DOP和30%無機(jī)填料SiO2的PVC樣品的熱失重〔TG〕曲線，并對曲線各段進(jìn)展相應(yīng)的文字說明。2θ100100X1%DOPX1%DOP80W%80HClPVCHClPVCXX2%30SiO2X30SiO2X3%T/°CT/°C200200(1)圖中第一段失重為20%增塑劑DOP;(2)第二段為主體樹脂PVC失重,又分成兩段,第一段為PVC中脫出HCl,第二段為PVC的主鏈發(fā)生斷裂.(3)第三段為樣品中殘留的無機(jī)填料SiO2的平臺.3.寫出聚合物材料作紅外光譜實驗中的三種樣品制備的方法，并說明各種方法適用于哪種類型的樣品。溶液注膜法1：適用于可溶于某種易揮發(fā)溶劑的聚合物。試樣較多時，選擇某種易揮發(fā)溶劑將其溶解，配成一定濃度的溶液。再將適量溶液倒入干凈的外表皿中，待溶劑充分揮發(fā)后，剝下聚合物膜。溶液注膜法2：適用于可溶于某種易揮發(fā)溶劑的聚合物。選擇某種易揮發(fā)溶劑將其溶解，配成一定濃度的溶液。用干凈工具蘸取少量溶液，點(diǎn)滴在溴化鉀晶體片上，使溶劑充分揮發(fā)。溴化鉀壓片法：適用于粉體聚合物〔如：由熱固性材料制成的聚合物粉末〕將少量粉體試樣到瑪瑙研缽中，再取溴化鉀粉末適量到研缽中，經(jīng)研磨混合后，取該混合物適量填入專用模具，利用壓制工具，將粉體混合物壓制成片。溶液涂膜法：適用于粘稠物或液體。用干凈工具蘸取少量試樣，將其適量涂抹在溴化鉀晶體片上。4．寫出凝膠滲透色譜〔GPC〕中校正曲線的建設(shè)步驟。普適校正的應(yīng)用條件及原理。(1)校正曲線建設(shè)方法取一系列分子質(zhì)量的窄分布標(biāo)樣〔一般多于10個〕配置成聚合物溶液，流經(jīng)色譜柱，記錄標(biāo)樣的出峰時間，通過曲線回歸得到校正曲線。在有機(jī)物中最常使用的標(biāo)準(zhǔn)樣品就是陰離子聚合得到的聚苯乙烯(PS).(2)普適校正的應(yīng)用條件當(dāng)被測聚合物與標(biāo)樣具有不一樣的化學(xué)組成、化學(xué)構(gòu)造及組裝構(gòu)造時，需要使用普適校正。無機(jī)填料(3)普適校正的原理無機(jī)填料對于一樣的分子流體力學(xué)體積，在同一個保存時間流出，既兩種柔性高分子鏈的流體力學(xué)體積相等。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：〔n〕1M1=〔n〕2M2依據(jù)Mark-Houwink方程：〔n〕=KMαK1M1α1+1=K2M2α2+1K、α值與聚合物種類、相對分子質(zhì)量范圍、分子鏈形狀，溶劑種類及實驗溫度等多種因素有關(guān)。許多聚合物手冊和文獻(xiàn)上會給出不同實驗條件下的具體數(shù)值。5．圖為某橡膠與某塑料共混試樣的DMTA溫度譜圖，試分析從圖中可以得到那些信息〔Tg,橡膠=-13℃，Tg,塑料=110從曲線可以E’曲線可以看出，該試樣的E’值從-100℃到160℃溫度范圍內(nèi)有兩個明顯的下降過程。第一個過程是由于橡膠相Tg的轉(zhuǎn)變引起，E’下降了1.321×109Pa；第二段則是塑料相Tg轉(zhuǎn)變引起，E’下降了2.478×10從tanδ曲線可以看出，橡膠相的Tg=-12.485℃，塑料相的Tg=109.5℃，而且橡膠的tanδ峰明顯高于塑料。說明橡膠發(fā)生從兩相Tg轉(zhuǎn)變的位置可以看出，共混物中兩相的Tg與各自純組分的Tg根本一樣，變化很小，說明該共混物中兩組分的相容性很差。6.根據(jù)兩組分是否相容，二元聚合物共混物可以分為三種類型，即完全相容性，局部相容性和完全不相容性三種類型的共混物。請用玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為判斷標(biāo)準(zhǔn)，簡述兩種高分子材料分別形成上述三種類型的聚合物共混物時，共混物中玻璃化轉(zhuǎn)變溫度假設(shè)何隨組成變化，以及可以運(yùn)用哪些研究手段來研究共混物的相容性。對于兩種聚合物A和B，其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為Tga和Tgb。如果兩種高分子材料形成完全相容性聚合物共混物，則共混物只出現(xiàn)單一的隨組成變化的Tg。；如果兩種高分子材料形成完全不相容性聚合物共混物，則共混物將出現(xiàn)兩個與純組分一樣或相近的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，且不受組成的影響；如果兩種高分子材料形成局部相容性聚合物共混物，則共混物將出現(xiàn)兩個玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，并且隨組成的變化二者都越來越偏離純組分的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度可用DSC,DMTA,FTIR,NMR等方法研究聚合物共混物的相容性。7．現(xiàn)有一塑料制品，其主體成分為PVC，另外還有增塑劑DOP及無機(jī)填料CaCO3。假設(shè)其它少量成分忽略不計，采用熱失重〔TG〕法測定以上三種成分的含量，試用TG示意圖表示該樣品在空氣氣氛下的失重曲線的大致模樣、標(biāo)注關(guān)鍵失重點(diǎn)坐標(biāo)、并寫出以上三組分各自百分含量的表達(dá)式。40500400300〔假定在空氣氣氛下DOP在160--200°C完成失重，PVC起始分解溫為200°C，在600°C樣品中有機(jī)物全局部解揮發(fā)〕40500400300DOPX1%DOPX1%50W%50X2%HClPVCX2%HClPVCX3X3%CaCO3200室溫700600500400300100CaCO3200室溫700600500400300100T/°CT/°C20DOP%=100%—X1%PVC%=X1%—X3%CaCO3%=X3%圖中〔X1%—X2%〕為失重段，是PVC的第一段失重〔釋放HCl〕8.聚乳酸〔PLA〕為一種醫(yī)用聚合物材料，為改善其親水性，使之以乙二醇〔EG：HO-CH2CH2-OH〕為單體在一定反響條件下通過縮合聚合進(jìn)展擴(kuò)鏈反響，制備嵌段聚合物PLA-PEG〔即：PLA-〔OCH2CH2〕n-OH〕。請選用兩種表征方法，并用示意圖和文字說明，反響產(chǎn)物確系擴(kuò)鏈聚合產(chǎn)物。PLAPLAPLA-PEGmvPLA-PEGmvt(min)t(min)凝膠色譜法(GPC):〔8分〕(1).嵌段聚合物PLA-PEG的分子量大于嵌段前聚乳酸〔PLA〕的分子量。(2).在GPC譜圖中；聚合物分子相對分子質(zhì)量越大，流體力學(xué)體積越大，對應(yīng)保留時間越小。(3).GPC測定接支前和接支后的數(shù)均相對分子質(zhì)量。如上圖所示。紅外光譜法〔IR〕：〔4分〕因〔OCH2CH2〕n鏈段中醚鍵的存在，PLA括鏈后，所得共聚物的紅外光譜將表現(xiàn)出明顯的醚鍵特征吸收。9．無機(jī)粘土微觀上呈現(xiàn)納米級層狀周期構(gòu)造，通過X射線衍射〔XRD〕低角度的衍射峰可表征其層狀周期的存在和周期尺寸。用無機(jī)粘土與某種聚合物通過某種工藝制備有機(jī)/無機(jī)“納米插層〞復(fù)合物，使聚合物分子鏈插入層狀粘土間隙，構(gòu)成由聚合物層與粘土層周期交替的“納米插層構(gòu)造〞。請用XRD示意圖及布拉格衍射公式說明，表征復(fù)合物中存在“納米插層〞的判據(jù)?！埠喕腂ragg衍射公式：2dsinθ=λ〕。dd蒙脫土聚合物鏈蒙