聚合物表征试卷及复习资料

1、北京化工大学20072008学年第一学期聚合物表征期末考试试卷一.选择题（下面每个选择题中有一个或多个正确答案，每题 2分，共40分）1 .最早发现X射线的人是D 。A.傅立口tB.布拉格 C.劳厄 D.伦琴2 .中红外光谱的波数范围是指B 。A. 4000 13000cm -1 B. 400 4000 cm -1C.6000 13000 cm -1D.0 400cm -13 .在聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）的DSC曲线图中，介于玻璃化温度和熔点之间有时会出 现一放热峰，产生此峰对应的结构变化是C 。A.晶型转变B.僵化的分子链段开始运动C冷结晶D.不完善晶区熔融4 .红外光谱图解析的基本的

2、要素是A B C 。A.峰的位置 B.峰的强度C.峰的形状D.峰的朝向5 .动态力学分析仪可以进行A B C D等多种扫描模式的实验。A.温度 B.时间 C.频率 D.应变6聚合物的平衡熔点总是B 其测定到的熔点。A.低于 B.高于 C.等于7 . GPC谱图的横坐标如果以 保留体积”表示，保留体积”的含义是C 。A.分子链体积B.流体力学体积 C.泵输送的流动相溶剂的体积D.抽取样品的量8 .可用 A 和 B等方法测定聚合物结晶度。A. X射线衍射（XRD ） B.差示量热扫描（DSC ） C. GPC D.毛细管流变仪9 . GPC仪器中正确的连接是A 。A .泵-进样器-色谱柱-检测器B

3、.进样器-泵-色谱柱-检测器C.进样器-色谱柱-泵-检测器D.泵-进样器-检测器-色谱柱10 .采用 D可同时获知粘合剂固化后的玻璃化温度及模量A. DTA B.TGA C. DSC D. DMTA11 .将聚合物链插入无机纳米粘土的层间，形成的纳米插层结构，导致 XRD谱图上相应的衍 射峰如何移动A 。A.向低角度移动B.向高角度移动C.不发生移动12 .红外光谱实验中所使用的载体是C。A.玻璃片 B.透明体 C.澳化钾晶体D.水13 .做一次DSC实验需要的样品量大约是A 。A. 3mg B. 3g C. 30g D. 300g14 . 一种聚和物材料的熔融指数值越高，说明其熔体B 。A.

4、流动性越差B.流动性越好C.越容易发生交联D.越容易发生降解15 .差热扫描量热仪（DSC ）测量的是维持样品和参比物处于相同温度所需要的热流率差；它反映了样品C的变化率。A.内能 B.自由能 C.烙D.温度16 .热塑性聚合物材料在发生玻璃化转变时，其储能模量通常随着温度的上升而B ,随着频率的增加而A 。A.上升B.下降C.先升后降D.先降后升17 .从动态热机械分析（DMTA）的温度谱可得到的信息有A B C D 。A.动态模量B.损耗角正切C.玻璃化温度D.次级转变温度18 .人们经常用带加热台的C显微镜直接观测聚合物液晶转变温度。A.相差B.电子C.偏光D.原子力19 . X射线衍射

5、可用于分析结晶性聚合物的A B C D qA.结晶度 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确表达方式是B 。A. dsin 9=入 B.2dsin 0= XC.dsin2 9=入D.dsin 0=2 入21 .聚合物相对分子质量分布系数的表达式是D 。A.Mn/MwB.Mn/MvC.Mv/Mw D.Mw/Mn22 .聚合物红外光谱的普带源于A 振动对同频率红外光的吸收。A.分子B.核外电子C.质子 D.原子核23 .可用 C D表征聚合物热稳定性A.差热分析B.DMTAC.转矩流变仪D.热失重24 .环氧树脂固化过程可用A B C 表征.A.DSCB.DMTA C.

6、FTIR XRD25 .表征聚合物分子化学结构的方法有A B C DA.红外光谱B.紫外光谱 A.拉曼光谱D.核磁共振26 .取相同量的CaCO吩别在N2,Air和CO2气氛下做TG曲线，失重温度最低的是C失重温度最高的是 AA. N颁氛B.Air 气氛 C.CO2 气氛 D. 完全一样27 .红外光谱图纵坐标为AD横坐标为BA.吸光度 B. 波长 C. 波数 D. 透光度28 .将聚合物链插入无机纳米粘土的层间，形成的纳米层间结构，导致XRD普图上相应的衍射峰如何移动 AA.向低角度移动 B.向高角度移动 C.不发生移动29 .填充了油和炭黑的乙丙橡胶样品的TG曲线：在N2气氛中出现两段失重

7、，切换成 Air气氛后继续加热又出现最后一段失重，这三段失重从低温到高温依次对应DA.乙丙橡胶，油，炭黑 B.油，炭黑，乙丙橡胶 C.炭黑，乙丙橡胶，油 D.油，乙丙橡 胶，炭黑1 .分别用文字、谱图或示意图分别说明利用 XRD?口 DSC方法测定聚合物材料结晶 度的原理及步骤。（1） DSC原理：结晶性聚合物熔融时，只有结晶部分发生变化，因此熔融热实际上就是 破坏结晶结构所需的热量，即熔融热和结晶度是成正比的HfXc100%(cal/g 或 cal/mol)cal/g 或 cal/mol)样品，将熔融热对结晶度作图,其中，Xc-试样结晶度（% hH 0-试样熔融热AH0-结晶度为100%勺相

8、同聚合物的熔融热（A H0有三个来源：1 .查文献。2 .外推法得到：取一组已知结晶度（用其它方法测得） 为一直线，外推到结晶度为100%得到A H。3 .用100%结晶样品直接测定其熔融热燃。（2） X射线衍射如图所示，结晶聚合物的衍射图中，基线以上的峰被认为是非晶散射与结晶衍射之和。在确立扣除了非晶散射线后，便可得到结晶部分的衍射峰。用衍射峰面积 除以基线以上总面积,就得到结晶度指数 （Xc）202.画出一个含有 20%增塑剂DOP和30%无机填料SiO2的PVC样品的热失重(TG )曲线, 并对曲线各段进行相应的文字说明。200(1)图中第一段失重为20%增塑剂DOP;(2)第二段为主体

9、树脂 PVC失重，又分成两段，第一段为PVC中脱出HCl,第二段为 PVC的主链发生断裂.第三段为样品中残留的无机填料 SiO2的平台.3 .写出聚合物材料作红外光谱实验中的三种样品制备的方法，并说明各种方法适用于哪种类型的样品。溶液注膜法1:适用于可溶于某种易挥发溶剂的聚合物。试样较多时，选择某种易挥发溶剂将其溶解，配成一定浓度的溶液。再将适量溶液倒入干净的表面皿中，待溶剂充分挥发后，剥下聚合 物膜。溶液注膜法2:适用于可溶于某种易挥发溶剂的聚合物。选择某种易挥发溶剂将其溶解，配成一定浓度的溶液。用洁净工具 蘸取少量溶液，点滴在澳化钾晶体片上，使溶剂充分挥发。澳化钾压片法：适用于粉体聚合物(

10、如：由热固性材料制成的聚合物粉末)将少量粉体试样到玛瑙研钵中，再取澳化钾粉末适量到研钵中，经研磨混合后，取该混合物适量填入专用模具，利用压制工具，将粉体混合物压制成片。溶液涂膜法：适用于粘稠物或液体。用洁净工具蘸取少量试样，将其适量涂抹在澳化钾晶体片上。4 .写出凝胶渗透色谱(GPC中校正曲线的建立步骤。普适校正的应用条件及原理。 (1)校正曲线建立方法取一系列已知分子质量的窄分布标样(一般多于10个)配置成聚合物溶液，流经色谱柱，记录标样的出峰时间，通过曲线回归得到校正曲线。在有机物中最常使 用的标准样品就是阴离子聚合得到的聚苯乙烯 (PS).(2)普适校正的应用条件当被测聚合物与标样具有不

11、相同的化学组成、化学结构及 组装结构时，需要使用普适校正。(3)普适校正的原理对于相同的分子流体力学体积，在同一个保留时间流出，既两种柔性高分子链 的流体力学体积相等。其数学表达式为：niMi= n2M2依据 Mark-Houwink 方程：n= KM"KiMi a1+1= k2M2"+1K、a值与聚合物种类、相对分子质量范围、分子链形状，溶剂种类及实验温度等 多种因素有关。许多聚合物手册和文献上会给出不同实验条件下的具体数值。5 .图为某橡胶与某塑料共混试样的 DMT战度谱图，试分析从图中可以得到那些信 息(已知 Tg,橡胶=-13C, Tg,塑料=110C)。(1)从曲

12、线可以E'曲线可以看出，该试样的E'值从-100 C到160 c温度范围 内有两个明显的下降过程。第一个过程是由于橡胶相Tg的转变引起，E' 下降了 1.321 xl09Pa；第二段则是塑料相Tg转变引起，E'下降了2.478 M07Pa。(2)从tan 6曲线可以看出，橡胶相的Tg=-12.485 C,塑料相的Tg= 109.5 C, 而且橡胶的tan 6峰明显高于塑料。说明橡胶发生 Tg转变时的内耗较大 (内摩擦阻力大)。(3) 从两相Tg转变的位置可以看出，共混物中两相的 Tg与各自纯组分的Tg基本一样，变化很小，表明该共混物中两组分的相容性很差 。6 .

13、根据两组分是否相容，二元聚合物共混物可以分为三种类型，即完全相容性，部 分相容性和完全不相容性三种类型的共混物。请用玻璃化转变温度为判断标准，简述 两种高分子材料分别形成上述三种类型的聚合物共混物时，共混物中玻璃化转变温度 如何随组成变化，以及可以运用哪些研究手段来研究共混物的相容性。对于两种聚合物A和B,其玻璃化”变温度为Tga和Tgb。如果两种高分子材料 形成完全相容性聚合物共混物，则共混物只出现单一的随组成变化的Tg0；如果两种高分子材料形成完全不相容性聚合物共混物，则共混物将出现两个与纯组分相同或相 近的玻璃化转变温度，且不受组成的影响；如果两种高分子材料形成部分相容性聚合 物共混物，

14、则共混物将出现两个玻璃化转变温度， 并且随组成的变化二者都越来越偏 离纯组分的玻璃化转变温度可用DSC,DMTA,FTIR,NMR方法研究聚合物共混物的相容性。7 .现有一塑料制品，其主体成分为PVC ,另外还有增塑剂 DOP及无机填料CaCO3。若其它少量成分忽略不计，采用热失重（TG）法测定以上三种成分的含量，试用TG示意图表示该样品在空气气氛下的失重曲线的大致模样、标注关键失重点坐标、并写出以上三组分各自百分含量的表达式。（假定在空气气氛下 DOP在160-200 °C完成失重，PVC起始分解温为 200° C,在600° C样品中DOP %=100 % X

15、i %PVC %=X1 % X3 %300 400 500CaCO 3 %=X 3%图中（Xi% X2%）为失重段，是PVC的第一段失重（释放HCl）8.聚乳酸（PLA）为一种医用聚合物材料，为改善其亲水性，使之以乙二醇（ EG:HO-CH 2 CH2-OH ）为单体在一定反应条件下通过缩合聚合进行扩链反应，制备嵌段聚合物PLA-PEG （即： PLA- （OCH2CH2） n -OH ）。请选用两种表征方法，并用示意图和文字说明，反应产物确系扩链聚合产物。凝胶色谱法（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谱图中；聚

16、合物分子相对分子质量越大，流体力学体积越大，对应 保留时间越小。.GPC测定接支前和接支后的数均相对分子质量。如上图所示。红外光谱法（IR）: （4分）因（OCH2CH2） n链段中醴键的存在，PLA括链后，所得共聚物的红外光谱将表现 出明显的醴键特征吸收。9.无机粘土微观上呈现纳米级层状周期结构，通过 X射线衍射（XRD）低角度的衍射峰可表 征其层状周期的存在和周期尺寸。用无机粘土与某种聚合物通过某种工艺制备有机/无机纳米插层”复合物，使聚合物分子链插入层状粘土间隙，构成由聚合物层与粘土层周期交替的纳米插层结构”。 请用XRD示意图及布拉格衍射公式说明，表征复合物中存在纳米插层”的判据。（简化的聚合物链Bragg 衍射公式：2d sin 0 =入。蒙脱土ywvwl d根据2