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由于部分结晶聚合物中,晶区与非晶区的界限很不明确,无法准确测定结晶部分的量,因此,结晶度的概念缺乏明确的物理意义,其数值随测定方法不同而不同。
5. 高分子液晶的分子结构有何特点?根据分子排列有序性的不同,液晶可以分为哪几种晶型?如何表征?
答:结构特点:一般为刚性分子;具有较长的长径比,通常长径比>6.4;有一定的分子间作用力。
根据分子排列有序性的不同,液晶可以分为四种晶型: 向列型(N相):一维有序,完全没有平移有序 近晶型:最接近于晶体的类型,一维平移有序
手征性液晶:依靠端基的相互作用,彼此平行排列成层状,每层旋转一个角度,有螺矩的存在,层层累加
盘状液晶相
表征:(1)偏光显微镜 (2)热分析 (3)X射线衍射 6. 简述液晶高分子的研究现状,举例说明其应用价值。 1.液晶显示技术
向列型:灵敏的电响应信号和光学特性 电压的改变引起颜色变化 2.分析测量技术
胆甾型:光学性质好,可发生白光色散,透射光偏振旋转,可感受<0.1℃的温度变化,可以做痕量分析剂、显色剂等
3.液晶纺丝技术
晶体的加工能力较差,液晶可纺丝成纤维,较低的牵伸率减少内应力和损伤。 4.原位复合技术
与普通热塑性高分子共混,形成很细的刚性纤维,其细度优于加入的纤维,可获得力学性能很强的材料。
7. 取向度的测定方法有哪几种?举例说明聚合物取向的实际意义。 答:取向度的测定方法主要有:
声速传播法:可反映整个分子链的取向,能较好的说明聚合物结构与力学强度的关系 光学双折射:反映非晶区的链段取向 广角X射线衍射:测得晶区的取向度 小角激光光散射法 、收缩率表征法等
取向结构对材料的力学、光学、热性能影响显著。
例如:尼龙等合成纤维生产中广泛采用牵伸工艺来大幅度提高其拉伸强度;
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摄影胶片片基、录音录像磁带等薄膜材料实际使用强度和耐折性大大提高,存放时不会发生不均匀收缩。
取向通常还使材料的玻璃化温度提高;
对于晶态聚合物,其密度和结晶度提高,材料的使用温度提高。
8. 某结晶聚合物的注射制品中,靠近模具的皮层具有双折射现象,而制品内部用偏光显微镜观察发现有Maltese黑十字,并且越靠近制品芯部Maltese黑十字越大。试解释产生上述现象的原因。如果降低模具的温度,皮层厚度将如何变化?
答:出现上述现象的原因在于:皮层具有双折射现象是形成了柱晶;制品内部用偏光显微镜观察发现有Maltese黑十字,说明有球晶产生;越靠近制品芯部,Maltese黑十字越大,说明越靠近芯部,球晶越完整;若降低模具的温度,熔体冷却速度加快,受表层的应力作用增大,皮层厚度将增加。
9. 采用“共聚”和“共混”方法进行聚合物改性有何异同点? 答:相同点:二者都可形成两相结构。
不同:“共聚”的高分子合金在相界面处,存在化学键,“共混”的高分子合金在相界面处几乎不存在化学键。
10. 简述提高高分子合金相容性的手段。 答:a. 在物理共混中,加入第三组分增容剂;
b. 在不同聚合物的分子之间引入各种特殊的相互作用。
11. 某一聚合物完全结晶时的密度为0.936g/cm3,完全非晶态的密度为0.854 g/cm3,现知该聚合物的实际密度为0.900 g/cm3,试问其体积结晶度为多少?
???a0.900g/cm3?0.854g/cm30.046g/cm3解:X????0.561
?c??a0.963g/cm3?0.964g/cm30.082g/cm3vc12.已知聚乙烯晶体属斜方晶系,其晶胞参数a=0.738nm,b=0.495nm,c=0.254nm。 (1)根据晶胞参数,验证聚乙烯分子链在晶体中为平面锯齿形构象;
(2)若聚乙烯无定形部分的密度ρa=0.83 g/cm3,试计算密度ρ=0.97ρ聚乙烯试样的质量结晶度。
解:(1)?c?MZ28??? 23777NAV6.02?10?0.738?10?0.495?10?0.254?10?1.0025g/cm3
与实际测得的聚乙烯密度??0.92~0.90g/cm颇为一致。 (2)Xc?W31/?a~1/?1/0.83?1/0.971.2048?1.0309??
1/?a~1/?c1/0.83?1/1.00251.2048?0.9975整理文本