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浙江大学2008年高分子物理与化学考研真题

浙江大学2008年招收攻读硕士学位研究生入学考试试题

考试科目:高分子物理与化学编号:837

注意:答案必须写在答题纸上,写在试卷或草稿纸上均无效。

高分子物理部分

1、什么叫构象?试从高聚物的分子构象来说明高弹态和取向态的形态特征。(15分)

2、写出下列术语的英文名称:1)数均分子量2)重均分子量3)分子量分布,简述高聚物的重均分子量与其熔体粘度的关系。(15分)

3、与小分子溶液相比较,高分子溶液性质有哪些特点?何谓理想溶液?高分子稀溶液为理想溶液的条件是什么?(15分)

4、非晶态高聚物、非极性晶态高聚物、极性晶态高聚物和交联高聚物的溶解或溶胀有什么特点?(15分)

5、试用四元件模型(Maxwell模型和Kelvin模型的串联)描述线性高聚物的蠕变模型。(15分)

高分子化学部分

一、简答题(共22分)

1、根据名称写出下列聚合物的重复结构单元的化学结构简式。(5分)

(1)聚四氟乙烯(2)涤纶(3)聚异戊二烯(4)马来酸酐与醋酸2-氯烯丙基酯(自由基聚合)(5)聚碳酸酯

2、功能高分子有哪两种主要的制备方法?(2分)试设计一种两端带有羟基的大分子试剂。(2分)

3、简述悬浮聚合和乳液聚合的主要不同之处。(5分)

4、什么是单体的竞聚率?(1分)若分别以r1、r2代表单体M1和M2的竞聚率,则当r1=r2=0和r1>1、r2>1时,各得到何种类型的聚合物?(4分)

5、均相茂金属催化剂近年来发展迅速,其三个主要优点是什么?(3分)

二、图解题(共18分)

1、对于常规的自由基本体聚合反应,试画出体系中自由基浓度随着单体转化率变化的曲线,并简要说明作图的依据。(8分)

2、假设某一自由基聚合反应同时存在偶合终止和歧化终止,试以聚合度为横坐标、质量分布(Wx/W)为纵坐标作图,说明两种终止方式对聚合物质量分布曲线的影响。(4分)

3、画出聚α-烯烃的立构图像。(6分)

三、资料题(共35分)

(一)阅读以下材料,根据短文内容回答问题1-5。(13分)

甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯(简称MS共聚物)是制备透明高抗冲速率MBS的原料,MS 共聚物的折光率可通过调节甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯的组成而改变,因此化学组成的均一性是重要的指标。实验室合成化学组成均一的MS的过程如下:在装有搅拌器、温度计、回流冷凝器和氮气导管的500ml四颈瓶中,加入150ml蒸馏水、100g浆状碳酸镁,开动搅拌使碳酸镁分散均匀,并快速加热到95℃。0.5h后,在氮气保护下冷却系统到70℃。一次性向反应瓶内加入用氮气除氧后的单体混合液(28g甲基丙烯酸甲酯,33g苯乙烯和0.6g过氧化苯甲酰)。通入氮气,开动搅拌,控制转速在1000-1200rpm,烧瓶内温度保持在70-75℃。1h后,取少量烧瓶内的液体滴入盛有清水的烧杯,若有白色沉淀生成,则可以将反应体系缓慢升温到95℃,继续反应3h,使珠状产物进一步硬化。结束后,将反应混合物上层清液倒出,加入适量稀硫酸,使pH值达到1-1.5,待大量气体冒出,静止30分钟,倾去酸液。用大量的蒸馏水洗涤珠状物至中性。过滤、干燥、称重,计算产率。

1、本实验采用的是自由基聚合的四大聚合方法中的哪一种?(2分)

2、为什么选择28g甲基丙烯酸甲酯和33g苯乙烯的投料比?(已知竞聚率rMMA=0.46,rSt=0.52)(5分)

3、通入氮气的目的是什么?(2分)

4、反应1h后,取少量烧瓶内的液体滴入盛有清水的烧杯,若有白色沉淀生成,则可以将反应体系缓慢升温到95℃,这样做的理由是什么?(2分)

5、怎样检验合成的MS的化学组成是否符合所要求的均一性?(2分)

(二)、阅读下列英文材料,回答6-8题。(16分)

Over the past decades, chemists have continuously explored novel synthetic approaches for the preparation of functional polymers and materials with improved properties. Various well-known reactions in the field of organic chemistry have been transformed into polymer chemistry, which has led to the development of, for instance, atom transfer radical polymerization (ATRP) from the atom transfer radical addition reaction. The development and the perfection(优化) of a variety of other living/controlled polymerization techniques has enabled the synthesis of a large variety of well-defined (co) polymer structures as depicting in Fig.1.

浙江大学2008年高分子物理与化学考研真题

Fig.1 Schematic overview of selected (co)polymer architectures

In this respect, the concept of click chemistry that was introduced by Sharpless seems to be the ideal method to couple performed polymer structures. Click chemistry comprises a number of organic heteroatom(杂原子)coupling procedures that comply with the stringent criteria as defined by Sharpless .The preparation of well-defined polymeric building blocks with one or two azide(叠氮化合物)and/or alkyne(炔烃) functionalized at the chain-end has received significant attention in the last several years, whereby especially the ATRP mechanism was often exploited for the synthesis of azide- functionalized polymers by exchange of the halogen chain ends using sodium azide (Fig.2). The resulting well-defined azide functionalized polymers have been used for the quantitative preparation of polymers with otherwise difficulty accessible functional groups at the chain ends via click chemistry. This approach was explored by Lutz et al. for the end-functionalization of PS. The copper(I) catalyzed cycloaddition(环加成) of several functional acetylenes(乙炔) with azido-PS allowed the quantitative formation of PS end-functionalized with a primary alcohol, a carboxylic acid or a vinylic group as depicted in Fig.2.

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Fig.2 Preparation of end-chain functionalized PS via a combination of ATRP and click chemistry

5、写出图1中各种聚合物的中文名字。(6分)

6、写出图2中与相对应的化学结构。(8分)

7、写出ATRP和click chemistry的中文名称。(2分)

(三)下面是近期发表在Macromolecules杂志上的研究论文中作者给出的聚合物结构的表征结果。请根据图回答问题9和10。

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浙江大学2008年高分子物理与化学考研真题

9、图(a)和(c)、(d)分别是什么光谱学手段?(4分)

10、图(b)是用什么表征手段得到的?(2分)

历年考研真题试卷答案解析

浙江大学2008年招收攻读硕士学位研究生入学考试试题答案解析

考试科目:高分子物理与化学编号:837

注意:答案必须写在答题纸上,写在试卷或草稿纸上均无效。

高分子物理部分

1、什么叫构象?试从高聚物的分子构象来说明高弹态和取向态的形态特征。(15分)

【考查重点】

这是考查第一章的知识点,同时与第二章聚集态和第七章力学性质的相关知识相结合,须注意的是,对高物的考查会各章相互结合,而不一定是单独考查,考生须整体把握。

【答案解析】

构象:由单键内旋转而构成的不同形态。

高弹态:当非晶态的分子处于高弹态时,其分子中的链段能通过链段间的单键发生内旋转而不断改变构象,表现为链段的翻转,使分子处于不同的构象形态。

取向态:高分子在外力作用下,链段受到内应力的作用使分子沿外力方向上发生有序规则的排列,表现为链段的翻转和大分子的规则运动,形成规则的堆砌结构。在这个过程中,分子的构象时刻发生改变,由于构象的变化使分子有利于规则堆砌。

2、写出下列术语的英文名称:1)数均分子量2)重均分子量3)分子量分布,简述高聚物的重均分子量与其熔体粘度的关系。(15分)

【考查重点】

这是考查第四、五章的关于分子量及其分布的问题,同时还结合第六章的熔体流动的知识点进行提问,这再次反映出对高物的考查会各章相互结合。

【答案解析】

(a)number average molecular weight

(b)weight average molecular weight

(c)molecular weight distribution

高聚物的重均分子量小于临近分子量Mc时,高聚物熔体粘度与重均分子量的1---1.5次方成正比,当高聚物的重均分子量超过临界分子量Mc时,高聚物熔体粘度与重均分子量的3.4次方成正比。

123456

2

4

68

10

浙江大学2008年高分子物理与化学考研真题

12

l o g [n 0]logMw

对此分段直线变化的解释:由于链的缠结作用引起了流动单元的变化,Mc 可视为发生链缠结时的最小重均分子量。MwMc 时,链缠结使流动单元变大,流动阻力增加。

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