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简述聚合物力学三态的分子运动特点。

题目
问答题
简述聚合物力学三态的分子运动特点。
参考答案和解析
正确答案： 1）玻璃态：温度低，链段的运动处于冻结，只有侧基、链节、链长、键角等局部运动，形变小；
2）高弹态：链段运动充分发展，形变大，可恢复；
∆热运动的能量还不足以使整个分子链产生位移。
∆此状态下高聚物表现出类似于橡胶的性质，受较小的力就可以发生很大的形变（100%~1000%），外力除去后形变可完全恢复。
∆高弹态是高分子特有的力学状态，在小分子化合物中不能观察到。3）粘流态：链段运动剧烈，导致分子链发生相对位移，形变不可逆。
解析： 暂无解析
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相似问题和答案

第1题：

简述聚合物分子的运动及其特点。


正确答案:（1）运动单元的多重性，包括：高分子链的整体运动，链段运动，链节、支链、侧基的运动，晶区内分子运动。
（2）分子运动的时间依赖性。原因在于不同的运动单元的运动均需要克服摩擦力，不可能瞬时完成。
（3）分子运动的温度依赖性。不同温度下表现出不同的运动特征。玻璃态：分子运动限于振动和短程的旋转运动；玻璃－橡胶转变区：模量下降很多，链段为运动；橡胶流动区：既呈现橡胶弹性又呈现流动性；液体流动区，整个分子链成为运动单元。

第2题：

什么是聚合物材料？聚合物力学性能的最大特点是什么？


正确答案:聚合物指由许多相同的、简单的结构单元通过共价键重复连接而成的高分子量化合物。聚合物的主要分为碳链、杂链和元素有机三类。按材料的性质和用途分类，可将高聚物分为塑料、橡胶和纤维。
高弹形变和黏弹性是聚合物特有的力学性能。这些特性均与大分子的多层次结构的大分子链的特殊运动方式以及聚合物的加工有密切的关系。

第3题：

试述线性非晶态高聚物的力学三态及其转变。


正确答案: 线性非晶态高聚物在很低的温度下，链段运动被冻结，受外力作用时，只有原子或基团的平均位置发生位移，此时高聚物的力学状态处于玻璃态，高聚物表现出硬脆或刚硬类似小分子玻璃的性质。随着温度升高，高聚物的力学状态发生转变，达到玻璃化温度时，高聚物由玻璃态转变到高弹态。此时，链段已经能够比较自由地旋转，可以改变大分子链的构象，但整个大分子仍处于被冻结的状态，不能进行相对滑移，此时高聚物的力学状态处在高弹态，高聚物表现出柔韧、富有弹性类似橡胶的性质，所以又称橡胶态。当温度继续高至黏流温度时，高聚物由高弹态转变到黏流态，不仅链段能运动而且整个大分子链都能运动，这时聚合物受外力作用时，分子与分子之间能发生相对移动产生黏性流动，此时高聚物的力学状态处于黏流态，高聚物表现出类似小分子液体的性质。

第4题：

为什么聚合物的高弹性具有气、液、固三态的特征？


正确答案:作为橡胶的高分子具有柔性、长链结构，使其卷曲分子在外力作用下通过链段运动改变构象而舒展开来，除去外力双恢复到卷曲状态。
橡胶的适度交联可以阻止分子链间质心发生位移的粘性流动使其充分显示高弹性。

第5题：

简述聚合物力学性质的特点。


正确答案:1、是已知材料中变性范围最宽的力学性质。即力学性质的多样性。例如液体有软弹性、硬弹性、刚性、脆性、韧性等。可以从纯粘性经粘弹性到纯弹性，为应用提供了广阔的选择余地。
2、力学性对温度和时间有强烈的信赖性。造成以上特点的原因：归结为聚合物的长链分子结构。
3、高弹性—高聚物特有；
4、粘弹性—力学行为对温度和时间有强烈的依赖关系，为高聚物独特的力学行为；
5、比强度特高（比强度—单位重量材料能承受的最大负荷）。

第6题：

简述适合聚合物驱的油藏地质特点。


正确答案: 油层温度：一般温度范围在45-70℃内比较合适；
水质：地层水矿化度在1600-30000mg/L，地面配置水矿化度要低于1200mg/L；
原油粘度：原油粘度最好在10-100mPa·s进行聚合物驱比较合适；
油层非均质性：一般油层变异系数在0.6-0.8之间最好。

第7题：

画出非晶聚合物与结晶聚合物的温度形变曲线，并比较两者力学状态特点。


正确答案: 1.非晶聚合物：
（1）处于玻璃态的聚合物，链段的运动处于“冻结”状态，显出高模量，具有虎克弹性行为，质硬而脆。
（2）处于高弹态的聚合物表现出高弹性，在较小的应力下即可迅速发生很大的变形，除去外力后，形变可迅速恢复。
（3）处于粘流态的非晶聚合物，由于链段的剧烈运动，整个大分子链的重心发生相对位移，产生不可逆形变，即粘性流动，聚合物成为粘性液体。
2.结晶聚合物：
（1）结晶聚合物常存在一定的非晶部分，也有玻璃化转变。
（2）在Tg以上模量下降不大，在Tm以上模量迅速下降。
（3）聚合物分子量很大，Tm〈Tf，则在Tm与Tf之间将出现高弹态；分子量较低，Tm>Tf，则熔融之后即转变成粘流态。

第8题：

水力学是研究液体机械运动和分子运动规律的学科。


正确答案:错误

第9题：

无定型聚合物的力学三态是（）、（）和（）两个转变温度是（）和（）。


正确答案:玻璃态；高弹态；粘流态；玻璃化温度；粘流温度

第10题：

试从分子运动的观点说明非晶聚合物的三种力学状态和两种转变。


正确答案: 在玻璃态下（Tg），由于温度较低，分子运动的能量很低，不足以克服主
链内旋转的位垒，因此不足以激发起链段的运动，链段处于被冻结的状态，只有那些较小的运动单元，如侧基、支链和小链节能运动。当受到外力时，由于链段运动被冻结，只能使主链的键长和键角有微小的改变，形变是很小的。当外力除去后形变能立刻回复。
随着温度的升高，分子热运动的能量增加，到达到某一温度gT时，链段运动被激发，聚合物进入高弹态。在高弹态下（T>Tg），链段可以通过单键的内旋转和链段的运动不断地改变构象，但整个分子不能运动。当受到外力时，分子链可以从蜷曲状态变为伸直状态，因而可发生较大形变。
温度继续升高（T>Tf），整个分子链也开始运动，聚合物进入粘流态。这时高聚物在外力作用下便发生粘性流动，它是整个分子链互相滑动的宏观表现。外力除去后，形变不能自发回复。
玻璃化转变就是链段由运动到冻结的转变；流动转变是整个分子链由冻结到运动的转变。

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