高分子物理期末考试试题
一名词解释（每题2分，共10分）：
1．玻璃化转变：是分子链段获得了足够的能量，以协同方式开始运动，不断改变构象，所导致的一第列物理性质如形变，模量，比体积，比热，密度，粘度，折光指数，介电常数等发生突变或不连续变化的过程。
2．泊松比：材料拉伸时横向应变与纵向应变比值之负数，是一个反映材料性质的重要参数。
3．力学松弛：高聚物的力学性质随时间的变化。它包括蠕变、应力松驰、滞后、力学损耗。
4.熔融指数：在标准熔融指数仪中，先将聚合物加热到一定温度，使其完全熔融，然后在一定负荷下将它在固定直径、固定长度的毛细管中挤出，以十分钟内挤出的聚合物的质量克数为该聚合物的熔融指数。
5.应变：当材料受到外力作用时，就要发生几何形状和尺寸的改变，这种变化就称为应变。
二、简答题（每题5分，共40分）：
1、为什么聚合物的溶解很慢，多数需经过相当长的溶胀过程方能溶解？
答：聚合物的分子链很长，因此运动困难。其溶解过程先是小分子
溶剂扩散进入高分子链之间，增大分子间距，破坏分子间作用力，然后才是高分子链与小分子溶剂的相互扩散，帮溶解过程缓慢。
2、聚丙烯腈只能用溶液纺丝，不能用熔融纺丝，而涤纶树脂可用熔融纺丝。为什么？
答：聚丙烯腈带有强极性的腈基，分子间作用力极大，熔点极高，以至于高于分解温度，所以不能采用熔融纺丝，而只能进行溶液纺丝；而聚酸结构中不含强极性取代基，分子间作用力小，熔点较低，所以可以用熔融法纺丝。
3、聚合物有哪些层次的结构?
答：高分子链的结构（一级结构）：单个高分子链中原子或基团的几何排列情况。包含一次结构和二次结构。
高分子的聚集态结构（二级结构):指具有一定构象的高分子链通过范德华力或氢键的作用，聚集成一定规则排列的高分子聚集体结构。高分子的一次结构：研究的范围为高分子的组成和构型，指的是单个高分子内一个或几个结构单元的化学结构和立体化学结构，故又称化学结构或近程结构。
高分子的二次结构：研究的是整个分子的大小和在空间的形态，又称远程结构。
4、根据对材料的使用要求，有哪些途径可改变聚合物的Tg。
答：(1)改变主链或取代基的组成。主链中引入芳杂环或极性侧基均可提高Tg；（2）加入增塑剂；（3）控制分子量；（4）适度交联；（5）共聚-内增塑作用；（6）共混等。
5、高聚物粘性流动的特点。
答：(1) 高分子流动是通过链段的位移运动来完成的；
（2）高分子流动不符合牛顿流体的流动规律；
(3) 高分子流动时伴有高弹形变。
6、写出三个判别溶剂优劣的参数；并讨论它们分别取何值时，该溶剂分别为聚合物的良溶剂、不良溶剂、θ溶剂
答：χ1<1/2 ， A2>0 ，溶胀因子α>1为良溶剂，
χ1>1/2 ， A2< 0 α<1为不良溶剂
χ1=1/2 ， A2=0 ，α=1为θ溶剂，
7、聚合物分子量分布的测定方法
答：(1) 利用聚合物溶解度的分子量依赖性，将试样分成分子量不同的级分，从而得到试样的分子量分布，如沉淀分级、柱上溶解分级和梯度淋洗分级。
(2) 利用高分子在溶液中的分子运动性质，得到试样的分子量分布，
A、反应性共混
B、就地“增容法”
C、加入增溶剂
D、加入稀释剂
4．Tg温度标志着塑料使用的 B 和橡胶使用的 A 。前者常表征塑料的 C ，后者表征橡胶的 D 。
A.最低温度 B . 最高温度 C.耐热性 D. 耐寒性
5.在聚合物的力学松弛现象中，A和D属于静态粘弹性，B和 C属于动态粘弹性。
A.蠕变
B.力学损耗
C.滞后
D.应力松弛
6.Tg是链段开始“解冻“的温度，因此凡是使链段的柔性__A___，使分子间作用力 A 的结构因素均使Tg下降。
A：增加降低 B：增加上升
C: 减少上升 D：减少降低
7.链的柔性是决定Tg最主要的因素，主链越__A__，Tg越低，主链越 A__，Tg越高.
A．柔顺，僵硬。 B. 僵硬柔顺
C．长僵硬 D. 短柔顺
8. 人们常常制取高分子量的聚乙稀的目的是为了提高它的
B ，在制取结晶性高聚物的过程中常常加入成核剂是为了提高它的 B 。
A.拉伸强度
B.冲击强度
C.抗张强度
D.硬度
1、用平衡溶胀法可测定丁苯橡胶的交联度。试由下列数据计算该试
样中有效链的平均分子量Mc。所用溶剂为苯，温度为25℃，干胶重0.1273克，溶胀体重2.116克，干胶密度为0.941克/毫升，苯的密度为0.8685克/毫升，χ1=0.398。
解：平衡溶胀比Q=(v1+ v2)/v2=v1[(w1/ρ1) +(w2/ρ2)]/(w2/ρ2)
=[(2.1160.1273)/0.8685+0.1273/0.941]/(0.12 73/0.941)
=17.9246
下式中的v1为溶剂的摩尔体积，v1= M1/ρ1(苯)
由[Mc/（ρ2 v1）]（0.5-χ1）=Q5/3 得
Mc=ρ2 v1 Q5/3/（0.5-χ1）=ρ2 （M1/ρ1）Q5/3/（0.5-χ1）
=[0.941×（78/0.8685）×17.92645/3]/（0.5-0.398）
=101734.926
2、由文献查得涤纶树脂的密度ρc=1.50×103kg/m3和ρa=1.335×103kg/m3,内聚能ΔE=66.67kJ/mol(单元)。今有一块1.42×2.96×0.51×10-6m3的涤纶试样,质量为 2.92 ×10-3 kg,试由以上数据计算:(1)涤纶树脂试样的密度和结晶度;(2)它的内聚能密度(涤纶树脂试样的M0=192g/mol).
解:(1)密度ρ=W/V=2.92×10-3/(1.42×2.96×0.51×10-6)=1.362×103kg/m3
结晶度f c V=(ρ-ρa)/(ρc-ρ
a)=(1.362-1.335)/(1.50-1.335)=21.8%
或 f c W=ρc/ρ·(ρ-ρa)/(ρc-ρa)=23.3%
(2)内聚能密度CED=ΔE/VM0=66.67×103/(1/1.362×103) ×
192=473J/cm3