高分子物理模拟试卷（一）
一、名词解释（5×3）
θ溶剂 等效自由连接链 取向 银纹 特性粘度
二．选择题：（10× 2）
1．欲使某自由连接链（单烯类）均方末端距增加10倍，其聚合度必须增加 A 倍.
A ．10
B ．20
C ．100
D ．50
2．某一结构对称的结晶聚合物，其T m =210℃，其结晶速度最快的温度在 B 。
A ．170℃
B ．115℃
C ．－25℃
D ．210℃
3．测量重均分子量可以选择以下哪种方法： D
A ．粘度法
B ．端基滴定法
C ．渗透压法
D ．光散射法
4．当一个聚合物稀溶液从θ温度上升10℃时，其第二维利系数A 2： C
A ．小于1/2
B ．大于1/2
C ．大于零
D ．小于零 5．下列那种方法可以降低熔点： B 。
A. 主链上引入芳环；
B. 降低结晶度；
C. 提高分子量；
D. 加入增塑剂。
6. 下列方法可以提高聚合物的拉伸强度的是 B 。 A. 提高支化度； B. 提高结晶度； C. 加入增塑剂； D. 橡胶共混；. 7．大多数聚合物流体属于 D 。（9，2、）
A ．膨胀性流体（,1n Kr n σ=>）
B ．膨胀性流体（,1n
Kr n σ=<） C ．假塑性流体（,1n Kr n σ=>） D ．假塑性流体（
,1n Kr n σ=<） 8、用 B 模型可以用来描述线性聚合物的应力松弛现象。（2.2）
A 、粘壶与弹簧串连的kelvin 模型
B 、粘壶与弹簧串连的maxwell 模型
C 、粘壶与弹簧并连的kelvin 模型
D 、粘壶与弹簧并连的maxwell 模型
9.根据时温等效原理，将曲线从高温移至低温，则曲线应在时间轴上 B
移。
A 、左
B 、右
C 、上
D 、下
10.多分散高聚物下列平均分子量中最小的是 A
A 、n M
B 、w M
C 、z M
D 、M η
四．填空题：（25 ×1）
1．聚合物在溶液中通常呈 无规线团 构象，在晶体中呈 锯齿形 或 螺旋形 构象。
2. 高聚物的静态粘弹性行为表现有蠕变、应力松弛。
3. 高聚物在极高压力下可以得到的晶体类型是伸直链晶体，在偏光显微镜下可
以观察到“黑十字”现象的晶体类型是球晶。
4. 高聚物链段开始运动的温度对应的是该高聚物的玻璃化转变温度。
5. 橡胶弹性是熵弹性，弹性模量随温度的升高而增加，在拉伸时放热。
6.相对于脆性断裂，韧性断裂的断裂面较为粗糙，断裂伸长率较
长，而且断裂之前存在屈服。
7.写出三种测定聚合物结晶度的测定方法: X射线衍射、量热法（DSC、DTA）
和密度法。
1.8、写出判定聚合物溶解能力的原则中的2个原则：极性相近、内聚能密
度或者溶解度参数相近原则 , 溶剂化原则哈金斯参数小于1/2
9.凝胶色谱法（GPC）分离不同分子量的样品时，最先流出的是分子量大的部分，是依据体积排除机理机理进行分离的。
10.液晶分子中必须含有长棒状的结构才能够称为液晶，其长径比至少为 4 才有可能称为液晶，或者为盘状状，其轴至多为 1/4 。
三．排序题：（3 ×3）
1．比较下列聚合物的柔顺性：
聚乙烯聚二甲基硅氧烷聚甲基丙烯酸甲酯聚碳酸酯
2．比较结晶难易程度：
PE、PP、PVC、PS
3、比较下列聚合物的玻璃化温度：
聚乙烯聚二甲基硅氧烷聚对苯二甲酸乙二醇酯聚碳酸酯
五．简答题（5＋5＋5+6）
1.构型和构象有何区别？全同立构聚丙烯能否通过化学键（C-C单键）内旋转把
〝全同〞变为〝间同〞，为什么？
2. 解释为什么尼龙6在室温下可溶解在某些溶剂中，而线性的聚乙烯在室温下却
不能?
3.在用凝胶渗透色谱技术（GPC）测定高聚物分子量分布时，为什么能用一条普适
校正曲线将各种不同的高聚物的GPC图转换为分子量分布曲线？
4.下图是平均分子量相同但是分子量分布不同的同种聚合物的粘度与剪切速率的
关系示意图，请指出哪条曲线代表分子量分布宽的聚合物，并解释原因。
六. 画出非晶态聚合物在适宜的拉伸速率下，在玻璃化转变温度以下30度时的应力－
应变曲线，并指出从该曲线所能获得的信息。（10）高分子物理模拟试卷（一）参考答
案
一、名词解释（每题３分，共１５分）
θ溶剂：在某一温度下聚合物溶于某一溶剂中，其分子链段间的相互吸引力与溶剂化以及排斥体积效应所表现出的相斥力相等，无远程相互作用，高分子处于无扰状态，排斥体积为0，该溶液的行为符合理想溶液行为，此时溶剂的过量化学位为0，此时的溶液称为θ溶液。
等效自由连接链：将含有n个键长为l、键角θ固定、旋转不自由的键组成的链视为一个含有Z个长度为b的链段组成的可以自由旋转的链，称为等效自由连接链。
取向：在某种外力的作用下，分子链或者其他结构单元沿着外力作用方向择优排列的结构。
银纹：聚合物在张应力的作用下，在材料某些薄弱的地方出现应力集中而产生的局部的塑性形变和取向，以至于在材料的表面或者内部垂直于应力方向出现微细凹槽的现象。
特性粘度：高分子在c→0时，单位浓度的增加对溶液的增比浓度或相对粘度对数的贡献。其数值不随溶液浓度的大小而变化，但随浓度的表示方法而异。
二、选择（每题２分，共２０分）
1.A
2.B
3.D
4.C
5.B
6.B
7.D
8.B
9.B 10.A
三、填空（每空１分，共２５分）
2.无规线团锯齿形螺旋形
3.蠕变应力松弛
4.伸直链晶体球晶
5.玻璃化转变
6.熵增加放
7.粗糙长屈服
8.X射线衍射量热法（DSC、DTA）密度法
9.极性相近内聚能密度或者溶解度参数相近原则溶剂化原则哈金斯参数小
于1/2
10.大体积排除机理
11.长棒状 4 盘状 1/4
四、排序题(每题３分，共９分)
1.聚二甲基硅氧烷>聚乙烯>聚甲基丙烯酸甲酯>聚碳酸酯
2.PE>PP>PVC>PS
3.聚碳酸酯>聚对苯二甲酸乙二醇酯>聚乙烯>聚二甲基硅氧烷
五、简答题（５＋５＋５+６，共２１分）
1.首先写两者区别，强调构象是由于单键内旋转而引起，而构型是由于化学键所固定的原子在空间的排列。改变构象通过单键的内旋转即可达到，而改变构型需通过化学建的断裂与重组。（2分）
不能。首先指出从全同到间同的变化是构型的变化，必须通过化学建的断裂与重组才能
改变构型。而单键内旋转只能改变构象，不能改变构型。（3分）
2.首先说明尼龙和聚乙烯都是结晶性的聚合物，其溶解首先要使晶区熔融才能溶解。（1分）而尼龙是极性的聚合物，如果置于极性溶剂之中，和极性的溶剂作用会放出热量从而使晶区熔融，继而溶解。（2分）聚乙烯是非极性的聚合物，要使其晶区熔融只能升温至其熔点附近，然后溶于适当的溶剂中才能溶解。所以聚乙烯在常温下不能溶解在溶剂之中。（2分）
3.根据溶解度参数相近的原则，只有当两者溶解度参数之值相差小于1.7时，才有可能溶解。而戊烷和乙酸乙酯与苯乙烯一丁二烯共聚物的溶解度参数的差值都大于1.7，所以不溶于戊烷和乙酸乙酯。（2.5分）但是当戊烷和乙酸乙酯的比为1：1混合时，这个混合溶剂的溶度参数为16.55，与苯乙烯一丁二烯共聚物的溶解度参数非常接近，符合溶解度参数相近原则，故可以溶解。（2.5分）
4.曲线2代表分布宽的聚合物。（2分）
当切变速率小时，分布宽的聚合物含有较多特长的分子，形成的缠结的结构也较多，故粘度高。（2分）
当切变速率增大后，分布宽的试样中，由于缠结结构较多，容易被高的切变速率所破坏，出现“切力变稀”的剪切速率较小，而且越长的分子随切变速率的增加而对粘度下降的贡献越大。（2分）
六、（10分）
从该图可以获得的信息有：
聚合物的屈服强度（Y点强度）
聚合物的杨氏模量（OA段斜率）
聚合物的断裂强度（B点强度）
聚合物的断裂伸长率（B点伸长率）
聚合物的断裂韧性（曲线下面积）
画图：正确画出曲线得2分，并标明A、Y、B三点得3分，
每写出一个信息得1分，共5分
高分子物理模拟试卷（二）
一、名词解释（2分/名词）
键接异构 双轴取向 脆性断裂 Boltzmann 原理 熔限 力学状态 时温等效原理 银纹质（体） 柔顺性 零切黏度 二、填空（3分/题） 1. 自由结合链的均方末端距
2
fj h = ，自由旋转链的均方末端距2
fr h =
等效自由结合链均方末端距
2
h
等效= 。
2. 一般情况下，高聚物的结晶温度区域为 ，在此区间较高温度下结晶可
使高聚物的Tm ，熔限 ，结晶尺寸 。 3. 膜渗透压法测定的是 分子量；凝胶色谱法（GPC ）测定可得
到 ， ， ， ， ，从色谱柱中最先分离出来的是 。
4. PE 、等规PP 的溶解过程为 ，硫化橡胶遇溶剂
后 。
5. 良溶剂状态时，1E
μ? ，12χ
，2A 。 6. 动态粘弹性一般用 ， ， 等参数来表征；从分子结构来讲，
顺丁橡胶、丁苯橡胶、丁晴橡胶、丁基橡胶四种橡胶中内耗最大的是 。 7. 大多数聚合物熔体属 流体，，其n 值为 ，表明它们具
有 特性。
8. 橡胶弹性热力学方程为 ，交联橡胶的状态方程为
，当温度升高时橡胶弹性模量会 。
9. 共混高聚物是指 ，其聚集态特征
为 。
10. 玻璃态高聚物发生冷拉（强迫高弹形变）的温度区间是 ，结晶聚合物的
冷拉温度区间是 ，
11. 顺丁橡胶分子链的结构单元化学组成属 ，键接结构
属 ，构型属 。
12. 高密度PE 与低密度PE 相比，其支化度 ，结晶度 ，熔点
拉伸强度 ，冲击强度 。
三、问答题（共49分）
1、试说明结晶高聚物的微观结构具有哪些特征？高结晶度材料的分子链应具备什么结构特点？（10分）
2、请分别画出低度PE ，轻度交联橡胶的下列曲线，并说明理由。（10分）
（1）温度形变曲线
（2）蠕变及回复曲线
（3）应力-应变曲线（并标明拉伸强度）
3、写出下列高聚物的结构式，比较Tg的高低，并说明理由。（9分）
（1）顺丁橡胶、聚乙烯、聚氯乙烯、氯丁橡胶、聚苯乙烯
（2）聚异丁烯、聚二甲基硅氧烷、聚偏二氟乙烯、聚偏二氯乙烯
（3）聚苯撑、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯
4、画出模拟高聚物应力松弛过程的力学模型，给出应力松弛方程，并说明该模型适合
于描述何种高聚物的应力松弛过程，为什么？（10分）
5、试分析讨论分子结构、结晶、交联、取向对高聚物拉伸强度的影响。（10分）
高分子物理模拟试卷（二）参考答案
一、名词解释（每题1.5分，共15分）
键接异构——大分子链结构单元的键接顺序不同所引起的异构体。
双轴取向——取向单元沿两个相互垂直方向的取向，其面积增大，厚度减小。
脆性断裂——屈服前的断裂，拉伸中试片均匀形变，断面较平整。
Boltzmann原理——聚合物的力学松弛行为是其整个受力历史上诸松弛过程的线性加和的结果。
熔限——高聚物熔融开始至终了的温度区间。
力学状态——高聚物的力学性质随温度变化的特征状态；
时温等效原理——升高温度和延长时间对分子运动及高聚物的粘弹行为是等效的，可用一个转换因子α
T
将某一温度下测定的力学数据变成另一温度下的力学数据。
银纹质（体）——联系起两银文面的束状或高度取向的聚合物。
柔顺性—高分子链能够不断改变其构象的性质或高分子能够卷曲成无规线团的能力。零切黏度——剪切速率趋向于零时的熔体黏度，即流动曲线的初始斜率。
二、填空（每题3分，共36分）
1.自由结合链的均方末端距
2
fj
h= nl2 ，自由旋转链的均方末端距2fr
h= nl2(1+cos
θ)/(1-cosθ) ，等效自由结合链均方末端距
2
h等效= n e l e2。
2.一般情况下，高聚物的结晶温度区域为 Tg-Tm_，在此区间较高温度下结晶可使高聚
物的Tm 较高，熔限较窄，结晶尺寸较大。
3.膜渗透压法测定的是数均Mn 分子量；凝胶色谱法（GPC）测定可得到 Mn， Mw，
Mz， M
η， d=Mw/Mn= Mz/ Mw ，从色谱柱中最先分离出来的是分子量较大的级份。
4.PE、等规PP的溶解过程为先熔融，后溶胀，再溶解，硫化橡胶遇溶剂后只溶
胀 ，不溶解 。 5. 良溶剂状态时，
1
E
μ? <0 ，12χ <1/2 ，2A >0 。 6. 动态粘弹性一般用 储能模量（E ′）， 损耗模量(E ”) ，损耗因子（tan δ）等参数
来表征；从分子结构来讲，顺丁橡胶、丁苯橡胶、丁晴橡胶、丁基橡胶四种橡胶中内耗最大的是丁基橡胶（IIR ）。
7. 大多数聚合物熔体属 假塑性 流体，，其n 值为 <1，表明它们具有 剪切变稀
特性。 8. 橡胶弹性热力学方程为 TV
TV
u S f T l l ??????
=- ?
?
??????，交联橡胶的状态方程为
()()2
2
/C
N kT RT M σλλρλλ--=-=- ，当温度升高时橡胶弹性模量会
增大。
9. 共混高聚物是指 两种或以上的高聚物通过物理或化学方法制备的高分子-高分子
混合物，其聚集态特征为 亚微观非均相，宏观均相。
10. 玻璃态高聚物发生冷拉（强迫高弹形变）的温度区间是 T b ~T g ，结晶聚合物的冷拉
温度区间是T b (T g )~ T m 。
11. 顺丁橡胶分子链的结构单元化学组成属 碳链高聚物，键接结构属 1-4键接 ，构
型属 顺式构型 。
12. 高密度PE 与低密度PE 相比，其支化度 低 ，结晶度 高 ，熔点 高 拉伸强度高 ，
冲击强度 低 。
三、问答题（49分）
1、试说明结晶高聚物的微观结构具有哪些特征？高结晶度材料的分子链应具备什么结构特点？（10分）
答：1 ： （5分） 1) 一条大分子穿过数个晶胞；
2) 晶体中分子链取稳定构象，并构象固定； 3) 晶胞的各向异性； 4) 具有同质多晶现象； 5) 结晶的不完善性。
2：链的对称性：高分子链的结构对称性越高，越容易结晶； （2分） 链的规整性：规整性越高，越易结晶，键接顺序应规整，构型应是全同或间同立构；
对于二烯类聚合物，反式的结晶能力大于顺式； （2分）
链的柔顺性应适中：一定的柔顺性是结晶时链段向结晶表面扩散和排列所必需的。 高度结晶材料应同时具备以上三个要求，缺一不可。 （1分）
2、请分别画出低密度PE，轻度交联橡胶的下列曲线，并说明理由。（10分）
（1）温度形变曲线（3分）（2）蠕变及回复曲线（3分）（3）应力-应变曲线（并标明拉伸强度）（4分）答：（1）
图中：1为轻度交联橡胶的温度形变曲线；
2为低M低密度PE的温度形变曲线；
3为高M低密度PE的温度形变曲线；
a：低密度PE的T
g ； b：轻度交联橡胶的T
g
；
c：低密度PE的T
m ； d：高分子量低密度PE的T
f
。
原因：因为是轻度交联，仍有明显的玻璃化转变，由于交联作用，没有熔融和粘流。
低密度PE由于结晶含量较少，有明显的玻璃化转变和熔融转变，对于低分子量
的PE，其T
f 低于T
m
，所以熔融后直接进入粘流态；对于高分子量PE，其T
f
高于
T
m
，有明显的粘流转变。
（2）图中：ε
1：普弹形变；ε
2
：高弹形变；ε
3
：塑性形变。
轻度交联橡胶低密度PE
原因：轻度交联橡胶因交联键的限制，无明显的塑性形变，但有普弹形变和高弹形变；
低密度PE中的结晶部分类似于交联点，但由于结晶含量较低，所以在外力的作用下，除发生普弹和高弹形变外，非晶部分仍能发生塑性形变。
（3）
原因：轻度交联橡胶室温拉伸时应力-应变属高弹形变，无屈服和冷拉，一般来说，拉伸强度等于断裂强度；
低密度PE属低结晶度高聚物，拉伸时有屈服，有时有冷拉（与低密度PE的分子量大小有关），但应力应变曲线与高结晶度PE明显不同，即低密度PE冷拉不完全，屈服之前有明显的非线性区。
3、写出下列高聚物的结构式，比较Tg的高低，并说明理由。（9分）
（1）顺丁橡胶、聚乙烯、聚氯乙烯、氯丁橡胶、聚苯乙烯（3分）答：分子链的柔顺性愈好，其Tg越低；
（手工画结构式）
从上面的结构式可以看出，BR主链不含侧基，且有孤立双键，所以柔性最好，Tg最低；PE与BR相比缺少孤立双键，柔性次之；CR中虽有孤立双键，但有极性侧基氯原子，柔性降低，Tg升高； PVC中无孤立双键，有极性侧基氯原子，柔性降低；
聚苯乙烯中无孤立双键，有刚性侧基苯环，Tg最高。
既主链连含有孤立双键，柔性增加；侧基体积增大，或极性增大，柔性降低。T
：顺丁橡胶<聚乙烯<氯丁橡胶< 聚氯乙烯<聚苯乙烯
g
（2）聚异丁烯、聚二甲基硅氧烷、聚偏二氟乙烯、聚偏二氯乙烯（3分）
（手工画结构式）
Si-O主链键长键角均大于C-C主链，且O上无取代基，取代基对称，所以柔性最好；其余三者主链组成相同，侧基都对称，侧基极性甲基小于CL和氟原子，但氟原子体积小于氯原子，所以排列如下：
：聚二甲基硅氧烷<聚异丁烯<聚偏二氟乙烯<聚偏二氯乙烯
T
g
（3）聚苯撑、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯（3分）
（手工画结构式）
主链苯环含量增加，Tg 增大；酯基含量增加，Tg 减小； T g ：聚对苯二甲酸乙二醇酯<聚碳酸酯<聚苯撑
4、画出模拟高聚物应力松弛过程的力学模型，给出应力松弛方程，并说明该模型适合于描述何种高聚物的应力松弛过程，为什么？（10分）
答：Maxwell 模型：弹簧串联粘壶； （3分）
应力松弛方程：()0
t
t e
τ
σσ-= τ=η/E ：松弛时间 （4分）
当t →∞时，σ（t ）→0,应力可以完全松弛掉，所以只适合于模拟线型高聚物。 （3分）
5、试分析讨论分子结构、结晶、交联、取向对高聚物拉伸强度的影响。 （10分） 答：（1）凡使分子柔性减小的因素及分子间力增大如生成氢键等都有利于高聚物拉伸强
度的提高；
分子量增大，拉伸强度提高，但有极大值，之后变化不大； （3分） （2）结晶度提高，拉伸强度提高，但有极大值，之后变化不大； （3分）
结晶度相同时，结晶尺寸减小，拉伸强度提高； 结晶形态：球晶<串晶<伸直链晶片。
（3）随交联密度的提高，高聚物拉伸强度先增大后减小； （2分） （4）平行于取向方向上拉伸强度增加，垂直于取向方向上拉伸强度减小。（2分）
高分子物理模拟试卷（三）
一、名词解释（5×2=10）
θ温度 链段 银纹 内聚能密度 应力松弛
二．选择题：（10×2=20）
1．聚合物在溶液中通常呈 C 构象。
A ．锯齿形
B ．螺旋形
C ．无规线团
D ．梯形
2． 一般来说，那种材料需要较高程度的取向 B 。 A ．塑料 B ．纤维 C ．橡胶 D ．粘合剂
3．测量数均分子量，不可以选择以下哪种方法： B 。 A ．气相渗透法 B ．光散射法 C ．渗透压法 D ．端基滴定法
4．当一个聚合物稀溶液从θ温度上升10℃时，其哈金斯参数1χ： A 。
A ．小于1/2
B ．大于1/2
C ．大于零
D ．小于零
5．在聚合物结晶的过程中，有体积 B 的变化。
A 、膨胀
B 、收缩
C 、不变
D 、上述情况都有可能
6. 下列方法可以提高聚合物的拉伸强度的是 B 。 A. 提高支化度； B. 提高结晶度； C. 加入增塑剂； D. 橡胶共混；.
7．大多数聚合物流体属于 D 。
A ．膨胀性流体（,1n Kr n σ=>）
B ．膨胀性流体（,1n
Kr n σ=<） C ．假塑性流体（,1n Kr n σ=>） D ．假塑性流体（
,1n Kr n σ=<）
8、非晶态高聚物在 B 的温度下拉伸才可以产生强迫高弹性变。 A 、室温 B 、Tb-Tg C 、Tg 以上 D 、Tm 以上
9、哪一个选项不可以判定聚合物溶解能力 A 。 A 、密度相近原则 B 、溶度参数相近原则 C 、哈金斯参数小于0.5 D 、溶剂化原则
10. 聚合物处于高弹态时，其分子运动的主要单元是 B 。
A 、键长
B 、链段
C 、键角
D 、整个分子
三．填空题：（25 ×1=25）
1． 已知某高分子的分子量的多分散系数为1，那么其n M 、w M 、z M 、M η的大小关系为 z M >w M >M η>n M 。
2. 高聚物的粘弹性行为表现有 蠕变 、 应力松弛 滞后现象 内耗 和 滞后现象 。
3. 具有规则几何外形的聚合物晶体类型是 单晶 ，在很稀溶液中 缓慢 冷却才可以得到；在偏光显微镜下可以观察到“黑十字”现象的晶体类型是 球晶 。
4. 对于平均分子量相同而分子量分布不同的同种聚合物，在低剪切速率时，分子量分布宽 的聚合物的剪切粘度大，而在高剪切速率下，分子量分布窄的聚合物的剪切粘度大。
5. 橡胶弹性是 （10） 弹性，弹性模量随温度的升高而 （11） ，在拉伸时
(12) 热。
6.相对于脆性断裂，韧性断裂的断裂面较为 (13) ，断裂伸长率较(14) ，而且断裂之前存在 (15) 。
7. 根据时温等效原理，可以在较高温度下，较短时间内观察刀的力学松弛现象，也可以在低温度下，长时间内观察到。
8、maxwell模型是有弹簧和粘壶串联而成，他可以用来描述线性聚合物的应力松弛过程。
9.凝胶色谱法（GPC）分离不同分子量的样品时，最先流出的是分子量（21）的部分，是依据（22）机理进行分离的。
10.液晶的晶型可以分为近晶型、向列型和胆甾型。四．排序题：（3×3=9）
1．比较下列聚合物的柔顺性：
PP，PE，PVC，PAN
2．比较结晶难易程度：
聚对苯二甲酸乙二酯、聚间苯二甲酸乙二酯、聚己二酸乙二酯
3、比较下列大分子链的玻璃化温度：
聚乙烯聚二甲基硅氧烷聚甲基丙烯酸甲酯聚碳酸酯
五．简答题（16）
1.构型和构象有何区别？全同立构聚丙烯能否通过化学键（C-C单键）内旋转把“全同”变为“间同”，为什么？（5分）
2. 苯乙烯一丁二烯共聚物（δ=16.5）不溶于戊烷（δ=14.5）也不溶于乙酸乙酯（δ=18.6），但是可溶于以上两溶剂1：1的混合体系里，为什么？（6分）
3.下图时两种平均分子量的同种聚合物的粘度－应变速率曲线，哪一条曲线代表分子量的的聚合物，为什么？（5分）
六.在同一坐标系中分别画出下列聚合物的形变-温度曲线。（15）
（1）分子量大小不同的非结晶聚合物的聚合物的形变-温度曲线；
（2）结晶度分别为10％和80％的结晶聚合物的形变-温度曲线；
（3）交联度分别为5％和70％的交联聚合物形变-温度曲线。
高分子物理模拟试卷（三）参考答案
一、名词解释（每题３分，共１５分）
θ温度：在某一温度下聚合物溶于某一溶剂中，其分子链段间的相互吸引力与溶剂化以及排斥体积效应所表现出的相斥力相等，无远程相互作用，高分子处于无扰状态，排斥体积为0，该溶液的行为符合理想溶液行为，此时溶剂的过量化学位为0，溶液为θ溶液，此时的温度称为θ温度。
链段:把由若干个键组成的一段链作为一个独立运动的单元，称为链段。
银纹：聚合物在张应力的作用下，在材料某些薄弱的地方出现应力集中而产生的局部的
塑性形变和取向，以至于在材料的表面或者内部垂直于应力方向出现微细凹槽的现象。
内聚能密度：定义克服分子间作用力，1mol 的凝聚体汽化时所需的能量为内聚能密度，表征分子间作用力的强弱。
应力松弛：在恒定温度和形变标尺不变的情况下，聚合物内部的应力随时间的增加而逐渐衰减的现象。
二．选择题：（每题２分，共２０分）
1.C
2.B
3.B
4.A
5.B
6.B
7.D
8.B
9.A 10.B
三．填空题：（每空１分，共２５分） 1.z M >w M >M >n M
2.蠕变 应力松弛 滞后现象 内耗（写出其中三种即可）
3.单晶 缓慢 球晶
4.宽 窄
5.熵 升高 放
6.粗糙 长 屈服
7.低 长
8.串 线性 应力松弛 9.大 体积排除
10.近晶型 向列型 胆甾型
三．排序题：(每题３分，共９分) 1. PE>PP>PVC>PAN
2. 聚己二酸乙二酯>聚对苯二甲酸乙二酯>聚间苯二甲酸乙二酯
3. 聚碳酸酯>聚甲基丙烯酸甲酯>聚乙烯>聚二甲基硅氧烷 五．简答题（５＋５＋６，共16分）
1.首先写两者区别，强调构象是由于单键内旋转而引起，而构型是由于化学键所固定的原子在空间的排列。改变构象通过单键的内旋转即可达到，而改变构型需通过化学建的断裂与重组。（2分）
不能。首先指出从全同到间同的变化是构型的变化，必须通过化学建的断裂与重组才能改变构型。而单键内旋转只能改变构象，不能改变构型。（3分）
2. 根据内聚能密度相近原则，当两者的溶度参数值相差小于1.7时，可以溶解，而差值大于2，一般都不溶解。（2分）
而戊烷（δ=14.5）和乙酸乙酯（δ=18.6）的溶度参数与苯乙烯一丁二烯共聚物（δ=16.5）的溶度参数值相差分别为2和2.1，相差较大，所以不能溶解.(2分)。
当两种溶剂1：1的混后，混合溶剂的溶度参数为：
（14.5＋18.6）/2＝16.55
与苯乙烯—丁二烯共聚物（δ=16.5）的溶度参数值相差仅为0.05，所以能够溶解在混合溶剂里。（2分）
3.M1代表分子量大的聚合物。（2分）
由于分子量越高，缠结越多，所以在低剪切速率时，分子量大的聚合物粘度大；但是随着剪切速率的增加而解缠，分子量大的聚合物粘度降低多，对切变速率的依赖型大。(3分)
六.（1）M
2>M
1
（5分）
(2) （5分）
（3）（5分）
高分子物理模拟试卷（四）参考答案
一、名词解释（每题2分，共20分）
1．等效自由结合链：由若干个化学键组成的一段链可作为一个能独立运动的单元，称为链段，令链段与链段自由结合，并且无规取向，称为等效自由结合链。
2．取向度：是材料取向程度的衡量指标，一般可用取向函数F 来表示F=)1cos 2(2
1
2-θ式
中θ为分子链主轴与取向方向间的夹角。
3．溶解度参数：通常将内聚能密度的平方根定义为溶解度参数δ（δ＝5
.0)(V
E ?），溶质和溶剂的溶解度参数愈接近，两者愈能相互溶解。
4．溶剂化作用：又称广义酸碱作用，是指溶质和溶剂分子间的作用力大于溶质分子间的作用力，而使溶质分子彼此分离而溶解于溶剂中。
5．次级松弛：在T g （非晶和低结晶聚合物）或T m （高结晶聚合物）以下，小尺寸运动单元从运动到冻结或从冻结到运动的变化过程称为次级松弛。
6．非牛顿性指数：幂律公式?=n
s K γσ中的n 是表征流体偏离牛顿流动的程度的指数，称为非牛顿指数。
7．粘弹性：外力作用下，高聚物材料的形变行为兼有液体粘性和固体弹性的双重特性，其力学性质随时间变化而呈现出不同的力学松弛现象的特性称为粘弹性。
8．Boltzmann 叠加原理：高聚物的力学松弛行为表现为历史上各松弛过程的线性加和。 9．银纹：又称裂纹，是高聚物受应力、环境影响而在表面出现的银白色条纹。
10．表观粘度：与牛顿粘度定义相类比，将非牛顿流体的粘度定义为剪切应力与剪切速率之比，其值称为表观粘度，即?
?
=γγση/)(s a 。 二、填空（每题2分，共30分）
1.空间位阻参数，无扰尺寸（链段长度），极限特征比
2.提高，增大，减少，加快
3.极稀的溶液中，球晶，黑十字消光图像
4.M n 5.体积排除机理，分子量大的高分子 6. b 7.小，高，高，高 8.上限温度，下陷温度，T f -T d 9.链段运动，偏低，偏高 10. b ，a 11. ＝0，＝0，＝0.5，自由无扰 12. b 13. d ，丁基橡胶的侧基数最多从而导致分子链间内摩擦阻力最大 14.时间和温度，松弛 15.T b -T g ，T g -T m 三、问答题（每题10分，共50分） 1.结晶度：结晶高聚物中结晶部分含量的量度，通常以重量百分数 （%100?+= a c W w c W W f c ）或体积百分数%100?+= a c V v c V V f c 来表示，其中W 表示质量，V 表示体积，下标c 和a 表示结晶和非晶。（2分） 高结晶度高分子材料的结构特点：链的对称性好有利（2分）；链的规整性好有利（2分）；柔顺性好有利（2分）；分子间能形成氢键有利（2分）。 2. 1）结晶聚合物熔融过程体积－温度曲线，标出熔点和熔限；（2.5分） 2）低结晶度聚合物的温度－形变曲线，注明转变温度并考虑分子量的影响；（2.5分） （手工画图） 3）线型和交联聚合物的应力松弛曲线；（2.5分） 4）等规聚丙稀和增韧聚氯乙稀在室温下的应力－应变曲线。（2.5分） （手工画图） 3. 1) 交联聚合物的溶度参数δ2； 实验设计：将交联聚合物置于一系列溶度参数不同的溶剂中，在一定温度下测其平衡溶胀比Q ，Q 值最大的溶剂的溶度参数可作为该交联聚合物的溶度参数。（2.5分） 实验原理：只有在溶剂的溶度参数和交联聚合物的溶度参数相等时，交联聚合物的溶胀性能才最好。（2.5分） 2) 理想橡胶材料在外力拉伸时，熵随着伸长l 的变化值，即V T l S ,)(?? 实验设计：将理想橡胶材料在等温下拉伸到一定长度l ，然后测试其在不同温度下的张力f 。以张力f 对绝对温度T 作图，当拉伸比ε不太大时可得到一条直线，由橡胶的 热力学方程式V l V T T f T l u f ,,)()(??+??=可知该直线的斜率为（V l T f ,)/??。（2.5分） 实验原理：根据橡胶的两个热力学方程式可知（V l T f ,)/??＝V T l S ,)(??-。（2.5分） 4. 1）交联聚合物蠕变过程的力学模型（2分） （手工画图） 2）蠕变过程方程 )1)(()(τ εεt e t --∞=，)(∞ε是t →∝时的平衡形变，τ为推迟时间（3分） 3）蠕变回复过程方程τεεt e t - ∞=)()(（2分） 4）由蠕变回复过程方程可知t →∝时，)(t ε→0，即无永久形变。故该模型只适用于模拟交联聚合物而不适用于模拟线型聚合物的蠕变过程。（3分） 5. 1）1 213 5)21(V M Q c ρχ-=（3分） 2）Q=[0.1273/0.941+(2.116-0.1273)/0.8685]/[0.1273/0.941]=17.92 V 1=78/0.8685=89.81ml/mol =c M 1.03?105 g/mol （2分） 3）E=3N o kT=3)( 2 c M ρRT （3分） E ＝6.8?104 Pa （2分） 《高分子物理》期末复习题集（没有参考答案） 第一章 高分子链的结构 教学大纲 本章的主要内容是介绍链的近程结构和远程结构。其中近程结构介绍了高分子链结构单元的化学组成、键接方式、立体构型、支化与交联和端基等内容；远程结构包括高分子的大小及柔顺性，着重介绍柔顺性的成因、影响因素和定量描述。 要求掌握：1、高分子链近程结构和远程结构的主要内容，并能举例说明各自对性能的影 响； 2、构象、构型 、柔顺性和链段等基本概念； 3、影响柔顺性的因素有哪些?并能判断不同分子链间柔顺性的大小。 要求理解：1、平衡态柔顺性的表征方法（θ状态测量法、几何算法和高斯统计法）及异 同； 2、自由联接链、等效自由联结链和高斯链的异同 3、正确理解和初步运用以下公式 （1）20206 1 h =ρ （2）θθ cos 1cos 122-+=nl h f （3）b z h 3 21 *= = β （4）22zb h = （5）20 2 20 2max )2cos (h nl h L z θ == 要求了解：（1）几何算法计算自由旋转链的末端距； （2）高斯统计算法计算高斯链的假设、计算过程及几种末端距的结果。 习题 一、名词解释： 有规立构高分子、立构规整度、链段、等效自由连接链、高斯链、聚合物的链结构、 有规立构高分子：其分子可以仅用一个以，一种简单序列排列的构型重复单元描述的规整高聚物。 立构规整度：指高聚物中含有全同立构与间同立构的总的百分数。 链段：大分子中能够完全自由取向的最小单元。 高斯链：末端距分布以及链段分布符合高斯分布函数的链。 等效自由结合链：高分子链段与链段自由结合，并且无规取向。称为等效自由结合链 二、判断题 （1） 低温度可以使聚丙烯的链处于冻结状态，其构象数减少，规整度提高。X （2） 大部分高分子主链上都含有σ单键，任何条件下都能内旋转。X （3） 立构规整度高的聚合物都能结晶。X （4） 温度越高内旋转异构体的数目越多。 （5） 结晶高聚物的构象数比取向高分子的构象数少。X （6） 同一高分子玻璃态的末端距大于其粘流态的末端距。X （7） 自由结合链就是高斯链。X （8） 链段的长度是由高斯统计理论计算得来的。X （9） 高斯统计理论只能用来计算柔顺链的末端距。 （10） 几何计算得到的末端距一定小于无扰状态的末端距。 （11） 自由旋转链的末端距公式说明记键角越大、键长越长、键的个数越多末端距越大。 （12） 支化高分子的柔顺性比无支化链的柔顺性好。X （13） 交联使高分子链的柔顺性下降。X （14） 分子量增大高分子链的柔顺性提高。X 三、填空题 （1） 端基对聚合物的??热稳定性??影响很大，例如聚碳酸酯的??羟基端??和酰氯端基存在 使其??热稳定性??降低。 （2） 顺序异构体对聚合物的性质也有一定的影响，例如聚乙烯醇做维尼纶中只??头尾键合 ??结构才能与甲醛缩合，而??头头键合?结构的存在使维尼纶中含有?羟??基，它具有亲水性，使维尼纶缩水且强度下降。 （3） 轻度交联可使材料强度???提高?????、模量??增大?????、弹性??变好?????、粘流温 度??升高?????、蠕变??减少?????、应力松弛??不会为0?????、损耗因子???变小????。 第一章 绪论 1. P16: 名词解释： 单体：能够形成聚合物中结构单元的小分子化合物 结构单元：构成高分子链并决定高分子性质的最小原子组合 重复单元：聚合物中组成和结构相同的最小单位，又称为链节。 高分子： 聚合物：由结构单元通过共价键重复连接而成的大分子 聚合度：即高分子链中重复结构单元的重复次数，是衡量聚合物分子大小的指标。 3. P16写出下列单体的聚合反应式,以及单体/聚合物的名称 1）. 2） 3） 4） 5） 6. P17: 写出下列混合物的数均分子量、重均分子量和分子量分布指数 （1）组分1：质量分数=0.5，分子量=1 x 104 （2）组分2：质量分数=0.4，分子量=1 x 105 （3）组分3：质量分数=0.1，分子量=1 x 106 解： 4 6 41085.11011054.0105.01 /1?=++== ==∑∑∑∑∑∑Mi Wi Wi Mi Wi Wi Ni NiMi M n 5 6541045.1101.0104.0105.0?=?+?+?==∑WiMi Mw 1045.15 ?Mw nCH 2 2CHF n 氟乙烯 聚氟乙烯 nCH 2C(CH 3)CH 2C(CH 3)2n 聚异丁烯 异丁烯 nHO (CH 2)5COOH H O(CH 2)5CO OH n 6-羟基己酸聚己内酯 n n CH 2CH 2CH 2O CH 2CH 2CH 2O 1，3-环丙烷 聚氧化丙撑 n n n H 2N(CH 2)6NH 2HOOC(CH 2)4COOH +2)6NHCO(CH 2)4CO 己二胺己二酸尼龙66 第三章 自由基聚合习题解答 4. P74 写出下列常用引发剂的分子式和分解反应式 (1) 偶氮二异丁腈【见教材P43】 H 3C C CH 3H 3C C CH 3 N N C CH 3 CH 3 2N 2 +(2) 偶氮二异庚腈 CH 2 C CH 3N N C CH 2CH 3 N 2 +CH HC H 3C CH 3 CH 3 CH 2 C CH 3HC CH 3CH 3 （3） 过氧化二苯甲酰【见教材P43】 （4）异丙苯过氧化氢【见教材P43】 （5）过硫酸铵体系【见教材P43】 5. P74 以偶氮异丁腈为例，写出氯乙烯自由基聚合的各基元反应 1.)链引发 (2)链增长: CH 3 C N CN C ·CH 3 CH 3 CH 3 N CH 3 CN C CH 32+N CH 2CHCl ·CH 3 CH 3 C ·+CH 2CH 3 C CH 3 O NH 4H 4N H 4N 2C O O C O O 2+CO C CH 3CH 3O OH C CH 3CH 3O HO + 高分子物理知识点总结 导读：我根据大家的需要整理了一份关于《高分子物理知识点总结》的内容，具体内容：高分子物理是研究高分子物质物理性质的科学。下面我给你分享，欢迎阅读。高分子链的构型有旋光异构和几何异构两种类型。旋光异构是由于主链中的不对称碳原子形成的，有全同... 高分子物理是研究高分子物质物理性质的科学。下面我给你分享，欢迎阅读。 高分子链的构型有旋光异构和几何异构两种类型。 旋光异构是由于主链中的不对称碳原子形成的，有全同、间同和无规三种不同的异构体(其中，高聚物中全同立构和间同立构的总的百分数称为等规度。)。 全同(或等规)立构：取代基全部处于主链平面的一侧或者说高分子全部由一种旋光异构单元键接而成间同立构：取代基相间地分布于主链平面的两侧或者说两种旋光异构单元交替键接 无规立构：取代基在平面两侧作不规则分布或者说两种旋光异构单元完全无规键接 几何异构是由于主链中存在双键而形成的，有顺式和反式两种异构体。构象：原子或原子基团围绕单键内旋转而产生的空间分布。 链段：把若干个键组成的一段链作为一个独立运动的单元 链节(又称为重复单元)：聚合物中组成和结构相同的最小单位 高分子可以分为线性、支化和交联三种类型。其中支化高分子的性质与线性高分子相似，可以溶解，加热可以熔化。但由于支化破坏了高分子链的规整性，其结晶能力大大降低，因此支化高分子的结晶度、密度、熔点、硬度和拉伸强度等，都较相应的线性高分子的低。 交联高分子是指高分子链之间通过化学键形成的三维空间网络结构，交联高分子不能溶解，只能溶胀，加热也不能熔融。 高分子链的构象就是由单键内旋转而形成的分子在空间的不同形态。 单键的内旋转是导致高分子链呈卷曲构象的根本原因，内旋转越自由，卷曲的趋势就越大。这种不规则的卷曲的高分子构象称为无规线团。 高分子链的内旋转并不是完全自由的，有键角和空间位阻的限制。 自由结合链的内旋转没有键角和位垒限制;自由旋转链有键角限制，但没有空间位阻的限制。自由结合链和自由旋转链都是假想的理想链，实际中是不存在的。 实际的高分子链既不是自由结合链，也不是自由旋转链，但可以看作是一个等效的自由结合链。 柔顺性：高分子链能够改变其构象的性质 末端距：线性高分子的一端到另一端的距离 内聚能：克服分子间的作用力，把1mol液体或者固体移到其分子间的引力范围之外所需要的能量(单位体积内的内聚能则称为内聚能密度) 聚合物在不同的条件下结晶，可以形成不同的形态。 聚合物的单晶一般只能在极稀溶液中(浓度小于0.1%)缓慢结晶才能形成。 一、单项选择题 1．高分子的基本运动是（ B ）。 A．整链运动B．链段运动C．链节运动 2．下列一组高聚物分子中，柔性最大的是（ A ）。 A.聚氯丁二烯 B.聚氯乙烯 C.聚苯乙烯 3. 下列一组高聚物中，最容易结晶的是( A ). A.聚对苯二甲酸乙二酯 B. 聚邻苯二甲酸乙二酯 C. 聚间苯二甲酸乙二酯 4．模拟线性聚合物的蠕变全过程可采用（ C ）模型。 A.Maxwell B. Kelvin C. 四元件 5.在半晶态聚合物中，发生下列转变时，判别熵值变大的是（ A ）。（1）熔融（2）拉伸取向（3）结晶（4）高弹态转变为玻璃态 6.下列一组高聚物分子中，按分子刚性的大小从小到大的顺序是（ADBFC ）。 A.聚甲醛； B.聚氯乙烯； C.聚苯乙烯； D. 聚乙烯；F. 聚苯醚 7．.假塑性流体的特征是（ B ）。 A．剪切增稠B．剪切变稀C．粘度仅与分子结构和温度有关 8.热力学上最稳定的高分子晶体是（ B ）。 A．球晶B．伸直链晶体C．枝晶 9.下列高聚物中，只发生溶胀而不能溶解的是（ B ）。 A. 高交联酚醛树脂； B. 低交联酚醛树脂； C.聚甲基丙稀酸甲脂 10.高分子-溶剂相互作用参数χ1（ A ）聚合物能溶解在所给定的溶剂中 A. χ1<1/2 B. χ1>1/2 C. χ1=1/2 11.判断下列叙述中不正确的是（ C ）。 A．结晶温度越低，体系中晶核的密度越大，所得球晶越小； B．所有热固性塑料都是非晶态高聚物； C．在注射成型中，高聚物受到一定的应力场的作用，结果常常得到伸直链晶体。 12. 判断下列叙述中不正确的是（ C ）。 A．高聚物的取向状态是热力学上一种非平衡态； B．结晶高聚物中晶片的取向在热力学上是稳定的； C．取向使材料的力学、光学、热性能各向同性。 13.关于高聚物和小分子物质的区别，下列( D )说法正确 ⑴高聚物的力学性质是固体弹性和液体粘性的综合； ⑵高聚物在溶剂中能表现出溶胀特性，并形成居于固体和液体的一系列中间体系； ⑶高分子会出现高度的各向异性。 A. ⑴⑵对 B. ⑵⑶对 C. ⑴⑶对 D.全对 三、问答题： 一、填充题 1一般用Mw来表征聚合物平均分子量比Mn更恰当，因为聚合物的性能如强度、熔体粘度更多地依赖于样品中较大的分子。 2在分子量积分分布曲线上，90％处的分子量与50％处的分子量的比值对高分子量尾端较敏感 3均聚物分子中有且只有一种（真实的、隐含的或假设的）单体。因此，-[O(CH2)5CO]m-[OCH2CO]n-属于共聚物，-[CH2CH2CH2CH(CH3)]n- 属于均聚物。 4结晶高分子由于含有完善程度不同的晶体，没有精确的熔点，而存在熔限。 5根据形成条件的不同，聚合物的液晶分为热致性液晶和溶致性液晶。 6高聚物的增塑主要是由于增塑剂的加入导致高分子链间相互作用力的减弱。 7高分子的特性粘度主要反映了溶剂分子与高聚物分子之间的内摩擦效应，其值决定于前者的性质，但更决定于后者的形态和大小，是一个与后者的聚合物分子量有关的量。 8在用毛细管粘度计测定高分子溶液粘度时，其中奥氏粘度计要求每一测定所取的液体体积必须相同。 9甲苯的玻璃化温度为113K，假如以甲苯作为聚苯乙烯（Tg＝373K）的增塑剂， 含有20%体积分数甲苯的聚苯乙烯的玻璃化温度为321K 。 10温度升高对高分子的分子运动有两方面的作用，包括增加能量和使聚合物体积膨胀，增大运动空间 11由于聚三氟氯乙烯容易形成结晶，为了制备透明薄板，成型过程中制品冷却要迅速，使之结晶度低，晶粒尺寸小。 12高聚物悬浮液和乳胶等分散体系通常属于假塑型流体，即流体粘度随剪切速率的增加而降低。 13材料的弹性模量是指在弹性形变范围内单位应变所需应力的大小，是材料刚性的一种表征。 14玻璃态和晶态聚合物的拉伸过程本质上都属于高弹形变，但其产生的温度范围不同，前者在Tb 和Tg 之间，而后者在Tg和Tm 之间产生。 15．用塑料绳绑捆东西，时间久了会变松，这是材料的应力松弛现象 16．稳定高聚物分子三维结构的作用力包括氢键、范德华力、疏水作用和盐键。此外共价二硫键在稳定某些高分子的构象方面也起着重要作用。 高分子物理试卷二答案 一、单项选择题（10分） 1.全同聚乙烯醇的分子链所采取的构象是（ A ）。 （A ）平面锯齿链 （B ）扭曲的锯齿链 （C ）螺旋链 2.下列聚合物找那个，熔点最高的是（ C ）。 （A ）聚乙烯 （B ）聚对二甲苯撑 （C ）聚苯撑 3.聚合物分子链的刚性增大，则黏流温度（ B ）。 （A ）降低 （B ）升高 （C ）基本不变 4.增加聚合物分子的极性，则黏流温度将（ C ）。 （A ）降低 （B ）基本不变 （C ）升高 5.可以用来解释聚合物的零切黏度与相对分子质量之间相互关系的理论是（ B ）。 （A ）分子链取向 （B ）分子链缠结 （C ）链段协同运动 6.在下列情况下，交联聚合物在溶剂中的平衡溶胀比最大的是（ C ）。 （A ）高度交联 （B ）中度交联 （C ）轻度交联 7.光散射的散射体积与θsin 成（ B ）。 （A ）正比 （B ）反比 （C ）相等 （D ）没关系 8.高分子的特性黏数随相对分子质量愈大而（ A ）。 （A ）增大 （B ）不变 （C ）降低 （D ）不确定 9.理想橡胶的泊松比为（ C ）。 （A ）21 < （B ）21 > （C ） 21 10.交联高聚物蠕变过程中的形变包括（ B ）。 （A ）普弹形变、高弹形变和黏性流动 （B ）普弹形变和高弹形变 （C ）高弹形变和黏性流动 二、多项选择题(20分) 1.以下化合物，哪些是天然高分子（ AC ）。 （A ）蛋白质 （B ）酚醛树脂 （C ）淀粉 （D ）PS 2.柔顺性可以通过以下哪些参数定量表征（ ABCD ）。 （A ）链段长度 （B ）刚性因子 （C ）无扰尺寸 （D ）极限特征比 3.以下哪些方法可以测量晶体的生长速度（ AB ）。 （A ）偏光显微镜 （B ）小脚激光光散射 （C ）光学解偏振法 （D ）示差扫描量热法 4.有关聚合物的分子运动，下列描述正确的有（ ACD ）。 （A ）运动单元具有多重性 （B ）运动速度不受温度影响 （C ）热运动是一个松弛过程 （D ）整个分子链的运动称为布朗运动 （E ）运动但愿的大小不同，但松弛时间一样 5.下列有关聚合物熔体流变性能的叙述，正确的有（ ABDE ）。 （A ）大多数聚合物熔体在通常的剪切速率范围内表现为假塑性非牛顿流体 （B ）在极低的剪切速率范围内，表现为牛顿流体 （C ）在通常的剪切速率范围内，黏度随剪切速率升高而增大 （D ）黏度随温度升高而下降 （E ）在无穷大剪切速率下，在恒定温度下的黏度为常数 6.下面有关聚合物黏流活化能的描述，正确的是（ AD ）。 聚合物的结构（计算题：均方末端距与结晶度） 1.简述聚合物的层次结构。 答：聚合物的结构包括高分子的链结构和聚合物的凝聚态结构，高分子的链结构包括近程结构（一级结构）和远程结构（二级结构）。一级结构包括化学组成、结构单元链接方式、构型、支化与交联。二级结构包括高分子链大小（相对分子质量、均方末端距、均方半径）和分子链形态（构象、柔顺性）。三级结构属于凝聚态结构，包括晶态结构、非晶态结构、取向态结构、液晶态结构和织态结构。 构型：是指分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。 （要改变构型，必须经过化学键的断裂和重组。） 高分子链的构型有旋光异构和几何异构两种类型。 旋光异构是由于主链中的不对称碳原子形成的，有全同、间同和无规三种不同的异构体（其中，高聚物中全同立构和间同立构的总的百分数称为等规度。）。 全同（或等规）立构：取代基全部处于主链平面的一侧或者说高分子全部由一种旋光异构单元键接而成 间同立构：取代基相间地分布于主链平面的两侧或者说两种旋光异构单元交替键接 无规立构：取代基在平面两侧作不规则分布或者说两种旋光异构单元完全无规键接 几何异构是由于主链中存在双键而形成的，有顺式和反式两种异构体。 构象：原子或原子基团围绕单键内旋转而产生的空间分布。 链段：把若干个键组成的一段链作为一个独立运动的单元 链节（又称为重复单元）：聚合物中组成和结构相同的最小单位 高分子可以分为线性、支化和交联三种类型。其中支化高分子的性质与线性高分子相似， 可以溶解，加热可以熔化。但由于支化破坏了高分子链的规整性，其结晶能力大大降低，因此支化高分子的结晶度、密度、熔点、硬度和拉伸强度等，都较相应的线性高分子的低。 交联高分子是指高分子链之间通过化学键形成的三维空间网络结构，交联高分子不能溶解，只能溶胀，加热也不能熔融。 高分子链的构象就是由单键内旋转而形成的分子在空间的不同形态。 单键的内旋转是导致高分子链呈卷曲构象的根本原因，内旋转越自由，卷曲的趋势就越大。 这种不规则的卷曲的高分子构象称为无规线团。 高分子链的内旋转并不是完全自由的，有键角和空间位阻的限制。 自由结合链的内旋转没有键角和位垒限制；自由旋转链有键角限制，但没有空间位阻的限制。 自由结合链和自由旋转链都是假想的理想链，实际中是不存在的。 实际的高分子链既不是自由结合链，也不是自由旋转链，但可以看作是一个等效的自由结合链。 柔顺性：高分子链能够改变其构象的性质 末端距：线性高分子的一端到另一端的距离 内聚能：克服分子间的作用力，把1mol液体或者固体移到其分子间的引力范围之外所需要的能量（单位体积内的内聚能则称为内聚能密度） 高分子化学及物理学》试卷A-2 （本试卷共 1 页） 一、名词解释（20分） 单体 热固性聚合物 阻聚作用 聚合物的嵌段反应 高分子化合物 二、问答题：（60分） 1 比较逐步聚合和链式聚合的异同点。（20分） 2 什么叫做凝胶点？怎样计算？（10分） 要解释（10分） 4 下列各组单体对，预期生成什么类型的聚合物？（10分） 1） r 1=1 , r 2=1; 2） r 1=0 , r 2=0 3） r 1?1 , r 2＝1; 4） r 1=0.6 , r 2=0.04 5 为什么说平衡缩聚反应一般只能得到中等程度分子量的聚合物（10分） 6 橡胶制品常填充碳黑，试说明其道理（10分） 三、计算题（10分） 以等当量的己二酸与己二胺合成聚合度为100的尼龙66，试通过计算说 明怎样控制体系中的水含量？（K 酰胺化＝432） 答案一、名词解释（20分） 单体—合成聚合物的起始原料 热固性聚合物――体型结构的聚合物 阻聚作用――能阻止单体聚合的作用 聚合物的嵌段反应――反应可在聚合物之间进行，也可在聚合物和单体之间进行，反应结果形成嵌段聚合物的反应 高分子化合物――分子量很高的一类化合物，其分子量高达的程度，应该在物理机械性能方面与小分子 物质有显著差别 二、问答题：（60分）（每小题10分） 1比较逐步聚合和链式聚合的异同点。 逐步聚合：1）通过活性中心进行链增长 2）分子量在很短时间内达到很大 3）活性中心浓度低 4）单体转化率逐步增大 链式聚合：1）通过功能基加反应进行链增长2）分子量逐步增大 3）功能基的反应活性相同 4）单体转化率在很短时间内达到很大 2 什么叫做凝胶点？怎样计算？ 出现凝胶时的反应程度。Pc=2/平均官能度 3在推导自由基聚合反应动力学方程时，都做了那些假设？并简要解释 a)长链假设，链引发消耗单体数远小于链增长消耗单体数 b)等活性加热。链增长的活性与链长无关 c)稳态假设。体系中自由基浓度不变 4 下列各组单体对，预期生成什么类型的聚合物？ 1）r1=1 , r2=1; 恒比共聚物 2）r1=0 , r2=0；交替共聚物 3）r1?1 , r2＝1; 嵌段共聚物 4）r1=0.6 , r2=0.04；无规共聚物 5 橡胶制品常填充碳黑，试说明其道理 碳黑加入的目的一方面是补强，另一方面是光屏蔽剂，挡住光对聚合物的照射，保护其分子链不发生光氧老化和降解。 三、计算题（10分） 以等当量的己二酸与己二胺合成聚合度为100的尼龙66，试通过计算说明怎样控制体系中的水含量？（K酰胺化＝432） 解：N水＝432/（100×100）＝4.32×10-2 高分子物理重要知识点 第一章高分子链的结构 1.1高分子结构的特点和内容 高分子与低分子的区别在于前者相对分子质量很高，通常将相对分子质量高于约1万的称为高分子，相对分子质量低于约1000的称为低分子。相对分子质量介于高分子和低分子之间的称为低聚物（又名齐聚物）。一般高聚物的相对分子质量为104~106，相对分子质量大于这个范围的又称为超高相对分子质量聚合物。 英文中“高分子”或“高分子化合物”主要有两个词，即polymers和Macromolecules。前者又可译作聚合物或高聚物；后者又可译作大分子。这两个词虽然常混用，但仍有一定区别，前者通常是指有一定重复单元的合成产物，一般不包括天然高分子，而后者指相对分子质量很大的一类化合物，它包括天然和合成高分子，也包括无一定重复单元的复杂大分子。 与低分子相比，高分子化合物的主要结构特点是： （1）相对分子质量大，由很大数目的结构单元组成，相对分子质量往往存在着分布； （2）主链有一定的内旋自由度使分子链弯曲而具有柔顺性； （3）高分子结构不均一，分子间相互作用力大； （4）晶态有序性较差，但非晶态却具有一定的有序性。 （5）要使高聚物加工成为有用的材料，需加入填料、各种助剂、色料等。 高分子的结构是非常复杂的，整个高分子结构是由不同层次所组成的，可分为以下三个主要结构层次（见表1－1）： 表1-1高分子的结构层次及其研究内容 由于高分子结构的如上特点，使高分子具有如下基本性质：比重小，比强度高，弹性，可塑性，耐磨性，绝缘性，耐腐蚀性，抗射线。 此外，高分子不能气化，常难溶，粘度大等特性也与结构特点密切相关。 1.2高分子链的近程结构 高分子链的化学结构可分为四类： （1）碳链高分子，主链全是碳以共价键相连：不易水解 （2）杂链高分子，主链除了碳还有氧、氮、硫等杂原子：由缩聚或开环得到，因主链由极性而易水解、醇解或酸解（3）元素有机高分子，主链上全没有碳：具有无机物的热稳定性及有机物的弹性和塑性 （4）梯形和螺旋形高分子：具有高热稳定性 由单体通过聚合反应连接而成的链状分子，称为高分子链。聚合度：高分子链中重复单元的数目； 除结构单元的组成外，端基对聚合物的性能影响很大：提高热稳定性 链接结构是指结构单元在高分子链的联接方式（主要对加聚产物而言，缩聚产物的链接方式一般是明确的）。 高分子物理模拟试卷（一） 一、名词解释（5×3） θ溶剂 等效自由连接链 取向 银纹 特性粘度 二．选择题：（10× 2） 1．欲使某自由连接链（单烯类）均方末端距增加10倍，其聚合度必须增加 倍 。 A ．10 B ．20 C ．100 D ．50 2．某一结构对称的结晶聚合物，其T m =210℃，其结晶速度最快的温度在 。 A ．170℃ B ．115℃ C ．－25℃ D ．210℃ 3．测量重均分子量可以选择以下哪种方法： A ．粘度法 B ．端基滴定法 C ．渗透压法 D ．光散射法 4．当一个聚合物稀溶液从θ温度上升10℃时，其第二维利系数A 2： A ．小于1/2 B ．大于1/2 C ．大于零 D ．小于零 5．下列那种方法可以降低熔点： 。 A. 主链上引入芳环； B. 降低结晶度； C. 提高分子量； D. 加入增塑剂。 6. 下列方法可以提高聚合物的拉伸强度的是 。 A. 提高支化度； B. 提高结晶度； C. 加入增塑剂； D. 橡胶共混；. 7．大多数聚合物流体属于 。（9，2、） A ．膨胀性流体（,1n Kr n σ=>） B ．膨胀性流体（,1n Kr n σ=<） C ．假塑性流体（,1n Kr n σ=>） D ．假塑性流体（ ,1n Kr n σ=<） 8、用 模型可以用来描述线性聚合物的应力松弛现象。（2.2） A 、粘壶与弹簧串连的kelvin 模型 B 、粘壶与弹簧串连的maxwell 模型 C 、粘壶与弹簧并连的kelvin 模型 D 、粘壶与弹簧并连的maxwell 模型 9.根据时温等效原理，将曲线从高温移至低温，则曲线应在时间轴上 移。 A 、左 B 、右 C 、上 D 、下 10.多分散高聚物下列平均分子量中最小的是 一．名词解释（15 分） 1、链段：高分子链上能独立运动（或自由取向）最小单元。 2、溶胀：高聚物溶解前吸收溶剂而体积增大的现象。 3、蠕变：在应力和温度均一定的条件下，高聚物的形变随时间而增大的现象。 4、介电损耗：在交变电场的作用下，电介质由于极化而消耗的电能。、构象5：由于内旋转而产生的高分子链在空间的排列。 二．选择题（20 分）（B）．1高聚物玻璃化转变实质是：B、松弛过程，C、熔融过程。相变过程，、A（B、C、D）下列方法中可测得数均分子量的方法有：2．C、膜渗透压，D、GPC法，E、光散射法。、沸点升高，B粘度法，A、（A、B、D）下列高聚物中，在室温下可以溶解的有：3．A、B 、PET，C、LDPE，D、聚乙酸乙烯酯，E、聚乙烯醇。，-66尼龙4．（C）结晶高聚物熔点高低与熔限宽窄取决于： A、D、相变热，E、结晶温度，、液压大小。 B、结晶速度，C退火时间，（C）．5橡胶产生弹性的原因是拉伸过程中：A、体积变化，B、内能变化， C、熵变。 6．欲获得介电损耗小的PS产品，应选择：（A） A、本体聚合物，B 、乳液聚合物，C 、定向聚合物，D、加有增塑剂的聚合物。 7．下列参数中可作为选择溶剂依据的有：）、D、E（B、C A、均方末端距， B、溶解度参数δ， C、高聚物-溶剂相互作参数，A，E、特性粘数[ η] 。、第二维利系数D2 8．加工聚碳酸酯时，欲获提高流动性最有效的措施是：（E） A、增加切应力， B、增加分子量， C、采用分子量分布窄的产品， D、降低温度， E、增加温度。（B）．9高聚物的结晶度增加，则：、透明性增加。DB、拉伸强度增加，C、取向度增加，A、抗冲击强度增加，10．在室温下，加一固定重量的物体于橡皮并保持这一恒定张力，当橡皮受热时，重物的位置将： （B） A、下降，B 、上升，C、基本不变，D、无法预测。 三. 根据题意，比较大小分）<”排列）（21（用“”或“> 1．比较玻璃化转变温度Tg 的高低：（B>C>A） A、聚己二酸乙二醇酯， B、聚碳酸酯， C、聚氯乙烯。．较抗蠕变性的大小：2）A>C>B（ A、酚醛塑料， B、聚丙烯， C、聚苯乙烯。 ．比较熔点：3（B>C>A） A、聚乙烯， B、聚四氟烯， C、聚甲醛。 高分子物理模拟试卷-1 高分子物理模拟试卷（一） 一、名词解释（5×3） θ溶剂 等效自由连接链 取向 银纹 特性粘度 二．选择题：（10× 2） 1．欲使某自由连接链（单烯类）均方末端距增加10倍，其聚合度必须增加 倍 。 A ．10 B ．20 C ．100 D ．50 2．某一结构对称的结晶聚合物，其T m =210℃，其结晶速度最快的温度在 。 A ．170℃ B ．115℃ C ．－25℃ D ．210℃ 3．测量重均分子量可以选择以下哪种方法： A ．粘度法 B ．端基滴定法 C ．渗透压法 D ．光散射法 4．当一个聚合物稀溶液从θ温度上升10℃时，其第二维利系数A 2： A ．小于1/2 B ．大于1/2 C ．大于零 D ．小于零 5．下列那种方法可以降低熔点： 。 A. 主链上引入芳环； B. 降低结晶度； C. 提高分子量； D. 加入增塑剂。 6. 下列方法可以提高聚合物的拉伸强度的是 。 A. 提高支化度； B. 提高结晶度； C. 加入增塑剂； D. 橡胶共混；. 7．大多数聚合物流体属于 。（9，2、） A ．膨胀性流体（,1n Kr n σ=>） B ．膨胀性流体（ ,1n Kr n σ=<） C ．假塑性流体（,1n Kr n σ=>） D ．假塑性流体（ ,1n Kr n σ=<） 8、用 模型可以用来描述线性聚合物的应力松弛现象。（2.2） A 、粘壶与弹簧串连的kelvin 模型 B 、粘壶与弹簧串连的maxwell 模型 C 、粘壶与弹簧并连的kelvin 模型 D 、粘壶与弹簧并连的maxwell 模型 9.根据时温等效原理，将曲线从高温移至低温，则曲线应在时间轴上 移。 A 、左 B 、右 C 、上 D 、下 高分子物理部分复习题 一、名词解释 构型、构象、柔顺性、内耗、等同周期、假塑性流体、远程结构、近程结构、末端距、聚集态结构、液晶、 取向、熵弹性、玻璃化转变温度、应力松弛、蠕变、杂链高分子、元素有机高分子、键接结构、旋光异构、均相成核、异相成核、时温等效原理、粘流态、玻璃化转变温度、 二、填空题 1.聚合物的粘弹性体现在具有、、三种力学松驰现象。（3分） 2.分子间的范德华力包括、和。（1.5分） 3.作为橡胶、塑料和纤维使用的聚合物之间的主要区别是。 4. 材料一般需要较高程度的取向。 5.某聚合物试样中含两个组分，其相对分子质量分别1╳104 g/mol和2╳105g/mol，相应的质量分数(w i)分别是0.2和0.8，其数均相对分子质量、重均相对分子质量和相对分子质量多分散系数分别是、和 6.高分子链的柔顺性越大，它在溶液中的构象数越，其均方末端距越。 7.橡胶的高弹性的特点是：（1）弹性模量很，而形变量很；（2）形变需要；（3）形变时有效应。 8. 制备高分子合金的方法有（）和（）。 9．随着聚合物结晶度的提高，其弹性模量；随着结晶聚合物分子量的增加，其熔点；随着聚合物交联程度的提高，其弹性模量。 10.PET的玻璃化转变温度是69℃，但用它制造的可乐瓶和矿泉水瓶在很低的温度下却还有很高的抗冲击性能，主要是由于它在玻璃化转变温度以下还存在 。 13.下列聚合物中，玻璃化转变温度从高到低次序正确的是：（）。 A.聚二甲基硅橡胶、PS、PP、PC； B.PET、PC、PP、顺丁橡胶； C.PMMA、PC、PET、聚二甲基硅橡胶； D.PC、PS、PP、顺丁橡胶。 15.聚乙烯能作为塑料使用，是因为：（） 高分子物理重要知识点 (1人评价)|95人阅读|8次下载|举报文档 高分子物理重要知识点 (1人评价)|96人阅读|8次下载|举报文档 1 高分子物理重要知识点第一章高分子链的结构 1.1高分子结构的特点和内容高分子与低分子的区别在于前者相对分子质量很高，通常将相对分子质量高于约1万的称为高分子，相对分子质量低于约1000的称为低分子。相对分子质量介于高分子和低分子之间的称为低聚物（又名齐聚物）。一般高聚物的相对分子质量为104~106，相对分子质量大于这个范围的又称为超高相对分子质量聚合物。英文中“高分子”或“高分子化合物”主要有两个词，即polymers和Macromolecules。前者又可译作聚合物或高聚物；后者又可译作大分子。这两个词虽然常混用，但仍有一定区别，前者通常是指有一定重复单元的合成产物，一般不包括天然高分子，而后者指相对分子质量很大的一类化合物，它包括天然和合成高分子，也包括无一定重复单元的复杂大分子。与低分子相比，高分子化合物的主要结构特点是：（1）相对分子质量大，由很大数目的结构单元组成，相对 分子质量往往存在着分布；（2）主链有一定的内旋自由度使分子链弯曲而具有柔顺性；（3）高分子结构不均一，分子间相互作用力大；（4）晶态有序性较差，但非晶态却具有一定的有序性。（5）要使高聚物加工成为有用的材料，需加入填料、各种助剂、色料等。高分子的结构是非常复杂的，整个高分子结构是由不同层次所组成的，可分为以下三个主要结构层次（见表1－1）：表1-1高分子的结构层次及其研究内容 名称内容备注链结构一级结构（近程结构）结构单元的化学组成键接方式构型（旋光异构，几何异构）几何形状（线形，支化，网状等）共聚物的结构指单个大分子与基本结构单元有关的结构二级结构（远程结构）构象（高分子链的形状）相对分子质量及其分布指由若干重复单元组成的链段的排列形状三级结构（聚集态结构、聚态结构、超分子结构）晶态非晶态取向态液晶态织态指在单个大分子二级结构的基础上，许多这样的大分子聚集在一起而成的聚合物材料的结构由于高分子结构的如上特点，使高分子具有如下基本性质：比重小，比强度高，弹性，可塑性，耐磨性，绝缘性，耐腐蚀性，抗射线。此外，高分子不能气化，常难溶，粘度大等特性也与结构特点密切相关。 1.2高分子链的近程结构高分子链的化学结构可分为四类：（1）碳链高分子，主链全是碳以共价 第五章分子运动及热转变 1聚合物的分子运动有何特点？为什么聚合物的分子运动是一个松弛过程？松弛时间与温度有什么关系？ 2为什么非晶聚合物在不同的温度范围会呈现不同力学状态？从分子运动观点解释非晶聚合物的温度~形变曲线，并讨论结晶、交联、增塑、分子量对聚合物温度~形变曲线的影响。 3简述玻璃化转变的4种理论，并用自由体积理论解释玻璃化转变的机理和过程。影响聚合物玻璃化转变温度Tg的因素？ 4有哪些测定聚合物Tg温度的方法？测量时温度变化速率及外力作用时间对Tg 值会有什么影响？ 5影响聚合物结晶能力的因素有哪些? 6如何用 Avrami 方程处理聚合物结晶动力学? 如何得到 n、K、t1/2？这些参数的物理意义是什么？ 7结晶温度如何影响结晶速度、结晶度、结晶完善程度和晶粒尺寸？ 8从聚合物材料的综合性能考虑，什么是最佳的结晶形态？如何得到这种结晶形态？ 9拉伸可以促进结晶和提高结晶熔点，它的热力学依据是什么？ 10为什么结晶聚合物熔融时有一个宽的熔限？可以通过哪些方法测定结晶聚合物的熔点？各自的Tm是如何定义的？ 11影响结晶熔点的因素有哪些？如何提高结晶聚合物的熔点？ 12总结结晶温度高低和降温速度快慢对结晶度、结晶熔点和晶粒尺寸的影响，讨论要得到高结晶度、高熔点和小晶粒尺寸可以采取哪些方法？ 13为什么在玻璃化温度以下仍存在“次级转变”？次级转变所对应的分子运动形式？对聚合物的力学性能会造成什么影响？ 第六章橡胶弹性理论 1聚合物的高弹态有何特点？为什么在高弹态随温度升高聚合物的弹性模量反而增大？ 2可以通过哪些方法提高橡胶的热稳定性？可以通过哪些方法提高橡胶的耐寒性 3什么叫熵弹性、能弹性？什么叫理想弹性体？橡胶弹性的本质是什么？ 4什么是“交联橡胶的状态方程式”？该公式的实际意义？具体用途？ 5聚合物溶胀平衡方程式？它可以解决哪些问题 第七章聚合物的粘弹性 1什么叫蠕变？交联和未交联橡胶的蠕变曲线有何差别？如何提高聚合物的耐蠕变性能？ 2什么叫应力松弛？应力松弛产生的原因是什么？ 3什么叫“滞后”？什么叫“力学损耗”？ 4为什么在橡胶的拉伸-回缩应力—应变曲线上，对应于同一应力，回缩时的形变总是大于拉伸时的形变？滞后圈的物理意义是什么？ 5复数模量、储能模量、损耗模量、内耗的定义？它们与温度的关系？与外力作用频率的关系？ 构象：具有一定组成和构型的高分子链通过单键的内旋转而形成的分子中的原子在空间的排列 柔性： 高分子链中单键内旋的能力； 高分子链改变构象的能力； 高分子链中链段的运动能力； 高分子链自由状态下的卷曲程度。 链段：两个可旋转单键之间的一段链，称为链段 影响柔性因素： 1支链长，柔性降低;交联度增加，柔顺性减低。 2一般分子链越长，构象数越多，链的柔顺性越好。 3分子间作用力越大，聚合物分子链所表现出的柔顺性越小。分子链的规整性好，结晶，从而分子链表现不出柔性。 控制球晶大小的方法： 1控制形成速度； 2采用共聚方法，破坏链的均一性和规整性，生成较小的球晶； 3外加成核剂，可获得小甚至微小的球晶。 聚合物的结晶形态： 1单晶：稀溶液，慢降温，螺旋生长 2球晶：浓溶液或熔体冷却 3树枝状晶：溶液中析出，低温或浓度大，分子量大时析出； 4纤维状晶：存在流动场，分子量伸展，并沿流动方向平行排列； 5串晶：溶液低温，边结晶边搅拌； 6柱晶：熔体在应力作用下冷却结晶； 7伸直链晶：高压下融融结晶，或熔体结晶加压热处理。 结晶的必要条件： 1内因： 化学结构及几何结构的规整性； 2外因：一定的温度、时间。 结晶速度的影响因素： 1温度——最大结晶温度：低温有利于晶核形成和稳定，高温有利于晶体生长； 2压力、溶剂、杂质：压力、应力加速结晶，小分子溶剂诱导结晶； 3分子量：M 小结晶速度块，M 大结晶速度慢； 熔融热焓?H m ：与分子间作用力强弱有关。作用力强，?H m 高 熔融熵?S m ：与分子间链柔顺性有关。分子链越刚，?S m 小 聚合物的熔点和熔限和结晶形成的温度T c 有一定的关系： 结晶温度Tc 低(< Tm )，分子链活动能力低，结晶所得晶体不完善，从而熔限宽，熔点低； 结晶温度Tc 高(~ Tm )，分子链活动力强，结晶所得晶体更加完善，从而熔限窄，熔点高。 取向：在外力作用下，分子链沿外力方向平行排列。聚合物的取向现象包括分子链、链段的取向以及结晶聚合物的晶片等沿特定方向的择优排列。 取向机理： 1高弹态：单键的内旋转。外力作用下，链段取向；外力解除，链段解取向 2粘流态：高分子各链段的协同运动。外力作用下，分子链取向；外力解除，分子链解取向 3结晶高聚物：非晶区取向，可以解取向；晶粒取向，不易解取向 取向度： 高分子合金又称多组分聚合物， 在该体系中存在两种或两种以上不同的聚合物， θ θθ22sin 2 3 1)1cos 3(2 1-=-=f 第二章 一．解释名词、概念 1.高分子的聚集态结构 2.结晶性聚合物 3.液晶性聚合物 4.球晶 5.高分子液晶 6.液晶原（介原） 7.内聚能密度 8.结晶度 9.结晶聚合物的熔点10.取向聚 合物11.晶面指数 二．高分子聚集态结构包括哪些内容？试述高分子聚集态结构有哪些特点及与成型加工条件、性能的关系。 四．如何从结构上分析某种聚合物属于结晶性聚合物？ 五．以聚乙烯为例，说明在什么条件下可以形成单晶、球晶、串晶、伸直链片晶，这些形态的晶体特征是什么？为什么在聚合物不易形成100％结晶的宏观单晶体？ 六．在正交偏光显微镜上观察球晶时，可以看到消光黒十字、明暗相间的同心圆环（消光环，对某些球晶），解释这些现象。 七．将下列三组聚合物的结晶难易程度排列成序，并说明原因 (1)PE，PP，PVC，PS，PAN； (2)聚对苯二甲酸乙二酯，聚间苯二甲酸乙二酯，聚己二酸乙二酯； (3)PA 66，PA 1010． 八．试述Avrami方程在本体聚合物结晶动力学研究中的意义。 九．已知聚乙烯、聚偏氯乙烯，全同聚甲基丙烯酸甲酯的玻璃化温度分别为－80℃，－18℃和45℃，其熔点分别为141℃、198℃和160℃，试用经验方法估算： (1)它们最大结晶速度时的温度Tc max； (2)找出Tc max／Tm比例的经验规律． 十．温度对本体聚合物结晶速度影响的规律是什么？解释其原因。 十一．均聚物A是一种结晶聚合物，若加入10％体积分数的增塑剂（x1=-0.1）或者用10％摩尔的单体B与单体A进行无规共聚（单体B的均聚物为非结晶性聚合物），增塑均聚物A的熔点与AB无规共聚物的熔点何者高？ 能从中得到什么规律？ 十二．两种聚丙烯丝，在纺丝过程中，牵伸比相同，而分别采用冰水冷却和90℃热水冷却。将这两种丝加热到90℃，何者收缩率大？为什么？ 十三．有两种乙烯和丙稀的共聚物，其组成相同，其中一种在室温时是橡胶状的，一直到温度降低到-70℃时才变硬；另一种在室温时却是硬而韧又不透明的材料，试解释它们内在结构上的差别。 十四．在聚合物纺丝工艺中，都有牵伸和热定型两道工序，为什么？热定型温度如何选择？ -C、 十五．高分子液晶的结构有几种类型？特征如何？液晶性聚合物溶液的 十六．Flory的结晶聚合物、非结晶聚合物结构模型的要点是什么？有什么实验事实支持他的模型？ 十七.（1）将熔融态的聚乙烯（PE）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）和聚苯乙烯（PS）淬冷到室温，PE是半透明的，而PET和PS是透明的。为什么？ （2）将上述的PET透明试样，在接近玻璃化温度下进行拉伸，发现试样外观由透明变为混浊，试从热力学观点来解释这一现象。 十八. 由文献查得涤纶树脂的密度ρc=1.50×103kg·m-3，和ρa=1.335×103kg·m-3，内聚能ΔΕ=66.67kJ·mol-1(单元)．今有一块1.42×2.96×0.51×10-6m3的涤 纶试样，重量为2.92×10-3kg，试由以上数据计算： (1)涤纶树脂试样的密度和结晶度； 《 高分子化学及物理学》试卷B 一、名词解释（20分） 聚合物 本体聚合 负离子聚合 SBS 热塑性弹性体 解聚反应 二、问答题：（60分）（每小题10分） 1 自由基聚合时转化率、分子量随时间变 化有什么特征？ 3 简要叙述缩聚反应的等活性理论，并说明其在处理问题过程中的 优点。 4 将下列单体和引发剂进行匹配。 单体：聚苯乙烯、聚丙烯腈 聚乙烯基醚 聚异丁烯 聚乙烯 引发剂： 过氧化二苯甲酰、BF 3+H 2O, 金属钠 5 讨论竟聚率r 1, r 2在什么情况下得到交替共聚物和嵌段共聚物？ 6 高分子化学反应的特征是什么？并举例说明 三、计算题（ 10分） 等当量的己二酸与等当量的己二胺进行缩聚反应，试计算其凝胶点，并分析能否形成体型缩聚物？为什么？ 三、写出利用聚苯乙烯的氯甲基化反应制备阴离子交换 树脂反应方程式（10分） 答案 一、名词解释（20分） 聚合物――分子量很高的一类化合物，其分子量高达的程度应该在物理机械性能 方面与小分子物质有显著差别 本体聚合――只有单体本身在引发剂或光等作用下的聚合反应 负离子聚合――聚合反应中，形成的活性中心是碳正离子的一类聚合反应 SBS热塑性弹性体――苯乙烯和丁二烯形成的嵌段共聚物，具有可塑性和弹性。解聚反应――链的断裂发生在末端基上，结果形成单体的聚合物降解反应 二、问答题：（60分）（每小题10分） 1 自由基聚合时转化率、分子量随时间变化有什么特征？ 分子量在很短时间内达到很大，单体转化率逐步增大 2按主链结构聚合物分为哪三类？并各举一例 1）碳链聚合物，如聚乙烯 2）杂链聚合物如尼龙66 3）元素聚合物如聚二甲基硅氧烷 3简要叙述缩聚反应的等活性理论，并说明其在处理问题过程中的优点。 缩聚反应中所有功能基具有相同的活性，与链长无关。使问题简化。 4 将下列单体和引发剂进行匹配。 聚苯乙烯，聚丙烯腈可用金属钠 聚苯乙烯，聚乙烯基醚，聚异丁烯可用 BF 3+H 2 O 聚苯乙烯，聚乙烯可用过氧化二苯甲酰 5讨论竟聚率r 1, r 2 在什么情况下得到交替共聚物和嵌段共聚物？ r 1＝ r 2 ＝1得到交替共聚物，r 1 >1, r 2 >1,或r 1 ?1 , r 2 ＝1得到嵌段共聚物 6 高分子化学反应的特征是什么？并举例说明 不均匀性和复杂性。例如聚乙烯醇缩甲醛，缩醛化可能发生在分子链内部，也 可能发生在分子链之间，且每根分子链山参加缩醛化反应的羟基数不等。 三、计算题（10分） 等当量的己二酸与等当量的己二胺进行缩聚反应，试计算其凝胶点，并分析能否形成体型缩聚物？为什么？ 解：平均官能度＝（2×1＋2×1）/（2+2）＝2 凝胶点＝2/2＝1，说明在反应程度达到1时才形成体型结构聚合物，而实际上根据缩聚反应理论不可能达到1，所以不能形成体型结构聚合物。 四、写出利用聚苯乙烯的氯甲基化反应制备阴离子交换树脂的反应方程式（10分） ZnCl2 ClCH2OCH3NR3 CH2Cl CH23高分子物理期末复习题
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