1，何谓聚合物合金，包括哪些类型？聚合物共混需要完全相容吗？为什么？
答：高分子合金又称多组分聚合物，该体系是二种或多种聚合物组分形成的混合物。
类型：①塑料连续相，橡胶分散相；②塑料分散相，橡胶连续相；③两种塑料共混；④两种橡胶共混。由于高分子混合时的熵变值ΔS 很小，而大多数高分子间的混合是吸热过程，即ΔH 为正值，要满足ΔG 小于零的条件较困难，所以绝大多数共混聚合物不能达到分子水平的混合，而形成非均相的“两相结构”。
2，如何测定θ温度和Huggins 参数χ1？
答：①通过渗透压的测定，可求出高分子溶液的θ温度。即在一系列不同温度下测定某聚合物－溶剂体系的渗透压，求出第二维利系数A2，以A2对温度作图，得一曲线，此曲线与的A2＝0线之交点所对应的温度即为θ温度。
②从第二维利系数A2～χ1关系可求参数χ1。
3，为何称高分子链在其θ溶液中处于无扰状态？θ溶液与理想溶液有何本质区别？ 答：选择合适的溶剂和温度，使△μ1E ＝0，这样的条件称为θ条件，在θ条件下，高分子链段间的相互作用等于链段与溶剂分子间的相互作用，所以溶剂分子对高分子构象不产生的干扰，故高分子链在其θ溶液中处于无扰状态。在θ溶液中，△μ1E =0，但△H M ≠0，△S M 都不是理想值，只是两者的效应相互抵消，说明高分子溶液是一种假的理想溶液。
4，以分子运动观点和分子间物理缠结概念说明非晶态聚合物随着温度升高粘弹行为的5个区域．并讨论分子量对应力松弛模量—温度曲线的影响规律。
(1)玻璃态区：类似玻璃，脆性，温度不足以克服内旋转位垒，链段以上运动“冻结”，分子运动主要限于振动和短程的旋转运动。
(2)玻璃—橡胶转变区：远程、协同分子运动的开始。链段获得了足够的热能开始以协同方式运动，不断改变构象。
(3)橡胶-弹性平台区：分子间存在物理缠结，聚合物呈现远程橡胶弹性。
(4) 粘弹转变区：分子链发生解缠作用，导致由链段运动向整个分子滑移运动过渡。
(5) 粘流区：聚合物容易流动，类似糖浆；热运动能足以使分子链解缠蠕动，导致整链运动。 5，示意结晶性聚合物的结晶速率－温度曲线，在图中示意标出Tg 和Tm 的位置，并对该曲线简要解释，并提出获得小晶粒结构的方法。
答：可把Tg 与Tm 之间的温度范围分成几个区域：
I 区：熔点以下10—30℃范围内，是熔体由高温冷却时的过冷温度区。成核速度极小，结晶速度实际等于零； II 区：在这个区域中，成核过程控制结晶速度，结晶速度不高； III 区：最大结晶速度出现于此区域，是熔体结晶生成的主要区域；
Ⅳ区：结晶速度随温度降低迅速下降。
结晶速度主要由晶粒生长过程控制。
结晶速度-温度曲线分布示意图
获得小晶粒结构的方法：一方面可采用加入成核剂，使晶核数目增加，晶粒变小；另一方面可采用将熔化的聚合物急速冷却（淬火）。
结晶速度
Tg T ma T m Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 晶粒生长过程控制 成核过程控
6，示意画出聚合物动态粘弹性的温度谱，说明温度对聚合物内耗大小的影响。
答：①Tg 以下，聚合物应变仅为键长的改变，应变量很小，几乎同应力变化同步进行，tg δ很小。②温度升高，玻璃态向橡胶态转变，链段开始运动，体系粘度大，运动摩擦阻力大，tg δ较大。③温度进一步升高，虽应变值较大，但链段运动阻力减小，tg δ减小。④在末端流动区，分子间质的位移运动，内摩擦阻力再次升高，内耗急剧增加。
7，画出固定试验温度下，聚合物的内耗与外力频率的关系曲线，并以松弛的观点加以解释和说明。 答：①当外力作用比运动单元的松驰时间的倒数高得多时，即w>>τ1
，该运动单元来不及
跟随交变的外力而发生运动，E ’与w 无关，E ’’和lg δ几乎为零，表现刚性玻璃态。②当w<<τ1，运动单元的运动完全跟得上，作用为的变化，E ’与w 无关，E ’’和tg δ几乎为零，表现橡胶的高弹态。③只有当w ≈τ1
，运动单元运动跟上，但又不能完全跟上外应力的变化△E1变化大，E ’’和tg δ出现极大值（内耗峰），表现明显的粘弹性。
8，示意绘出聚合物熔体在宽切变速率下的流动曲线，并用缠结理论作出解释。
答：1）在足够小的切应力下，大分子处于高度缠结的拟网状结构，由于剪切速率很小，缠结结构破坏的速度等于形成的速度，粘度保持恒定的最高值，表现牛顿流体的流动行为。2）随剪切速率的增大，缠结结构被破坏的速度就越来越大于形成速度，粘度减小，表现假塑性流体的流动行为。3） 随剪切速率的继续增大，大分子的缠结结构几乎完全被破坏，来不及形成新的缠结，粘度达到恒定的最低值，第二次表现牛顿流体的流动行为。
T g T t T lg ω
lgE ’
tg δlgE ’’
9，讨论聚合物的分子量和分子量分布对熔体粘度和流变性的影响。
答：低切变速率下，当时，略依赖于聚合物化学结构和温度，当时，与聚合物化学结构，分子量分布及温度无关；增大切变速率，链缠结结构破坏程度增加，分子量对体系粘度影响减小。聚合物熔体非牛顿流动时的切变速率随分子量加大向低切变速率移动，剪切引起的粘度下降。分子量相同时，分子量分布宽的聚合物熔体出现非牛顿流动的切变速率比分布窄的要低的多。
10，从结构观点分析温度、切变速率对聚合物熔体粘度的影响规律，举例说明这一规律在成型加工中的应用。
答：a.温度升高，粘度下降，在较高温度的情况下，聚合物熔体内自由体积大，流动粘度的大小取决于高分子链本身的结构，分子间作用力越大，流动活化能越高；当温度处于Tg b．柔性链高分子表观粘度随切变速率增加而下降，刚性链高分子表观粘度也随切变速率增加而下降，但降幅较小，因为切变速率增加，柔性链易改变构象，降低流动阻力，刚性链链段较长，构象改变较困难，随切变阻力增加，阻力变化不大。 11，聚合物在不同条件下结晶时，可能得到哪几种主要的结晶形态？各种结晶形态的特征是什么？ 答：（1）可能得到的结晶形态：单晶、树枝晶、球晶、纤维状晶、串晶、柱晶、伸直链晶体；（2）形态特征： 单晶：分子链垂直于片晶平面排列，晶片厚度一般只有10nm左右； 树枝晶：许多单晶片在特定方向上的择优生长与堆积形成树枝状； 球晶：呈圆球状，在正交偏光显微镜下呈现特有的黑十字消光，有些出现同心环； 纤维状晶：晶体呈纤维状，长度大大超过高分子链的长度； 串晶：在电子显微镜下，串晶形如串珠； 柱晶：中心贯穿有伸直链晶体的扁球晶，呈柱状； 伸直链晶体：高分子链伸展排列晶片厚度与分子链长度相当。 12，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：高分子液晶分子结构中必须具有刚性结构部分，即液晶基元包括棒状(条状)、盘状或双亲性分子，要有强大的分子间力，必须具有一定的柔性部分。 分类方法有三类，按形成条件分为溶致液晶和热致液晶；按微区中分子排列状态分为近晶型、向列型、胆甾型和盘型；按液晶基元所在位置分为主链液晶和侧链液晶。 表征方法主要是偏光显微镜、X射线衍射、DSC 13，聚合物的玻璃化转变是否是热力学相变?为什么? 答：不是，玻璃化温度与测定过程的冷却速度有关，不是热力学的平衡过程，而是属于力学松弛过程。因为在玻璃化转变前后聚合物都是无规的，热力学上都属于液态。 14，试用玻璃化转变的自由体积理论解释：（1）非晶态聚合物冷却时体积收缩速率发生变化；（2）冷却速度愈快，测得的Tg值愈高。 答：（1）冷却速度过快，则链段来不及调整构象就被冻结，使自由体积高于平衡态时的Vf，这样，Tg以下体积-温度曲线向上平移，使依据两条曲线交点确定的Tg偏高。 （2）因Tg是链段运动的松弛时间与观察时间匹配时的温度，升温速率越快，观察时间越短，相应的更短松弛时间的温度就越高，故测得的Tg就越高。 15，聚合物晶体结构和结晶过程与小分子晶体结构和结晶过程有何差别?造成这些差别的原因是什么？ 答：(1)小分子有分子晶体、原子晶体和离子晶体，而高分子晶体仅有分子晶体。这是由于高分子的分子链很长，可穿越多个晶胞。（2）小分子的熔点是一个确定值，而高分子的熔点是一个范围值。（3）高分子有结晶度的概念，而小分子没有。这是由于高分子结构的复杂性，使得聚合物结晶要比小分子结晶有更多的缺陷，所以结晶总是很不完善，有晶区和非晶区，用结晶读表示。(4）高聚物的结晶过程分一次结晶和二次结晶。这是由于高分子的相对分子质量大，体系黏度大，分子运动迟缓所引起的。 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χ 1 （ A ）聚合物能溶解在所给定的溶剂中 A. χ 1<1/2 B. χ 1 >1/2 C. χ 1 =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； 高分子物理简答题 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】 高分子物理简答题 1.同样是都是高分子材料，在具体用途分类中为什么有的是县委，有的是塑料，有的是橡胶同样是纯的塑料薄膜，，为什么有的是全透明的，有的是半透明的 答：高分子材料的用途分类取决于材料的使用温度和弹性大小，当材料的使用温度在玻璃化温度Tg以下，是塑料，Tg以上则为橡胶，否则会软化。而透明度的问题在于该材料是否结晶，结晶的塑料薄膜是透明的，非结晶的则不透明或半透明。 2.假若聚丙烯的等规度不高，能不能用改变构想的办法提高等规度？说明理由。 答：构象：由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态，称为构象。聚丙烯的等规度是由构型不同的异构体所产生的旋光异构所引起的，由于头-头键接的聚丙烯，其有全同立构、间同立构和无规立构等异构体。而且构型是由分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列，构象仅仅是由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态。所以当聚丙烯的等规度不高时，用改变构象的方法是无法提高其等规度的，需要破坏化学键，改变构型，才能提高等规度。 3.理想的柔性高分子链可以用自由连接或高斯链模型来描述，但真实高分子链在通常情况下并不符合这一模型，原因是什么这一矛盾是如何解决的 答：在采用自由连接链或高斯链模型描述理想的柔性高分子链时，我们假设单键在结合时无键角的限制，内旋转时也无空间位阻，但真实高分子链不但有键角的限制，在内旋转时也存在空间位阻，因此使真实高分子链在通常情况下并不符合这一模型。对于真实高分子链我们用等效自由结合链来描述，把由若干个相关的键组成的一段链，算作一个独 《高分子物理》试题 开课学院：材料学院类别：共（ 3 ）页 课程号：考试性质：考试 一、解释概念（15分，每题3分） 1、全同立构 2、球晶 3、高分子合金 4、熵弹性 5、应力松弛 二、选择答案（20分，每题1分） 1、高分子科学诺贝尔奖获得者中，（）首先把“高分子”这个概念引进科学领域。 A、H. Staudinger, B、K.Ziegler, G.Natta, C、P. J. Flory, D、H. Shirakawa 2、链段是高分子物理学中的一个重要概念，下列有关链段的描述，错误的是（）。 A、高分子链段可以自由旋转无规取向，是高分子链中能够独立运动的最小单位。 B、玻璃化转变温度是高分子链段开始运动的温度。 C、在θ条件时，高分子“链段”间的相互作用等于溶剂分子间的相互作用。 D、聚合物熔体的流动不是高分子链之间的简单滑移，而是链段依次跃迁的结果。 3、聚苯乙烯在张应力作用下，可产生大量银纹，下列说法错误的是（）。 A、银纹是高度取向的高分子微纤构成。 B、银纹处密度为0，与本体密度不同。 C、银纹具有应力发白现象。 D、银纹具有强度，与裂纹不同。 4、提高高分子材料的拉伸强度有效途径为（）。 A、提高拉伸速度， B、取向， C、增塑， D、加入碳酸钙 5、下列四种聚合物在各自的良溶剂中，常温下不能溶解的为（）。 A、聚乙烯， B、聚甲基丙烯酸甲酯， C、无规立构聚丙烯， D、聚氯乙烯 6、高分子热运动是一个松弛过程，松弛时间的大小取决于（）。 A、材料固有性质 B、温度 C、外力大小 D、以上三者都有关系。 7、示差扫描量热仪(DSC)是高分子材料研究中常用的方法，常用来研究（）。 ⑴T g，⑵T m和平衡熔点，⑶分解温度T d，⑷结晶温度T c，⑸维卡软化温度，⑹ 结晶度，⑺结晶速度，⑻结晶动力学 A、⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻ B、⑴⑵⑶⑷⑹⑺⑻ C、⑴⑵⑶⑷⑸ D、⑴⑵⑷⑹ 8、你会选（）聚合物用作液氮罐的软密封。（液氮沸点为77K） A、硅橡胶， B、顺丁橡胶， C、天然橡胶， D、丁苯橡胶 高分子物理 二、高聚物粘性流动有哪些特点？影响粘流温度T f的主要因素是什么？（8分） 答：粘性流动的特点： 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。 影响T f的主要因素： 1.分子链越柔顺，粘流温度越低；而分子链越刚性，粘流温度越高。 2. 分子间作用力大，则粘流温度高。 3. 分子量愈大，愈不易进行位移运动，Tf越高。 4. 粘流温度与外力大小和外力作用的时间增大，Tf下降。 三、画出牛顿流体、切力变稀流体、切力变稠流体、宾汉流体的流动曲线，写出相应的流动方程。（8分） 答： 牛顿流体η为常数 切力变稀流体n< 1 切力变稠流体n >1 宾汉流体σy为屈服应力 四、结晶聚合物为何会出现熔限？熔限与结晶形成温度的关系如何？ 答：1.结晶聚合物出现熔限，即熔融时出现的边熔融边升温的现象是由于结晶聚合物中含有完善程度不同的晶体之故。聚合物的结晶过程中，随着温度降低，熔体粘度迅速增加，分子链的活动性减小，在砌入晶格时来不及作充分的位置调整，而使形成的晶体停留在不同的阶段上。在熔融过程中，则比较不完善的晶体将在较低的温度下熔融，较完善的晶体需在较高的温度下才能熔融，从而在通常的升温速度下，呈现一个较宽的熔融温度范围。 2. 低温下结晶的聚合物其熔限范围较宽，在较高温度下结晶的聚合物熔限范围较窄。 五、测定聚合物分子量有哪些主要的方法？分别测定的是什么分子量？除了分子量外还能得 到哪些物理量？聚合物分子量的大小对材料的加工性能和力学性能有何影响？（10分） 答：端基分析法和渗透压测定的是数均分子量，光散射测定的是重均分子量，粘度法测定的是粘均分子量。分子量太低，材料的机械强度和韧性都很差，没有应用价值；分子量太高，熔体粘度增加，给加工成型造成困难。 七、解释下列现象（6分）： 1. 尼龙6（PA6）室温下可溶于浓硫酸，而等规聚丙烯却要在130℃左右才能溶于十氢萘。 答：尼龙6为极性结晶聚合物，，当它们与极性溶剂相接触时会发生强烈的相互作用，非晶成分放出大量能量使结晶区的部分晶格破坏，成为非结晶区，在适宜的强极性溶剂中往往在室温下即可溶解。而等规聚丙烯为非极性结晶聚合物，溶解往往需要将体系加热到熔点附近时才能发生，外界供给能量使体系温度升高。 2.纤维经拉伸取向后，其断裂强度明显提高。 答：纤维单轴取向后，高分子链沿着外力方向平行排列，故沿取向方向断裂时破坏主价链的比例大大增加，而主价链的强度比范德华力的强度高50倍。（3分） 三、简答题 1、高分子结构的特点? 2、表1-4数据说明了什么？试从结构上予以分析。 3、评价主链带有间隔单键和双键的聚磷腈的柔顺性。其结构示意如下： 4、.比较以下三个聚合物的柔顺性，从结构上简要说明原因。 5、试分析纤维素的分子链为什么是刚性的？（提示：从纤维素链节结构分析阻碍内旋转的因素） 6、比较以下两种聚合物的柔顺性，并说明为什么。 7、试从下列高聚物的链节结构，定性判断分子链的柔性或刚性，并分析原因。 8、以下化合物，哪些是天然高分子化合物？哪些是合成高分子化合物？ （1）、蛋白质，（2）PVC，（3）酚醛树脂，（4）淀粉，（5）纤维素，（6）石墨，（7）尼龙-66，（8）PV Ac，（9）丝，（10）PS，（11）维尼纶，（12）天然橡胶，（13）聚氯丁二烯（14）纸浆，（15）环氧树脂。 9、试述下列烯类高聚物的构型特点及其名称。式中d表示链节结构是d构型，l则表 示是l构型。（1）—d—d—d—d—d—d—d—；（2）—l—l—l—l—l—l—l—l—l—；（3）—d —l—d—l—d—l—d—l—；（4）—d—d—l—d—l—l—l—。 10、已知高分子主链中键角大于90°，定性地讨论自由旋转链的均方末端距与键角的关系。 11、（1）由丙烯得到的全同立构聚丙烯有无旋光性？（2）假若聚丙烯的等规度不高，能不能用改变构象的办法提高等规度？ 12、近程相互作用和远程相互作用的含义及它们对高分子链的构象有何影响？ 13、根据高聚物的分子结构和分子间作用能，定性地讨论表2-3中所列各高聚物的性能。 14、将下列三组聚合物的结晶难易程度排列成序：（1）PE，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）尼龙-66，尼龙-1010。 15、有两种乙烯和丙烯的共聚物，其组成相同（均为65%乙烯和35%丙烯），但其中一种室温时是橡胶状的，一直到稳定降至约-70℃时才变硬，另一种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。 16、判断正误：“分子在晶体中是规整排列的，所以只有全同立构或间同立构的高分子才能结晶，无规立构的高分子不能结晶。” 17、（1）为什么聚对苯二甲酸乙二醇酯从熔体淬火时得到透明体？（2）为什么IPMMA 是不透明的？ 18、试分析聚三氟氯乙烯是否结晶性聚合物？要制成透明薄板制品，问成型过程中要注意什么条件的控制？ 19、透明的聚酯薄膜在室温二氧六环中浸泡数分钟就变为不透明，这是为什么？ 20、（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，发生试样外观由透明变为浑浊，试从热力学观点来解释这一现象。 21、三类n值相同的线形脂肪族聚合物（对于给定的n值）的熔点顺序如下所示，解释原因。 下列结构不属于一级结构范畴的是（ D ）。 A、化学组成 B、顺反异构 C、头-尾键接 D、相对分子质量 对取向与结晶的正确描述是（ D ）。 A、两者均是自发过程 B、前者是自发过程，后者是非自发过程 C、两者都为热力学平衡态 D、前者为非热力学平衡态，后才为热力学平衡态 某一聚合物薄膜，当温度升至一定温度时发生收缩，这是由于（ C ）。 A、内应力松弛 B、导热不良 C、大分子解取向 DNA的双螺旋属高分子结构中的几级结构（ B ）。 A、一级结构 B、二级结构 C、三级结构 可用于描述无规PS的聚集态结构的模型是（ B ）。 A、缨状微束模型 B、无规线团模型 C、插线板模型 下列有关高分子结构的叙述不正确的是（ C ）。 A、高分子是由许多结构单元组成的 B、高分子链具有一定的内旋转自由度 C、结晶性的高分子中不存在非晶态 D、高分子是一系列同系物的混合物当主链由下列饱和单键组成时，其柔顺性的顺序为（ C ）。 A、—C—O—>—Si—O—>—C—C— B、—Si—O—>—C—C—>—C—O— C、—Si—O—>—C—O—>—C—C— 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 下列聚合物柔顺性排列顺序正确的是( B )。 A、1,4-聚2-氯丁二烯 > 1,4-聚丁二烯 > 聚氯乙烯 B、1,4-聚丁二烯 > 1,4-聚2-氯丁二烯 > 聚氯乙烯 C、聚氯乙烯 > 1,4-聚2-氯丁二烯 > 1,4-聚丁二烯 D、1,4-聚丁二烯 > 聚氯乙烯 > 1,4-聚2-氯丁二烯 下列聚合物中分子链柔性最好的是（ D ）。 A、聚苯乙烯 B、聚甲基丙烯酸甲酯 C、聚氯乙烯 D、1，4-聚丁二烯 下列聚合物柔顺性排列顺序正确的是( C )。 A、PP 高分子物理习题集及 答案 第一章高分子链的结构 一．解释名词、概念 1．高分子的构型：高分子中由化学键固定了的原子或原子团在空间的排列方式2.全同立构高分子：由一种旋光异构单元键接形成的高分子3.间同立构高分子：由两种旋光异构单元键接形成的高分子4.等规度：聚合物中全同异构和间同异构的高分子占高分子总数的百分数5.高分子的构象：由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态 6.高分子的柔顺性：高分子能够呈现不同程度卷曲构象状态的性质7.链段：高分子中能做相对独立运动的段落8.静态柔顺性：由反式微构象和旁氏微构象构象能之差决定的柔顺性，是热力学平衡条件下的柔顺性 9.动态柔顺性：高分子由一种平衡构象状态转变成另一种平衡构象状态所需时间长短决定的柔顺性 10.等效自由连接链：在一般条件下，高分子链中只有部分单键可以内旋转，相邻的两个可以内旋转的单键间的一段链称为链段，这样可以把高分子链看作是由链段连接而成的，链段之间的链不受键角的限制，链段可以自由取向，这种高分子链的均方末段距以及末端距分布函数的表达式与自由连接链相同，只是把链数n转换成链段数n，把键长l换成链段长l，这种链称为等效自由链接链11.高斯链：末端距分布服从高斯分布的链 12.高分子末端距分布函数：表征高分子呈现某种末端距占所有可能呈现末端剧的比例 二．线型聚异戊二烯可能有哪些构型? 答：1.4-加成有三种几何异构，1.2加成有三种旋光异构，3.4加成有三种旋光异构 三．聚合物有哪些层次的结构?哪些属于化学结构？哪些属于物理结构？四．为什么说柔顺性是高分子材料独具的特性？ 答：这是由高分子的结构决定的，高分子分子量大，具有可以内旋转的单键多，可呈现的构象也多，一般高分子长径比很大，呈链状结构，可以在很大程度内改变其卷曲构想状态。对于小分子，分子量小，可内旋转的单键少，可呈现的构象数也不多，且小分子一般呈球形对称，故不可能在很大的幅度范围内改变其构象状态 五．通常情况下PS是一种刚性很好的塑料，而丁二烯与苯乙烯的无规共聚物（B:S=75:25）和三嵌段共聚物SBS（B:S=75:25）是相当好的橡胶材料，从结构上分析其原因。 答：ps分子上带有刚性侧基苯环，且只通过一个单键与分子相连，再者沿分子链轴方向苯环的密度大，高分子的刚性很好，所以ps是一种刚性很好的塑料。丁二烯和苯乙烯的无规共聚物的分子链中引入了很多孤立双键，使与之相连的单键内旋转变得容易，分子链上虽仍有苯环侧基，但数目少，又是无规共聚，沿分子链轴方向苯环密度小，柔顺性好，三嵌段共聚物中间链段是分子链中含有很多孤立双键且又相当长的聚丁二烯，是一种典型的柔顺链。 六．若聚丙烯的等规度不高，能否用改变构象的方法提高其等规度？为什么？ 高分子物理习题答案 第一章高分子链的结构 3．高分子科学发展中有二位科学家在高分子物理领域作出了重大贡献并获得诺贝尔奖，他们是谁？请列举他们的主要贡献。 答：（1）H. Staudinger（德国）：“论聚合”首次提出高分子长链结构模型，论证高分子由小分子以共价键结合。1953年获诺贝尔化学奖。 贡献：（1）大分子概念：线性链结构 （2）初探[η]=KMα关系 （3）高分子多分散性 （4）创刊《die Makromol.Chemie》1943年 （2）P. J. Flory（美国），1974年获诺贝尔化学奖 贡献：（1）缩聚和加聚反应机理 （2）高分子溶液理论 （3）热力学和流体力学结合 （4）非晶态结构模型 6．何谓高聚物的近程（一级）结构、远程（二级）结构和聚集态结构？试分别举例说明用什么方法表征这些结构和性能，并预计可得到哪些结构参数和性能指标。 答：高聚物的一级结构即高聚物的近程结构，属于化学结构，它主要包括链节、键接方式、构型、支化和交联结构等，其表征方法主要有：NMR, GC, MS, IR, EA, HPLC, UV等。而高聚物的二级结构即高聚物的远程结构，主要包括高分子链的分子量、分子尺寸、分子形态、链的柔顺性及分子链在各种环境中所采取的构象，其表征方法主要有：静态、动态光散射、粘度法、膜渗透压、尺寸排除色谱、中子散射、端基分析、沸点升高、冰点降低法等。高聚物的聚集态结构主要指高分子链间相互作用使其堆积在一起形成晶态、非晶态、取向态等结构。其表征方法主要有：x-射线衍射、膨胀计法、光学解偏振法、偏光显微镜法、光学双折射法、声波传播法、扫描电镜、透射电镜、原子力显微镜、核磁共振，热分析、力学分析等。 8．什么叫做高分子的构型？试讨论线型聚异戊二烯可能有哪些不同的构型。 答：由化学键所固定的原子或基团在空间的几何排布。 1，2：头-头，全同、间同、无规；头-尾，全同、间同、无规 3，4：头-头，全同、间同、无规；头-尾，全同、间同、无规 1，4：头-头，顺、反；头-尾，顺、反 9．什么叫做高分子构象？假若聚丙烯的等规度不高，能不能用改变构象的办法提高其等规度？说明理由。答：由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态（内旋转异构体）称为构象。不能用改变构象的办法提高其更规度。等规度是指高聚物中含有全同和间同异构体的总的百分数，涉及的是构型问题，要改变等规度，即要改变构型。而构型是由化学键所固定的原子或基团在空间的几何排布，改变构型必须通过化学键的断裂和重组。 11．假定聚丙烯主链上的键长为0.154纳米，键角为109.5°，根据下表所列数据，求其等效自由结合链的链段长度l e及极限特征比C∞。 聚合物溶剂温度（℃）A×104（nm）σ 聚丙烯（无规）环已烷、甲苯30 835 1.76 ?高分子物理?试卷1 学号姓名分数 一、解释下列基本概念（每题2分，共12分） 1. 构型 2. 内聚能 3. 玻璃化转变 4. 应力松弛 5. 材料的屈服 6. 特性粘度 二、判断题(正确的在括号内打√，错误的打╳；每题1分，共10分) 1. 通过升高温度，可以使聚合物从一种构型变为另一种构型。（） 2. 均方末端距指一条分子链的两个末端之间直线距离的平方的统计平均值。（） 3. 聚合物球晶的晶粒尺寸越大，它的冲击强度越小，透明性越好。（） 4. 在玻璃化温度以下，分子链的运动被冻结，只有链段的运动以及键角和键长的变化。 （） 5. 结晶聚合物的熔点T m是指熔融开始时所对应的温度。（） 6. 虽然说可以通过内增塑也可以通过外增塑使聚合物的T g下降，但二者的作用机理却不同。( ) 7. 聚合物在交变应力作用下会因滞后而引起内耗，内耗有害无利。（） 8. 对于高聚物的蠕变、应力松弛和动态粘弹行为，缩短时间、升高温度与延长时间、降低温度均能达到等同的效果。（） 9. 聚合物的银纹若得不到控制，可发展成为裂缝，但若适当加压，可使之消失。（） 10. 高聚物可在某一溶剂中通过改变温度做成θ溶液，但它却不是理想溶液。（） 三、选择题(在括号内填上正确的答案，其中2题有2个正确答案；每个答案1分，共13分) 1.高分子的聚集态结构是由许多大分子通过下面的作用形成的：（） A. 化学键合力； B. 氢键； C. 分子间相互作用力 2. 高聚物分子间的作用力大小可用下面方法表示：（） A. 晶格能； B. 自由能； C. 内聚能 3. 玻璃态高聚物指这样一类聚合物：（） A.在玻璃态下容易冷冻结晶变脆； B.高于T m时晶体熔化； C.在任何情况下都不能结晶 4. 结晶聚合物的熔融过程是：（） A. 放热过程； B. 力学状态转变过程； C. 热力学相变过程 5. 聚合物的自由体积提供了：（） A. 分子链的活动空间； B. 链段的活动空间； C. 链节的活动空间 6. 高速行驶的汽车轮胎因胎体发热而爆裂是由橡胶的下列过程引起的：（） A. 松弛； B. 内耗； C. 蠕变 7. 橡胶拉伸的热力学行为表明，真实弹性体的弹性响应同时归因于：（、） A. 焓的变化； B. 熵的变化； C. 内能的变化 8. 高聚物的屈服应力随温度的升高而：（） A. 升高； B. 保持不变； C. 降低 高分子物理期末考试试题4卷 一名词解释（每题2分，共10分）： 1. 玻璃化转变 2. 泊松比 3. 力学松弛 4．熔融指数 5. 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 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 3．聚合物有哪些层次的结构 4.根据对材料的使用要求，有哪些途径可改变聚合物的T g。 5. 高聚物粘性流动的特点。 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 7.聚合物分子量分布的测定方法 8. 高聚物的高弹形变有何特征 三、选择题（在下列各小题的备选答案中，请把你认为正确答案的题号填入题干的括号内。少选、多选不给分。每题分，共15分） 1．结晶聚合物在结晶过程中。 A．体积增大； B．体积缩小； C．体积不变 2.下列哪种结晶形态是具有黑十字消光图像的（）。 A、纤维状晶 B、球晶 C、单晶 D、球枝晶 3.下列哪种方法是不能提高相容性的（）。 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．T g温度标志着塑料使用的和橡胶使用的。前者常表征塑料的，后者表征橡胶的。 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，和属于静态粘弹性，和属于动态粘弹性。 A.蠕变; B.力学损耗; C.滞后; D.应力松弛. 是链段开始“解冻“的温度，因此凡是使链段的柔性_____，使分子间作用力的结构因素均使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， _ __，Tg越低，主链越 _ __，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，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。 A.拉伸强度 B.冲击强度 C.抗张强度 D.硬度 9.玻璃态高聚物只有处在之间的温度范围，才能在外力作用下实现强迫高弹形变。 A . Tb 高分子物理简答题 1.同样是都是高分子材料，在具体用途分类中为什么有的是县委，有的是塑料，有的是橡胶？同样是纯的塑料薄膜，，为什么有的是全透明的，有的是半透明的？ 答：高分子材料的用途分类取决于材料的使用温度和弹性大小，当材料的使用温度在玻璃化温度Tg以下，是塑料，Tg以上则为橡胶，否则会软化。而透明度的问题在于该材料是否结晶，结晶的塑料薄膜是透明的，非结晶的则不透明或半透明。 2.假若聚丙烯的等规度不高，能不能用改变构想的办法提高等规度？说明理由。 答：构象：由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态，称为构象。聚丙烯的等规度是由构型不同的异构体所产生的旋光异构所引起的，由于头-头键接的聚丙烯，其有全同立构、间同立构和无规立构等异构体。而且构型是由分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列，构象仅仅是由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态。所以当聚丙烯的等规度不高时，用改变构象的方法是无法提高其等规度的，需要破坏化学键，改变构型，才能提高等规度。 3.理想的柔性高分子链可以用自由连接或高斯链模型来描述，但真实高分子链在通常情况下并不符合这一模型，原因是什么？这一矛盾是如何解决的？ 答：在采用自由连接链或高斯链模型描述理想的柔性高分子链时，我们假设单键在结合时无键角的限制，内旋转时也无空间位阻，但真实高分子链不但有键角的限制，在内旋转时也存在空间位阻，因此使真实高分子链在通常情况下并不符合这一模型。对于真实高分子链我们用等效自由结合链来描述，把由若干个相关的键组成的一段链，算作一个独立的运动单元，键称作“链段”，令链段与链段自由结合，并且无规取向，这种链称为等效自由结合链。 4. 高分子溶解过程与小分子相比，有什么不同？ 答：因为聚合物分子与溶剂分子的大小相差悬殊，两者的分子运动速度差别很大，溶剂分子能比较快的渗透进入高聚物，而高分子向溶剂的扩散却非常慢，这样，高聚物的溶解过程要经过两个阶段，现实溶剂分子渗入高聚物内部，是高聚物体积膨胀，称为溶胀，然后才是高分子均匀分散在溶剂中，形成完全溶解的分子分散的均相体系。整个过程往往需要较长的时间。 5.什么是高分子的理想溶液？它应该符合哪些条件？ 答：高分子溶液的化学位由理想部分和非理想部分组成，对于高分子溶液即使浓度很稀也不能看做是理想溶液，但是我们可以通过选择溶剂和温度来满足Δμ1E=0的条件，使高分子溶液符合理想溶液的条件，称其为θ条件，这时的相互作用参数X=1/2. 6. 解释本章附录中聚合物的结构对玻璃化温度的影响。试各另举一组例子说明聚合物的著化学结构因素对玻璃化温度的影响。 答：（1）主链结构①主链由饱和单间构成的高聚物：高聚物的内旋转位垒越低，分子链的柔性越大，Tg越低。例如：聚乙烯Tg=-68°C，聚甲醛Tg=-83°C，聚二甲基硅氧烷Tg=-123°C ②珠帘寨红引入苯基等芳杂环以后：分子链的刚性增大，Tg升高。例如：聚乙烯 Tg=-68°C，聚苯乙烯Tg=100°C ③主链中含有孤立双键的高聚物分子链都比较柔顺，Tg 比较低④共轭二烯烃聚合物：由于几何异构体的存在，分子链较刚性的反式异构体有比较高的Tg . （2）取代基的空间位阻和侧击的柔性①一取代烯类聚合物：取代基的体积增大，内旋转位阻增加，Tg将升高（聚甲基丙烯酸甲酯的侧基增大，Tg反而下降）如果有旋光异构体曾在，通常一取代聚烯烃的不同旋光异构体，不表现出Tg的差别 ;② 1.1-二取代的烯类聚合物： 高分子物理试题库 一、名词解释 取向：取向是指非晶高聚物的分子链段或整个高分子链，结晶高聚物的晶带、晶片、晶粒等，在外力作用下，沿外力作用的方向进行有序排列的现象。 特性粘度 柔顺性：高分子链能够改变其构象的性质称为柔顺性。 链段：由于分子内旋受阻而在高分子链中能够自由旋转的单元长度。是描述柔性的尺度。 内聚能密度：把1mol 的液体或固体分子移到其分子引力范围之外所需要的能量为内聚能。单位体积的内聚能称为内聚能密度，一般用CED 表示。 溶解度参数：内聚能密度的平方根称为溶解度参数，一般用δ表示。 等规度：等规度是高聚物中含有全同立构和间同立构总的百分数。 结晶度结晶度即高聚物试样中结晶部分所占的质量分数(质量结晶度)或者体积分数(体积结晶度)。 液晶：在熔融状态下或溶液状态下，仍然部分保持着晶态物质分子的有序排列，且物理性质呈现各向异性，成为一种具有和晶体性质相似的液体，这种固液之间的中间态称为液态晶体，简称为液晶。 聚电解质溶液 脆性断裂 时温等效原理 零切黏度 应力松弛 银纹 粘弹性 表观粘度 应力 应变 弹性模量 柔量 泊松比 冲击强度 强迫高弹形变 增塑作用 内增塑作用 外增塑作用 蠕变 动态粘弹性 静态粘弹性 滞后 内耗 牛顿流体 假塑性流体 膨胀性流体 宾汉流体 二．选择题 1. 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 2. 下列那种方法可以降低熔点： B D 。 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。 3. 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 4. 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 高分子物理简答题标准化工作室编码[XX968T-XX89628-XJ668-XT689N] 高分子物理简答题 1.同样是都是高分子材料，在具体用途分类中为什么有的是县委，有的是塑料，有的是橡胶同样是纯的塑料薄膜，，为什么有的是全透明的，有的是半透明的答：高分子材料的用途分类取决于材料的使用温度和弹性大小，当材料的使用温度在玻璃化温度Tg以下，是塑料，Tg以上则为橡胶，否则会软化。而透明度的问题在于该材料是否结晶，结晶的塑料薄膜是透明的，非结晶的则不透明或半透明。 2.假若聚丙烯的等规度不高，能不能用改变构想的办法提高等规度说明理由。 答：构象：由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态，称为构象。聚丙烯的等规度是由构型不同的异构体所产生的旋光异构所引起的，由于头-头键接的聚丙烯，其有全同立构、间同立构和无规立构等异构体。而且构型是由分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列，构象仅仅是由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态。所以当聚丙烯的等规度不高时，用改变构象的方法是无法提高其等规度的，需要破坏化学键，改变构型，才能提高等规度。 3.理想的柔性高分子链可以用自由连接或高斯链模型来描述，但真实高分子链在通常情况下并不符合这一模型，原因是什么这一矛盾是如何解决的 答：在采用自由连接链或高斯链模型描述理想的柔性高分子链时，我们假设单键在结合时无键角的限制，内旋转时也无空间位阻，但真实高分子链不但有键角的限制，在内旋转时也存在空间位阻，因此使真实高分子链在通常情况下并不符合这一模型。对于真实高分子链我们用等效自由结合链来描述，把由若干个相关的键组成的一段链，算作一个独立的运动单元，键称作“链段”，令链段与链段自由结合，并且无规取向，这种链称为等效自由结合链。 4. 高分子溶解过程与小分子相比，有什么不同 答：因为聚合物分子与溶剂分子的大小相差悬殊，两者的分子运动速度差别很大，溶剂分子能比较快的渗透进入高聚物，而高分子向溶剂的扩散却非常慢，这样，高聚物的溶解过程要经过两个阶段，现实溶剂分子渗入高聚物内部，是高聚物体积膨胀，称为溶胀，然后才是高分子均匀分散在溶剂中，形成完全溶解的分子分散的均相体系。整个过程往往需要较长的时间。 5.什么是高分子的理想溶液它应该符合哪些条件 答：高分子溶液的化学位由理想部分和非理想部分组成，对于高分子溶液即使浓度很稀也不能看做是理想溶液，但是我们可以通过选择溶剂和温度来满足Δμ1E=0的条件，使高分子溶液符合理想溶液的条件，称其为θ条件，这时的相互作用参数X=1/2. 6.解释本章附录中聚合物的结构对玻璃化温度的影响。试各另举一组例子说明聚合物的着化学结构因素对玻璃化温度的影响。 答：（1）主链结构①主链由饱和单间构成的高聚物：高聚物的内旋转位垒越低，分子链的柔性越大，Tg越低。例如：聚乙烯Tg=-68°C，聚甲醛Tg=-83°C，聚二甲基硅氧烷Tg=-123°C②珠帘寨红引入苯基等芳杂环以后：分子链的刚性增大，Tg升高。例如：聚乙烯 Tg=-68°C，聚苯乙烯Tg=100°C③主链中含有孤立双键的高聚物分子链都比较柔顺，Tg 比较低④共轭二烯烃聚合物：由于几何异构体的存在，分子链较刚性的反式异构体有比较高的Tg. （2）取代基的空间位阻和侧击的柔性①一取代烯类聚合物：取代基的体积增大，内旋转位阻增加，Tg将升高（聚甲基丙烯酸甲酯的侧基增大，Tg反而下降）如果有旋光异构体曾在，通常一取代聚烯烃的不同旋光异构体，不表现出Tg的差别;②二取代的烯类 第一章 高分子链的结构 1.解释名词、概念 等效自由连接链 均方末端距. 链段 均方旋转半径 构象 构型 2．已知两种聚合物都是PE ，如何鉴别哪一种是HDPE ，哪一种是LDPE ？举出三种方法并说 明其依据。 3．某聚α-烯烃的平均聚合度为500，均方末端距为625 nm2，求：（1）表征大分子链旋转受阻的刚性因子σ。（2）作为大分子独立运动的单元—链段长b 。（3）一个大分子含有的链段数Z 。（4）每个链段中结构单元的数目。 4．假定PP 的平均聚合度为2000，键长为 1.54?，键角为109.5o，θ溶剂中 2 5 20 101.1A ?=h ，求等效自由连接链的链段长b 。 5．写出聚异戊二烯德各种可能构型（不包含键接异构）。 6．什么叫做链的构型？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？ 7．天然橡胶和古塔玻胶在结构上有何不同？ 画出示性结构式。 8. 欲使某自由连接链（单烯类）均方末端距增加10倍，试问其聚合度必须增加多少倍？ 9．大分子链柔顺性最根本的原因是什么？表征高分子链柔顺性的物理参数有哪些？它们是如何定义的？ ① 11. PE 、PS ②PP 、PAN 、PVC ③PP 、PIB （聚异丁烯） ④PE 与顺1，4聚丁二烯 ⑤聚己二酸乙二醇酯 聚丙烯（全同） 聚二甲基硅氧烷 10 假定PP 于30℃甲苯溶液中，测得无扰尺寸（h 02 /M ）=8.35×10-4 nm, σ=(h 02 /h fr 2 )?=1.76,试求：（1）此聚丙烯的等效自由取向链的链段长。 （2）当聚合度为1000时的链段数。 高分子物理期末复习参考题 说明：此复习题仅作为复习参考使用，并非考试试题，只是题型和考试类似，希望同学们好好复习。 一、填空题： 1、降温速度越快，高聚物的玻璃化转变温度Tg越高。 2、橡胶弹性的本质是弹性，橡胶在绝热拉伸过程中放热。 3、松弛时间τ值越小，表明材料的弹性越。推迟时间τ＇值越小，表明材料的弹性越。 4、银纹是在张应力的作用下产生的，银纹内部存在微细凹槽，其方向与外力方向垂直。 5、分子链越柔顺，粘流温度越低；高分子极性大，粘流温度越高。 6、温度下降，材料断裂强度增大，断裂伸长率减小。 7、产生橡胶弹性的条件是、、。 8、在交变应力（变）的作用下，应变于应力一个相角δ的现象称为滞后，tanδ的值越小，表明材料的弹性越。 9、对于相同分子量，不同分子量分布的聚合物流体，在低剪切速率下，分子量分布的粘度高，在高剪切速率下，分子量分布粘度高。 10、高聚物的粘流温度是成型加工的温度，高聚物的分解温度是成型加工的温度。 11、高聚物屈服点前形变是完全可以回复的，屈服点后高聚物将在恒应力下发生塑性流动，屈服点以后，大多数高聚物呈现应变软化，有些还非常迅速。屈服发生时，拉伸样条表面产生或剪切带,继而整个样条局部出现。 二、单项选择题 1、下列聚合物中，玻璃化转变温度T g的大小顺序是（） （1）聚乙烯（2）聚丙烯腈（3）聚丙烯（4）聚氯乙烯 A（4）＞（2）＞（3）＞（1）B（2）＞（4）＞（3）＞（1） C（2）＞（4）＞（1）＞（3）D（4）＞（2）＞（1）＞（3） 2、下列聚合物中，熔点T m最高的聚合物是（） A 聚邻苯二甲酸乙二酯B聚间苯二甲酸乙二酯 C 聚己二甲酸乙二酯D聚对苯二甲酸乙二酯 3、在下列聚合物中，结晶能力最好的是（） A 无规聚苯乙烯 B 聚乙烯 C 等规聚苯乙烯 D 聚苯乙烯—丁二烯共聚物 4、交联橡胶以下说法不正确的是（） A 形变小时符合虎克定律 B 具有熵弹性 C 拉伸时吸热 D 压缩时放热 5、下图是在一定的应力作用下，不同温度下测定的聚合物蠕变性能曲线，下列温度大小顺序正确的是（）Array A T1＞T2＞T3＞T4 B T4＞T3＞T2＞T1 C T1＞T3＞T2＞T4 D T2＞T3＞T1＞T4 第一章绪论 一、选择题 1．GPC对高聚物进行分级的依据是（B） A．高聚物分子量的大小B．高分子流体力学体积大小 C．高分子末端距大小D．高分子分子量分布宽度 2．下列哪些方法获得的是数均分子量（BCD） A．粘度法B．冰点下降C．沸点升高 D．渗透压E．超离心沉降F．光散射法 3．聚合物分子量越大，则熔体粘度（A） 对相同分子量聚合物而言，分子量分布越宽，则熔体粘度（B） A．增大B．降低C．相等D．不变 4．某一高聚物试样A的分子量约为3×104，试样B的分子量约为7×105，测定试样A的分子量应采用（A）（B）等方法。测出的分别是（C）（D）分子量。 测定试样B的分子量则宜采用（E）（F）等方法，测出的分别是（G）（各H）分子量。 A．膜渗透压B．粘度法降低C．数均D．粘均 E．光散射F．凝胶渗透色谱法G．重均H．各种平均5．分子量相同的线形聚乙烯和支化聚乙烯的混合试样，当采用的溶解度分级时不能将它们分开，这是由于（AB）而采用GPC法则能将它们分开，这是由于（CD）首先被淋洗出来的是（E） A．两者分子量相同B．溶解度相同C．它们的分子尺寸不一样D．流体力立体积不同E．线性聚乙烯 6．聚合物没有气态是因为（B） A ．聚合物不耐高温 B ．聚合物分子间力很大 C ．聚合物的结构具多分散性 D ．聚合物的分子量具多分散性 7．下列哪些方法获得的是数均分子量（BCD ） A ．粘度法 B ．冰点下降 C ．沸点升高 D ．渗透压 E ．超离心沉降 F ．光散射法 8．不同用途和不同成型方法对聚合物分子量的大小有不同的要求。通常是（C ） A ．合成纤维分子量最高，塑料最低 B ．塑料分子量最高，合成纤维最低 C ．合成橡胶分子量最高，合成纤维最低 9.下列那种方法可测定聚合物的数均分子量（B ） A ．超速离心沉降； B ．膜渗透压 C ．黏度 D ．光散射 二、问答与计算题 1. 某高聚物10,0000M η=，已知Mark-Houwink 方程中4110/d g -K =?I ，α=0.8 Huggins 方程中常数κ=0.33 （1）计算c =0.0030g/ml 时，溶液的相对粘度r η。 （2）如α=1，已知M η值，能否得到有关该高聚物分子量多分散性的信息，为什么？ 2. 在25℃、θ溶液中测得浓度7.36×-3g/cm 3的PVC 溶液的渗透压力0.248g/cm 2， 求该试样的分子量和A 2。（R=8.48×104g·cm/K·mol ） 3. 假定某一高聚物含分子量分别为10000、20000、30000三个级份，若由渗透压法和光散射法测出该样品分子量分别为20000及30000，计算该样品中三种级分的重量分数。 4. 1）根据高分子链构象统计理论，如何计算高分子的链段长度？实验上如何 一．名词解释（16分） 1.构型构型是对分子中的最近邻原子间的相对位置的表征。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。这种排列是稳定的，要改变构型必须经过化学键的断裂和重组。构型不同的异构体有旋光异构和几何异构两种。(构型是指某一个原子的取代基在空间的排列) 2.构象：所谓构象是这种由于绕C-C单键内旋转而形成的空间排列。（由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态） 3.熔融指数：在一定温度下，熔融状态的高聚物在一定负荷下，十分钟从规定直径和长度的标准毛细管中流出的重量（克数）。熔融指数越大，则流动性越好。 4.聚集态：高分子的聚集态结构是指高分子链之间的排列和堆砌结构，也称超分子结构，（是指高分子材料整体的内部结构，包括晶态，非晶态，取向态结构，液晶态结构以及织态结构） 5.交联：高分子链之间通过支链联结成一个三维空间网型大分子时就称为交联，交联的程度用交联度表示，交联度通常用相邻两个交联点之间的链的平均分子量Mc来表示，交联度愈大，Mc愈小。 6.支化度：支化高分子是指在高链上存在支链的高分子，支化高分子有三种类型：星型支化、梳型支化和无规支化。 高分子发生了支化，支化的程度用支化度来表示，支化度是指支化点密度或两相邻支化点之间的链的平均分子量。 7.时温等效原理：前面我们讨论了在一定温度下高聚物粘弹性的时间依赖性，即如果作用力时间远远大于它的松弛时间时，高聚物表现出粘性流动，处于粘流态；如果作用力时间远远小于它的松弛时间时，高聚物处于玻璃态；如果作用力时间与它的松弛时间同数量级时，高聚物表现出粘弹性，处于高弹态。 像作用时间一样，温度T是影响高聚物性能的重要参数，随着温度从低到高，包括力学性能在内的许多性能都将发生很大变化，高聚物的三种力学状态玻璃态、高弹态和粘流态将依次出现。 高聚物在不同温度下或在不同外力作用时间下都显示出一样的三种力学状态和两种转变，表明温度和时间对高聚物的松弛过程的作用类似，对粘弹性的影响具有某种等效的作用。已经知道，要使高聚物中某个运动单元具有足够大的活动性而表现出力学松弛现象需要一定的松弛时间，温度升高，松弛时间缩短。因此，同一个力学松弛现象既可在较高的温度、较短的作用力时间表现出来（或在较短的时间内观察到），也可以在较低的温度、较长的作用力时间表现出来（或较长的时间内观察到）。这是因为在较低的温度下，分子运动的松弛时间较长，高聚物对外力作的响应可能观察不出来，或者是需要很长时间才能观察出来，这时若升高温度，缩短它的松弛时间，就可以在较短的时间内观察到它的力学响应。因此升高温度与延长观察时间对分子运动是等效的，对高聚物的粘弹行为也是等效的。这个等效性可以借助于一个转换因子aT来实现，即借助于转换因子可以将在某一温度下测定的力学数据，变成另一温度下的力学数据，这就是时温等效原理。 8.韦森堡效应：当高聚物熔体或浓溶液在各种旋转粘度计中或在容器中进行电动搅拌时，受到旋转剪切作用，流体会沿内筒壁或轴上升，发生包轴或爬杆现象，这类现象统称为韦森堡效应。 9.巴拉斯效应：当高聚物熔体从小孔、毛细管或狭缝中挤出时，挤出物的直径或厚度会明显地大于模口的尺寸，这种现象叫做挤出物胀大，或称离模膨胀，亦称巴拉斯效应。 10.蠕变：所谓蠕变，就是指在一定的温度和较小的恒定外力(拉力、压力或扭力等)作用下，材料的形变随时间的增加而逐渐增大的现象。 lololj第1章高分子的链结构 1.写出聚氯丁二烯的各种可能构型，举例说明高分子的构造。 等。 举例说明高分子链的构造： 线形：聚乙烯，聚α-烯烃 环形聚合物：环形聚苯乙烯，聚芳醚类环形低聚物 梯形聚合物：聚丙烯腈纤维受热，发生环化形成梯形结构 支化高分子：低密度聚乙烯 交联高分子：酚醛、环氧、不饱和聚酯，硫化橡胶，交联聚乙烯。 2．构象与构型有何区别？聚丙烯分子链中碳—碳单键是可以旋转的，通过单键的内旋转是否可以使全同立构聚丙烯变为间同立构聚丙烯？为什么？ 答：（1）区别：构象是由于单键的内旋转而产生的分子中原子在空间位置上的变化，而构型则是分子中由化学键所固定的原子在空间的排列；构象的改变不需打破化学键，而构型的改变必须断裂化学键。 （2）不能，碳-碳单键的旋转只能改变构象，却没有断裂化学键，所以不能改变构型，而全同立构聚丙烯与间同立构聚丙烯是不同的构型。 3.为什么等规立构聚丙乙烯分子链在晶体中呈螺旋构象，而间规立构聚氯乙烯分子链在晶体中呈平面锯齿构象？ 答（1）由于等归立构聚苯乙烯的两个苯环距离比其范德华半径总和小，产生排斥作用，使平面锯齿形（…ttt…）构象极不稳定，必须通过C-C键的旋转，形成31螺旋构象，才能满足晶体分子链构象能最低原则。 （2）由于间规聚氯乙烯的氯取代基分得较开，相互间距离比范德华半径大，所以平面锯齿形构象是能量最低的构象。 4.哪些参数可以表征高分子链的柔顺性？如何表征？ 答：（1）空间位阻参数（或称刚性因子），值愈大，柔顺性愈差； （2）特征比Cn，Cn值越小，链的柔顺性越好； （3）连段长度b，b值愈小，链愈柔顺。 5．聚乙烯分子链上没有侧基，内旋转位能不大，柔顺性好。该聚合物为什么室温下为塑料而不是橡胶？高分子物理习题及答案
高分子物理简答题完整版
《高分子物理》试题
东华大学《高分子物理》简答题题库
广东石油化工学院高分子物理期末考试复习资料三简答题
高分子物理第四版练习题
高分子物理习题集及答案资料讲解
关于高分子物理习题答案
高分子物理试题库华工内部密卷10套
广东石油化工学院高分子物理期末考试试题4卷
高分子物理期末简答题汇总
高分子物理试题库
高分子物理简答题
高分子物理习题集
高分子物理期末复习参考题
高分子物理习题测验
高分子物理复习提纲
高分子物理课后习题答案
相关主题
文本预览