第一部分高聚物的结构
一、名词解释：
交联、构型、构象、链段、柔顺性、热塑性弹性体、聚集态、聚能密度、结晶度、熔点、
熔限、取向、共混高聚物、液晶、等规度、等规立构（全同立构）、间规立构（间同立构）、
键接异构、支化因子g、末端距、均方末端距、均方旋转半径（均方回转半径）、自由结合链、等效自由结合链、刚性因子（空间位阻参数）、无扰尺寸、单晶、球晶
二、选择
1．当主链由下列饱和单键组成时，其柔顺性的顺序为（）
A．-C-O->-Si-O->-C-C- B.-Si-O->-C-C->-C-O- C.-Si-O->-C-O->-C-C-
2. PS, PP, PE 三者柔顺性的顺序为（）
A. PP B. PE C. PS 3. 比较聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚丙烯腈(PAN)、聚乙烯（PE）之间的柔性，顺序正 确的是（） A．PE>PP>PVC>PAN B. PE>PP>PAN>PVC C. PP>PE>PVC>PAN D.PAN>PVC>PP>PE 4. PE, PVC, PVDC结晶能力的强弱顺序是( ) A. PE>PVC>PVDC B. PVDC>PE>PVC C. PE>PVDC>PVC 5. 已知含有成核剂的聚丙烯在等温结晶时生成球晶，则其Avrami指数n为（） A.2 B.3 C.4 6. 下列哪些聚合物不适合作弹性体（） A. 聚异戊二烯 B. 天然橡胶 C. 聚丁二烯 D. 聚氯乙烯 7．下面那些因素不可以提高结晶速率（） Ａ. 溶剂 B.拉伸 C. 增大相对分子量 D.成核剂 8. 下列结构不属于一级结构畴的是（） A. 化学组成 B. 顺反异构 C. 头-尾键接 D. 相对分子质量 9．下列有关高分子结构的叙述不正确的是（） A. 高分子是由很多结构单元组成 B.高分子链具有一定的旋转自由度 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 10．等规度是指高聚物中（） A．全同立构的百分数 B 间同立构的百分数 C 全同立构和间同立构的总的百分数 D 顺反异构的百分数 11．聚丙烯酸甲酯的T g为3℃，聚丙烯酸的T g为106℃,后者高是因为( ) A 侧基的长度短 B 存在氢键 C 德华力大 12. 高分子的下列性质中,随高分子的柔顺性增加的是( ) A 结晶能力 B Tg C Tm 13. 自由结合链的尺寸扩大10倍,则聚合度需扩大( ) A 10倍 B 100倍 C 50倍 14. 高分子旋转受阻程度越大,其均方末端距( ) A 越大 B 越小C为区域恒定值 15. 聚异丁烯分子链的柔顺性比PP( ) A 差B一样 C 好 16. 聚异戊二烯可能有( )种有规立构体 A.3 B.4 C.5 D.6 17. 聚乙烯的分子间作用力主要是( ) A 氢键 B 静电力 C 诱导力 D 色散力 18. 下列高聚物中分子间作用力较小的是( ) A 聚顺丁二烯B聚酰胺6 C 聚氯乙烯 19. 可用于描述无规PS的聚集态结构的模型是（） A 缨状微束模型 B 无规线团模型 C 插线板模型 20. 下列物理性能，随结晶度增加而增加的是（） A 透明性 B 密度 C 冲击强度 21. 下列条件中适于制备球晶的是（） A.稀溶液 B.熔体 C 高温高压 22. 一般来说，需要较高取向程度的是（） A 橡胶 B 纤维C塑料 23. 聚乙烯可以作为工程塑料使用，是因为（） A 高结晶性B聚能密度大C分子链刚性大 24. 下列结晶聚合物中熔点最高的是（） A 聚乙烯 B 聚丙烯 C 聚氯乙烯 D 聚四氟乙烯 25. 用显微镜观察球晶半径随时间的变化，从而求得的结晶速度参数是（） A t1/2 B Avrami公式中的速率常数K C结晶线生长率 26. 全同聚丙烯的分子链在晶体中所采取的构象是（） A 平面锯齿链B扭曲锯齿链 C 螺旋链 27 可用来描述高聚物等温结晶过程的方程是（） A WLF方程 B Arrhenius方程 C Avrami方程 28 高聚物的本体结晶通常发生在（） A 熔点以下的任何温度 B Tg以下的任何温度 C Tm与Tg之间 29 在高聚物结晶过程中拉伸，则会导致（） A 熔点升高 B 熔点下降 C 熔点不变 30 如果重复单元中的主链碳原子数相同，则聚氨酯、聚酰胺和聚脲的熔点大小顺序是（） A 聚氨酯<聚酰胺<聚脲 B 聚氨酯<聚脲<聚酰胺C聚酰胺<聚氨酯<聚脲 31 退火使结晶度（） A 增加 B 减小 C 不变 32 高分子晶体不会有的晶系是（） Ａ立方晶系Ｂ正方晶系Ｃ单斜晶系Ｄ三斜晶系Ｅ菱形晶系 33.下列聚合物的结构中属于二级结构的是（）。 A 构型B构象C支化D晶态结构 34.下列高分子链中柔性最小的是（）。 A聚苯醚B聚苯乙烯C聚苯撑D聚甲醛 三、判断 1.单键旋转能改变构型。（） 2.高分子链的柔性随相对分子质量的增大而减小。（） 3.聚乙烯的分子链简单，无取代基、结构规整、对称性好，因而柔性高，是橡胶。（） 4.分子在晶体中规整排列，所以只有全同和间同立构的高分子才能结晶，无规立构的高 分子不能结晶。（） 5.由于拉伸产生热量，因此导致结晶速率下降。（） 6.因为PE和PTFE的分子间作用力差不多，所以熔点也差不多。（） 7.柔性好和强的分子作用力都能提高聚合物的结晶能力。（） 8.高聚物的结晶温度越高，熔限越大。（） 9.无规线团是线性高分子在溶液和熔体中的主要形态。（） 10.主链杂原子使柔性减小。（） 11.由于强氢键的作用使尼龙易于结晶。（） 12.结晶性高聚物与结晶高聚物是相同的概念。（） 13.结晶一般使塑料变脆（冲击强度下降），但使橡胶的抗强度提高。（） 14.结晶形成时的温度越高，结晶熔点越高。（） 15.等规PMMA是不透明的。（） 16.聚三氟氯乙烯是非晶聚合物。（） 17.在日常生活中，尼龙袜子越穿越小与二次结晶有关。（） 18.PE与PTFE的聚能相差不多，所以两者的熔点相差很小。（） 19.不同聚合物分子链的均方末端距越短，表示分子链的柔顺性越好。（） 20.作为超音飞机座舱的材料---有机玻璃，必须经过双轴取向，改善力学性能。（） 21.因为聚氯乙烯和聚乙烯醇的分解温度低于黏流温度（或熔点），所以只能采用溶液纺丝法纺丝。 （） 22.理想的柔性链的运动单元为单键。（） 23.全同立构聚合物具有旋光性。（） 24.同一种结晶聚合物，在相同的结晶条件下，聚合物相对分子质量较小，分子运动容易，结晶 速度快。（） 25.因为聚氯乙烯的分子链柔顺性小于聚乙烯，所以聚氯乙烯塑料比聚乙烯塑料硬。（）26．反式聚丁二烯通过单键旋转可变为顺式聚丁二烯。（） 27．聚合物的性能只与化学结构有关，与构型无关。（） 28．天然橡胶在应力下结晶。（） 29.由于双键不能旋转，所以主链中含有双键的链是刚性链。（） 30．柔性好提高了链段向结晶部分扩散和排列的活动性能，从而有利于结晶。（） 31．结晶度提高，高聚物的耐热性能得到提高。（） 32．当球晶尺寸减小到一定尺度时，不仅提高了强度，而且提高了透明度。（） 33．添加成核剂增加成核尺寸。（） 34．退火用来增加结晶度，提高结晶完善程度和消除应力。（） 35．高分子结晶和晶体熔融不是热力学一级相变过程。（） 36. 由于单键的旋转，可将大分子的无规状链转成折叠链或旋转状链。（） 37. 只要聚合物的化学组成相同，它们的性能也必然相同。（） 38.聚四氟乙烯分子链在晶体中采取平面锯齿链构象。（） 39.高分子相对分子量越大，其结晶速度越快。（） 40.为获得既有强度又有弹性的黏胶丝，在纺丝过程中须经过牵伸工序。（） 41.实际高分子链可看作等效自由结合链。（） 42.聚合物的结晶和取向都是热力学的稳定体系，只是前者分子排列三维有序，后者是一维或二 维有序。（） 43.全同立构聚丙烯晶体中，聚丙烯分子采取螺旋链结构。（） 44.高分子等效自由结合链的链段长度是可定量表征高分子链柔性大小的参数。（） 45.同一结晶聚合物样品用不同方法测得的结晶度是相同的。（） 46.结晶聚酰胺的熔点随重复单元的碳原子增加而单调下降。（） 47.聚合物的结晶度的大小与测定方法无关，是一个不变的数值。（） 四、问答 1.简述聚合物的结构层次。以一级结构中任一结构为例说明结构与性能间的关系。 2.高密度聚乙烯，低密度聚乙烯和交联聚乙烯在分子链上的主要差别是什么？ 3.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？ 4.试从分子结构分析比较下列各组聚合物分子的柔顺性的大小： （1）聚乙烯，聚丙烯，聚丙烯腈； （2）聚氯乙烯，1，4-聚2-氯丁二烯，1，4-聚丁二烯； （3）聚苯，聚苯醚，聚环氧戊烷； （4）聚氯乙烯，聚偏二氯乙烯。 5.请排出下列高聚物分子间的作用力的顺序，并指出理由： （1）顺1，4-聚丁二烯，聚氯乙烯，聚丙烯腈； （2）聚乙烯，聚苯乙烯，聚对苯二甲酸乙二酯，尼龙66。 6.将下列三组聚合物的结晶难易程度排列成序： (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）尼龙66，尼龙1010。 7.为什么高聚物只有固态和液态而没有气态？ 8.为什么只有柔性高分子链才能作橡胶？ 9. 聚丙烯是否可以通过单键的旋转由全同立构变成间同立构，为什么？ 10.为什么等规立构聚苯乙烯分子链在晶体中呈31构象，而间同立构聚氯乙烯分子链在晶体中呈 现平面锯齿型构象。 11.说明化学结构，相对分子质量和温度对聚合物分子链的柔顺性的影响？ 12.简述高分子结晶的特点。高聚物结晶的充要条件是什么？为什么结晶时存在着最大结晶温度 区？ 13.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。” 14. 为什么乙烯、丙烯的均聚物在室温下都可用作塑料，而无规共聚可以用作乙丙橡胶？ 15. 列出下列聚合物的熔点顺序，并用热力学观点及关系式说明其理由。聚对苯二甲酸乙二酯、 聚丙烯、聚乙烯、顺1,4聚丁二烯、聚四氟乙烯。 16. 由什么事实可证明结晶高聚物中有非晶态结构。 17. 指出高聚物结晶形态的主要类型，并简要叙述其形成条件。 18. 解释为什么PE和聚四氟乙烯的聚能相差不多，而熔点相差很大。PET和尼龙66的聚能相 差很大，而熔点却基本相同。 19. 解释下列实验：将一个砝码系于聚乙烯醇纤维的一端，把砝码和部分纤维浸入盛有沸水的烧 杯中．如果砝码悬浮在水中，则体系是稳定的；如果砝码挨着烧杯底部，则纤维被溶解了． 20．为什么用聚对苯二甲酸乙二酯制备的矿泉水瓶子是透明的？为什么IPMMA又不是透明的？ 21．试分析聚三氟氯乙烯是否是结晶性聚合物。要制成透明薄板制品，那么在成型过程中要选择什么条件？ 22．（1）将熔融态的聚乙烯（PE），聚对苯二甲酸乙二酯（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Tg下进行拉伸，发现试样外观由透明变为浑浊，试从热力学的观点来解释这一现象。 23.列出下列聚合物熔点顺序，并说明理由： 聚乙烯，聚丙烯，1－聚丁烯，1－聚戊烯，1－聚庚烯。 24.高聚物的取向态是否是热力学的稳定状态？ 五、计算 1.假定聚乙烯的聚合度为2000，键角为109.5°，求伸直链的长度L max 与自由旋转链的根均方末端距之比值。并由分子运动观点解释某些高分子材料在外力作用下可以产生很大变形的原因。 2. （1）计算相对分子质量为280 000的线形聚乙烯分子的自由旋转链的均方末端距。键长0.154nm ，键角为109.5°； （2） 用光散射法测得在θ溶剂中上述样品的链均方根末端为56.7nm ，计算刚性比值σ （3） 由自由旋转链的均方末端距求均方旋转半径。 3.已知聚次甲基的聚合度为104，链的刚性因子σ＝6.5，试计算：聚次甲基链在孤立无扰状态时的理论最大拉伸比 λmax 为多大? 4. 已知PE 的结晶密度为1000KgM -3，无定形PE 的密度为865KgM -3，计算密度为970KgM -3的 线形PE 和密度为917KgM -3的支化PE 的W c f .并解释为什么两者的结晶度相差这么大? 5. 假定聚丙烯于30℃的甲苯溶液中，测得无扰尺寸( ) nm M h 42 120 10835/-?=，而刚性因子 () 76.1/2 1 220==fr h h σ，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。 6．由文献查得涤纶树脂的密度ρC=1.5×103Kg·m-3 和ρa=1.335×103Kg·m-3，聚能△E=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，试由以上数据计算涤纶树脂试样的结晶度f c V、f c W和聚能密度。 第二部分溶液与分子量测定 一、名词解释： 溶胀、溶解、溶度参数、θ温度、θ溶剂、Huggins参数、排斥体积、溶胀平衡、平衡溶胀比、第二维利系数、多分散系数、特性黏数 二、选择： 1.在常温下，下列聚合物溶解最困难的是（）。 A非晶态非极性聚合物B非晶态极性聚合物 C晶态非极性聚合物D晶态极性聚合物 2.高分子与溶剂混合的实际过程中，体系的体积变化为（）。 A Vm>0 B △Vm<0 C △Vm=0 D 不确定 3.逐步沉淀法分级，最先得到的聚合物级分的相对分子质量（）。 A最大B最小C居中D不确定 4.非极性聚合物溶解在非极性溶剂中，混合热△Hm为（）。 A △Hm>0 B △Hm<0 C △Hm=0 D不确定 5.下列实验方法可测量聚合物溶度参数的是（）。 A.DSC法 B.膨胀计法 C.密度法 D.稀溶液黏度法 6.极性聚合物溶解在极性溶剂中，混合热△Hm为（）。 A. △Hm>0 B. △Hm<0 C. △Vm=0 D.不确定 7.在θ状态下，高分子溶液的Huggins参数χ1为（）。 Aχ1>0 Bχ1<0 C χ1=0 Dχ1=1/2 8.在良溶剂中，高分子溶液的第二维利系数A2为（）。 A A2>0 B A2 <0 C A2=0 D A2=1/2 9.在良溶剂中，高分子链的扩因子α为（）。 A α>1 Bα<1 Cα=1 D 1>α>0 10.某聚合物下列平均相对分子质量数值最小的是（）。 A z均相对分子质量B黏均相对分子质量 C重均相对分子质量D数均相对分子质量 11.普通高分子的特性黏数随溶液浓度的增大而（）。 A增大B不变C降低D不确定 12.高分子的特性黏数随相对分子质量越大而（）。 A增大B不变C降低D不确定 13.下列聚合物分级方法中效率最高的是（）。 A柱上溶解法B 逐步沉淀法C梯度淋洗法 14.聚合物的相对分子质量越大，其临界共熔温度Tc（）。 A越大B没影响C越小D不确定 15.梯度淋洗法分级，最先得到的聚合物级分的相对分子质量（）。 A最大B最小C居中D不确定 16.下列情况下，交联聚合物在溶剂中的平衡溶胀比最大的是（） A高度交联聚合物B中度交联聚合物C轻度交联聚合物D不确定 17.高分子溶解在良性溶剂中，此时（）。 A T>θ, χ1>1/2 B T<θ, χ1>1/2 C T>θ, χ1<1/2 D T<θ, χ1<1/2 18.下列方法中，测得同一高分子样品的平均相对分子质量最大的是（）。 A端基分析法B稀溶液黏度法C光散射法D膜渗透压法 19.聚合物相对分子质量愈大，其凝胶渗透色谱的淋出体积（） A越大B越小C不变D不确定 20.下列相同相对分子质量的聚合物试样，在相同条件下用稀溶液黏度法测得的特性黏数最大的是（） A高支化度聚合物B中支化度聚合物C低支化度聚合物D线型聚合物 21.GPC测定相对分子质量分布时，从色谱柱最先分离出来的是（） A相对分子质量最大的B相对分子质量最小C居中D不确定 三、判断 1.高分子的溶液的性质随浓度的不同而不同。（） 2.交联聚合物的交联度越大，其溶胀度越大。（） 3.高分子θ溶液是理想溶液。（） 4.高分子稀溶液中，高分子的外排斥体积总是大于零。( ) 5.膜渗透压法是利用稀溶液的依数性测定溶质相对分子质量的方法。( ) 6.增塑聚合物属于高分子浓溶夜畴。( ) 7.交联聚合物只能溶胀，不能溶解。( ) 8.聚合物与溶剂的溶度参数愈接近，愈能溶解。( ) 9.聚合物的相对分子质量愈大，其溶解度愈大。（） 10.聚合物与溶剂的溶度参数愈接近，其在溶液中愈伸展，流体力学体积愈大。( ) 11.若聚合物与溶剂间能生成氢键，则有利于聚合物的溶解。( ) 12.高分子稀溶液不是热力学稳定体系。（） 13.高分子溶液在θ状态下，溶剂过量化学位等于零。( ) 14.高分子稀液在θ状态下，高分子的排斥体积等于零。( ) 15.高分子溶液的温度愈高，溶剂化作用愈强，高分子链愈伸展。( ) 16.高分子在良溶剂稀溶液中的扩因子α，排斥体积u，Huggins参数χ1和第二维利系数A2等， 只与高分子的相对分子质量，溶剂与溶质的性质以及溶液的温度有关。（） 17.聚丙烯腈即可以用熔融纺丝又可以用溶液纺丝。（） 18.所有共混聚合物都达不到分子水平的互溶。（） 19.溶剂选择合适，PP在常温下也可以溶解。（） 20.端基分析法利用稀溶液依数性测定溶质相对分子质量的方法。（） 21.沸点升高和冰点降低法是利用稀溶液依数性测定溶质相对分子质量的方法。( ) 22.膜渗透法可以测定高分子溶液的θ温度。( ) 23.MH方程中的常数K和α与聚合物，溶剂，温度有关。( ) 24.用稀释法测定高分子在溶液中的特性黏数，用奥氏黏度计比乌氏黏度计更方便。（） 25.聚合物是很多同系物的混合物。( ) 26.高分子的相对分子质量越大，其临界共溶温度Tc愈高。( ) 27.高分子液晶溶液具有高浓度，低黏度的性质。（） 28.θ温度下，高分子溶液为理想溶液。（） 29.θ温度没有相对分子质量的依赖性，而临界共熔温度ＴＣ有相对分子质量的依赖性。（） 30.对于非极性高聚物，溶剂的溶度参数δ1与高聚物δ2的越接近，溶剂越优良。（） 31.任何结晶高聚物不用加热，都可溶解于其良溶剂中。( ) 32.高分子溶液的特性黏数随溶液浓度的增加而增大。( ) 33.聚乙烯醇溶于水中，纤维素与聚乙烯醇的极性结构相似，所以纤维素也能溶于水。( ) 34.高分子溶液的混和熵大于理想溶液的混合熵。（） 35.高分子溶液在极稀的条件下是理想溶液。( ) 四、问答： 1.什么是溶度参数δ? 聚合物的δ怎样测定? 根据热力学原理解释非极性聚合物为什么能够溶解在其δ相近的溶剂中? 2.试讨论高分子溶液在高于、等于、低于 温度时，其热力学性质各如何?高分子在溶液中的尺寸形态又如何? 3.试讨论聚合物的θ温度及其实验测定方法。 4.什么叫高分子θ溶液？它与理想溶液有和本质区别？ 5.Huggins参数χ1的物理意义如何？在一定温度下χ1值与溶剂性质的关系如何？在一定溶剂中χ1值与混合热及温度的关系如何？ 6.Huggins参数χ1的物理意义是什么？当聚合物和温度选定后，χ1值与溶剂性质有什么关系？当聚合物和溶剂选定以后，χ1值与温度有什么关系？分子尺寸与温度又有什么关系？ 7试述高聚物的相对分子质量和相对分子质量分布对物理机械性能及加工成型的影响. 8.与小分子化合物相比，高聚物的溶解过程有何特点？晶态，非晶态，和交联聚合物的溶解行为有何不同？ 9.聚合物溶剂选择原则是什么？ 10.简述溶胀法测定聚合物的溶度参数的原理和方法。 11.Flory－Huggins高分子溶液理论，有下式成立△μ1=RT[㏑（1－?2）+（1－1/x）?2+χ1 ?22 ] （1）说明式中的物理符号意义；（2）定量说明χ1对高分子在溶剂中溶解性能的影响； （3）举例说明获得χ1的实验方法。 12.试举出可判定聚合物的溶解性好坏的三种热力学参数，并讨论当它们分别为何值时，溶剂是 良溶剂，θ溶剂，劣溶剂。 13.M-H方程中的常数K和α与哪些因素有关？如何确定K和α？ 14.什么是极性相近原则，溶剂化原则和溶度参数相近原则？这三种原则有何区别和联系？ 15. 二氯乙烷δ1=19.8，环己酮δ1=20.2，聚氯乙烯δ2=19.20。显然，二氯乙烷δ1要比环己酮δ1更接近聚氯乙烯δ2，但实际上前者对聚氯乙烯的溶解性能并不好，而后者则是聚氯乙烯的良溶剂，为什么？ 16.解释下列现象：（1）丁腈橡胶的耐油性好（指非极性的机油）；（2）球鞋长期与机油接触会越来越大；（3）尼龙袜溅上一滴40%硫酸会出现孔洞；（4）聚乙烯醇溶于热水。 17.为什么聚四氟乙烯难以找到合适的溶剂溶解？ 18.在θ溶剂分子链处于无扰状态，如何理解？ 19.简述高分子稀溶液理论中的排斥体积效应。 20.简述凝胶渗透色谱的体积排除机理。 五、计算： 1.假定某聚合物试样中含有三个组分，其相对分子质量分别为1万、2万和3万，今测得该试样的数均相对分子质量为2万、重均相对分子质量为 2.3万，试计算此试样中各组分的摩尔分数和质量分数。 2.一个聚合物样品由相对分子质量为10000、30000和100000三个单分散组份组成，计算下述混合物的W M 和n M 。 (1) 每个组份的分子数相等； (2)每个组份的重量相等。 3.在25℃的θ溶剂中，测得浓度为7.36×10-3g/mL 的聚氯乙烯溶液的渗透压为0.248g/cm 2，求此试样的相对分子质量和第二维里系数A 2，并指出所得相对分子质量是怎样的平均值。 4. 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相对分子质量c M 。所用溶剂为苯，温度为25℃，干胶重0.1273g ，溶胀体重2.116g ，干胶密度为0.941g/mL ，苯的密度为0.8685g/mL ，398.01=χ。 5. 从渗透压数据得聚异丁烯(=n M 2.5×105)环己烷溶液的第二维里系数为 6.31×10-4．试计算浓度为1.0×10-5g ／L 的溶液之渗透压(25℃)． 6. 将分子量分别为105和104的同种聚合物的两个级分混合时，试求： （1）10g 分子量为104的级分与1g 分子量为105的级分相混合时，计算n M 、w M 、z M ； （2）10g 分子量为105的级分与1g 分子量为104的级分相混合时，计算n M 、w M 、z M ； （3）比较上述两种计算结果，可得出什么结论？ 7. 已知某聚合物的特性粘度与分子量符合5 .003.0M =η式，并有4 110=M 和5 210=M 两单分 散级分。现将两种级分混合，欲分别获得000,55=n M 和000,55=w M 及000,55=ηM 的三种试样。试求每种试样中两个级分的重量分数应取多少？ 第三部分 分子运动与热性能 一、名词解释： 玻璃化转变温度、.黏流温度、.松弛过程、松弛时间、次级转变、耐热性、.热稳定性。 二、选择： 1.结晶高聚物在玻璃化温度以上时，（ ） A 整个大分子链和链段都能运动 B. 所有链段都能运动 C.只有非晶区中的链段能运动 2.在玻璃化温度以下，随着温度的降低，高聚物的自由体积将（ ）。 A 保持不变 B 上升 C 下降 D 先上升后保持不变 3.处于高弹态的下的高聚物，下列哪些单元不能运动（ ）。 A 整个分子 B 链段 C 链节 D 支链 4.处于玻璃态的高聚物，下列哪些单元可以运动（ ）。 A 整个分子 B 链段 C 链节 D 支链和链段 5.下列三种高聚物中，玻璃化温度最低的是（ ）。 A 聚乙烯 B 聚甲醛 C 聚二甲基硅氧烷 6.无规共聚物的玻璃化温度通常( )。 A 介于两相应均聚物之间 B 比相应的均聚物都高 C 比相应的均聚物都低 7.在共轭二烯烃中,反式异构体的玻璃化温度比顺式( )。 A 高 B 低 C 无差别 8.按照自由体积理论,在玻璃态时,高聚物的自由体积分数为( )。 A 0.025﹪ B 0.25﹪ C 2.5﹪ 9.增加分子极性,聚合物的玻璃化温度将( )。 A升高B下降C保持不变 10.下列聚合物中玻璃化温度最高的是（）。 A聚甲基丙烯甲酯B聚甲基丙烯乙酯C聚甲基丙烯丙酯D聚甲基丙烯丁酯 11.PS中苯基的摇摆不属于（）。 A.次级松弛 B.Tβ转变 C.Tα转变 三、判断： 1.根据自由体积理论,聚合物的自由体积随着温度的降低而减少.( ) 2.玻璃化转变所对应的分子运动是整个高分子链的运动。（） 3.升温或降温速率越快，测得聚合物玻璃化温度Tg越高。（） 4.玻璃化温度随相对分子质量的增大而不断升高。（） 5.线型的结晶高聚物，处于玻璃化温度以上时，链段就能运动，处于熔点以上时，链段和整个分子链都能运动。（） 6.两种聚合物共混后，共混物形态呈海岛结构，这时共混物只有一个Ｔg。（） 7.聚合物的Tg的大小与测定方法无关，是一个不变的数值。（） 8.分子中含有双鍵的聚合物，Tg较高。（） 9.作为塑料，其使用温度都在玻璃化温度以下，作为轮胎用的橡胶，其使用温度都在玻璃化温度以上。（） 10.晶态聚合物处于Tg以上时，链段就能运动，处于Tf以上时，整个分子链也能运动。（） 11.高分子链的相同侧基的数目越多，玻璃化转变温度越高，因此聚偏二氯乙烯的玻璃化转变温度高于聚氯乙烯的玻璃化转变温度。（） 四、问答： 1.简术聚合物的分子运动特点. 2.试用自由体积理论解释聚合物的玻璃化转变. 3.试从分子运动的观点说明非晶聚合物的三种力学状态和二种转变，并说明Tg在选择材料上的应用。 4.试解释下列各组聚合物玻璃化温度差异的原因： （1）聚乙烯（约150K）和聚丙烯（约250K）； （2）聚氯乙烯（354K）和聚偏二氯乙烯（249K） （3）聚丙烯酸甲酯（约280K）和聚丙烯酸乙酯（249K） （4）顺式1，4-聚丁二烯（165K）和1，2-聚丁二烯（265K） 5.（1）解释下列聚合物g T 温度高低次序的原因： Si O CH 3CH 3 ，CH 2 C CH 3CH 3 ，CH 2 C Cl Cl ， CH 2O C T g ο120:- C T g ο70:- C T g ο17:- C T g ο50:- （2） 预计下列聚合物g T 温度高低的次序： CH 2 CH CH 3 ，CH 2 CH Cl ， CH 2 CH ，CH 2 CH CN ， C CH 3 CH 3 O O C O ， O CH 3 CH 3 ， 6.试讨论非晶、结晶、交联和增塑高聚物的温度形变曲线的各种情况（考虑相对分子质量、结晶度、交联度和增塑剂含量不同的各种情况）。 7. 下图为三组热机械曲线，是由不同结构和相对分子质量的同一聚合物，但恒定外力作用下得到的．试讨论这三组曲线各属什么结构? 同一组中各曲线所代表样品的相对分子质量大小顺序如何? 高聚物的温度-形变曲线图 T ε 8. 在热机械曲线上，为什么PMMA 的高弹区围比PS 的大? (已知PMMA 的=g T 378K ， =f T 433-473K ；PS 的=g T 373K ，=f T 383-423K) 9. 假如从实验得到如下一些高聚物的热－机械曲线，如下列图，试问它们各主要适合作什么材料（如塑料、橡胶、纤维等）？为什么？ 图 高聚物的温度-形变曲线 10. 怎样解释：聚合物T g 开始时随相对分子质量增大而升高，当相对分子质量达到一定值之后，T g 变为与相对分子质量无关的常数； 11.从化学结构角度讨论以下各对聚合物为什么存在g T 的差别． CH 2 CH 2 (1) (150K) 和 CH 2 CH 3 (250K) (2) CH 2 CH C O 3 (283K) 和 CH 2 CH O C O 3 (350K)(3) CH 2 CH 2O (232K) 和 CH 2 CH (358K) (4) CH 2 CH C 2H 5 O (249K) 和 CH 2 CH 2 CH CH 3 C OCH 3 O (378K) T ε 20 60 100 140 180 A T ε -60 0 40 B 20 210 T ε C 80 100 T ε D 12. 从结构出发排列出下列各组高聚物T g顺序并简要说明理由。 （1） （2） （3） （4） 13.解释为什么高速行驶中的汽车胎易爆破. 第四部分熔体流变性 一、名词解释： 牛顿流体、非牛顿流体、假塑性流体、熔融指数、剪切黏度、零切黏度、切力变稀 二、选择： 1.聚合物熔体下列现象中不属于弹性现象的是（）。 A挤出物胀大现象B爬杆现象C不稳定流动现象D剪切现象 2.对于假塑性流体，随着剪切速率的增加，其表观黏度（） A先增后降B增加C减少D不变化 3.下列材料哪种更易从模头挤出（） A 假塑性液体 B.胀塑性流体 C.牛顿流体 4.在设计制造外径为5cm管材的模头时，应选择哪种径的模头（） A. 小于5cm B.5cm C.大于5cm 5.聚合物熔体的爬杆效应是因为（） A. 普弹形变 B.高弹形变 C.黏流 6.剪切黏度随剪切速率的增大而减小的流体属于（）。 A假塑性流体B胀塑性流体C牛顿流体 7.大多数聚合物熔体都属于（）。 A 牛顿流体 B 假塑性非牛顿流体C胀塑性非牛顿流体 D 宾汉流体 8.聚合物的分子链越柔顺，其黏流活化能越（）。 A高B低C不确定 9.当高聚物的相对分子质量足够大时，高聚物的黏流活化能随相对分子质量增大而（）。 A 增大B保持不变C减小D先增大后减小 10.在聚合物的黏流温度以下，描述高聚物的表观黏度与温度之间关系的方程式是（）。 A Arrhenius方程 B WLF 方程 C Avrami方程 11.熔融指数的单位是( ). A克B泊C秒 12.下列因素中,引起聚合物爬杆效应的是( ). A弹性行为B黏性行为C温度效应 13.高聚物的流动模式是( ). A分子链的整体迁移B链段的跃迁C端基的运动 14.降低柔性聚合物的熔体粘度的有效措施是（） A 升高温度 B 降低温度 C 提高螺杆转速 D 降低螺杆转速 三、判断： 1.熔融指数是聚合物熔体粘度的另一种表示方法,单位也是泊。( ) 2.聚合物的流动与小分子在本质上是相同的,即通过分子的整体跃迁而实现。( ) 3.聚合物黏流温度的定义虽然明确,但聚合物往往没有一个明确的黏流温度。( ) 4.高分子的流动伴有高弹形变,这部分形变是可以回复的。( ) 5.聚合物的黏流活化能越大，则其熔体黏度越高。( ) 6.聚合物的黏流活化能随相对分子质量的增大而增大。（） 7.用WLF方程描述聚合物熔体的黏度与温度的关系。（） 8.刚性高分子的表现黏度随剪切速率增加而明显下降。（） 四、问答： 1.熔融指数与相对分子质量有什么关系，简述之。 2.为什么高聚物的流动活化能与相对分子质量无关？ 3.解释下图中几种高聚物的熔融黏度与剪切力及温度关联曲线． 图中：1．PC(聚碳酸酯)； 2．PE ； 3，PMMA 高聚物的熔融黏度与剪切力及温度关系 4.什么是牛顿流体？绝大多数高聚物的熔体与浓溶液在什么条件下是牛顿流体，什么条件下不是牛顿流体，为什么会有此特点？高聚物熔体在外力作用下除流动外，还有何特性？哪些因素使这一特征更明显？ 五、计算： 1.已知PE 和PMMA 流动活化能ηE ?分别为41.8kJ . mol -1和19 2.3 kJ . mol -1，PE 在473K 时的粘度s Pa ?=91)473(η；而PMMA 在513K 时的粘度s Pa ?=200)513(η。试求： （1）PE 在483K 和463K 时的粘度，PMMA 在523K 和503K 时的粘度； （2）说明链结构对聚合物粘度的影响； （3）说明温度对不同结构聚合物粘度的影响。 2. 已知增塑PVC 的T g 为338K ，T f 为418K ，流动活化能1 31.8-?=?mol kJ E η，433K 时的粘度为5Pa . s 。求此增塑PVC 在338K 和473K 时的粘度各为多大？ 第五部分 力学性质 一、名词解释： 高弹性、弹性模量、泊松比、应力、应变、熵弹性、蠕变、应力松弛、时温等效原理、滞后、力学耗（力学损耗）、粘弹性、力学松弛、拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度、银纹、屈服、脆性断裂、韧性断裂、应力集中、剪切带、强迫高弹形变、强迫高弹性、松弛时间、松弛过程。 二、选择： 1.式模量的单位是（） A N B N/m2C比例常数，没单位 2.下列力学性能，不能通过拉伸实验得到的是（） A断裂强度B断裂伸长率C式模量D冲击强度 3.高分子材料的脆性断裂是指（） A屈服前的断裂B断裂伸长率小于100% C拉伸强度小于某一值 4.高聚物发生强迫高弹形变的温度围是（） A断裂应力小于屈服应力B断裂应力大于屈服应力C断裂应力等于屈服应力 5.非晶态高聚物发生强迫高弹形变的温度围是（） A T g～T f之间 B T b～T f之间 C T b～T g之间 6.在银纹体，分子链的取向方向与外力（） A一致B垂直C不确定 D 45° 7.聚合物的相对分子质量增加，则冲击强度（） A增大B减小C不变 8.分子链的支化度增加，拉伸强度一般（） A增大B减小C不变 9.韧性聚合物在拉伸过程中产生的剪切带（） A与外力方向平行B与外力方向垂直C大体上与外力成45°夹角 10.下列聚合物力学状态中模量最大的是（）。 A黏流态B高弹态C玻璃态 11.聚碳酸酯的应力－应变曲线属于以下哪一类（） A硬而脆B软而韧C硬而韧 12.应力的单位是（） A N B N/m2C比例常数，没单位 13.冲击强度的单位不可能是（） A. J/m2 B. N/m2 C.kg·cm/cm2 D.J/m 14.关于银纹的描述正确的有（） A银纹就是裂缝 B.银纹会产生应力集中 C.银纹一旦产生，则不可恢复 D.银纹一定引起破坏 15.聚合物的强迫高弹形变的分子机理是（） A.链段的运动 B.键角的改变 C.键长的改变 D.分子间的滑移 课后作业答案： 第一章 2、 W 1=250/(250+280+300+350+400+450+500+600)=250/3130=0.0799 W 2=0.0895 W 3=0.0958 W 4=0.1118 W5=0.1278 W6=0.1438 W7=0.1597 W8=0.1917 111 3910.07990.08950.09580.11180.12780.14380.15970.19170.002556 250280300350400450500600n i i M w M = ===+++++++∑424w i i M w M ==∑； 2 2 (1)12903w n n n M M M σ=-=； 22 (1)15173w w V M d =-= 4、粘度法测定分子量，得到的数据为不同浓度的溶液流经乌氏粘度计的两到标志线所需的时间。粘度一方面与聚合物的分子量有关，另一方面也与聚合物分子的结构、形态和在溶剂中的扩张程度有关。因此，粘度法测得的分子量为相对分子量。 渗透压法测定分子量，得到的数据为不同浓度的溶液对应的平衡渗透压，与溶液中溶剂和溶质的摩尔分数有关，因此测得的是数均分子量。 光散射法测定分子量，是将固定波长的光线通过不同浓度的溶液，而散射光的强度是由各种大小不同的分子所贡献的。因此测得的分子量为重均分子量。 5、如知道分子量的数量微分分布函数N （m ）和质量微分分布函数W(m),则可通过下式求出n M 和w M . 01 ()()n M N m MdM W N dM M ∞ ∞= = ? ? ()w M W m MdM ∞ = ? 6、 2i i i i i i w i i i i i i i i n M W M M W M n M W = ==∑∑∑∑∑ 1 i i i i i n i i i i i i i i n M W M W W n M M = = = ∑∑∑∑∑ 1/( )i i i M W M αα η=∑ ； 以为α值在-1到1之间，因此n w M M M η≤≤ 7、今有一混合物，有1克聚合物A 和2 克同样类型的聚合物B 组成，A 的分 子量M A = 1×105 g ．mol -1; B 的分子量M B = 2×105 g ．mol -1。计算该混合物的 判断题 1 结晶性聚合物不一定总就是形成结晶聚合物(√) 交联前的线性聚合物就是结晶性聚合物,交联度不太大时,有结晶能力,但随交联度增大,结晶能力减小;当交联度太大时,丧失结晶能力 需要结晶条件 5、不能通过改变高分子的构象提高高分子的等规度。(√) 高分子的等规度就是由分子的化学结构决定的,要改变改变高分子的等规度必须改变高分子的构型。 06年判断题: 1、双酚A型聚碳酸酯就是结晶性聚合物,所以一定形成结晶聚合物(×) 原因:交联前的双酚A型聚碳酸酯聚合物就是结晶性聚合物,交联度不太大时,有结晶能力,但随交联度增大,结晶能力减小;当交联度太大时,丧失结晶能力 需要结晶条件 8、尼龙1010,尼龙66,尼龙610这三种尼龙熔点最高的就是尼龙66(√) 氢键密度 1影响高分子柔顺性的因素有哪些？聚乙烯单个分子的柔顺性很好,为什么高聚物不能作为橡胶使用而作塑料用？ 答: (1) 影响高分子的柔顺性有那些因素: ○1高分子主链结构中键长越长,键角越大或含有孤立双键,单键内旋转 越容易,高分子的共轭双键,芳杂环,典型刚性键,高分子的柔顺性较差(体积) ○2侧基的极性越大,柔顺性越差,若含有氢键时,柔顺性更差,侧基的刚性越大,柔顺性越差,但沿主链刚性侧基密度增大,柔顺性更差(体积) ○3分子量越大分子链的柔顺性越好 ○4高分子发生交联,交联度不大时,对柔顺性影响不大,交联度太大时,分子链失去柔顺性 ○5高分子的聚集态结构决定高分子的柔顺性能否表现出来 ○6温度越高,外力越大,分子链的柔顺性越好;外力作用速度越大,分子链的柔顺性越难表现出来,加入溶剂,分子链的柔顺性较好,但还与外界条件有关 (2)对称,柔性越大,分子结构越规整,但同时结晶能力越强,高分子一旦结晶,链的柔顺性就表现不出来,聚合物呈现刚性,聚乙烯的分子链就是柔顺的,但由于结构规整,很容易结晶,失去弹性,所以聚乙烯聚合物能够作塑料用不能作橡胶用。 2、作出下列高聚物的温度—形变曲线,标出各特征温度,并简要说明。 (1)自由基聚合 的聚苯乙烯:试样B的分子量适中,试样A的分子量较小。 (2)聚乙烯:试样A的分子量适中,试样B的分子量很大。 PS为非晶高聚物,分子量小的高弹平台很短或没有高弹态。PE 为结晶高聚物,分子量小的没有Tf,分子量大的有 3、分子结构,分子量与外力作用时间如何影响高聚物的粘流温度? 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； 高分子物理何曼君版课后思考题答案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN 第二章 1、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?说明理由。不能。全同立构和间同立构是两种不同的立体构型。构型是分子中由化学键解：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。构象是围绕单键内旋转所引起的排列变化，改变构象只需克服单键内旋转位垒即可实现。 2、末端距是高分子链的一端到另一端达到的直线距离， 解：因为柔性的高分子链在不断的热运动，它的形态是瞬息万变的，所以只能用它们的平均值来表示，又因为末端距和高分子链的质心到第i个链单元的距离是矢量。它们是矢量，其平均值趋近于零。因此，要取均方末端距和均方回转半径；轮廓长度是高分子链的伸直长度，高分子链有柔顺性，不是刚性链，因此，用轮廓长度描述高分子尺度不能体现其蜷曲的特点。 5、解：无论是均方末端距还是均方回转半径，都只是平均量，获得的只是高分子链的平均尺寸信息。要确切知道高分子的具体形态尺寸，从原则上来说，只知道一个均值往往是不够的。最好的办法是知道末端距的分布函数，也就是处在不同末端距时所对应的高分子构象实现概率大小或构象数比例，这样任何与链尺寸有关的平均物理量和链的具体形状都可由这个分布函数求出。所以需要推导高斯链的构象统计理论。 第三章 1、高分子与溶剂分子的尺寸相差悬殊，两者的分子运动速度差别很大，溶剂分子能较快渗入聚合物，而高分子向溶剂的扩散缓慢。 （1）聚合物的溶解过程要经过两个阶段，先是溶剂分子渗入聚合物内部，使聚合物体积膨胀，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。对于交联的聚合物，在与溶剂接触时也会发生溶胀，但因有交联的化学键束缚，不能再进一步使交联的分子拆散，只能停留在溶胀阶段，不会溶解。 （2）溶解度与聚合物分子量有关，分子量越大，溶解度越大。对交联聚合物来说，交联度大的溶胀度小，交联度小的溶胀度大。 （3）非晶态聚合物的分子堆砌比较松散，分子间的相互作用较弱，因此溶剂分子比较容易渗入聚合物内部使之溶胀和溶解。晶态聚合物由于分子排列规整，堆砌紧密，分子间相互作用力很强，以致溶剂分子渗入聚合物内部非常困难，因此晶态化合物的溶解比非晶态聚合物要困难得多。 1 黏弹性现象 1.1 黏弹性与松弛 ①什么是聚合物的力学松弛现象？什么是松弛（弛豫）时间？ 聚合物的力学性质随时间变化的现象称为力学松弛现象。在一定的外力和温度下，聚合物受外力场作用的瞬间开始，经过一系列非平衡态（中间状态）而过渡到与外力性质相适应的平衡态（终态）所需要的时间称为松弛时间，这个时间通常不是很短。 ②有什么物理量表示松弛过程的快慢？聚合物为什么具有松弛时间谱？ 用松弛时间τ。聚合物是有多重结构单元组成的，其运动是相当复杂的。它的力学松弛过程不止一个松弛时间，而是一个分布很宽的连续的谱，称为松弛时间谱。 ③什么是黏弹性？ 聚合物的形变的发展具有时间依赖性，这种性质介于理想弹性体和理想黏性体之间，称为黏弹性。黏弹性是一种力学松弛行为。 ④（1）分别列举两例说明聚合物弹性中伴有黏性（称为黏弹性）和黏性中伴有高弹性（称为弹黏性）的现象。（2）分别说明橡胶弹性中带黏性和聚合物中黏性熔体中带弹性的原因。（3）成型加工中如何降低橡胶的黏性和聚合物熔体的弹性？ （1）橡胶的应力松弛和拉伸断裂后有永久变形都是黏弹性。挤出物长大效应和爬杆效应是弹黏性。 （2）橡胶分子链构象改变时需要克服摩擦力，所以带有黏性。聚合物分子链质心的迁移是通过链段的分段运动实现的，链段的运动会带来构象的变化，所以高分子带有弹性。 （3）降低橡胶黏性方法是适度交联。在成型加工中减少成型制品中的弹性成分的办法是：提高熔体温度，降低挤出速率，增加口模长径比，降低相对分子质量，特别是要减少相对分子质量分布中高相对分子质量尾端。 ⑤用松弛原理解释非晶态聚合物的力学三态行为。 聚合物在低温或快速形变时表现为弹性，松弛时间短，形变瞬时达到瞬时恢复，此时处于玻璃态。 聚合物在高温或缓慢形变时表现为黏性，松弛时间很长，形变随时间线性发展，此时处于黏流态。 聚合物在中等温度或中等速度形变时表现为黏弹性，松弛时间不长不短，形变跟得上外力，又不完全跟得上，此时处于橡胶态。 ⑥为什么说作用力的时间与松弛时间相当时，松弛现象才能被明显地观察到？ 当作用力的时间比松弛时间短得多时，运动单元根本来不及运动，因此聚合物对外力作用的响应可能观察不到。当作用力的时间比松弛时间长得多时，运动单元来得及运动，也无所谓松弛。只有当作用力的时间与链段运动的松弛时间同数量级时，运动单元可以运动，又不能完全跟得上，分子链通过连段运动逐渐伸展，形变量比普弹性大得多，松弛现象才能被明显地观察到。 ⑦在纤维成型过程中，通过什么条件控制松弛时间，使结构稳定？ 热定型，即在低于熔点的较高温度下短时间处理，使部分链段解取向，从而控制松弛时间。 *应用【14-8,14-9。11】，松弛时间τ=η/E ，RT E /-0e 1 ?==ντν（v 为松弛过程的频率） *熔融的聚合物黏流体有高弹效应，如挤出物胀大效应、爬杆效应和熔体破裂效应；高弹性硫化橡胶有蠕变、应力松弛的黏弹性；硬固的塑料没有黏弹性。 1.2 静态黏弹性 ①蠕变和应力松弛这两种静态黏弹现象与形变-温度曲线、应力-应变曲线有什么关系？ 按外力σ、形变ε、温度T 和时间t 四个参变量关系不同，可以归纳为四种力学行为，它们是固定两 《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》课程习题思考题 （王经武执笔，第六次修订） 第一章高分子链的结构（Ⅰ） 一．解释名词、概念 1．高分子的构型2.全同立构高分子3.间同立构高分子4.等规度5.平均（数均）序列长度 6.高分子的构象7.高分子的柔顺性8.链段9.静态柔顺性10.动态柔顺性11.H pq 二．线型聚异戊二烯可能有哪些构型? 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？ 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。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？ 七．天然橡胶和古塔玻胶在结构上有何不同？画出示性结构式。 八．有些维尼纶的湿强度低、缩水性大，根本原因是什么？ 九．高分子最基本的构象有哪些？在不同条件下可能呈现的典型的构象有哪些? 十．链段的组成、大小有什么特点？ 第一章高分子链的结构（Ⅱ） 一．解释名词、概念 1.等效自由连接链 2.高斯链 3.高分子末端距分布函数 二．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。 三．假设一种线型聚乙烯高分子链的聚合度为2000，键角为109.5o，C-C键长为1.54?，求： （1）若按自由连接链处理，＝？（2）若按自由旋转链处理，＝？（3）若在无扰条件下的溶液中测得高分子链的=6.76nl2，该高分子链中含有多少个链段？链段 的平均长度是多少？（4）计算/，/，/，并说明三个比值的物理意义。 四．求：（1）聚合度为5×104的线型聚乙烯的均方末端距（作为自由旋转链），用两种方法计算；（2）求这种聚乙烯的最可几末端距；（3）末端距为10 ?、100 ?的几率。五．试分析纤维素的分子链为什么是刚性的。 六．一块交联度比较小的橡皮，是软的还是硬的？为什么？ 七．说说你用过、见过的高分子制品，各是用什么高分子材料制成的？ 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 ）。 判断题 1 结晶性聚合物不一定总是形成结晶聚合物（√） 交联前的线性聚合物是结晶性聚合物,交联度不太大时,有结晶能力，但随交联度增大,结晶能力减小;当交联度太大时,丧失结晶能力 需要结晶条件 5.不能通过改变高分子的构象提高高分子的等规度。（√） 高分子的等规度是由分子的化学结构决定的，要改变改变高分子的等规度必须改变高分子的构型。 06年判断题： 1.双酚A型聚碳酸酯是结晶性聚合物，所以一定形成结晶聚合物（×）原因：交联前的双酚A型聚碳酸酯聚合物是结晶性聚合物,交联度不太大时,有结晶能力，但随交联度增大,结晶能力减小;当交联度太大时,丧失结晶能力 需要结晶条件 8.尼龙1010，尼龙66，尼龙610这三种尼龙熔点最高的是尼龙66(√)氢键密度 1影响高分子柔顺性的因素有哪些？聚乙烯单个分子的柔顺性很好，为什么高聚物不能作为橡胶使用而作塑料用？ 答： (1) 影响高分子的柔顺性有那些因素: ○1高分子主链结构中键长越长，键角越大或含有孤立双键，单键内旋转越容易，高分子的共轭双键，芳杂环，典型刚性键，高分子的柔顺性较差（体积） ○2侧基的极性越大，柔顺性越差，若含有氢键时，柔顺性更差，侧基的刚性越大，柔顺性越差，但沿主链刚性侧基密度增大，柔顺性更差（体积） ○3分子量越大分子链的柔顺性越好 ○4高分子发生交联，交联度不大时，对柔顺性影响不大，交联度太大时，分子链失去柔顺性 ○5高分子的聚集态结构决定高分子的柔顺性能否表现出来 ○6温度越高，外力越大，分子链的柔顺性越好;外力作用速度越大，分子链的柔顺性越难表现出来，加入溶剂，分子链的柔顺性较好，但还与外界条件有关 （2）对称，柔性越大，分子结构越规整，但同时结晶能力越强，高分子一旦结晶，链的柔顺性就表现不出来，聚合物呈现刚性，聚乙烯的分子链是柔顺的，但由于结构规整，很容易结晶，失去弹性，所以聚乙烯聚合物能够作塑料用不能作橡胶用。 2.作出下列高聚物的温度—形变曲线，标出各特征温度，并简要说明。 (1)自由基聚合 的聚苯乙烯：试样B的分子量适中，试样A的分子量较小。 （2）聚乙烯：试样A的分子量适中，试样B的分子量很大。 PS为非晶高聚物，分子量小的高弹平台很短或没有高弹态。PE 为结晶高聚物，分子量小的没有Tf，分子量大的有 3.分子结构，分子量和外力作用时间如何影响高聚物的粘流温度?答：能增大高分子相互作用能及增大高分子刚性的结构因素会使Tf 高分子物理答案详解（第三版） 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。 等。 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31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？ 答：这是由于聚乙烯分子对称性好，容易结晶，从而失去弹性，因而在室温下为塑料而不是橡胶。 6.从结构出发，简述下列各组聚合物的性能差异： （1）聚丙烯睛与碳纤维； （2）无规立构聚丙烯与等规立构聚丙烯； （3）顺式聚1，4-异戊二烯（天然橡胶）与反式聚1，4-异戊二烯（杜仲橡胶）。 （4）高密度聚乙烯、低密度聚乙烯与交联聚乙烯。 (1)线性高分子梯形高分子 (2 非晶高分子结晶性高分子 (3)柔性 (4)高密度聚乙烯为平面锯齿状链，为线型分子，模量高，渗透性小，结晶度高，具有好的拉伸强度、劲度、耐久性、韧性；低密度聚乙烯支化度高于高密度聚乙烯（每1000 个主链C 原子中约含15～35 个短支链），结晶度较低，具有一定的韧性，放水和隔热性能较好；交联聚乙烯形成了立体网状的结构，因此在韧性、强度、耐热性等方面都较高密度聚乙烯和低密度聚乙烯要好。 7.比较下列四组高分子链的柔顺性并简要加以解释。 解： 第一章 高分子的链结构 1.1 高分子结构的特点和内容 高聚物结构的特点: 1. 是由多价原子彼此以主价键结合而成的长链状分子，相对分子质量大，相对分子质量往往存着分布。 2. 一般高分子主链都有一定的内旋转自由度，可以使主链弯曲而具有柔性。 3.晶态有序性较差，但非晶态却具有一定的有序性。 4.要使高聚物加工成有用的材料，往往需要在其中加入填料，各种助剂，色料等.。 5. 凝聚态结构的复杂性: 结构单元间的相互作用对其聚集态结构和物理性能有着十分重要的影响。 1.2 高分子的近程结构 (,)(,)??????????????????????????????????????????????????????????? 结构单元的化学组成结构单元键接方式 结构单元空间立构近程结构支化高分子链结构交联结构单元键接序列高聚物结构高分子链尺寸分子量均方半径和均方末端距远程结构高分子链的形态构象柔性与刚性非晶态结构晶态结构高分子聚集态结构液晶结构 取向结构多相结构 链结构:指单个分子的结构和形态. 链段:指由高分子链中划出来的可以任意取向的最小链单元. 近程结构:指链结构单元的化学组成，键接方式，空间方式，空间立构，支化和交联，序列结构等问题. 共聚物:由两种以上单体所组成的聚合物. 有规立构聚合物:指其化学结构单元至少含有一个带有两个不同取代原子或基团的主链碳原子，并且沿整个分子链环绕这种碳原子是有规律的. 全同立构:高分子全部由一种旋光异构单元键接而成. 间同立构:由两种旋光异构单元交替键接. 无规立构:两种旋光异构单元完全无规则键接时. 等规度:高聚物中含有全同立构和间同立构的总的百分数. 临界聚合度:聚合物的分子量或聚合度一定要达到某一数值后，才能显示出适用的机械强度，这一数值称为~. 键接结构:是指结构单元在高分子链中的连接方式. 支化度:以支化点密度或相邻支化点之间的链的平均分子量来表示运货的程度. 交联结构: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即成为交联结构. 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. 交联点密度:为交联的结构单元占总结构单元的分数，即每一结构单元的交联几率. 1.3 高分子的远程结构 构造: 是指链中原子的种类和排列，取代基和端基的种类，单体单元的排列顺序，支链的类型和长度等. 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~ 构型: 是指某一原子的取代基在空间的排列. 遥爪高分子：是端基具有特定反应性技的聚合物. 1 写出由取代的二烯（1，3丁二烯衍生物） CH 3CH CH CH CH COOCH 3 经加聚反应得到的聚合物，若只考虑单体的1，4-加成，和单体头-尾相接，则理论上可有几种立体异构体 解：该单体经1，4-加聚后，且只考虑单体的头-尾相接，可得到下面在一个结构单元中含有三个不对称点的聚合物： CH CH CH CH CH 3 COOCH 3n 即含有两种不对称碳原子和一个碳-碳双键，理论上可有8种具有三重有规立构的聚合物。 2 今有一种聚乙烯醇，若经缩醛化处理后，发现有14%左右的羟基未反应，若用HIO 氧化，可得到丙酮和乙酸。由以上实验事实，则关于此种聚乙烯醇中单体的键接方式可得到什么结论 解：若单体是头-尾连接，经缩醛化处理后，大分子链中可形成稳定的六元环，因而只留下少量未反应的羟基： CH 2 CH OH CH 2 CH OH CH 2 CH OH CH 2 CH 2 O CH CH 2 CH 2 CH OH 同时若用HIO 氧化处理时，可得到乙酸和丙酮： CH 2 CH CH 2 OH CH CH 2 OH CH OH 4 CH 3C OH O + CH 3C O CH 3 若单体为头-头或尾-尾连接，则缩醛化时不易形成较不稳定的五元环，因之未反应的OH 基数应更多（>14%），而且经HIO 氧化处理时，也得不到丙酮： CH 2 CH CH OH CH 2 CH 2 CH OH OH CH O CH O 2 CH CH 2 CH 2 CH OH CH 2 CH CH OH CH 2CH 2 CH OH OH 4 CH 3C OH O + OH C O CH 2CH 2C OH O 可见聚乙烯醇高分子链中，单体主要为头- 尾键接方式。 3 氯乙烯（CH 2CH Cl ）和偏氯乙烯（ CH 2CCl 2 ）的共聚物，经脱除HCl 和裂解后，产物 有： ，Cl ，Cl Cl ，Cl Cl Cl 等，其比例大致为10：1：1：10（重量）， 由以上事实，则对这两种单体在共聚物的序列分布可得到什么结论 解：这两种单体在共聚物中的排列方式有四种情况（为简化起见只考虑三单元）： CH 2 CH Cl CH 2 C Cl Cl + (V) (D) 高分子物理习题集-答案 第一章高聚物的结构 4、高分子的构型和构象有何区别？如果聚丙烯的规整度不高，是否可以通过单键的内旋转提高它的规整度？ 答：构型：分子中由化学键所固定的原子或基团在空间的几何排列。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。 构象：由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态。构象的改变速率很快，构象时刻在变，很不稳定，一般不能用化学方法来分离。 不能。提高聚丙烯的等规度须改变构型，而改变构型与改变构象的方法根本不同。构象是围绕单键内旋转所引起的排列变化，改变构象只需克服单键内旋转位垒即可实现，而且分子中的单键内旋转是随时发生的，构象瞬息万变，不会出现因构象改变而使间同PP（全同PP）变成全同PP（间同PP）；而改变构型必须经过化学键的断裂才能实现。5、试写出线型聚异戊二烯加聚产物可能有那些不同的构型。 答：按照IUPAC有机命名法中的最小原则，CH3在2位上，而不是3位上，即异戊二烯应写成 （一）键接异构：主要包括1，4-加成、1，2-加成、3，4-加成三种键接异构体。 （二）不同的键接异构体可能还存在下列6中有规立构体。 ①顺式1，4-加成 ②反式1，4-加成 ③1，2-加成全同立构 ④1，2-加成间同立构 ⑤3，4-加成全同立构 ⑥3，4-加成间同立构 6．分子间作用力的本质是什么？影响分子间作用力的因素有哪些？试比较聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚酰胺（尼龙-66）、聚丙烯酸各有那些分子间作用力？ 答：分子间作用力的本质是：非键合力、次价力、物理力。 影响因素有：化学组成、分子结构、分子量、温度、分子间距离。PE、PP是非极性聚合物，其分子间作用力为：色散力； 《高分子物理》课程习题思考题 第一章高分子链的结构（Ⅰ） 一．解释名词、概念 1．高分子的构型2.全同立构高分子3.间同立构高分子4.等规度5.平均（数均）序列长度 6.高分子的构象7.高分子的柔顺性8.链段9.静态柔顺性10.动态柔顺性11.H pq 二．线型聚异戊二烯可能有哪些构型? 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？ 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。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？ 七．天然橡胶和古塔玻胶在结构上有何不同？画出示性结构式。 八．有些维尼纶的湿强度低、缩水性大，根本原因是什么？ 九．高分子最基本的构象有哪些？在不同条件下可能呈现的典型的构象有哪些? 十．链段的组成、大小有什么特点？ 第一章高分子链的结构（Ⅱ） 一．解释名词、概念 1.等效自由连接链 2.高斯链 3.高分子末端距分布函数 二．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。 三．假设一种线型聚乙烯高分子链的聚合度为2000，键角为109.5o，C-C键长为1.54?，求： （1）若按自由连接链处理，＝？（2）若按自由旋转链处理，＝？（3）若在无扰条件下的溶液中测得高分子链的=6.76nl2，该高分子链中含有多少个链段？链段 的平均长度是多少？（4）计算/，/，/，并说明三个比值的物理意义。 四．求：（1）聚合度为5×104的线型聚乙烯的均方末端距（作为自由旋转链），用两种方法计算；（2）求这种聚乙烯的最可几末端距；（3）末端距为10 ?、100 ?的几率。五．试分析纤维素的分子链为什么是刚性的。 六．一块交联度比较小的橡皮，是软的还是硬的？为什么？ 七．说说你用过、见过的高分子制品，各是用什么高分子材料制成的？ 2021年高分子物理考研题库 2021年高分子物理考研题库【考研真题精选＋章节题库】目录 第一部分考研真题精选 一、选择题 二、填空题 三、判断题 四、名词解释 五、问答题 六、计算题 第二部分章节题库 第1章绪论 第2章高分子的链结构 第3章高分子的溶液性质 第4章高分子的多组分体系 第5章聚合物的非晶态 第6章聚合物的结晶态 第7章聚合物的屈服和断裂 第8章聚合物的高弹性与黏弹性 第9章聚合物的其他性质 第10章聚合物的分析与研究方法 ? 试看部分内容 考研真题精选 一、选择题 1下列聚合物中，柔顺性从小到大次序正确的是（）。[华南理工大学201 6研] A．聚丙烯＞聚乙烯＞聚丙烯腈 B．1，4-聚丁二烯＞1，4-聚2-氯丁二烯＞聚氯乙烯 C．聚环氧戊烷＞聚苯＞聚苯醚 D．聚氯乙烯＞聚偏二氯乙烯 【答案】B查看答案 【解析】A选项中聚丙烯的侧基导致其柔顺性小于聚乙烯，正确顺序为：聚乙烯＞聚丙烯＞聚丙烯腈；B选项中含有独立双键的分子链柔性大，所以正确； C选项中聚苯醚中的醚键使得分子链的旋转更容易，正确顺序为：聚环氧戊烷＞聚苯醚＞聚苯；D选项中聚偏二氯乙烯的对称结构使得内旋转简单，柔性更好，正确顺序为聚偏二氯乙烯＞聚氯乙烯。 2如下（）是高分子的自由旋转链的均方末端距的表达式，其中n是键的数目，1是每个键的长度，θ是键角的补角，?是内旋转的角度。[华南理工大学2008研] A．＜h2＞＝n12 B．＜h2＞＝n12（1＋cosθ）/（1－cosθ） C．＜h2＞＝n12［（1＋cosθ）/（1－cosθ）］·［（1＋cosθ）/（1－cosθ）］【答案】B查看答案 【解析】高分子的自由旋转链的均方末端距的表达式： 其中，θ为键角，因为题目要求θ是键角的补角，故将上式转化为＜h2＞＝n12（1＋cosθ）/（1－cosθ）。 3聚丙烯在以下什么溶剂中才能溶解？（）[华南理工大学2012研] A．热的强极性溶剂 B．热的非极性溶剂 C．高沸点极性溶剂 D．能与之形成氢键的溶剂 【答案】B查看答案 【解析】对于极性聚合物在极性溶剂中，由于高分子与溶剂分子的强烈相互作用，溶解时放热（△H M＜0），使体系的自由能降低（△G M＜0），所以溶 高分子物理部分复习题 构象;由于单键（σ键）的内旋转，而产生的分子在空间的不同形态。它是不稳定的，分子热运动即能使其构象发生改变 构型;分子中由化学键所固定的原子在空间的排列。稳定的，要改变构型必需经化学键的断裂、重组 柔顺性;高聚物卷曲成无规的线团成团的特性 等同周期、高聚物分子中与主链中心轴平行的方向为晶胞的主轴，其重复的周期 假塑性流体、无屈服应力,并具有粘度随剪切速率增加而减小的流动特性的流体 取向;高分子链在特定的情况下，沿特定方向的择优平行排列，聚合物呈各向异性特征。 熵弹性、聚合物（在Tg以上）处于高弹态时所表现出的独特的力学性质 粘弹性；外力作用，高分子变形行为有液体粘性和固体弹性的双重性质，力学质随时间变化的特性 玻尔兹曼叠加、认为聚合物在某一时刻的弛豫特性是其在该时刻之前已经历的所有弛豫过程所产生结果的线性加和的理论原理 球晶、球晶是由一个晶核开始，以相同的速度同时向空间各方向放射生长形成高温时，晶核少，球晶大 应力损坏（内耗）、聚合物在交变应力作用下产生滞后现象，而使机械能转变为热能的现象 应力松弛、恒温恒应变下，材料的内应变随时间的延长而衰减的现象。 蠕变、恒温、恒负荷下，高聚物材料的形变随时间的延长逐渐增加的现象 玻璃化转变温度Tg：玻璃态向高弹态转变的温度，链段开始运动或冻结的温度。挤出膨大现象、高分子熔体被强迫挤出口模时，挤出物尺寸大于口模尺寸，截面形状也发生变化的现象 时温等效原理、对于同一个松驰过程，既可以在低温下较长观察时间（外力作用时间）观察到，也可以在高温下较短观察时间（外力作用时间）观察出来。 杂链高分子、主链除碳原子以外，还有其他原子，如：氧、氮、硫等存在，同样以共价键相连接 元素有机高分子、主链含Si、P、Se、Al、Ti等，但不含碳原子的高分子 键接结构、结构单元在高分子链中的联结方式 旋光异构、具有四个不同取代基的C原子在空间有两种可能的互不重叠的排列方式，成为互为镜像的两种异构体，并表现出不同的旋光性 均相成核、处于无定型的高分子链由于热涨落而形成晶核的过程 异相成核、是指高分子链被吸附在固体杂质表面而形成晶核的过程。Weissenberg爬杆效应当插入其中的圆棒旋转时，没有因惯性作用而甩向容器壁附近，反而环绕在旋转棒附近，出现沿棒向上爬的“爬杆”现象。 强迫高弹形变对于非晶聚合物，当环境温度处于Tb＜T ＜Tg时，虽然材料处于 玻璃态，链段冻结，但在恰当速率下拉伸，材料仍能发生百分之几百的大变形 冷拉伸；环境温度低于熔点时虽然晶区尚未熔融，材料也发生了很大拉伸变形 溶度参数；单位体积的内聚能称为内聚物密度平方根 介电损耗;电介质在交变电场中极化时，会因极化方向的变化而损耗部分能量和发热，称介电损耗。 聚合物的极化:聚合物在一定条件下发生两极分化，性质偏离的现象 二、填空题 第9章聚合物的流变性 1.什么是假塑性流体绝大多数聚合物熔体和浓溶液在通常条件下为什么均呈现 假塑性流体的性质试用缠结理论加以解释。 答：（1）流动指数n<1的流体称为假塑性流体； （2）略 2.聚合物的粘性流动有何特点为什么 3.为什么聚合物的粘流活化能与分子量无关 答：根据自由体积理论，高分子的流动不是简单的整个分子的迁移，而是通过链段的相继跃迁来实现的。形象的说，这种流动的类似于蚯蚓的蠕动。因而其流动 活化能与分子的长短无关。,由实验结果可知当碳链不长时，随碳数的增加而增加，但当碳数大于30时，不再增大，因此聚合物超过一定数值后，与相对分子质量无关。 4.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，分子量低的试样也比分子量高的试样小一些。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。 5.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相当大，流动粘度的大小主要取决于高分子链本身的结构，即链段跃迁运动的能力，一般分子链越刚硬，或分子间作用力越大，则流动活化能越高，这类聚合物是温 敏性的；当温度处于一定范围即Tg 第一章高分子的链结构 1.1 高分子结构的特点和内容 高聚物结构的特点: 1. 是由多价原子彼此以主价键结合而成的长链状分子，相对分子质量大，相对分子质量往往存着分布。 2. 一般高分子主链都有一定的内旋转自由度，可以使主链弯曲而具有柔性。 3.晶态有序性较差，但非晶态却具有一定的有序性。 4.要使高聚物加工成有用的材料，往往需要在其中加入填料，各种助剂，色料等.。 5. 凝聚态结构的复杂性: 结构单元间的相互作用对其聚集态结构和物理性能有着十分重要的影响。 1.2 高分子的近程结构 链结构:指单个分子的结构和形态. 链段:指由高分子链中划出来的可以任意取向的最小链单元. 近程结构:指链结构单元的化学组成，键接方式，空间方式，空间立构，支化和交联，序列结构等问题. 共聚物:由两种以上单体所组成的聚合物. 有规立构聚合物:指其化学结构单元至少含有一个带有两个不同取代原子或基团的主链碳原子，并且沿整个分子链环绕这种碳原子是有规律的. 全同立构:高分子全部由一种旋光异构单元键接而成. 间同立构:由两种旋光异构单元交替键接. 无规立构:两种旋光异构单元完全无规则键接时. 等规度:高聚物中含有全同立构和间同立构的总的百分数. 临界聚合度:聚合物的分子量或聚合度一定要达到某一数值后，才能显示出适用的机械强度，这一数值称为~. 键接结构:是指结构单元在高分子链中的连接方式. 支化度:以支化点密度或相邻支化点之间的链的平均分子量来表示运货的程度. 交联结构: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即成为交联结构. 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. 交联点密度:为交联的结构单元占总结构单元的分数，即每一结构单元的交联几率. 1.3 高分子的远程结构 构造: 是指链中原子的种类和排列，取代基和端基的种类，单体单元的排列顺序，支链的类型和长度等. 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~ 构型: 是指某一原子的取代基在空间的排列. 遥爪高分子：是端基具有特定反应性技的聚合物. 聚集态结构:是指高分子材料整体的内部结构，包括晶态结构，非晶态结构，取向态结构，液晶态结构以及织态结构. 无规线团:不规则地蜷曲的高分子链的构象称为~. 自由联结链:假定分子是由足够多的不占体积的化学键自由结合而成，内旋转时没有键角限制和位垒障碍，其中生个键在任何方向取向的几率都相等. 自由旋转链:假定分子链中每一个键都可以在键角所允许的方向自由转动，不考虑空间位阻对转动的影响. 末端距:指线型高分子链的一端至另一端的直线距离，用h表示. 均方末端距:求平均末端距或末端距的平方的平增色值. 22 (n为键数) h nl 自由结合链:假定分子是由不占有体积的化学键自由结合而成，内旋转时没有键角限制和位垒障碍，其中每个键在任何方向取向的几率都相等. 自由旋转链:假定分子链中每一个键都可以在键角所允许的方向自由转动，不考虑空间位阻对转动的影响. 均方旋转半径:假定高分子链中包含许多个链单元，每个链单元的质量都是m，设从高分子链的重心到第i个链单元的距离为S i，它是一个向量，则全部链单元的S i2的重量均方根就是链的旋转半径S，其平均值为:何曼君第三版高分子物理答案(新版答案)
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