高分子物理习题集
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。
第二章高分子聚集态结构
第二章习题
1.晶态高聚物的结构模型有哪些？其主要内容是什么？
2.已知聚乙烯为斜方晶系，它的晶格常数分别为a=0.738nm,b=0.495nm,c=0.254nm.试解答如下问题：
（1）推算斜方晶系PE的分子结构（构象）
（2）已知样品的密度ρ=0.97g/cm3，试求单晶格中所含分子链的链节数目。
（3）若聚乙烯无定形部分的密度ρam=0.83g/cm3，求样品的结晶度？
（4）
3. PE因结晶方法、热处理和力学处理不同而呈现出不同的结晶形态，请简述下面各种形态结构的特征及获得该形态结构的特效方法。
（1）单晶（2）球晶（3）拉伸纤维晶（4）非折叠的伸直链晶
4. 何谓溶致液晶高聚物和热致液晶高聚物？
5.取向度的测定方法有哪几种？举例说明聚合物取向的实际意义。
6．解释名词、概念
内聚能密度结晶度
7．如何从结构上分析某种聚合物属于结晶性聚合物？
8．两种聚丙烯丝，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？
9．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。
10．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？11．有常用的聚丙烯试样一块，体积为2.14cm3，重量为1.94g。求这一试样的结晶度。（=0.85g/cm3，=0.95g/cm3）。
第三章聚合物溶液的性质
1．解释名词、概念
溶度参数 Huggins参数第二维利系数θ溶剂θ温度相对粘度增比粘度比浓粘度特性粘度
2．定义理想溶液并说明即使在稀溶液范围里高分子溶液也不是理想溶液。
3 试从热力学观点说明为什么溶剂和高聚物的溶度参数越接近，溶解过程是自发的，即越易于溶解。
4 哈金斯参数的物理意义是什么?当聚合物和温度选定之后，哈金斯参数与溶剂的性质有什么关系?当聚合物和溶剂选定之后，哈金斯参数与温度有什么关系?
5 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?
6 渗透压法和粘度法各测出的是哪种平均分子量?为什么?它们是直接的方法还是间接的方法?
7 二氯甲烷的溶度参数δ=19.8（J/CM3）1/2，环己酮的δ=20.2，聚氯乙烯的δ=19.2。显然，二氯甲烷的δ要比环己酮的δ更接近于聚氯乙烯的δ，但是二氯甲烷对聚氯乙烯的溶解性并不很好，而环己酮则是聚氯乙烯的良溶剂，为什么?
8 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？
9．聚合物增塑的类型有哪些？举例说明聚合物加增塑剂后物理机械性能的变化。
第四章聚合物的分子量及分子量分布
1．测定聚合物平均分子量的方法有哪些？得到的是何种统计平均分子量？
2 一个聚苯乙烯样品在甲苯中测得特性粘数[?]为40.5ml/g，已知在甲苯中聚苯乙烯的[?]与分子量M有如下关系（浓度以克/毫升表示）[?]=1.28×10-2M0.7,试求此样品的分子量。
3 在20℃将10-5mol的PMMA（Mn=105,ρ=1.20g/cm3）溶于150gCHCl3（ρ=1.49g/cm3）中，试计算混合熵、混合焓和混合自由能，已知χ1=0.377。
4 下表为实验测定的PS样品各级分的特性粘数[?]和分子量值。计算K和a的值。
[?]ml/g 278 142 138 12.2 4.05
Mw×10-4157 56.8 48.0 1.55 0.308
5 用粘度法测定某一PS样品的分子量，在30℃苯溶液中进行，先称取0.1375克样，配成25ml的PS一苯溶液。移取此溶液10ml注入粘度计中，测流出时间t1=241.6秒，然后依次加入苯5ml、5ml、10ml、10ml稀释，分别测得流出时间t2=189.7秒，t3=166.0秒，t4=144.4秒，t5=134.2秒，最后测得纯苯的流出时间t0=106.8秒，PS一苯体系在30℃时的K=0.99×10-2，α=0.74。试求PS的M?。
6 在25℃的θ溶剂中，测得浓度为7.036×10-3g/ml的PVC溶液的渗透压为0.248g/cm2，求此试样的分子量和第二维利系数A2。
7 下表为聚乙烯样品90℃时在二甲苯中的渗透压测定数据，并已知在这一温度下，二甲苯的ρ=0.8014，聚乙烯ρ=0.8173，计算PE样品的分子量及第二维利系数。
C(g/l) 2.00 4.00 6.00 8.00
π(cm溶剂) 2.585 5.965 9.660 13.935
8 下表为PE样品及分子量为891的基准物三硬脂酸甘油酯在130℃时，在邻二氯苯中测定的VPO数据，试计算此聚合物样品的数均分子量和第二维利系数。
PE 三硬脂酸甘油酯
C(g/l) ΔR C(g/l) ΔR
12.40 0.61 4.41 3.41
20.36 1.44 10.27 7.83
30.54 2.89 15.29 11.84
40.17 4.90 19.88 14.97
9 聚甲基丙烯酸甲酯样品在丁酮中，在不同浓度与不同散射角下测定的光散射数据如下表所示。试计算此聚合物的Mw、A2和γ2。已知λ=546nm，（?n/?c）T=0.112ml/g, n=1.3856。
C（g/ml）[R（θ）/(1+cos2θ)]×104
30°60°90°120°
0.00060 0.890 0.695 0.537 0.443
0.00108 1.295 1.040 0.845 0.710
0.00147 1.555 1.300 1.065 0.911
0.00180 1.665 1.427 1.177 1.029
0.00208 1.770 1.525 1.295 1.138
10 用分级法将某PE 试要分成10个级分，并测定了每个级分的重量和[?]，如下表所示，
已知[?]=1.35×10-3M 0.63
，用习惯法作出该试样的累积重量分布曲线,并用十点法求出其Mn 、Mw 。
级分编号 重量分数 [?]i 级分编号 重量分数 [?]i 1 0.090 0.18 6 0.164 0.96 2 0.078 0.38 7 0.106 1.31 3 0.054 0.46 8 0.184 1.75 4 0.090 0.57 9 0.034 2.14 5 0.104 0.75 10 0.096 2.51
11 有一组聚砜林样，以二氯乙烷为溶剂，在298K 测定其GPC 图，其分子量M —5淋出体积Ve 列于下表：
M ×10-4
38.5 27.4 22.0 10.6 7.12 4.50 2.55 Ve 18.2 18.2 18.5 20.8 21.8 23.6 25.0
M ×10-4
1.95 1.29 0.75 0.51 Ve 26.4 27.7 29.2 29.6
(1) 由表中数据作㏒M —Ve 标准曲线，求出该色谱柱的死体积V 0和分离范围。 (2) 求出校正方程㏑M=A —BVe 中的常数A 和B 。
(3) 求在相同条件下测得的淋出体积为21.2的单分散聚砜试样的分子量。
12 能否用平衡溶胀法测定（1）轻度交联有机玻璃（2）固化环氧塑料的交联密度。为什么？
13 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？
14 写出下列有关公式，并指出公式中有关常数的意义。 （1）粘度法测定分子量中，特性粘数与分子量的关系式。
（2）凝胶渗透色谱法测定分子量中，分子量与淋洗体积的关系式。 （3）渗透压法测定分子量中，渗透压与分子量的关系式。
15 某种聚合物在某一温度T 时，溶解于两种溶剂A 和B 中，其中渗透压与浓度关系如右图所示：
试问： a 从实验结果可以得到什么物理学？物理意义是什么？
b 溶剂A 和B 是良溶剂、θ溶剂、还是不良溶剂，为什么？
B
A
π/c (c m )
C (g/cm 3
)
15题图
第五章聚合物的转变与松弛
1 ．画出线型非结晶、线型结晶、线型非结晶的结晶性聚合物及交联聚合物的温度－形变曲线，说明这些聚合物有哪些力学状态、转变，并说明相应的分子运动机理（考虑分子量、结晶度、交联度）。
3 什么是高聚物的玻璃化温度？高聚物玻璃化的特点是什么？对高聚物的使用有何影响？
4 哪些因素影响高聚物的玻璃化？
5. 塑料都是在T g以下温度使用，纤维的最高使用温度为T m，这些说法对吗？为什么？
6 解释下列Tg高低次序的原因？
-Si(CH3)2-O- Tg=-120℃, -CH2-C(CH3)2- Tg=-70℃, -CH2-C(Cl)2- Tg=-17℃
7 预计下列聚合物Tg的高低次序，说明理由。
-（CH2-CH(CH3)）n-, -（CH2-CHCl）n-, -（CH2-CH2）n-, -（CH2-CHCN）n-,
8 已知全同立构PP的T g=-10℃，T m=176℃，试作出-20～180℃PP结晶速率曲线示意图。
9自由基聚合反应得到的聚醋酸乙烯酯为非晶态聚合物，经水解后得到了结晶态的聚乙烯醇，解释原因。
10 讨论影响高聚物熔点的各种因素？
11 脂肪族聚酯的T m比聚乙烯低，但是聚对苯二甲酸乙二酯的熔点远比聚乙烯高，它们的熔点数据如下：
聚乙烯 T m=137℃脂肪族聚酯 T m=45℃
聚对苯二甲酸乙二酯 T m=265℃
解释上述现象，又知在聚酯（O ( CH2CH2 )m O-CO-C6H4-CO- O）m中，随着m的增大，T m下降，为什么？
12 将下列三组聚合物按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）PA6、PA1010、PA66
（4）
13 已知PE，聚偏氯乙烯、全同PMMA的T g分别为-80℃、-18℃和45℃、T m=141℃、198℃、160℃，试用经验方法估计：（1）T c max（2）找出T c max /T m的经验规律。
14.下列四种成纤聚合物的分子链长（碳原子数）与晶体熔点（Tm）的关系如图所示，试解释以下事实。
（1）这四类晶态聚合物的熔点次序是 4>3>2>1。
（2）随着碳原子数目的增大，它们的熔点都趋向与PE 的熔点很接近。
1．聚酯 HO(CH2)n COOH 2．聚氨酯 OCN ( CH2 )n NCO
3．聚酰胺 H2N(CH2)n COOH 4．聚脲 OCN ( CH2 )n NCO 5．聚乙烯（CH2-CH2 )n
第六章橡胶弹性
1聚合物的高弹性有哪些特点？如何理解热力学分析结果的物理意义。
2 如果加一重物于橡皮筋，保持恒定的张力，当一加热该橡胶时，这一重物升高还是降低，为什么？
3 交联橡胶弹性理论的根据是什么？它得出的状态方程告诉了什么？这个理论存在哪些缺陷？
4 某交联橡胶试样在25时，经物理测试得出以下数据：
试片尺寸=0.2×1×2.8cm2
试片重量=0.518g
试片被拉伸一倍时的拉力f=2kg
试求此橡胶的网链平均分子量Mc.
5 一块交联橡胶，交联前高分子链的数均分子量为104，橡胶的密度为1g/cm3,在25℃下拉伸比λ=2，应力为多少？已知交联点间链平均分子量为Mc=103。
第七章聚合物的粘弹性
1 高聚物在流动过程中伴有高弹形变，对加工成型有什么影响？怎样消除之？
2 表观粘度的物理意义？降低柔性和刚性链聚合物熔体的表观粘度应采取什么措施？
4 已知PE和PMMA的流动活化能ΔEη分别为4.18KJ/mol和192.3KJ/mol，PE在473K时η（473）=91Pa.S，而PMMA在513K时η（513）=200 Pa.S。
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。
5试解释聚合物的蠕变、应力松弛、滞后及内耗现象。
6 松弛时间τ的物理意义是什么？
7 选择防震隔音材料的原则与滞后损耗有什么关系？
8 在教材P155图7-19四参数模型中，已知应力恒定σ=107 N/m2,在100s时总形变ε=1.25，在150s时总形变ε/ = 1.35，E2=107N/m2，τ=10s，试求：（1）E1,η2,η 3
（2）在10s和100s时的ε1,ε2,ε 3
9 试用串联模型推导形变与时间的关系方程式
dε/dt=dσ/Edt+σ/η
并用此解释应力松弛现象。
第八章聚合物的屈服与断裂
1. 什么是聚合物的强度？为什么说在提高聚合物强度方面大有可为？
2. 什么是高聚物在拉伸时的冷拉和细颈？分别就晶态和非晶态高聚物讨论之？
3 什么是银纹？它与裂缝区别何在？
4. 线型高聚物的机械强度依赖于平均分子量有如下式：σB=A-B/Mn，σB—断裂强度，Mn —平均分子量，A、B为高聚物的特性常数。试说明：（1）Mn要达到一定数值才显现有断裂强度。
（2）σB随Mn增大而增大。
（3）Mn=Mc后，σB不再增大。
5. 试综述提高材料韧性的途径。
6.解释下列名词：
屈服冷拉.脆性断裂韧性断裂.应力集中银纹.强迫高弹性时温等效原理
(1)表观粘度；(2)流动指数；(3)熔融指数；(4)末端校正因子B′；(5)Weissenberg 效应；(6)特鲁顿粘度；(7)假塑性流体；(8)法向应力差。
7．聚合物脆性断裂与韧性断裂现象的区别？脆性断裂转变为韧性断裂的有效途径有哪些？
8.聚合物拉伸的真应力－应变曲线有几种类型？相应的拉伸行为如何？
9.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。
第九章聚合物的流变性
1.为什么涤纶采用熔融纺丝方法，而腈纶采用溶液纺丝？
2.解释下列名词：
表观粘度流动指数熔融指数假塑性流体
3.简述聚合物流体产生挤出物胀大效应的原因，以及温度、剪切速率和流道长径比对胀大的影响。
4.试述导致熔体不稳定流动的原因。
5.试图示牛顿流体、假塑性流体及宾汉流体的流动曲线，并写出相应的函数表达式。
6.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。
人生中每一次对自己心灵的释惑，都是一种修行，都是一种成长。相信生命中的每一次磨砺，都会让自己的人生折射出异常的光芒，都会让自己的身心焕发出不一样的香味。
我们常常用人生中的一些痛，换得人生的一份成熟与成长，用一些不可避免的遗憾，换取生命的一份美丽。在大风大雨，大风大浪，大悲大喜之后，沉淀出一份人生的淡然与淡泊，静好与安宁，深邃与宽厚，慈悲与欣然……
生活里的每个人，都是我们的一面镜子，你给别人什么，别人就会回待你什么。当你为一件事情不悦的时候，应该想想你给过人家怎样负面的情绪。
世界上的幸福，没有一处不是来自用心经营和珍惜。当你一味的去挑剔指责别人的时候，有没有反思过自己是否做得尽善尽美呢？
假如你的心太过自我，不懂得经营和善待，不懂得尊重他人的感受，那么你永远也不会获得真正的爱和幸福……
人生就像一场旅行，我们所行走的每一步都是在丰富生命的意义。我们一边穿越在陌生的吸引里，一边咀嚼回味着一抹远走光阴的旧味，一切都是不可预料，一切又似在预料之中。
人生看的多了，走的多了，经历的多了，也就懂得多了。每一份深刻的感悟大多来自一个人深刻的经历。
人生总有那么一两件重大的事情让你成熟和改变。这份错失，会让你反思自己，检讨自己，叩问自己，也让你意识到了自己真正的缺失，这或许就是一份痛苦的领悟吧！
人生可以平平淡淡，亦可以异彩纷呈。相信只要自己的德馨足够善美，上天就会把最好的一切赐予你。予人快乐，收获快乐；予人幸福，收获幸福；予人真情，收获厚意。人生的一切往来皆有因果，生活只善待有心人……
假如你有一颗计较的心，你就会很难获得一份幸福。当一个人放下了自己内心的那份累心的奢求，你的心空就会变得更加蔚蓝干净。
宽容，不仅是一种豁达的态度，更是一种心灵的品德，是一种处事的修行，宽容别人不是低矮了自己，而是释放了自己，升华了自己。你把世界宽待在心中，世界也同样装饰了你的一份美丽。
当你简约、释然了自己的时候，你会发现另一份生命中的快乐。那快乐是发自一颗简单的心，那快乐是从心灵的草地里欢快的迸发出来，通过你温柔的眼眸和开心的笑声来传递。
所以，心宽便心悦，你人生的天空是什么颜色，往往取决于你对人生的态度和对于自己情绪的驾驭……
世界上美好的东西那么多，有缘来到你的身旁，被你握到掌心的却又那么少。所以一切在的时候请学会珍惜，因为大多美丽的东西只会为你来过一次。你一不小心就会失落，无处找寻，增加了你人生的又一次遗憾……
过往，终是回不去的曾经。人总是在失去的时候才懂得珍惜，人总是在回味的时候才知道甜美。往事已矣，该放下的终归要放下，该忘记的一定要学会忘记。
其实这个世界上什么都不是我们的，在人间，我们只是一场心灵的路过而已……或许唯一属于过我们的，只是生命刹那的快乐与悲伤，以及自己一颗思索的灵魂……
站在时光的路口回望曾经，盘点每一份经历过的心情，人生有太多得不到的美好，有太多想不到的结局。终有一天，我们热望过的，贪念过的，彷徨过的，握紧过的，放手过的，都将化作尘埃随风飞去……
人生渺如尘埃，小如露珠，寻常如泥土，从不可知处而来，到不可知处而去。我们用灵魂结伴身体，走过这短暂的一朝一夕的寒暖，踏过流年的坎坷与花香，便是在世间真正的来过了。
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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、嫡弹性、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o （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 ____________________________ o 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1X10“ g/mol和 2X105g/mol,相应的质量分数（w）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 _____________ O 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。 &制备高分子合金的方法有（）和（）o 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___________ O 10.PET的玻璃化转变温度是69°C,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
高分子物理习题及答案
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；
高分子物理课后答案何曼君第三版
高分子物理课后答案,何曼君,第三版 第三章 高分子的溶解过程与小分子相比有什么不同？ 高分子与溶剂分子的尺寸相差悬殊，两者运动分子运动速度差别很大，现是溶剂分子渗入高聚物内部，是高聚体膨胀，称为“溶胀”，然后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。对于交联的高分子只停留在溶胀阶段，不会溶解。 第二维里系数A2的物理意义？ 第二维利系数的物理意义是高分子链段和链段间的内排斥与高分子链段和溶剂分子间能量上相互作用、两者相互竞争的一个量度。它与溶剂化作用和高分子在溶液里的形态有密切关系。良溶剂中，高分子链由于溶剂化作业而扩张，高分子线团伸展，A2是正值；温度下降或在非良溶剂，高分子线团收缩，A2是负值；当链段与链段、溶剂与高分子链段相互作业想等时，高分子溶液符合理想溶液的性质，A2为零，相当于高分子链处于无扰状态。 高分子的理想链和真实链有哪些区别？ ①理想链是一种理论模型，认为化学键不占体积，自由旋转，没有键角和位垒的限制，而真实链有键角限制和位垒的限制。 ②理想链没有考虑远程相互作用和近程相互作用，而真实链要考虑链节与链节之间的体积排除和链与周围环境的相互作用以及链与链之间的相互作用等。 高分子的稀溶液、亚浓溶液、浓溶液有哪些本质的区别？ 三种溶液最本质的区别体现在溶液中和高分子无规线团之间的相互作用和无规线团的形态结构不同： ① 稀溶液：高分子线团是相互分离的，溶液中高分子链段的分布也是不均一的；线团 之间的相互作用可以忽略。 ②浓溶液：大分子链之间发生相互穿插和缠结，溶液中链段的空间密度分布趋于均一。 ② 亚浓溶液：亚浓溶液介于稀溶液和浓溶液之间，高分子线团开始相互穿插交叠，整 个溶液中链段的分布趋于均一；高分子线团与临近线团开始相互作用。 第四章一般共混物的相分离与嵌段共聚物的微相分离在本质上有何差别？ 由于嵌段共聚物的嵌段间不相容而发生相分离，平均相结构微区的大小只有几十到几百纳米，即微相分离，两相之间的作用力是化学键。两种聚合物共混时，由于混合熵很小，混合晗决定于聚合物之间的相互作用，通常较小，所以两种聚合物混合自由能通常大于零，是分相的。而一般共混物两相界面之间的作用力是分子间作用力或氢键，其分相可能是宏观可
高分子物理试卷一
高分子物理试卷一 一、单项选择题（10分） （下面每个小题只有一个答案是正确的，请将正确答案的编号填在右边的括号里，选对者得1分，不选，错选或者多选均不得分。） 1、在二氧六环中将锌粉与聚氯乙烯共煮，红外光谱表明产物中有环丙烷结构而无双键，则 反应前聚氯乙烯结构单元的键接顺序是（）。 （a）头-尾键接(b)头-头键接(c)头-尾和头-头各占50% 2、某结晶性聚合物在偏光显微镜先呈现十字消光图案，则其结晶形态是（）。 （a）单晶（b）串晶（c）球晶（d）片晶 3、比较聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯腈(PAN)之间的柔韧性，正确的顺序是（）。 （a）PP>PE>PVC>PAN （b）PE>PP>PVC>PAN (c) PE>PP>PAN>PVC (d) PAN>PVC>PP>PE 4、加入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 (d) 5 5、聚甲醛的分子链在晶体中的构象是（）。 （a）平面锯齿形（b）扭曲的锯齿链（c）螺旋链 6、大多数聚合物熔体都是属于（）。 （a）牛顿流体（b）假塑性非牛顿流体（c）宾汉流体（d）胀塑性非牛顿流体 7、聚合物分子之间形成氢键，会使玻璃化转变温度（）。 (a) 升高（b）降低（c）不变 8、通常地，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 9、下列方法测定的聚合物相对分子质量数值最大的是（）。 （a）膜渗透压法（b）沸点升高法（c）稀溶液粘度法（d）光散射法 10、Maxwell模型可以用来描述（）。 （a）蠕变过程（b交联聚合物的应力松弛过程(c)线性高聚物的应力松弛 二、多项选择题（20分） （下面每个题至少有一个答案是正确的，请将所有的正确答案的编号填写在括号里。全选对者得两分，选错一个扣一分，少选一个扣0.5分，但不做选择或所选答案全错者不得分。）1、聚甲基丙烯酸甲酯分子之间的相互作用力包括（）。 （a）静电力（b）诱导力（c）色散力（d）氢键 2、用来描述聚合物非晶态结构的模型有（）。 （a）樱状微束模型（b）无规线团模型（c）两相球粒模型（d）折叠链模型（e）插线板模型 3、下面哪些聚合物适合做弹性体（）。 （a）聚异戊二烯（b）天然橡胶（c）聚丁二烯（d）聚氯乙烯 4、高分子的三级结构包括（）。 （a）晶态结构（b）取向结构（c）多相结构（d）液晶态结构 5、支持插线板模型的实验依据是（）。 （a）结晶PE均方回转半径与在熔体中的一致
《高分子物理》试题
《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
高分子物理课后答案
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 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 ）。 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。 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 高分子物理期终考试试题 姓名＿＿＿＿＿＿＿＿ 学号＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 得分＿＿＿＿＿＿＿＿ 一、选择题(共15分，每小题1分)： 1. 下列三类物质中，具有粘弹性的是 （ ） 1). 硬塑料；2). 硫化橡胶；3) 聚合物熔体；4)三者都有。 2. 大多数聚合物流体属于 （ ） 1). 膨胀型流体(n K γ σ =切，n>1) 2). 牛顿流体(n K γσ =切，n=1) 3). 假塑性流体(n K γ σ =切，n>1) 4). 宾哈流体(γσσ K y +=切) 3. 在注射成型中能最有效改善聚甲醛熔体流动性的方法是 （ ） 1). 增大分子量；2) 提高加工温度；3). 提高注射速率 4. 下列方法中，能提高聚合物模量的是 （ ） 1). 提高支化程度；2). 提高结晶度；3). 加入增塑剂；4). 与橡胶共混 5. 下列方法中，可以降低熔点的是 （ ） 1). 主链上引入芳杂环；2). 降低结晶度；3). 提高分子量；4). 加入增塑剂 6. 下列方法中，不能测定聚合物熔体粘度的是 （ ） 1). 毛细管粘度计；2). 旋转粘度计；3). 乌氏粘度计；4). 落球粘度计 7. 下列通用塑料中，使用温度上限为Tm 的是 ( ) 1)聚苯乙烯；2)聚甲醛；3)聚氯乙烯；4)有机玻璃 8. 下列高聚物中，使用温度下限为Tg 的是 ( ) 1)聚乙烯；2)聚四氟乙烯；3)聚二甲基硅氧烷；4)环氧塑料 9. 当高分子溶液从凝胶渗透色谱柱中被淋洗出来时，溶液中的分子的分离按 ( ) 1)分子量；2)分子流体力学；3)分子链柔性；4)分子间相互作用能的大小 10.下列高聚物-溶剂对中，在室温下可溶解的是 ( ) 1)聚乙烯-甲苯；2)聚丙烯塑料-四氢萘；3)尼龙-甲酰胺；4)丁腈橡胶-汽油 11.分别将下列高聚物熔体在冰水中淬火，所得固体试样中透明度最高的是 ( ) 1)全同立构聚丙烯；2)聚乙烯；3)聚对苯二甲酸丁二醇酯；4)ABS 12.下列高聚物中，在室温下容易发生屈服冷拉的是 ( ) 1)有机玻璃2)酚醛塑料3)聚乙烯4)天然橡胶 13.将有机玻璃板材用高弹真空成型法成型为飞机座舱盖时，成型温度为 ( ) 1)Tb-Tg 之间，2)Tg-Tf 之间3)Tf-Td 之间(Tb 、Tg 、Tf 、Td 分别为脆化温度、玻璃化转 变温度、流动温度和分解温度) 14. 下列高聚物中属无规共聚物的是 ( ) 1)尼龙66；2)聚氨酯热塑弹体；3)丁苯橡胶；4)聚对苯二甲酸乙二醇酯 15. 下列动态力学试验中直接测定储能剪切模量的是 ( ) 1)超声法；2)单悬臂梁弯曲共振法；3)扭摆法 二、写出下列关系式，并注明公式中各字母代表的意义(10分)： 1. 以Tg 为参考温度的WLF 方程； 2. 高分子特性粘数与分子量之间的关系； 3. 高聚物结晶度与密度的关系； 4. 硫化橡胶平衡溶胀比与交联点间分子量的关系； 5. 牛顿流体通过毛细管的体积流率与管壁处切变速率之间的关系。 三、解释下列名词(任选5小题，10分)： 1. 溶度参数δ； 2. 链段； 3. 极限粘度η∞； 4. 断裂韧性K 1C ； 5. 临界分子量； 6.哈金斯参数1χ； 7.对数减量； 8.第二维利系数A 2。 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 073高分子物理 课程期中考试题参考答案 一、名词解释（每小题2分，共16分） 1. 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。 2. 柔顺性 高分子链能够改变其构象的性质称为柔顺性。 3. 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。 4. 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。 5. 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。 6. 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。 7. 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)。 8. 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。 二．选择题（每小题2分，共16分） 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 5. 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 6. 测量数均分子量，不可以选择以下哪种方法： B 。 第三章 高分子的溶解过程与小分子相比有什么不同？ 高分子与溶剂分子的尺寸相差悬殊，两者运动分子运动速度差别很大，现是溶剂分子渗入高聚物内部，是高聚体膨胀，称为“溶胀”，然后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。对于交联的高分子只停留在溶胀阶段，不会溶解。 第二维里系数A2的物理意义？ 第二维利系数的物理意义是高分子链段和链段间的内排斥与高分子链段和溶剂分子间能量上相互作用、两者相互竞争的一个量度。它与溶剂化作用和高分子在溶液里的形态有密切关系。良溶剂中，高分子链由于溶剂化作业而扩张，高分子线团伸展，A2是正值；温度下降或在非良溶剂，高分子线团收缩，A2是负值；当链段与链段、溶剂与高分子链段相互作业想等时，高分子溶液符合理想溶液的性质，A2为零，相当于高分子链处于无扰状态。 高分子的理想链和真实链有哪些区别？ ①理想链是一种理论模型，认为化学键不占体积，自由旋转，没有键角和位垒的限制，而真实链有键角限制和位垒的限制。 ②理想链没有考虑远程相互作用和近程相互作用，而真实链要考虑链节与链节之间的体积排除和链与周围环境的相互作用以及链与链之间的相互作用等。 高分子的稀溶液、亚浓溶液、浓溶液有哪些本质的区别？ 三种溶液最本质的区别体现在溶液中和高分子无规线团之间的相互作用和无规线团的形态结构不同： ①稀溶液：高分子线团是相互分离的，溶液中高分子链段的分布也是不均一的；线团 之间的相互作用可以忽略。 ②浓溶液：大分子链之间发生相互穿插和缠结，溶液中链段的空间密度分布趋于均一。 ②亚浓溶液：亚浓溶液介于稀溶液和浓溶液之间，高分子线团开始相互穿插交叠，整 个溶液中链段的分布趋于均一；高分子线团与临近线团开始相互作用。 第四章 一般共混物的相分离与嵌段共聚物的微相分离在本质上有何差别？ 由于嵌段共聚物的嵌段间不相容而发生相分离，平均相结构微区的大小只有几十到几百纳米，即微相分离，两相之间的作用力是化学键。两种聚合物共混时，由于混合熵很小，混合晗决定于聚合物之间的相互作用，通常较小，所以两种聚合物混合自由能通常大于零，是分相的。而一般共混物两相界面之间的作用力是分子间作用力或氢键，其分相可能是宏观可见的，添加增容剂后，并经强烈的机械混合，增容剂提高了两相界面之间的相互作用，可形成稳定的微相分离结构 第五章聚合物的非晶态 3.何谓“松弛”？请举例说明松弛现象。用什么物理量表示松弛过程的快慢？ 答：“松弛”过程是指一个从非平衡态到平衡态进行的过程，它首先是很快地进行，然后逐步放慢甚至于时间达到无穷长。√ 例如，一直杆的长度比两刚壁之间的固定距离L稍长；将直杆强制地装入两刚壁之间，在开始时，直杆与刚壁的接触面之间有相互作用的压力P，在直杆内任一截面上也有内压力P；以后,随着时间的增长，这些压力的数值渐渐减小，而且温度越高时减小得越快。岩石和 高分子物理试题 1、解释下列术语 2)内聚能密度 E 5)热塑弹体:热塑性弹体是一种兼有塑料和橡胶特性，在常温下展示橡胶高弹性，高温下又能塑化成型的高分子材料，又称第三代橡胶。 6)分子链的最可几末端距、平均末端距和均方末端距 ;7)链段; 11)结晶度:试样中结晶部分的重量百分数或体积百分数。 12)结晶速率:在某一特定温度下，因结晶而发生的体积收缩进行到一半所需时间的倒数。1/t1/2 、玻璃化转变温度； 14)松弛过程，松弛时间、松弛时间谱； 15)高弹态； 16)自由体积；17)拉伸应变、剪切应变和体积应变，18) 拉伸比， 19）杨氏模量、切变模量、体积模量和泊松比,20)线性粘弹性 ,21)蠕变、蠕变柔量、蠕变函数和蠕变速率， 22)应力松弛、应力松弛模量、应力松弛函数和应力松弛速率 ，23)储能模量、损耗模量、力学内耗、对数减量， 24)玻尔兹曼叠加原理和时等效原理；25）工程应力与真应力，26)起始模量、 28)银纹与裂纹， 29)断裂韧性；30)牛顿流体与非牛顿流体，31) 宾哈塑性流体、假塑性流体和膨32)表观粘度 η、零切变速率粘度0η和极限粘度∞η， a 33) 熔融指数MI，34)挤出胀大比；35)电子极化、原子(离子)极化和 取向极化,36)极化率,37) 体积电阻率、表面电阻率和击穿强度， 38)电介质，介电系数与介质损耗； 2、写出下列各组高聚物的结构单元，比较各组内几种高分子链的柔性大小并说明 理由: 1)聚乙烯，聚丙烯，聚苯乙烯； 2)聚乙烯，聚乙炔，顺式1,4聚丁二烯； 3)聚丙烯，聚氯乙烯，聚丙烯腈； 4)聚丙烯，聚异丁稀； 5)聚氯乙烯，聚偏氯乙烯； 6)聚乙烯，聚乙烯基咔唑，聚乙烯基叔丁烷； 7)聚丙烯酸甲酯，聚丙烯酸丙脂，聚丙酸戌酯； 8)聚酰胺6.6，聚对苯二甲酰对苯二胺； 9)聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚对苯二甲酸丁二醇酯。 3、写出下列高聚物的结构单元，并估计它们有无结晶能力： 1)聚四氟乙烯，2)聚甲醛，3)聚碳酸酯，4)尼龙，5)聚对苯二甲酸乙二醇酯，6)轻度交联天然橡胶，7)已固化酚醛塑料，8)聚三氟氯乙烯，9)无规立构聚甲基丙烯酸甲酯，10)全同立构聚丙烯，11)间同立构聚氯乙烯,12)低密度聚乙烯。 4、试写出下列塑料的最高使用温度？（指出是Tg还是Tm即可）。 1)无规立构聚氯乙烯,2)间同立构聚氯乙烯,3)无规立构聚甲基丙烯酸甲酯,4)全同立构聚甲基丙烯酸甲酯,5)聚乙烯,6)全同立构聚丙烯,7)全同立构聚丁烯-1,8)聚丙烯腈,9)尼龙6,6,10)聚对苯二甲酰对苯二胺 5、现有3种ABS，每一种都有两个 T值： g 1) T＝-80℃2g T＝100℃ 1g 2) -40℃ 100℃ 3) 0℃ 100℃ 试估计这三种ABS在-20℃时的韧性大小。 6、如何从热力学上和实验上来证明高弹性的本质是熵变。将一轻度交联的橡皮试样固定在50％的拉伸应变下，测得所需的拉伸应力与温度的关系如题表1所示。试求340K时，熵变对拉伸应力贡献的百分比。 题表1 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、内聚能密度、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 高分子物理2 一、单项选择题 1．聚合物在溶液中通常呈（）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。（） 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：（）。 A．气相渗透法B．光散射法C．渗透压法D．端基滴定法 4. 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。 5. 非晶态高聚物在（）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 6. 哪一个选项不可以判定聚合物溶解能力（）。 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 7. 聚合物处于高弹态时，其分子运动的主要单元是（）。 A、键长 B、链段 C、键角 D、整个分子 8. 哪种主链结构最柔顺( ) A. Si-O键 B. C-C键 C. C-O键 D. C-N键 9．在聚合物结晶的过程中，有体积（）的变化。 A、膨胀 B、收缩 C、不变 D、上述情况都有可能 10. 在通常的条件下熔融冷却结晶高分子材料得到的晶体形态为( ) A单晶B球晶C纤维状晶 D 伸直链晶 二、填空题 1.柔顺性的大小可以用 空间位阻参数、无扰尺寸（链段长度）、极限特征比来表征。 2.轻度交联可使材料拉伸强度提高、弹性增大、蠕变减少、应力松弛加快。 3.高聚物的单晶一般只能在极稀的溶液中生成，而在熔体或浓溶液中外力较小时形成球 晶，它在偏光显微镜下具有黑十字消光图像现象。 4.高密度聚乙烯与低密度聚乙烯相比其支化度低，结晶度高，熔点高，拉伸强度 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) 高分子物理试卷一 一、单项选择题(10分) (下面每个小题只有一个答案就是正确的,请将正确答案的编号填在右边的括号里,选对者得1分,不选,错选或者多选均不得分。) 1、在二氧六环中将锌粉与聚氯乙烯共煮,红外光谱表明产物中有环丙烷结构而无双键,则反 应前聚氯乙烯结构单元的键接顺序就是()。 (a) 头-尾键接(b)头-头键接(c)头-尾与头-头各占50% 2、某结晶性聚合物在偏光显微镜先呈现十字消光图案,则其结晶形态就是()。 (a)单晶(b) 串晶(c) 球晶(d)片晶 3、比较聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯腈(PAN)之间的柔韧性,正确的顺序就是()。 (a)PP>PE>PVC>PAN (b)PE>PP>PVC>PAN (c) PE>PP>PAN>PVC (d) PAN>PVC>PP>PE 4、加入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 (d) 5 5、聚甲醛的分子链在晶体中的构象就是()。 (a) 平面锯齿形(b) 扭曲的锯齿链(c) 螺旋链 6、大多数聚合物熔体都就是属于()。 (a)牛顿流体(b)假塑性非牛顿流体(c)宾汉流体(d)胀塑性非牛顿流体 7、聚合物分子之间形成氢键,会使玻璃化转变温度()。 (a) 升高(b) 降低(c) 不变 8、通常地,在常温下,下列聚合物溶解最困难的就是()。 (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 9、下列方法测定的聚合物相对分子质量数值最大的就是()。 (a)膜渗透压法(b) 沸点升高法(c)稀溶液粘度法(d) 光散射法 10、Maxwell模型可以用来描述()。 (a)蠕变过程(b交联聚合物的应力松弛过程(c)线性高聚物的应力松弛 二、多项选择题(20分) (下面每个题至少有一个答案就是正确的,请将所有的正确答案的编号填写在括号里。全选对者得两分,选错一个扣一分,少选一个扣0、5分,但不做选择或所选答案全错者不得分。) 1、聚甲基丙烯酸甲酯分子之间的相互作用力包括()。 (a)静电力(b)诱导力(c)色散力(d)氢键 2、用来描述聚合物非晶态结构的模型有()。 (a)樱状微束模型(b)无规线团模型(c)两相球粒模型(d)折叠链模型 (e)插线板模型 3、下面哪些聚合物适合做弹性体()。 (a)聚异戊二烯(b)天然橡胶(c)聚丁二烯(d)聚氯乙烯 4、高分子的三级结构包括()。 （a）晶态结构(b)取向结构(c)多相结构(d)液晶态结构 5、支持插线板模型的实验依据就是()。 （a）结晶PE均方回转半径与在熔体中的一致高分子物理试卷 及答案
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