高分子物理期终试题及答案
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>1) 2). 牛顿流体(，n=1)
3). 假塑性流体(，n>1) 4). 宾哈流体()
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；
2. 链段；
3. 极限粘度η∞；
4. 断裂韧性K1C；
5. 临界分子量；
6.哈金斯参数；
7.对数减量；
8.第二维利系数A2。
四、问答题（任选5题，共35分）：
1. 说明双轴拉伸定向有机玻璃与普通非定向有机玻璃在模量、强度、韧性上的主要差别并解释原因。
2. 按常识，温度越高，橡皮越软；而平衡高弹性的特点之一却是温度愈高，高弹平衡模量越高。这两个事实有矛盾吗？为什么？
3. 为什么实际橡胶弹性中带粘性，高聚物粘性熔体又带弹性？列举它们的具体表现形式。如何减少橡胶的粘性?在挤出成型中如何减小成型制品中的弹性成分？
4. 为什么用而不用来表征高分子链的平衡态柔性？为什么在表征高分子链柔性时，要在θ条件下测定高分子链的？已知一根聚乙烯分子链的聚合度为600，
在θ条件下的均方半径=36nm2,试求该分子链的(设C－C键的键长为0.15nm, 键角为10928’)。
5. 用注塑成型法分别成型无规立构聚氯乙烯(Tg=80℃,Tf=160℃)和全同立构聚丙烯(Tg=-10℃,Tm=170℃)长条试样,模具温度都是20℃，一个浇口设在试样端部。试估计两种试样凝聚态结构的异同及透明性的差别，解释原因，并设计实验证实你的估计。
6. 试述高聚物平衡高弹性的特点、热力学本质和分子运动机理。
五、从所示曲线计算指定参数值（共11分）
1. 从高聚物的蠕变曲线(图1)求推迟时间τ(2分)；
2. 从高聚物熔体的流动曲线(图2)求切变速率分别为0.1、10和100s－1时的表观粘度(4)。
3. 从凝胶渗透色谱法得到的折光指数差-分子量关系曲线(图3)求数均分子量和重均分子量(5)。
六、作图(19分，第一题4分，其它各小题3分):
用实线画出下表中的指定关系曲线并在图中标出特征参数，然后在同一图中用虚线示意当指定参数改变时曲线的变化。
高分子物理期终考试试题答案
一、选择题(共15分，每小题1分)：
4)；3)；3)；2)；4)；3)；2)；3)；2)；3)；3)；3)；2)；3)；3)
二、写出下列关系式，并注明公式中各字母代表的意义(；写出关系式得1分，注明公式中各字母代表的意义得1分，字母意义注明不全酌情扣分)：
1. ； a T ：平移因子；T：实验温度；T g：玻璃化转变温度。
2. ；：特性粘度；：粘均分子量；K、α：常数。
3. ；：高聚物内晶相的体积百分数，即体积结晶度；
ρ、ρc 、ρ a 分别为高聚物的密度、高聚物内晶相的密度和高聚物内非晶相的密度；
或：；：高聚物内晶相的质量百分数，即质量结晶度；
ρ、ρc 、ρ a 分别为高聚物的密度、高聚物内晶相的密度和高聚物内非晶相的密度。
4. ；Q∞: 硫化橡胶平衡溶胀比；：交联点间分子量；
ρ2：交联样品溶胀前的密度；V m, 1：溶剂的摩尔体积；χ1：高分子-溶剂相互作用参数。
5. ；：牛顿流体在管壁处的切变速率；Q: 牛顿流体通过毛细管的体积流率；R：毛细管半径。
三、解释下列名词(任选5小题，共10分，每小题2分)：
1. 溶度参数：物质内聚能密度的开方：，?E：物质内聚能；V m：摩尔体
积。
2. 链段：高分子链上可以独立运动的最小单元。
3. 极限粘度η∞：假塑性流体在第二牛顿区所对应的粘度（即在切变速率很高时对应的粘度）。
4. 断裂韧性K1C：表征材料阻止裂纹扩展的能力，是材料抵抗脆性破坏能力的韧性指标，，其中，σb为脆性材料的拉伸强度；C为半裂纹长度；E为材料的弹性模量；为单位表面的表面能。
5. 临界分子量：分子链之间开始出现缠结的最低分子量，也是高聚物固体模量-温度曲线上出现高弹平台所需的最低分子量。
6. 哈金斯参数：高分子-溶剂相互作用参数。的物理意义是将一个溶剂分子放进高聚物中所引起的能量变化。
7. 对数减量：相继两个振幅之比的自然对数，即，其中Λ为对数减量，A为振幅，足标表示自振动开始振幅的序数。
8. 第二维利系数A2：也是表征高分子-溶剂相互作用的参数，即，
其中为溶剂的偏摩尔体积，为哈金斯参数，为高聚物溶质的密度。
四、问答题（任选5题，每小题各7分，共35分）：
1.答：主要差别：双轴拉伸定向有机玻璃在取向的x,y方向上的模量、强度提高，韧性也提高，而在垂直于取向的方向上模量和强度比非定向有机玻璃减小。（2分）
解释原因：
1) 取向后，高分子链沿取向方向排列，原子间以化学键结合为主，而未取向方向上原子间以范德华力为主；（2分）
2) 材料在拉伸取向的过程中，能通过链段运动，使局部高应力区发生应力松弛，使材料内的应力分布均化，这也是取向后强度提高的原因之一。(可不答)
3) 取向对屈服强度的影响远低于对断裂强度的影响。因此，当材料的断裂强度随取向程度提高时，材料的脆化温度下降(如图). 未拉伸普通有机玻璃的在室温附近，而双轴
拉伸定向有机玻璃的低于室温。拉伸度足够高时，可下降到-40℃。因此，在常温下，双轴拉伸定向有机玻璃处于不脆区，不仅强度比普通有机玻璃的高，而且韧性也好得多。（3分）
2. 答：按常识，温度越高，橡皮越软；而平衡高弹性的特点之一却是温度愈高，高弹平衡模量越高。这两个事实不矛盾。（1分）
原因：1),T升高，高分子热运动加剧，分子链趋于卷曲构象的倾向更大，回缩力更大，故高弹平衡模量越高；（3分）
2) 实际形变为非理想弹性形变，形变的发展需要一定是松弛时间，这个松弛过程在高温时比较快，而低温时较慢，松弛时间较长，如图。按常识观察到的温度越高，橡皮越软就发生在非平衡态，即t 3.答：实际橡胶弹性中带粘性的原因：构象改变时需克服摩擦力；（1分） 高聚物粘性熔体又带弹性的原因：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；（1分） 列举它们的具体表现形式：橡胶拉伸断裂后有永久残余应变；橡胶快速拉伸会放热；挤出胀大等。（2分） 减少橡胶的粘性:适度交联；（1分） 在挤出成型中减小成型制品中的弹性成分：提高熔体温度；降低挤出速率；增加口模长径比；降低分子量，特别要减少分子量分布中的高分子量尾端。（2分） 4. 答：原因：1) 消除分子量的影响；（2分） 2) 在θ条件下测定高分子链的原因：θ条件下分子链尺寸既不扩张也不收缩；（2分） 3) 计算：＝216nm2，＝54nm2， =2。（3分） 5. 答：说明异同及透明性的差别并解释原因得3分，设计实验得4分。 1) PVC为非晶态，高取向皮层和低取向芯层； 2) iPP为结晶态，高取向、高结晶皮层（串晶和柱晶等）和低取向、低结晶芯层（球晶）； 3) PVC透明性好于iPP； 设计实验：取向度－广角X射线、双折射、声波传播等； 结晶度－X射线、DSC等； 球晶尺寸及形貌－POM、TEM等。（均需说明实验原理及结果） 6. 答：1) 弹性应变大；2) 弹性模量低；3) T升高，高弹平衡模量增加；4) 快速拉伸，温度升高。（4分） 热力学本质：熵弹性；（1分） 分子运动机理：链段运动从卷曲构象转变为伸展的构象。（2分） 五、从所示曲线计算指定参数值（共11分） 1.推迟时间τ=10s (2分)； 2.切变速率分别为0.1、10和100s－1时的表观粘度分别为20、2、0.4MPa?s (可以直接作图得，也可以由切应力与切变速率之比计算得到，4分)。 3. 数均分子量＝4434，重均分子量＝5059(将曲线等分得1分，写出计算公式得1分，共5分)。 六、作图(19分，第一题4分，其它各小题3分；正确标出特征参数得1分，正确画出虚线得1分): 用实线画出下表中的指定关系曲线并在图中标出特征参数，然后在同一图中用虚线示意当指 《高分子物理》习题 1.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？ 2.试写出线型聚异戊二烯加聚产物可能有那些不同的构型。 3. 某单烯类聚合物的聚合度为2000，试计算分子链完全伸展时的长度是其均方根末端距的多少倍？（假定该分子链为自由旋转链。）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形变的原因。 4、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，并说明原因。 1）聚乙烯，聚丙烯，聚苯乙烯 2）聚氯乙烯，聚偏氯乙烯 3）聚乙烯，聚乙炔，顺式1，4聚丁二烯 4）聚甲醛，聚乙烯 5）聚乙烯，聚乙烯咔唑，聚乙烯基叔丁烷 6）聚丙烯酸甲酯，聚丙烯酸丙酯，聚丙烯酸戊酯 7）聚酰胺66，聚对苯二甲酸对苯二胺 8）聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚对苯二甲酸丁二醇酯 9）聚丙烯，聚氯乙烯，聚丙烯腈 5. 由文献查得涤纶树脂的密度)(1050.133-??=m kg c ρ 和)(10335.133-??=m kg a ρ，内聚能)(67.661单元-?=?mol kJ E 。今有一块的涤 纶试样361051.096.242.1m -???，重量为kg 31092.2-?，试由以上数据计算： （1）涤纶树脂试样的密度和结晶度； （2）涤纶树脂的内聚能密度。 6. 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？ 7. 有两种乙烯和丙烯的共聚物，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-70℃才变硬；另一种在室温时则是硬而韧又不透明的材料，试解释它们内在结构上的差别。 8. 两种聚丙烯丝，在纺丝过程中，牵伸比相同，而分别采用冷水冷却和90℃的热水冷却。将这两种丝加热到90℃何者收缩率大？为什么？ 9. （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g T 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。 10. 几种聚合物内聚能与熔点的比较如表1所示，解释为什么PE 和聚四氟乙烯的内聚能相差不多，而熔点相差很大。PET 和尼龙66的 2011年秋高分子物理期中考试试题 2011.11.3 一、填空（10分） 1、高聚物的柔性常用__链段长度b____、____空间位阻参数_____和_极限特征比____等参数来表征。 2、非晶态高分子的取向单元为__链段____和__分子链____两类，按照外力作用方式，两分子的取向可以分为____单轴取向_和___双轴取向_两大类。 3、高分子液晶根据形成条件的不同，可以分为__热致型、溶致型、压致型_________ 三种。 二、写出下列聚合物的重复结构单元，并判断他们是否有结晶能力（共12分，每小题2分） 1、顺式1,4--聚丁二烯（有结晶能力） 2、已交联天然橡胶（有一定结晶能力） 3、聚对苯二甲酸乙二醇酯（有结晶能力） 4、聚甲醛（能结晶） 5、全同立构聚丙烯（能结晶） 6、通用透明聚甲基丙烯酸甲酯（无） 三、解释并区别以下各组概念（本题12分，每小题4分） 1、高分子构象和构型 构象：由于内旋转所形成的分子内原子在空间的几何排布 构型：分子中有化学键所固定的原子在空间的排列 2、高斯链和自由连接链：高斯链：末端距分布满足高斯分布（可以等效为z个长度为b的不占体积的刚性棍子自由连结而成）的高分子链； 自由连接链：碳链高分子上的每根单键都能完全自由内旋转且键角不固定（可取任意值），是一种理想情况。 3、非晶态高分子的主转变和次级转变 主转变：晶区的熔融，称为 转变； 次级转变：晶区链段绕中心轴作一定程度的扭振； 晶型转变； 晶区内部侧基和链端的运动； 晶区内缺陷的局部运动 四、比较下列材料的所列性能，并解释原因（本题10分，每小题5分） 1、比较下列聚合物的柔顺性 1）、聚丙烯2）、聚碳酸酯3）、聚甲基丙烯酸甲酯 2、比较结晶难易度 1）、PE 2）、aPS 3）、PVC 五、解释下列实验现象（本题20分，每小题5分） 1、已知聚乙烯的Tg远低于室温，但它不是橡胶而是塑料。 2、高分子量聚合物的流动活化能与分子量无关，但流动温度与分子量大小有关。 流动活化能与分子量无关：流动活化能 3、宽角X--射线衍射法不能用来测定定向有机玻璃的取向度。 4、透明的有机玻璃与透明的聚苯乙烯共混后变得不透明。 六、用注射成型法分别将通用聚苯乙烯（Tf=180°C，Tg=100°C）和聚丙烯（Tf=176°C，Tg=-10°C）颗粒料成型为短截面棒状试样，交口设在一端，模具温度都为25°C。是分析这两种试样在聚集态结构和皮芯结构上的异同点，设计必要的实验证明你的推断。（12分） 七、画出聚丙烯塑料，硫化天然橡胶，SBS热塑弹体的比容-温度曲线和模量-温度曲线，标出特征温度，说明模量-温度去相中各温度区间内材料所处力学状态，并从分子运动机理的角度加以说明。（14分） 八、什么是链段？为什么高分子具有链段这种运动单元？为什么可以认为“高聚物实际上总处于非平衡态”？ 六、是非题 1、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。（×） 2、高斯链的均方末端距远大于自由旋转链的均方末端距。（×） 3、理想的柔性链运动单元为单键。（√） 4、因为天然橡胶相对分子质量很大，加工困难，故加工前必须塑炼。（√） 5、因为聚氯乙烯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。（√） 6、无规聚丙烯分子链中的C——C单键是可以内旋转的，通过单键内旋转可以把无规立构的聚丙烯转变为全同立构体，从而提高结晶度。（×） 7、作为超音速飞机座舱的材料——有机玻璃，必须经过双轴取向，改善其力学性能。（√） 8、为获得既有强度又有弹性的粘胶丝，在纺丝过程须经过牵伸工序。（√） 9、聚丙烯腈的溶度参数[12.7~15.4(cal/cm3)1/2]和苯酚[14.5(cal/cm3)1/2]很接近,所以聚丙烯腈能够溶解在苯酚中。( × ) 10、高聚物溶解时体系熵降低,熔体冷却结晶时体系熵增加。( × ) 11、因为聚氯乙烯和聚乙烯醇的分解温度低于粘流温度（或熔点），所以只能采用溶液纺丝法纺丝。（√） 12、玻璃化温度随相对分子质量的增大而不断升高。（×） 13、主链由饱和单键构成的高聚物，因分子链可以围绕单键进行内旋转，故链的柔性大，若主链中引入了一些双键（非共轭双键），因双键不能内旋转，故主链的柔性下降。（×） 14、由于单键的内旋转，导致高分子链具有全同、间同等立体异构现象。（×） 15、由于单键的内旋转，可将大分子的无规状链旋转成折叠链或螺旋状链。（√） 16、大分子链呈全反式锯齿形构象是最稳定的构象。（√） 17、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。（×） 18、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。（×） 19、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。（×） 20、θ溶剂是良溶剂。（×） 21、当高分子稀溶液处于θ状态时，其化学位为零。（×） 22、θ温度没有相对分子量的依赖性，而临界共熔温度T c有相对分子质量的依赖性。 2017～2018学年第二学期期中检查试卷 《高分子物理》 一、名词解释（共20分，每小题2分） 构象 溶解度参数 柔顺性 状态 等规度 链无扰尺寸 等效自由连接链 链段 玻璃化转变 粘流转变 二、填空（16分） 1．高聚物结晶形态的研究方法有、、，结晶度的测定方法、、，结晶生长速度的测定方法有、；取向态结构的研究方法有、。 2.在高分子的θ溶液中，第二维利系数A 2 为，高分子与溶剂的相互作用参 数χ 1为，此时MHS方程中的形态参数a为。良溶剂中，A 2 为， χ1为，不良溶剂中，A2为，χ1为。 3．高分子合金是指；改善共混聚合物的相容性的方法有、、。 4. 高聚物的力学三态包括、、。 5.提高聚合物耐热性的方法、、。 6.凝胶渗透色谱法（GPC）分级原理是，GPC谱图上横坐标Ve 是，它与分子量M的关系为，纵坐标H与 有关。因此可由GPC谱图得到各平均分子量和分子量分布。 三、简述题（32分） 1．高分子平均分子量有几种表示形式，写出其数学表达式，各种平均分子量的测定方法有哪些（8）。 2．聚合物溶解特点是什么？选择聚合物溶剂的原则有哪些？聚氯乙 烯的δ=19.4，与氯仿（δ=19.0）及环己酮（δ=20.2）均相近，但 聚氯乙烯可溶于环己酮而不溶于氯仿，原因是什么（8分）？ 3．．比较下列各组聚合物的玻璃化转变温度（T g）的高低，解释分子结构对T g的影响。（共8分） （1）全同立构聚甲基丙烯酸甲酯，间同立构聚甲基丙烯酸甲酯，聚丙烯酸甲酯，聚丙烯酸锌 （2）聚二甲基硅氧烷、双酚A型聚碳酸酯、聚丙烯酸甲酯、聚苯乙烯（3）聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚异丁烯 （4）聚辛二酸丁二酯、尼龙66、尼龙610 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。 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。 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。 东华大学20 09 ----20 10 学年第1 学期期末试题踏实学习，弘扬正气；诚信做人，诚实考试；作弊可耻，后果自负。 课程名称高分子物理使用专业07级复合材料、高分子材料 班级___________________姓名_______________学号_____________ (请将答案全部写在答题纸上!) 一、解释下列物理概念（写出必要的表达式）：（30分，每题3分） 1. 等同周期； 2. 链段； 3. 半结晶期； 4. 第二位力系数A2； 5. 球晶 6. 力学三态； 7. 取向因子； 8. 冷拉； 9. 贮能模量；10. 特性粘度[η]； 二、单项选择题：（10分，每题1分） 1. 不对称的单烯类单体在聚合时可以头-尾键接和头-头(或尾-尾)键接方式，它们被称为： (a) 旋光异构体(b) 顺序异构体(c) 几何异构体(d) 空间立构体 2. PTFE（聚四氟乙烯）分子链在晶体中采取的构象是： (a) 平面锯齿链(b) 扭曲的锯齿链(c) 螺旋链(d) 无规线团 3. 采用下列哪种测定分子量的方法，可以同时测定均方旋转半径： （a）端基分析法（b）稀溶液粘度法（c）膜渗透压法（d）光散射法 4. 若C-C键长为0.154nm, 则聚合度为1000的聚乙烯自由旋转链的均方末端距为： (a) 47.4nm2(b) 71.1 nm2(c)94.8 nm2 (d ) 142.2 nm2 5. 聚合物在高温高压下可以形成: （a）单晶（b）串晶（c）树枝晶（d）伸直链晶 6. 用硬PVC做成的雨衣长时间悬挂后会变形，这种现象称为： （a）蠕变（b）应力松弛（c）内耗（d）滞后 7. 剪切粘度随剪切速率的增大而减小的流体属于: （a）牛顿流体（b）假塑性流体（c）胀塑性流体（d）宾汉流体 8. 采用以下哪种方法可以测定纤维非晶区取向： (a) 双折射法(b) x-衍射法(c) 染色二色性法(d) 声速法 9. 在良溶剂中Huggins参数: 高分子材料学期中考试 1单体单元和结构单元间区别 结构单元：单体在大分子链中形成的 单元。 单体单元：原子种类及个数完全相同 的结构单元 2高分子化合物与聚合物是有区别 聚合物：多种原子以相同的多次重复 的小分子通过共价健连接起 来的分子量在104～107的 化合物。 高分子化合物：大分子（链） 3挂在墙上的雨衣变长（应力与应变）当材料受到外力作用而又不产生惯性移动时，它的几何形状和尺寸会发生变化，这种变化称为应变或形变。4松紧带时间久变松（应力松弛蠕变）在温度、压力恒定的条件下，松紧带的内应力随时间的延长而逐渐较少，形变随时间的延长而增加。 5聚合物材料按照结构完全均匀的理想情况计算得到的理论强度要比聚合的实际强度高出十几倍，甚至上百倍，为什么会这样？ 聚合物的实际结构存在着大小不一的缺陷，引起应力的局部集中。 聚合物的拉伸强度与聚合物本身的结构、取向、结晶度、填料等有关，还与载荷速率、温度等外界条件有关。冲击强度在很大程度上取决于试样缺口的特性，此外加工条件、分子量、添加剂等对冲击强度也有影响。 6选择溶剂的原则 一般要根据极性相近，溶剂化，溶解度参数相近的原则来选取溶剂。 7高分子的溶解 高分子溶解是一个比较缓慢的过程，可分为两个阶段：1溶剂化膨胀过程，溶剂分子渗入高分子内部，使高分子胀大；2是高分子均匀分散在溶剂中，形成完全溶解的均相体系。 8高密度聚乙烯（HDPE）的力学性能好于低密度聚乙烯（LDPE） HDPE支化度低，结晶度高，且密度大 9氯化聚乙烯使聚乙烯变软，玻璃化温度降低 聚乙烯是通过氯化反应后得到的产物。由于Cl的取代，破坏了聚乙烯的结晶性，使聚乙烯变软，玻璃化温度降低。 10聚丙烯的力学性能与聚乙烯相比，其强度、刚度和硬度都比较高 聚丙烯的力学性能与聚乙烯相比，其强度、刚度和硬度都比较高，光泽性也好，但在塑料材料中仍属于偏低的。它的冲击强度较低，但具有优良的抗弯曲疲劳性。 11聚氯乙烯（PVC）的拉伸强度、压缩强度较高，硬度刚度较大 聚氯乙烯分子中含有大量的氯原子，分子极性较大，分子间作用力较强，大分子的堆积程度高，链间距离远较聚乙烯小，所以聚氯乙烯的拉伸强度、压缩强度较高，硬度刚度较大，12聚氯乙烯中加入增塑剂的结果是韧性增加 增塑剂进入大分子之间，使聚氯分子间的距离增大，相互作用力减小，大分子运动能力增加。增塑剂含量越多，拉伸强度、弹性模量较小，而伸长率越大。 13聚苯乙烯（PS）硬而脆，似玻璃状PS结构中存在较大体积的苯基，分子运动受时空间位阻效应的影响，分子链刚性增加，导致PS硬而脆，似玻璃状，断裂伸长率很低，无延展性，在拉伸时无屈服现象。 14聚苯乙烯（PS）具有极好的透明性PS为非晶态聚合物，因此具有极好的透明性，GPPS的透光率达88％-92％，折射率为1.59-1.60，具有良好的光泽性，其透明性仅次于丙烯酸类聚合物。 15抗冲聚苯乙烯橡胶粒子的作用 橡胶粒子起到了两方面的作用：引 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 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 。 ?高分子物理前四章复习资料 ?高分子链的结构 ?什么是高分子结构，它主要包括那些内容。（书1页，第二自然段）高分子结构分为链结构和凝聚态结构两部分。链结构是指单个高分子结构和形态。包括①化学组成、构型、构造、共聚物的序列结构；②分子的大小、尺寸、构象和形态。凝聚态结构是指高分子链凝聚在一起形成的高分子材料本体内部结构，包括，①聚合物晶态结构②聚合物非晶态结构③液晶态聚合物④聚合物的取向结构⑤多组分聚合物。 ?高分子按组成可分为那几类：碳链高分子、杂链高分子、元素高分子。各自义并各举2个例子。（书第1页） 碳链高分子：聚苯乙烯、聚丙烯腈 杂链高分子：聚甲醛、聚酰胺 元素高分子：聚硅氧烷、聚氯化磷腈 ?常用高分子链的分子结构式：（书第2页表格）表格没法打，看书吧！ ?高分子链的构型：（分子重复单元的异构） 什么叫构型：是指分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。 构型不同的异构体有几种？旋光异构体，几何异构体，键接异构体 旋光异构：全同、间同和无规 几何异构：顺反异构 键接异构：头-尾，头-头，尾-尾 ?1，4-丁二烯有那几种几何异构，不同结构的1，4-丁二烯都适合用做什么产品，为什么？（书第5页，倒数第二如自然段） 順式聚1,4丁二烯，链间距较大，室温下是一种弹性很好地橡胶；反式聚1,4丁二烯结构也比较规整，容易结晶，室温下是弹性很差的塑料。 ?什么是高分子构造？是指聚合物分子的各种形状。一维，二维，三维线型，环形、梯形聚合物 ?ABS的组成结构是什么？各单元的作用有那些？（书10页） 常用的工程塑料ABS树脂除共混型外，大多数是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯组成的三元接枝共聚物。后者以丁苯橡胶为主链，将苯乙烯、丙烯腈接在支链 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>1) 2). 牛顿流体(，n=1) 3). 假塑性流体(，n>1) 4). 宾哈流体() 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； 2. 链段； 3. 极限粘度η∞； 4. 断裂韧性K1C； 101高分子物理 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 。 A ．气相渗透法 B ．光散射法 C ．渗透压法 D ．端基滴定法 7. 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 8. 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 2009–2010学年秋冬学期高分子物理 一、选择题(多选题，每题2分，共20分) 1. Among following four polymers, which is the most rigid? ( B )。 (A) poly (dimethyle siloxane) (B) polyacrylonitrile (C) polystyrene (D) polyethylene 2. Among following methods, which can be used to measure crystallinity of polymers? ( A, B, C, D )。 (A) Density method (B) W AXD (C) DSC (D) IR 3.下列相同分子量的聚合物，在相同条件下用稀溶液粘度法测得的特性粘数最大的为( D ) (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)线性聚合物 4. For a solution under θ condition, which parameters are correct? ( B, C, D ) (A) χ1=0 (B) ?μE=0 (C) A2=0 (D) u(exclusive volume)=0 5. 下面有关玻璃化转变的描述，正确的是( A, B, D, E) (A)聚合物玻璃态与高弹态之间的转变(B)链段由运动到冻结的转变(C)分子链由冻结到运动的转变(D)自由体积由随温度下降而减少到不随温度发生变化的转变(E)链段由冻结到运动的转变 6．韧性聚合物单轴拉伸至屈服点时，可看到剪切带现象，下列说法正确的是（B, C, D）。 (A) 与拉伸方向平行(B) 有明显的双折射现象 (C) 分子链沿外力作用方向高度取向(D) 剪切带内部没有空隙 7. 聚合物加工中的挤出胀大（巴拉斯效应）现象是由于（C, D） (A) 高分子熔体热胀冷缩 (B) 高弹形变的储能超过克服粘滞阻力的流动能量时产生的不稳定流动 (C) 流动时有法向应力差，由此产生的弹性形变在出口模后要回复 高分子物理期末考试试题1卷 一、 名词解释（每题2分，共10分）： 1、内聚能密度与溶度参数： 2、时－温等效原理： 3、力学松弛： 4、泊松比： 5、 构型与构象： 二、简答题（可任选答8题，每题5分，共40分）： 1、试判别在半晶态聚合物中，发生下列转变时，熵值如何改变？并解释其原因： （1）T g 转变；（2）T m 转变；（3）形成晶体；（4）拉伸取向。 2、试述高聚物平衡高弹性的特点、热力学本质和分子运动机理。 3、简述结晶温度对聚合物结晶速度的影响。 4、指出非晶态聚合物的模量（或形变）-温度曲线的力学行为可分几个区域，并从分子运动机理的角度加以说明。 5、比较下列物质的 T g ，并解释原因。（1）PP 与 PS ；（2）聚甲基丙烯酸甲酯与聚甲基丙烯酸丁酯；（3）PAN 与 PVC 。 ６、比较分子链的柔顺性，并说明原因：(A)聚氯乙烯 (B)聚乙烯 (C)聚丙烯。 7、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。 8、说明聚合物的蠕变和内耗现象。并简要说明为什么聚合物具有这些现象？ 9、为改善聚丙烯的冲击性能，作为材料工程师的你需要选择一种合适的橡胶来进行增韧，目前可供使用的有三元乙丙橡胶与氯丁橡胶，请你做出选择，简要说明原因，并简述其增韧机理。 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1.5分，共15分） 1、 大多数聚合物流体属 （ ） A 、膨胀型流体(n K γ σ =切，n>1) B 、牛顿流体(n K γσ =切，n=1) C 、假塑性流体(n K γσ =切，n>1) D 、宾哈流体(γσσ K y +=切) 2、 在注射成型中能最有效改善聚甲醛熔体流动性的方法是 （ ） A 、增大分子量 B 、提高加工温度 C 、提高注射速率 3、下列方法中，能提高聚合物模量的是 （ ） A 、提高支化程度 B 、提高结晶度 C 、加入增塑剂 D 、与橡胶共混 4、下列方法中，可以明显降低聚合物熔点的是 （ ） A 、主链上引入芳杂环 B 、降低结晶度 C 、提高分子量 D 、加入增塑剂 5、当高分子溶液从凝胶渗透色谱柱中被淋洗出来时，溶液中的分子分离按( ) A 、分子量 B 、分子流体力学体积 C 、分子链柔性 D 、分子间相互作用力的大小 6、将有机玻璃板材用高弹真空成型法成型飞机座舱盖时，成型温度为( ) A 、T b -T g 之间 B 、T g -T f 之间 C 、T f -T d 之间 (T b 、T g 、T f 、T d 分别为脆化温度、玻璃化转变温度、流动温度和分解温度) 7、制备纺丝溶液时，对所用溶剂的要求：( ) A 、溶剂必须是聚合物的良溶剂，以便配成任意浓度的溶液。 B 、溶剂有适宜的沸点，这对于干法纺丝尤为重要。 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 CH2C 3CH CH2 1234 （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。 CH2 n C CH3 CH CH2 1,4-加成CH2 n C CH3 CH CH2 1，2-加成 2 n C CH3 CH CH2 3，4-加成 （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 CH 2 CH CH 2 CH 2 C CH 3 C H CH 3 C C H ②反式1，4-加成 CH 2 CH 22 CH 2C CH 3 C H CH 3 C C H ③ 1，2-加成全同立构 CH 2 C C CH 3 C C H H H H CH CH 2CH CH 3 C C H CH 2CH CH 3 ④1，2-加成间同立构 C C CH 3 C C H H H CH 3 C C H CH 3 R R R R=CH CH 2 ⑤3， 4-加成全同立构 CH 2C CH 3C C C C H H H C C H H CH 2C CH 3CH 2 C CH 3 H H H ⑥3，4- 加成间同立构 C C C C H H H C C H H R R R R=CH 2 H H C 3高分子物理习题
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