高分子物理期中考试题+答案

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：引发银纹的生成和阻止银纹的发展。 当受到外力(冲击或拉伸)作用时，分散在PS 中的橡胶颗粒起到应力集中的作用，引发银纹，表现出应力发白现象，从而吸收大量能量；同时，橡胶粒子能阻止银纹的增长，使银纹尖端的应力集中降至银纹增长的临界值以下。 16ABS 树脂组成和各组分作用 丙烯腈：提供聚合物，耐化学性、热稳定性 丁二烯：使聚合物呈现橡胶状韧性和冲击强度 苯乙烯：使聚合物显现热塑性塑料的加工特性和良好的刚性，即较好的流动性 17导致ABS 树脂耐候性差的原因及改善耐候性的方法 丁二烯中存在着双键，成为ABS 树脂耐候性不好的根源。内双键邻接的-CH 2-上的H ，由于光和氧发生氧化反应，使主链与主链交联。 A 、将丁二烯橡胶用不含双键的其他弹性体代替。 B 、加入抗老化和抗氧化的光稳定剂等，虽然不能从根本上解决问题，但是是通常采用的方法。 18聚酯等聚合物生产中酯化反应是可逆反应，提高反应程度的方法 反应温度：酯化反应是放热反应，提高温度，提高反应速率，促使小分子副产物挥发，从而提高反应程度。 反应压力：减压有利于小分子副产物的排除，提高反应的程度。在工业上，合成UP 一般采取较高温度和逐步减压的方法，提高UP （不饱和聚酯）的反应程度。 19同碳数目的聚酰胺的强度远高于聚酯 20比较聚酰胺的吸水率的大小 PA6 PA1010 PA66 PA610 吸水率：PA6>PA66>PA610>PA1010 21聚酰胺不透明，请说出原因及改善透明性能的方法 ABS 树脂的构成是AS 树脂的连续相中分布橡胶粒子，这种二相不均匀体系结构中的树脂与橡胶的折射率不同，在界面上折射、散射结果使其不透明。 A 、用混炼的方法使聚合物透明。混练可使树脂和橡胶的折射率在一定范围内相近。 B 、或者使橡胶粒子必须小到不引起可见光散射的程度。 22聚碳酸酯（PC ）具有较高的玻璃化温度 苯撑基加上羰基、酯基的作用，超过了氧基、异丙撑基的相反作用，因而使PC 分子链具有很大的刚性，致使其具有较高的玻璃化温度。 23聚碳酸酯制品易于发生应力开裂现象的原因 具有较高的玻璃化温度。同时较大的分子间作用力，多个苯撑基的刚性链的彼此缠结，使分子间相对滑移困难，从而使熔融温度也升高。分子链的刚性大，使聚合物在受外力作用下产生的形变较小，尺寸稳定性好，然而却阻碍了大分子的取向和结晶；而当受外力强迫取向后，又不易松弛，易使制品中的残留内应力难以自行消除。这样虽然力学强度高，但制品易发生应力开裂现象。 24共聚甲醛的热稳定性高于均聚甲醛 均聚甲醛端基中含有不稳定的―OH 结构，POM 的Td(235～240℃)较低，当温度高于270℃时—C —O —键将断裂，引起大分子热分解。 共聚甲醛主链上引进少量—C —C —键，可阻止POM 分子链的氧化降解，提高其热稳定性，但共聚甲醛分子链的规整程度差，结晶性降低。

25聚甲醛（POM）的耐溶剂性能优良POM是弱极性高结晶型聚合物，内聚能密度高、溶解度参数大，此基本结构决定其没有常温可溶溶剂，室温下耐化学药品性非常好，特别是对有机溶剂(如烃类、醇类、酮类、酯类、苯类等)和油脂类，但在高温下不耐强酸和氧化剂，也不耐酚类、有机卤化物和强极性有机溶剂，会发生应力开裂。共聚甲醛能耐强碱，均聚甲醛只能耐弱酸。紫外线对POM能引起降解，加入少量炭黑或紫外线吸收剂可提高POM的耐候性。

26聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）具有较高的拉伸强度、刚度和硬度

PET分子主链中含有柔顺性的亚甲基、刚性的苯环和极性的酯基，同时酯基和苯环之间形成共轭体系，使得PET大分子刚性强。

PET是饱和线形大分子，分子主链上没有支链，结构对称，满足紧密堆砌的要求，因此易于取向和结晶，导致PET具有高熔点、高强度。

27聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）的刚性、硬度、Tg等比聚对苯二甲酸乙二醇酯低

不同点：酯基重复单元的亚甲基增加为4个，柔性链长度增加，刚性链所占比例下降，即PBT的分子柔顺性增加，因此，PBT的刚性、硬度、Tg 和熔点都比PET低，韧性比PET高，结晶速率比PET快，成型加工更容易。28聚砜具有较高的耐热性和机械性能砜基的共轭效应

醚链：抗氧化性，改善韧性

苯环：热稳定性，力学强度与模量

主链上含苯环：高耐热性和机械性能主链上含醚键：优良流动性和加工性29聚四氟乙烯（PTFE）融温度为327～

342℃

聚四氟乙烯分子中CF

2

单元按锯齿形状排列，由于氟原子半径较氢稍大，

所以相邻的CF

2

单元不能完全按反式交叉取向，而是形成一个螺旋状的扭曲链，氟原子几乎覆盖了整个高分子链的表面。这种分子结构解释了聚四氟乙烯的各种性能

30聚四氟乙烯受载荷容易发生蠕变现象，“冷流性”

PTFE是非极性聚合物，PTFE分子间或与其它分子间的物理吸引作用力很小；PTFE螺旋形构象链的刚性很强，难弯曲，PTFE大分子间的缠结难发生；受载荷容易发生蠕变现象，“冷流性”；

31 聚四氟乙烯极低的摩擦系数和良好的自润滑性

PTFE是非极性聚合物，PTFE分子间或与其它分子间的物理吸引作用力很小；PTFE螺旋形构象链的刚性很强，难弯曲，PTFE大分子间的缠结难发生；极低的摩擦系数和良好的自润滑性；32作橡胶材料最理想的情况

33橡胶塑炼作用和目的

作用：分子量降低，粘度下降，可获得适宜的可塑性和流动性，有利于后面工序的正常进行，如混炼时配合剂易于均匀分散，压延时胶料易于深入纤维织物等，塑炼过程实质上就是依靠机械力，热或氧的作用，使橡胶的大分子断裂，大分子链由长变短的过程。

34丁苯橡胶和顺丁橡胶制的轮胎哪种使用寿命长？

在顺丁橡胶中，顺式-1，4-聚丁二烯质量分数高达96%-98%，分子结构比较规整，主链上无取代基，分子间作用力小，分子中有大量容易发生内旋转的C-C键，分子链非常柔顺。

35分子量及分子量分布对橡胶性能的影响

36尼龙6的强度高于尼龙66

PA具有良好的力学性能：拉伸强度、刚性、抗冲击性、都较好。

但受到温度和吸水率的影响，温度和吸水率提高：拉伸强度、硬度下降；冲击强度提高。

37合成纤维氨纶的特点和高分子链组成

38高强高模高分子纤维理想结构模型及两个极端情况

39结合天然橡胶结构说明宏观性质（三个以上）

良好的物理机械性能；

加工性能；

在常温下是无定形的高弹态物质，但在较低的温度（-50-10）下或应变条件下可以产生结晶。

40解释聚丁二烯优异的弹性和滞后损失小

弹性：在很低的温度下，分子链段都能自由运动，在很宽的温度范围内显示高弹性。

滞后损失小：由于分子链段的运动所需要克服周围分子链的阻力和作用力小，内摩擦小，当作用于分子的外力去掉后，分子能较快回复至原状。