高分子物理習題集及答案

1、第一章  高分子鏈的結構一解釋名詞、概念1 高分子的構型 ：高分子中由化學鍵固定了的原子或原子團在空間的排列方式2.全同立構高分子 ：由一種旋光異構單元鍵接形成的高分子3.間同立構高分子 ：由兩種旋光異構單元鍵接形成的高分子4.等規(guī)度：聚合物中全同異構和間同異構的高分子占高分子總數(shù)的百分數(shù)5.高分子的構象：由于單鍵內旋轉而產生的分子在空間的不同形態(tài) 6.高分子的柔順性：高分子能夠呈現(xiàn)不同程度卷曲構象狀態(tài)的性質7.鏈段：高分子中能做相對獨立運動的段落8.靜態(tài)柔順性 ：由反式微構象和旁氏微構象構象能之差決定的柔順性，是熱力學平衡條件下的柔順性 9.動態(tài)柔順性：高分子由一種平衡構象狀態(tài)轉變

2、成另一種平衡構象狀態(tài)所需時間長短決定的柔順性 10.等效自由連接鏈：在一般條件下，高分子鏈中只有部分單鍵可以內旋轉，相鄰的兩個可以內旋轉的單鍵間的一段鏈稱為鏈段，這樣可以把高分子鏈看作是由鏈段連接而成的，鏈段之間的鏈不受鍵角的限制，鏈段可以自由取向，這種高分子鏈的均方末段距以及末端距分布函數(shù)的表達式與自由連接鏈相同，只是把鏈數(shù)n轉換成鏈段數(shù)n，把鍵長l換成鏈段長l，這種鏈稱為等效自由鏈接鏈11.高斯鏈：末端距分布服從高斯分布的鏈 12.高分子末端距分布函數(shù)：表征高分子呈現(xiàn)某種末端距占所有可能呈現(xiàn)末端劇的比例2 線型聚異戊二烯可能有哪些構型? 答：1.4-加成有三種幾何異構，1.2加成有三種旋光

3、異構，3.4加成有三種旋光異構3 聚合物有哪些層次的結構?哪些屬于化學結構？哪些屬于物理結構？ 4 為什么說柔順性是高分子材料獨具的特性？ 答：這是由高分子的結構決定的，高分子分子量大，具有可以內旋轉的單鍵多，可呈現(xiàn)的構象也多，一般高分子長徑比很大，呈鏈狀結構，可以在很大程度內改變其卷曲構想狀態(tài)。對于小分子，分子量小，可內旋轉的單鍵少，可呈現(xiàn)的構象數(shù)也不多，且小分子一般呈球形對稱，故不可能在很大的幅度范圍內改變其構象狀態(tài)5 通常情況下PS是一種剛性很好的塑料，而丁二烯與苯乙烯的無規(guī)共聚物（B:S=75:25）和三嵌段共聚物SBS（B:S=75:25）是相當好的橡膠材料，從結構上分析其原因。答：

4、ps分子上帶有剛性側基苯環(huán)，且只通過一個單鍵與分子相連，再者沿分子鏈軸方向苯環(huán)的密度大，高分子的剛性很好，所以ps是一種剛性很好的塑料。丁二烯和苯乙烯的無規(guī)共聚物的分子鏈中引入了很多孤立雙鍵，使與之相連的單鍵內旋轉變得容易，分子鏈上雖仍有苯環(huán)側基，但數(shù)目少，又是無規(guī)共聚，沿分子鏈軸方向苯環(huán)密度小，柔順性好，三嵌段共聚物中間鏈段是分子鏈中含有很多孤立雙鍵且又相當長的聚丁二烯，是一種典型的柔順鏈。6 若聚丙烯的等規(guī)度不高，能否用改變構象的方法提高其等規(guī)度？為什么？答：不能，碳碳單鍵的旋轉只改變構象，沒有化學鍵的斷裂與生成，是物理變化。而要想改變等規(guī)度必須改變化學結構。所以，不能用改變構象的方法提高

5、其等規(guī)度。7 天然橡膠和古塔玻膠在結構上有何不同？ 畫出示性結構式。天然橡膠是順式1.4-聚異戊二烯古塔波膠是反式1.4-聚異戊二烯八有些維尼綸的濕強度低、縮水性大，根本原因是什么？只有頭尾鍵接的聚乙烯醇中的羥基才能縮醛化。若有少部分乙?；鶝]有被水解掉，分子鏈上同時含有少量頭頭和尾尾鍵接，則這部分羥基不能被縮醛化。分子鏈上含有羥基，縮水率高，吸水后，水在其中起增塑作用，使經過拉伸取向的大分子鏈發(fā)生解取向，使?jié)駨姸冉档?。九高分子最基本的構象有哪些？在不同條件下可能呈現(xiàn)的典型的構象有哪些?鋸齒形和螺旋型伸直鏈，折疊鏈，無規(guī)線團10 鏈段的組成、大小有什么特點？鏈段的組成是隨機的，不固定的，大小是不

6、均一的，通常指統(tǒng)計平均大小。相同條件下，不同聚合物的鏈段大小可能不同，不同條件下，同種聚合物的鏈段大小也可能不同十一一塊交聯(lián)度比較小的橡皮，是軟的還是硬的？為什么？軟的。交聯(lián)度小的材料玻璃化轉變溫度低，室溫下呈現(xiàn)橡膠態(tài)十二說說你用過、見過的高分子制品，各是用什么高分子材料制成的？十三.若把聚乙烯看作自由旋轉鏈，其末端距服從Gauss分布函數(shù)，且已知CC鍵長為0.154nm，鍵角為109.5°，試求： (1)聚合度為5×104的聚乙烯的平均末端距、均方末端距和最可幾末端距； (2)末端距在±1nm和±10nm處的幾率那個大 0 4.7*103 28.1nm

7、10nm處第二章一解釋名詞、概念1.高分子的聚集態(tài)結構：大量高分子聚集體中高分子與高分子間，高分子微小聚集體間的空間排列方式 2.結晶性聚合物：從化學結構看，具有結晶能力的聚合物 3.液晶性聚合物：高分子中含有液晶基元，能夠呈現(xiàn)液晶態(tài)的聚合物 4.球晶 ：由晶片聚集成的長條扭曲狀微纖束，由球晶中心出發(fā)，沿徑向輻射排列的多晶聚集體5.高分子液晶：一些結晶性聚合物在加熱熔融或加溶劑溶解，在一定條件下，能呈現(xiàn)既有晶體又有液體部分性能的過渡狀態(tài)，這種中間狀態(tài)稱為聚合物液晶態(tài) 6.液晶原（介原）：高分子中決定高分子能呈現(xiàn)液晶態(tài)的結構單元 7.內聚能密度：單位體積的內聚能 8.結晶度：結晶聚合物中結晶部分

8、占高分子總數(shù)的百分數(shù) 9.結晶聚合物的熔點：結晶聚合物發(fā)生熔融時的溫度 10.取向聚合物 ；聚合物中分子鏈或和鏈段或和微晶的某一晶軸或晶面，朝著某一方向或平行于某一平面擇優(yōu)取向排列的結構，這種聚合物此時處于取向態(tài)，稱為取向聚合物11.晶面指數(shù)：如某晶面和a，b，c三個晶軸相交，截距為單位矢量的整數(shù)倍，截距倒數(shù)通分后取分子得到的數(shù)二高分子聚集態(tài)結構包括哪些內容？試述高分子聚集態(tài)結構有哪些特點及與成型加工條件、性能的關系。4 如何從結構上分析某種聚合物屬于結晶性聚合物？答：對于均聚物，若高分子不含有立體異構中心，結構單元的鍵接規(guī)整，有結晶能力，結構越簡單，對稱性越好，結晶能力越大，若高分子中含有立

9、體異構中心，全同，間同，全順，全反式異構構型的，有結晶能力，等規(guī)度越高，結晶能力越大，若高分子含有立體異構中心，無規(guī)立體異構中心一般無結晶能力，若幾何對稱性好，也有結晶能力。對于共聚物，交替共聚物中若分子鏈不含有立體異構中心，有結晶能力。無規(guī)共聚物中若參與共聚的單體相應的均聚物都是結晶性聚合物，且有相同的結晶結構，有結晶能力，若結晶結構不同，當一種為主，有結晶能力，若兩者成分相當，無結晶能力，若一種單體對應的均聚物是結晶聚合物，另一種是非結晶性聚合物，當結晶性聚合物單元為主體時有結晶能力。接枝共聚物的主鏈或支鏈相應的均聚物是結晶性聚合物，有結晶能力。嵌段共聚物中的段落對應的均聚物是結晶聚合物時

10、，有結晶能力。對于交聯(lián)聚合物，若交聯(lián)前的先行聚合物是結晶性聚合物，交聯(lián)度不太大時，有結晶能力，隨交聯(lián)度增大，結晶能力減小，交聯(lián)度太大時，無結晶能力。對于支化聚合物，若相應的象形聚合物是結晶性聚合物，支化度不太大時，有結晶能力，支化度太大時，無結晶能力。分子鏈剛性或柔性過大，也無結晶能力。分子間作用力大的有結晶能力。分子量大的結晶能力小。5 以聚乙烯為例，說明在什么條件下可以形成單晶、球晶、串晶、伸直鏈片晶，這些形態(tài)的晶體特征是什么？為什么在聚合物不易形成100結晶的宏觀單晶體？答：溶于溶劑中制成極稀的溶液，在一定溫度下緩慢結晶形成單晶，單晶為平面狀單層片晶，在三維空間內有序，厚度10nm左右。

11、在不存在應力和流動的情況下，高聚物從濃溶液中析出，或從熔融狀態(tài)降溫結晶，得到球晶。球晶有徑向對稱中心，消光黑十字，正負光性，分為螺旋狀和放射狀，一般不透明。高聚物溶液在攪拌或流動情況下結晶，高分子鏈平行交錯排列形成伸直鏈結構纖維狀晶體，在晶體上有排列的晶片，晶片平面垂直于纖維，也垂直于晶片平面，形似羊肉串。高聚物熔體在高溫高壓下形成的厚度與分子鏈長度相當?shù)木木w稱為伸直鏈片晶，分子鏈軸的方向與平面平行，晶片厚度與分子鏈相當。由于高分子晶體中存在很多缺陷，所以不易形成100%結晶的宏觀單晶。6 在正交偏光顯微鏡上觀察球晶時，可以看到消光黒十字、明暗相間的同心圓環(huán)（消光環(huán)，對某些球晶），解釋這

12、些現(xiàn)象。答：由于球晶有結構不對稱性，一束平面偏振光照到球晶上后，由于折光指數(shù)不同而發(fā)生雙折射，入射光分成兩束光速不同的光，這兩束光發(fā)生干涉產生的現(xiàn)象。7 將下列三組聚合物的結晶難易程度排列成序，并說明原因 (1)PE，PP，PVC，PS，PAN； (2)聚對苯二甲酸乙二酯，聚間苯二甲酸乙二酯，聚己二酸乙二酯； (3)PA 66，PA 1010 PE>PAN>PP>PVC>PS PE結構對稱，易結晶；PAN高分子鏈間含有氫鍵，分子間作用力大，PS含有苯環(huán)，位阻效應大，不易結晶聚己二酸乙二酯>聚對苯二甲酸乙二酯>聚間苯二甲酸乙二酯 聚己二酸乙二酯中不含苯環(huán)，聚對

13、苯二甲酸乙二酯苯環(huán)相隔較遠，位阻效應小PA66>PA1010 PA66酰胺鍵密度大，形成的分子間氫鍵多8 試述Avrami方程在本體聚合物結晶動力學研究中的意義。研究Avrami方程可以得到成核機理及結晶速率的信息9 已知聚乙烯、聚偏氯乙烯，全同聚甲基丙烯酸甲酯的玻璃化溫度分別為80，18和45，其熔點分別為141、198和160，試用經驗方法估算： (1)它們最大結晶速度時的溫度Tc max； (2)找出Tc maxTm比例的經驗規(guī)律 Tmax=0.63Tm+0.27Tg-18.50.8510 溫度對本體聚合物結晶速度影響的規(guī)律是什么？解釋其原因。過冷區(qū)，比Tm低10-30，成核速率很

14、小，幾乎為零。晶核生成速度控制區(qū)，隨T降低，晶核生成速度增加，結晶速度增加最大結晶速度區(qū)，結晶速度最大，Tmax=0.85Tm或T=0.63Tm+0.27Tg-18.5晶核生長速度控制區(qū)。溫度對本體聚合物結晶速度影響成單峰曲線是因為聚合物自熔體降溫時結晶過程包括兩個，晶核形成和晶體生長，高溫有利于晶體生長，低溫有利于晶核形成。11 均聚物A是一種結晶聚合物，若加入10體積分數(shù)的增塑劑（x1=-0.1）或者用10摩爾的單體B與單體A進行無規(guī)共聚（單體B的均聚物為非結晶性聚合物），增塑均聚物A的熔點與AB無規(guī)共聚物的熔點何者高？能從中得到什么規(guī)律？加入增塑劑和共聚都能降低熔點。玻璃化轉變溫度對加入

15、增塑劑敏感，熔點對共聚敏感12 兩種聚丙烯絲，在紡絲過程中，牽伸比相同，而分別采用冰水冷卻和90熱水冷卻。將這兩種絲加熱到90，何者收縮率大？為什么？冷水冷卻的收縮率大。 因為冷卻定型的目的是使小鏈段解取向，冰水冷卻時小鏈段解取向不完全。熱水冷卻定型結晶完善，形成微晶，小鏈段解取向完全。所以冷水冷卻收縮率大。13 有兩種乙烯和丙稀的共聚物，其組成相同，其中一種在室溫時是橡膠狀的，一直到溫度降低到-70時才變硬；另一種在室溫時卻是硬而韌又不透明的材料，試解釋它們內在結構上的差別。第一種是乙烯和丙烯的無規(guī)共聚物，結構不規(guī)整，堆砌不緊密，基本不結晶，Tg較低，室溫下呈高彈態(tài)。第二種是乙烯和丙烯的嵌段

16、共聚物，是結晶聚合物，室溫下處于結晶態(tài)，表現(xiàn)為硬而韌且不透明14 在聚合物紡絲工藝中，都有牽伸和熱定型兩道工序，為什么？熱定型溫度如何選擇？溶液紡絲牽伸是為了使大分子，大鏈段，小鏈段取向。熱定型是使小鏈段解取向。熔融紡絲牽伸是為了使大分子鏈段取向。熱定型使結晶完善，非晶區(qū)中小鏈段解取向。 熱定型溫度一般在Tg-Tm間15 高分子液晶的結構有幾種類型？特征如何？液晶性聚合物溶液的 -C、 -T、 -的關系如何？這些關系的意義如何？根據有序程度分為近晶型，向列型，膽甾型。根據成型條件分為主鏈型液晶和側鏈型液晶。根據晶體呈現(xiàn)的條件分為熱致型和溶致型。16 Flory的結晶聚合物、非結晶聚合物結構模型

17、的要點是什么？有什么實驗事實支持他的模型？聚合物在結晶時高分子鏈來不及規(guī)整排列折疊，只能是局部一些鏈段進行位置調整排入晶格，結晶聚合物高分子鏈基本保持無規(guī)卷曲的構象狀態(tài)，在晶片中，和一個高分子鏈相鄰的是其他高分子鏈的段落或是同一個高分子鏈中相距較遠的段落，一個高分子可以從一個晶區(qū)通過非晶區(qū)進入另一個晶區(qū)，也可以折回到原來的晶區(qū)。小角中子散射（SANS）有力證明十七.（1）將熔融態(tài)的聚乙烯（PE）、聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）和聚苯乙烯（PS）淬冷到室溫，PE是半透明的，而PET和PS是透明的。為什么？ （2）將上述的PET透明試樣，在接近玻璃化溫度下進行拉伸，發(fā)現(xiàn)試樣外觀由透明變?yōu)榛鞚幔噺?/p>

18、熱力學觀點來解釋這一現(xiàn)象。 PE結構簡單對稱規(guī)整性好，幾乎不能得到完全非結晶的狀態(tài)，淬冷過程降低了PE的結晶度，晶區(qū)和非晶區(qū)共存，所以呈現(xiàn)半透明；而PET,PS結構規(guī)整性好，處于非晶玻璃態(tài)，呈現(xiàn)各向同性，是透明的。在接近玻璃化溫度下拉伸取向使熵減小，同時結晶放熱。所以吉布斯自由能<0。PET結晶，試樣變渾濁。十八. 由文獻查得滌綸樹脂的密度c=1.50×103kg·m-3，和a=1.335×103kg·m-3，內聚能=66.67kJ·mol-1(單元)今有一塊1.42×2.96×0.51×10-6m3的滌綸試

19、樣，重量為2.92×10-3kg，試由以上數(shù)據計算： (1)滌綸樹脂試樣的密度和結晶度； (2)滌綸樹脂的內聚能密度 19. 何謂高聚物的取向？為什么有的材料（如纖維）進行單軸取向，有的材料（如薄膜），則需要雙軸取向？說明理由取向：聚合物中，高分子鏈或和鏈段或和微晶的某一晶軸或晶面朝著某一方向或平行面擇優(yōu)取向排列，聚合物此時處于取向態(tài)。單軸取向：高分子沿取向方向排列，在取向方向上，強度增高，而垂直于取向方向上，強度不如未取向時，且以物理鍵相連接，呈各向異性雙軸取向：高聚物雙軸取向，成各向同性。以范德華力束縛，性質較均勻二十.列出下列聚合物的熔點順序，并用熱力學觀點及關系式說明其理由。

20、聚對苯二甲酸乙二酯、聚丙烯、聚乙烯、順1,4聚丁二烯、聚四氟乙烯 聚四氟乙烯，聚對苯二甲酸乙二酯，聚丙烯，聚乙烯，順-1.4聚丁二烯二十一。判斷題，判斷并說明原因1.聚合物的結晶和取向都是熱力學穩(wěn)定體系，只是前者是分子排列二維有序，后者是一維或二維有一序。（錯） 2.結晶使高聚物的透明性明顯提高。（錯） 3.折疊鏈晶、纖維晶、球晶和串晶都是多晶。（錯） 4.當高分子取向因子f=0時為完全不取向,f=1是為完全取向。（錯） 5高聚物結晶度的大小是衡景晶粒粒大小的標志。（錯） 6.聚合物的晶態(tài)結構比低分子非晶體的有序程度差，存在很多缺陷。（錯） 7聚合物的非晶態(tài)結構比低分子非晶體的有序程度高。（對

21、） 8.光學雙折射測定的是晶區(qū)和非晶區(qū)的平均分子鏈取向度。（錯） 9.聲波傳播測定的是晶區(qū)和非晶區(qū)平均鏈段取向度。（對） 10.液晶態(tài)高聚物溶液的粘度隨著溫度的升高先后出現(xiàn)極大值和極小值。（錯） 11.液晶態(tài)高聚物溶液的粘度隨著濃度的升高先后出現(xiàn)極大流和極小值。（）對 l2.內聚能密度與聚合物分子間作用力有關。（對） i3.高聚物分了鏈沿特定方向做平行排列為取向結構。（錯） 14.高聚物取向單元沿特定方向做占優(yōu)勢的平行排列為取向結構。（錯） 15球晶較大的高聚物的透光性較高。（錯）第三章一名詞解釋1.聚合物的轉變 ：在一定條件下，本體聚合物由一種模式分子運動向另一種模式分子運動變化，

22、此時，聚合物的力學性能，熱力學性能，電學性能乃至化學性能等發(fā)生急劇改變，熱力學上稱為改變，動力學稱為松弛 2.聚合物的力學狀態(tài)：聚合物在一定溫度范圍內，會出現(xiàn)某種特征性的力學性能，以某種模式的分子運動為特征，即某種力學狀態(tài) 3.玻璃化轉變溫度 ：玻璃態(tài)向高彈態(tài)轉變的溫度，即鏈段開始運動的溫度4.黏流溫度：高彈態(tài)向黏流態(tài)轉變的溫度，即整鏈開始運動的溫度二聚合物分子運動有哪些特點？運動單元的多樣性:整鏈，鏈段，曲柄，鏈節(jié)，側基和側鏈，微晶等時間依賴性溫度依賴性時溫等效性三畫出線型非結晶、線型結晶、線型非結晶的結晶性聚合物及交聯(lián)聚合物的溫度形變曲線，說明這些聚合物有哪些力學狀態(tài)、轉變，并說

23、明相應的分子運動機理（考慮分子量、結晶度、交聯(lián)度）。四玻璃化轉變的自由體積理論的內容是什么？玻璃化轉變時聚合物的自由體積分數(shù)是多少？聚合物的體積V由高分子占據的體積V0和高分子間的自由體積Vf構成；冷卻時V0，Vf，V都減??；當溫度降低到某一數(shù)值時，Vf達到臨界值，繼續(xù)降溫Vf下降，Vf不變；聚合物玻璃態(tài)是等自由體積狀態(tài)0.025%5 影響玻璃化轉變的因素有那些？化學結構的影響：凡是能增大高分子間相互作用能及剛性的因素都能使玻璃化溫度增大。結晶的影響：結晶度越大，結晶聚合物中非晶區(qū)的玻璃化溫度越高。交聯(lián)的影響：共價交聯(lián)不考慮共聚的影響Tgx=Tg0+KxP；共價交聯(lián)考慮共聚的影響Tgx=Tg0

24、+3.9*104/Mc。共聚的影響：增塑劑：加入增塑劑，Tg減小，加入增塑劑越多，Tg降低越多。共混：均相體系只有一個Tg。介于兩種物質各自Tg之間，微觀非均相，宏觀均相體系出現(xiàn)相互靠近的兩個Tg。相容性差的保持各自的兩個Tg外界條件的影響：提高變溫速率和頻率。Tg升高，圍壓力使Tg升高。6 在熱機械曲線上，為什么PMMA的高彈區(qū)范圍比PS的大? (已知PMMA的378K，433473K；PS的373K，383423K)PMMA和PS的Tg差不多，都是100左右，這是因為PMMA的側基極性較PS大，應使Tg增加，但PMMA側基柔性比PS大，側基比PS小，所以應使Tg減少，這兩個因素互相抵消，故

25、Tg差不多。 對于Tf來說，要使高聚物發(fā)生流動，分子與分子間的相對位置要發(fā)生顯著變化。因此分子間作用力的因素很重要。PMMA極性大，分子間作用力，Tf就高，而PS分子間作用力小，Tf就低。7 假定自由體積分數(shù)的相對分子質量依賴性為，式中fM是相對分子質量為M的自由體積分數(shù)，是相對分子質量無限大的自由體積分數(shù)，A是常數(shù)，試推導關系式。解： 對于一個指定的聚合物，、為常數(shù)令 得 8 從化學結構角度討論以下各對聚合物為什么存在的差別 解：（1）后者較高，因為側基CH3的內旋轉空間障礙，剛性較大。 （2）前者較低，因為CO靠近主鏈而使側基柔性增加。 （3）前者較低，因為氧原子在主鏈而使柔性增

26、加，而后者側基、極性和體積使柔性減少。 （4）前者較低，因為側基柔性較大，后者不對稱取代使剛性增加9 解釋為什么高速行駛中的汽車內胎易爆破汽車在高速行駛時，作用在輪胎上的外力頻率增大，橡膠的玻璃化轉變溫度增大，玻璃化溫度接近室溫時，輪胎處于玻璃態(tài)，易爆破第四章 聚合物的力學性質一解釋名詞、概念1、剪切流動：速度梯度方向垂直于流動方向的流動2、屈服：在外力作用下開始出現(xiàn)不可逆塑性形變的現(xiàn)象  3、冷拉：在較低溫度下，玻璃態(tài)，姐靜態(tài)聚合物在相當大的拉伸力作用下發(fā)生屈服，成頸，細頸穩(wěn)定，細頸擴張，試樣發(fā)生大的形變的行為  4、應變誘發(fā)塑料橡膠轉變：第一次拉伸超過屈服極限

27、，第二次拉伸發(fā)生橡膠的力學行為5、應力集中：聚合物試樣表面裂痕或內部的結構缺陷是應力集中物，應力集中物受到外力作用下在集中物周圍的一些區(qū)域材料承受的應力大于平均應力的現(xiàn)象。  6、銀紋 ：在拉伸力作用下，聚合物某些薄弱部位的應力集中而產生的空化條紋   7、剪切帶 ：材料內部具有高度剪切應變的薄層，是在應力作用下材料局部發(fā)生應變軟化產生的 8、強迫高彈性 ：在相當大的外力作用下，玻璃態(tài)，結晶態(tài)聚合物發(fā)生的大的彈性形變稱為強迫高彈形變，能發(fā)生強迫高彈性便的性質稱為強迫高彈性 9、高彈性：呈現(xiàn)高彈態(tài)的聚合物在不太大的外力作用下能發(fā)生大的可

28、逆形變的性質10、熵彈性 ：當彈性體受到外力作用時，若無內能變化，則抵抗變形的收縮力完全是由熵變產生的，這種由于系統(tǒng)熵變引起的稱為熵彈性 11、粘彈性 ：在外力作用下，聚合物表現(xiàn)出理想彈性體和理想黏性體的性質12、蠕變 ：在一定溫度，濕度和不太大的外力作用下，材料的形變隨時間延長而逐漸增大的現(xiàn)象 13、應力松弛 ：在恒定溫度下，維持高聚物應變所需應力，聚合物內部的應力隨時間延長而衰減的現(xiàn)象 14、滯后現(xiàn)象：在一定溫度，濕度下，聚合物受到一交變外力作用時會產生交應變，應力增加，應變增加，但增加的速度比應力慢，比與應力相應的應變平衡值小，應力減小時，應變減小

29、，但減小的速度慢。應變落后于應力的現(xiàn)象  15、力學內耗：在交變外力下，聚合物內部某些運動單元的重排運動克服內摩擦力的一部分以熱的形式損耗的現(xiàn)象 16、拉伸流動 ：速度梯度方向與流動方向一致的流動17、波茲曼疊加原理 ：每一個負荷對聚合物形變的貢獻是獨立的，貢獻的總效應是等于各個負荷效應的加和，最終的形變是各個負荷所貢獻的形變的簡單加和；在聚合物上加上某一特定符合所產生的特定曲線，與以前加到該聚合物上的任何負荷所產生的特定曲線無關，后加負荷所產生的曲線可在前面所加負荷產生的曲線上疊加 18、時溫等效原理：聚合物的一種力學行為，可以在較高溫度較短時間內觀察到，也可以

30、在較低溫度下較長時間內觀察到，升高溫度與延長時間對聚合物的分子運動是等效的，對粘彈性也是等效的，這種等效可以借助一個轉換因子來實現(xiàn)，即借助轉換因子可將一個溫度下測得的力學數(shù)據轉換成另一個溫度下的力學數(shù)據，這就是時溫等效原理2 表征聚合物流體剪切流動時剪切應力與剪切速率關系的冪律方程是什么？如何利用這一方程判斷流體的類型？聚合物熔體、濃溶液剪切流動時，于一般條件下屬于什么流體？n<1時，假塑性流體；n=1時，牛頓流體；n>1時，脹塑性流體假塑性流體3 聚合物熔體粘性流動的特征是什么？粘度大；多數(shù)屬于假塑性流體；有彈性效應；交聯(lián)高分子無黏流態(tài)4 何謂聚合物熔體流動速率指數(shù)？它與熔體的粘

31、度、分子量有什么關系？在一定溫度，規(guī)定負荷下，熔融的高聚物10min內從規(guī)定直徑和長度的標準毛細管中流出的質量黏度越大，分子量越大，流動速率越小5 寫出麥克斯韋爾模型、開爾文模型的運動方程。這兩種模型可以模擬什么樣的聚合物的何種力學松弛行為？ 可以模擬應力松弛可以模擬蠕變6 有一種聚合物，在Tg以上一定溫度范圍內，其蠕變速度很小，可能是交聯(lián)，也可能是結晶造成的，用什么方法可以鑒別？至少提出兩種力學試驗方法，或力學與其它的混合試驗方法，并予以簡單說明。拉伸應力應變實驗，若出現(xiàn)屈服，冷拉則為結晶。若出現(xiàn)韌性斷裂則為交聯(lián)溫度-形變曲線。若在相當大的溫度范圍內形變量小則是交聯(lián)DMA。7 說明時溫等效原

32、理在研究聚合物力學性能中的作用。8 以應力松弛模量為例，如果在較低溫度下測求，需要很長時間才能達到應力松弛模量，從研究角度很難實現(xiàn)，但是可以在較高的溫度下，用較短的時間測出轉換成較低溫度模量值所對應的時間，再將這些結果疊加成一條曲線，即可知道在較低溫度下很寬時間范圍內的模量。有很大的應用意義，利用時間和溫度的對應關系，可以對不同溫度或頻率下得到的聚合物力學性質進行換算。8 PMMA的Tg是105，問155時的應力松弛速度比125時大多少倍？WLF方程9 說明利用動態(tài)力學試驗方法研究聚合物多重轉變的基本原理。固定外力頻率，采取一定程度升溫或降溫，在一些溫位出現(xiàn)力學損耗峰值，相應的動態(tài)模量發(fā)生變化

33、，實際上對應某些運動單元重排運動逐漸啟動或抑制，就是相應的一些轉變。固定溫度，采取一定程序改變交變外力頻率，在一些頻率出現(xiàn)力學損耗峰值，相應有動態(tài)模量的變化，實際上對應某些運動單元重排運動逐漸啟動或抑制，就是相應的一些轉變。10 利用時溫等效原理進行時溫轉換時，如何得到轉換因子？以Tg為參照溫度時以Ts=Tg+50為參照溫度11 何謂拉伸彈性模量？物理意義是什么？一種聚合物E=3G的條件是什么（E、G分別為拉伸、剪切彈性模量）？材料在彈性的形變范圍內，拉伸應力與拉伸應變之比表示材料抵抗拉伸外力產生拉伸變形的能力各向同性的材料E=2G(1+ )=3B(1-2 )當 =0.5，E=3G12 在合適

34、條件下拉伸玻璃態(tài)、結晶態(tài)聚合物，二者的拉伸行為如何？相同點：拉伸過程、形變的宏觀現(xiàn)象相同：普彈形變.屈服成頸.應變軟化.斷裂.形變發(fā)展.應變硬化.大形變發(fā)展構象發(fā)生變化： 卷曲.伸展聚集態(tài)結構發(fā)生變化： 非取向.取向試樣出現(xiàn)各向異性不同點：結晶聚合物冷拉過程中高分子構象變化的同時也發(fā)生了相變，即結晶熔融、再結晶。玻璃態(tài)聚合物冷拉溫度在bTg 之間；結晶態(tài)聚合物冷拉溫度在TbTm之間，TgTm之間最易冷拉。十三聚合物屈服的形變機理是什么？銀紋化和剪切帶銀紋：在拉伸力作用下，聚合物中某些薄弱部位由于應力集中而產生的空化條紋狀形變區(qū)，稱為銀紋(craze)，這種現(xiàn)象稱為銀紋化。光學特征：在產生銀紋的

35、形變區(qū)中，銀紋稠密，銀紋面可強烈反射可見光，聚合物表面出現(xiàn)一片銀色的閃光。剪切帶：在切應力作用下，由于產生應變軟化，在材料內部的局部形成高度剪切形變的薄層。特征：形成剪切帶時，材料體積不變，剪切帶方向與應力方向成45或135度角14 如何解釋聚合物拉伸應力應變行為的時溫等效性？以線性非結晶聚合物的拉伸屈服應力為例，線性非晶聚合物的拉伸應力，實際上是在一定的溫度拉伸速度下使高分子鏈段重排運動能夠啟動所需的用力，也就是使鏈段重排運動的松弛時間與拉伸力作用時間能夠大致相當所需的應力，如果一定溫度，一定拉伸速度下施加一定的應力與t大致相當，鏈段的重排運動能夠啟動，試樣表現(xiàn)為屈服，這一應力為屈服應力；如

36、果固定拉伸速度，即固定t，升高溫度，就可以在較小的應力下使t松弛時間相當，即屈服應力減小；如果固定溫度，降低拉伸速度，也就是延長作用時間t，也可以在較小的應力下是t與松弛時間大體相當，也就是說升高溫度與降低拉伸速度對于減小聚合物拉伸屈服應力是等效的15 聚合物拉伸的真應力應變曲線有幾種類型？相應的拉伸行為如何？如果自=-1向-曲線引不出切線， ，即曲線任一點處的斜率總是大于=-1與該點連線的斜率，拉伸時均勻伸長，不會產生細頸。如果自=-1向-曲線可引出切線， 但只有一個切點，拉伸時會屈服成頸，但是細頸逐漸變細，直至斷裂。如果自=-1向-曲線可引出切線， 而且有兩個可滿足 的切點，可以屈服成頸，

37、細頸穩(wěn)定，直至試樣全部變成細頸。16 對某一單軸取向的高分子材料制品，在平行于取向方向進行高速拉伸應力應變試驗得到的沖擊強度值，與落重沖擊試驗方法得到的沖擊強度值一致嗎？為什么？不一致單軸取向，則單分子沿取向方向排列，平行于取向方向，原子以化學鍵相連，而且強度較大，而垂直于取向方向上，以范德華力相連，強度較小。落重沖擊試驗，外力作用方向垂直于取向方向，測得的沖擊強度低。而高速拉伸平行于取向方向，測得的強度高。17 聚合物脆性斷裂的理論有哪幾種？要點是什么？脆性斷裂轉變?yōu)轫g性斷裂的有效途徑有哪些？ 裂縫理論 基本內容：聚合物試樣表面的劃痕以及內部結構的缺陷是應力集中物，在受到外力作用時，在應力集

38、中物周圍一些區(qū)域的材料承受的實際應力大于平均應力，即有應力集中效應。當集中的應力達到或超過某一臨界值時，在材料（試樣）中引發(fā)銀紋(裂紋)，繼續(xù)增大應力，使銀紋(裂紋)失穩(wěn)，迅速擴展，最終使試樣在較低的平均應力下斷裂。Griffith 斷裂理論 斷裂過程中裂紋擴展產生新表面，需要一定的表面能，表面能是由材料內部的彈性儲能供給的；彈性儲能在材料中的分布是不均勻的，裂紋尖端處集中了大量的彈性儲能，可供給材料裂紋擴展產生新表面的表面能，致使裂紋迅速擴展，最終導致材料斷裂。分子理論 材料斷裂是一個松弛過程，宏觀斷裂是微觀化學鍵斷裂的熱活化過程，即當無規(guī)漲落的熱運動能量在某些部位的能量超過束縛原子間的勢壘

39、時，會使化學鍵斷裂，從而導致材料逐漸破壞。外力作用速度、作用力類型、溫度、濕度等18 在測定聚合物的力學強度時，為什么對試條的尺寸、形狀，測試的溫度、濕度有統(tǒng)一規(guī)定？試樣尺寸越大，存在應力集中的機會越多，形狀不同，可能產生不同的應力集中效應。溫度對力學強度有影響，溫度越高，分子運動加劇，密度降低，靜力學強度降低，沖擊強度降低。濕度如水對尼龍起增塑作用，還有可能起反增塑作用，使；力學強度及沖擊強度降低19 高彈性的特點是什么？實質是什么？如何得到這一認識的？ 高彈性：呈現(xiàn)高彈態(tài)的聚合物在不太大的外力作用下，能夠發(fā)生大的可逆形變的性能。彈性模量比較?。恍巫儠r有熱效應；彈性模量、回彈力隨交聯(lián)度增大而

40、增大，隨T升高而增大；回彈力隨拉伸比增大而增大；力學松弛現(xiàn)象較明顯；高彈性的特點是熵彈性試樣拉伸到不同的，固定l、p，測定不同T下的回彈力直線，這些回彈力直線可外推到T=0K，幾乎都通過0K點，說明橡膠高彈形變產生的回彈力主要是橡膠的熵變貢獻的。從而得到：理想高彈體的高彈性實質是熵彈性。二十交聯(lián)橡膠彈性統(tǒng)計理論的根據是什么？寫出由它得出的交聯(lián)橡膠的狀態(tài)方程，并說明狀態(tài)方程的意義。 由交聯(lián)橡膠高彈性的熱力學理論知，交聯(lián)橡膠高彈形變的回彈力是試樣的熵變貢獻的，試樣的熵變等于各個網鏈熵變的加和，則各個網鏈形變過程中構象變化產生的回彈力加和等于整個試樣的回彈力，這樣就可以用統(tǒng)計的方法將試樣的回彈力與交

41、聯(lián)橡膠的結構和應變狀態(tài)聯(lián)系起來，從而建立起交聯(lián)橡膠高彈性的統(tǒng)計理論。揭示出應力應變的關系；可測求交聯(lián)橡膠試樣的E、G：=0.5；可測求出交聯(lián)橡膠的交聯(lián)度；可以解釋高彈性的一些特征。二十一在一具有適當交聯(lián)度軟橡皮試條下端掛一砝碼（不是過重），達到平衡形變后，升高溫度，會觀察到什么現(xiàn)象？為什么？解：橡膠在張力（拉力）的作用下產生形變，主要是熵變化，即卷曲的大分子鏈在張力的作用下變得伸展，構象數(shù)減少。熵減少是不穩(wěn)定的狀態(tài)，當加熱時，有利于單鍵的內旋轉，使之因構象數(shù)增加而卷曲，所以在保持外界不變時，升溫會發(fā)生回縮現(xiàn)象。二十二影響聚合物力學內耗的因素是什么？聚合物結構溫度作用力頻率二十三“聚物的應力松弛

42、是指維持聚合物一恒定應變所需的應力逐漸衰減到零的現(xiàn)象”，這句話對嗎？為什么？錯誤。交聯(lián)聚合物維持一恒定應變所需盈利不會衰減到零，只會達到一個平均值，再者，應力松弛是恒定溫度下，維持一定應變所需應力逐漸衰減到零的現(xiàn)象。二十四.將某種硫化天然橡膠在300K進行拉伸，當伸長一倍時的拉力為7.25×105N·m-2，拉伸過程中試樣的泊松比為0.5，根據橡膠彈性理論計算： (1)10-6m3體積中的網鏈數(shù)N;(2)初始彈性模量E0和剪切模量G0 ;(3)拉伸時每10-6m3體積的試樣放出的熱量?第五章 聚合物溶液的性質一解釋名詞、概念1.溶度參數(shù) ：內聚能密度的平方根2.Huggin

43、s參數(shù) ：，它反映了高分子與溶劑混合時相互作用能變化的大小。3.臨界Huggins參數(shù) ： ，是相分離的臨界條件4.平衡溶脹度： 5.第二維利系數(shù) ： ，表征了聚合物溶液中高分子鏈段間和高分子鏈段與溶劑分子間相互作用的情況,也表征了高分子在溶液中的構象狀態(tài)。6.溶劑、溫度 ：高分子呈最自然的構象狀態(tài),只取決于高分子本身的結構，不受環(huán)境因素的干擾，被稱為“無干擾”，溶液稱為溶液，相應的溶劑為溶劑，溫度稱為溫度。   7.沉淀點:加沉淀劑使相分離，開始相分離的點 8.過量的溶劑混合化學勢： 中的后半部分可用來表示溶劑混合化學勢9.相對粘度： 10.增比粘度 11. 比

44、濃粘度 ： 12.特性粘度： 13.支化因子 14.Mark-Houwink方程 1 15.凍膠 ：聚合物溶液濃度超過某一臨界值是，自由溶劑全被高分子線團吸收而成內含溶劑，高分子線團之間或線團內部形成范德華力交聯(lián)，溶液失去流動性16.凝膠：高分子間以共價鍵交聯(lián)的聚合物溶脹體 17.亞濃溶液：當高分子溶液濃度達到一定程度后，高分子線團間相互穿插，交疊，整個溶液中鏈段分布區(qū)域均勻二什么是溶脹？什么是溶解？試從分子運動的觀點說明線型聚合物和交聯(lián)聚合物溶脹的最終狀態(tài)的區(qū)別。溶脹：聚合物溶于小分子溶劑分兩個階段：溶劑分子進入聚合物與高分子鏈段結合溶解：高分子鏈中所有鏈段擺脫其它高分子的相互用，高分子向溶

45、劑中擴散運動。交聯(lián)聚合物分子鏈間以化學鍵交聯(lián)，只能溶脹，不能溶解。三Huggins參數(shù)的物理意義是什么？其值與哪些因素有關？ 它反映了高分子與溶劑混合時相互作用能變化的大小。溶劑分子與高分子鏈段間相互作用越強，1 越小，還可能是負值。聚合物的性質、溶劑的性質、溫度、溶液的濃度都能影響Huggins參數(shù)。四如何選擇PVC的良溶劑？溶度參數(shù)相近原則溶劑采用親核溶劑Huggins參數(shù)<1/2五如何測求出聚合物的溶度參數(shù)？粘度法，溶脹法，濁度法，計算法六A2的物理意義如何？A2的大小與哪些因素有關？表征了聚合物溶液中高分子鏈段間和高分子鏈段與溶劑分子間相互作用的情況,也表征了高分子在溶液中的構象

46、狀態(tài)聚合物性質，溶劑性質，溫度，分子量分布七說明聚合物稀溶液熱力學性質偏離理想溶液性質的原因。舉出一個表示偏離程度大小的熱力學函數(shù)，從這一函數(shù)分析在什么條件下聚合物稀溶液具有“理想溶液”的性質。聚合物溶液中溶劑分子間，高分子重復單元間以及溶劑與重復單元間作用力不相同；聚合物可采取很多構象，混合熵大。 ，只有當Huggins參數(shù)等于1/2時具有理想溶液的性質8 由聚合物稀溶液的哪些參數(shù)、這些參數(shù)等于什么數(shù)值時可判定聚合物稀溶液是溶液？第二維利系數(shù)，Huggins參數(shù)，K，阿爾法，一維擴張因子，排斥體積等九當T等于、高于、低于時，A2的數(shù)值如何？高分子在稀溶液中的形態(tài)如何？A2>0，1<

47、;1/2，良溶劑 高分子鏈段與溶劑分子間的相互作用大高分子在溶液中呈比較伸展的構象狀態(tài)A2<0，1>1/2高分子鏈段間相互吸引作用強高分子呈緊縮線團的構象狀態(tài)，從溶液中沉析出A2=0，1=1/2高分子鏈段與溶劑分子間的相互作用與高分子鏈段間相互吸引作用相等高分子呈最自然的構象狀態(tài)(無擾態(tài)）10 詳細說明聚合物溶液h的測求。h的大小與哪些因素有關？非聚電解質溶液的測求 從的定義可知,應測幾種不同濃度稀溶液的sp,然后作粘度c關系曲線,外推到c0,求.當k=1/3時,對一般聚合物溶劑體系均呈直線關系,外推有共同截距:當k>1/3或k<1/3時,在實驗濃度范圍內, 線性關系不

48、好,用 作圖得直線外推求.聚電解質非極性溶劑溶液c與一般聚合物溶液的相同.聚電解質水體系低濃度范圍,隨c, .因電離度增大,高分子逐漸呈伸展的構象狀態(tài),Vh大;高濃度范圍, 關系逐漸與一般聚合物溶液相同.聚電解質水外加鹽體系隨外加鹽c , . 當外加鹽濃度達到一定程度后, 關系與一般聚合物溶液相同. 十一通過測求h可以得到哪些重要的物理量？若聚合物的分子量已知,通過測求,可以得到若已知聚合物溶劑體系在一定溫度下的K、 值,通過測求可以求出聚合物的分子量.12 已知PS環(huán)己烷體系的溫度為34，PS-甲苯體系的溫度低于34，假如于40測定同一種PS試樣溶于此兩種溶劑的溶液的滲透壓和粘度，問：兩種溶

49、液的、Huggins參數(shù)、A2、h、a值的大小順序如何？兩種體系兩種方法測得的試樣的平均分子量之間有什么關系？相等，大于，小于，小于，小于，小于，小于。對于均一分子量體系，二者測得數(shù)據相等，非均一分子量體系，粘度法測得的PS分子量大13 有哪些物理量可以表征高分子在稀溶液中的形態(tài)？平均密度，第二維利系數(shù)，Huggins參數(shù)，一維擴張因子，特性粘度，排斥體積，均方末端距，均方回轉半徑，Mark-Howink方程指數(shù)14 若用不良溶劑，聚合物溶液的h隨溫度升高而       ，是什么原因？若用良溶劑，聚合物溶液的h隨溫度升高而 

50、      。在溫度以上不太高的溫度范圍內，聚合物溶液的h隨溫度升高而       ，為什么？先增大而后減小；不變后減??；先增大而后減小；十五通過研究聚合物稀溶液中高分子散射光強度，可以得到哪些重要物理量？用什么公式計算的？高分子散射光強度包含在這些公式的哪一個物理量中？第二維利系數(shù)，Huggins參數(shù)，重均分子量包含在,R瑞利比中.十六聚合物增塑的類型有哪些？舉例說明聚合物加增塑劑后物理機械性能的變化。內增塑和外增塑17 有哪些實驗方法可以測求出聚合物溶液的溫度？兩種方法：滲透壓法；

51、利用Tc與r的關系第六章  聚合物分子量及分子量分布一解釋名詞、概念   1.聚合物分子量分布  ：聚合物中各種分子量的高分子的相對含量 2.分子量分布寬度指數(shù)  ：各個分子量與平均分子量之差的平方的平均值。 3.分子量多分散系數(shù)  4.GPC色譜柱的分辨率  ：色譜柱對不同分子量試樣能否完全分離的能力5.GPC色譜柱的加寬效應 ：對于分子量均一的聚合物試樣，經GPC儀淋洗得到的不是窄的矩形GPC譜圖，而是一定寬度的峰形GPC譜圖，這種現(xiàn)象稱為色譜柱的加寬效應. 6.普適校正曲線：用lgM對Ve作成的校正曲線普適校正曲線.二測定聚合物平均分子量的方法有哪些？得到的是何種統(tǒng)計平均分子量？數(shù)均分子量：末端基分析；沸點升高法；冰點降低法；氣相滲透法(VPO）膜滲透法；凝膠滲透色譜法(GPC法）重均分子量：光散射法；超速離心沉降平衡法；G P