高分子物理期末考試試題3卷參考答案

1、精選文檔高分子物理期末考試試題3卷參考答案一 名詞解釋（每題2分，共10分）：1.玻璃化轉(zhuǎn)變：是分子鏈段獲得了足夠的能量，以協(xié)同方式開頭運(yùn)動(dòng)，不斷轉(zhuǎn)變構(gòu)象，所導(dǎo)致的一系列物理性質(zhì)如形變，模量，比體積，比熱，密度，粘度，折光指數(shù)，介電常數(shù)等發(fā)生突變或不連續(xù)變化的過程。2時(shí)溫等效原理：上升溫度與延長(zhǎng)時(shí)間對(duì)分子運(yùn)動(dòng)是等效的，對(duì)聚合物的粘彈行為也是等效的。3構(gòu)型：是指分子中由化學(xué)鍵所固定的原子在空間的排列,這種排列是穩(wěn)定的.要轉(zhuǎn)變構(gòu)型,必需經(jīng)過化學(xué)鍵的斷裂和重組。4.熔融指數(shù)：在標(biāo)準(zhǔn)熔融指數(shù)儀中，先將聚合物加熱到肯定溫度，使其完全熔融，然后在肯定負(fù)荷下將它在固定直徑、固定長(zhǎng)度的毛細(xì)管中擠出，以格外鐘內(nèi)

2、擠出的聚合物的質(zhì)量克數(shù)為該聚合物的熔融指數(shù)。5.應(yīng)力集中:假如材料存在缺陷,受力時(shí)材料內(nèi)部的應(yīng)力平均分布狀態(tài)將發(fā)生變化,使缺陷四周局部范圍內(nèi)的應(yīng)力急劇地增加,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過應(yīng)力平均值,這種現(xiàn)象稱為應(yīng)力集中.二、簡(jiǎn)答題（每題5分，共40分）：1.聚丙烯腈只能用溶液紡絲，不能用熔融紡絲，而滌綸樹脂可用熔融紡絲。為什么？答：聚丙烯腈帶有強(qiáng)極性的腈基，分子間作用力極大，熔點(diǎn)極高，以至于高于分解溫度，所以不能接受熔融紡絲，而只能進(jìn)行溶液紡絲；而聚酸結(jié)構(gòu)中不含強(qiáng)極性取代基，分子間作用力小，熔點(diǎn)較低，所以可以用熔融法紡絲。2聚合物有哪些層次的結(jié)構(gòu)? 答：高分子鏈的結(jié)構(gòu)（一級(jí)結(jié)構(gòu)）：?jiǎn)蝹€(gè)高分子鏈中原子或基團(tuán)的幾何排

3、列狀況。包含一次結(jié)構(gòu)和二次結(jié)構(gòu)。高分子的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)（二級(jí)結(jié)構(gòu)):指具有肯定構(gòu)象的高分子鏈通過范德華力或氫鍵的作用，聚集成肯定規(guī)章排列的高分子聚集體結(jié)構(gòu)。高分子的一次結(jié)構(gòu)：爭(zhēng)辯的范圍為高分子的組成和構(gòu)型，指的是單個(gè)高分子內(nèi)一個(gè)或幾個(gè)結(jié)構(gòu)單元的化學(xué)結(jié)構(gòu)和立體化學(xué)結(jié)構(gòu)，故又稱化學(xué)結(jié)構(gòu)或近程結(jié)構(gòu)。高分子的二次結(jié)構(gòu)：爭(zhēng)辯的是整個(gè)分子的大小和在空間的形態(tài)，又稱遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)。3什么是溶脹？什么是溶解？試從分子運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)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)分。答：溶劑分子滲入高聚物內(nèi)部，使高聚物體積膨脹稱為溶脹。溶解是溶質(zhì)分子和溶劑分子相互混合的過程。線型高分子分子溶脹后由于能分散于溶劑中而溶解，而交聯(lián)高

4、分子因其化學(xué)鍵束縛，不能進(jìn)一步使交聯(lián)的分子拆散，只能溶脹，不能溶解。4.依據(jù)對(duì)材料的使用要求，有哪些途徑可轉(zhuǎn)變聚合物的Tg。答：(1)轉(zhuǎn)變主鏈或取代基的組成。主鏈中引入芳雜環(huán)或極性側(cè)基均可提高Tg；（2）加入增塑劑；（3）把握分子量；（4）適度交聯(lián)；（5）共聚-內(nèi)增塑作用；（6）共混等。5.試判別在半晶態(tài)聚合物中，發(fā)生下列轉(zhuǎn)變時(shí)，熵值如何轉(zhuǎn)變？并解釋其緣由：（1）Tg轉(zhuǎn)變；（2）Tm轉(zhuǎn)變；（3）形成晶體；（4）拉伸取向。答：（1）Tg轉(zhuǎn)變時(shí)熵值增大，因鏈段運(yùn)動(dòng)使大分子鏈的構(gòu)象數(shù)增加；（2）Tm轉(zhuǎn)變時(shí)熵值增大，理由同（1），另外晶格破壞也使分子的混亂度增加；（3）形成結(jié)晶時(shí)熵值減小，因大分子鏈規(guī)

5、整排列，構(gòu)象數(shù)削減；（4）拉伸取向時(shí)熵值減小，理由同（3）。6寫出三個(gè)判別溶劑優(yōu)劣的參數(shù)；并爭(zhēng)辯它們分別取何值時(shí)，該溶劑分別為聚合物的良溶劑、不良溶劑、溶劑。答： 1<1/2 ， A2>0 ，溶脹因子>1為良溶劑； 1>1/2 ， A2< 0 <1為不良溶劑； 1=1/2 ， A2=0 ，=1為溶劑。 7.聚合物分子量分布的測(cè)定方法答：(1) 利用聚合物溶解度的分子量依靠性，將試樣分成分子量不同的級(jí)分，從而得到試樣的分子量分布，如沉淀分級(jí)、柱上溶解分級(jí)和梯度淋洗分級(jí)。(2) 利用高分子在溶液中的分子運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，得到試樣的分子量分布，如超速離心沉降速度法。(3)

6、 利用高分子顆粒大小的不同，得到試樣的分子量分布，如凝膠滲透色譜法、集中速度法、熱集中法、區(qū)域熔融法、透析法以及電子顯微鏡法等。8.如何判別高分子的相容性？答：（1）觀看共混體系的透光率，相容的均相體系是透亮的；非均相體系呈現(xiàn)渾濁。但如兩種聚合物的折光率相同或微區(qū)尺寸遠(yuǎn)小于可見光波長(zhǎng)，即使是不相容的分相體系，表現(xiàn)上卻仍舊為透亮的。（2）共混聚合物的玻璃化溫度Tg是推斷相容性的最通用和最有效的方法。a，完全相容的共混體系只有一個(gè)Tg，且介于兩個(gè)共混聚合物各自的Tg1和Tg2之間。b、相分別的非均相體系則有兩個(gè)Tg。要的能三、選擇題（在下列各小題的備選答案中，請(qǐng)把你認(rèn)為正確答案的題號(hào)填入題干的括號(hào)

7、內(nèi)。少選、多選不給分。每題1.5分，共15分）1結(jié)晶型聚合物的結(jié)晶溫度范圍是 c 。ATbTg； BTmTd； CTgTm； DTgTd2結(jié)晶聚合物在結(jié)晶過程中 B 。 A體積增大； B體積縮小； C體積不變3.（ C ）是指熔融成型或濃溶液成型中，高聚物的分子鏈段或其他添加劑沿剪切流淌的運(yùn)動(dòng)方向排列。A、拉伸取向 B、雙軸取向 C、流淌取向 D、單軸取向4.下列哪種結(jié)晶形態(tài)具有黑十字消光圖像的（ B ）。A、纖維狀晶 B、球晶 C、單晶 D、樹枝晶5結(jié)晶聚合物隨著結(jié)晶度增加，其 a 、c 、 d 、g 是增大的，而 b 、 e 降低。 A比重； B伸長(zhǎng)率； C熔點(diǎn)； D抗沖擊強(qiáng)度； E抗拉強(qiáng)

8、度； F硬度； G剛度6.制備紡絲溶液時(shí)，對(duì)所用溶劑的要求：(A B C D)A 溶劑必需是聚合物的良溶劑，以便配成任意濃度的溶液。B 溶劑有適宜的沸點(diǎn)，這對(duì)于干法紡絲尤為重要。C 盡量避開接受易燃，易爆和毒性大的溶劑。D 溶劑來源豐富，價(jià)格低廉，回收簡(jiǎn)潔，在回收過程中不分解變質(zhì)。77.Tg溫度標(biāo)志著塑料使用的 B 和橡膠使用的 A 。前者常表征塑料的 C ，后者表征橡膠的 D 。A.最低溫度 B.最高溫度 C.耐熱性 D.耐寒性.8.在聚合物的力學(xué)松弛現(xiàn)象中， A 和 D 屬于靜態(tài)粘彈性， B 和 C 屬于動(dòng)態(tài)粘彈性。A.蠕變 B.力學(xué)損耗 C.滯后 D.應(yīng)力松弛9.Tg是鏈段開頭“解凍“的

9、溫度，因此凡是使鏈段的柔性_A_，使分子間作用力 A 的結(jié)構(gòu)因素均使Tg下降。A：增加 降低 B：增加 上升C: 削減 上升 D：削減 降低10.下列哪種力學(xué)模型可以模擬交聯(lián)高聚物的蠕變過程 B 。A. MAXWELL模型 B . VOINT模型 C. 四元件模型 D. 多元件模型四、填空題（每空1分，共15分）1運(yùn)動(dòng)單元具有多重性:   側(cè)基       ，      支鏈   ，     &#

10、160; 鏈節(jié)  ，       鏈段和整個(gè)分子  等。2 .依據(jù)制備方法，液晶可分為 溶致型 和 熱致型 。3. 一硫化橡膠試樣在周期性交變拉伸作用下，應(yīng)變落后于應(yīng)力變化的現(xiàn)象稱為     滯后   現(xiàn)象，對(duì)應(yīng)于同一應(yīng)力值，回縮時(shí)的應(yīng)變  大于   拉伸時(shí)的應(yīng)變；拉伸曲線下的面積表示   外力做的功    ，回縮曲線下的面積表

11、示  回縮力      ，兩個(gè)面積之差表示   力學(xué)損耗     。4分子量的分級(jí)方法  逐步降溫分級(jí)法      ，  逐步沉淀分級(jí)法      ，  溶解分級(jí)法      ，    梯度淋洗法  

12、  等。五、計(jì)算題（每題10分，共20分）。1、由文獻(xiàn)查得滌綸樹脂的密度c=1.50×103kg/m3和a=1335×103kg/m3,內(nèi)聚能E=66.67kJ/mol(單元)。今有一塊1.42×2.96×0.51×10-6m3的滌綸試樣,質(zhì)量為2.92 ×10-3 kg,試由以上數(shù)據(jù)計(jì)算:(1)滌綸樹脂試樣的密度和結(jié)晶度;(2)它的內(nèi)聚能密度(滌綸樹脂試樣的M0=192g/mol).解:(1)密度=W/V=2.92×10-3/(1.42×2.96×0.51×10-6)=1.362&#

13、215;103kg/m3結(jié)晶度fcV=(-a)/(c-a)=(1.362-1.335)/(1.50-1.335)=21.8%或 fcW=c/·(-a)/(c-a)=23.3%(2)內(nèi)聚能密度CED=E/VM0=66.67×103/(1/1.362×103) ×192=473J/cm32、某交聯(lián)橡膠試樣于298K時(shí)，經(jīng)物理測(cè)試得以下數(shù)據(jù)：試片尺寸=0.2×1×2.8 cm3;試片質(zhì)量=0.518g;試片被拉伸一倍時(shí)的拉力F=2 kg.試由以上數(shù)據(jù)求此橡膠的網(wǎng)鏈平均分子量.解:由橡膠狀態(tài)方程=f/ A0=RT(- 1/2 )/Mc=W/V=0.518&#