高分子物理課后習(xí)題答案(詳解)及高分子物理習(xí)題集

INET：聚氯乙烯〉聚偏二氯乙烯10.以結(jié)構(gòu)觀點討論下列聚合物的結(jié)晶能力：聚乙烯、尼龍66、聚異丁烯。聚乙烯，結(jié)構(gòu)簡單，對稱又規(guī)整，所以非常容易結(jié)晶。尼龍66，化學(xué)結(jié)構(gòu)及幾何結(jié)構(gòu)均較規(guī)整，沒有鍵接方式問題，也較容易結(jié)晶。聚異丁烯，分子鏈具有較高的對稱性，可以結(jié)晶，但由于取代基的空間位阻以及化學(xué)結(jié)構(gòu)的不規(guī)整性，使其較難結(jié)晶。11.均聚物A熔點為200℃，熔融熱為8374J/mol重復(fù)單元。如果在結(jié)晶的AB無規(guī)共聚物中，單體B不能進(jìn)入晶格，試預(yù)測含單體B10%摩爾分?jǐn)?shù)的共聚物的熔點。答：451.8k.12.現(xiàn)有某種聚丙烯試樣，將其熔體10ml于150℃0

V/ml

9.9981

9.9924

9.9765

9.8418

9.5752已知聚丙烯晶胞密度為0.96g/cm3,結(jié)晶完全時體積結(jié)晶度為50%。試用Avrami方程計算該試樣的結(jié)晶速度常數(shù)K和Avrami指數(shù)n。答：K=0.00316,n=3.02。

(5)_clip_image004_0001??瑘潓瑦慷敲?捩潲潳瑦傳晦捩罥?q???揓???《?????戀縹??偼?Э??考??む老???考?????污敳老??獡灓撿?亀來瑡癩?亀浵敢呲灹?厀畯捲噥污敵耄??耈湕瑩慎敭3 3 s3 3 3 s3 3 3 s s 3 s s 3 s 3 攚溏9?A?C川C?T炾j?k?n?曚??±?2??攅à楬í???ó?a巉é?ì竸ì?e沜ó?考????????????峿巿廿??嬀笀?????????????壽????????????????娀?楔葲汶??繎??第6章

橡膠彈性

1.高彈性有哪些特征？為什么聚合物具有高彈性？在什么情況下要求聚合物充分體現(xiàn)高彈性？什么情況下應(yīng)設(shè)法避免高彈性？

答：（1）高彈性特征：a.彈性模量很小;b.形變量很大;c.彈性模量隨絕對溫度的升高正比的增加；d.形變時有明顯的熱效應(yīng)。

（2）略（3）略2.試述交聯(lián)橡膠平衡態(tài)髙弾形變熱力學(xué)分析的依據(jù)和所得結(jié)果的物理意義。

答：依據(jù)：熱力學(xué)第一定律和第二定律，

物理意義：橡膠變形后的張應(yīng)力可以看成是由熵的變化和內(nèi)能的變化兩部分組成。只有熵才能貢獻(xiàn)的彈性叫熵彈性，橡膠拉伸時內(nèi)能變化很小，主要是熵的變化。內(nèi)能的變化是橡膠拉伸時放熱的原因。3．簡述橡膠彈性統(tǒng)計理論的研究現(xiàn)狀與展望，說明橡膠彈性唯象理論的優(yōu)缺點。

答：略。

4．什么叫熱塑性彈性體？舉例說明其結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系。

答：（1）熱塑性彈性體是一種兼有塑料和橡膠特性、在常溫下顯示橡膠高彈性、高溫下又能塑化成型的高分子材料，又稱為第三代橡膠。

（2）苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物（SBS），PB分散相Tg高于室溫，構(gòu)成物理交聯(lián)區(qū)域；故SBS室溫下為彈性體，高溫下發(fā)生粘性流動，可以塑化成型。5.一交聯(lián)橡膠試片，長2.8cm、寬1.0cm、厚0.2cm、重0.518g，于25℃時拉長1倍，測定張力為9.8N。請計算該試樣網(wǎng)鏈的平均分子量。

答：8185g/mol

6.某硫化橡膠試樣，其網(wǎng)鏈平均分子量為10000，密度為1g/cm3。問25℃時拉伸1倍需要多大的應(yīng)力?(R=8.314J/K·mol)

答：Pa

7.一硫化橡膠試樣，應(yīng)力為1.5×106N/m2時拉伸比為2.5.試計算該試樣1cm3中的網(wǎng)鏈數(shù)。

答：

8.（1）利用橡膠彈性理論，計算交聯(lián)點間平均分子量為5000、密度為0.925g/cm3的彈性體在23℃時的拉伸模量和切變模量。（R=8.3145J/K·mol）

(2)若考慮自由末端校正，模量將怎樣改變？（已知試樣的=100000）

答：(1)E=1.366Mpa,G=0.455Mpa

(2)E=1.229Mpa,G=0.410Mpa9.稱取交聯(lián)后的天然橡膠試樣，于25℃在正癸烷溶劑中溶脹。達(dá)溶脹平衡時，測得體積溶脹比為4.0。已知高分子-溶劑相互作用參數(shù)χ1=0.42，聚合物的密度ρ2=0.925g/cm3,溶劑的摩爾體積為195.86cm3/mol,試計算該試樣的剪切模量G(R=8.3145J/K·答：。第7章

聚合物的粘彈性

1.舉例說明聚合物的蠕變、應(yīng)力松弛、滯后和內(nèi)耗現(xiàn)象。為什么聚合物具有這些現(xiàn)象？這些現(xiàn)象對其的使用性能存在哪些利弊？

2.簡述溫度和外力作用頻率對聚合物內(nèi)耗大小的影響。畫出聚合物的動態(tài)力學(xué)普示意圖，舉出兩例說明譜圖在研究聚合物結(jié)構(gòu)與性能方面的應(yīng)用。3.指出Maxwell模型、Kelvin模型和四元件模型分別適宜于模擬哪一類型聚合物的那一種力學(xué)松弛過程？

答：Maxwell模型適宜于模擬線形聚合物的應(yīng)力松弛過程，Kelvin模型適宜于模擬交聯(lián)聚合物的蠕變過程，四元件模型適宜于模擬線形聚合物的蠕變過程。4.什么是時溫等效原理？該原理在預(yù)測聚合物材料的長期使用性能方面和在聚合物加工過程中各有哪些指導(dǎo)意義？

答：（1）升高溫度與延長時間對分子運動是等效的，對聚合物的粘彈行為也是等效的，這就是時溫等效原理。

（2）需要在室溫條件下幾年甚至上百年完成的應(yīng)力松弛實驗實際上是不能實現(xiàn)的，但可以在高溫條件下短期內(nèi)完成；或者需要在室溫條件下幾十萬分之一秒或幾百萬分之一秒中完成的應(yīng)力松弛實驗，可以在低溫條件下幾個小時甚至幾天內(nèi)完成。5.定量說明松弛時間的含意。為什么說作用力的時間相當(dāng)時，松弛現(xiàn)象才能被明顯地觀察到？

答：（1）松弛時間是粘性系數(shù)和彈性系數(shù)的比值；

（2）如果外加應(yīng)力作用時間極短，材料中的粘性部分還來不及響應(yīng)，觀察到的是彈性應(yīng)變。反之，若應(yīng)力作用的時間極長，彈性應(yīng)變已經(jīng)回復(fù)，觀察到的僅是粘性流體貢獻(xiàn)的應(yīng)變，材料可考慮為一個簡單的牛頓流體。只有在適中的應(yīng)力作用時間，材料的粘彈性才會呈現(xiàn)，應(yīng)力隨時間逐漸衰減到零，這個適中的時間正是松弛現(xiàn)象的內(nèi)部時間尺度松弛時間τ。6.簡述聚合物粘彈理論的研究現(xiàn)狀與展望。

答：略。7.一某種聚合物材料作為兩根管子接口法蘭的密封墊圈，假設(shè)該材料的力學(xué)行為可以用Maxwell模型來描述。已知墊圈壓縮應(yīng)變?yōu)?.2，初始模量為3e6N/m2,材料應(yīng)力松弛時間為300d，管內(nèi)流體的壓力為0.3e6N/m2,試問多少天后接口處將發(fā)生泄露？

答：208d。8.將一塊橡膠試片一端夾緊，另一端加上負(fù)荷，使之自由振動。已知振動周期為0.60s，振幅每一周期減少5%，試計算：

（1）橡膠試片在該頻率（或振幅）下的對數(shù)減量（△）和損耗角正切（tgδ）；

（2）假若△=0.02，問多少周期后試樣的振動振幅將減少到起始值的一半？

答：（1）；

（2）21。

9.分別寫出純粘性液體（粘滯系數(shù)η）、理想彈性體（彈性模量E）、Maxwell單元（EM、

ηM)和Kelvin單元（EK,Ηk）在t=0時加上一恒定應(yīng)變速度K后應(yīng)力（δ）隨時間（t）的變化關(guān)系，并以圖形表示之。

解：（1）δ=KEt,圖形為一過原點直線。

（2）δ=Kη,圖形為一水平直線。

（3）δ=Kη-ηexp(-Et/η),圖形為一條斜率逐漸減小的曲線。

（4）δ=KEt+ηK圖形為一直線，與縱軸交點在橫軸上方。

10.設(shè)聚丙烯為線性粘彈體，其柔量為D（t）=1.2t0.1(GPa)-1(t的單位為s),應(yīng)力狀態(tài)如下：

δ=0

t<0

δ=1MPa

0≦t≦1000s

δ=1.5MPa

1000s≦t≦2000s

試計算1500s時，該材料的應(yīng)變值。

答：11.在頻率為1Hz條件下進(jìn)行聚苯乙烯試樣的動態(tài)力學(xué)性能實驗，125℃出現(xiàn)內(nèi)耗峰。請計算在頻率1000Hz條件下進(jìn)行上述實驗時，出現(xiàn)內(nèi)耗峰的溫度。（已知聚苯乙烯的Tg=100℃）

答12.某聚合物試樣，25℃時應(yīng)力松弛到模量為1e5N/m^2需要10h。試計算-20℃時松弛到同一模量需要多少時間？（已知該聚合物的Tg=-70℃）

13.某聚合物的粘彈行為服從Kelvin模型，其中η值服從WLF方程，E值服從橡膠彈性統(tǒng)計理論。該聚合物的玻璃化溫度為5℃，該溫度下粘度為1e12Pa·s，有效網(wǎng)鏈密度為1e-4mol/cm^3。試寫出30℃、1e6Pa應(yīng)力作用下該聚合物的蠕變方程。

答第8章

聚合物的屈服和斷裂

1.名詞解釋：

脆-韌轉(zhuǎn)變點；細(xì)頸；剪切帶；銀紋；應(yīng)力集中；疲勞。

脆-韌轉(zhuǎn)變點：在一定應(yīng)變速率下，作斷裂應(yīng)力和屈服應(yīng)力分別與溫度T的關(guān)系曲線，兩條曲線的交點就是脆韌屈服轉(zhuǎn)變點。

細(xì)頸：高分子材料試樣條在拉伸實驗中，試條某點的橫截面突然快速下降的現(xiàn)象。

剪切帶：只發(fā)生在局部帶狀區(qū)域內(nèi)的剪切變形。

銀紋：聚合物在張應(yīng)力作用下，于材料某些薄弱地方出現(xiàn)應(yīng)力集中而產(chǎn)生局部的塑性形變和取向，以至在材料表面或內(nèi)部垂直于應(yīng)力方向上出現(xiàn)長度為100μm、寬度為10μm左右、厚度約為1μm的微細(xì)凹槽。

應(yīng)力集中：受力材料在形狀、尺寸急劇變化的局部或內(nèi)部缺陷（孔、裂縫等）的附近出現(xiàn)應(yīng)力顯著增大的現(xiàn)象。

疲勞：材料或構(gòu)件在周期應(yīng)力作用下斷裂或失效的現(xiàn)象，是材料在實際使用中常見的破裂

形式。

2.畫出非晶態(tài)和晶態(tài)聚合物拉伸時典型的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，指出曲線上的特征點及相應(yīng)的應(yīng)力、應(yīng)變名稱。

3.討論溫度、應(yīng)變速度、流體靜態(tài)壓力對上述應(yīng)力-應(yīng)變曲線的影響規(guī)律。4.簡述幾種組合應(yīng)力作用下材料的屈服判據(jù)，比較不同判據(jù)之間的差異。

答：（1）單參數(shù)屈服判據(jù)（Tresca判據(jù)和最大形變能理論），只受正應(yīng)力和切應(yīng)力；（2）雙參數(shù)屈服判據(jù)（Coulomb判據(jù)或MC判據(jù)），受正應(yīng)力、切應(yīng)力和正壓力。此外考慮流體靜壓力的改進(jìn)的Tresca和VonMises判據(jù)也適用。

5.何謂聚合物的強度？為什么理論強度比實際強度高很多倍？6.簡述聚合物增強、增韌的途徑和機理。

答：聚合物增強途徑：通過添加增強劑來形成復(fù)合材料；

機理：形成復(fù)合材料，可以傳遞應(yīng)力，避免基體應(yīng)力集中，提高力學(xué)強度。

聚合物的增韌途徑：添加增塑劑。

機理：銀紋機理、銀紋-剪切帶機理、三軸應(yīng)力空化機理、剛性粒子增韌機理。

7.下列幾種聚合物的抗沖擊性能如何？為什么？（T<Tg）

（1）聚苯乙烯；（2）聚苯醚；（3）聚碳酸酯；(4)ABS;(5)聚乙烯

答：(1)聚苯乙烯，因主鏈掛上體積龐大的側(cè)基苯環(huán)，使之稱為難以改變構(gòu)象的剛性鏈，使得沖擊性能不好，為典型的脆性聚合物。

（2）聚苯醚，因主鏈含有剛性的苯環(huán)，故為難以改變構(gòu)象的剛性鏈，沖擊性能不好。

（3）聚碳酸酯，由于主鏈中含酯基，在-120攝氏度可產(chǎn)生局部模式運動，稱之為β轉(zhuǎn)變。在T<Tg時，由于外力作用，β轉(zhuǎn)變吸收沖擊能，使聚合物上的能量得以分散，因此沖擊性能好，在常溫下可進(jìn)行冷片沖壓成型，即常溫塑性加工。

（4）ABS，因ABS具有多相結(jié)構(gòu)，支化的聚丁二烯相當(dāng)于橡膠微粒分散在連續(xù)的塑料相中，相當(dāng)于大量的應(yīng)力集中物，當(dāng)材料受到?jīng)_擊時，它們可以引發(fā)大量的裂紋，從而能吸收大量的沖擊能，所以沖擊性能好。

（5）聚乙烯，由于聚乙烯鏈節(jié)結(jié)構(gòu)極為規(guī)整和對稱，體積又小，所以聚乙烯非常容易結(jié)晶，而且結(jié)晶度比較高。由于結(jié)晶限制了鏈段的運動，使之柔性不能表現(xiàn)出來，所以沖擊性能不好。高壓聚乙烯由于支化多，破壞了鏈的規(guī)整性，結(jié)晶度低些，沖擊性能稍好些。

8.如何采用物理改性的方法制備下列材料？簡述其改性機理。

（1）抗沖擊聚丙烯塑料；（2）高強度丁苯橡膠；（3）高強度尼龍纖維；（4）高強度、高耐折射性的聚酯薄膜；（5）高強度環(huán)氧樹脂。

9.用低密度聚乙烯改性尼龍的研究和應(yīng)用報道很多。該種共混體系相容性很差，用什么方法可以改善兩者的相容性？用什么實驗手段可以說明相容性確實顯著提高了？

10.現(xiàn)有一塊有機玻璃（PMMA）板，內(nèi)有長度為10mm的中心裂紋，該板受到一個均勻的拉伸應(yīng)力δ=450e6N/m^2的作用。已知材料的臨界應(yīng)力強度因子KIC=84.7e6N/m^2·m^1/2,安全系數(shù)n=1.5,問板材結(jié)構(gòu)是否安全？第9章

聚合物的流變性

1.什么是假塑性流體？絕大多數(shù)聚合物熔體和濃溶液在通常條件下為什么均呈現(xiàn)假塑性流體的性質(zhì)？試用纏結(jié)理論加以解釋。

答：（1）流動指數(shù)n<1的流體稱為假塑性流體；

（2）略

2.聚合物的粘性流動有何特點？為什么？3.為什么聚合物的粘流活化能與分子量無關(guān)？

答：根據(jù)自由體積理論，高分子的流動不是簡單的整個分子的遷移，而是通過鏈段的相繼躍遷來實現(xiàn)的。形象的說，這種流動的類似于蚯蚓的蠕動。因而其流動活化能與分子的長短無關(guān)。,由實驗結(jié)果可知當(dāng)碳鏈不長時，隨碳數(shù)的增加而增加，但當(dāng)碳數(shù)大于30時，不再增大，因此聚合物超過一定數(shù)值后，與相對分子質(zhì)量無關(guān)。4.討論聚合物的分子量和分子量分布對熔體粘度和流變性的影響。

答：低切變速率下，當(dāng)時，略依賴于聚合物化學(xué)結(jié)構(gòu)和溫度，當(dāng)時，與聚合物化學(xué)結(jié)構(gòu)，分子量分布及溫度無關(guān)；增大切變速率，鏈纏結(jié)結(jié)構(gòu)破壞程度增加，分子量對體系粘度影響減小。

聚合物熔體非牛頓流動時的切變速率隨分子量加大向低切變速率移動，剪切引起的粘度下降，分子量低的試樣也比分子量高的試樣小一些。分子量相同時分子量分布寬的聚合物熔體出現(xiàn)非牛頓流動的切變速率比分布窄的要低的多。

5.從結(jié)構(gòu)觀點分析溫度、切變速率對聚合物熔體粘度的影響規(guī)律，舉例說明這一規(guī)律在成型加工中的應(yīng)用。

答：a.溫度升高，粘度下降，在較高溫度的情況下，聚合物熔體內(nèi)自由體積相當(dāng)大，流動粘度的大小主要取決于高分子鏈本身的結(jié)構(gòu)，即鏈段躍遷運動的能力，一般分子鏈越剛硬，或分子間作用力越大，則流動活化能越高，這類聚合物是溫敏性的；當(dāng)溫度處于一定范圍即Tg<T<Tg+100K時，由于自由體積減小，階段躍遷速率不僅與其本身的躍遷能力有感，也與自由體積大小有關(guān)。

b．柔性鏈高分子表觀粘度隨切變速率增加而明顯下降，剛性鏈高分子表觀粘度也隨且變速率增加而下降，但降幅較小，因為切變速率增加，柔性鏈易改變構(gòu)象，即通過鏈段運動破壞原有纏結(jié)，降低流動阻力，剛性鏈鏈段較長，構(gòu)象改變較困難，隨切變阻力增加，阻力變化不大。6.解釋下列名詞、概念：

（1）牛頓流體和非牛頓流體；

牛頓流體：流動行為符合牛頓流動定律的流體；

非牛頓流體：流動行為不符合牛頓流動定律的流體。

（2）切粘度和拉伸粘度；

切粘度：等于單位速度梯度時單位面積上所受到的切應(yīng)力，其值放映了液體分子間由于相互作用而產(chǎn)生的流動阻力即內(nèi)摩擦力的大小，單位為帕秒（Pas）。

拉伸粘度：等于單位速度梯度時單位面積上所受到的拉伸應(yīng)力。（3）真實粘度和表觀粘度；

真實粘度：單位速度梯度時單位面積上所受到的切應(yīng)力。

表觀粘度：在粘性流動中，流體具有剪切速率依賴性時的剪切應(yīng)力與剪切速率之比值。（4）非牛頓指數(shù)和稠度系數(shù)；

非牛頓指數(shù)：n=，對切變速率非牛頓的校正。

稠度系數(shù)：描述非牛頓流體流動行為可用下述冪律方程：，其中K為稠度系數(shù)。

（5）不穩(wěn)定流動與熔體破裂。

不穩(wěn)定流動與熔體破裂：聚合物熔體在擠出時，如果切應(yīng)力超過一極限值時，熔體往往會出現(xiàn)不穩(wěn)定流動，擠出物外表不再是光滑的，最后導(dǎo)致不規(guī)則的擠出物斷裂，稱為熔體破裂。7.為什么滌綸采用熔融紡絲方法，而腈綸卻用濕法紡絲？

答：由于聚丙烯腈的熔點很高（318℃），分解溫度（220℃）低于熔點，所以不能用熔融紡絲。由于聚對苯二甲酸乙二酯的熔點為260~270℃，低于分解溫度（約為350℃），可用熔融紡絲。

8.某一聚苯乙烯試樣，已知160℃時粘度為1e3Pa·s,試估算Tg(100℃)時及120℃時的粘度。

答：Tg(100℃)時為?Pa·s，12010.用毛細(xì)管流變儀擠出順丁橡膠試樣，不同柱塞速度ν條件下，得到載荷下的數(shù)值如下：

V(mm/min)

0.6

2

6

20

60

200

F(mm/min)

2067.8

3332

4606

5831

6918.8

7781.2

已知柱塞直徑dp=0.9525cm,毛細(xì)管直徑D=0.127cm,毛細(xì)管長徑比L/D=4,忽略入口校正，試作出熔體的τw-曲線和ηa-曲線。

答：略。第10章

聚合物的電性能、熱性能、光學(xué)性能和表面與界面性能名詞解釋：

取向極化；介電損耗；電擊穿；介電松弛譜；Cole-Cole圖；非線性光學(xué)性質(zhì)；全反射

取向極化：又稱偶極極化，是具有永久偶極矩的極性分子沿外場方向排列的現(xiàn)象。

介電損耗：在外電場作用下，由于分子極化引起的電能的損耗，用介電損耗角正切tan表示。

電擊穿：當(dāng)電場強度達(dá)到某些臨界數(shù)值（這對不同材料是不同的）時，載流子從外部電場所獲得的能量大大超過它們與周圍碰撞所損失的部分能量，將使被撞擊的高分子鏈發(fā)生電離，產(chǎn)生新的載流子，如此繼續(xù)，就會發(fā)生所謂的“雪崩”現(xiàn)象，以致電流急劇上升，聚合物發(fā)生擊穿。這類擊穿叫做電擊穿。

介電松弛譜：完成取向極化所需的時間范圍很寬，與力學(xué)松弛時間譜類似的一個時間譜。Cole-Cole圖：根據(jù)公式以對作圖，得到圓心在（，0）、半徑為的半圓，稱為Cole-Cole圖。非線性光學(xué)性質(zhì)：光波作為一種電磁波，在很高的電場強度下，極化強度與電場強度之間呈現(xiàn)非線性關(guān)系的性質(zhì)。

全反射：折射光消失，入射光全部反射。2.比較聚合物介電松弛和力學(xué)松弛的異同點。3.討論影響聚合物介電常數(shù)和介電損耗的因素。

答：影響因素（1）電場頻率的影響：在低頻區(qū)，介電常數(shù)達(dá)到最大值，而介電損耗最小；在光頻區(qū)，介電常數(shù)很小，介電損耗也小。

（2）溫度的影響：溫度過低和都很?。簧邷囟?，和都增大；進(jìn)一步升高溫度，又變得很小，而介電常數(shù)通過一個峰值后緩慢的隨溫度升高而下降。

（3）增塑劑的影響：介電損耗隨增塑劑含量的增加而移向低溫。

（4）雜質(zhì)的影響：對于非極性高聚物來說，雜質(zhì)是引起介電損耗的主要原因。4.什么叫聚合物的駐極體？什么叫熱釋電流法(TSC)?該法為什么能有效的研究聚合物的分子運動？

答：（1）駐極體是具有被凍結(jié)的長壽命（相對于觀察時間而言）非平衡偶極矩的電介質(zhì)。

（2）將駐極體在無外電場作用下加熱，駐極體內(nèi)原先被凍結(jié)的取向偶極矩會解取向（退極化）；被俘獲在陷阱內(nèi)的真實電荷會解俘獲，電極極板上的感應(yīng)電荷會釋放出來，從而產(chǎn)生電流，這種方法就熱釋電流法（TSC）。

（3）用熱釋電流法測出電流—溫度譜（TSC譜），曲線上α、β和γ峰反映主鏈鏈段與局部模式分子運動所貢獻(xiàn)的熱釋電流，ρ峰歸屬于陷阱載流子解俘獲電流，一般出現(xiàn)在極化溫度以上。5.結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電聚合物的分子結(jié)構(gòu)與導(dǎo)電性關(guān)系如何？舉例說明。

答：（1）具有共軛雙鍵的高聚物：聚乙炔，聚苯乙炔等，可用作半導(dǎo)體或?qū)w；

（2）電荷轉(zhuǎn)移絡(luò)合物和自由基-離子化合物：聚2-乙烯吡啶-碘，TCNQ為電子接受體的聚合物等，導(dǎo)電率不高，但拉伸形變達(dá)到80%時，導(dǎo)電性仍能不受破壞；

（3）金屬有機共軛結(jié)構(gòu)高聚物：將金屬引入高聚物主鏈即得到金屬有機高聚物。如聚銅鈦菁。6.簡述導(dǎo)電聚合物的研究意義。

答：高性能導(dǎo)電聚合物即新一代的有機電子功能材料的研制，將為高密度信息處理、高效能量轉(zhuǎn)換等高科技的發(fā)展作出貢獻(xiàn)。7.什么叫聚合物的耐熱性和熱穩(wěn)定性？如何提高聚合物的耐熱性和熱穩(wěn)定性？

答：（1）耐熱性：聚合物材料抵抗熱變形和熱分解的能力。

熱穩(wěn)定性：聚合物耐熱降解或老化的性能。

（2）提高聚合物耐熱性的方法:a.增加高分子鏈的剛性；b.提高聚合物的結(jié)晶性；c.進(jìn)行交聯(lián)。

提高熱穩(wěn)定性的方法：a.在高分子鏈中避免弱鍵；b.在高分子主鏈中避免一長串連接的亞甲基，并盡量引入較大比例的環(huán)狀結(jié)構(gòu)；c.合成“梯形”、“螺形”和“片狀”結(jié)構(gòu)的聚合物。8.討論提高聚合物透明性的途徑。

答：a.加防反射膜；b.使聚合物在可見光頻率區(qū)無基準(zhǔn)振動；c.增加聚合物非晶成分；d.添加成核劑，采用急冷結(jié)晶的方法得到微細(xì)結(jié)晶。9.簡述影響聚合物界面張力的因素。如何降低聚合物之間的界面張力？

答：（1）溫度、極性、分子量和添加劑;

(2)升高溫度；降低接觸兩相聚合物的極性差異；降低分子量：加入添加劑。10.討論聚合物表面改性的研究現(xiàn)狀與展望。

答：略。1、高聚物結(jié)構(gòu)包括高分子的鏈結(jié)構(gòu)和高分子的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)，高分子的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)又包括晶態(tài)結(jié)構(gòu)、非晶態(tài)結(jié)構(gòu)、取向態(tài)結(jié)構(gòu)和液晶態(tài)結(jié)構(gòu)以及織態(tài)結(jié)構(gòu)。2、高分子鏈結(jié)構(gòu)單元的化學(xué)組成有碳鏈高分子、雜鏈高分子、元素高分子和梯形和雙螺旋型高分子，元素高分子有有機元素高分子和無機元素高分子。3、高分子的結(jié)晶形態(tài)有折疊鏈片晶、串晶、伸直鏈片晶和纖維狀晶。4、高聚物的晶態(tài)結(jié)構(gòu)模型主要有纓狀膠束模型（或兩相模型）、折疊鏈結(jié)構(gòu)模型、隧道-折疊鏈模型、插線板模型；高聚物的非晶態(tài)結(jié)構(gòu)模型主要有無規(guī)線團(tuán)模型和折疊鏈纓狀膠束粒子模型（或兩相球粒模型）。5、測定分子量的方法有端基分析法、氣相滲透法、膜滲透法、光散射法、粘度法和凝膠色譜法。6、提高高分子材料耐熱性的途徑主要有增加鏈剛性、增加分子間作用力、結(jié)晶。7、線性高聚物在溶液中通常為無規(guī)線團(tuán)構(gòu)象，在晶區(qū)通常為伸直鏈或折疊鏈現(xiàn)象。8、高聚物稀溶液冷卻結(jié)晶易生成單晶，熔體冷卻結(jié)晶通常生成球晶。熔體在應(yīng)力作用下冷卻結(jié)晶常常形成串晶。9、測定高聚物Mn、Mw、Mη的方法分別有膜滲透法、光散射法、和粘度法。測定高聚物相對分子質(zhì)量分布的方法有沉淀分級法和GPC；其基本原理分別為溶解度和體積排除。10、高聚物的熔體一般屬于假塑性流體，其特性是粘度隨剪切速率增加而減小。高聚物懸浮體系、高填充體系、PVC糊屬于脹塑性流體，其特征是粘度隨剪切速率增加而增加。11、對于聚乙烯自由旋轉(zhuǎn)鏈，均方末端距與鏈長的關(guān)系是。12、當(dāng)溫度T=θ時，第二維里系數(shù)A2=0，此時高分子溶液符合理想溶液性質(zhì)。13、測定PS重均相對分子質(zhì)量采用的方法可以是光散射法。14、均相成核生長成為三維球晶時，Avranmi指數(shù)n為4。15、蠕變可用四元件（或Voigt模型）模型來描述。16、作橡膠、塑料和纖維使用的聚合物之間的主要區(qū)別是非相對分子質(zhì)量、模量和內(nèi)聚能密度。17、制備高分子合金的方法有物理或化學(xué)共混。18、目前世界上產(chǎn)量最大的塑料品種是聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯（三種）；合成纖維品種是滌綸、尼龍、腈綸（三種）；合成橡膠品種是丁苯橡膠、順丁橡膠（兩種）。19、高分子液晶根據(jù)分子排列方式和有序程度不同，分為近晶型、向列型、膽甾型三類。20、聚異丁烯-甲苯溶液的特性粘數(shù)隨溫度的上升而下降。21、乙酸乙烯含量為45%的EVA比含量為15%的EVA彈性大。22、雙酚A型聚碳酸酯的玻璃化溫度比聚對苯二甲酸己二醇酯的玻璃化溫度高。23、聚對苯二甲酸乙二醇酯的結(jié)晶速度比聚乙烯的結(jié)晶速度慢。24、高分子溶液的混合熵比同樣分子數(shù)目的小分子溶液的混合熵大得多。25、等規(guī)聚丙烯晶體中分子鏈處于螺旋構(gòu)象。26、處于非晶態(tài)的結(jié)晶性高聚物慢速加熱到Tg以上時，會發(fā)生結(jié)晶現(xiàn)象。27、Z均相對分子質(zhì)量與重均相對分子質(zhì)量比較，Z均更能反映高分子的流動性。28、運用WLF方程時，應(yīng)注意適用的溫度范圍。29、硬PVC中加入增塑劑，泊松比增加。30、高分子鏈在良溶劑中的末端距比在不良溶劑中的末端距大得多。31、通常假塑性流體的表觀粘度比真實粘度小。32、用NaOH來中和聚丙烯酸水溶液時，比濃粘度變得越來越大，但NaOH過量時，比濃粘度又變小了。33、在高分子溶液中可以由參數(shù)χ1和α（A2）判斷高聚物在溶液中的形態(tài)?？梢杂珊捅碚鞣肿拥某叽纭?4、Keller由X射線衍射的實驗事實證明了結(jié)晶高聚物有非晶結(jié)構(gòu)。Flory由SANS的實驗結(jié)果證明了非晶態(tài)高聚物是由無規(guī)線團(tuán)結(jié)構(gòu)組成。35、聚乙烯的單晶片的形狀通常是菱形或截頂菱形的，而聚甲醛單晶片的形狀通常是六角形的。36、聚苯乙烯的極性比聚三氟氯乙烯的極性小，而前者的熔點比后者高。37、尼龍-6的結(jié)晶速度比順式1，4-聚戊二烯的結(jié)晶速度快。38、聚乙烯晶體中，分子鏈處于平面鋸齒形構(gòu)象。39、對于非晶態(tài)的非極性高聚物，可根據(jù)溶度參數(shù)相近原則選擇溶劑，對于非晶態(tài)的極性高聚物，可根據(jù)溶劑化原則和三維溶度參數(shù)相近原則選擇溶劑。40、高聚物的化學(xué)結(jié)構(gòu)對其熔點的影響主要是①分子間力，②分子鏈構(gòu)象。41、高聚物加工的上限溫度為分解溫度，下限溫度為流動溫度。42、SBS的使用溫度為Tg以上。43、PE、IPP和PVC中，Tg較高的是PVC，較低的是PE。44、橡膠拉伸時放熱。45、PE、POM和聚氧化乙烯中，Tm較高的是POM，較低的是聚氧化乙烯。46、重均相對分子質(zhì)量與數(shù)均相對分子質(zhì)量比較起來，前者更能反映高分子的力學(xué)性質(zhì)。47、剛性高分子的低溫脆性小于柔性高分子。48、聚丙烯和聚乙烯比較，Tg較高。49、高聚物的熔融指數(shù)越大，表示其流動性越好。50、PE總是比PMMA不透明，因為前者結(jié)晶。51、粘彈性材料的法向應(yīng)力比粘性材料的法向應(yīng)力大。52、高分子液晶根據(jù)介晶元在分子鏈中的位置不同，可分為主鏈型液晶與側(cè)鏈型液晶。53、大分子鏈無纏結(jié)的線形高聚物處于粘流態(tài)時，其零剪切粘度與相對分子質(zhì)量的關(guān)系符合3.4次方冪律。54、高彈形變時，模量隨溫度增加而增加，這是因為溫度升高時分子熱運動加劇，從而回縮力增大。55、制備高分子合金的方法有物理共混（包括機械共混、溶液澆鑄共混等）、化學(xué)共混（包括溶液接枝、溶脹聚合等）。56、高分子鏈的柔順性越大，它在溶液中的構(gòu)象數(shù)越多，其均方開端距越小。57、聚異戊二烯可以生成六種有規(guī)異構(gòu)體，它們是順式1，4加成聚異戊二烯，反式1，4加成聚異戊二烯，全同1，2加成聚異戊二烯，間同1，2加成聚異戊二烯，全同3，4加成聚異戊二烯，間同3，4加成聚異戊二烯，。58、聚合物在高壓電場下，每單位厚度能承受到被擊穿的電壓稱為擊穿場強或介電強度。59、升溫速度越快，高聚物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg越高。60、MH方程中指數(shù)α對于θ溶劑為0.5，對于剛性棒聚合物為2。61、作為電容器的高分子材料應(yīng)當(dāng)介電常數(shù)大和介電損耗?。蛔鳛榻^緣用的高分子材料，應(yīng)當(dāng)介電常數(shù)小和電導(dǎo)率小。62、極性聚合物在外加電場的作用下會發(fā)生誘導(dǎo)極化和偶極極化；聚合物的極性越大，介電常數(shù)越大；聚合物的極性越大，介電損耗越大。63、自由體積理論認(rèn)為，高聚物在玻璃化溫度以下時，體積隨溫度升高而發(fā)生的膨脹是由于固有體積的膨脹。64、在用體積-溫度曲線測定玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的實驗中，如降溫Tg以下某一溫度時保持恒溫，則總體積會減小（增大、減小、不變）。65、在壓力的作用下，聚合物的Tg會降低，熔點Tm會升高。66、若某對稱聚合物的Tm為137℃，則其Tg估計值為-68℃67、橡膠彈性與氣體的彈性類似，彈性的本質(zhì)是熵彈性，具有橡膠彈性的條件是長鏈、足夠柔性與交聯(lián)。橡膠在絕熱拉伸過程中放熱，橡膠的模量隨溫度的升高而升高。68、橡膠在溶劑中達(dá)到溶脹平衡時，相互作用參數(shù)X越小，溶脹程度越大。69、橡膠達(dá)溶脹平衡時，交聯(lián)點之間的相對分子質(zhì)量越大，高聚物的體積分?jǐn)?shù)越小，越有利于溶脹。70、已知某交聯(lián)聚合物溶于溶劑中，平衡時的體積分?jǐn)?shù)Ф2=0.5，若將此交聯(lián)聚合物的網(wǎng)鏈相對分子質(zhì)量增大1倍后溶于同一溶劑中，則平衡時的體積分?jǐn)?shù)Ф2=0.33。71、理論上塑料和纖維的最高使用溫度分別為Tg和Tm。72、通常Tg在室溫以上的聚合物作為塑料使用，而Tg在室溫以下的作為橡膠（或彈性體）使用。73、測量聚合物Tg方法有膨脹計法、溫度-形變曲線法、DSC法、介電松弛法。74、所有聚合物在Tg時，自由體積分?jǐn)?shù)均等于2.5%，粘度均等于1012Pa·s。75、聚合物流體一般屬于假塑性流體，粘度隨著剪切速率的增大而減小，用冪律方程表示時，則n小于1（大于、小于、等于）。76、通常假塑型流體的表觀粘度小于（大于、小于、等于）其真實粘度。77、聚合物相對分子質(zhì)量越大，則熔體粘度越大；對相同相對分子質(zhì)量的聚合物而言，相對分子質(zhì)量分布越寬，則熔體的零切粘度越大。78、聚合物熔體的彈性響應(yīng)包括有可回復(fù)的切形變，法向應(yīng)力效應(yīng)與擠出物脹大。79、PVC與HDPE相比，其Tg較高、柔順性較差、σt較大、流動性較差。80、聚合物樣品在拉伸過程中出現(xiàn)細(xì)頸是屈服的標(biāo)志，細(xì)頸的發(fā)展在微觀上是分子中鏈段或晶片的取向過程。81、根據(jù)Tresca判據(jù)，在單軸拉伸時發(fā)生屈服的判據(jù)為1/2σ1=1/2σy=σs。82、銀紋的密度約為本體的50%（或40%），銀紋中分子鏈垂直于銀紋的長度方向，加熱退火會使銀紋消失。83、相比于脆性斷裂，韌性斷裂的斷裂面較為粗糙，斷裂伸長率較大，并且在斷裂之前存在屈服。84、隨應(yīng)變速率的增加，高分子材料的脆韌轉(zhuǎn)變溫度將降低。85、聚合物靜態(tài)粘彈性現(xiàn)象主要表現(xiàn)在蠕變和應(yīng)力松弛。86、理想彈性體的應(yīng)力取決于應(yīng)變，理想粘性體的應(yīng)力取決于應(yīng)變速度。87、粘彈性材料在交變應(yīng)變作用下，應(yīng)變會落后應(yīng)力一個相角δ，且δ在0~π/2范圍之內(nèi)，δ的值越小，表明材料的彈性越好。88、在交變應(yīng)變的作用下，材料的儲能模量與應(yīng)變同相，損耗模量與應(yīng)變的相差為π/2。89、Maxwell模型是一個粘壺和一個彈簧串聯(lián)而成，適用于模擬線性聚合物的應(yīng)力松弛過程；Kevlin模型是一個粘壺和一個彈簧并聯(lián)而成，適用于模擬交聯(lián)聚合物的蠕變過程。90、松弛時間為松弛過程完成63.2%(或1-1/e)所需的時間，溫度越高，高分子鏈運動的松弛時間越短。91、松弛時間τ的物理意義是松弛過程完成63.2%所需要的時間，τ值越小，表明材料的彈性越差。92、根據(jù)時溫等效原理，將曲線從高溫移至低溫，則曲線應(yīng)在時間軸上右移。93、聚合物的松弛行為包括應(yīng)力松弛、蠕變、滯后和內(nèi)耗。94、高分子鏈的柔順性增加，聚合物的Tg減少、Tm減少、Tf減少、Tb增加、結(jié)晶能力增加、溶解能力增加、粘度增加、結(jié)晶速率增加。95、隨著聚合物的柔順性增加，鏈段長度減小、剛性比值減小、無擾尺寸減小、極限特征比減小。96、增加溫度，聚合物的σt減小、σi增加、粘度減小、柔順性增加、τ減小、蠕變增加。97、取向可使聚合物在取向方向上的σt增加、σi工廠增加、E增加，斷裂伸長率增加、可使聚合物的結(jié)晶度增加、高分子液晶相的流體在取向方向上的粘度減小、流動性減小。98、隨著聚合物的相對分子質(zhì)量增加，聚合物的σt增加、σi增加、硬度增加、Tg（臨界相對分子質(zhì)量之前）增加、Tf增加、Tm增加、粘度增加、熔融指數(shù)減小、結(jié)晶速率減小、熔解性減小、可加工性減小、柔順性增加。99、分子作用力增加，聚合物的Tg增加、Tf增加、粘度增加、柔順性減小、內(nèi)耗增加。100、適度交聯(lián)可使聚合物的Tg增加、Tf增加、流動性減小、結(jié)晶度減小、應(yīng)力松弛減小、蠕變減小。101、結(jié)晶度提高，聚合物的σt增加、σi減小、硬度增加、斷裂伸長率減小、密度增加、耐熱性能增加、透光性減小。102、鏈段長度增加表明聚合物的剛性增加、均方末端距增加、應(yīng)力松弛減小、蠕變減小、流動性減小、Tg增加、Tf增加、Tm增加。103、根據(jù)平均場理論，聚合物溶于小分子溶劑的單位摩爾混合自由能=。104、高分子合金出現(xiàn)相分離時，如果擴散是由低濃度向高濃度擴散，則相分離機理為旋節(jié)線機理、；如果相分離過程中相區(qū)濃度保持不變，則分離機理為成核生長機理。105、現(xiàn)有PS-苯溶液，選用甲醇作為沉淀劑進(jìn)行沉淀分級。溶液濃度為2%時分級效率比溶液濃度為0.5%的分級效率差（好、差、相同）。106、測定聚合物溶度參數(shù)通常有粘度法、溶脹度法和滴定法三種方法。107、高聚物在θ條件下，超額化學(xué)位△μ1E=0，其高分子鏈段間以及鏈段與溶劑分子間的相互作用相等、溶液呈現(xiàn)無擾狀態(tài)。此時χ1等于0.5，A2等于0。108、增塑可使聚合物的Tg降低、Tf降低、Tm降低、σt降低、σi提高、?%提高、η降低、柔順性提高、流動性提高。109、柔性聚合物的凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)可能為晶態(tài)和非晶態(tài)。110、用X射線法表征結(jié)晶聚合物，結(jié)果出現(xiàn)德拜環(huán)和彌散環(huán)共存，這說明結(jié)晶聚合物中晶區(qū)和非晶區(qū)共存。111、球晶在偏光顯微鏡下觀察發(fā)現(xiàn)有Maltese黑十字，目前認(rèn)為產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)原因是片晶輻射狀生長形成球晶。112、高溫高壓下PE會生成伸直鏈晶；PE在適當(dāng)條件下會生成環(huán)帶球晶，偏光顯微鏡下觀察等間距的消光同心環(huán)。113、液晶為有序液體，分子結(jié)構(gòu)中必須含有剛性結(jié)構(gòu)方能形成液晶，或為棒狀，其長徑比至少為4/1；或為盤狀，其長徑比至多為1/4。114、某熱致液晶聚合物可出現(xiàn)近晶A和向列兩種液