高分子物理练习题
第一部分高聚物的结构
一、名词解释：
交联、构型、构象、链段、柔顺性、热塑性弹性体、聚集态、内聚能密度、结晶度、熔点、
熔限、取向、共混高聚物、液晶、等规度、等规立构（全同立构）、间规立构（间同立构）、
键接异构、支化因子g、末端距、均方末端距、均方旋转半径（均方回转半径）、自由结合链、等效自由结合链、刚性因子（空间位阻参数）、无扰尺寸、单晶、球晶
二、选择
1．当主链由下列饱和单键组成时，其柔顺性的顺序为（）
A．-C-O->-Si-O->-C-C- B.-Si-O->-C-C->-C-O- C.-Si-O->-C-O->-C-C-
2. PS, PP, PE 三者柔顺性的顺序为（）
A. PP B. PE C. PS 3. 比较聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚丙烯腈(PAN)、聚乙烯（PE）之间的柔性，顺序正 确的是（） A．PE>PP>PVC>PAN B. PE>PP>PAN>PVC C. PP>PE>PVC>PAN D.PAN>PVC>PP>PE 4. PE, PVC, PVDC结晶能力的强弱顺序是( ) A. PE>PVC>PVDC B. PVDC>PE>PVC C. PE>PVDC>PVC 5. 已知含有成核剂的聚丙烯在等温结晶时生成球晶，则其Avrami指数n为（） A.2 B.3 C.4 6. 下列哪些聚合物不适合作弹性体（） A. 聚异戊二烯 B. 天然橡胶 C. 聚丁二烯 D. 聚氯乙烯 7．下面那些因素不可以提高结晶速率（） Ａ. 溶剂 B.拉伸 C. 增大相对分子量 D.成核剂 8. 下列结构不属于一级结构范畴的是（） A. 化学组成 B. 顺反异构 C. 头-尾键接 D. 相对分子质量 9．下列有关高分子结构的叙述不正确的是（） A. 高分子是由很多结构单元组成 B.高分子链具有一定的内旋转自由度 C．结晶性的高分子中不存在非晶态 D.高分子是一系列同系物的混合物 10．等规度是指高聚物中（） A．全同立构的百分数 B 间同立构的百分数 C 全同立构和间同立构的总的百分数 D 顺反异构的百分数 11．聚丙烯酸甲酯的T g为3℃，聚丙烯酸的T g为106℃,后者高是因为( ) A 侧基的长度短 B 存在氢键 C 范德华力大 12. 高分子的下列性质中,随高分子的柔顺性增加的是( ) A 结晶能力 B Tg C Tm 13. 自由结合链的尺寸扩大10倍,则聚合度需扩大( ) A 10倍 B 100倍 C 50倍 14. 高分子内旋转受阻程度越大,其均方末端距( ) A 越大 B 越小C为区域恒定值 15. 聚异丁烯分子链的柔顺性比PP( ) A 差B一样 C 好 16. 聚异戊二烯可能有( )种有规立构体 A.3 B.4 C.5 D.6 17. 聚乙烯的分子间作用力主要是( ) A 氢键 B 静电力 C 诱导力 D 色散力 18. 下列高聚物中分子间作用力较小的是( ) A 聚顺丁二烯B聚酰胺6 C 聚氯乙烯 19. 可用于描述无规PS的聚集态结构的模型是（） A 缨状微束模型 B 无规线团模型 C 插线板模型 20. 下列物理性能，随结晶度增加而增加的是（） A 透明性 B 密度 C 冲击强度 21. 下列条件中适于制备球晶的是（） A.稀溶液 B.熔体 C 高温高压 22. 一般来说，需要较高取向程度的是（） A 橡胶 B 纤维C塑料 23. 聚乙烯可以作为工程塑料使用，是因为（） A 高结晶性B内聚能密度大C分子链刚性大 24. 下列结晶聚合物中熔点最高的是（） A 聚乙烯 B 聚丙烯 C 聚氯乙烯 D 聚四氟乙烯 25. 用显微镜观察球晶半径随时间的变化，从而求得的结晶速度参数是（） A t1/2 B Avrami公式中的速率常数K C结晶线生长率 26. 全同聚丙烯的分子链在晶体中所采取的构象是（） A 平面锯齿链B扭曲锯齿链 C 螺旋链 27 可用来描述高聚物等温结晶过程的方程是（） A WLF方程 B Arrhenius方程 C Avrami方程 28 高聚物的本体结晶通常发生在（） A 熔点以下的任何温度 B Tg以下的任何温度 C Tm与Tg之间 29 在高聚物结晶过程中拉伸，则会导致（） A 熔点升高 B 熔点下降 C 熔点不变 30 如果重复单元中的主链碳原子数相同，则聚氨酯、聚酰胺和聚脲的熔点大小顺序是（） A 聚氨酯<聚酰胺<聚脲 B 聚氨酯<聚脲<聚酰胺C聚酰胺<聚氨酯<聚脲 31 退火使结晶度（） A 增加 B 减小 C 不变 32 高分子晶体不会有的晶系是（） Ａ立方晶系Ｂ正方晶系Ｃ单斜晶系Ｄ三斜晶系Ｅ菱形晶系 33.下列聚合物的结构中属于二级结构的是（）。 A 构型B构象C支化D晶态结构 34.下列高分子链中柔性最小的是（）。 A聚苯醚B聚苯乙烯C聚苯撑D聚甲醛 三、判断 1.单键内旋转能改变构型。（） 2.高分子链的柔性随相对分子质量的增大而减小。（） 3.聚乙烯的分子链简单，无取代基、结构规整、对称性好，因而柔性高，是橡胶。（） 4.分子在晶体中规整排列，所以只有全同和间同立构的高分子才能结晶，无规立构的高 分子不能结晶。（） 5.由于拉伸产生热量，因此导致结晶速率下降。（） 6.因为PE和PTFE的分子间作用力差不多，所以熔点也差不多。（） 7.柔性好和强的分子作用力都能提高聚合物的结晶能力。（） 8.高聚物的结晶温度越高，熔限越大。（） 9.无规线团是线性高分子在溶液和熔体中的主要形态。（） 10.主链杂原子使柔性减小。（） 11.由于强氢键的作用使尼龙易于结晶。（） 12.结晶性高聚物与结晶高聚物是相同的概念。（） 13.结晶一般使塑料变脆（冲击强度下降），但使橡胶的抗张强度提高。（） 14.结晶形成时的温度越高，结晶熔点越高。（） 15.等规PMMA是不透明的。（） 16.聚三氟氯乙烯是非晶聚合物。（） 17.在日常生活中，尼龙袜子越穿越小与二次结晶有关。（） 18.PE与PTFE的内聚能相差不多，所以两者的熔点相差很小。（） 19.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。（） 20.作为超音飞机座舱的材料---有机玻璃，必须经过双轴取向，改善力学性能。（） 21.因为聚氯乙烯和聚乙烯醇的分解温度低于黏流温度（或熔点），所以只能采用溶液纺丝法纺丝。 （） 22.理想的柔性链的运动单元为单键。（） 23.全同立构聚合物具有旋光性。（） 24.同一种结晶聚合物，在相同的结晶条件下，聚合物相对分子质量较小，分子运动容易，结晶 速度快。（） 25.因为聚氯乙烯的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。（）26．反式聚丁二烯通过单键内旋转可变为顺式聚丁二烯。（） 27．聚合物的性能只与化学结构有关，与构型无关。（） 28．天然橡胶在应力下结晶。（） 29.由于双键不能内旋转，所以主链中含有双键的链是刚性链。（） 30．柔性好提高了链段向结晶部分扩散和排列的活动性能，从而有利于结晶。（） 31．结晶度提高，高聚物的耐热性能得到提高。（） 32．当球晶尺寸减小到一定尺度时，不仅提高了强度，而且提高了透明度。（） 33．添加成核剂增加成核尺寸。（） 34．退火用来增加结晶度，提高结晶完善程度和消除内应力。（） 35．高分子结晶和晶体熔融不是热力学一级相变过程。（） 36. 由于单键的内旋转，可将大分子的无规状链转成折叠链或旋转状链。（） 37. 只要聚合物的化学组成相同，它们的性能也必然相同。（） 38.聚四氟乙烯分子链在晶体中采取平面锯齿链构象。（） 39.高分子相对分子量越大，其结晶速度越快。（） 40.为获得既有强度又有弹性的黏胶丝，在纺丝过程中须经过牵伸工序。（） 41.实际高分子链可看作等效自由结合链。（） 42.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。（） 43.全同立构聚丙烯晶体中，聚丙烯分子采取螺旋链结构。（） 44.高分子等效自由结合链的链段长度是可定量表征高分子链柔性大小的参数。（） 45.同一结晶聚合物样品用不同方法测得的结晶度是相同的。（） 46.结晶聚酰胺的熔点随重复单元的碳原子增加而单调下降。（） 47.聚合物的结晶度的大小与测定方法无关，是一个不变的数值。（） 四、问答 1.简述聚合物的结构层次。以一级结构中任一结构为例说明结构与性能间的关系。 2.高密度聚乙烯，低密度聚乙烯和交联聚乙烯在分子链上的主要差别是什么？ 3.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？ 4.试从分子结构分析比较下列各组聚合物分子的柔顺性的大小： （1）聚乙烯，聚丙烯，聚丙烯腈； （2）聚氯乙烯，1，4-聚2-氯丁二烯，1，4-聚丁二烯； （3）聚苯，聚苯醚，聚环氧戊烷； （4）聚氯乙烯，聚偏二氯乙烯。 5.请排出下列高聚物分子间的作用力的顺序，并指出理由： （1）顺1，4-聚丁二烯，聚氯乙烯，聚丙烯腈； （2）聚乙烯，聚苯乙烯，聚对苯二甲酸乙二酯，尼龙66。 6.将下列三组聚合物的结晶难易程度排列成序： (1) PE，PP，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。 7.为什么高聚物只有固态和液态而没有气态？ 8.为什么只有柔性高分子链才能作橡胶？ 9. 聚丙烯是否可以通过单键的内旋转由全同立构变成间同立构，为什么？ 10.为什么等规立构聚苯乙烯分子链在晶体中呈31构象，而间同立构聚氯乙烯分子链在晶体中呈 现平面锯齿型构象。 11.说明化学结构，相对分子质量和温度对聚合物分子链的柔顺性的影响？ 12.简述高分子结晶的特点。高聚物结晶的充要条件是什么？为什么结晶时存在着最大结晶温度 区？ 13.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。” 14. 为什么乙烯、丙烯的均聚物在室温下都可用作塑料，而无规共聚可以用作乙丙橡胶？ 15. 列出下列聚合物的熔点顺序，并用热力学观点及关系式说明其理由。聚对苯二甲酸乙二酯、 聚丙烯、聚乙烯、顺1,4聚丁二烯、聚四氟乙烯。 16. 由什么事实可证明结晶高聚物中有非晶态结构。 17. 指出高聚物结晶形态的主要类型，并简要叙述其形成条件。 18. 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的内聚 能相差很大，而熔点却基本相同。 19. 解释下列实验：将一个砝码系于聚乙烯醇纤维的一端，把砝码和部分纤维浸入盛有沸水的烧 杯中．如果砝码悬浮在水中，则体系是稳定的；如果砝码挨着烧杯底部，则纤维被溶解了． 20．为什么用聚对苯二甲酸乙二酯制备的矿泉水瓶子是透明的？为什么IPMMA又不是透明的？ 21．试分析聚三氟氯乙烯是否是结晶性聚合物。要制成透明薄板制品，那么在成型过程中要选择什么条件？ 22．（1）将熔融态的聚乙烯（PE），聚对苯二甲酸乙二酯（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Tg下进行拉伸，发现试样外观由透明变为浑浊，试从热力学的观点来解释这一现象。 23.列出下列聚合物熔点顺序，并说明理由： 聚乙烯，聚丙烯，1－聚丁烯，1－聚戊烯，1－聚庚烯。 24.高聚物的取向态是否是热力学的稳定状态？ 五、计算 1.假定聚乙烯的聚合度为2000，键角为109.5°，求伸直链的长度L max 与自由旋转链的根均方末端距之比值。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变形的原因。 2. （1）计算相对分子质量为280 000的线形聚乙烯分子的自由旋转链的均方末端距。键长0.154nm ，键角为109.5°； （2） 用光散射法测得在θ溶剂中上述样品的链均方根末端为56.7nm ，计算刚性比值σ （3） 由自由旋转链的均方末端距求均方旋转半径。 3.已知聚次甲基的聚合度为104，链的刚性因子σ＝6.5，试计算：聚次甲基链在孤立无扰状态时的理论最大拉伸比 λmax 为多大? 4. 已知PE 的结晶密度为1000KgM -3，无定形PE 的密度为865KgM -3，计算密度为970KgM -3的 线形PE 和密度为917KgM -3的支化PE 的W c f .并解释为什么两者的结晶度相差这么大? 5. 假定聚丙烯于30℃的甲苯溶液中，测得无扰尺寸( ) nm M h 42 120 10835/-?=，而刚性因子 () 76.1/2 1 220==fr h h σ，试求： (1) 此聚丙烯的等效自由取向链的链段长； (2) 当聚合度为1000时的链段数。 6．由文献查得涤纶树脂的密度ρC=1.5×103Kg·m-3 和ρa=1.335×103Kg·m-3，内聚能△E=66.67KJ·mol-1(单元)。今有一块1.42×2.96×0.51×10-6m3的涤纶试样，重量为2.92×10-3Kg，试由以上数据计算涤纶树脂试样的结晶度f c V、f c W和内聚能密度。 第二部分溶液与分子量测定 一、名词解释： 溶胀、溶解、溶度参数、θ温度、θ溶剂、Huggins参数、排斥体积、溶胀平衡、平衡溶胀比、第二维利系数、多分散系数、特性黏数 二、选择： 1.在常温下，下列聚合物溶解最困难的是（）。 A非晶态非极性聚合物B非晶态极性聚合物 C晶态非极性聚合物D晶态极性聚合物 2.高分子与溶剂混合的实际过程中，体系的体积变化为（）。 A Vm>0 B △Vm<0 C △Vm=0 D 不确定 3.逐步沉淀法分级，最先得到的聚合物级分的相对分子质量（）。 A最大B最小C居中D不确定 4.非极性聚合物溶解在非极性溶剂中，混合热△Hm为（）。 A △Hm>0 B △Hm<0 C △Hm=0 D不确定 5.下列实验方法可测量聚合物溶度参数的是（）。 A.DSC法 B.膨胀计法 C.密度法 D.稀溶液黏度法 6.极性聚合物溶解在极性溶剂中，混合热△Hm为（）。 A. △Hm>0 B. △Hm<0 C. △Vm=0 D.不确定 7.在θ状态下，高分子溶液的Huggins参数χ1为（）。 Aχ1>0 Bχ1<0 C χ1=0 Dχ1=1/2 8.在良溶剂中，高分子溶液的第二维利系数A2为（）。 A A2>0 B A2 <0 C A2=0 D A2=1/2 9.在良溶剂中，高分子链的扩张因子α为（）。 A α>1 Bα<1 Cα=1 D 1>α>0 10.某聚合物下列平均相对分子质量数值最小的是（）。 A z均相对分子质量B黏均相对分子质量 C重均相对分子质量D数均相对分子质量 11.普通高分子的特性黏数随溶液浓度的增大而（）。 A增大B不变C降低D不确定 12.高分子的特性黏数随相对分子质量越大而（）。 A增大B不变C降低D不确定 13.下列聚合物分级方法中效率最高的是（）。 A柱上溶解法B 逐步沉淀法C梯度淋洗法 14.聚合物的相对分子质量越大，其临界共熔温度Tc（）。 A越大B没影响C越小D不确定 15.梯度淋洗法分级，最先得到的聚合物级分的相对分子质量（）。 A最大B最小C居中D不确定 16.下列情况下，交联聚合物在溶剂中的平衡溶胀比最大的是（） A高度交联聚合物B中度交联聚合物C轻度交联聚合物D不确定 17.高分子溶解在良性溶剂中，此时（）。 A T>θ, χ1>1/2 B T<θ, χ1>1/2 C T>θ, χ1<1/2 D T<θ, χ1<1/2 18.下列方法中，测得同一高分子样品的平均相对分子质量最大的是（）。 A端基分析法B稀溶液黏度法C光散射法D膜渗透压法 19.聚合物相对分子质量愈大，其凝胶渗透色谱的淋出体积（） A越大B越小C不变D不确定 20.下列相同相对分子质量的聚合物试样，在相同条件下用稀溶液黏度法测得的特性黏数最大的是（） 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线型聚合物 21.GPC测定相对分子质量分布时，从色谱柱最先分离出来的是（） A相对分子质量最大的B相对分子质量最小C居中D不确定 三、判断 1.高分子的溶液的性质随浓度的不同而不同。（） 2.交联聚合物的交联度越大，其溶胀度越大。（） 3.高分子θ溶液是理想溶液。（） 4.高分子稀溶液中，高分子的外排斥体积总是大于零。( ) 5.膜渗透压法是利用稀溶液的依数性测定溶质相对分子质量的方法。( ) 6.增塑聚合物属于高分子浓溶夜范畴。( ) 7.交联聚合物只能溶胀，不能溶解。( ) 8.聚合物与溶剂的溶度参数愈接近，愈能溶解。( ) 9.聚合物的相对分子质量愈大，其溶解度愈大。（） 10.聚合物与溶剂的溶度参数愈接近，其在溶液中愈伸展，流体力学体积愈大。( ) 11.若聚合物与溶剂间能生成氢键，则有利于聚合物的溶解。( ) 12.高分子稀溶液不是热力学稳定体系。（） 13.高分子溶液在θ状态下，溶剂过量化学位等于零。( ) 14.高分子稀液在θ状态下，高分子的排斥体积等于零。( ) 15.高分子溶液的温度愈高，溶剂化作用愈强，高分子链愈伸展。( ) 16.高分子在良溶剂稀溶液中的扩张因子α，排斥体积u，Huggins参数χ1和第二维利系数A2等， 只与高分子的相对分子质量，溶剂与溶质的性质以及溶液的温度有关。（） 17.聚丙烯腈即可以用熔融纺丝又可以用溶液纺丝。（） 18.所有共混聚合物都达不到分子水平的互溶。（） 19.溶剂选择合适，PP在常温下也可以溶解。（） 20.端基分析法利用稀溶液依数性测定溶质相对分子质量的方法。（） 21.沸点升高和冰点降低法是利用稀溶液依数性测定溶质相对分子质量的方法。( ) 22.膜渗透法可以测定高分子溶液的θ温度。( ) 23.MH方程中的常数K和α与聚合物，溶剂，温度有关。( ) 24.用稀释法测定高分子在溶液中的特性黏数，用奥氏黏度计比乌氏黏度计更方便。（） 25.聚合物是很多同系物的混合物。( ) 26.高分子的相对分子质量越大，其临界共溶温度Tc愈高。( ) 27.高分子液晶溶液具有高浓度，低黏度的性质。（） 28.θ温度下，高分子溶液为理想溶液。（） 29.θ温度没有相对分子质量的依赖性，而临界共熔温度ＴＣ有相对分子质量的依赖性。（） 30.对于非极性高聚物，溶剂的溶度参数δ1与高聚物δ2的越接近，溶剂越优良。（） 31.任何结晶高聚物不用加热，都可溶解于其良溶剂中。( ) 32.高分子溶液的特性黏数随溶液浓度的增加而增大。( ) 33.聚乙烯醇溶于水中，纤维素与聚乙烯醇的极性结构相似，所以纤维素也能溶于水。( ) 34.高分子溶液的混和熵大于理想溶液的混合熵。（） 35.高分子溶液在极稀的条件下是理想溶液。( ) 四、问答： 1.什么是溶度参数δ? 聚合物的δ怎样测定? 根据热力学原理解释非极性聚合物为什么能够溶解在其δ相近的溶剂中? 2.试讨论高分子溶液在高于、等于、低于 温度时，其热力学性质各如何?高分子在溶液中的尺寸形态又如何? 3.试讨论聚合物的θ温度及其实验测定方法。 4.什么叫高分子θ溶液？它与理想溶液有和本质区别？ 5.Huggins参数χ1的物理意义如何？在一定温度下χ1值与溶剂性质的关系如何？在一定溶剂中χ1值与混合热及温度的关系如何？ 6.Huggins参数χ1的物理意义是什么？当聚合物和温度选定后，χ1值与溶剂性质有什么关系？当聚合物和溶剂选定以后，χ1值与温度有什么关系？分子尺寸与温度又有什么关系？ 7试述高聚物的相对分子质量和相对分子质量分布对物理机械性能及加工成型的影响. 8.与小分子化合物相比，高聚物的溶解过程有何特点？晶态，非晶态，和交联聚合物的溶解行为有何不同？ 9.聚合物溶剂选择原则是什么？ 10.简述溶胀法测定聚合物的溶度参数的原理和方法。 11.Flory－Huggins高分子溶液理论，有下式成立△μ1=RT[㏑（1－?2）+（1－1/x）?2+χ1 ?22 ] （1）说明式中的物理符号意义；（2）定量说明χ1对高分子在溶剂中溶解性能的影响； （3）举例说明获得χ1的实验方法。 12.试举出可判定聚合物的溶解性好坏的三种热力学参数，并讨论当它们分别为何值时，溶剂是 良溶剂，θ溶剂，劣溶剂。 13.M-H方程中的常数K和α与哪些因素有关？如何确定K和α？ 14.什么是极性相近原则，溶剂化原则和溶度参数相近原则？这三种原则有何区别和联系？ 15. 二氯乙烷δ1=19.8，环己酮δ1=20.2，聚氯乙烯δ2=19.20。显然，二氯乙烷δ1要比环己酮δ1更接近聚氯乙烯δ2，但实际上前者对聚氯乙烯的溶解性能并不好，而后者则是聚氯乙烯的良溶剂，为什么？ 16.解释下列现象：（1）丁腈橡胶的耐油性好（指非极性的机油）；（2）球鞋长期与机油接触会越来越大；（3）尼龙袜溅上一滴40%硫酸会出现孔洞；（4）聚乙烯醇溶于热水。 17.为什么聚四氟乙烯难以找到合适的溶剂溶解？ 18.在θ溶剂中大分子链处于无扰状态，如何理解？ 19.简述高分子稀溶液理论中的排斥体积效应。 20.简述凝胶渗透色谱的体积排除机理。 五、计算： 1.假定某聚合物试样中含有三个组分，其相对分子质量分别为1万、2万和3万，今测得该试样的数均相对分子质量为2万、重均相对分子质量为 2.3万，试计算此试样中各组分的摩尔分数和质量分数。 2.一个聚合物样品由相对分子质量为10000、30000和100000三个单分散组份组成，计算下述混合物的W M 和n M 。 (1) 每个组份的分子数相等； (2)每个组份的重量相等。 3.在25℃的θ溶剂中，测得浓度为7.36×10-3g/mL 的聚氯乙烯溶液的渗透压为0.248g/cm 2，求此试样的相对分子质量和第二维里系数A 2，并指出所得相对分子质量是怎样的平均值。 4. 用平衡溶胀法可测定丁苯橡胶的交联度。试由下列数据计算该试样中有效链的平均相对分子质量c M 。所用溶剂为苯，温度为25℃，干胶重0.1273g ，溶胀体重2.116g ，干胶密度为0.941g/mL ，苯的密度为0.8685g/mL ，398.01=χ。 5. 从渗透压数据得聚异丁烯(=n M 2.5×105)环己烷溶液的第二维里系数为 6.31×10-4．试计算浓度为1.0×10-5g ／L 的溶液之渗透压(25℃)． 6. 将分子量分别为105和104的同种聚合物的两个级分混合时，试求： （1）10g 分子量为104的级分与1g 分子量为105的级分相混合时，计算n M 、w M 、z M ； （2）10g 分子量为105的级分与1g 分子量为104的级分相混合时，计算n M 、w M 、z M ； （3）比较上述两种计算结果，可得出什么结论？ 7. 已知某聚合物的特性粘度与分子量符合5 .003.0M =η式，并有4 110=M 和5 210=M 两单分 散级分。现将两种级分混合，欲分别获得000,55=n M 和000,55=w M 及000,55=ηM 的三种试样。试求每种试样中两个级分的重量分数应取多少？ 第三部分 分子运动与热性能 一、名词解释： 玻璃化转变温度、.黏流温度、.松弛过程、松弛时间、次级转变、耐热性、.热稳定性。 二、选择： 1.结晶高聚物在玻璃化温度以上时，（ ） A 整个大分子链和链段都能运动 B. 所有链段都能运动 C.只有非晶区中的链段能运动 2.在玻璃化温度以下，随着温度的降低，高聚物的自由体积将（ ）。 A 保持不变 B 上升 C 下降 D 先上升后保持不变 3.处于高弹态的下的高聚物，下列哪些单元不能运动（ ）。 A 整个分子 B 链段 C 链节 D 支链 4.处于玻璃态的高聚物，下列哪些单元可以运动（ ）。 A 整个分子 B 链段 C 链节 D 支链和链段 5.下列三种高聚物中，玻璃化温度最低的是（ ）。 A 聚乙烯 B 聚甲醛 C 聚二甲基硅氧烷 6.无规共聚物的玻璃化温度通常( )。 A 介于两相应均聚物之间 B 比相应的均聚物都高 C 比相应的均聚物都低 7.在共轭二烯烃中,反式异构体的玻璃化温度比顺式( )。 A 高 B 低 C 无差别 8.按照自由体积理论,在玻璃态时,高聚物的自由体积分数为( )。 A 0.025﹪ B 0.25﹪ C 2.5﹪ 9.增加分子极性,聚合物的玻璃化温度将( )。 A升高B下降C保持不变 10.下列聚合物中玻璃化温度最高的是（）。 A聚甲基丙烯甲酯B聚甲基丙烯乙酯C聚甲基丙烯丙酯D聚甲基丙烯丁酯 11.PS中苯基的摇摆不属于（）。 A.次级松弛 B.Tβ转变 C.Tα转变 三、判断： 1.根据自由体积理论,聚合物的自由体积随着温度的降低而减少.( ) 2.玻璃化转变所对应的分子运动是整个高分子链的运动。（） 3.升温或降温速率越快，测得聚合物玻璃化温度Tg越高。（） 4.玻璃化温度随相对分子质量的增大而不断升高。（） 5.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。（） 6.两种聚合物共混后，共混物形态呈海岛结构，这时共混物只有一个Ｔg。（） 7.聚合物的Tg的大小与测定方法无关，是一个不变的数值。（） 8.分子中含有双鍵的聚合物，Tg较高。（） 9.作为塑料，其使用温度都在玻璃化温度以下，作为轮胎用的橡胶，其使用温度都在玻璃化温度以上。（） 10.晶态聚合物处于Tg以上时，链段就能运动，处于Tf以上时，整个分子链也能运动。（） 11.高分子链的相同侧基的数目越多，玻璃化转变温度越高，因此聚偏二氯乙烯的玻璃化转变温度高于聚氯乙烯的玻璃化转变温度。（） 四、问答： 1.简术聚合物的分子运动特点. 2.试用自由体积理论解释聚合物的玻璃化转变. 3.试从分子运动的观点说明非晶聚合物的三种力学状态和二种转变，并说明Tg在选择材料上的应用。 4.试解释下列各组聚合物玻璃化温度差异的原因： （1）聚乙烯（约150K）和聚丙烯（约250K）； （2）聚氯乙烯（354K）和聚偏二氯乙烯（249K） （3）聚丙烯酸甲酯（约280K）和聚丙烯酸乙酯（249K） （4）顺式1，4-聚丁二烯（165K）和1，2-聚丁二烯（265K） 5.（1）解释下列聚合物g T 温度高低次序的原因： Si O CH 3CH 3 ，CH 2 C CH 3CH 3 ，CH 2 C Cl Cl ， CH 2O C T g 120:- C T g 70:- C T g 17:- C T g 50:- （2） 预计下列聚合物g T 温度高低的次序： CH 2 CH CH 3 ， CH 2 CH Cl ， CH 2 CH ，CH 2 CH CN ， C CH 3 CH 3 O O C O ， O CH 3 CH 3 ， 6.试讨论非晶、结晶、交联和增塑高聚物的温度形变曲线的各种情况（考虑相对分子质量、结晶度、交联度和增塑剂含量不同的各种情况）。 7. 下图为三组热机械曲线，是由不同结构和相对分子质量的同一聚合物，但恒定外力作用下得到的．试讨论这三组曲线各属什么结构? 同一组中各曲线所代表样品的相对分子质量大小顺序如何? 高聚物的温度-形变曲线图 T ε 8. 在热机械曲线上，为什么PMMA 的高弹区范围比PS 的大? (已知PMMA 的=g T 378K ， =f T 433-473K ；PS 的=g T 373K ，=f T 383-423K) 9. 假如从实验得到如下一些高聚物的热－机械曲线，如下列图，试问它们各主要适合作什么材料（如塑料、橡胶、纤维等）？为什么？ 图 高聚物的温度-形变曲线 10. 怎样解释：聚合物T g 开始时随相对分子质量增大而升高，当相对分子质量达到一定值之后，T g 变为与相对分子质量无关的常数； 11.从化学结构角度讨论以下各对聚合物为什么存在g T 的差别． CH 2 CH 2 (1) (150K) 和 CH 2 CH CH 3 (250K) (2) CH 2 CH C O OCH 3 (283K) 和 CH 2 CH O C O CH 3 (350K)(3) CH 2 CH 2O (232K) 和 CH 2 CH (358K) (4) CH 2 CH C 2H 5 O (249K) 和 CH 2 CH 2 CH CH 3 C 3 O (378K) T ε 20 60 100 140 180 A T ε -60 0 40 B 20 210 T ε C 80 100 T ε D 12. 从结构出发排列出下列各组高聚物T g 顺序并简要说明理由。 13.解释为什么高速行驶中的汽车内胎易爆破. 第四部分 熔体流变性 一、名词解释： 牛顿流体、非牛顿流体、假塑性流体、熔融指数、剪切黏度、零切黏度、切力变稀 （1） （2） （3） （4） 二、选择： 1.聚合物熔体下列现象中不属于弹性现象的是（）。 A挤出物胀大现象B爬杆现象C不稳定流动现象D剪切现象 2.对于假塑性流体，随着剪切速率的增加，其表观黏度（） A先增后降B增加C减少D不变化 3.下列材料哪种更易从模头挤出（） A 假塑性液体 B.胀塑性流体 C.牛顿流体 4.在设计制造外径为5cm管材的模头时，应选择哪种内径的模头（） A. 小于5cm B.5cm C.大于5cm 5.聚合物熔体的爬杆效应是因为（） A. 普弹形变 B.高弹形变 C.黏流 6.剪切黏度随剪切速率的增大而减小的流体属于（）。 A假塑性流体B胀塑性流体C牛顿流体 7.大多数聚合物熔体都属于（）。 A 牛顿流体 B 假塑性非牛顿流体C胀塑性非牛顿流体 D 宾汉流体 8.聚合物的分子链越柔顺，其黏流活化能越（）。 A高B低C不确定 9.当高聚物的相对分子质量足够大时，高聚物的黏流活化能随相对分子质量增大而（）。 A 增大B保持不变C减小D先增大后减小 10.在聚合物的黏流温度以下，描述高聚物的表观黏度与温度之间关系的方程式是（）。 A Arrhenius方程 B WLF 方程 C Avrami方程 11.熔融指数的单位是( ). A克B泊C秒 12.下列因素中,引起聚合物爬杆效应的是( ). A弹性行为B黏性行为C温度效应 13.高聚物的流动模式是( ). A分子链的整体迁移B链段的跃迁C端基的运动 14.降低柔性聚合物的熔体粘度的有效措施是（） A 升高温度 B 降低温度 C 提高螺杆转速 D 降低螺杆转速 三、判断： 1.熔融指数是聚合物熔体粘度的另一种表示方法,单位也是泊。( ) 2.聚合物的流动与小分子在本质上是相同的,即通过分子的整体跃迁而实现。( ) 3.聚合物黏流温度的定义虽然明确,但聚合物往往没有一个明确的黏流温度。( ) 4.高分子的流动伴有高弹形变,这部分形变是可以回复的。( ) 5.聚合物的黏流活化能越大，则其熔体黏度越高。( ) 6.聚合物的黏流活化能随相对分子质量的增大而增大。（） 7.用WLF方程描述聚合物熔体的黏度与温度的关系。（） 8.刚性高分子的表现黏度随剪切速率增加而明显下降。（） 四、问答： 1.熔融指数与相对分子质量有什么关系，简述之。 2.为什么高聚物的流动活化能与相对分子质量无关？ 3.解释下图中几种高聚物的熔融黏度与剪切力及温度关联曲线． 图中：1．PC(聚碳酸酯)； 2．PE ； 3，PMMA 高聚物的熔融黏度与剪切力及温度关系 4.什么是牛顿流体？绝大多数高聚物的熔体与浓溶液在什么条件下是牛顿流体，什么条件下不是牛顿流体，为什么会有此特点？高聚物熔体在外力作用下除流动外，还有何特性？哪些因素使这一特征更明显？ 五、计算： 1.已知PE 和PMMA 流动活化能ηE ?分别为41.8kJ . mol -1和19 2.3 kJ . mol -1，PE 在473K 时的粘度s Pa ?=91)473(η；而PMMA 在513K 时的粘度s Pa ?=200)513(η。试求： （1）PE 在483K 和463K 时的粘度，PMMA 在523K 和503K 时的粘度； （2）说明链结构对聚合物粘度的影响； （3）说明温度对不同结构聚合物粘度的影响。 2. 已知增塑PVC 的T g 为338K ，T f 为418K ，流动活化能131.8-?=?mol kJ E η，433K 时的粘度为5Pa . s 。求此增塑PVC 在338K 和473K 时的粘度各为多大？ 第五部分 力学性质 一、名词解释： 高弹性、弹性模量、泊松比、应力、应变、熵弹性、蠕变、应力松弛、时温等效原理、滞后、力学内耗（力学损耗）、粘弹性、力学松弛、拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度、银纹、屈服、脆性断裂、韧性断裂、应力集中、剪切带、强迫高弹形变、强迫高弹性、松弛时间、松弛过程。 二、选择： 1.杨式模量的单位是（ ） A N B N/m 2 C 比例常数，没单位 2.下列力学性能，不能通过拉伸实验得到的是（ ） A 断裂强度 B 断裂伸长率 C 杨式模量 D 冲击强度 3.高分子材料的脆性断裂是指（ ） A 屈服前的断裂 B 断裂伸长率小于100% C 拉伸强度小于某一值 4.高聚物发生强迫高弹形变的温度范围是（ ） A 断裂应力小于屈服应力 B 断裂应力大于屈服应力 C 断裂应力等于屈服应力 5.非晶态高聚物发生强迫高弹形变的温度范围是（ ） A T g ～T f 之间 B T b ～T f 之间 C T b ～T g 之间 6.在银纹体内，分子链的取向方向与外力（ ） A 一致 B 垂直 C 不确定 D 45° 7.聚合物的相对分子质量增加，则冲击强度（ ） A 增大 B 减小 C 不变 8.分子链的支化度增加，拉伸强度一般（ ） A 增大 B 减小 C 不变 9.韧性聚合物在拉伸过程中产生的剪切带（ ） A 与外力方向平行 B 与外力方向垂直 C 大体上与外力成45°夹角 10.下列聚合物力学状态中模量最大的是（ ）。 A 黏流态 B 高弹态 C 玻璃态 11.聚碳酸酯的应力－应变曲线属于以下哪一类（ ） A 硬而脆 B 软而韧 C 硬而韧 12.应力的单位是（ ） A N B N/m 2 C 比例常数，没单位 一、单项选择题 1．高分子的基本运动是（ B ）。 A．整链运动 B．链段运动 C．链节运动 2．下列一组高聚物分子中，柔性最大的是（ A ）。 A.聚氯丁二烯 B.聚氯乙烯 C.聚苯乙烯 3. 下列一组高聚物中，最容易结晶的是( A ). A.聚对苯二甲酸乙二酯 B. 聚邻苯二甲酸乙二酯 C. 聚间苯二甲酸乙二酯4．模拟线性聚合物的蠕变全过程可采用（ C ）模型。 A.Maxwell B. Kelvin C. 四元件 5.在半晶态聚合物中，发生下列转变时，判别熵值变大的是（ A ）。 （1）熔融（2）拉伸取向（3）结晶（4）高弹态转变为玻璃态 6.下列一组高聚物分子中，按分子刚性的大小从小到大的顺序是（ ADBFC ）。 A.聚甲醛； B.聚氯乙烯； C.聚苯乙烯； D. 聚乙烯；F. 聚苯醚 7．.假塑性流体的特征是（ B ）。 A．剪切增稠 B．剪切变稀 C．粘度仅与分子结构和温度有关 8.热力学上最稳定的高分子晶体是（ B ）。 A．球晶 B．伸直链晶体 C．枝晶 9.下列高聚物中，只发生溶胀而不能溶解的是（ B ）。 A. 高交联酚醛树脂； B. 低交联酚醛树脂； C.聚甲基丙稀酸甲脂 10.高分子-溶剂相互作用参数χ1（ A ）聚合物能溶解在所给定的溶剂中 A. χ1<1/2 B. χ1>1/2 C. χ1=1/2 11.判断下列叙述中不正确的是（ C ）。 A．结晶温度越低，体系中晶核的密度越大，所得球晶越小； B．所有热固性塑料都是非晶态高聚物； C．在注射成型中，高聚物受到一定的应力场的作用，结果常常得到伸直链晶体。 12. 判断下列叙述中不正确的是（ C ）。 A．高聚物的取向状态是热力学上一种非平衡态； B．结晶高聚物中晶片的取向在热力学上是稳定的； C．取向使材料的力学、光学、热性能各向同性。 13.关于高聚物和小分子物质的区别，下列( D )说法正确 ⑴高聚物的力学性质是固体弹性和液体粘性的综合； ⑵高聚物在溶剂中能表现出溶胀特性，并形成居于固体和液体的一系列中间体系； ⑶高分子会出现高度的各向异性。 A. ⑴⑵对 B. ⑵⑶对 C. ⑴⑶对 D.全对 判断题 1 结晶性聚合物不一定总就是形成结晶聚合物(√) 交联前的线性聚合物就是结晶性聚合物,交联度不太大时,有结晶能力,但随交联度增大,结晶能力减小;当交联度太大时,丧失结晶能力 需要结晶条件 5、不能通过改变高分子的构象提高高分子的等规度。(√) 高分子的等规度就是由分子的化学结构决定的,要改变改变高分子的等规度必须改变高分子的构型。 06年判断题: 1、双酚A型聚碳酸酯就是结晶性聚合物,所以一定形成结晶聚合物(×) 原因:交联前的双酚A型聚碳酸酯聚合物就是结晶性聚合物,交联度不太大时,有结晶能力,但随交联度增大,结晶能力减小;当交联度太大时,丧失结晶能力 需要结晶条件 8、尼龙1010,尼龙66,尼龙610这三种尼龙熔点最高的就是尼龙66(√) 氢键密度 1影响高分子柔顺性的因素有哪些？聚乙烯单个分子的柔顺性很好,为什么高聚物不能作为橡胶使用而作塑料用？ 答: (1) 影响高分子的柔顺性有那些因素: ○1高分子主链结构中键长越长,键角越大或含有孤立双键,单键内旋转 越容易,高分子的共轭双键,芳杂环,典型刚性键,高分子的柔顺性较差(体积) ○2侧基的极性越大,柔顺性越差,若含有氢键时,柔顺性更差,侧基的刚性越大,柔顺性越差,但沿主链刚性侧基密度增大,柔顺性更差(体积) ○3分子量越大分子链的柔顺性越好 ○4高分子发生交联,交联度不大时,对柔顺性影响不大,交联度太大时,分子链失去柔顺性 ○5高分子的聚集态结构决定高分子的柔顺性能否表现出来 ○6温度越高,外力越大,分子链的柔顺性越好;外力作用速度越大,分子链的柔顺性越难表现出来,加入溶剂,分子链的柔顺性较好,但还与外界条件有关 (2)对称,柔性越大,分子结构越规整,但同时结晶能力越强,高分子一旦结晶,链的柔顺性就表现不出来,聚合物呈现刚性,聚乙烯的分子链就是柔顺的,但由于结构规整,很容易结晶,失去弹性,所以聚乙烯聚合物能够作塑料用不能作橡胶用。 2、作出下列高聚物的温度—形变曲线,标出各特征温度,并简要说明。 (1)自由基聚合 的聚苯乙烯:试样B的分子量适中,试样A的分子量较小。 (2)聚乙烯:试样A的分子量适中,试样B的分子量很大。 PS为非晶高聚物,分子量小的高弹平台很短或没有高弹态。PE 为结晶高聚物,分子量小的没有Tf,分子量大的有 3、分子结构,分子量与外力作用时间如何影响高聚物的粘流温度? 高分子物理试卷一 一、单项选择题（10分） （下面每个小题只有一个答案是正确的，请将正确答案的编号填在右边的括号里，选对者得1分，不选，错选或者多选均不得分。） 1、在二氧六环中将锌粉与聚氯乙烯共煮，红外光谱表明产物中有环丙烷结构而无双键，则 反应前聚氯乙烯结构单元的键接顺序是（）。 （a）头-尾键接(b)头-头键接(c)头-尾和头-头各占50% 2、某结晶性聚合物在偏光显微镜先呈现十字消光图案，则其结晶形态是（）。 （a）单晶（b）串晶（c）球晶（d）片晶 3、比较聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯腈(PAN)之间的柔韧性，正确的顺序是（）。 （a）PP>PE>PVC>PAN （b）PE>PP>PVC>PAN (c) PE>PP>PAN>PVC (d) PAN>PVC>PP>PE 4、加入含有成核剂的聚丙烯在等温结晶时生成球晶，则其Avrami指数n为（）。 （a）2 (b) 3 (c) 4 (d) 5 5、聚甲醛的分子链在晶体中的构象是（）。 （a）平面锯齿形（b）扭曲的锯齿链（c）螺旋链 6、大多数聚合物熔体都是属于（）。 （a）牛顿流体（b）假塑性非牛顿流体（c）宾汉流体（d）胀塑性非牛顿流体 7、聚合物分子之间形成氢键，会使玻璃化转变温度（）。 (a) 升高（b）降低（c）不变 8、通常地，在常温下，下列聚合物溶解最困难的是（）。 （a）非晶态非极性聚合物（b）非晶态极性聚合物 （c）晶态非极性聚合物（d）晶态极性聚合物 9、下列方法测定的聚合物相对分子质量数值最大的是（）。 （a）膜渗透压法（b）沸点升高法（c）稀溶液粘度法（d）光散射法 10、Maxwell模型可以用来描述（）。 （a）蠕变过程（b交联聚合物的应力松弛过程(c)线性高聚物的应力松弛 二、多项选择题（20分） （下面每个题至少有一个答案是正确的，请将所有的正确答案的编号填写在括号里。全选对者得两分，选错一个扣一分，少选一个扣0.5分，但不做选择或所选答案全错者不得分。）1、聚甲基丙烯酸甲酯分子之间的相互作用力包括（）。 （a）静电力（b）诱导力（c）色散力（d）氢键 2、用来描述聚合物非晶态结构的模型有（）。 （a）樱状微束模型（b）无规线团模型（c）两相球粒模型（d）折叠链模型（e）插线板模型 3、下面哪些聚合物适合做弹性体（）。 （a）聚异戊二烯（b）天然橡胶（c）聚丁二烯（d）聚氯乙烯 4、高分子的三级结构包括（）。 （a）晶态结构（b）取向结构（c）多相结构（d）液晶态结构 5、支持插线板模型的实验依据是（）。 （a）结晶PE均方回转半径与在熔体中的一致 1 黏弹性现象 1.1 黏弹性与松弛 ①什么是聚合物的力学松弛现象？什么是松弛（弛豫）时间？ 聚合物的力学性质随时间变化的现象称为力学松弛现象。在一定的外力和温度下，聚合物受外力场作用的瞬间开始，经过一系列非平衡态（中间状态）而过渡到与外力性质相适应的平衡态（终态）所需要的时间称为松弛时间，这个时间通常不是很短。 ②有什么物理量表示松弛过程的快慢？聚合物为什么具有松弛时间谱？ 用松弛时间τ。聚合物是有多重结构单元组成的，其运动是相当复杂的。它的力学松弛过程不止一个松弛时间，而是一个分布很宽的连续的谱，称为松弛时间谱。 ③什么是黏弹性？ 聚合物的形变的发展具有时间依赖性，这种性质介于理想弹性体和理想黏性体之间，称为黏弹性。黏弹性是一种力学松弛行为。 ④（1）分别列举两例说明聚合物弹性中伴有黏性（称为黏弹性）和黏性中伴有高弹性（称为弹黏性）的现象。（2）分别说明橡胶弹性中带黏性和聚合物中黏性熔体中带弹性的原因。（3）成型加工中如何降低橡胶的黏性和聚合物熔体的弹性？ （1）橡胶的应力松弛和拉伸断裂后有永久变形都是黏弹性。挤出物长大效应和爬杆效应是弹黏性。 （2）橡胶分子链构象改变时需要克服摩擦力，所以带有黏性。聚合物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，所以高分子带有弹性。 （3）降低橡胶黏性方法是适度交联。在成型加工中减少成型制品中的弹性成分的办法是：提高熔体温度，降低挤出速率，增加口模长径比，降低相对分子质量，特别是要减少相对分子质量分布中高相对分子质量尾端。 ⑤用松弛原理解释非晶态聚合物的力学三态行为。 聚合物在低温或快速形变时表现为弹性，松弛时间短，形变瞬时达到瞬时恢复，此时处于玻璃态。 聚合物在高温或缓慢形变时表现为黏性，松弛时间很长，形变随时间线性发展，此时处于黏流态。 聚合物在中等温度或中等速度形变时表现为黏弹性，松弛时间不长不短，形变跟得上外力，又不完全跟得上，此时处于橡胶态。 ⑥为什么说作用力的时间与松弛时间相当时，松弛现象才能被明显地观察到？ 当作用力的时间比松弛时间短得多时，运动单元根本来不及运动，因此聚合物对外力作用的响应可能观察不到。当作用力的时间比松弛时间长得多时，运动单元来得及运动，也无所谓松弛。只有当作用力的时间与链段运动的松弛时间同数量级时，运动单元可以运动，又不能完全跟得上，分子链通过连段运动逐渐伸展，形变量比普弹性大得多，松弛现象才能被明显地观察到。 ⑦在纤维成型过程中，通过什么条件控制松弛时间，使结构稳定？ 热定型，即在低于熔点的较高温度下短时间处理，使部分链段解取向，从而控制松弛时间。 *应用【14-8,14-9。11】，松弛时间τ=η/E ，RT E /-0e 1 ?==ντν（v 为松弛过程的频率） *熔融的聚合物黏流体有高弹效应，如挤出物胀大效应、爬杆效应和熔体破裂效应；高弹性硫化橡胶有蠕变、应力松弛的黏弹性；硬固的塑料没有黏弹性。 1.2 静态黏弹性 ①蠕变和应力松弛这两种静态黏弹现象与形变-温度曲线、应力-应变曲线有什么关系？ 按外力σ、形变ε、温度T 和时间t 四个参变量关系不同，可以归纳为四种力学行为，它们是固定两 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 ）。 北京化工大学 高分子物理习题 一、名词解释 B溶剂：在某一温度下聚合物溶于某一溶剂中，其分子链段间的相互吸引力与溶剂化以及排斥体积效应所表现出的相斥力相等，无远程相互作用，高分子处于无扰状态，排斥体积为0，该溶液的行为符合理想溶液行为，此时溶剂的过量化学位为0，此时的溶液称为B溶液。 等效自由连接链：将含有n个键长为I、键角B固定、旋转不自由的键组成的链视为一个含有Z个长度为b的链段组成的可以自由旋转的链，称为等效自由连接链。 取向：在某种外力的作用下，分子链或者其他结构单元沿着外力作用方向择优排列的结构。 银纹：聚合物在张应力的作用下，在材料某些薄弱的地方出现应力集中而产生的局部的塑性形变和取向，以至于在材料的表面或者内部垂直于应力方向出现微细凹槽的现象。 特性粘度：高分子在c-0时，单位浓度的增加对溶液的增比浓度或相对粘度对数的贡献。其数值不随溶液浓度的大小而变化，但随浓度的表示方法而异。 键接异构——大分子链结构单元的键接顺序不同所引起的异构体。双轴取向——取向单元沿两个相互垂直方向的取向，其面积增大，厚度减小。 脆性断裂——屈服前的断裂，拉伸中试片均匀形变，断面较平整。 BoItzmann 原理——聚合物的力学松弛行为是其整个受力历史上诸松弛过程的线性加和的结果。 熔限——高聚物熔融开始至终了的温度区间。 时温等效原理——升高温度和延长时间对分子运动及高聚物的粘弹行为是等效的，可用一个转换因子a T将某一温度下测定的力学数据变成另一温度下的力学数据。 柔顺性—高分子链能够不断改变其构象的性质或高分子能够卷曲成无规线团的能力。零切黏度——剪切速率趋向于零时的熔体黏度，即流动曲线的初始斜率。 链段:把由若干个键组成的一段链作为一个独立运动的单元，称为链段。应力松弛：在恒定温度和形变标尺不变的情况下，聚合物内部的应力随时间的增加而逐 渐衰减的现象。 二?选择题： 第一章高分子链的结构 一．解释名词、概念 1．高分子的构型：高分子中由化学键固定了的原子或原子团在空间的排列方式2.全同立构高分子：由一种旋光异构单元键接形成的高分子3.间同立构高分子：由两种旋光异构单元键接形成的高分子4.等规度：聚合物中全同异构和间同异构的高分子占高分子总数的百分数5.高分子的构象：由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态6.高分子的柔顺性：高分子能够呈现不同程度卷曲构象状态的性质7.链段：高分子中能做相对独立运动的段落8.静态柔顺性：由反式微构象和旁氏微构象构象能之差决定的柔顺性，是热力学平衡条件下的柔顺性9.动态柔顺性：高分子由一种平衡构象状态转变成另一种平衡构象状态所需时间长短决定的柔顺性10.等效自由连接链：在一般条件下，高分子链中只有部分单键可以内旋转，相邻的两个可以内旋转的单键间的一段链称为链段，这样可以把高分子链看作是由链段连接而成的，链段之间的链不受键角的限制，链段可以自由取向，这种高分子链的均方末段距以及末端距分布函数的表达式与自由连接链相同，只是把链数n转换成链段数n，把键长l换成链段长l，这种链称为等效自由链接链11.高斯链：末端距分布服从高斯分布的链12.高分子末端距分布函数：表征高分子呈现某种末端距占所有可能呈现末端剧的比例 二．线型聚异戊二烯可能有哪些构型? 答：1.4-加成有三种几何异构，1.2加成有三种旋光异构，3.4加成有三种旋光异构 三．聚合物有哪些层次的结构?哪些属于化学结构？哪些属于物理结构？ 四．为什么说柔顺性是高分子材料独具的特性？ 答：这是由高分子的结构决定的，高分子分子量大，具有可以内旋转的单键多，可呈现的构象也多，一般高分子长径比很大，呈链状结构，可以在很大程度内改变其卷曲构想状态。对于小分子，分子量小，可内旋转的单键少，可呈现的构象数也不多，且小分子一般呈球形对称，故不可能在很大的幅度范围内改变其构象状态 五．通常情况下PS是一种刚性很好的塑料，而丁二烯与苯乙烯的无规共聚物（B:S=75:25）和三嵌段共聚物SBS（B:S=75:25）是相当好的橡胶材料，从结构上分析其原因。 答：ps分子上带有刚性侧基苯环，且只通过一个单键与分子相连，再者沿分子链轴方向苯环的密度大，高分子的刚性很好，所以ps是一种刚性很好的塑料。丁二烯和苯乙烯的无规共聚物的分子链中引入了很多孤立双键，使与之相连的单键内旋转变得容易，分子链上虽仍有苯环侧基，但数目少，又是无规共聚，沿分子链轴方向苯环密度小，柔顺性好，三嵌段共聚物中间链段是分子链中含有很多孤立双键且又相当长的聚丁二烯，是一种典型的柔顺链。 六．若聚丙烯的等规度不高，能否用改变构象的方法提高其等规度？为什么？答：不能，碳碳单键的旋转只改变构象，没有化学键的断裂与生成，是物理变化。而要想改变等规度必须改变化学结构。所以，不能用改变构象的方法提高其等规度。 华东理工大学2005–2006学年第2学期 参考答案《高分子科学基础（下）》课程期末考试试卷 A 2006.06 开课学院：材料学院 ，考试形式：闭卷，所需时间： 120 分钟 考生姓名： 学号： 专业： 班级： 题序 一二三四五六七八总分得分 评卷人 一．单项选择题：（10分） （下面每个小题只有一个答案是正确的，请将正确答案的代号填写在左边的括号里。选对者得1分，不选、选错或多选均不得分） （B）１．高分子链的构象属于聚合物结构层次中的： （A）一级结构； （B）二级结构；（C）三级结构； （D）高级结构 （D）２．下列聚合物中不具有旋光异构的是： （A）聚丙烯； （B）聚苯乙烯； （C）聚氯乙烯； （D）聚偏氯乙烯 （D）３．高分子链中C－C单键内旋转位能最低的状态是： （A）顺式；（B）左旁式；（C）右旁式；（D）反式 （C）４．下列高分子链中柔性最好的是： （A）聚苯撑； （B）聚丙烯； （C）1,4－聚异戊二烯； （D）聚苯乙烯 （D）５．下列聚合物内聚能密度最大的是： （A）1,4－聚丁二烯； (B) 聚苯乙烯；(C) 聚氯乙烯；（D）聚丙烯腈 （B）６．在下列情况下，聚合物滞后现象最为明显的是： （A）玻璃态； （B）玻璃化转变区； （C）高弹态； （D）不确定 （A）７．下列聚合物中玻璃化转变温度最高的是： （A）聚氯乙烯；（B）聚乙烯；（C）氯化聚乙烯；（D）聚二甲基硅氧烷 （D）８．高分子溶解在良溶剂中，则： （A）χ1＞1/2, Δμ 1E＞0； （B）χ 1 ＞1/2, Δμ 1 E＜0； （C）χ1＜1/2, Δμ 1E＞0； （D）χ 1 ＜1/2, Δμ 1 E＜0 （A）９．光散射法不可测量的是： （A）数均分子量；（B）重均分子量；（C）第二维利系数；（D）均方末端距（A）10．下列聚合物中综合性能最好(同时具有较高的强度和韧性)的是： （A）ABS树脂；（B）聚丙烯腈；（C）聚丁二烯；（D）聚苯乙烯 高分子物理习题答案 第一章高分子链的结构 3?高分子科学发展中有二位科学家在高分子物理领域作出了重大贡献并获得诺贝尔奖，他们是谁？请列举他们的主要贡献。 答：（1）H. Staudinger （德国）："论聚合”首次提出高分子长链结构模型，论证高分子由小分子以共价键结合。1953年获诺贝尔化学奖。 贡献：（1）大分子概念：线性链结构 （2）初探[]=KM关系 （3 ）高分子多分散性 （4）创刊《die Makromol.Chemie》1943 年 （2）P. J. Flory（美国），1974年获诺贝尔化学奖 贡献：（1）缩聚和加聚反应机理 （2）高分子溶液理论 （3 ）热力学和流体力学结合 （4 ）非晶态结构模型 6?何谓高聚物的近程（一级）结构、远程（二级）结构和聚集态结构？试分别举例说明用什么方法表征这些结构和性能，并预计可得到哪些结构参数和性能指标。 答：高聚物的一级结构即高聚物的近程结构，属于化学结构，它主要包括链节、键接方式、构型、支化和交联结构等，其表征方法主要有：NMR, GC, MS, IR, EA, HPLC, UV 等。而高聚物的二级结构即高聚物的远程结构，主要包括高分子链的分子量、分子尺寸、分子形态、链的柔顺性及分子链在各种环境中所采取的构象，其表征方法主要有：静态、动态光散射、粘度法、膜渗透压、尺寸排除色谱、中子散射、端基分析、沸点升高、冰点降低法等。高聚物的聚集态结构主要指高分子链间相互作用使其堆积在一起形成晶态、非晶态、取向态等结构。其表征方法主要有：X-射线衍射、膨胀计法、光学解偏振法、偏光显微镜法、光学双折射法、声波传播法、扫描电镜、透射电镜、原子力显微镜、核磁共振，热分析、力学分析等。 &什么叫做高分子的构型？试讨论线型聚异戊二烯可能有哪些不同的构型。 答：由化学键所固定的原子或基团在空间的几何排布。 1 , 2:头-头，全同、间同、无规；头-尾，全同、间同、无规 3, 4:头-头，全同、间同、无规；头-尾，全同、间同、无规 1 , 4:头-头，顺、反；头-尾，顺、反 9?什么叫做高分子构象？假若聚丙烯的等规度不高，能不能用改变构象的办法提高其等规度？说明理由。答：由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态（内旋转异构体）称为构象。不能用改变构象的办法提高其更规度。等规度是指高聚物中含有全同和间同异构体的总的百分数，涉及的是构型问题，要改变等规度，即要改变构型。而构型是由化学键所固定的原子或基团在空间的几何排布，改变构型必须通过化学键的断裂和重组。 11 ?假定聚丙烯主链上的键长为0.154纳米，键角为109.5,根据下表所列数据，求其等效自由结合链的 链段长度 宁波大学2020年硕士研究生招生考试初试试题(A卷) (答案必须写在考点提供的答题纸上) 科目代码：882 总分值：150 科目名称：高分子物理 一、单项选择（每题2分，15小题，共30分） 1. 某一非单分散的聚合物样品，采用下列三种方法测得的平均分子量大小顺序是（）。 A. 黏度法>蒸汽压法>光散射法； B. 光散射法>蒸汽压法>黏度法； C. 光散射法>黏度法>蒸汽压法； D. 黏度法>光散射法>蒸汽压法。 2. （）模型可以描述从完全伸直的刚性链到非常柔软的无规线团之间的所有情况。 A. 自由结合链； B. 等效自由结合链； C. 高斯链； D. 蠕虫状链。 3. 等效自由结合链的根均方回转半径是根均方末端距的（）。 A. 1/6； B. ； C. ； D. 1/2。 4. Hildebrand浓度公式ΔH M=V Mφ1φ2(δ1–δ2)2只适用于（）与溶质的相互混合。 A. 非极性聚合物； B. 极性聚合物； C. 非晶聚合物； D. 结晶聚合物。 5. 若聚苯乙烯-环己烷溶液的θ温度是35 ℃，则40 ℃时，A2（）。 A. =0； B. >0； C. <0； D. =1/2。 6. 嵌段聚合物发生微相分离的温度是（）。 A. T g； B. T m； C.T f； D. T ODT。 7. 测量聚合物的T g时，随着升温速度的减慢，所得数值（）。 A. 偏低； B. 偏高； C.不变； D. 不确定。 8. 自由体积理论认为，当聚合物冷却至玻璃态后，继续降低温度，自由体积（）。 A. 降低； B. 升高； C.不变； D. 不确定。 9. 下列聚合物中，T d>T f的是（）。 A. 聚氯乙烯； B. 聚丙烯腈； C. 聚苯乙烯； D. 聚四氟乙烯。 10. 关于两相球粒模型的表述，错误的是（）。 A. 是描述聚合物非晶态结构的代表模型之一； B. 非晶态聚合物在凝聚态结构上是均相的； C. 聚合物非晶态结构中包含粒子相和粒间相； D. 非晶态聚合物中存在着一定程度的局部有序。 11. 聚合物单晶一般是在（）时生成。 A. 浓溶液中析出； B. 熔体冷却结晶； C.极稀溶液中缓慢结晶； D. 流动场作用。 12. 异相成核的聚合物球晶三维生长时，Avrami指数n等于（）。 A. 1； B. 2； C. 3； D. 4。 13. 关于非晶聚合物拉伸过程中的屈服现象，以下说法错误的是（）。 A. 屈服点后，链段开始运动； B. 增加应变速度有利于屈服发生； C. 屈服应力随温度升高而降低； D. 脆性断裂发生在屈服点之前。 第0 页共 3 页 高分子物理习题集及 答案 第一章高分子链的结构 一．解释名词、概念 1．高分子的构型：高分子中由化学键固定了的原子或原子团在空间的排列方式2.全同立构高分子：由一种旋光异构单元键接形成的高分子3.间同立构高分子：由两种旋光异构单元键接形成的高分子4.等规度：聚合物中全同异构和间同异构的高分子占高分子总数的百分数5.高分子的构象：由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态 6.高分子的柔顺性：高分子能够呈现不同程度卷曲构象状态的性质7.链段：高分子中能做相对独立运动的段落8.静态柔顺性：由反式微构象和旁氏微构象构象能之差决定的柔顺性，是热力学平衡条件下的柔顺性 9.动态柔顺性：高分子由一种平衡构象状态转变成另一种平衡构象状态所需时间长短决定的柔顺性 10.等效自由连接链：在一般条件下，高分子链中只有部分单键可以内旋转，相邻的两个可以内旋转的单键间的一段链称为链段，这样可以把高分子链看作是由链段连接而成的，链段之间的链不受键角的限制，链段可以自由取向，这种高分子链的均方末段距以及末端距分布函数的表达式与自由连接链相同，只是把链数n转换成链段数n，把键长l换成链段长l，这种链称为等效自由链接链11.高斯链：末端距分布服从高斯分布的链 12.高分子末端距分布函数：表征高分子呈现某种末端距占所有可能呈现末端剧的比例 二．线型聚异戊二烯可能有哪些构型? 答：1.4-加成有三种几何异构，1.2加成有三种旋光异构，3.4加成有三种旋光异构 三．聚合物有哪些层次的结构?哪些属于化学结构？哪些属于物理结构？四．为什么说柔顺性是高分子材料独具的特性？ 答：这是由高分子的结构决定的，高分子分子量大，具有可以内旋转的单键多，可呈现的构象也多，一般高分子长径比很大，呈链状结构，可以在很大程度内改变其卷曲构想状态。对于小分子，分子量小，可内旋转的单键少，可呈现的构象数也不多，且小分子一般呈球形对称，故不可能在很大的幅度范围内改变其构象状态 五．通常情况下PS是一种刚性很好的塑料，而丁二烯与苯乙烯的无规共聚物（B:S=75:25）和三嵌段共聚物SBS（B:S=75:25）是相当好的橡胶材料，从结构上分析其原因。 答：ps分子上带有刚性侧基苯环，且只通过一个单键与分子相连，再者沿分子链轴方向苯环的密度大，高分子的刚性很好，所以ps是一种刚性很好的塑料。丁二烯和苯乙烯的无规共聚物的分子链中引入了很多孤立双键，使与之相连的单键内旋转变得容易，分子链上虽仍有苯环侧基，但数目少，又是无规共聚，沿分子链轴方向苯环密度小，柔顺性好，三嵌段共聚物中间链段是分子链中含有很多孤立双键且又相当长的聚丁二烯，是一种典型的柔顺链。 六．若聚丙烯的等规度不高，能否用改变构象的方法提高其等规度？为什么？ 考研《高分子物理与化学》考研考点归纳 高分子物理与化学考点归纳与典型题（含考研真题）详解第1章氧化还原反应与应用电化学 第1章概论 1.1考点归纳 一、高分子物理发展简史 1．发展历程 （1）1920年，H．Staudinger发表文献《论聚合》，论证聚合过程是大量小分子自己结合的过程； （2）P．Debye和B．H．Zimm等发展光散射法研究高分子溶液的性质； （3）J．D．Watson和F．H．C．Crick用X射线衍射法研究高分子的晶态结构，于l953年确定了脱氧核糖核酸的双螺旋结构； （4）50年代，高分子物理学基本形成。 2．高分子物理的研究内容 （1）高分子的结构； （2）高分子材料的性能； （3）分子运动的统计学。 二、高分子的分子量和分子量分布 1．聚合物分子量的特征 （1）比低分子化合物大几个数量级； （2）具有多分散性——即分子量的不均一性。 2．平均分子量的定义 （1）以数量为统计权重的数均分子量，定义为 （2）以质量为统计权重的重均分子量，定义为 （3）用稀溶液黏度法测得的平均分子量为黏均分子量，定义为 式中，a是特性黏数分子量关系式中的指数，在0.5~1之间。（4）以z值为统计权重的z均分子量，定义为 注：单分散试样：；多分散试样：。 3．分子量分布的表示方法 （1）分子量分布的定义 分子量分布是指聚合物试样中各个组分的含量和分子量的关系。 （2）表征多分散性的参数 ①分布宽度指数 a．定义：分布宽度指数是试样中各分子量与平均分子量之间的差值的平方平均值，又叫方差。分布愈宽， 愈大。 b．单分散试样，，；多分散试样，，。 ②多分散性指数 a．定义：表征聚合物分子量不均一性的参数，以重均和数均分子量之比或Z均和重均分子量之比表征（或d=MZ/MW）。 b．单分散试样，d＝1；多分散试样，d >1，d的数值越大，分子量分布越宽。 三、分子量和分子量分布的测定方法 1．测定方法 （1）数均分子量：端基分析法（M＜104）、蒸气压渗透法（M＜30000）、冰点降低法（M＜30000）、沸点升高法（M＜30000）、渗透压法（20000＜M）； （2）重均分子量：光散射法（104＜M＜107）、体积排除色谱法（103＜M＜107）； 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 。 高分子物理部分复习题 构象;由于单键（σ键）的内旋转，而产生的分子在空间的不同形态。它是不稳定的，分子热运动即能使其构象发生改变 构型;分子中由化学键所固定的原子在空间的排列。稳定的，要改变构型必需经化学键的断裂、重组 柔顺性;高聚物卷曲成无规的线团成团的特性 等同周期、高聚物分子中与主链中心轴平行的方向为晶胞的主轴，其重复的周期 假塑性流体、无屈服应力,并具有粘度随剪切速率增加而减小的流动特性的流体 取向;高分子链在特定的情况下，沿特定方向的择优平行排列，聚合物呈各向异性特征。 熵弹性、聚合物（在Tg以上）处于高弹态时所表现出的独特的力学性质 粘弹性；外力作用，高分子变形行为有液体粘性和固体弹性的双重性质，力学质随时间变化的特性 玻尔兹曼叠加、认为聚合物在某一时刻的弛豫特性是其在该时刻之前已经历的所有弛豫过程所产生结果的线性加和的理论原理 球晶、球晶是由一个晶核开始，以相同的速度同时向空间各方向放射生长形成高温时，晶核少，球晶大 应力损坏（内耗）、聚合物在交变应力作用下产生滞后现象，而使机械能转变为热能的现象 应力松弛、恒温恒应变下，材料的内应变随时间的延长而衰减的现象。 蠕变、恒温、恒负荷下，高聚物材料的形变随时间的延长逐渐增加的现象 玻璃化转变温度Tg：玻璃态向高弹态转变的温度，链段开始运动或冻结的温度。挤出膨大现象、高分子熔体被强迫挤出口模时，挤出物尺寸大于口模尺寸，截面形状也发生变化的现象 时温等效原理、对于同一个松驰过程，既可以在低温下较长观察时间（外力作用时间）观察到，也可以在高温下较短观察时间（外力作用时间）观察出来。 杂链高分子、主链除碳原子以外，还有其他原子，如：氧、氮、硫等存在，同样以共价键相连接 元素有机高分子、主链含Si、P、Se、Al、Ti等，但不含碳原子的高分子 键接结构、结构单元在高分子链中的联结方式 旋光异构、具有四个不同取代基的C原子在空间有两种可能的互不重叠的排列方式，成为互为镜像的两种异构体，并表现出不同的旋光性 均相成核、处于无定型的高分子链由于热涨落而形成晶核的过程 异相成核、是指高分子链被吸附在固体杂质表面而形成晶核的过程。Weissenberg爬杆效应当插入其中的圆棒旋转时，没有因惯性作用而甩向容器壁附近，反而环绕在旋转棒附近，出现沿棒向上爬的“爬杆”现象。 强迫高弹形变对于非晶聚合物，当环境温度处于Tb＜T ＜Tg时，虽然材料处于 玻璃态，链段冻结，但在恰当速率下拉伸，材料仍能发生百分之几百的大变形 冷拉伸；环境温度低于熔点时虽然晶区尚未熔融，材料也发生了很大拉伸变形 溶度参数；单位体积的内聚能称为内聚物密度平方根 介电损耗;电介质在交变电场中极化时，会因极化方向的变化而损耗部分能量和发热，称介电损耗。 聚合物的极化:聚合物在一定条件下发生两极分化，性质偏离的现象 二、填空题 判断题 1 结晶性聚合物不一定总是形成结晶聚合物（√） 交联前的线性聚合物是结晶性聚合物,交联度不太大时,有结晶能力，但随交联度增大,结晶能力减小;当交联度太大时,丧失结晶能力 需要结晶条件 5.不能通过改变高分子的构象提高高分子的等规度。（√） 高分子的等规度是由分子的化学结构决定的，要改变改变高分子的等规度必须改变高分子的构型。 06年判断题： 1.双酚A型聚碳酸酯是结晶性聚合物，所以一定形成结晶聚合物（×）原因：交联前的双酚A型聚碳酸酯聚合物是结晶性聚合物,交联度不太大时,有结晶能力，但随交联度增大,结晶能力减小;当交联度太大时,丧失结晶能力 需要结晶条件 8.尼龙1010，尼龙66，尼龙610这三种尼龙熔点最高的是尼龙66(√)氢键密度 1影响高分子柔顺性的因素有哪些？聚乙烯单个分子的柔顺性很好，为什么高聚物不能作为橡胶使用而作塑料用？ 答： (1) 影响高分子的柔顺性有那些因素: ○1高分子主链结构中键长越长，键角越大或含有孤立双键，单键内旋转越容易，高分子的共轭双键，芳杂环，典型刚性键，高分子的柔顺性较差（体积） ○2侧基的极性越大，柔顺性越差，若含有氢键时，柔顺性更差，侧基的刚性越大，柔顺性越差，但沿主链刚性侧基密度增大，柔顺性更差（体积） ○3分子量越大分子链的柔顺性越好 ○4高分子发生交联，交联度不大时，对柔顺性影响不大，交联度太大时，分子链失去柔顺性 ○5高分子的聚集态结构决定高分子的柔顺性能否表现出来 ○6温度越高，外力越大，分子链的柔顺性越好;外力作用速度越大，分子链的柔顺性越难表现出来，加入溶剂，分子链的柔顺性较好，但还与外界条件有关 （2）对称，柔性越大，分子结构越规整，但同时结晶能力越强，高分子一旦结晶，链的柔顺性就表现不出来，聚合物呈现刚性，聚乙烯的分子链是柔顺的，但由于结构规整，很容易结晶，失去弹性，所以聚乙烯聚合物能够作塑料用不能作橡胶用。 2.作出下列高聚物的温度—形变曲线，标出各特征温度，并简要说明。 (1)自由基聚合 的聚苯乙烯：试样B的分子量适中，试样A的分子量较小。 （2）聚乙烯：试样A的分子量适中，试样B的分子量很大。 PS为非晶高聚物，分子量小的高弹平台很短或没有高弹态。PE 为结晶高聚物，分子量小的没有Tf，分子量大的有 3.分子结构，分子量和外力作用时间如何影响高聚物的粘流温度?答：能增大高分子相互作用能及增大高分子刚性的结构因素会使Tf 高分子物理试卷一 一、单项选择题(10分) (下面每个小题只有一个答案就是正确的,请将正确答案的编号填在右边的括号里,选对者得1分,不选,错选或者多选均不得分。) 1、在二氧六环中将锌粉与聚氯乙烯共煮,红外光谱表明产物中有环丙烷结构而无双键,则反 应前聚氯乙烯结构单元的键接顺序就是()。 (a) 头-尾键接(b)头-头键接(c)头-尾与头-头各占50% 2、某结晶性聚合物在偏光显微镜先呈现十字消光图案,则其结晶形态就是()。 (a)单晶(b) 串晶(c) 球晶(d)片晶 3、比较聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯腈(PAN)之间的柔韧性,正确的顺序就是()。 (a)PP>PE>PVC>PAN (b)PE>PP>PVC>PAN (c) PE>PP>PAN>PVC (d) PAN>PVC>PP>PE 4、加入含有成核剂的聚丙烯在等温结晶时生成球晶,则其Avrami指数n为()。 (a)2 (b) 3 (c) 4 (d) 5 5、聚甲醛的分子链在晶体中的构象就是()。 (a) 平面锯齿形(b) 扭曲的锯齿链(c) 螺旋链 6、大多数聚合物熔体都就是属于()。 (a)牛顿流体(b)假塑性非牛顿流体(c)宾汉流体(d)胀塑性非牛顿流体 7、聚合物分子之间形成氢键,会使玻璃化转变温度()。 (a) 升高(b) 降低(c) 不变 8、通常地,在常温下,下列聚合物溶解最困难的就是()。 (a)非晶态非极性聚合物(b) 非晶态极性聚合物 (c)晶态非极性聚合物(d) 晶态极性聚合物 9、下列方法测定的聚合物相对分子质量数值最大的就是()。 (a)膜渗透压法(b) 沸点升高法(c)稀溶液粘度法(d) 光散射法 10、Maxwell模型可以用来描述()。 (a)蠕变过程(b交联聚合物的应力松弛过程(c)线性高聚物的应力松弛 二、多项选择题(20分) (下面每个题至少有一个答案就是正确的,请将所有的正确答案的编号填写在括号里。全选对者得两分,选错一个扣一分,少选一个扣0、5分,但不做选择或所选答案全错者不得分。) 1、聚甲基丙烯酸甲酯分子之间的相互作用力包括()。 (a)静电力(b)诱导力(c)色散力(d)氢键 2、用来描述聚合物非晶态结构的模型有()。 (a)樱状微束模型(b)无规线团模型(c)两相球粒模型(d)折叠链模型 (e)插线板模型 3、下面哪些聚合物适合做弹性体()。 (a)聚异戊二烯(b)天然橡胶(c)聚丁二烯(d)聚氯乙烯 4、高分子的三级结构包括()。 （a）晶态结构(b)取向结构(c)多相结构(d)液晶态结构 5、支持插线板模型的实验依据就是()。 （a）结晶PE均方回转半径与在熔体中的一致 高分子物理考研复试题 及答案 https://www.wendangku.net/doc/0c10410591.html,work Information Technology Company.2020YEAR 判断题 1 结晶性聚合物不一定总是形成结晶聚合物（√） 交联前的线性聚合物是结晶性聚合物,交联度不太大时,有结晶能力，但随交联度增大,结晶能力减小;当交联度太大时,丧失结晶能力 需要结晶条件 5.不能通过改变高分子的构象提高高分子的等规度。（√） 高分子的等规度是由分子的化学结构决定的，要改变改变高分子的等规度必须改变高分子的构型。 06年判断题： 1.双酚A型聚碳酸酯是结晶性聚合物，所以一定形成结晶聚合物（×） 原因：交联前的双酚A型聚碳酸酯聚合物是结晶性聚合物,交联度不太大时,有结晶能力，但随交联度增大,结晶能力减小;当交联度太大时,丧失结晶能力 需要结晶条件 8.尼龙1010，尼龙66，尼龙610这三种尼龙熔点最高的是尼龙 66(√) 氢键密度 1影响高分子柔顺性的因素有哪些聚乙烯单个分子的柔顺性很好，为什么高聚物不能作为橡胶使用而作塑料用 答： (1) 影响高分子的柔顺性有那些因素: ○1高分子主链结构中键长越长，键角越大或含有孤立双键，单键内旋转越容易，高分子的共轭双键，芳杂环，典型刚性键，高分子的柔顺性较差（体积） ○2侧基的极性越大，柔顺性越差，若含有氢键时，柔顺性更差，侧基的刚性越大，柔顺性越差，但沿主链刚性侧基密度增大，柔顺性更差（体积） ○3分子量越大分子链的柔顺性越好 ○4高分子发生交联，交联度不大时，对柔顺性影响不大，交联度太大时，分子链失去柔顺性 ○5高分子的聚集态结构决定高分子的柔顺性能否表现出来 ○6温度越高，外力越大，分子链的柔顺性越好;外力作用速度越大，分子链的柔顺性越难表现出来，加入溶剂，分子链的柔顺性较好，但还与外界条件有关 （2）对称，柔性越大，分子结构越规整，但同时结晶能力越强，高分子一旦结晶，链的柔顺性就表现不出来，聚合物呈现刚性，聚乙烯的分子链是柔顺的，但由于结构规整，很容易结晶，失去弹性，所以聚乙烯聚合物能够作塑料用不能作橡胶用。 2.作出下列高聚物的温度—形变曲线，标出各特征温度，并简要说明。 (1)自由基聚合 的聚苯乙烯：试样B的分子量适中，试样A的分子量较小。 （2）聚乙烯：试样A的分子量适中，试样B的分子量很大。 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 3 CH CH2 1,4-加成CH2 n C 3 CH CH2 1，2-加成 CH2 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 2 CH 2 CH 2 C CH 3 C H CH 3 C C H ②反式1，4-加成 2 CH 2CH 2 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 H CH 2CH CH 3 ④1，2-加成间同立构 C C 3 C C H H H H CH 3C 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 H C C H H CH 2C CH 3CH 2 C CH 3 H H ⑥3，4-加成间同立构 C C C C H H H H C C H H R R R R= CH 2 H H C CH 3高分子物理习题及参考答案
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