高分子物理习题：
第一章 高分子链的结构
一、概念与名词
高聚物的结构 高分子链结构 聚集态结构 近程结构 远程结构 化学结构 物理结构构型 旋光异构 全同立构 间同立构 无规立构 有规立构 等规度 几何异构 顺反异构 键接异构 序列 序列分布 数均序列长度 支化度 交联度 IPN Semi-IPN 构象 单键内旋转 链段 近程相互作用 远程相互作用 无规线团 柔顺性 平衡态柔顺性 动态柔顺性 末端距 均方末端距 根均方末端距 均方回转半径 最可几末端距自由结合链 自由旋转链 伸直链 等效自由结合链 高斯链 无扰尺寸 空间位阻参数特征比 一级近程排斥力 二级近程排斥力 热塑性聚合物 热固性聚合物 热力学链段长度 动力学链段长度
二、基本理论与基本问题
1.下列哪种聚合物是热塑性的（ ）
a. 硬质橡胶 b.酚醛树脂 c.硫化橡胶 d.HDPE 2.高压聚乙烯因为在聚合时压力很大，所以产品的密度也高，低压聚乙烯因为聚合时压力低，所以产品密度也低。（ ）
3.所谓自由旋转链，就是键角（θ），内旋转角（θ）均不受限制的高分子链。（ ）
4.高分子在晶体中是规则排列的，只有全同立构或间同立构的高分子才能结晶，无规立构高分子（也有例外）不能结晶。（ ）
5.HPPE聚合时压力很大，LPPE聚合时压力很小。所以二者的密度
a、HPPE>LPPE b、HPPE a、越小 b、越大 c、基本不变 7.下列高聚物，单个分子链柔顺性最大的是（ ） a、聚已二酸乙二醇酯 b、聚丙烯（全同） c、聚二甲基硅氧烷 8.α-取代烯烃聚合物，当不对称碳原子在链中的排列方式为DLDL……，则这种聚合物的立构属于（ ） a、全同 b、无规 c、间同 9.高顺1，4-聚异戊二烯在室温下为（ ） a、塑料 b、橡胶 c、纤维 10.按高聚物结构层次的划分，高分子链的构型属于（ ） a、一次结构 b、二次结构 c、三次结构 11.下列三种高聚物中，耐热性最好的是( ) a、聚酰亚胺 b、尼龙-66 c、芳香尼龙 12.哪种聚合物在室温下透气性更好（ ） a、等规聚丙烯 b、无规聚丙烯 13.下列哪种聚合物是热塑性（ ） a、硬质橡胶 b、HDPE 14.下列哪种聚合物是支链聚合物（ ） a、HDPE b、等规聚丙烯 c、LDPE 15.等规聚丙烯的大分子链，在晶体中呈螺旋构象。（ ） 16.任何一种\无规线团\状高分子链都可以按等效自由结合链处理。（ ） 17.由于聚乙烯醇分子链每隔一个碳原子便出现一个不对称碳原子，即聚乙烯醇是等规立构高分子，因此可以结晶。（ ） 18.由于构型和构象都是指分子中原子或基团在空间的不同排列，因此二者并无区别。（ ） 19.链段是高分子链中最小的独立运动单元，通过热力学性质和动力学性质的测定均可求得其长度，且结果完全相同。（ ） 20.所谓\自由连接链\就是链段长度等于键长的高分子链。（ ） 21.根据链结构，将下列聚合物按柔性大小排列成序并说明原因 聚乙烯 顺式1，4-聚丁二烯 聚丙烯 22.根据链结构，将下列聚合物按柔性大小排列成序并说明原因 聚氯丁二烯 聚氯乙烯 聚1、2-二氯乙烯 23.根据链结构，将下列聚合物按柔性大小排列成序并说明原因 聚丙烯 聚氯乙烯 聚丙烯腈 24.根据链结构，将下列聚合物按柔性大小排列成序 聚二甲基硅氧烷 聚乙烯 聚丙烯 聚苯乙烯 聚苯 25.末端距分布符合高斯分布的高分子链，均方末端距和均方回转半径间的关系为（ ）。 26.高分子链中可旋转的单键数目越多，内旋转越（ ），构象数越（ ）；链段数越多，链段长度越（ ），链的柔顺性越（ ）。 27.α-烯烃单体在聚合时，由于旋光异构体的存在将使这类高分子可能产生（ ）、（ ）和（ ）三种立体异构 28.烯类单体的加成聚合常常会产生不同的单体单元键合方式，其中常见的有（ ）、（ ）或（ ）结构 29.常温下聚乙烯是塑料，而聚异丁烯是弹性体，所以前者的热力学链段长度比后者（ ），动力学链段长度比后者（ ）。 30.从分子链尺寸的统计计算法知道，最可几末端距和平均末端距的计算公式为（ ）和（ ）。 31.高分子链完全伸直时，其均方末端距的计算公式为（ ）；而等效自由结合链的均方末端距计算公式为（ ）。 32.从分子链尺寸的几何计算法知道，自由结合链、自由旋转链、实际高分子链的均方末端题计算公式分别为（ ）、（ ）和（ ）。 33.根据高分子链结构单元的组成及链的结构，我们可以把高分子分成（ ） 、（ ） 、（ ） 、（ ）和（ ） 五类。 34.高聚物结构是指组成高分子的不同尺度的结构单元在空间的相对排列，它包括 （ ）和（ ）。 35.由于二次结构是指单个高分子的大小和在空间所存在的各种形状（构象），故又称为（ ）。 36.表征高分子链柔顺性可以用如下三个参数（ ）；（ ）；（ ）。 37.链的构型是指分子中由化学键所固定的几何排列，这种排列是稳定的，要改变构型必须（ ），其内容包括（ ）。 38.由于一次结构是限于研究一个大分子内一个结构单元或几个结构单元间的关系，故又称为（ ）。 39.近程结构高分子一次结构内容包括（ ）、（ ）、（ ）和（ ）；高分子的二次结构讨论的内容是（ ）；高分子的聚集态结构属于（ ）。 40.交联高聚物的特性是不（ ）、不（ ）。 41.写出自由连接链的均方末端距表达式，说明末端距值与分子链柔性的关系（与自由旋转链对照）。 42.通常情况下，动力学链段长度比热力学链段长度大。 43.高压法生产的聚乙烯密度较小，而低压法生产的聚乙烯密度却较大。 44.聚乙烯在晶体中的构象为平面锯齿型，聚丙烯在晶体中的构象为螺旋型。 45.如果PP的等规度不高，可否用改变构象的方法提高等规度？为什么？ 三、基本应用与基本计算 1.假定聚丙烯主键长为0.154nm，键角为109.5°，聚丙烯的空间位阻参数ζ=1.76，试求其等效自由结合链的链段长度。 2.假定聚乙烯的聚合度为2000，键角为109.5°，求伸直链的长度Lmax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聚合物材料在外力作用下可以产生很大形变的原因。 3.若将聚乙烯看作自由旋转链，其末端距服从Gauss分布函数，且已知C-C键长为0.154nm，键角为109.5°，试求： (1) 聚合度为5x104，聚乙烯的平均末端距、均方末端距和最可几末端距； (2) 末端距在±10nm处出现的几率。 4.假定有两种聚合物A和B，其分子量分别为Ma=2.03105； Mb=1.83106，在溶液中测得其均方末端距h2a=6.43103 nm2； h2b=8.13104 nm2，一维扩张因子αa=2, αb=3，试由以上数据判断哪一种聚合物链的柔顺性好。 1/2 5.计算聚合度为13103的PE的自由旋转链根均方末端距（h2f2r）（C-C链键长为0.154nm，cos109O28'=-1/3），如用光散射法测得在θ溶剂中上述样品的根均方回转半径（S20）1/2为6.74nm，试计算链刚性因子（α=（h20）1/2/（h2f2r）1/2）。 6.影响高分子链柔顺性的因素都有哪些。 7.高分子的构型与构象有何区别？PP的螺旋型链是属于构型问题还是构象问题？如果PP的规整度不高，能否用单键旋转改变构象的办法提高规整度？为什么？ 8.高聚物的结构都研究哪些内容。 9.讨论线型聚异戊二烯可能有哪些不同构型？ 10.以键为单位统计大分子链的末端距与以链段为单位统计末端距有何异同？哪种方法更符合实际情况？ 第二章 聚合物的凝聚态结构 一、 概念与名词 内聚能与内聚能密度 晶体 空间点阵 晶胞和晶系 晶面 同质异晶现象 单晶 多晶非晶 聚合物单晶 球晶 黑十字消光现象 结晶度 淬火 退火 液晶 取向 取向度织态结构 高分子合金 相容性 HIPS 增强材料 复合材料 活性填料 惰性填料 二、基本理论与基本问题 1.两个尼龙-66纤维试样，用双折射法测得的Δn值完全相同，所以纤维中大分子链的取向状态也完全相同。（ ） 2.由于高压聚乙烯是在高温高压下聚合而成，因此这种聚乙烯具有伸直链晶片形态。（ ） 3.等规聚丙烯只有一种结晶形态—单斜晶系，而聚四氟乙烯有多种结晶形态。（ ） 4.从结构的观点看，聚合物球晶属于（ ） a、单晶体 b、多晶体 c、非晶体 5.由（ ）事实证明了结晶高聚物有（ ）；Flory由（ ）的实验结果证明非晶态高聚物是由（ ） 结构组成的。 6.聚乙烯，等规聚丙烯，聚对苯二甲酸乙二醇酯的晶胞分别属于（ ）、（ ）、（ ）晶系和（ ） 、（ ）、（ ）晶格；在晶胞中分子链分别为：（ ）、（ ）、（ ）构象。 7.在挤压拉伸加工的结晶型聚合物薄膜中，其结晶形态主要是（ ）。 8.塑料、纤维、橡胶三大合成材料，其内聚能密度的大小次序为（ ）>（ ）>（ ）。 9.高分子材料被取向后，在取向方向上力学性能（ ），在非取向方向上力学性能（ ）。 10.按照外力作用方式，高分子材料的取向可分为（ ）和（ ）两大类。 11.内聚能及内聚能密度如何测定，测定内聚能及内聚能密度有何意义 12.从大量聚合物的ρa、ρc数据归纳得到：ρc/ρa=1.13，若晶区与非晶区有线性加和性，试证明下列粗略估计聚合物结晶度的关系式成立： ρ/ρa=1+0.13Xcv 13.SBS为热塑性弹性体。 14. 粘I 度（II ）浓度（c） 左图是聚对苯二甲酰对苯二 胺溶液的粘度—浓度曲线，试解释I、II区中粘度随浓度的变化而上升或下降的原因 三、基本应用与基本计算 1.若已知聚甲基丙烯酸甲酯的α=β=γ=90°，a=2.108nm，b=1.217nm，c=1.196nm，测得的ρ=1.23g/cm3，Mo=100.1，试求每个晶胞单元中的重复结构单元数。 2.由文献查得涤纶树脂的密度ρc=1.503103kg.m-3和ρa=1.3353103kg.m-3，内聚能ΔE=66.67KJ.mol-1（单元），今有一块1.4232.9630.51310-6m3涤纶试样，重量为2.92310-3kg,试由以上数据计算： （1）涤纶树脂试样的密度和结晶度； （2）涤纶树脂的内聚能密度； （3）涤纶树脂的溶度参数。 3.在聚丙烯的抽丝过程中，若牵伸比相同而分别采用冷水冷却和90℃热水冷却，将这两种聚丙烯丝加热到90℃，冷水冷却的收缩率远大于热水冷却的（PP的熔点175℃） η 4.高聚物的晶体结构与小分子的晶体结构有什么区别？研究高聚物晶体结构有何意义。 5.晶态高聚物的结晶形态共有几种类型，在结构上各有何特点？ 6.讨论晶态高聚物结构模型理论的发展过程。 7.高分子的\相容性\概念与小分子的相溶性概念有什么不同，研究高分子的相容性有何意义。 第三章、高分子溶液 一、 概念与名词 溶胀 无限溶胀 有限溶胀 溶度参数 摩尔吸引常数 混合熵 混合热 混合自由能 哈金斯参数 过量化学位 溶胀度 第二维利系数 θ溶液 θ溶剂 θ温度 临界共溶温度 上临界共溶温度 下临界共溶温度 冻胶 凝胶 二、基本理论与基本问题 1.将高聚物在一定条件下（θ溶剂、θ温度）配成θ溶液，此时（ ） a.大分子之间作用力=小分子之间作用力. b.大分子之间作用力>大分子与小分子之间作用力 c.大分子之间作用力=大分子与小分子之间作用力 d.大分子之间作用力<大分子与小分子之间作用力 2.强极性的晶态高聚物可以在室温下溶解，而非极性的晶态高聚物，只有加热到Tm附近，才能溶解。（ ） 3.对于混合熵的贡献，一个大分子相当于许多小分子，但又不等于许多小分子。（ ） 4.在高分子溶液中，可以由（ ） 和（ ） 判断高分子在溶液中的形态。 5.凝胶与冻胶的本质区别在于 （ ） 。 6.凝胶与冻胶的本质区别在于前者的交联键为（ ）；而后者的交联键为（ ）。 7.由高分子溶液理论可知，通过（ ） 和（ ）可判断高分子在溶液中形态，通过（ ）和（ ）可表征分子的尺寸。 8.高聚物的溶解一般分（ ）和（ ）两个阶段。 9.写出高分子和小分子混合熵的表达式，讨论二者的异同点 10.溶度参数如何测定，根据热力学原理解释非极性聚合物为什么能够溶解在与其溶度参数相近的溶剂中。 三、基本应用与基本计算 1.一种聚合物溶液由分子量M2=13106的溶质（聚合度Xn=104）和分子量M1=13102的溶剂组成，溶液的浓度为1%（质量分数），试计算： （1） 此聚合物溶液的混合熵△Sm （2） 依照理想溶液计算的混合熵△Sim （3） 若把聚合物切成104个单体小分子，并假定此小分子与溶剂构成理想溶液的混合熵△Sim （4） 由上述三种混合熵的计算结果可得出什么结论？为什么？ 2.在20℃将1310-5mol的聚甲基丙烯酸甲酯（Mn=13105，ρ=1.20g/cm3）溶于1000ml氯仿(ρ=1.49g/cm3)中，试计算混合熵、混合焓、混合自由能。已知：χ1=0.377。 3.在一根聚乙烯醇纤维下端悬挂一只重量适当的砝码，然后一起浸入盛有沸水的烧杯中，发现只要是砝码悬于水中，则纤维情况不变，但若把砝码沉于烧杯底部，则纤维即被溶解，试解释这种现象。 4.由查表得溶度参数数据如下：二氯甲烷δ1=19.8、环已酮δ1=20.2、PVCδ2= 19.2，很明显二氯甲烷的δ1要比环已酮的δ1更接近PVC的δ2，但实际上，前者对PVC的溶解性并不好，而后者则是PVC的良溶剂，为什么？ 5.高聚物溶解过程与低分子溶解过程有何不同，晶态与非晶态聚合物的溶解又有什么区别。 6.高分子溶液与理想溶液的行为有较大偏差，试说明理由 7.高聚物溶解度除了与溶质和溶剂的性质有关外，还与温度和溶质分子量有关，试分析其原因。 第四章、聚合物的分子量和分子量分布 一、 概念与名词 级分 数量分数 重量分数 数均分子量 重均分子量 粘均分子量 Z均分子量 分子量分布 多分散性指数 多分散性系数 粘度 特性粘数 爱因斯坦粘度定律 瑞利因子Zimm作图法 体积排除原理 校正曲线 普适校正曲线 柱效 分辨率 二、基本理论与基本问题 1.渗透压法测得的平均分子量，其物理意义（） a、数均分子量 b、粘均分子量 c、重均分子量 2.多分散性指数d的取值范围为（ ） a、≥1 b、>1 c、≥0 3.GPC测定高聚物分子量时，淋洗体积和分子量存在如下关系（ ） a、logM=A-B Ve； b、M=A-BVe； c、logM=A-BlogVe 4.多分散性聚合物，四种统计平均分子量的关系为（ ） a、Mn=Mw=Mη=Mz b、Mz>Mw>Mη>Mn c、Mz>Mη>Mw>Mn 5.下列哪种高聚物是单分散的（ ） a、HDPE b、PVC c、DNA 6.凝胶渗透色谱（GPC）法是按分子的（ ）将大小不同的分子分开的。通过GPC法可以得到（ ）和（ ）等分子量以及（ ）的数据。 7.高分子的平均分子量有四种定义，其数学表达式分别是（ ）、（ ）、（ ）和（ ）；渗透压法测得的是（ ），粘度法测得的是（ ）。 8.多分散高聚物四种统计平均分子量的大小次序为（ ）；而单分散高聚物四种统计平均分子量的大小次序为（ ）；另外当Mark-Houwink指数α=1时（ ）；α=-1时（ ）。 9.采用GPC技术能否将分子量相同的线型PE和支化PE分开？为什么？ 10.渗透压法测得的分子量为数均分子量。 11.溶液的粘度随着温度的升高而下降，高分子溶液的特性粘数在不良溶剂中随温度的升高而升高，怎样理解。 三、基本应用与基本计算 1.某种高分子溶剂体系Mark--Houwink参数k和α分别是3.0310和0.70，假定一试样的 -3 浓度为2.5310g/ml，在粘度计中的流过时间为145.4s，溶剂的流过时间为100s，试估计该试样的分子量，并说明其含义。 2.有一个二聚的蛋白质，它是一个有20%解离成单体的平衡体系，当此体系的数均分子量为80000时，求它的单体分子量（Mo）和平衡体系的重均分子量（Mw）各为多少？ 3.如果将分子量为1000，000的2克聚苯乙烯与分子量为10,000的2克聚苯乙烯相混，其Mn和Mw各应为多少？ 0.545 4.已知聚合物的特性粘度与分子量符合[η]=0.03M式，现有M1=10和M2=10两种单分散级分，若将这两种级分混合，欲分别获得Mn=55000和Mw=55000及Mη=55000的三种试样。试求每种试样中两个级分的重量分数各应取多少？ -3 5.在308K的PS-环己烷的溶液中，溶液浓度为c=7.36x10kg／l，测得其渗透压为24.3Pa，试根据Flory-Huggins溶液理论求此溶液的A2、χ1和PS的Mn。 6.今有下列四种聚合物试样， 3 （1） 分子量为2x10的环氧树脂； 4 （2） 分子量为2x10的聚丙烯腈； 5 （3） 分子量为2x10的聚苯乙烯； 6 （4） 分子量为2x10的天然橡胶.。 欲测其平均分子量，试分别指出每种试样可采用的最适当的方法（至少两种）和所得平均分子量的统计意义。 7. π/c A B C C 某聚合物用A、B、C三种不同的溶剂所配的溶液分别测定渗透压，并用π/c（c为溶液浓度）对c作图，结果见下图，问： （1）由(π/c)c=o可以求何种分子量，写出关系式； （2）A、B、C三种溶剂有何不同； （3）哪一种溶剂为θ溶剂，为什么。 -3 第五章、聚合物的转变与松弛 一、 概念与名词 玻璃化转变 粘流转变 玻璃化温度 粘流温度 自由体积 一级相转变 二级相转变 玻璃化转变的多维性 次级转变 内增塑 外增塑 松弛现象 松驰时间 松弛时间谱 熔限 最大结晶速率温度 Avami方程 二、基本理论与基本问题 1.聚乙烯的Tg=-120℃，因此在常温时，聚乙烯材料会呈非常柔软的状态。（ ） 2.线形的晶态高聚物只要处于玻璃化温度以上时，链段就能运动；处于熔点以上时，链段和大分子就能运动。（ ） 3.热塑性塑料的使用温度都在玻璃化温度以下，橡胶的使用温度都在玻璃化温度以上。（ ） 4.从结构观点分析，下列高聚物中结晶能力最弱的是（ ） a、聚甲醛 b、聚对苯二甲酸乙二醇酯 c、聚碳酸酯 5.哪种聚合物的Tm与Tg差距较大（ ） a、HDPE b、LDPE 6.非晶态聚合物作为塑料使用的最佳温度区间为（ ） a、Tb-Tg b、Tg-Tf c、Tg以下 7.由于聚乙烯醇分子链每隔一个碳原子便出现一个不对称碳原子，即聚乙烯醇是等规立构高分子，因此可以结晶。（ ） 8.用膨胀计法测定高聚物的Tg时，升温或降温速度越快，测得的Tg值越低。（ ） 9.聚碳酸酯，聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯的β松驰，都具有相同的分子运动机理。（ ） 10.根据结晶难易程度，将下列聚合物排列成序，并说明原因 聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯 11.根据结晶难易程度，将下列聚合物排列成序，并说明原因 聚己二酸乙二酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚间苯二甲酸乙二酯 12.根据结晶难易程度，将下列聚合物排列成序，并说明原因 PE PP PVC PS PAN 13.将下列聚合物按熔点高低排列成序，并说明原因 PA6，PA66，PA1010 14.根据链结构，预计下列聚合物Tg高低次序，并说明原因 聚丙烯酸丁酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚异戊二烯、聚丙烯酸甲酯、聚碳酸酯 15.根据链结构，预计下列聚合物Tg高低次序，并说明原因 聚氯乙烯、聚丁二烯、聚丙烯、聚丙烯腈、聚乙烯、聚乙炔、聚二甲基硅氧烷 16.将下列聚合物按熔点高低排列成序，并说明原因 聚邻苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸乙酯、聚间苯二甲酸乙二酯 17.将下列聚合物按熔点高低排列成序，并说明原因 聚乙烯、聚丙烯、聚异丁烯、聚乙烯基叔丁烷、聚异戊二烯 18.将下列聚合物按熔点高低排列成序，并说明原因 聚乙烯、聚偏二氯乙烯、聚已内酰胺、聚丙烯腈、聚丁二烯 19.将下列聚合物按熔点高低排列成序，并说明原因 聚脲、聚酰胺、聚氨酯、聚乙烯、聚酯 20.根据结晶难易程度，将下列聚合物排列成序，并说明原因 聚四氟乙烯、聚碳酸酯、聚氯乙烯 21.根据链结构，预计下列聚合物Tg高低次序并说明原因 聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚丙烯、聚丙烯腈、聚乙烯 22.根据链结构，预计下列聚合物Tg高低次序并说明原因 聚乙烯、聚丙烯、聚异丁烯、聚丙烯酸、聚碳酸酯 23.根据链结构，预计下列聚合物Tg高低次序并说明原因 聚二甲基硅氧烷、聚丁二烯、聚苯乙烯、聚α-甲基苯乙烯、聚苯醚 24.高聚物的分子量高及分子量分布宽，其结晶速度（ ）。 25.用非极性的增塑剂增塑高聚物时，与增塑剂的（ ）成正比，用极性增塑剂时，Tg降低数值与增塑剂 的（ ）成正比。 26.张力可以使聚合物的Tg变（ ），压力可以使聚合物的Tg变（ ）。 27.从热力学上讲，晶态高聚物的熔化属于（ ），与低分子晶体 熔化相比只有程度上的差异，没有（ ）。 28.玻璃化转变是指线型非晶态聚合物经过某个温度时，由（ ）过渡到（ ）的转变过程。降温时，它是大分子链段（ ）运动的温度。Tg转变是一种与含有50-100个主链碳原子的（ ）运动有关的运动过程。Tg时，一切聚合物有着相同的（ ）分数，其值为（ ）。Tg值通常表示塑料的耐（ ）性。橡胶的耐（ ）性。在Tg以下，聚合物还有（ ）等次级转变，正因为如此使得工程塑料在Tg以下，有一定的（ ）性。 29. 高分子结晶分几步？可在那两个温度区间形成？总结晶速率与温度关系如何？ 30.腈纶用湿法纺丝，涤纶用熔融法纺丝。 31.PET从Tm以上迅速冷却可得到透明的玻璃体。 32.欲提高高聚物的耐热性，一般可采取哪些措施？ 33.塑料在交变外力作用下比在静态外力作用下耐热，而橡胶在静态外力作用下比在动态外力作用下耐寒。 34.影响聚合物结晶速率的因素主要有哪些 35.影响聚合物熔点的因素主要有哪些 36.试从分子运动角度分析高聚物结晶的熔化过程与玻璃化转变过程有什么本质的不同？ 37.影响结晶聚合物结晶能力的因素主要有哪些 38.用膨胀计法测定聚合物玻璃化温度时，在Tg前后，试样的比容发生突变，所以水银柱高度-温度曲线将发生偏折。 39.无规聚醋酸乙烯酯通常为非晶态高聚物，但其水解产物聚乙烯醇却是晶态高聚物。 40.解释非晶高分子材料当M（分子量）超过一定程度后，随着分子量的增大，Tf增高，而Tg基本不变的原因。 41.为什么结晶高聚物在Tg-Tm范围内才能结晶？ 42.分别画出无规PS，一般分子量PE，超高分子量PE的温度--形变曲线，标出有关转变温度和力学状态。 43.导出高聚物结晶动力学方程（Avrami方程），说明如何应用该方程确定结晶速度和解释结晶机理。 44.聚乙烯为塑料，全同立构聚丙烯也是塑料，而乙丙无规共聚物却是橡胶。 45.结晶聚合物的熔点与熔限会因结晶温度的不同而发生变化。 46.聚合物主链中引入不可内旋转的苯环以后，其熔点便要升高，并且相邻两苯环之间的单键数目越少，则熔点越高。 三、基本应用与基本计算 1.根据实验得到的聚苯乙烯的比容--温度曲线的斜率：T>Tg时，(dv/dT)r=5.5310 3-43cm/g2K；T cm，试订定从自由体积理论出发得到的分子量对Tg影响的方程中聚苯乙烯的常数K，并写出分子量对聚苯乙烯Tg影响的方程。 2.结晶速度有几种测定方法，从Avrami方程可以得到哪些有意义的物理参数。 3.有两种乙烯和丙烯的共聚物，其组成相同，但其中一种室温时是橡胶状的，温度降至-70℃时才变硬；而另一种在室温时却是韧而透明的材料，试解释它们内在结构的差别。 -4 4.运用自由体积理论，分析非晶态高聚物比容--温度关系随测定过程中升降温速度变化而变化的原因。 5.画出晶态高聚物的温度--形变曲线，并用分子运动论解释。 6.画出非晶态高聚物的温度--形变曲线，并用分子运动论解释。 7.分析高分子热运动特点。 8.讨论分子量、填加剂对高聚物Tg、Tf的影响。 9.画出非晶态高聚物的温度--形变曲线，用松驰理论解释非晶态高聚物的力学三态。 第六章、橡胶弹性 一、 概念与名词 应变 应力 模量 柔量 泊松比 高弹性 能弹性 熵弹性 粘弹性 唯象学 二、基本理论与基本问题 1.形变过程中，橡胶材料的泊松比（ ） a、等于0.5 b、小于0.5 c、近似于0.5 2.试证明当形变较小而各向同性的材料，在形变前后体积近似不变时，其泊松比为0.5。 3.天然橡胶拉伸时放热，回缩时吸热。 4.聚合物的高弹性都表现在哪些方面 5.不受应力作用的橡皮筋，当受热时伸长；被一负荷拉长的橡皮筋受热时缩短（负荷不改变时）试加以解释。 三、基本应用与基本计算 1.某硫化天然橡胶在27℃拉伸，拉长一倍时，拉应力为7.4kg/cm，拉伸时泊松比为0.5。 -16 根据橡胶弹性理论计算（波兹曼常数K=1.38310尔格/开2分子） 3 （1）1cm中的网链数； （2）初始杨氏模量； （3）初始剪切模量； （4）拉伸过程中1cm3试样放出的热量。 2 2.300K时将一橡胶试样拉伸到长度为0.25m需要多大的力？(将单位转换成kg/cm，设试样 -524 的起始长度为0.102m，截面积为2.58310 m。交联前数均分子量Mn=3310，交联后交联 323 点间平均分子量Mc=6310，密度ρ=9310kg/m(300K)。 3.某交联橡胶试样尺寸为：厚度0.2cm；高度1cm；长度2.8cm；质量为0.52g，当在25℃被拉伸至原长的二倍时，拉力为2kg，求此橡胶网链的平均分子量（已知R=8.314J/mol2K）。 2 4.现有一硫化橡胶试样，其长度为15cm，截面积为0.02 cm，于25℃被拉伸至断裂，已知断裂负荷为44.4N，断裂时试样长度为起始长度5倍，计算该试样： （1） 断裂时的工程（习用）应力； （2） 断裂功（已知R=8.314J/ mol2K）。 5.用平衡溶胀法测定硫化天然橡胶的交联度得到如下实验数据，橡胶试样重为Wp=2.0343-3-3 10 kg；在恒温水浴中于苯中浸泡7-8d达到溶胀平衡后，Wp+Ws=10.023310 kg，从手册 3-63 查得298K苯的密度ρs=0.868310kg/m3，摩尔体积Vs=39.3310m /mol ，天然橡胶密度 33 ρp=0.9971310kg/m，天然橡胶与苯的相互作用参数χ1=0.437，由以上数据求交联聚合物网链平均分子量（Mc）。 9-2 6.298K时PS的剪切模量为1.25310N2m，泊松比为0.35，求其拉伸模量（E）和体积模 2 量（B）是多少？并比较三种模量的数值大小。 7.在一次拉伸实验中，试样夹具之间试样的有效尺寸为：长50mm、宽10mm、厚4mm，若试样的杨氏模量为35MPa，问加负荷100N该试样应伸长多少。 8.橡胶的高弹性与普弹性相比有哪些特点。 第七章、聚合物的粘弹性 一、 概念与名词 静态粘弹现象 动态粘弹现象 线性粘弹性 非线性粘弹性 蠕变 蠕变推迟时间 应力松驰 滞后与内耗 滞后圈 时温等效原理 Boltzmann叠加原理 二、基本理论与基本问题 1.同一种高聚物随结晶度增加，其动态粘弹谱中E″峰向高温方向移动，tanδ峰的高度也随之增大。（ ） 2.高聚物的松驰现象，就是高聚物在外场或热的的作用下，通过运动单元运动，从一个不稳定的准平衡状态逐渐过渡到一个与外界条件相适应的新平衡态。（ ） 3.高聚物的应力松驰现象，就是随着时间的延长，应力逐渐衰减到零的现象，该说法（ ） a、正确 b、不正确 4.从分子运动观点分析，下列高聚物中抗蠕变能力最强的是（ ） a、聚砜 b、聚四氟乙烯 c、硬PVC 5.日常生活中，发现松紧带越用越松，其原因是（ ） a.松紧带是高聚物材料，在使用过程中产生了玻璃化转变 b.松紧带是高聚物材料，在使用过程中产生了时间-温度等效现象 c.松紧带是高分子材料，在使用过程中产生了力学损耗 d.松紧带是高分子材料，在使用过程中产生了应力松驰现象 6.高聚物的蠕变现象，就是随时间的延长，应变逐渐衰减到零的现象。（ ） 7.利用高聚物材料减振降噪的原理是高分子材料在动态载荷下，可以产生力学损耗，即可将振动能变成热能。（ ） 8.聚合物材料在动态实验中，当中等频率（ω=1/a）时，储存模量（E'）和损耗模量（E''）均随频率迅速增大，并且均通过一极大值。（ ） 9.根据高分子链结构，判断下列聚合物内耗大小并排列成序， 顺丁橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、丁基橡胶 10.由时温等效原理可知，同一个力学松驰行为即可在（ ） 观察到，又可在（ ） 观察到。 11.Maxwell模型主要用于描述（ ）。 12.理想弹簧与Kelvin模型串联组成的三元件模型可以很好地描述（ ）。 13.四元件模型可以很好地描述（ ）。 14.聚合物在玻璃化转变区出现一个内耗峰。 15.在楼板上安装振动装置时，若楼板与机座间安放橡皮垫，楼板的振动大大减弱或完全消失。 16.如果把高分子材料在熔点或玻璃化温度以下进行退火处理，其蠕变速度有何变化。为什么？ 三、基本应用与基本计算 1.现有某种聚苯乙烯试样，在频率1赫兹的条件下进行动态力学性能测定，发现该试样在125℃时出现内耗峰，试根据时温等效原理计算频率1000赫兹时进行上述实验出现内耗峰的温度（已知PS的Tg=100℃） 2.某塑料试样在135℃时进行蠕变试验，当达到某一蠕变值时共用时间100s，在该条件下WLF方程的常数为C1=8.86；C2=101.6，问在100℃(Tg)时该试样达到相同蠕变值时需多少时间。 3.聚苯乙烯在同样的应力下进行蠕变，求在423K时比393K的蠕变响应值快多少？已知聚苯乙烯的Tg为358K。 88-2-2 4.有一个粘弹体，已知其η和E分别为5310Pa2s和10 N2m，当起始应力为10 N2m试求： （1） 达到松弛时间的残余应力为多少？松弛10min时的残余应力为多少？ 9-2 （2） 当起始应力为10 N2m时，到达松弛时间的形变率为多少？最大平衡形变率为多少？ -t/η' 5.某聚合物的蠕变行为可近似用下式表示：ε（t）=ε∞（1-e），若已知平衡应变值为600%，而应变开始半小时后可达到300%，试求： （1）聚合物的蠕变推迟时间； （2）应变量达到400%时所需要的时间； （3）解释蠕变推迟时间的物意义。 6.写出WLF方程，说明方程中各符号的意义，计算当以Tg+50℃为参考温度时，该方程的常数C1和C2的数值. 7.写出WLF方程，说明方程中各符号的意义，计算当以Tg+50℃为参考温度时，该方程的常数C1和C2的数值. 8.请选择适当模型推导应力松驰过程中应力与时间的关系。 9.请用四元件模型讨论线型高聚物的蠕变过程。 10.请选用适当模型讨论线形高聚物的应力松驰过程。 11.选择适当的力学模型讨论线型高聚物的蠕变过程，并写出其数学表达式。 12.请用Mxwell模型讨论应力松驰过程。 13.从分子运动理论分析线型高聚物的蠕变过程。 第八章、聚合物的屈服与断裂 一、 概念与名词 应变软化 应变硬化 冷流 屈服 韧性破坏 脆性破坏 强迫高弹形变 冷拉 细颈 银纹 应力集中 银纹屈服 剪切屈服 拉伸强度 抗弯强度 弯曲模量 冲击强度 硬度 二、基本理论与基本问题 1.在ζ-ε曲线试验中，在相同温度下，随着拉伸速度的增加，大多数聚合物的杨氏模量、屈服应力及断裂强度均增大。（ ） 2.ζ-ε曲线测试中，在同样拉伸速度下，随着温度的增加，大多数聚合物的杨氏模量、屈服应力及断裂强度均下降。（ ） 3.下列高聚物中，拉伸强度最高的是（ ） a、LDPE b、聚苯醚 c、聚甲醛 4.适当温度区间，聚合物都会出现冷拉现象，其中非晶态聚合物的冷拉温度区间为 （ ）。 5.材料的强弱用物理量（ ）来衡量；韧脆用物理量（ ）来衡量，硬软用物理量（ ）来衡量。 6.橡胶改性聚苯乙烯使其抗冲击性能显著提高。 7.提高拉伸速率，高聚物的屈服应力和拉伸强度都相应提高。 8.试述典型纤维材料的应力--应变曲线特征。 9.画图并简单解释，同一种高聚物在不同温度下的拉伸应力--应变曲线。 三、基本应用与基本计算 1.晶态、非晶态聚合物的冷拉曲线有何不同。 2.从分子运动理论分析非晶态高聚物典型的应力-应变曲线。 3.高聚物的理论强度与实际强度相差巨大，试分析其原因。 4.HIPS的冲击强度较PS提高很多，试从理论上分析其原因。 第九章、聚合物的流变性 一、 概念与名词 牛顿流体 非牛顿流体 幂律定律 表观粘度 零切粘度 无穷大剪切粘度 熔融指数 门尼粘度 巴拉斯效应 挤出物胀大现象 挤出物胀大比 韦森堡效应 熔体破裂现象 触变体 流凝体 拉伸粘度 动态粘度 二、基本理论与基本问题 1.随着分子量的增加，Tf和ΔEη的变化趋势（ ） a、Tf增加，ΔEη基本不变；b、Tf增加，ΔEη增加； c、Tf基本不变，ΔEη基本不变。 2.高聚物的粘流活化能越高，其（ ） a、分子间作用力越小，分子链越柔顺 b、分子间作用力越小、分子链越刚性 c、分子间作用力越大、分子链越刚性 3.在聚合物成型加工中，要减小柔性高聚物的表观粘度，需提高剪切速率，要减小刚性高聚物的表观粘度，则提高温度更为有效。（ ） 4.通常聚合物熔体属于非牛顿流体中的（ ）型流体，其流动行为可以用（ ）公式描述，式中n值小于（ ）。 5.加工聚碳酸酯时，可以采用（ ）有效方法来改善其加工流动性。 6.高聚物在高切变速率下，聚合物的Baras效应公式( )。 7.高聚物熔体的弹性流变效应主要反映在（ ）、（ ）和（ ）三个方面。 8.Baras效应是指（ ）。 9.韦森堡效应是指（ ）。 10.熔体粘度随聚合物分子量的增大而增大，但当分子量超过临界值时，粘度与分子量的关系由logη=1.5-2.0logM+A变为logη=3.4logM+A。 11.随着剪切速率的增加，大多数高分子熔体的流动曲线会经历三个区域即第一牛顿区、假塑性区、第二牛顿区。 12.聚碳酸酯熔体粘度受剪切速率的影响较小，而聚甲醛熔体粘度受剪切速率的影响较大。 13.高聚物熔体的流动是通过链段的协同作用来实现的。 14.氯化聚醚和聚碳酸酯在加工中为了改善其加工流动性，各应选用何种加工条件更为有效，为什么？ 15.聚合物熔体挤出模口后，发生挤出物胀大现象 16. 零切粘度C A B D 分子量（Mw） 左图是零切粘度（ηo）与分子量(Mw)关系的logηo-logMw曲线，在切变速率γ2>γ1的条件下，于B点分成BC、BD两段，试说明曲线上AB、BC和BD各段曲线的趋势及原因。 三、基本应用与基本计算 1.某聚苯乙烯试样在160℃时的粘度为8.0310Pa2s，预计它在玻璃化温度100℃和120℃的粘度分别为多大? 2.已知聚乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯的流动活化能△Eη分别为41.8KJ/mol和267.5kJ/mol， 3 聚乙烯在200℃时的粘度为9.1310Pa2s，聚甲基丙烯酸甲酯在240℃时的粘度为2.037 10Pa2s。 （1） 分别计算聚乙烯在210℃以及聚甲基丙烯酸甲酯在250℃时的粘度； （2） 讨论链的结构对粘度的影响； （3） 讨论温度对不同聚合物粘度的影响。 3 PE ΔEη=41.8KJ/mol 200℃ 9.1310PaS 7 PMMA ΔEη=267.5 KJ/mol 240℃ 2.2310PaS 3-2 3.平行板粘度计中，加入粘度为1310Pa2s的高分子熔融物，要使它以1310m/s的速度 -3-42 相对平移，问需要多大的力？设两平行板间距2.54310m，板面积为6.45310 m。 4.已知增塑PVC的Tg=338K，Tf为418K，流动活化能ΔEη=8.31KJ/mol，433K时的粘度为5Pa2s，求此增塑PVC在338K和473K时的粘度各为多大？ 5.实验测定不同分子量的天然橡胶的流动活化能分别为25.8，40.13，53.50，53.90， -1-1 54.3KJ.mol（单元），而单体体异戊二烯的蒸发热为25.08KJ.mol,试求： （1）上述五种情况下高分子流动时链段各为多长（链段所含碳原子数）； （2）天然橡胶大分子链段至少应包括几个链节？链段分子量约为多大？ 不同分子量的天然橡胶的流动活化能25.8KJ/mol. 40.13 KJ/mol. 53.5 KJ/mol. 53.90 KJ/mol. 54.3 KJ/mol.,而单体的异戊二烯的蒸发热为25.08 KJ/mol. 7 6.PS试样在120℃时的粘度为1.344310Pa2s，试用WLF方程估算该试样在160℃时的粘度（PS的Tg=100℃）。 7. a b c d 12 η τ γ 左图为几种流体的流动曲线，判断其各属哪种类型流体，画出高分子熔体的流动曲线（logη-logγ），并用作图法求出其ηo、ηa、η∞。 8.与小分子相比，高聚物熔体流动具有哪些特点，试用分子运动论讨论。 9.讨论影响高聚物粘流温度的主要因素。 10.从缠结理论出发，分析高聚物熔体和溶液的普适流动曲线 11.毛细管流变仪测定高分子流变性需考虑两种修正，简要说明修正方法。 第十章、聚合物的电学性能、热性能、光学性能以及表面与 界面性能 一、概念与名词 二、基本理论与基本问题 三、基本应用与基本计算 百度搜索“70edu”或“70教育网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，70教育网，提供经典综合文库高分子物理作业习题在线全文阅读。
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