05高分子物理考题与答案

高分子物理试参考 一、 名词解释（每题３分，共１５分） Θ溶液 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θ 溶液。 将含有n 个键长为l、键角θ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。 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。 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。 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，但随浓度的表示而异。 二、 选择（每题２分，共２０分） 1.A 2.B 3.D 4.C 5.B 6.B 7.D 8.B 9.B 10.A 三、 填空（每空１分，共２５分） 1. 无规线团 锯齿形 螺旋形 2. 蠕变 应力松弛 3. 伸直链晶体 球晶 4. 玻璃化转变 5. 熵 增加 放 6. 粗糙 长 屈服 7. X 射线衍射 量热法（DSC、DTA） 密度法 8. 极性相近 内聚能密度或者溶解度参数相近原则 溶剂化原则 哈金斯参数小于1/2 9. 大 体积排除机理 10. 长棒状 4 盘状 1/4 四、 排序题(每题３分，共９分) 1. 聚二甲基硅氧烷>聚乙烯>聚甲基丙烯酸甲酯>聚碳酸酯 2. PE>PP>PVC>PS 3. 聚碳酸酯>聚对苯二甲酸乙二醇酯>聚乙烯>聚二甲基硅氧烷 五、简答题（５＋５＋５+６，共２１分） 1.首先写两者区别，强调构象是由于单键内旋转而引起，而构型是由于化学键所固定的原子在空间的排列。改变构象通过单键的内旋转即可达到，而改变构型需通过化学建的断裂与重组。（2 分） 不能。首先指出从全同到间同的变化是构型的变化，必须通过化学建的断裂与重组才能改变构型。而单键内旋转只能改变构象，不能改变构型。（3 分） 2.首先说明尼龙和聚乙烯都是结晶性的聚合物，其溶解首先要使晶区熔融才能溶解。（1 分）而尼龙是极性的聚合物，如果置于极性溶剂之中，和极性的溶剂作用会放出热量从而使晶区熔融，继而溶解。（2 分）聚乙烯是非极性的聚合物，要使其晶区熔融只能升温至其熔点附近，然后溶于适当的溶剂中才能溶解。所以聚乙烯在常温下不能溶解在溶剂之中。（2 分） 3.根据溶解度参数相近的原则，只有当两者溶解度参数之值相差小于1.7 时，才有可能溶解。而戊烷和乙酸乙酯与苯乙烯一丁二烯共聚物的溶解度参数的差值都大于1.7，所以不溶于戊烷和乙酸乙酯。（2.5 分）但是当戊烷和乙酸乙酯的比为1：1 混合时，这个混合溶剂的溶度参数为 16.55，与苯乙烯一丁二烯共聚物的溶解度参数非常接近，符合溶解度参数相近原则，故可以溶解。（2.5 分） 4.曲线2 代表分布宽的聚合物。（2 分） 当切变速率小时，分布宽的聚合物含有较多特长的分子，形成的缠结的结构也较多，故粘度高。（2 分） 当切变速率增大后，分布宽的试样中，由于缠结结构较多，容易被高的切变速率所破坏，出现“切力变稀” 的剪切速率较小，而且越长的分子随切变速率的增加而对粘度下降的贡献越大。（2 分） 六、（10 分） 从该图可以获得的信息有： 聚合物的屈服强度（Y 点强度） 聚合物的杨氏模量（OA 段斜率） 聚合物的 断裂强度（B 点强度） 聚合物的断裂伸长率（B 点伸长率） 聚合物的断裂韧性（曲线下面积） 画图：正确画出曲线得2 分，并标明A、Y、B 三点得3 分， 每写出一个信息得1 分，共5 分 高分子物理试题 一、名词解释（5×3） θ溶剂    等效自由连接链      取向    银纹      特性粘度  Θ溶液 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θ 溶液。 将含有n 个键长为l、键角θ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。 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。 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。 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。 二．选择题：（10× 2）1.A 2.B 3.D 4.C 5.B 6.B 7.D 8.B 9.B 10.A 1．欲使某自由连接链（单烯类）均方末端距增加10倍，其聚合度必须增加      倍 。A A．10              B．20 C．100              D．50 2．某一结构对称的结晶聚合物，其Tm=210℃，其结晶速度最快的温度在       B  。 A．170℃            B．115℃ C．－25℃          D．210℃ 3．测量重均分子量可以选择以下哪种方法：  D    A．粘度法（黏均分子量）                    B．端基滴定法（30000以下数均分子量) C．渗透压法(数均分子量）                  D．光散射法（重均分子量） 4．当一个聚合物稀溶液从θ温度上升10℃时，其第二维利系数A2： C A．小于1/2              B．大于1/2 C．大于零                D．小于零 5．下列那种方法可以降低熔点：      B  。 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。 6. 下列方法可以提高聚合物的拉伸强度的是          。 A. 提高支化度；          B. 提高结晶度； C. 加入增塑剂；          D. 橡胶共混；. 7．大多数聚合物流体属于        。（9，2、） A．膨胀性流体（ ）  B．膨胀性流体（ ） C．假塑性流体（ ）  D．假塑性流体（ ） 8、用         模型可以用来描述线性聚合物的应力松弛现象。（2.2） A、粘壶与弹簧串连的kelvin模型  B、粘壶与弹簧串连的maxwell模型  C、粘壶与弹簧并连的kelvin模型 D、粘壶与弹簧并连的maxwell模型 9.根据时温等效原理，将曲线从高温移至低温，则曲线应在时间轴上            移。 A、左  B、右    C、上    D、下 10.多分散高聚物下列平均分子量中最小的是      A、   B、   C、     D、 四．填空题：（25 ×1） 1．聚合物在溶液中通常呈  （1）    构象，在晶体中呈  （2）    或 （3）    构象。 2. 高聚物的静态粘弹性行为表现有   （4） 、   （5） 。 3. 高聚物在极高压力下可以得到的晶体类型是    （6）  ，在偏光显微镜下可以观察到“黑十字”现象的晶体类型是   （7）    。 4. 高聚物链段开始运动的温度对应的是该高聚物的  （8）  温度。 5. 橡胶弹性是 （9）    弹性，弹性模量随温度的升高而  （10）  ，在拉伸时 (11)      热。 6.相对于脆性断裂，韧性断裂的断裂面较为   (12)      ，断裂伸长率较     (13)    ，而且断裂之前存在    (14)  。 7.写出三种测定聚合物结晶度的测定方法: (15)  、  (16)            和     (17  )  。 8、写出判定聚合物溶解能力的原则中的2个原则：   （18）  、  （19）    。 9.凝胶色谱法（GPC）分离不同分子量的样品时，最先流出的是分子量  （20）  的部分，是依据  （21）  机理进行分离的。 10.液晶分子中必须含有  （22）  的结构才能够称为液晶，其长径比至少为  （23）  才有可能称为液晶，或者为 （24）  状，其轴至多为  （25）  。 三．排序题：（3 ×3） 1．比较下列聚合物的柔顺性： 聚乙烯  聚二甲基硅氧烷  聚甲基丙烯酸甲酯  聚碳酸酯 2．比较结晶难易程度： PE、PP、PVC、PS 3、比较下列聚合物的玻璃化温度： 聚乙烯 聚二甲基硅氧烷  聚对苯二甲酸乙二醇酯  聚碳酸酯 五．简答题（5＋5＋5+6） 1.构型和构象有何区别？全同立构聚丙烯能否通过化学键（C-C单键）内旋转把〝全同〞变为〝间同〞，为什么？ 2. 解释为什么尼龙6在室温下可溶解在某些溶剂中，而线性的聚乙烯在室温下却不能? 3.在用凝胶渗透色谱技术（GPC）测定高聚物分子量分布时，为什么能用一条普适校正曲线将各种不同的高聚物的GPC图转换为分子量分布曲线？ 4.下图是平均分子量相同但是分子量分布不同的同种聚合物的粘度与剪切速率的关系示意图，请指出哪条曲线代表分子量分布宽的聚合物，并解释原因。 六. 画出非晶态聚合物在适宜的拉伸速率下，在玻璃化转变温度以下30度时的应力－应变曲线，并指出从该曲线所能获得的信息。（10）