北化考研高分子物理練習題.doc

北京化工大學高分子物理習題一、名詞解釋溶劑：在某一溫度下聚合物溶于某一溶劑中，其分子鏈段間的相互吸引力與溶劑化以及排斥體積效應所表現(xiàn)出的相斥力相等，無遠程相互作用，高分子處于無擾狀態(tài)，排斥體積為0，該溶液的行為符合理想溶液行為，此時溶劑的過量化學位為0，此時的溶液稱為溶液。等效自由連接鏈：將含有n個鍵長為l、鍵角固定、旋轉不自由的鍵組成的鏈視為一個含有Z個長度為b的鏈段組成的可以自由旋轉的鏈，稱為等效自由連接鏈。 取向：在某種外力的作用下，分子鏈或者其他結構單元沿著外力作用方向擇優(yōu)排列的結構。銀紋：聚合物在張應力的作用下，在材料某些薄弱的地方出現(xiàn)應力集中而產生的局部的塑性形變和取向，以至于在材料的表面或者內部垂直于應力方向出現(xiàn)微細凹槽的現(xiàn)象。特性粘度：高分子在c0時，單位濃度的增加對溶液的增比濃度或相對粘度對數的貢獻。其數值不隨溶液濃度的大小而變化，但隨濃度的表示方法而異。鍵接異構大分子鏈結構單元的鍵接順序不同所引起的異構體。雙軸取向取向單元沿兩個相互垂直方向的取向，其面積增大，厚度減小。脆性斷裂屈服前的斷裂，拉伸中試片均勻形變，斷面較平整。Boltzmann原理聚合物的力學松弛行為是其整個受力歷史上諸松弛過程的線性加和的結果。熔限高聚物熔融開始至終了的溫度區(qū)間。時溫等效原理升高溫度和延長時間對分子運動及高聚物的粘彈行為是等效的，可用一個轉換因子T將某一溫度下測定的力學數據變成另一溫度下的力學數據。柔順性高分子鏈能夠不斷改變其構象的性質或高分子能夠卷曲成無規(guī)線團的能力。零切黏度 剪切速率趨向于零時的熔體黏度，即流動曲線的初始斜率。鏈段:把由若干個鍵組成的一段鏈作為一個獨立運動的單元，稱為鏈段。應力松弛：在恒定溫度和形變標尺不變的情況下，聚合物內部的應力隨時間的增加而逐漸衰減的現(xiàn)象。二選擇題： 1欲使某自由連接鏈（單烯類）均方末端距增加10倍，其聚合度必須增加 A 倍 。(NL2)A10 B20C100 D502某一結構對稱的結晶聚合物，其Tm=210，其結晶速度最快的溫度在 B 。A170 B115C25 D2103測量重均分子量可以選擇以下哪種方法： D A粘度法 B端基滴定法C滲透壓法 D光散射法4當一個聚合物稀溶液從溫度上升10時，其第二維利系數A2： C A小于1/2 B大于1/2C大于零 D小于零5下列那種方法可以降低熔點： B 。A. 主鏈上引入芳環(huán)； B. 降低結晶度；C. 提高分子量； D. 加入增塑劑。6. 下列方法可以提高聚合物的拉伸強度的是 B 。A. 提高支化度； B. 提高結晶度；C. 加入增塑劑； D. 橡膠共混；.7大多數聚合物流體屬于 D 。（9，2、）A膨脹性流體（） B膨脹性流體（）C假塑性流體（） D假塑性流體（）8、用 B 模型可以用來描述線性聚合物的應力松弛現(xiàn)象。（2.2）A、粘壺與彈簧串連的kelvin模型 B、粘壺與彈簧串連的maxwell模型 C、粘壺與彈簧并連的kelvin模型D、粘壺與彈簧并連的maxwell模型 9.根據時溫等效原理，將曲線從高溫移至低溫，則曲線應在時間軸上 B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 A、 B、 C、 D、11 一般來說，那種材料需要較高程度的取向 B 。A塑料 B纖維C橡膠 D粘合劑12測量數均分子量，不可以選擇以下哪種方法： B 。A氣相滲透法 B光散射法C滲透壓法 D端基滴定法13當一個聚合物稀溶液從溫度上升10時，其哈金斯參數： A 。A小于1/2 B大于1/2C大于零 D小于零14在聚合物結晶的過程中，有體積 B 的變化。A、膨脹 B、收縮 C、不變 D、上述情況都有可能 15. 下列方法可以提高聚合物的拉伸強度的是 B 。A. 提高支化度； B. 提高結晶度；C. 加入增塑劑； D. 橡膠共混；.16. 聚合物處于高彈態(tài)時，其分子運動的主要單元是 B 。A、鍵長 B、鏈段 C、鍵角 D、整個分子四填空題： 1聚合物在溶液中通常呈 無規(guī)線團 構象，在晶體中呈 鋸齒形 或 螺旋形 構象。2. 高聚物的靜態(tài)粘彈性行為表現(xiàn)有 蠕變 、 應力松弛 。 3. 高聚物在極高壓力下可以得到的晶體類型是 伸直鏈晶體 ，在偏光顯微鏡下可以觀察到“黑十字”現(xiàn)象的晶體類型是 球晶 。4. 高聚物鏈段開始運動的溫度對應的是該高聚物的 玻璃化轉變 溫度。5. 橡膠彈性是熵 彈性，彈性模量隨溫度的升高而 增加 ，在拉伸時 放 熱。6.相對于脆性斷裂，韌性斷裂的斷裂面較為 粗糙 ，斷裂伸長率較 長 ，而且斷裂之前存在 屈服 。7.寫出三種測定聚合物結晶度的測定方法: X射線衍射 、量熱法 和 密度法 。8、寫出判定聚合物溶解能力的原則中的2個原則： （18） 、 （19） 。9.凝膠色譜法（GPC）分離不同分子量的樣品時，最先流出的是分子量 （20） 的部分，是依據 體積排除機理 機理進行分離的。10、 自由結合鏈的均方末端距= nl2 ，自由旋轉鏈的均方末端距= nl2(1+cos)/(1-cos) ，等效自由結合鏈均方末端距= nele2 。11、 一般情況下，高聚物的結晶溫度區(qū)域為 Tg-Tm_，在此區(qū)間較高溫度下結晶可使高聚物的Tm 較高，熔限 較窄，結晶尺寸 較大 。12、 膜滲透壓法測定的是 數均Mn 分子量；凝膠色譜法（GPC）測定可得到 Mn， Mw， Mz， M ， d=Mw/Mn= Mz/ Mw ，從色譜柱中最先分離出來的是 分子量較大的級份 。13、 PE、等規(guī)PP的溶解過程為 先熔融 ，后溶脹 ，再溶解，硫化橡膠遇溶劑后 只溶脹 ，不溶解 。14、 良溶劑狀態(tài)時， 0 。15、 動態(tài)粘彈性一般用 儲能模量（E）， 損耗模量(E”) ，損耗因子（tan）等參數來表征；從分子結構來講，順丁橡膠、丁苯橡膠、丁晴橡膠、丁基橡膠四種橡膠中內耗最大的是丁基橡膠（IIR）。16、 大多數聚合物熔體屬 假塑性 流體，其n值為 聚乙烯聚甲基丙烯酸甲酯聚碳酸酯）2比較結晶難易程度： 1. PE、PP、PVC、PS （PEPPPVCPS）3、比較下列聚合物的玻璃化溫度： 聚乙烯 聚二甲基硅氧烷 聚對苯二甲酸乙二醇酯 聚碳酸酯 （聚碳酸酯聚對苯二甲酸乙二醇酯聚乙烯聚二甲基硅氧烷） 五簡答題1.構型和構象有何區(qū)別？全同立構聚丙烯能否通過化學鍵（C-C單鍵）內旋轉把全同變?yōu)殚g同，為什么？ （1.首先寫兩者區(qū)別，強調構象是由于單鍵內旋轉而引起，而構型是由于化學鍵所固定的原子在空間的排列。改變構象通過單鍵的內旋轉即可達到，而改變構型需通過化學建的斷裂與重組。不能。首先指出從全同到間同的變化是構型的變化，必須通過化學建的斷裂與重組才能改變構型。而單鍵內旋轉只能改變構象，不能改變構型。）2. 解釋為什么尼龍6在室溫下可溶解在某些溶劑中，而線性的聚乙烯在室溫下卻不能?（2.首先說明尼龍和聚乙烯都是結晶性的聚合物，其溶解首先要使晶區(qū)熔融才能溶解。而尼龍是極性的聚合物，如果置于極性溶劑之中，和極性的溶劑作用會放出熱量從而使晶區(qū)熔融，繼而溶解。聚乙烯是非極性的聚合物，要使其晶區(qū)熔融只能升溫至其熔點附近，然后溶于適當的溶劑中才能溶解。所以聚乙烯在常溫下不能溶解在溶劑之中。）3.下圖是平均分子量相同但是分子量分布不同的同種聚合物的粘度與剪切速率的關系示意圖，請指出哪條曲線代表分子量分布寬的聚合物，并解釋原因。（曲線2代表分布寬的聚合物。當切變速率小時，分布寬的聚合物含有較多特長的分子，形成的纏結的結構也較多，故粘度高。當切變速率增大后，分布寬的試樣中，由于纏結結構較多，容易被高的切變速率所破壞，出現(xiàn)“切力變稀”的剪切速率較小，而且越長的分子隨切變速率的增加而對粘度下降的貢獻越大。）4. 試分析討論分子結構、結晶、交聯(lián)、取向對高聚物拉伸強度的影響。 答：（1）凡使分子柔性減小的因素及分子間力增大如生成氫鍵等都有利于高聚物拉伸強度的提高；分子量增大，拉伸強度提高，但有極大值，之后變化不大； （2）結晶度提高，拉伸強度提高，但有極大值，之后變化不大； 結晶度相同時，結晶尺寸減小，拉伸強度提高；結晶形態(tài)：球晶串晶伸直鏈晶片。（3）隨交聯(lián)密度的提高，高聚物拉伸強度先增大后減??； （4）平行于取向方向上拉伸強度增加，垂直于取向方向上拉伸強度減小。六. 畫出非晶態(tài)聚合物在適宜的拉伸速率下，在玻璃化轉變溫度以下30度時的應力應變曲線，并指出從該曲線所能獲得的信息。（10）從該圖可以獲得的信息有：聚合物的屈服強度（Y點強度）聚合物的楊氏模量（OA段斜率）聚合物的 斷裂強度（B點強度）聚合物的斷裂伸長率（B點伸長率）聚合物的斷裂韌性（曲線下面積）一、名詞解釋 1） 共混改性所謂共混改性,是指將不同種類的聚合物加以混合,或把種類相同而分子量不同(或分子量分布不同)的聚合物加以混合,或是把聚合物與其它物料加以混合,從而形成新的共混聚合物。這種借助于外力場、溫度場和分散介質實現(xiàn)聚合物組分均勻分布的過程叫共混改性，是材料改性的重要方法。2）高分子的取向在外力作用下，聚合物內部的分子鏈或其它結構單元沿著外力方向形成優(yōu)勢排列叫做取向，可分為單軸取向和雙軸取向。取向結構對材料的力學、光學、熱性能影響顯著。3） 構型與構象構形是指分子中由化學鍵所固定的原子在空間的排列，這種排列是穩(wěn)定的。要改變構型，必須經過化學鍵的斷裂和重組，構形不同的異構體有：旋光異構體、幾何異構體和結構異構體。構象是指由于分子內單鍵的內旋轉而產生的結構異構體，或者由于分子中膽堿的內旋轉而導致的原子或原子團在空間不同的排列順序所產生的結構異構體。由于單件的內旋轉活化能低，故各種構象的轉化比較容易。4）高斯鏈：假如高分子鏈足夠長，而且具有一定的柔性，則都可以把它們當作自由聯(lián)結鏈進行統(tǒng)計處理，稱為等效自由聯(lián)結鏈，這種鏈的統(tǒng)計單元稱為鏈段。等效自由聯(lián)結鏈又稱為高斯鏈，其均方末端距正比于分子量的一次方，這是大量柔性高分子鏈的共性。5）熵彈性橡膠在室溫下就處于高彈態(tài)。橡膠分子鏈由卷曲到伸展，分子成為更有序的排列甚至結晶，熵值（混亂度）由大變小，這一變化的終態(tài)是不穩(wěn)定的，一旦放松外力橡膠分子受到彈性回縮力，有自發(fā)恢復到初態(tài)的傾向。所以高彈形變是可以回復的，橡膠被拉伸和回復的整個過程都是熵變起作用，內能幾乎不變。6）時溫等效原理從分子運動的松弛性質可知，同一個力學松弛現(xiàn)象，既可以在較高溫度下、較短的時間內觀察到，也可以在較低的溫度下、較長時間內觀察到。因此，升高溫度與延長時間對分子運動是等效的，對聚合物的粘彈性行為也是等效的。這就是時溫等效原理。7）凝膠點多官能團單體聚合到某一程度，開始交聯(lián)，粘度突增，氣泡也難以上升，出現(xiàn)所謂的凝膠，這時的反應程度稱作凝膠點。凝膠不溶于任何溶劑，相當于許多線型大分子聯(lián)成一體，分子量可看作無窮大。8）增塑為了改進某些聚合物的柔軟性能，或者為了加工成型的需要，常常在聚合物中加入高沸點、低揮發(fā)性并能與聚合物混溶的小分子液體。這種作用稱之為增塑，所用的小分子物質稱為增塑劑。添加低分子組分使聚合物Tg下降，所加的低分子物質稱為增塑劑。增塑劑應具有相容性好，揮發(fā)性低和無毒等性質。9）玻璃化轉變溫度由玻璃態(tài)向高彈態(tài)發(fā)生突變的區(qū)域叫玻璃化轉變區(qū)，玻璃態(tài)開始向高彈態(tài)轉變的溫度稱為玻璃化轉變溫度。聚合物在玻璃化轉變時，除了力學性能外，許多物理性質如比體積、膨脹系數、比熱、導熱系數、密度、折光率、介電常數等，也都有很大變化。它是塑料使用的上限溫度，橡膠使用的下限溫度。10）高分子的柔順性 高分子鏈能夠通過內旋轉作用改變其構象的性能稱為高分子鏈的柔順性。 高分子鏈能形成的構象數越多，柔順性越大。11）內聚能密度(CED)定義為單位體積凝聚體汽化時所需要的能量。對于小分子化合物，其內聚能近似等于恒容蒸發(fā)熱或升華熱，可以直接由熱力學數據估算其內聚能密度。然而，聚合物不能汽化，故無法直接測定它的內聚能和內聚能密度，只能用它在不同溶劑中的溶解能力來問接估計。主要方法是最大溶脹比法和最大特性粘數法。12）Keller“折疊鏈模型”。聚合物單晶橫向尺寸可以從幾微米到幾十微米，但其厚度一般都在10nm左右，最大不超過50nm。而高分子鏈通常長達數百納米。單晶中分子鏈垂直于晶面的，高分子鏈規(guī)則地近鄰折疊，進而形成片狀晶體片晶。13）球晶球晶是聚合物結晶的一種最常見的特征形式。當結晶性聚合物從濃溶液中析出或從熔體冷卻結晶時，在不存在應力或流動的情況下，都傾向于生成這種更為復雜的結晶形態(tài)。球晶生長過程為先形成一個多層片晶，然后逐漸向外張開生長，不斷分叉形成捆束狀形態(tài)，最后形成填滿空間的球狀晶體。球晶的大小和數量對高分子材料的性能有較大影響。在偏光顯微鏡兩正交偏振器之間，球晶呈現(xiàn)特有的黑十字消光圖像。14）無規(guī)線團模型 Flory用統(tǒng)計熱力學推導得出如下結論：在非晶態(tài)聚合物中，高分子鏈無論在溶劑中或者在本體中，均具有相同的旋轉半徑，呈現(xiàn)無擾的高斯線團狀態(tài)。15）鏈段 把若干個鍵組成的一段鏈作為一個獨立運動的單元，稱為“鏈段”。高分子鏈越柔順，可能實現(xiàn)的構象越多，鏈段越短；反之，鏈段越長。16）自由連接鏈鍵長z固定，鍵角不固定，內旋轉自由的理想化的模型。 由n個鍵組成的“自由連接鏈”的末端距應該是各個鍵長的矢量和。17）等效自由連接鏈實際高分子鏈不是自由連接鏈，而且內旋轉也不是完全自由的。為此，將一個原來含有n個鍵長為l、鍵角固定、旋轉不自由的鍵組成的鏈視為一個含有Z個長度為b的鏈段組成的“等效自由連接鏈”。18）互穿聚合物網絡(簡稱IPN)用化學方法將兩種或兩種以上的聚合物互穿成交織網絡。兩種網絡可以同時形成，也可以分步形成。有一種是未交聯(lián)的線形分子，穿插在已交聯(lián)的另一種聚合物中，稱為半互穿聚合物網絡。19）高分子合金高分子合金又稱多組分聚合物。該體系中存在兩種或兩種以上不同的聚合物組分，不論組分之間是否以化學鍵相互連接。高分子合金的制備方法可分為兩類：一類稱為化學共混，包括接枝共聚、嵌段共聚及相穿共聚等；另一類稱為物理共混，包括機械共混和溶液澆鑄共混等。高分子合金的兩相結構對其性能起著決定性的作用，例如實現(xiàn)了高模量與韌性、韌性與耐熱性的結合。均相高分子合金也有許多優(yōu)點：不存在多相體系中兩相間粘結力差導致力學性能明顯下降等問題；均相體系的某些性能，特別是力學性能，常常隨體系的組成而有規(guī)律地變化。在某些情況下，還會出現(xiàn)所謂“協(xié)同效應”，即共混物的某些性能比之兩個組成聚合物都好；通過改變兩組分的相對組成，可以獲得性能不同的系列產品。20）哈金斯參數 哈金斯參數為高分子-溶劑相互作用參數，可作為溶劑優(yōu)劣的一個半定量判據。1反映高分子與溶劑混合時相互作用能的變化。1小于12，聚合物能溶解在所給定的溶劑中，比12小得越多，溶劑的溶解能力越好；大于12，聚合物一般不能溶解。21）狀態(tài) 高分子溶液中，高分子鏈間作用與高分子鏈與溶劑間作用達到平衡的狀態(tài)，稱為狀態(tài)。此時，高分子溶液與理想溶液間的偏差消除，哈金斯參數為12，第二維利系數（A2）為0。該溶液稱為溶液，此時溫度稱為溫度（或Flory溫度）。22）聚合物溶液紡絲將聚合物熔融成流體，或是將聚合物溶解在適宜的溶劑中配成紡絲溶液。然后，由噴絲頭噴成細流，再經冷凝或凝固并拉伸成為纖維。前者稱為熔融紡絲，后者稱為溶液紡絲。溶液紡絲時必須將聚合物溶解于溶劑中，配制成濃溶液；或者用單體均相溶液聚合直接制成液料，再進行紡絲。選擇紡絲溶液的溶劑非常重要。溶劑對聚合物應具有較高的溶解度。此外，要控制溶液的濃度以及粘度。分子量、分子量分布、流變性能等對紡絲工藝及制品性能都有影響。23）凝膠和凍膠聚合物溶液失去流動性，即成為所謂凝膠和凍膠。通常，凝膠是交聯(lián)聚合物的溶脹體，不能溶解，也不熔融，它既是聚合物的濃溶液，又是高彈性的固體。而凍膠是由范德華力交聯(lián)形成的，加熱或攪拌可以拆散范德華交聯(lián)，使凍膠溶解。24）相對分子量分布 聚合物試樣中各個級分的含量和相對分子質量的關系。聚合物相對分子量分布有兩種表示方法，即分布曲線和分布函數。相對分子量分布對聚合物的性質有重要影響。25）凝膠色譜法（GPC）凝膠滲透色譜是利用聚合物溶液通過由特種多孔性填料組成的柱子，在柱子上按照分子大小進行分離的方法，是液相色譜的一個分支。它可以用來快速、自動測定聚合物的平均分子量和分子量分布，并可用作制備窄分布聚合物試樣的工具。凝膠滲透色譜的分離機理比較復雜，目前有體積排除理論、擴散理論和構象熵理論等幾種理論解釋。26）自由體積理論液體或固體，它的整個體積包括兩個部分：一部分是為分子本身占據的，稱為占有體積；另一部分是分子間的空隙，稱為自由體積，它以大小不等的空穴(單體分子數量級)無規(guī)分布在聚合物中，提供了分子的活動空間，使分子鏈可能通過轉動和位移而調整構象。在玻璃化溫度以下，鏈段運動被凍結，自由體積也處于凍結狀態(tài)，其“空穴”尺寸和分布基本上保持固定。聚合物的玻璃化溫度為自由體積降至最低值的臨界溫度，在此溫度以下，自由體積提供的空間已不足以使聚合物分子鏈發(fā)生構象調整，隨著溫度升高，聚合物的體積膨脹只是由于分子振幅、鍵長等的變化，即分子“占有體積”的膨脹。而在玻璃化溫度以上，自由體積開始膨脹，為鏈段運動提供了空間保證，鏈段由凍結狀態(tài)進入運動狀態(tài)，隨著溫度升高，聚合物的體積膨脹除了分子占有體積的膨脹之外，還有自由體積的膨脹，體積隨溫度的變化率比玻璃化溫度以下為大。為此，聚合物的比體積-溫度曲線在Tg時發(fā)生轉折，熱膨脹系數在Tg時發(fā)生突變。 27）高彈態(tài) 高分子的鏈段運動但整個分子鏈不產生運動。此時受較小的力就可發(fā)生很大形變（1001000），外力除去后形變可以完全恢復，稱為高彈形變。高彈態(tài)是高分子所特有的力學狀態(tài)。28）非牛頓流體許多液體包括聚合物的熔體和濃溶液，聚合物分散體系(如膠乳)以及填充體系等并不符合牛頓流動定律，這類液體統(tǒng)稱為非牛頓流體，它們的流動是非牛頓流動。在非牛頓流體中切粘度的數值不再是一個常數，而是隨切變速率或切應力變化而變化。29）熔融指數將聚合物加熱到一定溫度，使之完全熔融。然后加上一定負荷，使其從標準毛細管中流出。單位時間流出的聚合物質量(克數)即為該聚合物的熔融指數MI。對于同一種聚合物，在相同的條件下，流出的量越大，MI越大，說明其流動性越好。但對于不同的聚合物，由于測定時所規(guī)定的條件不同，因此，不能用熔融指數的大小來比較它們的流動性。30）彈性體彈性體是呈現(xiàn)橡膠彈性的聚合物。當施加外力時發(fā)生大的形變，外力除去后形變可以恢復的彈性材料。31）熱塑性彈性體熱塑性彈性體(thermoplastic elastomer，TPE)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。由于TPE既具有傳統(tǒng)橡膠的性質，又不需要硫化，其制品在加工過程中，邊角余料和廢品可重復利用，故具有節(jié)省資源、能源、勞力和生產效率高的特點。按照生產方法的不同，TPE大致可以分為兩大類：一類是通過聚合方法得到的嵌段共聚物；第二類是由彈性體與塑料在一定條件下通過機械共混方法制備的共混物。盡管化學合成的嵌段共聚型TPE有許多優(yōu)點，但與傳統(tǒng)的硫化膠相比，存在著彈性較差、壓縮永久形變較大、熱穩(wěn)定性較差以及密度較高、價格昂貴等缺點，使其應用受到了一定的限制。共混型TPE除了具有嵌段共聚型TPE的基本特征之外，還具有設備投資少、制備工藝簡單、性能可調度大以及成本低等優(yōu)點，因此，對其的研究和開發(fā)應用受到人們的重視。32）粘彈性材料在外力作用下將產生應變。理想彈性固體(虎克彈性體)的行為服從虎克定律，應力與應變呈線性關系。受外力時平衡應變瞬時達到，除去外力應變立即恢復。理想粘性液體(牛頓流體)的行為服從牛頓流動定律，應力與應變速率呈線性關系。受外力時應變隨時間線性發(fā)展，除去外力應變不能回復。實際材料同時顯示彈性和粘性，即所謂粘彈性。33）蠕變蠕變是指在一定的溫度和較小的恒定應力作用下，材料的應變隨時間的增加而增大的現(xiàn)象。蠕變與溫度高低和外力大小有關。聚合物蠕變性能反映了材料的尺寸穩(wěn)定性和長期負載能力，有重要的實用性。34）應力松弛在恒定溫度和形變保持不變的情況下，聚合物內部的應力隨時間增加而逐漸衰減的現(xiàn)象。線型聚合物產生應力松弛的原因，可理解為試樣所承受的應力逐漸消耗于克服鏈段及分子鏈運動的內摩擦阻力上。具體說，在外力作用下，高分子鏈段沿外力方向被迫舒展，因而產生內部應力，以與外力相抗衡。但是，通過鏈段熱運動調整分子構象，以致纏結點散開，分子鏈產生相對滑移，逐漸恢復其蜷曲的原狀，內應力逐漸消除，與之相平衡的外力當然也逐漸衰減，以維持恒定的形變。交聯(lián)聚合物整個分子不能產生質心位移的運動，故應力只能松弛到平衡值。35）滯后在一定溫度和循環(huán)(交變)應力作用下，試樣應變滯后于應力變化的滯后現(xiàn)象。由于發(fā)生滯后現(xiàn)象，在每一循環(huán)變化中，都要以熱的形式損耗掉的能量。36）Boltzmann疊加原理Boltzmann疊加原理指出，高聚物的力學松弛行為是整個歷史上諸松弛過程的線性加和的結果。對于蠕變過程，每個負荷對高聚物的變形的貢獻是獨立的，總的蠕變是各個負荷引起的蠕變的線性加和。對于應力松弛，每個應變對高聚物的應力松弛的貢獻也是獨立的，高聚物的總應力等于歷史上諸應變引起的應力松弛過程的線性加和。37）銀紋(Crating)銀紋(Crating)現(xiàn)象是聚合物在張應力作用下，于材料某些薄弱地方出現(xiàn)應力集中而產生局部的塑性形變和取向，以至在材料表面或內部垂直于應力方向上出現(xiàn)長度為l00、寬度為10左右(視實驗條件而異)、厚度約為1的微細凹槽的現(xiàn)象。銀紋為聚合物所特有，通常出現(xiàn)在非晶態(tài)聚合物中，38）復合材料由連續(xù)相的基體（如聚合物樹脂等）與分散相的增強體（如各種纖維、織物、粉末填料等）組成的多相體系稱為復合材料。39）材料疲勞材料或構件在周期應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壞形式。在低于屈服應力或斷裂應力的周期應力作用下，材料內部或其表面應力集中處引發(fā)裂紋并促使裂紋傳播，從而導致最終的破壞。40）法向應力效應法向應力效應(包軸效應)是韋森堡首先觀察到的。故又稱為韋森堡效應。其現(xiàn)象是：如果用一轉軸在液體中快速旋轉，聚合物熔體或溶液與低分子液體的液面變化明顯不同。低分子液體受到離心力的作用，中間部位液面下降，器壁處液面上升；高分子熔體或溶液受到向心力作用，液面在轉軸處是上升的，在轉軸上形成相當厚的包軸層。包軸現(xiàn)象是高分子熔體的彈性所引起的。由于靠近轉軸表面熔體的線速度較高，分子鏈被拉伸取向纏繞在軸上。距轉軸越近的高分子拉伸取向的程度越大。取向分子有自發(fā)恢復到蜷曲構象的傾向，但此彈性回復受到轉軸的限制，使這部分彈性能表現(xiàn)為一種包軸的內裹力，把熔體分子沿軸向上擠41）擠出脹大擠出脹大現(xiàn)象又稱巴拉斯效應，是指熔體出?？缀?，擠出物的截面積比模孔截面積大的現(xiàn)象。擠出物脹大現(xiàn)象也是聚合物熔體彈性的表現(xiàn)。至少有兩方面因素引起。其一是聚合物熔體在外力作用下進入?？?，入口處流線收斂，在流動方向上產生速度梯度，因而分子受到拉伸力產生拉伸彈性形變，這部分形變一般在經過模孔的時間內還來不及完全松弛，出模孔之后，外力對分子鏈的作用解除，高分子鏈就會由伸展狀態(tài)重新回縮為蜷曲狀態(tài)，形變回復，發(fā)生出口膨脹。另一個原因是聚合物在?？變攘鲃訒r由于切應力的作用，表現(xiàn)出法向應力效應，法向應力差所產生的彈性形變在出?？缀蠡貜?，因而擠出物直徑脹大。42）共軛聚合物摻雜與飽和聚合物比較，共軛聚合物能隙小，電離位小，電子親和力大。這類聚合物極易與某些電子受體或給體發(fā)生電荷轉移。共軛聚合物化學摻雜的實質就是電荷轉移。摻雜率大幅提高。摻雜過程的電荷轉移是個可逆過程。因此，控制其摻雜和脫摻雜作用，為導電聚合物開辟了新的應用前景。43）特性粘度濃度為c的情況下，單位濃度增加對溶液相對粘度自然對數值的貢獻，其值也是濃度的函數，單位與比濃粘度相同。特性粘度表示為。其物理意義為高分子溶液c 0時，單位濃度的增加對溶液增比粘度或相對粘度對數的貢獻。其數值不隨溶液濃度大小而變化，但隨濃度的表示方法而異。的單位是濃度單位的倒數，即d1g或mlg。44）高分子的凝聚態(tài)高分子的凝聚態(tài)是指高分子鏈之間的幾何排列和堆砌狀態(tài)，包括固體和液體。固體又有晶態(tài)和非晶態(tài)之分，非晶態(tài)聚合物屬液相結構(即非晶固體)，晶態(tài)聚合物屬晶相結構。聚合物熔體或濃溶液是液相結構的非晶液體。液晶聚合物是一種處于中介狀態(tài)的物質。聚合物不存在氣態(tài)，這是因為高分子的分子量很大，分子鏈很長，分子間作用力很大，超過了組成它的化學鍵的鍵能。45）液晶態(tài)結構 一些物質的結晶結構受熱熔融或被溶劑溶解之后，表觀上雖然失去了固體物質的剛性，變成了具有流動性的液體物質，但結構上仍然保持著一維或二維有序排列，從而在物理性質上呈現(xiàn)出各向異性，形成一種兼有部分晶體和液體性質的過渡狀態(tài)，這種中介狀態(tài)稱為液晶態(tài)，處在這種狀態(tài)下的物質稱為液晶46）雙軸取向材料沿兩個互相垂直的方向(x、y方向)拉伸，面積增加，厚度減小，高分子鏈或鏈段傾向于與拉伸平面(x、y平面)平行排列，但在xy平面內分子的排列是無序的。47）聚合物熔體不穩(wěn)定流動聚合物熔體在擠出時，如果切應力超過一極限值時，熔體往往會出現(xiàn)不穩(wěn)定流動，擠出物外表不再是光滑。有多種原因造成熔體的不穩(wěn)定流動，其中熔體彈性是一個重要原因。對于高分子熔體，粘度高，粘滯阻力大，在較高的切變速率下，彈性形變增大，當彈性形變的儲能達到或超過克服粘滯阻力的流動能量時，導致不穩(wěn)定流動的發(fā)生。因此，把聚合物這種彈性形變儲能引起的湍流稱為高彈湍流。48）幾何異構當主鏈上存在雙鍵時，形成雙鍵的碳原子上的取代基不能圍繞雙鍵旋轉，否則將破壞雙鍵中的鍵。當組成雙鍵的兩個碳原子同時被不同的原子或基團取代時，由于內雙鍵上的基團在雙鍵兩側的排列方式不同而有順式構型和反式構型之分，稱為幾何異構體。49）應力集中聚合物材料的破壞是高分子主鏈的化學鍵斷裂或是高分子鏈間相互作用力的破壞。通常，由主鏈化學鍵強度或鏈間相互作用力強度估算的理論強度比聚合物實際強度大1001000倍，這是由于材料內部的應力集中所致。引起應力集中的缺陷有幾何的不連續(xù)，如孔、空洞、缺口、溝槽、裂紋；材質的不連續(xù)，如雜質的顆粒、共混物相容性差造成的過大第二組分顆粒；載荷的不連續(xù)；不連續(xù)的溫度分布產生的熱應力等許多缺陷可以是材料中固有的，也可能是產品設計或加工時造成的。當材料中存在上述缺陷時，其局部區(qū)域中的應力要比平均應力大得多，該處的應力首先達到材料的斷裂強度值，材料的破壞便在那里開始。為此，注意克服不適當的產品設計和加工條件，對提高材料的強度是非常必要的。二、選擇題1高分子鏈的結構是決定聚合物 （2 ） 的主要因素。 （1）形態(tài) ；（2）基本性質；（3）序列結構；（4）構型2交聯(lián)高分子是高分子鏈之間通過 （3） 連接成一個三維空間網狀大分子。（1）官能團；（2）結構單元；（3）化學鍵或鏈段；（4）重復單元3高分子鏈柔順性是分子鏈能夠改變其 （1） 的性質。（1）構象；（2）鏈段；（3）結構；（4）規(guī)整性4當物質內部的質點在三維空間呈周期性地 （4） 時，該物質稱為晶體。（1）重復；（2）分布；（3）排列；（4）重復排列5聚乙烯的穩(wěn)定晶型是 （1） 系。（1）正交晶系；（2）三斜晶系；（3）單斜晶系；（4）六方晶系6聚合物在結晶時，由于 （2） 不能充分地自由運動，妨礙了分子鏈的規(guī)整堆砌排列，因而，高分子晶體內部往往含有比低分子晶體更多的晶格缺陷。（1）化學鍵；（2）鏈段；（3）鍵角；（4）鍵長7溶致型液晶高分子溶液在濃度很小時，由于剛性高分子在溶液中形成了 （1） 溶液，造成了該溶液的粘度-濃度關系與一般體系相同。（1）各向同性；（2）各向異性 ；（3）各向異性相比例大于各向同性；（4）各向同性比例大于各向異性8結晶聚合物的溶解要經過結晶聚合物的 （4） 和溶解兩個過程。（1）溶脹；（2）溶劑吸附；（3）溶劑滲透；（4）熔融9聚合物溶解在良溶劑中，“鏈段”與溶劑分子的相互作用能 （3） “鏈段”之間的相互作用能，使高分子鏈在溶液中舒展。（1）遠遠小于；（2）等于；（3）遠遠大于；（4）無法判斷10第二維利系數A2與一樣，表征了高分子“鏈段”與溶劑分子之間的相互作用。在良溶劑中，由于溶劑化作用，“鏈段”間的相互作用 （1） 。（1）以斥力為主 ；（2）吸力增加；（3）斥力等于吸力；（4）說不清11高分子溶液作為聚合物和溶劑組成的二元體系，在一定條件下會發(fā)生相分離現(xiàn)象。相分離發(fā)生與否同溫度有關，此時的相分離溫度是 （4） 。（1）高臨界溶解溫度；（2）低臨界溶解溫度；（3）高臨界溶解溫度和地臨界溶解溫度同時存在；（4）A、B、C三種情況都有可能出現(xiàn)12通?？梢杂谩袄碚摶驒C理分布函數”表示聚合物的分子量分布。對于陰離子聚合反應，其聚合物的分子量分布符合 （2） 。（1）SchulzFlory最可幾分布；（2）Poisson分布；（3）Schulz分布；（4）三種分布函數都可以13端基分析法只適用于測定分子量 （1） 在以下聚合物的數均分子量。（1）3104以下；（2）3104 3106；（3）3106 以上；（4）任何分子量14利用聚合物在溶液中的分子運動性質，可以得到分子量分布。這種方法是 （3） 。（1）沉淀分級、溶解分級；（2）凝膠滲透色譜法、電子顯微鏡法；（3）超速離心沉降速度法；（4）其他方法15利用差示掃描量熱法(DSC)測試聚合物的玻璃化轉變溫度是根據 （4） 方法進行測定。（1）電磁效應；（2）力學性質的變化、電子顯微鏡法；（3）體積的變化；（4）熱力學性質16對聚合物玻璃化轉變溫度影響最大的化學鍵是 （2） 。（1）共價鍵；（2）離子鍵；（3）氫鍵；（4）配位鍵17在一定溫度下觀察球晶半徑隨時間變化的方法是 （4） 。（1）膨脹計法；（2）光學解偏振法；（3）DSC法 ；（4）熱臺偏光顯微鏡法18熱塑性彈性體具有 （3） 特性。（1）塑料；（2）橡膠；（3）塑料和橡膠；（4）粘彈19交聯(lián)橡膠的溶脹是 （3） 的結果。（1）溶劑力圖滲入聚合物內部； （2）網狀分子鏈向三度空間伸展；（3）A、B都存在；（4）A、B都不存在20聚合物的力學松弛是 （4） 現(xiàn)象。（1）在一定溫度和恒定應力作用下，觀察試樣應變隨時間增加而逐漸增大的蠕變（2）在一定溫度和恒定應變條件下，觀察試樣內部的應力隨時間增加而逐漸衰減的應力松弛（3）在一定溫度和循環(huán)(交變)應力作用下，觀察試樣應變滯后于應力（4）A、B、C三種21應力松弛，就是在恒定溫度和形變保持不變的情況下，聚合物內部的應力隨時間 而逐漸 （1） 的現(xiàn)象。（1）增加，衰減；（2）增加，增強；（3）減少，衰減；（4）減少，增強22研究聚合物靜態(tài)粘彈性的實驗方法是（2） 。（1）自由振動法；（2）應力松弛儀；（3）共振法；（4）強迫振動非共振法23 下列聚合物中介電系數最小的是（）24.下列聚合物中介電損耗最大的是（）25下列說法中不正確的是（）（）摻雜是化學過程；（）摻雜是物理過程；（）摻雜過程有電荷轉移；（）摻雜是可逆過程26下列聚合物Tg最高的是（）（）聚乙烯；（）聚丙烯；（）聚氯乙烯；（）聚丙烯腈27關于聚合物結晶的下列說法中正確的是（）（1）溫度越高，越易結晶；（2）溫度越高，越易結晶；（3）分子鏈對稱性好，易于結晶；（4）只有結構規(guī)整性聚合物才能結晶。28下列材料中耐熱性最好的是（4）（1）尼龍；（）聚乙烯；（）聚苯乙烯；（）芳綸29下列現(xiàn)象中（3）屬于動態(tài)粘彈性現(xiàn)象（1）蠕變；（）應力松弛；（）滯后；（）應力集中30下列說法正確的是（）（1）聚合物熔體沒有彈性；（2）玻璃化溫度以下，聚合物沒有粘流性；（3）粘彈性行為具有溫度和時間依賴性；（4）粘彈性行為之與高分子本身結構有關。31關于玻璃化轉變溫度的說法正確的是（）（1）塑料的玻璃化轉變溫度高于室溫；（2）塑料的玻璃化轉變溫度低于室溫；（3）玻璃化轉變溫度與高分子的鏈段的運動相對應；（4）玻璃化轉變溫度是橡膠使用的上限溫度。32球晶應在（）條件下制備（） 稀溶液；（）熔體；（）高溫高壓；（）低于玻璃化轉變溫度33一般來講，（）需要較高的取向度（） 橡膠；（）塑料；（）纖維；（）粘合劑34在下面的天然高分子中，單分散的是（）（） 纖維素；（）天然橡膠；（）淀粉；（）牛奶酪蛋白35聚合物的多重轉變是由于（）（） 相對分子量的多分散性；（）分子鏈的不同構型；（）高分子運動單元具有多重性；（）雜質的影響36高聚物處于橡膠態(tài)時，其彈性模量（）（） 隨形變增大而增大；（）隨形變增大而減??；（）與形變無關；（）變化不定。37相對分子量增加時，以下那種性能下降（）（） 抗張強度；（）可加工性；（）熔點；（）玻璃化溫度。38分子極性越大，極化程度越大，則聚合物介電常數（1）（1）越大；（2）越?。唬?）不確定39高分子內旋轉受阻程度越大，其均方末端距（1） （1）越大；（2）越?。唬?）趨于恒定值；（4）可能變大或變小40WLF方程是根據自由體積理論推導出來的，它適合于（2）（1）晶態(tài)聚合物松弛過程；（2）非晶態(tài)聚合物松弛過程；（3）高分子稀溶液；（4）所有聚合物松弛過程41由兩種聚合物組成的共聚體系，如果完全相容，則體系的玻璃化轉變溫度將（2）（1）只有一個玻璃化轉變溫度且小于任何一種聚合物的玻璃化轉變溫度；（2）只有一個玻璃化轉變溫度且介于兩者之間；（3）具有兩個不同的玻璃化轉變溫度；（4）不能夠確定42在濃度相同的條件下，聚合物在（2）中的黏度最大（1）溶液中；（2）良溶劑；（3）不良溶劑；（4）極性溶劑43下列那些聚合物不可作為工程塑料是（4）（1）聚酰亞胺；（2）低壓聚乙烯；（3）聚碳酸酯；（4）聚丁二烯44高聚物為假塑性流體，其黏度隨剪切速率的增加而（3）（1）增加；（2）不變；（3）減小；（4）變化不定45以下過程中，（3）與鏈段運動無關（1）屈服；（2）粘流；（3）流動曲線中的拉伸流動區(qū)；（4）降解46某一聚合物薄膜，當溫度升至一定溫度時發(fā)生收縮，這是由于（2）（1）大分子取向；（2）大分子解取向；（3）內應力釋放；（4）受熱不勻47同一聚合物樣品，以下計算值那個較大（2）（1）自由連接鏈均方末端距；（2）自由旋轉鏈均方末端距；（3）均方旋轉半徑；4)鏈段長度48聚合物擠出成型時，產生熔體破裂的原因是（2）（1）剪切變?。唬?）熔體彈性形變回復不均勻；（3）熔體黏度過小；（4）大分子鏈取向程度低49聚氯乙烯中加入（3）時，Tg和Tf均向低溫變化。（1）填充劑；（2）穩(wěn)定劑；（3）增塑劑；（4）著色劑50高聚物滯后現(xiàn)象發(fā)生的原因是（1）（1）運動時受到內摩擦力的影響；（2）高聚物的惰性很大；（3）高聚物彈性很大；（4）高聚物有結晶51粘彈性表現(xiàn)最為明顯的溫度是（2）（1）Tg；（2）TgTf；（3）TgTd；（4）Td52.聚合物的導電性隨溫度的升高而（1）（1）升高；（2）降低；（3）保持不變；（4）變化不定53下列那個過程熵變增加的是（1）（1）結晶熔化；（2）橡膠拉伸；（3）交聯(lián)；（4）取向54聚碳酸酯的應力-應變曲線屬于以下那一類（3）（1）硬而脆；（2）軟而韌；（3）硬而韌；（4）軟而脆55聚合物結晶度增加，（2）增加（1）透明性；（2）抗張強度；（3）沖擊強度；（4）等規(guī)度56提高高分子材料的拉伸強度有效途徑為（2）（1）提高拉伸速度；（2）取向；（3）增塑；（4）降低溫度57聚合物的介電損耗因子一般與其（1）無關（1）分子量；（2）極性大??；（3）溫度；（4）電場頻率簡答題：1高分子鏈結構是什么？包括那些內容？答案要點:高分子鏈結構指單個高分子的結構和形態(tài)，包括（1）化學組成、構型、構造和共聚物的序列結構。構型是指分子中原子的在空間的幾何排列，包括旋光異構（或立體異構）和幾何異構（或順反異構）。構造是只聚合物分子的形狀，如線型、支化、交聯(lián)網絡等。（2）分子的大小和形狀。2高分子構型的異構有幾種？各有什么特點？答案要點: 高分子構型的異構有旋光異構和幾何異構(1)旋光異構：高分子全同立構(或等規(guī)立構)：當取代基全部處于主鏈平面的一側或者說高分子全部由一種旋光異構單元鍵接而成。間同立構(或間規(guī)立構)：取代基相間的分布于主鏈平面的二側或者說兩種旋光異構單元交替鍵接。 無規(guī)立構：當取代基在平面兩側作不規(guī)則分布或者說兩種旋光異構體單元完全無規(guī)鍵接時。全同立構和間同立構高分子鏈易于結晶，而無規(guī)立構高分子鏈不易結晶。(2)幾何異構：1,4加聚的雙烯類聚合物中，由于主鏈雙鍵的碳原子上的取代基不能繞雙鍵旋轉，當組成雙鍵的兩個碳原子同時被兩個不同的原子或基團取代時，即可形成順反兩種構型，它們稱作幾何異構體。順式結構分子鏈與分子鏈之間的距離較大，不易結晶。反式結構分子鏈的結構比較規(guī)整，容易結晶。3分子構造如何影響聚合物的性能？答案要點:分子構造對聚合物的性能有很大影響。線型分子間沒有化學鍵合，一般可溶、熔，易于加工成型。支化聚合物的化學性質與線形聚合物相似，但物理性能受支化程度影響顯著。短支鏈降低結晶度，長支鏈嚴重影響聚合物的熔融流動性能。梯形聚合物具有高強度、高模量和耐熱性能。一般交聯(lián)聚合物不溶不熔，只有當支化度低時，才可溶脹。4影響高分子鏈柔性的因素有那些？如何影響？答案要點:分子結構的影響：（1）主鏈結構 主鏈全為單鍵或含孤立雙鍵時，分子鏈柔順性較大，而含有芳雜環(huán)結構時，由于無法內旋轉，柔順性差。（2）取代基 極性取代基使柔順性變差，非極性取代基體積大，位阻大，柔順性變差。（3）支化、交聯(lián) 若支鏈很長，阻礙鏈的內旋轉時，柔順性變差。對于交聯(lián)結構，交聯(lián)程度不大時，對柔順性影響不大，當交聯(lián)程度達到一定程度時，大大影響鏈的柔順性。（4）分子鏈的長短 一般分子鏈越長，構象數目越多，柔順性越好。（5）分子間作用力 作用力