高分子物理試卷三及答案

1、高中高分子物理試卷三答案一、單項(xiàng)選擇題 （ 10 分）（下面每個(gè)小題只有一個(gè)答案是正確的，請(qǐng)將正確答案的編號(hào)填在右邊的括號(hào)里。選對(duì)者得1 分，不選、選錯(cuò)多選均不得分。 ）1.如果不考慮鍵接順序，線形聚異戊二烯的異構(gòu)種類數(shù)為（C ）。（ A）6（B）7（C）82.全同聚乙烯醇的分子鏈所采取的構(gòu)象是（A ）。（ A ）平面鋸齒鏈（B ）扭曲的鋸齒鏈（ C）螺旋鏈3.下列聚合物中，不存在旋光異構(gòu)體的是（B ）。（ A）PP（ B） PIB（ C）聚異戊二烯4.高聚物的黏流溫度隨相對(duì)分子質(zhì)量的增大而（B ）。（ A ）保持不變（B ）上升（ C）下降（ D ）先上升然后保持不變5.在聚合物的黏流溫度以

2、下，描述高聚物的表觀黏度與溫度之間關(guān)系的方程式是（B ）。（ A ） Arrhenius 方程（ B ） WLF 方程（C） Avrami 方程6. 高聚物的流動(dòng)模式是（B ）。（ A ）分子鏈的整體遷移（ B ）鏈段的躍遷（ C）端基的運(yùn)動(dòng)7.同一聚合物的下列三種不同的黏度，最大的是（A ）。（ A ）零剪切黏度（ B）表觀黏度（ C）無窮剪切黏度8.兩試樣的凝膠滲透色譜的淋出體積相等，則它們的下列參數(shù)相等的是(D)。（ A ）相對(duì)分子質(zhì)量（ B）特性黏數(shù)（ C） Huggins 參數(shù)（ D）流體力學(xué)體積9.下列實(shí)驗(yàn)方法，可以測量聚合物損耗模量的是（B ）。（ A） DSC（ B） DMA（

3、C） 拉伸實(shí)驗(yàn)10. Maxwell 模型可以用來描述（ C ）。（ A ） 蠕變過程（ B ） 交聯(lián)高聚物的應(yīng)力松弛過程（ C）線形高聚物的應(yīng)力松弛二、多項(xiàng)選擇題 (20 分 )(下面每個(gè)小題至少有一個(gè)答案是正確的，請(qǐng)將所有正確答案的編號(hào)填寫在括號(hào)里。全選對(duì)者得 2 分，每錯(cuò)一個(gè)扣1 分，每少選一個(gè)扣0.5 分，但不做選擇或所選答案全錯(cuò)者不得分。1. 下面能作為塑料使用的聚二丁烯有（ABD）。（ A ）全同 1， 2-丁二烯（ B ）間同聚 1，2-丁二烯（ C）順式聚1，4-丁二烯（D ）反式聚 1，4-丁二烯2.高分子的二級(jí)結(jié)構(gòu)包括（AC ）。（ A ）構(gòu)象（ B）晶態(tài)結(jié)構(gòu)（ C）相對(duì)分

4、子質(zhì)量及其分布（ D）鍵接方式3.高分子的三級(jí)結(jié)構(gòu)包括（ABD）。（ A ）晶態(tài)結(jié)構(gòu)（ B）取向結(jié)構(gòu)（ C）多相結(jié)構(gòu)（D ）液晶態(tài)結(jié)構(gòu)4.凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)可以采用哪些方法進(jìn)行表征（BCD ）。（ A ）廣角 X 射線衍射（ B ）紅外光譜（ C）電子顯微鏡（ D）小角 X 射線衍射5.下列實(shí)驗(yàn)方法，可以用來測定玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的是（ABC）。）（ A ）膨脹計(jì)法（ B） DSC 法（ C）DMA 法（ D ）解偏振光強(qiáng)度法（ E）偏光顯微鏡法6.下列有關(guān)熔融指數(shù)的敘述，正確的是（ABD）。（ A ）可作為流動(dòng)性好壞的指標(biāo)（ B）單位為克（ C）單位與黏度單位相同（ D）熔融指數(shù)越大，流動(dòng)性越好（ D

5、）就是熔體黏度7.用 WLF 方程計(jì)算聚合物的黏度時(shí)，其適用范圍為（E ）。（ A ） Tg 以上（ B） Tf以下（ C） Tg 以下（ D） Tf以上（ E） Tf以下，Tg Tg+100C8.用膜滲透壓法測定某聚合物的相對(duì)分子質(zhì)量，以對(duì) c 作圖，得一直線，下列情況中RTc直線斜率變大的有（AE ）。（ A ）升高溫度（ B ）降低溫度（C）相對(duì)分子質(zhì)量增大（ D ）相對(duì)分子質(zhì)量減?。?E）Huggins 參數(shù)減小9.凝膠滲透色譜測定中，可作為濃度檢測器的有（AB）。（ A ）示差折光指數(shù)檢測器（ B）紫外檢測器（ C）光散射檢測器（ D）毛細(xì)管黏度檢測器10.下列有關(guān)內(nèi)耗現(xiàn)象的描述，正

6、確的是（ABCE）。（ A ）由滯后現(xiàn)象引起的功的消耗（ B ）如果形變與應(yīng)力同步，則沒有內(nèi)耗（ C）內(nèi)耗隨頻率的變化出現(xiàn)極大值（ D ）內(nèi)耗隨溫度的升高而增大（ E）滯后現(xiàn)象越嚴(yán)重，內(nèi)耗越大三、選擇填空題 （ 15 分）（下面每個(gè)小題均有多個(gè)答案，請(qǐng)將答案編號(hào)按要求的順序填入空格內(nèi)，順序全對(duì)者得1.5分，其他情況一律不得分。 ）1.當(dāng)主鏈由下列飽和單鍵組成時(shí)，其柔順性的順序?yàn)椋˙）>（A）>（C）。（ A ） CO（ B） SiO（ C） C C2.下列高分子鏈的柔性順序正確的是（B）>（A）>（C）>（D）（A ）PP（B）PE（ C） PVC（D ）PAN3

7、.下列高分子結(jié)晶能力的強(qiáng)弱順序是（A）>（C）>（B）（A ）PE（ B ）PVC（ C） PVDC4.處于高彈態(tài)下的聚合物，可以運(yùn)動(dòng)的單元有（ABDE）。（A ）鏈段（B ）鏈節(jié)（ C）整個(gè)分子鏈（D ）側(cè)基（E）短支鏈5.下列高分子運(yùn)動(dòng)單元所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)變溫度的大小順序?yàn)椋ˋ）>（C）>（B）。（ A ）高分子鏈（B）側(cè)基（ C）鏈段6.有某聚合物三個(gè)試樣， 相對(duì)分子質(zhì)量分別為M1,M2,M3，若 M1M2 M3，在相同條件下，用膜滲透壓法分別測定它們的相對(duì)分子質(zhì)量，以對(duì) c 作圖，得到的直線的截距RTc分別為截距1，截距 2，截距 3，則截距的大小順序?yàn)椋– ） &g

8、t;（ B ）>（ A ）。（ A ）截距 1（ B）截距 2（C）截距 37. 下列聚丙烯酸鈉溶液中，聚丙烯酸鈉分子鏈的尺寸大小順序?yàn)椋?A ）>（ B ）>（ A ）0.1%的水溶液（ B） 0.3%的水溶液（C）加有氯化鈉0.3% 的水溶液8. 同一聚合物以相同濃度溶于同溫度下的不同溶劑中，滲透壓為 （ A ）>（ C ）>（ A ）良溶劑（ B）不良溶劑（C）溶劑9. 聚乙烯在三種不同的拉伸速度下進(jìn)行拉伸，其楊氏模量的大小順序?yàn)椋ˋ ）>（B）。C ）。B ）。C ）>（ A ）1000 mm/min（B ） 10mm/min（ C）100mm

9、/min10. 已知 PS-環(huán)己烷體系（ I ）、聚二甲基硅烷 -乙酸乙酯體系（ II ）及聚異丁烯 -苯體系（ III ）的溫度分別為35 C 、 18 C 和 24 C ，那么于24 C 下測得這三個(gè)體系的相互作用參數(shù)，其大小順序?yàn)椋ˋ）>（C）>（B）。（ A ）1 (I)（ B）1 (II)（C）1 (III)四、名詞解釋（15 分）交聯(lián)；液晶；玻璃化轉(zhuǎn)變溫度；熔融紡絲；時(shí)溫等效答：交聯(lián)：交聯(lián)是指高分子鏈之間通過化學(xué)鍵鍵接形成三維空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。液晶：液晶態(tài)是介于固體晶態(tài)和液體態(tài)之間的中間態(tài)，處于液晶態(tài)的物質(zhì)稱之為液晶。玻璃化轉(zhuǎn)變溫度： 玻璃化轉(zhuǎn)變溫度是非晶態(tài)聚合物或部分結(jié)晶

10、聚合物中非晶相發(fā)生玻璃化轉(zhuǎn)變所對(duì)應(yīng)的溫度。熔融紡絲： 熔融紡絲是指將聚合物加熱熔融， 然后由噴絲頭噴成細(xì)流， 經(jīng)冷凝牽引成為纖維。時(shí)溫等效： 同一個(gè)力學(xué)松弛現(xiàn)象，既可以在較高的溫度下，在較短的時(shí)間內(nèi)觀察到，也可以在較低的溫度下，在較長的時(shí)間內(nèi)觀察到。因此，升高溫度與延長觀察時(shí)間對(duì)分子運(yùn)動(dòng)是等效的，對(duì)高聚物的黏彈行為也是等效的，這個(gè)等效性可以借助于一個(gè)轉(zhuǎn)換因子aT 來實(shí)現(xiàn)，即借助于轉(zhuǎn)換因子可以將在某一溫度下測定的力學(xué)數(shù)據(jù)變成另一個(gè)溫度下的力學(xué)數(shù)據(jù)，這就是時(shí)溫等效。五、簡答題 （ 12 分）1. 高分子的構(gòu)型和構(gòu)象有什么不同？等規(guī)聚丙烯晶體中的螺旋鏈屬于構(gòu)型范疇還是構(gòu)象范疇？答：構(gòu)型是指分子中由化

11、學(xué)鍵所固定的原子在空間的排列。 高分子鏈的構(gòu)型是在合成過程中形成的， 它不能被任何物理方法改變。 而構(gòu)象是圍繞單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)而形成的分子中的原子的各種空間排列的形態(tài)。等規(guī)聚丙烯晶體中的螺旋鏈屬于構(gòu)象范疇。2. 將聚乙烯進(jìn)行氯化，隨著氯化度的增加，氯化聚乙烯的玻璃化溫度上升，但當(dāng)氯化度增加到一定程度后，玻璃化溫度反而隨著氯化度的增加而降低，為什么？答：聚乙烯分子是非極性的，通過氯化引入氯原子后，變成了極性分子。氯化反應(yīng)主要是氯原子取代氫原子的取代反應(yīng)。在氯化初期， 主要是發(fā)生一取代反應(yīng)。隨著取代的氯原子數(shù)目的增多，分子的極性增強(qiáng)，分子之間的相互作用也增強(qiáng)。同時(shí)隨著取代氯原子的增多，空間位阻效應(yīng)也越來

12、越明顯，阻礙分子鏈的內(nèi)旋轉(zhuǎn)。因此分子鏈的剛性增大，玻璃化溫度升高。但是當(dāng)氯化達(dá)到一定程度后，就會(huì)發(fā)生二取代反應(yīng)，即已經(jīng)發(fā)生一取代的叔碳原子上的氫原子再被氯原子取代。如果兩個(gè)氯原子在同一碳原子上對(duì)稱取代，則分子極性會(huì)部分抵消，而且分子鏈之間的距離也會(huì)增大，導(dǎo)致分子間力下降，分子鏈柔順性反而上升。隨著氯化反應(yīng)的進(jìn)行， 氯原子在分子鏈上對(duì)稱分布的比例增加，導(dǎo)致分子鏈柔性增大，玻璃化溫度反而下降。3. 通常情況下，為什么非晶態(tài)聚合物比晶態(tài)聚合物的溶解容易？答：因?yàn)榉蔷B(tài)聚合物的分子堆砌比較松散，分子間的相互作用較弱， 因此，溶劑分子比較容易滲入聚合物內(nèi)部使之溶脹和溶解；而晶態(tài)聚合物由于分子排列規(guī)整，堆

13、砌緊密， 分子間相互作用強(qiáng)，因此，溶劑分子深入聚合物內(nèi)部很困難，加熱到熔點(diǎn)附近才能溶解。所以，通常非晶態(tài)聚合物比晶態(tài)聚合物的溶解容易。六、圖示題 （8 分）1. 在同一坐標(biāo)上畫出牛頓流體、假塑性流體、膨脹性流體的表觀黏度與剪切速率之間的關(guān)系曲線。解：圖 1見圖 1說明：牛頓流體的黏度不隨剪切速率而發(fā)生變化，為一常數(shù)，在黏度-剪切速率圖上為一平行于剪切速率軸的直線；假塑性非牛頓流體的黏度隨剪切速率的增大而降低；膨脹性流體的黏度隨剪切速率的增大而增大。2. 畫出結(jié)晶聚合物拉伸至斷裂時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變曲線，標(biāo)明屈服強(qiáng)度、屈服伸長率、斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長率，并標(biāo)出開始產(chǎn)生細(xì)頸的位置。解：圖中：b ：斷裂強(qiáng)度；

14、y ：屈服強(qiáng)度；b ：斷裂伸長率；y ：屈服伸長率；A 點(diǎn)：開始產(chǎn)生細(xì)頸的位置。七、說明題 （ 10 分）1. 聚苯乙烯與聚甲基丙烯酸甲酯的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度相近，但在溫度-形變曲線上，聚苯乙烯的高彈區(qū)溫度范圍卻比聚甲基丙烯酸甲脂的窄，為什么？答： 聚苯乙烯與聚甲基丙烯酸甲酯的玻璃化溫度相近，說明它們的溫度溫度區(qū)域里經(jīng)歷玻璃化轉(zhuǎn)變。但是聚甲基丙烯酸甲酯的極性比聚苯乙烯大，酸甲酯分子之間的相互作用較強(qiáng)，其流動(dòng)溫度要比聚苯乙烯高，其溫度溫度下才發(fā)生流動(dòng)轉(zhuǎn)變，所以聚甲基丙烯酸甲酯的高彈區(qū)范圍比聚苯乙烯寬。-形變曲線在相同的因此聚甲基丙烯-形變曲線在更高的2. 如果某種聚合物的玻璃化溫度低于室溫，通常可用作橡膠，而聚乙烯的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度接近零下 70 C ，卻只能用作塑料，為什么？答：具有較低的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度只是聚合物用作橡膠材料的結(jié)構(gòu)特征之一，而要能夠產(chǎn)生橡膠高彈性必須具備的另一結(jié)構(gòu)特征，就是在常溫下不易結(jié)晶。 聚乙烯由于分子結(jié)構(gòu)簡單、對(duì)稱性高、分子柔性好，常溫下極易結(jié)晶，而且結(jié)晶度又較高。雖然其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度很低，常溫下非晶區(qū)處于高彈態(tài)，但是在晶格的束縛下， 鏈段難以運(yùn)動(dòng)， 在外力作用下呈現(xiàn)不出高彈形變， 因此也就不能用作橡膠。正是由于其結(jié)晶特性，在其熔點(diǎn)以下均具有較好的力學(xué)性能，即較高的模量和強(qiáng)度，因此可用作塑料。八、計(jì)算題 （ 10 分）1