高分子物理試卷及答案

1、高分子物理試卷二答案一、單項(xiàng)選擇題(10分)1 .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2 .下列聚合物找那個(gè)，熔點(diǎn)最高的是(C)。(A)聚乙烯(B)聚對(duì)二甲苯撐(C)聚苯撐3 .聚合物分子鏈的剛性增大，則黏流溫度(B)。(A)降低(B)升高(C)基本不變4 .增加聚合物分子的極性，則黏流溫度將(C)。(A)降低(B)基本不變(C)升高5 .可以用來解釋聚合物的零切黏度與相對(duì)分子質(zhì)量之間相互關(guān)系的理論是(B)o(B)分子鏈纏結(jié)(C)鏈段協(xié)同運(yùn)動(dòng)C )。(A)分子鏈取向6 .在下列情況下，交聯(lián)聚合物在溶劑中的平衡溶脹比最大的是(A)高度交聯(lián)(B)中

2、度交聯(lián)(C)輕度交聯(lián)67 .光散射的散射體積與sin6成(B)。(A)正比(B)反比(C)相等(D)沒關(guān)系8 .高分子的特性黏數(shù)隨相對(duì)分子質(zhì)量愈大而(A)。(A)增大(B)不變(C)降低(D)不確定9 .理想橡膠的泊松比為(C)。(A)<210.交聯(lián)高聚物蠕變過程中的形變包括(B)1>2B)。(C)(C)高彈形變和黏性流動(dòng)(B)酚醛樹脂(D) PSABCD )。(B)剛性因子(D)極限特征比AB )。(B)小腳激光光散射(D)示差掃描量熱法(A)普彈形變、高彈形變和黏性流動(dòng)(B)普彈形變和高彈形變二、多項(xiàng)選擇題(20分)1 .以下化合物，哪些是天然高分子(AC)(A)蛋白質(zhì)(C)淀

3、粉2 .柔順性可以通過以下哪些參數(shù)定量表征(A)鏈段長(zhǎng)度(C)無(wú)擾尺寸3 .以下哪些方法可以測(cè)量晶體的生長(zhǎng)速度(A)偏光顯微鏡(C)光學(xué)解偏振法4 .有關(guān)聚合物的分子運(yùn)動(dòng)，下列描述正確的有(A)運(yùn)動(dòng)單元具有多重性(C)熱運(yùn)動(dòng)是一個(gè)松弛過程(E)運(yùn)動(dòng)但愿的大小不同，但松弛時(shí)間一樣5 .下列有關(guān)聚合物熔體流變性能的敘述，正確的有(ACD)。(B)運(yùn)動(dòng)速度不受溫度影響(D)整個(gè)分子鏈的運(yùn)動(dòng)稱為布朗運(yùn)動(dòng)ABDE)。(A)大多數(shù)聚合物熔體在通常的剪切速率范圍內(nèi)表現(xiàn)為假塑性非牛頓流體(B)在極低的剪切速率范圍內(nèi)，表現(xiàn)為牛頓流體(C)在通常的剪切速率范圍內(nèi)，黏度隨剪切速率升高而增大(D)黏度隨溫度升高而下降

4、(E)在無(wú)窮大剪切速率下，在恒定溫度下的黏度為常數(shù)6 .下面有關(guān)聚合物黏流活化能的描述，正確的是(AD)。(A)剛性聚合物具有較高的黏流活化能(B)柔性聚合物具有較高的黏流活化能(C)黏流活化能越大，熔體黏度越高(D)黏流活化能越大，熔體黏度對(duì)溫度越敏感(E)黏流活化能越大，熔體黏度越小7 .下列測(cè)定聚合物相對(duì)分子質(zhì)量的方法中，屬于絕對(duì)方法的是(CDE)。(A)黏度法(B)凝膠滲透色譜法(C)膜滲透壓法(D)光散射法(E)小角激光光散射法8 .下列關(guān)于凍膠的描述中正確的是(ACE)。(A)凍膠屬于高分子濃溶液范疇(B)分子內(nèi)交聯(lián)的凍膠的黏度大于分子間交聯(lián)的黏度(C)分子內(nèi)交聯(lián)的凍膠可得到黏度小

5、濃度大的濃溶液(D)凍膠加熱不能溶解和熔融(E)分子內(nèi)交聯(lián)的凍膠對(duì)紡絲不利9 .下列有關(guān)滯后現(xiàn)象的描述，正確的是(ADE)。(A)高聚物在交變應(yīng)力作用下，形變落后于盈利變化的現(xiàn)象(B)剛性聚合物的滯后現(xiàn)象比柔性聚合物明顯(C)頻率越高，滯后現(xiàn)象越大(D)滯后現(xiàn)象隨頻率的變化出現(xiàn)極大值(E)在玻璃化溫度附近，之后現(xiàn)象嚴(yán)重10 .Mawell模型可以用來模擬(C)。(A)線形聚合物的蠕變行為(B)交聯(lián)聚合物的蠕變行為(C)線形聚合物的應(yīng)力松弛行為(D)交聯(lián)聚合物的盈利松弛行為(E)牛頓流體的蠕變行為三、選擇填空題(15分)(A) M w(B) M z2 .下列聚合物柔順性排列順序?yàn)椋?A ) &g

6、t;(A) PE(B) PP3 .下列聚合物結(jié)晶能力強(qiáng)弱順序?yàn)椋?A )(A) PE(B) PVC4 .三種不同的相對(duì)分子質(zhì)量的聚合物，試樣Mi AM2 >M3。它們的臨界共溶點(diǎn)的濃度(A)試樣1(B)試樣25 .有某聚合物三個(gè)試樣，相對(duì)分子質(zhì)量分別為1.對(duì)于單分散性的聚合物，其各種平均相對(duì)分子質(zhì)量之間的相互關(guān)系為：(B)(A)>(C)>(D)(C)Mn(D)Mn(B)>(D)>(C)。(C)PAN(D)PVC>(C)>(B)。(C)PVDC1,試樣2和試樣3的相對(duì)分子質(zhì)量分別為M1,M2和“3,若<fec大小順序?yàn)椋?C)>(B)>

7、(A)。(C)試樣3MM2,M3,若Mi>M2>M3,在相同條件下，同氣象滲透法測(cè)定聚合物的相對(duì)分子質(zhì)量，以Vs對(duì)02/a作圖，得到的直線的截距分別為截距1,截距2,.，2八，1截距3,則截距的大小順序?yàn)椋?C)>(B)>(A)。(A)截距1(B)截距2(C)截距36 .下列相同相對(duì)分子質(zhì)量的某聚合物試樣，在相同條件下用稀溶液黏度法測(cè)得的特性黏數(shù)大小順序?yàn)?(A)線形聚合物(B)較高支化度聚合物(C)較低支化度聚合物7 .三種不同相對(duì)分子質(zhì)量的聚合物試樣，試樣1,試樣2和試樣3的相對(duì)分子質(zhì)量分別為"1,“2和”3,若Mi>M2AM3,它們的臨界共溶點(diǎn)的H

8、uggings參數(shù)大小順序?yàn)?C)>(B)>(A)。(A)試樣1(B)試樣2(C)試樣38 .理想橡膠的三種模量，其大小順序?yàn)椋?C)>(A)>(B)。(A)楊氏模量(B)剪切模量(C)體積模量9 .將下列三種聚合物用同樣的外力拉伸到一定長(zhǎng)度后，保持各自的應(yīng)變不變，經(jīng)過相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間后測(cè)定其應(yīng)力，則其大小順序?yàn)椋?A)>(C)>(B)。(A)理想彈性體(B)線形聚合物(C)交聯(lián)聚合物10 .下列聚合物晶體中，熔點(diǎn)的大小順序是：(A)>(B)>(C)(A)尼龍一66(B)尼龍一610(C)尼龍一612五、簡(jiǎn)答題(12分)1 .試述高聚物不同于低分子物

9、質(zhì)的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。答：高聚物不同于低分子物質(zhì)的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：高分子是由許多結(jié)構(gòu)但愿組成，每一個(gè)結(jié)構(gòu)單元相當(dāng)于一個(gè)小分子；高分子呈鏈狀結(jié)構(gòu)，高分子主鏈一般都有一定的內(nèi)旋轉(zhuǎn)自由度，使高分子鏈具有柔性，而小分子沒有柔性；高分子的相對(duì)分子質(zhì)量具有多分散性，分子運(yùn)動(dòng)具有多重性，使同一種化學(xué)結(jié)構(gòu)的聚合物具有不同的物理性能；聚合物的凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)存在晶態(tài)和非晶態(tài)，其晶態(tài)的有序度比小分子低，非晶態(tài)的有序度比小分子高。同一種聚合物通過不同的加工工藝，獲得不同的凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)，具有不同的性能。2 .為什么等規(guī)立構(gòu)聚苯乙烯分子鏈在晶體中呈31螺旋構(gòu)象，而間規(guī)立構(gòu)聚氯乙烯分子鏈在晶體中呈現(xiàn)平面鋸齒型構(gòu)象？答：等規(guī)立構(gòu)聚苯乙

10、烯帶有較大的側(cè)基，為了減小空間位阻，降低分子鏈的位能，在結(jié)晶時(shí)分子鏈要交替采取反式和旁氏構(gòu)象的螺旋鏈，此螺旋鏈剛好每一等同周期轉(zhuǎn)一圈含有三個(gè)結(jié)構(gòu)單元，稱為螺旋。間規(guī)立構(gòu)聚氯乙烯由于取代基交替地分布于分子鏈兩側(cè)，空間位阻小，在結(jié)晶時(shí)可以取全反式的完全伸展的平面鋸齒型構(gòu)象。3 .為什么聚丙烯睛只能用溶液紡絲，不能用熔融紡絲，而滌綸樹脂可以用熔融紡絲？答：丙烯睛是一種強(qiáng)極性的高分子，分子之間的相互作用很強(qiáng)，因此其黏流溫度很高，而且熔體黏度很大。此外，聚丙烯睛熱分解溫度較低，高溫下容易降解。如果使用熔融紡絲，需要很高的紡絲溫度，從而導(dǎo)致聚丙烯睛的快速降解，使得紡絲后纖維性能大為下降，從而失去使用價(jià)值，

11、因此聚丙烯睛不能用熔融紡絲。而滌綸樹脂(聚對(duì)苯二甲酸二醇酯)的主鏈中含有柔性的酯基，使得分子鏈具有一定的柔性，而且分子的極性較小，分子之間的相互作用較弱，其流動(dòng)溫度相對(duì)較低。止匕外，聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯具有較好的熱穩(wěn)定性，分解溫度較高，因此可以用熔融紡絲。4 .凝膠滲透色譜的普適校正的依據(jù)是什么？答：凝膠滲透色譜的普適校正的一局是，由曰nstein黏度公式Vh=2.5NM由上式可知，M與M之積與溶質(zhì)分子的流體力學(xué)體積Vh成正比。假如在某溫度，溶劑和儀器，那么對(duì)于給定的淋出體積，下式成立aMa="bMb則聚合物A和B符合普適標(biāo)定關(guān)系。六、圖示題(8分)1 .分別畫出下列兩種情況下聚合物

12、的溫度形變曲線，并標(biāo)明Tg,Tm和Tf的大概位置。(1)結(jié)晶度>50%,丁巾>Tf；(2)結(jié)晶度>50%,Tm<Tf。解：見圖1.說明：由于結(jié)晶度大于50%,因此在聚合物中，結(jié)晶相為連續(xù)相，雖然非晶區(qū)也存在玻璃化轉(zhuǎn)變，但是在溫度形變曲線上沒有轉(zhuǎn)折。對(duì)于樣品(1),由于其熔點(diǎn)高于其黏流溫度，在聚合物融化之前，不能發(fā)生流動(dòng)，因此沒有高彈態(tài)。當(dāng)溫度高于熔點(diǎn)時(shí)，直接進(jìn)入黏流態(tài)。對(duì)于樣品(2),由于其黏流溫度高于其熔點(diǎn)，因此，當(dāng)聚合物熔融后，先進(jìn)入高彈態(tài)，當(dāng)溫度高于黏流溫度后，進(jìn)入黏流態(tài)。2 .畫出聚合物的比容隨溫度的變化曲線，并標(biāo)出玻璃化溫度的位置。解：見圖2。說明：在玻璃化溫

13、度以下，聚合物的比容隨溫度變化較為緩慢，在玻璃化溫度以上，比容隨溫度升高增加較快，兩條直線的轉(zhuǎn)折處即為玻璃化轉(zhuǎn)變，對(duì)應(yīng)的溫度為玻璃化溫度圖1圖2七、說明題(10分)1 .為什么高聚物的相對(duì)分子質(zhì)量對(duì)黏流活化能幾乎沒有影響，對(duì)黏流溫度卻有較大的影響？答：物質(zhì)的流動(dòng)是通過分子向周圍空穴的躍遷來實(shí)現(xiàn)的，黏流活化能就是分子向空穴躍遷時(shí)克服周圍分子的作用所需要的能量。高聚物的流動(dòng)不是簡(jiǎn)單的整個(gè)分子的遷移，而是通過鏈段的相繼躍遷來實(shí)現(xiàn)的，高聚物的流動(dòng)單元是鏈段。因此高聚物的黏流活化能表示的是鏈段向空穴躍遷時(shí)克服周圍分子的作用所需要的能量。對(duì)于同一聚合物，其鏈段單元的大小相差不大，也就是說相對(duì)分子質(zhì)量增大，

14、鏈段大小不變，黏流活化能也幾乎不變。因此，高聚物的相對(duì)分子質(zhì)量對(duì)其黏流活化能的影響較小。而黏流溫度是聚合物開始流動(dòng)的溫度，也就是分子鏈開始運(yùn)動(dòng)的溫度，相對(duì)分子質(zhì)量越大，為實(shí)現(xiàn)黏性流動(dòng)所需要協(xié)同運(yùn)動(dòng)的鏈段數(shù)就越多，分子之間的相互運(yùn)動(dòng)需要克服的摩擦阻力也越大，因此必須在更高的溫度下才能流動(dòng)，所以,相對(duì)分子質(zhì)量對(duì)黏流溫度的影響較大。2 .為什么增塑劑與聚合物要有很好的互溶性？答：根據(jù)增塑機(jī)理，增塑劑的增速作用要發(fā)揮充分，增塑劑必須填充到聚合物的分子與分子之間，達(dá)到分子水平混合，因此增塑聚合物是均相的濃溶液。要使這種濃溶液的性質(zhì)穩(wěn)定，難以分相，就要求增塑劑是聚合物的溶劑，否則即使用機(jī)械方法強(qiáng)行混合，體系也不穩(wěn)定，時(shí)間長(zhǎng)了會(huì)分相，使增塑劑微液滴狀態(tài)凝結(jié)于制品表面，影響增塑劑的效果從而影響制品的性能。所以增塑劑與聚合物要有很好的相容性。八、計(jì)算題(10分)1.有一矩形交聯(lián)的橡膠樣條長(zhǎng)100mm,寬40mm,厚度為5mm,在26.85C時(shí)，用10N的里可將其沿長(zhǎng)度方向拉伸至原長(zhǎng)的兩倍，如果該橡膠的密度為900kg/m3,計(jì)算該橡膠網(wǎng)鏈的平均相對(duì)分子質(zhì)量。解:已知