高分子物理模擬試卷4

1、高分子物理模擬試卷（四）一、名詞解釋（2分/名詞）等效自由結(jié)合鏈 取向度 溶解度參數(shù) 溶劑化作用 次級松弛非牛頓性指數(shù) 粘彈性 Boltzmann疊加原理 銀紋 表觀粘度二、填空（2分/題）1.柔順性的大小可以用_、_、_、來表征。2.輕度交聯(lián)可使材料拉伸強(qiáng)度_、彈性_、蠕變_、應(yīng)力松弛_。3.高聚物的單晶一般只能在_生成，而在熔體或濃溶液中外力較小時形成_它在偏光顯微鏡下具有_現(xiàn)象。4.通常h=K×a中的a值在0.51之間，故同一樣品的n，w，h和z值的大小順序是。5.GPC法是根據(jù)_對高分子進(jìn)行分離的，從色譜柱最先分離出來的是。6._現(xiàn)象可用聚合物存在鏈段運(yùn)動來解釋：a.聚合物泡

2、在溶劑中有溶脹；b.聚合物受力可發(fā)生大彈性變形；c.聚合物熔體粘度很大。7.高密度聚乙烯與低密度聚乙烯相比其支化度_、結(jié)晶度_、熔點(diǎn)_、拉伸強(qiáng)度_。8.通常來說，Tg是塑料使用的_，橡膠使用的_，而幾乎所有的塑料都是在_溫度區(qū)間進(jìn)行加工。9.單向外力能夠促使_，從而使Tg_；而提高升溫速率會使Tg_。10.在（a.聚苯醚，b.聚二甲基硅氧烷，c.聚乙烯，d.聚環(huán)氧乙烷）中，_的柔順性最好；_的柔順性最差。11.q溶液中， Dm1E _，A2 _，c1 _，高分子鏈處于_狀態(tài)。12.橡膠產(chǎn)生高彈性的主要原因是拉伸過程中_。a.內(nèi)能的變化；b.熵的變化；c.體積的變化13.從分子結(jié)構(gòu)來說，_的內(nèi)耗

3、最大（a.順丁橡膠；b.丁苯橡膠；c.丁腈橡膠；d.丁基橡膠），這是因為_。14.可以用時溫等效原理研究聚合物的粘彈性，是因為高聚物的分子運(yùn)動是一個與_有關(guān)的_過程。15.玻璃態(tài)高聚物發(fā)生冷拉的溫度區(qū)間是_，而結(jié)晶聚合物的冷拉溫度區(qū)間是_。三、問答題（每題10分）1.何謂結(jié)晶度？試述具有高結(jié)晶度材料的分子鏈結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。2.請畫出下列曲線：1） 結(jié)晶聚合物熔融過程體積溫度曲線，標(biāo)出熔點(diǎn)和熔限；2） 低結(jié)晶度聚合物的溫度形變曲線，注明轉(zhuǎn)變溫度并考慮分子量的影響；3） 線型和交聯(lián)聚合物的應(yīng)力松弛曲線；4） 等規(guī)聚丙稀和增韌聚氯乙烯在室溫下的應(yīng)力應(yīng)變曲線。3.試設(shè)計適當(dāng)?shù)膶嶒灉y定以下物理量，并簡要敘述實

4、驗原理：1) 交聯(lián)聚合物的溶度參數(shù)d2；2) 理想橡膠材料在外力拉伸時，熵隨著伸長l的變化值，即。4.畫出能反映交聯(lián)聚合物蠕變過程的力學(xué)模型，并分別給出蠕變過程和蠕變回復(fù)過程方程。試結(jié)合以上方程式說明該模型為何適用于描述交聯(lián)聚合物而不適用于描述線型聚合物的蠕變過程。5.用平衡溶脹法測定硫化丁苯橡膠的交聯(lián)度，試驗數(shù)據(jù)如下：試驗溫度為25，干膠重0.1273g，溶脹后重2.116g，干膠密度0.941g/cm3，所用溶劑苯的密度為0.8685g/ml，體系的c1=0.398。請計算出該交聯(lián)SBR橡膠的楊氏模量E。高分子物理模擬試卷（四）參考答案一、名詞解釋（每題2分，共20分）1等效自由結(jié)合鏈：由

5、若干個化學(xué)鍵組成的一段鏈可作為一個能獨(dú)立運(yùn)動的單元，稱為鏈段，令鏈段與鏈段自由結(jié)合，并且無規(guī)取向，稱為等效自由結(jié)合鏈。2取向度：是材料取向程度的衡量指標(biāo)，一般可用取向函數(shù)F來表示F=式中q為分子鏈主軸與取向方向間的夾角。3溶解度參數(shù)：通常將內(nèi)聚能密度的平方根定義為溶解度參數(shù)d（d），溶質(zhì)和溶劑的溶解度參數(shù)愈接近，兩者愈能相互溶解。4溶劑化作用：又稱廣義酸堿作用，是指溶質(zhì)和溶劑分子間的作用力大于溶質(zhì)分子間的作用力，而使溶質(zhì)分子彼此分離而溶解于溶劑中。5次級松弛：在Tg（非晶和低結(jié)晶聚合物）或Tm（高結(jié)晶聚合物）以下，小尺寸運(yùn)動單元從運(yùn)動到凍結(jié)或從凍結(jié)到運(yùn)動的變化過程稱為次級松弛。6非牛頓性指數(shù)：

6、冪律公式中的n是表征流體偏離牛頓流動的程度的指數(shù)，稱為非牛頓指數(shù)。7粘彈性：外力作用下，高聚物材料的形變行為兼有液體粘性和固體彈性的雙重特性，其力學(xué)性質(zhì)隨時間變化而呈現(xiàn)出不同的力學(xué)松弛現(xiàn)象的特性稱為粘彈性。8Boltzmann疊加原理：高聚物的力學(xué)松弛行為表現(xiàn)為歷史上各松弛過程的線性加和。9銀紋：又稱裂紋，是高聚物受應(yīng)力、環(huán)境影響而在表面出現(xiàn)的銀白色條紋。10表觀粘度：與牛頓粘度定義相類比，將非牛頓流體的粘度定義為剪切應(yīng)力與剪切速率之比，其值稱為表觀粘度，即。二、填空（每題2分，共30分）1.空間位阻參數(shù)，無擾尺寸（鏈段長度），極限特征比2.提高，增大，減少，加快3.極稀的溶液中，球晶，黑十字

7、消光圖像4.n<h£w<z5.體積排除機(jī)理，分子量大的高分子6. b7.小，高，高，高8.上限溫度，下陷溫度，Tf-Td9.鏈段運(yùn)動，偏低，偏高10. b，a11. 0，0，0.5，自由無擾12. b13. d，丁基橡膠的側(cè)基數(shù)最多從而導(dǎo)致分子鏈間內(nèi)摩擦阻力最大14.時間和溫度，松弛15.Tb-Tg，Tg-Tm三、問答題（每題10分，共50分）1.結(jié)晶度：結(jié)晶高聚物中結(jié)晶部分含量的量度，通常以重量百分?jǐn)?shù)（）或體積百分?jǐn)?shù)來表示，其中W表示質(zhì)量，V表示體積，下標(biāo)c和a表示結(jié)晶和非晶。（2分）高結(jié)晶度高分子材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：鏈的對稱性好有利（2分）；鏈的規(guī)整性好有利（2分）；柔順

8、性好有利（2分）；分子間能形成氫鍵有利（2分）。2.1） 結(jié)晶聚合物熔融過程體積溫度曲線，標(biāo)出熔點(diǎn)和熔限；（2.5分）2） 低結(jié)晶度聚合物的溫度形變曲線，注明轉(zhuǎn)變溫度并考慮分子量的影響；（2.5分） （手工畫圖）3） 線型和交聯(lián)聚合物的應(yīng)力松弛曲線；（2.5分）4） 等規(guī)聚丙稀和增韌聚氯乙稀在室溫下的應(yīng)力應(yīng)變曲線。（2.5分）（手工畫圖）3.1) 交聯(lián)聚合物的溶度參數(shù)d2；實驗設(shè)計：將交聯(lián)聚合物置于一系列溶度參數(shù)不同的溶劑中，在一定溫度下測其平衡溶脹比Q，Q值最大的溶劑的溶度參數(shù)可作為該交聯(lián)聚合物的溶度參數(shù)。（2.5分）實驗原理：只有在溶劑的溶度參數(shù)和交聯(lián)聚合物的溶度參數(shù)相等時，交聯(lián)聚合物的溶

9、脹性能才最好。（2.5分）2) 理想橡膠材料在外力拉伸時，熵隨著伸長l的變化值，即實驗設(shè)計：將理想橡膠材料在等溫下拉伸到一定長度l，然后測試其在不同溫度下的張力f。以張力f對絕對溫度T作圖，當(dāng)拉伸比e不太大時可得到一條直線，由橡膠的熱力學(xué)方程式可知該直線的斜率為（。（2.5分）實驗原理：根據(jù)橡膠的兩個熱力學(xué)方程式可知（。（2.5分）4.1）交聯(lián)聚合物蠕變過程的力學(xué)模型（2分）（手工畫圖）2）蠕變過程方程 ，是t®µ時的平衡形變，t為推遲時間（3分）3）蠕變回復(fù)過程方程（2分）4）由蠕變回復(fù)過程方程可知t®µ時，®0，即無永久形變。故該模型只適用于模擬交聯(lián)聚合物而不適用于模擬線型聚合物的蠕變過程。（3分）5. 1）（