高分子物理思考題

1、高分子物理課程習(xí)題思考題（王經(jīng)武執(zhí)筆，第六次修訂）第一章 高分子鏈的結(jié)構(gòu)（I）一.解釋名詞、概念1.高分子的構(gòu)型 2.全同立構(gòu)高分子 3.間同立構(gòu)高分子 4.等規(guī)度5.平均（數(shù)均）序列長 度6.高分子的構(gòu)象 7.高分子的柔順性 8.鏈段9.靜態(tài)柔順性10.動態(tài)柔順性pq二.線型聚異戊二烯可能有哪些構(gòu)型？三.聚合物有哪些層次的結(jié)構(gòu) ？哪些屬于化學(xué)結(jié)構(gòu)？哪些屬于物理結(jié)構(gòu)？四.為什么說柔順性是高分子材料獨(dú)具的特性？五.通常情況下 PS是一種剛性很好的塑料，而丁二烯與苯乙烯的無規(guī)共聚物（B:S=75:25）和三嵌段共聚物 SBS （B:S=75:25）是相當(dāng)好的橡膠材料，從結(jié)構(gòu)上分析其原因。六.若聚丙

2、烯的等規(guī)度不高，能否用改變構(gòu)象的方法提高其等規(guī)度？為什么？七.天然橡膠和古塔玻膠在結(jié)構(gòu)上有何不同？畫出示性結(jié)構(gòu)式。八.有些維尼綸的濕強(qiáng)度低、縮水性大，根本原因是什么？九.高分子最基本的構(gòu)象有哪些？在不同條件下可能呈現(xiàn)的典型的構(gòu)象有哪些？十.鏈段的組成、大小有什么特點(diǎn)？第一章高分子鏈的結(jié)構(gòu)（n ）一.解釋名詞、概念1.等效自由連接鏈 2.高斯鏈3.高分子末端距分布函數(shù)二.已知兩種聚合物都是 PE,如何鑒別哪一種是 HDPE,哪一種是LDPE?舉出三種方法并 說明其依據(jù)。三.假設(shè)一種線型聚乙烯高分子鏈的聚合度為2000,鍵角為，C-C鍵長為，求：（1）若按自由連接鏈處理， %息=? （2）若按自由

3、旋轉(zhuǎn)鏈處理，% =? （3）若在無擾條件W 口一八 A 普、八 A 人I 人 A UAU 十 3 I 、 I下的溶液中測得高分子鏈的- 2,該高分子鏈中含有多少個鏈段？鏈段的平均長度是多少？ （ 4）計算/% ,解卜八；月/，并說明三個比值的物理意義。四.求：（1）聚合度為5 X 104的線型聚乙烯的均方末端距（作為自由旋轉(zhuǎn)鏈），用兩種方法計算；（2）求這種聚乙烯的最可幾末端距；（3）末端距為10 ?、100 ?的幾率。五.試分析纖維素的分子鏈為什么是剛性的。六.一塊交聯(lián)度比較小的橡皮，是軟的還是硬的？為什么？七.說說你用過、見過的高分子制品，各是用什么高分子材料制成的？第二章高分子聚集態(tài)結(jié)構(gòu)

4、.解釋名詞、概念1.高分子的聚集態(tài)結(jié)構(gòu) 2.結(jié)晶性聚合物 3.液晶性聚合物 4.球晶5.高分子液晶6.液晶原 （介原）7.內(nèi)聚能密度8.半結(jié)晶期9.結(jié)晶度10.結(jié)晶聚合物的熔點(diǎn) 11.取向聚合物12.晶面指數(shù)13.膽管型液晶的螺距.高分子聚集態(tài)結(jié)構(gòu)包括哪些內(nèi)容？試述高分子聚集態(tài)結(jié)構(gòu)有哪些特點(diǎn)及與成型加工條 件、性能的關(guān)系。.列舉5種用于聚合物結(jié)構(gòu)研究的近代物理方法。.如何從結(jié)構(gòu)上分析某種聚合物屬于結(jié)晶性聚合物？.以聚乙烯為例，說明在什么條件下可以形成單晶、球晶、串晶、伸直鏈片晶，這些形態(tài)的晶體特征是什么？為什么在聚合物不易形成100 %結(jié)晶的宏觀單晶體？.在正交偏光顯微鏡上觀察球晶時，可以看到

5、消光黑十字、 明暗相間的同心圓環(huán) （消光環(huán)，對某些球晶），解釋這些現(xiàn)象。.選擇題.通常條件下，本體聚合物的結(jié)晶溫度為：（1）高于Tm； （2）低于Tg； （3）在TgTm之.熔點(diǎn)最高的聚合物是：（1）聚偏二氯乙烯；（2）聚二氟氯乙烯；（3）聚四氟乙 烯.結(jié)晶能力最小的聚合物是：（1） PE; （2） PET; （3） PC.熔點(diǎn)最低的是：（1） PA66; （2） PA610; （3） PA1010.試述Avrami方程在本體聚合物結(jié)晶動力學(xué)研究中的意義。.最大結(jié)晶速度溫度 Tmax和Tm的關(guān)系如何？十.如何制得尺寸穩(wěn)定性好、韌性好、透明性也比較好的均聚聚丙烯注塑制品？十一.溫度對本體聚合物結(jié)

6、晶速度影響的規(guī)律是什么？解釋其原因。十二.均聚物A是一種結(jié)晶聚合物，若加入 10%體積分?jǐn)?shù)的增塑劑（Xi）或者用10%摩爾 的單體B與單體A進(jìn)行無規(guī)共聚（單體 B的均聚物為非結(jié)晶性聚合物），增塑均聚 物A的熔點(diǎn)與AB無規(guī)共聚物的熔點(diǎn)何者高？能從中得到什么規(guī)律？十三.今有兩種 HDPE ,其平均分子量分別為 為-68C）。（1）選擇一種實(shí)驗(yàn)方法，做如=8X104,=4X 106 (Tm為 137 C,TgHDPE結(jié)晶速度與溫度 T關(guān)系曲線，簡要說明實(shí)驗(yàn)方法及作圖步驟；（2）兩種HDPE的片 T曲線的異同點(diǎn)是什么？十四.兩種聚丙烯絲，在紡絲過程中，牽伸比相同，而分別采用冰水冷卻和90c熱水冷卻。將

7、這兩種絲加熱到 90 C,何者收縮率大？為什么？十五.有兩種乙烯和丙稀的共聚物，其組成相同，其中一種在室溫時是橡膠狀的，一直到溫度降低到-70 C時才變硬；另一種在室溫時卻是硬而韌又不透明的材料，試解釋它們 內(nèi)在結(jié)構(gòu)上的差別。十六.在聚合物紡絲工藝中， 都有牽伸和熱定型兩道工序，為什么？熱定型溫度如何選擇？十七.高分子液晶的結(jié)構(gòu)有幾種類型？特征如何？液晶性聚合物溶液的q-C、叩-T、耳N的關(guān)系如何？這些關(guān)系的意義如何？十八.Flory的結(jié)晶聚合物、非結(jié)晶聚合物結(jié)構(gòu)模型的要點(diǎn)是什么？有什么實(shí)驗(yàn)事實(shí)支持他 的模型？十九.將氯綸、滌綸同時泡入90c左右的熱水中，現(xiàn)象如何？為什么？二十.有常用的聚丙烯

8、試樣一塊， 體積為3,重量為。求這一試樣的比容、 結(jié)晶度（“口 3,3）。A R二十一.如何求得一種結(jié)晶聚合物的.、口必？ 久,求證必久。第三章聚合物的分子運(yùn)動、力學(xué)狀態(tài)和轉(zhuǎn)變一.解釋名詞、概念.聚合物的轉(zhuǎn)變2.聚合物的力學(xué)狀態(tài)3.高分子運(yùn)動的時-溫等效原理4.玻璃化轉(zhuǎn)變5.剪切流動 6.拉伸流動 7.假塑性流體方程 9.離模膨脹 10.韋森堡效應(yīng) 11.內(nèi)應(yīng) 力二.聚合物分子運(yùn)動有哪些特點(diǎn)？三.聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變在工藝上、科學(xué)上的意義是什么？不同方法測得的Tg值可以互相比較嗎？為什么？四.畫出線型非結(jié)晶、線型結(jié)晶、線型非結(jié)晶的結(jié)晶性聚合物及交聯(lián)聚合物的溫度一形變曲 線，說明這些聚合物有哪些力

9、學(xué)狀態(tài)、轉(zhuǎn)變，并說明相應(yīng)的分子運(yùn)動機(jī)理 （考慮分子量、結(jié)晶度、交聯(lián)度）。五.線型結(jié)晶聚合物在 Tg溫度附近時，鏈段都能進(jìn)行重排運(yùn)動；處于Tm溫度時，鏈段和整個高分子都能進(jìn)行重排運(yùn)動。這些說法對嗎？為什么？六.塑料都是在Tg以下溫度使用，纖維的最高使用溫度為Tm,這些說法對嗎？為什么？七.玻璃化轉(zhuǎn)變的自由體積理論的內(nèi)容是什么？玻璃化轉(zhuǎn)變時聚合物的自由體積分?jǐn)?shù)是多 少？八.表征聚合物流體剪切流動時剪切應(yīng)力與剪切速率關(guān)系的哥律方程是什么？如何利用這一方程判斷流體的類型？聚合物熔體、濃溶液剪切流動時，于一般條件下屬于什么流體？九.聚合物熔體粘性流動的特征是什么？十.何謂聚合物熔體流動速率指數(shù)？它與熔體

10、的粘度、分子量有什么關(guān)系？十一.聚合物熔體的粘度與 T、或聲的關(guān)系如何？有什么實(shí)際意義？第四章聚合物溶液的性質(zhì).解釋名詞、概念1.溶度參數(shù)參數(shù) 3.臨界Huggins參數(shù)4.平衡溶脹度 5.第二維利系數(shù)溶劑、。溫度 7.沉 淀點(diǎn)8.過量的溶劑混合化學(xué)勢 9.相對粘度10.增比粘度11.比濃粘度12.特性粘度13. 支化因子方程 15.凍膠16.凝膠17.亞濃溶液.什么是溶脹？什么是溶解？試從分子運(yùn)動的觀點(diǎn)說明線型聚合物和交聯(lián)聚合物溶脹的最 終狀態(tài)的區(qū)別。三四五六七.Huggins參數(shù)的物理意義是什么？其值與哪些因素有關(guān)？.如何選擇 PVC的良溶劑？.如何制備常用聚丙烯的溶液？.如何測求出聚合物

11、的溶度參數(shù)？. A2的物理意義如何？ A2的大小與哪些因素有關(guān)？. 一交聯(lián)丁苯橡膠試樣，25 c于溶劑苯中達(dá)到溶脹平衡時，溶脹體重。已知：干膠重，干膠密度3,苯的分子量為78,苯的密度為3, 求試樣網(wǎng)鏈的平均分子量。九.說明聚合物稀溶液熱力學(xué)性質(zhì)偏離理想溶液性質(zhì)的原因。舉出一個表示偏離程度大小的熱力學(xué)函數(shù)，從這一函數(shù)分析在什么條件下聚合物稀溶液具有“理想溶液”的性質(zhì)。十.由聚合物稀溶液的哪些參數(shù)、這些參數(shù)等于什么數(shù)值時可判定聚合物稀溶液是。溶液？十一.當(dāng)T等于8高于。、低于。時，A2的數(shù)值如何？高分子在稀溶液中的形態(tài)如何？十二.詳細(xì)說明聚合物溶液 的測求。以的大小與哪些因素有關(guān)？十三.通過測求

12、卬可以得到哪些重要的物理量？十四.已知PS環(huán)己烷體系的 。溫度為34C, PS-甲苯體系的。溫度低于34C,假如于40 C 測定同一種 PS試樣溶于此兩種溶劑的溶液的滲透壓和粘度，問：兩種溶液的(巴人一口、為、A2、b、人*、值、0值的大小順序如何？兩種體系兩種方法測得 的試樣的平均分子量之間有什么關(guān)系？十五.有哪些物理量可以表征高分子在稀溶液中的形態(tài)？十六.若用不良溶劑，聚合物溶液的叮隨溫度升高而,是什么原因？若用良溶劑，聚合物溶液的V隨溫度升高而。在。溫度以上不太高的溫度范圍內(nèi)，聚合物溶液 的斤隨溫度升高而,為什么？十七.通過研究聚合物稀溶液中高分子散射光強(qiáng)度，可以得到哪些重要物理量？用什

13、么公式計算的？高分子散射光強(qiáng)度包含在這些公式的哪一個物理量中？十八.某PS試樣，經(jīng)精細(xì)分級后，得到 7個級分，用滲透壓法測定了各級分的分子量，并在30 C的苯溶液中測定了各級分溶液的汽,結(jié)果如下：1 x10-4(g/mol)(ml/g)14711710192705929求出公式“戶上鮑中的上、之值。十九.聚合物增塑的類型有哪些？舉例說明聚合物加增塑劑后物理機(jī)械性能的變化。二十.有哪些實(shí)驗(yàn)方法可以測求出聚合物溶液的。溫度？第五章聚合物的分子量及分子量分布(I)一.解釋名詞、概念1.寫出也、叫、甫、峭r的定義式法二.測定聚合物平均分子量的方法有哪些？得到的是何種統(tǒng)計平均分子量？三.可以用哪些實(shí)驗(yàn)方

14、法測求出聚合物稀溶液的A2、?四.在25c的。溶劑中，測得的濃度為x 10-3g/ml的聚氯乙稀溶液的滲透壓為0.248g/(cm)2,求此試樣的分子量及溶液的第二維利系數(shù)，得到的是何種平均分子量？五.用粘度法測定一 PS的分子量，查出 PS-苯體系在30c時的歸X 10-2, a。稱取試樣， 配制成25ml PS-苯溶液，用移液管移取 10ml此溶液注入烏氏粘度計中，于 30c測出 流出時間t1秒；然后依次加入苯 5ml、5ml、10ml、10ml稀釋，分別測出流出時間為t2秒、t3秒、t4秒、t5秒，又測得純苯流出時間 t0秒，求出此試樣的分子量。六.用光散射法測求聚合物的分子量時，如何測

15、求出& 就口何進(jìn)行數(shù)據(jù)處理可得到 拒中、*(S* )、A2(胃 1)?七.100g重的分子量為105的試樣加入1g重的分子量為103的組分；100g重的分子量為105 的試樣加入1g重的分子量為107的組分。就此兩種體系分別計算出場、垢,其結(jié)果能說明什么？九.凡 是GPC譜圖的縱坐標(biāo)讀數(shù),采用此式的充分必要=i/ j。用二區(qū)江區(qū)在計算級分的重量分?jǐn)?shù)時，通常可以用/ ，/工每 一條件是什么？證明以=1/，以；的物理意義是什么？八.GPC的普適校正曲線是對 的關(guān)系曲線，為什么可稱為普適校正曲線？第五章聚合物分子量及分子量分布（n ）一.解釋名詞、概念1.聚合物分子量分布 2.分子量分布寬度指數(shù)3.

16、分子量多分散系數(shù)色譜柱的分辨率色譜柱的加寬效應(yīng) 6.普適校正曲線二.測定聚合物分子量分布的方法有哪幾類？如何表征聚合物分子量分布？三.一種聚合物的幾種平均分子量間的關(guān)系如何？.簡述GPC法測定聚合物分子量分布的方法原理、分離機(jī)理。.得到GPC譜圖后，如何進(jìn)行數(shù)據(jù)處理？可以得到哪些結(jié)果？.今有一組聚碉標(biāo)樣，以二氯乙烷為溶劑，25 c作GPC試驗(yàn)，其分子量 M與洗提體積Ve如下所示：M X 10-4Ve （序數(shù)）（1）由上列數(shù)據(jù)作 LgMVe校正曲線，求出該色譜柱的死體積和分離范圍；（2）求出校正方程式LnM=A-BV e中的常數(shù)A、B; （3）求在同樣條件下測定的淋出體積為的單分散 聚碉試樣的分

17、子量。七,叫、/閭、第六章 聚合物的力學(xué)性能（I）一.解釋名詞、概念1.屈服2.冷拉3.脆性斷裂 4.韌性斷裂 5.應(yīng)變誘發(fā)塑料橡膠轉(zhuǎn)變6.應(yīng)力集中 7.銀紋 8.剪切帶 9.強(qiáng)迫高彈性 10.高彈性 11.嫡彈性 12.粘彈性 13.蠕變14.應(yīng)力松 弛15.滯后現(xiàn)象 16.力學(xué)內(nèi)耗二.何謂拉伸彈性模量？物理意義是什么？ 一種聚合物E=3G的條件是什么（E、G分別為拉伸、剪切彈性模量）？三.在合適條件下拉伸玻璃態(tài)、結(jié)晶態(tài)聚合物，二者的拉伸行為如何？四.聚合物屈服的形變機(jī)理是什么？五.如何解釋聚合物拉伸應(yīng)力-應(yīng)變行為的時-溫等效性？六.聚合物拉伸的真應(yīng)力一應(yīng)變曲線有幾種類型？相應(yīng)的拉伸行為如何

18、？七.對某一單軸取向的高分子材料制品，在平行于取向方向進(jìn)行高速拉伸應(yīng)力一應(yīng)變試驗(yàn)得到的沖擊強(qiáng)度值，與落重沖擊試驗(yàn)方法得到的沖擊強(qiáng)度值一致嗎？為什么？八.聚合物脆性斷裂的理論有哪幾種？要點(diǎn)是什么？脆性斷裂轉(zhuǎn)變?yōu)轫g性斷裂的有效途徑有 哪些？九.在測定聚合物的力學(xué)強(qiáng)度時，為什么對試條的尺寸、形狀，測試的溫度、濕度有統(tǒng)一規(guī)定？十.高彈性的特點(diǎn)是什么？實(shí)質(zhì)是什么？如何得到這一認(rèn)識的？十一.交聯(lián)橡膠彈性統(tǒng)計理論的根據(jù)是什么？寫出由它得出的交聯(lián)橡膠的狀態(tài)方程，并說明狀態(tài)方程的意義。十二.在一具有適當(dāng)交聯(lián)度軟橡皮試條下端掛卜一祛碼（不是過重），達(dá)到平衡形變后，升高溫度，會觀察到什么現(xiàn)象？為什么？十三.影響聚合物力學(xué)內(nèi)耗的因素是什么？十四.“聚物的應(yīng)力松弛