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(河南大学期末考试)高分子物理简答题

1．分子运动的三大特点：①多重性运动单元多重性：分子链链段链节支链②对时间依赖性松弛松弛时间：在外场下，物体以一种平衡状态通过高分子运动过渡到另一种平衡状态时所需要的时间，这种特性叫松弛特性，所需时间称为松弛时间③对温度依赖性升温使松弛时间减少提供个运动单元的热运动能力，热膨胀使分子间距离增加增加各运动分子的运动空间2．玻璃态，高弹态和粘流态三态的转变：在加热条件下，对高聚物试样施加一个恒定的力，观察试样形变与温度的关系图聚合物的力学三态是玻璃态、高弹态和粘流态。

在玻璃化转变温度以下的玻璃态，聚合物的分子运动以链节、侧基和支链等为特征，因此材料坚硬但脆性较大。

当温度升高，进入高弹态以后，聚合物的运动单元变为链段的运动。

聚合物具有很好的弹性；当温度进一步升高，进入粘流态后，整个聚合物分子都运动起来，聚合物流动但粘性大，因此，这时的运动单元是整个分子链。

图3．玻璃态转化温度的影响因素：㈠内因①主链②侧链⑴极性极性增大，柔顺性降低⑵非极性如果侧基本身是柔顺性，随侧基本身长度的增加，Tg反而降低，因为侧基起增塑剂的作用⑶对称性③H键Tg增大④交联Tg增大⑤分子量随分子量增加而增大⑥共聚⑦共混⑧增塑剂Tg降低㈡外因①温度②外力作用时间频率③外力越大Tg越小④流体静压力4．温度对结晶速度的影响：聚合物结晶速率与温度的这种关系是晶核生成速度和晶体生长速度在不同的温度依赖性共同作用的结果，成核过程的温度依赖于成核方式有关异相成核可以在较高温度下发生，而均相成核只有在稍低的温度下发生，因为温度过高，分子的热运动过于剧烈，晶核不易形成，或生成的晶核不稳定，容易被分子热运动所破坏，随着温度的降低均相成核的速度增大，结晶的生长过程则取决于链段向晶核扩散和规整堆积的速度，随着温度的降低熔体的黏度增大，链段的活动能力降低，晶体生长速度下降，因此由于晶核形成速度增加并且警惕生长速度又很大，结晶速度迅速增大，到某一适当的温度时，晶核形成和警惕生长都有较大的速度，结晶速度出现极大值，此后虽然晶核形成的速度仍然很大，但是由于晶体生长速度逐渐下降结晶速度也随之下降，其他影响因素有杂质、分子结构等。

广东石油化工学院高分子物理期末考试复习资料三简答题

三、简答题1、高分子结构的特点?2、表1-4数据说明了什么？试从结构上予以分析。

3、评价主链带有间隔单键和双键的聚磷腈的柔顺性。

其结构示意如下：4、.比较以下三个聚合物的柔顺性，从结构上简要说明原因。

5、试分析纤维素的分子链为什么是刚性的？（提示：从纤维素链节结构分析阻碍内旋转的因素）6、比较以下两种聚合物的柔顺性，并说明为什么。

7、试从下列高聚物的链节结构，定性判断分子链的柔性或刚性，并分析原因。

8、以下化合物，哪些是天然高分子化合物？哪些是合成高分子化合物？（1）、蛋白质，（2）PVC，（3）酚醛树脂，（4）淀粉，（5）纤维素，（6）石墨，（7）尼龙-66，（8）PV Ac，（9）丝，（10）PS，（11）维尼纶，（12）天然橡胶，（13）聚氯丁二烯（14）纸浆，（15）环氧树脂。

9、试述下列烯类高聚物的构型特点及其名称。

式中d表示链节结构是d构型，l则表示是l构型。

（1）—d—d—d—d—d—d—d—；（2）—l—l—l—l—l—l—l—l—l—；（3）—d —l—d—l—d—l—d—l—；（4）—d—d—l—d—l—l—l—。

10、已知高分子主链中键角大于90°，定性地讨论自由旋转链的均方末端距与键角的关系。

11、（1）由丙烯得到的全同立构聚丙烯有无旋光性？（2）假若聚丙烯的等规度不高，能不能用改变构象的办法提高等规度？12、近程相互作用和远程相互作用的含义及它们对高分子链的构象有何影响？13、根据高聚物的分子结构和分子间作用能，定性地讨论表2-3中所列各高聚物的性能。

14、将下列三组聚合物的结晶难易程度排列成序：（1）PE，PVC，PS，PAN；（2）聚对苯二甲酸乙二酯，聚间苯二甲酸乙二酯，聚己二酸乙二酯；（3）尼龙-66，尼龙-1010。

15、有两种乙烯和丙烯的共聚物，其组成相同（均为65%乙烯和35%丙烯），但其中一种室温时是橡胶状的，一直到稳定降至约-70℃时才变硬，另一种室温时却是硬而韧又不透明的材料。

高分子物理期末简答题汇总

高分子物理简答题1.同样是都是高分子材料，在具体用途分类中为什么有的是县委，有的是塑料，有的是橡胶？同样是纯的塑料薄膜，，为什么有的是全透明的，有的是半透明的？答：高分子材料的用途分类取决于材料的使用温度和弹性大小，当材料的使用温度在玻璃化温度Tg以下，是塑料，Tg以上则为橡胶，否则会软化。

而透明度的问题在于该材料是否结晶，结晶的塑料薄膜是透明的，非结晶的则不透明或半透明。

2.假若聚丙烯的等规度不高，能不能用改变构想的办法提高等规度？说明理由。

答：构象：由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态，称为构象。

聚丙烯的等规度是由构型不同的异构体所产生的旋光异构所引起的，由于头-头键接的聚丙烯，其有全同立构、间同立构和无规立构等异构体。

而且构型是由分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列，构象仅仅是由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态。

所以当聚丙烯的等规度不高时，用改变构象的方法是无法提高其等规度的，需要破坏化学键，改变构型，才能提高等规度。

3.理想的柔性高分子链可以用自由连接或高斯链模型来描述，但真实高分子链在通常情况下并不符合这一模型，原因是什么？这一矛盾是如何解决的？答：在采用自由连接链或高斯链模型描述理想的柔性高分子链时，我们假设单键在结合时无键角的限制，内旋转时也无空间位阻，但真实高分子链不但有键角的限制，在内旋转时也存在空间位阻，因此使真实高分子链在通常情况下并不符合这一模型。

对于真实高分子链我们用等效自由结合链来描述，把由若干个相关的键组成的一段链，算作一个独立的运动单元，键称作“链段”，令链段与链段自由结合，并且无规取向，这种链称为等效自由结合链。

4. 高分子溶解过程与小分子相比，有什么不同？答：因为聚合物分子与溶剂分子的大小相差悬殊，两者的分子运动速度差别很大，溶剂分子能比较快的渗透进入高聚物，而高分子向溶剂的扩散却非常慢，这样，高聚物的溶解过程要经过两个阶段，现实溶剂分子渗入高聚物内部，是高聚物体积膨胀，称为溶胀，然后才是高分子均匀分散在溶剂中，形成完全溶解的分子分散的均相体系。

高分子物理简答题

高分子物理简答题标准化工作室编码[XX968T-XX89628-XJ668-XT689N]高分子物理简答题1.同样是都是高分子材料，在具体用途分类中为什么有的是县委，有的是塑料，有的是橡胶同样是纯的塑料薄膜，，为什么有的是全透明的，有的是半透明的答：高分子材料的用途分类取决于材料的使用温度和弹性大小，当材料的使用温度在玻璃化温度Tg以下，是塑料，Tg以上则为橡胶，否则会软化。

而透明度的问题在于该材料是否结晶，结晶的塑料薄膜是透明的，非结晶的则不透明或半透明。

2.假若聚丙烯的等规度不高，能不能用改变构想的办法提高等规度说明理由。

答：构象：由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态，称为构象。

聚丙烯的等规度是由构型不同的异构体所产生的旋光异构所引起的，由于头-头键接的聚丙烯，其有全同立构、间同立构和无规立构等异构体。

而且构型是由分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列，构象仅仅是由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态。

所以当聚丙烯的等规度不高时，用改变构象的方法是无法提高其等规度的，需要破坏化学键，改变构型，才能提高等规度。

3.理想的柔性高分子链可以用自由连接或高斯链模型来描述，但真实高分子链在通常情况下并不符合这一模型，原因是什么这一矛盾是如何解决的答：在采用自由连接链或高斯链模型描述理想的柔性高分子链时，我们假设单键在结合时无键角的限制，内旋转时也无空间位阻，但真实高分子链不但有键角的限制，在内旋转时也存在空间位阻，因此使真实高分子链在通常情况下并不符合这一模型。

4. 高分子溶解过程与小分子相比，有什么不同答：因为聚合物分子与溶剂分子的大小相差悬殊，两者的分子运动速度差别很大，溶剂分子能比较快的渗透进入高聚物，而高分子向溶剂的扩散却非常慢，这样，高聚物的溶解过程要经过两个阶段，现实溶剂分子渗入高聚物内部，是高聚物体积膨胀，称为溶胀，然后才是高分子均匀分散在溶剂中，形成完全溶解的分子分散的均相体系。

高分子物理简答题2(复习资料)问答题

3. 链的长短：高分子链很短时，分子呈刚性。柔性随分子量增大而变大，当
分子量增大到一定程度时，分子量对柔顺性无影响。 4. 交联、结晶、形成氢键都会使分子间作用力增大，使分子柔顺性变差。
第二章
1.影响片晶厚度的因素？答：a.通常随结晶温度升高二增加;b.浓度为 0.01%---单层片晶，浓度为0.1---多层片晶，浓度>=1%---球晶；c.单层片晶厚度随结晶时间、退火时间及结晶时的压力增加而增加； 2.简述晶态聚合物的两相模型？答：两相模型（樱状微束模型）---结晶高聚物中，晶区与非晶区共存，互相穿插；晶区尺寸小，一根分子链可同时连接几个晶区；通常晶区无规取向，非晶区分子链堆砌则完全无序。（拓展：折叠链模型——分子链→链束→链带→晶片→各种类型晶体） 3.非晶态聚合物结构模型？答：a.无规线团模型（Flory）：非晶态结构完全由无序的无规线团组成；热力学上属于均相体系；高分子线团之间无规缠结，具有过剩的自由体积。b.两相模型：非晶态结构由折叠链构成的粒子相（有序区）和由无归线团构成的粒间相（无序区）组成。型则是分子中由化学键所固定的原子在空
间的排列；改变构象只有碳-碳单键的旋转，却没有化学键的断裂，所以不能
改变构型,故而不能改变全同立构和间同立构的百分数即改变等规度。 4.聚乙烯柔性好，室温下却是塑料而不是橡胶？答：这是由于聚乙烯分子
对称性好，容易结晶，从而失去弹性，因而在室温下为塑料而不是橡胶。
中含有芳杂环结构的高分子链，其柔顺性较差。③结构单元中含有双键的高分子链，有较好的柔顺性。④由共轭双键所组成的高分子链都是刚性分子。 2. 侧基：⑴极性侧基：侧基极性的强弱与高分子链的柔顺性成反比。 ①极性越强，柔性越差 ②极性基团分布密度越高，柔性越差③高分子链的对称性越好，链的柔顺性越好。⑵非极性侧基：①侧基体积的大小与链的柔顺性成反比，②增大分子链间距，柔性提高。

高分子物理面试题及答案

高分子物理面试题及答案一、单项选择题1. 高分子链的构象主要取决于以下哪个因素？A. 分子量B. 温度C. 溶剂D. 分子间作用力答案：D2. 下列哪一项不是高分子材料的特点？A. 高分子量的分子B. 良好的机械性能C. 可塑性D. 易燃性答案：D3. 高分子材料的玻璃化转变温度（Tg）主要受哪些因素的影响？A. 分子量B. 分子结构C. 分子间作用力D. 以上都是答案：D4. 聚合物的结晶度通常与以下哪个因素无关？A. 分子链的规整性B. 分子链的柔顺性C. 分子链的分子量D. 聚合物的溶解度答案：D5. 聚合物的熔融指数（MFI）反映了聚合物的什么性质？A. 机械强度B. 热稳定性C. 流动性D. 耐化学性答案：C二、简答题1. 简述高分子链的柔顺性对聚合物性能的影响。

答案：高分子链的柔顺性是指分子链在空间中自由运动的能力。

柔顺性高的聚合物通常具有更好的加工性能，因为它们在加工过程中更容易流动和变形。

此外，柔顺性也影响聚合物的机械性能，如弹性和韧性。

柔顺性高的聚合物在受到外力时更不容易断裂，因为它们可以通过链段的重排来吸收和分散应力。

2. 描述高分子材料的热塑性和热固性的区别。

答案：热塑性高分子材料在加热时可以软化和流动，冷却后可以再次硬化，这种过程可以反复进行。

热塑性材料通常由线性或轻度支链的高分子组成，分子间作用力较弱，易于塑化。

而热固性高分子材料在加热和固化后形成三维网络结构，这种结构在再次加热时不会软化，因为分子间的交联使得材料具有不可逆的固化特性。

热固性材料通常由含有反应性官能团的高分子组成，通过化学反应形成交联结构。

三、论述题1. 论述高分子材料在现代工业中的应用及其发展趋势。

答案：高分子材料因其独特的物理、化学和机械性能，在现代工业中有着广泛的应用。

例如，塑料、橡胶和纤维是高分子材料的三大类，它们在汽车、电子、建筑、纺织和医疗等领域都有重要用途。

随着科技的发展，高分子材料的应用领域不断扩大，如生物降解材料、智能材料和纳米复合材料等。

高分子物理知识点总结及习题

高分子物理知识点总结及习题【韦森堡效应（爬杆现象）、巴拉斯效应（挤出物胀大）以及熔体的不稳定流动和熔体破裂都是由于聚合物熔体在流动过程中的弹性效应引起的】简答题1.简述聚合物的分子运动特点。

答：聚合物的分子运动的特点是：a、运动单元具有多重性。

聚合物的运动单元可以是侧基、支链、链节、链段和整个分子等。

B、高分子热运动是一个松弛过程。

在一定的外界条件下，聚合物从一种平衡状态通过热运动达到与外界条件相适应的新的平衡态，这个过程不是瞬间完成的，需要一定的时间。

C、高分子热运动与温度有关。

随着温度的升高，高分子运动的松弛时间缩短。

2.试用自由体积理论解释聚合物的玻璃化转变。

答：根据自由体积理论，液体或固体物质的体积是由两部分组成的：一部分是被分子占据的体积，称为已占体积，另一部分是未被占据的以“孔穴“形式分散于整个物质之中的自由体积。

正是由于自由体积的存在，分子链才可能通过转动和位移而调整构象。

自由体积理论认为，当高聚物冷却时，起先自由体积逐渐减少，到某一温度时，自由体积将达到最低值，这时高聚物进入玻璃态。

在玻璃态下，由于链段运动被冻结，自由体积也被冻结，并保持一恒定值。

因此，对任何高聚物，玻璃化温度就是自由体积达到某一临界值时的温度，高聚物的玻璃态可视为等自由体积状态。

3.何谓玻璃化转变温度？简述一种测量聚合物玻璃化转变温度的方法。

答：聚合物玻璃态与高弹态之间的转变即为玻璃化转变，对应的转变温度为玻璃化转变温度。

玻璃化转变温度可以用差热分析测量，其基本原理是在等速升温的条件下，连续测定被测试样与惰性基准物之间的温度差ΔT，并以ΔT对试样温度T作图，即得差热曲线，曲线上出现一台阶，台阶处所对应的温度即为玻璃化温度。

4.试从分子运动的观点说明非晶态聚合物的三种力学状态和两种转变。

答：在玻璃态下（实际温度小于玻璃化温度），由于温度较低，分子运动的能量很低，不，足以克服主链内旋转的位垒，因此不足以激发起链段的运动，链段处于被冻结的状态，只有那些较小的运动单元，如侧基、支链和小支链能运动。

高分子物理简答题整理

15 聚合物流动过程中会产生哪些弹性效应？如何减小它们带来的不利影响？答：主要有法向应力效应，挤出物胀大现象和不稳定流动（或熔体破裂）现象。减小的措施：（1）升高模具温度，缩短松弛时间，加快弹性恢复；（2）采用较低的流速，降低剪切力，减轻弹性效应；（3）合理设计流道几何形状；避免尺寸突然变化，减轻拉伸流动。增加流道长径比，以利于弹性形变充分松弛。（4）采用热处理工序，在接近 Tg 温度下将制品放置一段时间，使弹性形变尽可能恢复，消除内应力。
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聚合物的黏弹性
1. 什么是黏弹性？答：聚合物的形变的发展具有时间依赖性，这种性质介于理想弹性体和理想黏性体之间，称为黏弹性。黏弹性是一种力学松弛行为。 2.（1）分别举两例说明聚合物弹性中伴随有黏性（称为黏弹性）和黏性中伴有高弹性（称为弹黏性）的现象。答：橡胶的应力松弛是黏弹性，橡胶拉伸断裂后有永久残余形变也是黏弹性；而挤出物胀大效应和爬杆效应是弹黏性。（2）分别说明橡胶弹性中和聚合物黏性熔体中带有弹性的原因。答：橡胶分子量构象改变时需要克服摩擦力，所以带黏性。聚合物分子链质心的迁移是通过链段的分段运动实现的，链段的运动会带来构象的变化，所以高分子黏性熔体带黏性。（3）成型加工中如何降低降低橡胶的黏性和聚合物熔体的弹性？答：降低橡胶黏性的方法是适度交联。在成型加工中减少成型制品中的弹性成分的方法是：提高溶体温度，降低挤出速率，增加口模长径比，降低相对分子质量，特别要减少相对分子孩子量分布中高相对分子质量尾端。 3.为什么说作用力的时间与松弛时间相当时，松弛现象才能被明显的观察到？答：当作用力的时间比松弛时间短的多时，运动单元根本来不及运动，因此聚合物对外力作用的响应可能观察不到。当作用力的时间比松弛时间长的多时，运动单元来得及运动，也无所谓松弛。只有当作用力的时间与链段运动的松弛时间同数量级时，运动单元可以运动，又不能完全跟得上，分子链通过链段运动逐渐伸展，形变量比普弹形变大得多，松弛现象才能被明显的观察到。类似的也有：普遍现象与温度的高低和外力的大小有关，温度过低，外力太小时，形变很小而且发展很慢，在短时间内不易觉察蠕变现象；温度过高，外力过大时，形变发展过快，也感觉不出蠕变现象；只有在高聚物的 Tg 附近及适当的外力作用下，链段既可以运动，但运动时受到的内摩擦力又较大，因而只能较缓慢地运动，这时可以观察到明显的蠕变现象。应力松弛与温度有关，如果温度远远超过 Tg，此时链段运动时受到的内摩擦力很小，应力很快就松弛掉了，几乎觉察不到。如果温度比 Tg 低得多，虽然链段受到很大的内力作用，但是由于内摩擦阻力很大，链段运动困难，应力松弛很慢，也不容易被觉察。只有温度在玻璃化温度附近的几十度范围内，应力松弛现象最为明显。影响高聚物的滞后现象的因素：本身的化学结构，刚性分子的滞后现象较小，而柔性分子滞后现象很严重。外界条件，如果外力变化的频率低，链段运动能跟得上外力的变化，滞后现象就很小，如果外加变化频率很高，链段根本来不及运动，滞后现象很小，只有外力变化的频率适中时，链段既可以运动，但又跟不上应力的变化，才出现较明显的滞后现象。改变温度也会产生类似的影响。在外力频率不变的情况下，温度很高时，链段运动变得很容易，应变几乎不滞后于应力的变化，温度很低时，链段运动速度很慢，在应力变化的时间内形变

高分子物理试题库及答案

高分子物理试题库及答案一、选择题1. 下列哪一项不是高分子材料的特点？A. 高分子材料具有可塑性B. 高分子材料具有热塑性C. 高分子材料具有热固性D. 高分子材料具有导电性答案：D2. 高分子链的构象变化主要受哪些因素影响？A. 分子量B. 温度C. 溶剂D. 以上都是答案：D二、填空题1. 高分子材料的玻璃化转变温度是指材料从______状态到______状态的转变温度。

答案：玻璃态；高弹态2. 聚合物的分子量分布可以通过______曲线来表示。

答案：分子量分布三、简答题1. 简述高分子材料的力学性能特点。

答案：高分子材料的力学性能特点包括高弹性、高韧性、高抗冲击性、良好的耐磨性和良好的抗疲劳性等。

2. 解释什么是聚合物的分子量分布。

答案：聚合物的分子量分布是指聚合物中不同分子量的分子所占的比例。

由于聚合反应的不完全性，实际的聚合物中分子的分子量并不是单一的，而是呈一定范围分布的。

四、计算题1. 已知某聚合物的分子量为10000，求其分子量分布指数（Mw/Mn），假设Mn=5000。

答案：Mw/Mn = 10000 / 5000 = 22. 假设某聚合物的分子量分布指数为2，求其分子量Mw，已知Mn=5000。

答案：Mw = Mn * (分子量分布指数) = 5000 * 2 = 10000五、论述题1. 论述高分子材料在现代工业中的应用及其重要性。

答案：高分子材料因其独特的物理、化学和力学性能，在现代工业中应用广泛。

例如，在汽车工业中，高分子材料可用于制造轻质的车身部件以降低能耗；在电子工业中，高分子材料可用于制造绝缘材料和柔性电路板；在医疗领域，高分子材料可用于制造各种医疗器械和生物可降解的植入物。

高分子材料的轻质、耐腐蚀、可塑性强等特点使其在现代工业中具有不可替代的重要性。

高分子物理简答题整理

2、试用玻璃化转变理论的自由体积理论解释：冷却速度越快，测得的Tg越高。

对高聚物熔体进行冷却时，聚合物的体积收缩要通过分子的构象重排来实现，显然需要时间。

温度高于Tg时，高聚物中的自由体积足以使链段自由运动，构象重排瞬时即可完成，此时的体积为平衡体积。

如连续冷却，链段运动松弛时间将按指数规律增大，构象重排速率降低，将跟不上冷却速率，此时的体积总是大于该温度下的平衡体积。

3、试述聚合物的溶解特点。

4、高弹性有哪些特征？为什么聚合物具有高弹性？（1）.弹性模量小，而形变很大；（2）.形变需要时间；（3）.形变有热效应；橡胶是由线性长链分子组成的，由于热运动，这种长链分子在不断的改变着自己的形状，因此在常温下橡胶的长链分子处于卷曲状态。

卷曲分子的均方末端距比完全伸直的分子的均方末端距小100-1000倍，因此卷曲分子拉直就会显示出形变量很大的特点。

橡胶受到外力作用时，链段伸展，发生大形变。

因是一熵减过程，所以不稳定。

热运动会促使分子链回到卷曲状态，此时如果受热，则热运动加剧，回缩力加大，足以抵抗使分子链伸展的外力而回缩。

5、以结构的观点讨论下列聚合物的结晶能力：聚乙烯、尼龙66、聚异丁烯高分子的结构不同造成结晶能力的不同，影响结晶能力的因素有：链的对称性越高结晶能力越强；链的规整性越好结晶能力越大；链的柔顺性越好结晶能力越好；交联、分子间力是影响高聚物的结晶能力；氢键有利于结晶结构的稳定。

聚乙烯对称性最好，最易结晶；尼龙66，对称性不如聚乙烯，但仍属对称结构，还由于分子间可以形成氢键，使结晶结构的稳定，可以结晶，聚异丁烯分子链具有较高的对称性，可以结晶，但由于取代基的空间位阻以及化学结构的不规整性，使其较难结晶。

6、以分子运动观点和分子间物理缠结概念说明非晶态聚合物随着温度升高粘弹行为的4个区域，并讨论分子量对应力松弛模量-温度曲线的影响规律。

答：（1）a.玻璃态区，玻璃化温度以下，分子运动主要限于振动和短程的旋转运动；b.玻璃-橡胶转变区，可解析为远程、协同分子运动的开始；c.橡胶-弹性平台区，由于分子间存在几个链段平行排列的物理缠结，聚合物呈现远程橡胶弹性；d.末端流动区，物理缠结来不及松弛，材料仍然表现为橡胶行为，温度升高，发生解缠作用，导致整个分子产生滑移运动，即产生流动，这种流动是作为链段运动结果的整链运动。

高分子物理简答题

高分子物理简答题1.高分子的结构（1）一级结构（近程结构）：化学组成；;结构单元的键接方式和键接序列；分子的构造；分子链的构型。

（2）二级结构（远程结构）：分子链的大小（分子量丶均方末端距丶均方半径）；分子链在空间的形态（构象丶柔顺性）（3）三级结构：晶态结构；非晶态结构；液晶态结构；取向结构2.高分子的链柔性及其影响因素（1）链柔性：静态链柔性：分子链处于热力学平衡状态时的卷曲程度；动态链柔性：分子链从一种平衡构象状态转变到另一种平衡构象状态的难易程度；链段：有一些分子链（如橡胶大分子）在常温下单键的内旋转照样可以发生。

（2）影响因素：主链结构的影响；取代基的影响；支化与交联的影响。

3.高分子的聚集态结构分子链无规排列堆砌的非晶结构；分子链规整排列的结晶结构（单晶丶球晶丶树枝状晶等）；还有其他一些结构，如取向结构丶液晶态结构丶共混高分子的织布态结构等4.高分子的结晶条件，结晶形态及其各自生成条件单晶：一般从极稀高分子溶液中缓慢结晶才有可能生成球晶：是结晶是最常见也是最重要的一种结晶形态，当高分子从溶液中析出或从熔体中冷却结晶时，在不存在应力或流动的情况下，往往形成球晶树状晶体：如果浓度较大，结晶温度较低，或者高分子分子量太大，往往形成树枝状晶纤维状晶和串晶：高分子在结晶过程中受到搅拌丶拉伸或剪切作用，高分子链会演外力方向延展并平行排列，在适当的条件下形成纤维状晶体伸直链晶体：高分子在高温和高压条件下进行熔融结晶可得到分子链完全伸展的伸直链晶体5.高分子运动的特点运动单元的多重性：分子链整体运动；链段运动；链节丶侧基和支链的运动；晶区内分子运动分子运动的时间依赖性分子运动的温度依赖性6.高分子的力学三态极两个转变力学三态：玻璃态；高弹态；黏流态两个转变：玻璃化转变（玻璃态和高弹态之间的转变）；黏流转变(高弹态向黏流态转变) 7.高分子的玻璃化转变温度及其影响因素发生玻璃化转变时的温度叫玻璃化转变温度，用Tg表示，影响因素有：链结构（主链结构丶取代基丶构型）；分子量；支化丶交联和结晶；共聚；共混；分子间作用力；外界条件（外界作用方式丶温度变化速率丶外力作用频率）8.高分子的黏流转变温度及其影响因素发生黏流态转变时的转变温度叫黏流温度，用Tf表示，影响因素：分子链结构，特别是链柔性，柔性越好，黏流温度越低；分子量，分子量越大，链段数目越多，黏流温度越高；外界条件9.高分子粘度及其影响因素高分子的黏度：零剪切黏度；表观黏度；熔融指数；门尼黏度影响高分子熔体黏度和流动性的因素：链结构的影响（分子量丶分子量分布丶支化）；外界条件的影响（温度丶剪切速率和剪切应力）10.高分子的结构与性能关系（没找到）。

高分子物理简答题

第二章高分子的链结构1.聚合物的层次结构聚合物的结构包括高分子的链结构和聚合物的凝聚态结构,高分子的链结构包括近程结构一级结构和远程结构二级结构;一级结构包括化学组成,结构单元连接方式,构型,支化于交联;二级结构包括高分子链大小相对分子质量,均方末端距,均方半径和分子链形态构象,柔顺性;三级结构属于凝聚态结构,包括晶态结构,非晶态结构,取向态结构,液晶态结构和织态结构; 2．结构单元的键接方式,许多实验证明自由基或离子型聚合产物中大多数是头—尾键接的,链接方式对聚合物的性能有比较明显的影响;例1：纤维要求分子链中单体单元排列规整,结晶性能好,强度高,便于抽丝和拉伸例2：维尼纶纤维缩水性较大的根本原因：聚乙烯醇PVA做维尼纶只有头—尾键接才能使之与甲醛缩合生成聚乙烯醇缩甲醛;如果是头—头键接额,羟基就不易缩醛化,是产物中保留一部分羟基,羟基的数量太多会使纤维的强度下降;3．聚合物的空间构型概念：结构单元为—CH2—CHR—型的高分子,在每一个结构单元中都有一个手性碳原子,这样,每一个链节就有两种旋光异构体,高分子全部由一种旋光异构体键接而成称为全同立构,由两种旋光异构单元交替键接,称为间同立构,两种旋光异构单元完全无规键接时,则称为无规立构全同立构和间同立构的高聚物有时统称为等规高聚物高聚物中含有全同立构和间同立构的总的百分数是指等规度由于内双键的基团在双键两侧排列的方向不同而有顺式构型与反式构型之分,他们称为几何异构体例：几何构型对聚合物的影响聚丁二烯1,2-加成的全同立构或间同立构的聚丁二烯PB,由于结构规整,容易结晶,弹性很差,只能作为塑料使用；顺式1,4-聚丁二烯链的结构也比较规整,容易结晶,在室温下是一种弹性很好的橡胶,反式1,4-聚丁二烯分子链的结构也比较规整,容易结晶,在室温下是弹性很差的塑料;4. 高分子共聚物共聚物的序列结构常用参数平均序列长度L和嵌段数R;当R=100时表明是交替共聚,R=0时表明是嵌段共聚物例1：聚甲基丙烯酸甲酯PMMA分子带有极性酯基是分子间作用力比聚苯乙稀PS大,因此在高温的流动性差,不宜采取注塑成型法加工;需将PMMA和少量PS共聚可以改善树脂的高温流动性,适用于注塑成型ps. 和少量的丙烯晴AN共聚后,其冲击强度,耐热性,耐化学腐蚀性都有所提高,可供制造耐油的机械零件例2：ABS树脂在结构组成制备工艺上可提高产品的力学性能的方法ABS树脂是丙烯晴,丁二烯和苯乙烯的三元共聚物;其中丙烯晴有CN基,能使聚合物耐化学腐蚀,提高制品的抗张强度和硬度；丁二烯使聚合物呈现橡胶状韧性,这是材料抗冲击强度增高的主要因素；苯乙烯的高分流动性能好,便与加工成型,而且可以改善制品表面光洁度.,ps. ABS是一类性能优良的热塑性塑料例3：SBS在结构和组成上的特点及加工方法概述用阴离子聚合法制得的苯乙烯与丁二烯的嵌段共聚物SBS树脂;丁二烯常温是一种橡胶,而聚苯乙烯是硬性塑料,两者不相容,因此SBS具有两项结构;聚丁二烯段形成连续的橡胶相,聚苯乙烯是热塑性的,聚苯乙烯起交联作用高温下可以破坏也可以重组,所以SBS是一种可以注塑方法进行加工而不需要硫化的橡胶;聚氨酯与其相似,统称热塑性弹性体;5.高分子链的支化例：为什么高压聚乙烯的冲击强度好于低压聚乙烯的冲击强度支化对物理性能的影响有时相当显著,高压聚乙烯低密度聚乙烯LDPE由于支化破坏了分子的规整性,使其结晶度大大降低,低压聚乙烯高密度聚乙烯HDPE是线型分子,易于结晶,故在密度,熔点,结晶度和硬度方面都高于强者;分子链支化程度增加,分子间的距离增加,分子间的作用力减小,因而使拉伸强度降低,但冲击强度会提高;6.高分子链的交联支化高分子能够溶解,交联高分子不熔不熔,只有交联度不大的时候能在溶剂中溶胀;热固性塑料和硫化橡胶都是交联高分子例：硫化橡胶未经硫化交联的橡胶分子之间容易滑动,受力后会产生永久变形,不能回复原状,经硫化的橡胶分子间不能滑移,才有大的可逆弹性变形,所以橡胶一定要经过硫化变成交联结构后才能使用;交联度小的橡胶含硫5%一下弹性较好,交联度大的橡胶含硫20%~30%弹性就差,交联度再增加,机械强度和硬度都将增加,最终失去弹性而变脆;7.高分子链的构象概念：构象：单间内旋转而产生的分子在空间的不同排列形态,由于热运动分子的构象在时刻改变,因此高分子的键的构象是统计性的,由此可知,这种构象是不固定的;构型：大分子链中由化学键所固定的原子在空间的几何排列,这种排列是稳定的要改变构型必经过化学键的断裂和重组;构型包括单体单元的键合顺序,空间构型的规整性,支化度,交联度以及共聚物的组成及序列结构;无规线团：单键内旋转是导致分子链呈蜷曲构象的原因,内旋转愈自由,蜷曲的趋势越大,我们称这种不规则的蜷曲高分子链的构象为无规线团;理想链理想柔性链,自由链接链：高分子键的一种理想化的简单模型,假定高分子的主链由足够多的不占体积的化学键自有链接而成,这些键的取向不受键角以及相邻旋转交的限制,没有位垒的障碍,在空间上的取向几率都相等;自由旋转链：每个链都能在键角限制范围内自由旋转,不考虑空间位阻影响,有足够多的不占体积的化学键自有链接而成,这些键的取向受键角及相邻旋转交的限制,没有位垒障碍;受阻旋转链：同自由旋转链,除不能自由旋转;末端距：对于线性高分子,分子链的一端至另一端的直线距离即为末端距;均方末端距：末端距的平方的平均值,通常用来表征高分子链的尺寸;高斯链：把真实的高分子末端距模型化的一种由n个长度为l的统计单元组成,他的末端距大小分布符合高斯统计函数,这种假想链叫做高斯链Ｐｓ．末端距的计算见附录例１. 自由连接链和高斯链的区别１．高斯链的统计单元为链段,自由链接链的链接单元为化学键２．高斯链可以产生链段的回转和取向,自有链接连不能产生化学链的旋转和取向３．高斯链是实际存在的,自有链接连是不存在的４．高斯链研究高分子链的共性,自有链接链是理想化的;例２．聚丙烯是否可以通过单键的内旋转由全同立构变成间同立构,为什么答：不可以;因为全同立构和间同立构是属于构型的范畴,构型是指分子中有化学键所固定的原子在空间的排列;单键的内旋转只会改变构象,而改变构型必须经过化学键的断裂才能实现;例３.为什么只有柔性高分子链才适合做橡胶答：橡胶具有高弹性,弹性模量很小,形变量很大的特点;只有处于蜷曲状态的长链分子才能在外力的作用下产生大形变,才能作为橡胶;蜷曲程度与柔性是相对应的,蜷曲程度越高,柔性越好,所以适合做香蕉的高分子必须具备相当程度的柔性;例４．试述近程相互作用和远程相互作用的含义以及它们对高分子链构象以及柔性的影响答：所谓“近程”和“远程”是根据沿大分子链的走向来区分的,并非为三维空间上的远和近;事实上,即使是沿高分子长链很远的枝节也会由于主链单间内旋转而在三维空间上相互靠的很近;近程相互排斥作用的存在使得实际高分子的内旋转受阻,是指在空间可能有的构象数远远小于自由内旋转的情况,受阻程度越大构象数就越少,高分子链的柔性就越小;远程相互作用可为斥力,也可称为引力;当大分子链中相距较远的原子或原子团由于单键的内旋转,可是其间的距离小于范德瓦尔斯半径而表现为斥力,大于范德瓦尔斯半径为引力,五轮哪种力都使单间内旋转受阻构象数减小,柔性下降,末端距变大;例5. 分子链柔顺性大小顺序聚乙烯PE,聚丙烯PP,聚丙烯晴PAN,聚氯乙烯PVC取代基极性越大,取代基之间的相互作用就越强,高分子链内旋转越困难,柔性越小;取代基的极性顺序为—CN>—CL—CH3—H,所以PE>PP>PVC>PAN例6.请排出分子间作用力的大小聚苯乙烯,聚对苯二甲酸乙二酯和尼龙66,聚乙烯尼龙66>据对苯甲酸乙二酯>聚苯乙烯>聚乙烯尼龙66分子间能形成氢键,因此分子间作用力最大；聚对苯二甲酸乙二酯含有强极性基团,分子间作用力比较大,聚苯乙烯含有侧基,连段运动较困难,分子间作用力较小,聚乙烯是非极性分子,又不含侧基,分子间作用力最小;例7. 请排出结晶难易程度的排序1聚对苯二甲酸乙二酯和聚间苯二甲酸乙二酯,聚乙二酸乙二酯2尼龙66,尼龙1010聚己二酸乙二酯>聚对苯二甲酸乙二酯>聚间苯二甲酸乙二酯,这是由于聚己二酸乙二酯的柔顺性好,聚间苯二甲酸乙二酯对称性不高,尼龙66>尼龙1010尼龙66中氢键密度大于尼龙1010第三章高分子溶液１.聚合物溶解过程和溶剂选择概念：内聚能密度：内聚能是将一摩尔液体或固体分子汽化时所需要的能量,单位体积的内聚能即为内聚能密度;δ溶度参数：溶度参数是内聚能密度的平方根;溶质与溶剂的溶度参数越接近越可能相互溶解;冻胶：是由范德瓦尓斯力交联而成的,加热可以拆散范德瓦尓斯力的交联,使冻胶溶解;凝胶：是高分子链之间以化学键形成的交联结构的溶胀体;例1.聚合物的溶解过程答：聚合物的溶解过程分为两个阶段,先是溶剂分子深入聚合物内部,是聚合物体积膨胀,称为溶胀,然后才是高分子均匀分散在溶剂中形成完全溶解的分子分散的均相体系,对于交联聚合物,在与溶剂接触时也会发生溶胀,但因有交联的化学键束缚,不能再进一步使交联分子拆散,只能停留在溶胀阶段,不会溶解;例２．聚合物的溶解度与分子量的关系：溶解度与聚合物的分子量有关,分子量大的溶解度小,分子量小的溶解度大,对交联聚合物来说,交联度大的溶胀度小,交联度小的溶胀度大;例３．非晶聚合物和结晶聚合物对溶解的影响非晶聚合物的分子堆砌比较松散,分子间的相互作用较弱,因此溶剂分子比较容易渗入聚合物内部使之溶胀和溶解;静态聚合物由于分析排列规整,堆砌紧密,分子间相互作用力很强,以致溶剂分子深入聚合物内部非常困难,因此晶态聚合物的溶解比非晶态聚合物困难得多;溶液的热力学性质溶解过程的自发需要满足△Ｆｍ＝△Ｈｍ－Ｔ△Ｓｍ＜０对于极性聚合物在极性溶剂中,由于高分子溶剂强烈相互作用,分子排列趋于混乱所以△Sm增加溶解时放热△Ｈｍ＜０且使体系△Ｆｍ降低所以溶解过程能自发进行非极性聚合物,溶解过程一般是吸热的△Ｈｍ＞０,故只有在升高温度Ｔ或者减小混合热△Ｈｍ才能使体系自发溶解;非极性溶液的混合热△Ｈｍ的大小取决于溶度参数,如果两种液体溶度参数接近,则混合热越小,两种液体越能互相溶解;Ｐｓ．聚丙烯腈不能溶解在溶度参数与他相接近的乙醇,甲醇,苯酚;乙二醇等溶剂中,这是因为这些溶剂的极性太弱了,只有二甲基甲酰胺,二甲基乙酰胺,乙腈,二甲基亚砜,丙二腈才能使其溶解;丙酮不能溶解聚苯乙烯是丙酮极性太强而聚苯乙烯是弱极性的;可以得出结论,极性聚合物,不但要求它与溶剂的溶度参数中的非极性部分接近,还要求极性部分也接近才能溶解;注：如果溶质与溶剂间能形成结晶性非极性聚合物的溶剂选择最困难,它的溶解包括两个过程：其一是结晶部分的熔融；其二是高分子与溶剂的混合,两者都是吸热的过程,所以要提高温度;除非生成氢键,因为氢键的生成是放热反应;例１.溶剂的选择原则：１）极性相近,要求溶剂的极性和高聚物极性相近,极性高聚物选择极性相当的溶剂；２）溶度参数相近原则,参数越接近,溶解可能性越大,非晶态—非极性比较合适,对于晶态的非极性高聚物需加外界条件,对晶态极性不适用；３）溶剂化原则基团的相互作用溶剂分子与高分子链之间相互吸引作用是高分子链与链之间相互分离导致高分子溶解于溶剂形成溶液;理想溶液概念：理想溶液：是指溶液中溶质分子间溶剂分子间和溶质分子间的相互作用能都相等,溶解过程没有体积变化也没有焓的变化;Huggins参数:是表示高分子溶液混合时相互作用能的变化θ温度：是高分子溶液的一个参数,当T=θ时高分子溶液中的过量化学位为零,与理想溶液中溶剂的化学位没有偏差θ条件：通过选择溶剂和温度使高分子溶液中溶剂的过量化学位为零的条件,这种条件称为θ条件或θ状态;无扰状态：高分子在稀溶液中,一个高分子很难进入另一个高分子所占的区域,即每个高分子都有一个排斥体积;如果高分子链段和溶剂分子相互作用能大于高分子链段与高分子链段的相互作用能,则高分子被溶剂化而扩张,使高分子不能彼此接近,高分子的排斥体积就很大；如果高分子链段与溶剂分子相互作用能等于高分子链段与高分子链段的相互作用能;高分子与高分子可以与溶剂分子一样彼此接近,互相贯穿,这样排斥体积为零,相当于高分子处于无扰状态;这种状态的尺寸就称为无扰尺寸;扩张因子：高分子在良溶剂中,由于溶剂化的作用,是卷曲的高分子链伸展,高分子的均方末端距和均方旋转半径扩大;扩张因子α是指高分子链的均方末端距或均方旋转半径与高分子链在θ状态下的均方末端距或均方旋转半径之比,它表示高分子链的扩张程度;溶胀比：交联高聚物在溶胀平衡时的体积与溶胀前的体积之比例1. 根据高分子的混合自由能,推导出其中溶剂的化学位变化,并讨论在什么条件下高分子溶液中溶剂的化学位变化,等与理想溶液中溶剂的化学位变化答：见附录例2. 高分子溶液在什么情况下与理想溶液的一些热力学性质相近当T=θ时;高分子溶液中溶剂的过量化学位为零；χ1=1/2,高分子处于θ状态,此时高分子溶液与理想溶液的一些热力学性质相近;例3. 什么是θ温度当高于,低于或等于θ温度时,大分子的自然构象有何不同为什么θ温度是高分子溶液的一个参数;当T=θ时,高分子溶液中溶剂△μ=0与理想溶液中的溶剂化学位没有偏差;当T＞θ时,溶剂为高分子良溶剂,在良溶剂中,高分子链由于溶剂化而扩张,高分子线团伸展,当T＜θ时,溶剂为高分子的不良溶剂,在不良溶剂中,高分子链由于溶剂化作用很弱,高分子链紧缩；当T=θ时,溶剂为高分子的θ溶剂,在θ溶剂中,高分子链段与高分子链段的相互作用能等于高分子链段与溶剂的相互作用能,高分子与高分子可以与溶剂分子一样彼此接近,互相贯穿,这样高分子链的排斥体积为零,相当与高分子链处于无干扰的无规线团;例4.试举出可判定聚合物溶解性好坏的三种热力学参数,并讨论当它们分别为何值时,溶剂是良溶剂,θ溶剂,劣溶剂：过量化学位△μ₁,Huggins参数χ₁,第二维利系数A₂可以判定聚合物溶解性的好坏的三种热力学参数,△μ₁＜0,χ₁＜1/2,A₂＞0时为良溶剂；△μ₁=0,χ₁=1/2,,A₂=0时为θ溶剂；μ₁＞0,χ₁＞1/2,A₂＜0时为劣溶剂;Ps.θ状态与真正的理想溶液还是有区别的,真正的理想溶液没有热效应,任何温度下都呈现理想行为,而在θ温度时的高分子稀溶液只是过量化学位等于0而已;偏摩尔混合热和偏摩尔混合熵都不是理想值,只是两者的非理想效应近似相互抵消;例５.临界共溶温度：是聚合物溶解曲线极大处的温度就是Tc;溶质的分子量越大,溶液的临界共溶温度越高;当温度降至Tc一下某一定值时,就会分离成稀相和浓相,当体系分成两相最终达到相平衡时,每种组分在两相间扩散达到动态平衡,这就要求每种组分在两相间的化学未达到相等;相分离的起始点就是临界点,在临界点,两个相浓度相等;简述荣章法测定聚合物的δ的原理和方法溶胀法可以测定交联聚合物的平衡溶胀比,及交联聚合物达到溶胀平衡时的体积与溶胀前的体积之比;若交联聚合物与溶剂的溶度参数越接近,高分子与溶剂的相互作用愈大,及高分子溶剂化程度愈大,交联网链愈能充分伸展,是交联聚合物的平衡溶胀比增大,若用若干种不同溶度参数的溶剂溶胀聚合物,用溶胀法分别测定聚合物在这些溶剂中的平衡溶胀比,以平衡溶胀比对溶剂的溶度参数作图,找出平衡溶胀比极大值所对应的溶度参数,此溶度参数可作为交联聚合物的溶度参数;Ｐｓ．增塑剂为了改善聚合物材料的成型加工性能和使用性能,通常在聚合物树脂中加入高沸点,低挥发性的小分子液体或低沸点固体,以降低玻璃化转变温度和粘流温度,改善树脂流动性,降低粘度石制品有较好的柔韧性,和耐寒性;第四章高分子的多组分体系高分子的相容性概念高温临界共溶温度ＵＣＳＴ：高温互容低温分相;低温临界共溶温度ＬＣＳＴ：低温互容高温分相;曲线分析见附录临界胶束浓度：将嵌段共聚物溶解在小分子溶剂中,如果溶剂溶解共聚物前段时没有很强的选择性,那么嵌段共聚物的溶液性质与一般均聚物的溶液性质没有和大的差别;但如果溶剂对其中的某一嵌段具有很强的相互吸引作用,在固定温度改变浓度或固定浓度改变温度两种条件下,嵌段共聚物类似于小分子的表面活性剂,与溶剂作用强的嵌段倾向于与溶剂混合,而另一嵌段就倾向于与其它链的相似嵌段聚集在一起,形成胶束,形成胶束的临界条件被称为临界胶束浓度,和临界胶束温度;进一步增加浓度,这些胶束逐渐发生交叠,形成物理凝胶几乎不能流动,形成凝胶的临界浓度称为临界胶束浓度静态光散射通过测定溶液中形成结构的平均分子量来估算是否形成了胶束Ｐｓ．ＵＣＳＴ,ＬＣＳＴ曲线见附录第五章聚合物的非晶态非晶态聚合物的结构模型概念无规线团模型：在非晶态聚合物本体中,分子链的构象与在溶液中的一样,成无规线团状,线团的尺寸在θ状态下高分子的尺寸相当,线团分子之间是任意相互贯穿和无规缠结的,前端的堆砌不存在任何有序的结构,因而非晶态聚合物在凝聚态结构上是均相的;玻璃化转变：玻璃态和高弹态之间的转变称为玻璃化转变,对应的转变温度即玻璃化转变温度;玻璃态：当非晶聚合物在较低的温度下受外力时,有与链段运动被冻结,只能使主链的键长和键角有微小的改变,因此从宏观上来说,聚合物形变是很小的,形变与受力的大小成正比,当外力除去后,形变能立刻回复;这种力学性质称虎克型弹性体,又称普弹体,非晶态聚合物处于具有普弹性的状态,称为玻璃态;玻璃化温度：高聚物分子链开始运动或冻结的温度;它是非晶态高聚物作为塑料使用的最高温度,橡胶使用的最低温度;高弹态：在聚合物受到外力时,分子链可以通过单键的内旋转和链段的改变构象以适应外力的作用,由于这种变形是外力作用促使聚合物主链发生内旋转的过程,它需要的外力显然比聚合物在玻璃态时变形所需外力要小得多,而变形量却大得多,这种性质叫做高弹性,它是非晶态聚合物处在高弹态下特有的力学特征;粘流态：整个分子链运动,松弛时间缩短,在外力作用下发生粘性流动,它是整个分子链互相滑动的宏观表现;形变不可逆外力除去后,形变不能再自发回复自由体积理论：Fox和Flory提出,认为液体或固体物质,其体积由两部分组成：一部分是被分子占据的体积；另一部分是未被占据的自由体积;后者以“孔穴”的形式分散于整个物质之中,正是由于自由体积的存在,分子链才可能发生运动;自由体积理论认为,当聚合物冷却时,起先自由体积逐渐减少,到某一温度时,自由体积达到一最低值,这是聚合物进入玻璃态;在玻璃态下,有与链段运动被冻结,自由体积也被冻结,并保持一恒定值,自由体积“孔穴”的大小及分布也将基本上维持固定;因此对任何聚合物,玻璃化温度就是自由体积达到某一临界值的温度,在这临界值一下,已经没有足够的空间进行分子链构象的调整了;因而聚合物的玻璃态可视为等自由体积状态;不管什么聚合物,发生玻璃化转变时,自由体积分数都等于2.5%;Ps. WLF方程见附录例1:：无规线团模型的实验证据1.橡胶的弹性理论完全是建立在无规线团模型基础上的,而且实验证明,橡胶的弹性模量和应力-温度系数关系并不随稀释剂的加入而有反常的改变,说明在非晶态下,分子链是完全无序的,并不存在可被进一步溶解或拆散的局部有序结构2.在非晶聚合物的本体和溶液中,分别用高能辐射是高分子发生交联,实验结果并未发现本体体系中发生分子内教练的倾向比溶液中更大,说明本体中并不存在诸如紧缩的线团或折叠连那些局部有序的结构;3用X光小角散射的实验结果,提别有力的支持了无规线团;.对于分子量相同的聚甲基丙烯酸甲酯试样,用不同的方法光散射,X光散射和中子散射,不同条件下本体或溶液中,测得分子的回转半径相近;并且本体的数据与θ溶剂氯代正丁烷的数据以及所得指向的斜率更为一致,证明非晶态本体中,分子的形态与它在θ溶剂中一样,它们的尺寸都是无扰尺寸例2.两相球粒模型1模型包含了一个无序的粒间相,从而能为橡胶弹性变形的回缩力提供必要的构象熵,因而可以解释橡胶的弹性回缩力;2实验测得许多聚合物的非晶和结晶密度比按分子链成无规线团形态的完全无序的模型计算的密度高,说明有序的粒子相与无序的粒间相并存,两相中由于嵌段的堆砌情况有差别,导致了密度的差别;3模型例子中嵌段的有序堆砌,为洁净的迅速发展准备了条件,这就不难解释许多聚合物结晶速度很快的事实;4某些非晶态聚合物缓慢冷却或热处理后密度增加,电镜下还观察到球粒的增大,这可以用粒子相有序程度的增加和粒子相的扩大来解释;例3.非晶态聚合物形变-温度曲线如果取一块非晶聚合物试样,对它施加一恒定的力,观察试样发生的形变与温度的关系,我们将所得到的曲线称为形变-温度曲线或热机械曲线;当温度较低时,试样呈刚性固体状,在外力作用下只发生非常小的形变；温度升到某一范围后,式样的形变明显的增加,并随后,并在随后的温度区间达到一相对稳定的形变,在这一个区域中,试样变成柔软的弹性体,温度继续升高,形变基本上保持不变；温度再进一步升高,则形变量又逐渐加大,试样最后完全变成粘性流体; Ps.形变温度曲线见附录例4.试用分子运动的观点说明非晶聚合物的三种力学状态和两种转变在玻璃态下,由于温度较低,分子运动的能量很低,不足以克服主链内旋转的位垒,因此不足以激发起链段的运动,链段处于被冻结的状态,只有那些较小的运动单元,如侧基,支链和小链节能运动,当收到外力时,由于链段处于冻结状态,只能使主链的键长和键角有微小的改变,形变很小,当外力除去后形变能立刻回复;随着温度的升高,分子热运动的能量增加,当达到某一温度Tg时,链段运动被激发,聚合物进入高弹态,在高弹态下,链段可以通过单键的内旋转和链段的运动不断地改变构象,但整个分子仍然不能运动;当受到外力时,分子链可以从蜷曲状态变为伸直状态,因而可发生较大形变;温度继续升高,整个分子链也开始运动,聚合物进入粘流态,这时高聚物在外力作用下便发生粘性流动,它是整个分子链互相滑动的宏观表现,外力去除后,形变不能自发回复;玻璃化转变就是链段有运动到冻结的转变,流动转变使整个分子链由冻结到运动的转变;例5.为什么聚合物通常有一份相对确定的玻璃化温度,却没有一个确定的粘流温度随着相对分子量的增加,玻璃化温度会升高,特别是在较低的相对分子质量范围内,这种影响较为明显,但是当相对分子质量增加到一定程度后,玻璃化温度随着相对分子质量的变化很小;而聚合物的粘流温度是整个分子链开始运动的温度,相对分子质量对粘流温度的影响比较明。

东华大学《高分子物理》简答题题库

影响粘流温度 Tf 的主要因素是什么？（8 分）答：粘性流动的特点： 1.高分子流动是通过链段的位移运动来完成的； 2. 高分子流动不符合牛顿流体的流动规律； 3. 高分子流动时伴有高弹形变。影响Tf的主要因素： 1. 分子链越柔顺，粘流温度越低；而分子链越刚性，粘流温度越高。 2. 分子间作用力大，则粘流温度高。 3. 分子量愈大，愈不易进行位移运动， Tf越高。 4. 粘流温度与外力大小和外力作用的时间增大，Tf下降。三、画出牛顿流体、切力变稀流体、切力变稠流体、宾汉流体的流动曲线，写出相应的流动方程。（8 分）答：牛顿流体切力变稀流体切力变稠流体宾汉流体
2. 二氯甲烷（溶度参数为 9.7）不是 PVC（溶度参数为 9.7）的良溶剂，而环己酮（溶度参数为 9.9）却是 PVC 的良溶剂。答：PVC 和二氯甲烷都是弱亲电性，而环己酮具有给电性，由于溶剂化作用使二氯甲烷不是 PVC 的良溶剂，而环己酮是 PVC 的良溶剂。（3 分）八、粘弹性是聚合物独特的力学性质，其本质是什么？高分子固体具有粘弹性表现为哪些现象？聚合物熔体为什么会有弹性？聚合物熔体有哪些典型的弹性现象？（10 分）答：（1）由于聚合物长链结构的特征，使其分子间次价键作用力(范德华力和氢键力)较强，各运动单元的运动，都需要克服这种内摩擦力，分子运动需要时间，因此其分子运动具有驰豫特性。当分子响应与外力达不到平衡，就可体观察到聚合物的粘弹性，即在常温和通常的加载时间，弹性和粘性在高聚物材料中同时呈现得特别明显。粘弹性的本质是由于聚合物分子运动具有弛豫特性。（3 分）（2）高分子固体粘弹性：蠕变、应力弛豫、滞后、内耗（2 分）（3）聚合物熔体是一种兼有粘性和弹性的液体，在流动过程中，不仅产生不可逆的塑性形变，同时伴有可逆的高弹形变，即在流动过程中伴随着构象的改变。受到外力时，分子链由卷曲变成伸展，产生高弹形变，当外力除去时，链分子重新卷曲。（3 分）（4）弹性现象：爬杆效应（韦森堡效应）、挤出胀大现象（巴拉斯效应）、不稳定流动（熔体破裂）现象（2 分）九、WLF 方程的物理意义是什么？聚异丁烯 (PIB)在 25℃时 10 小时的应力弛豫达到模量 106dyn/cm2，求在其 Tg（-70℃）下达到相同的模量需要多少时间？（10 分）答：WLF 方程的物理意义：对于任何弛豫过程，升高温度与延长时间是等效的。（3 分）（写出方程 2 分）二、试说明单晶和串晶的形成条件和特征。（10 分）答：（1）单晶：从极稀溶液中缓慢结晶特征：a.整块晶体具有短程和长程有序的单一晶体结构，呈现多面体规整的几何外形。 b.横向尺寸从几微米到几十微米，厚度一般在 10nm 左右。 c.晶片中的分子链是垂直于晶面的, 高分子链在晶片中以折叠方式规整地排列。（2）串晶：聚合物溶液和熔体在应力作用下或强烈的流动场（剪切场或拉伸场）中形成。特征：a.具有伸直链结构的中心线，中心线周围间隔地生长着折叠链的片晶。 b.应力越大，伸直链组分越多。三、画出结晶速度和结晶温度的关系曲线，并简单说明。结晶度的大小对聚合物的力学性能有什么影响？（10 分）答：1.聚合物结晶速度－温度曲线都是呈单峰形，结晶温度范围界于玻璃化温度 Tg 与熔点 Tm 之间，在某一温度结晶速率出现极大值。聚合物的结晶速率与温度的这种关系，是其晶核生长速度和晶粒生长速度存在不同温度依赖性的共同作用结果。均相成核宜于在稍低的温度下发生，而温度升高有利于晶粒的生长速度。结晶度增加导致拉伸强度、弹性模量上升，伸长率、冲击强度减小。四、取向因子 F 的物理意义是什么？常用测纤维取向的方法有哪些？分别测定的是哪种取向？（10 分）答：赫尔曼取向因子反映了取向单元对参考方向平行排列的程度。测定方法：1. 双折射法: 测定的是高聚物晶区和非晶区取向的总效果，是链段的取向。 2. 声速法：测定的是晶区与非晶区的总取向, 是分子链的取向。 3. X-射线衍射法：测得的是聚合物晶区的取向。 4. 染色二色性法：测得的是聚合物非晶区的取向。 5. 红外二色性法：测得的是大分子的的取向。

高分子物理经典简答题

压比同数量的小分子溶液小得多。只有当溶液处于状态或浓
度趋于零时，高分子溶液才体现出理想溶液的性质。
• 晶体结构：
1.从宏观上讲，聚合物晶体是由晶核和晶粒构成，而小分子晶体无此特征；
• 2.从微观上讲，两种晶体都是三维远程有序的结构，都是由顶点组成的晶胞组成的，但两种晶体中的顶点所代表的具体内容不同。，对于聚合物晶体是大分子链中的结构单元链接，而小分子晶体则是离子或小分子。结晶过程：聚合物结晶过程可分为晶核生成和晶粒生长两个阶段。结晶总速率S由成核速度I和晶粒生长速度V组成，Tm附近，S由I控制，Tg附近时由V控制。而小分子结晶过程无此特征。
• 造成差别的原因
• 1.聚合物大分子为长链结构，分子结构的对称性与规整性不如小分子，对于结晶能力，则结晶聚合物不如结晶小分子。
• 2.大分子的分子量大，体系黏度大，且为长链，则大分子的链段运动能力低下，所以大分子的结晶速率远不如小分子。
高分子是由许多重复单元组成的具有柔性的分子具有许多独立运动的单元所以一个高分子在溶液中可起到若干个小分子的作用又不停的改变构象因此在溶液中的排列方式比同数量的小分子排列要多得多
SBS是热塑性ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ性体，那么BSB是不是热塑性弹性体?
答：SBS之所以是一种热塑性弹性体，是因为：连续相PB具有柔性链段的软区，分散相PS具有刚性链段的硬区，起物理交联作用。 BSB与SBS相反：连续相为PS，分散相为PB，所以有热塑性但不具备弹性，不是热塑性弹性体
Difference between the polymer solution and the ideal solution:
高分子-溶剂体系的混合热HM不为0。高分子溶液的混合熵比理想溶液的混合熵要大，i.e. SM>Si

高分子物理简答题(复习资料)

粘度的表示方法和测定？
答：零切粘度：剪切速率等于零时的微分粘度；表观粘度：剪切应力与剪切速率之比。稠度或微分粘度：流动曲线上任意一点的曲线的斜率。
高聚物粘性流动的特点？
答：a.粘流是通过链段的相继跃迁实现的，粘流活化能与相对分子质量无关；b.高分子流动一般不符合牛顿流体定律，即不是牛顿流体；c.非晶态
画图题二交联和线性高分子蠕变和回复曲线应力松弛曲线
e2
交联线形交联线形
t1
t2
t
画图题三画出脆性断裂和韧性断裂的应力-应变曲线脆性断裂韧性断裂
σ
ε
画图题4 结晶速度和温度的曲线
结晶速度 Tg Tm
GPC法测分子量原理：利用高分子溶液通过装填某种凝胶的色谱柱时按分子流
体力学体积不同而分级的方法。分子量按从大到小的顺序分级。粘度法测分子量分原理：利用溶液的粘度与聚合物的分子量相关以测定分子量。高分子运动的特点：温度的依赖性、时间的依赖性、运动单元的多重性。 Tg的测定：DSC法、DMA法、NMR法、膨胀计测量法。判断Tg的大小？如PP和PVC.
判断如下高分哪些更容易结晶？多选。影响结晶因素。
测量结晶速度的方法：膨胀计法、光学解偏振法、DSC法、热台偏光显微镜、小角激光光散射法。
结晶度对聚合物性能的影响？强度、模量、耐化学腐蚀性增加......
下面聚合物中熔点最高的是？根据分子量的刚性、极性基团第六章橡胶的化学结构特征：柔顺性；在使用温度下不结晶或结晶温度很低；无冷流；交联的位置。
非结晶态聚合物取向：分子链和链段的取向晶态聚合物物的取向：分子链、链段以及晶区的取向
相容性判断方法？测量Tg，
相容：分子水平完全混合，体系为均相体系，共混物只有一个Tg；完全不相容：两组分在共混物中形成界面清晰的两相结构，此时共混物表现出两个Tg，分别为两种均聚物的Tg；部分相容：两种聚合物的分子链可以相互扩散，形成一定厚度的界面层，界面层在共混物中的作用不可忽略，共混物表现出两个Tg，两者相互靠近，某些情况下会出现第三个Tg，即界面层的Tg。

高分子物理简答题

1，何谓聚合物合金，包括哪些类型？聚合物共混需要完全相容吗？为什么？答：高分子合金又称多组分聚合物，该体系是二种或多种聚合物组分形成的混合物。

类型：①塑料连续相，橡胶分散相；②塑料分散相，橡胶连续相；③两种塑料共混；④两种橡胶共混。

由于高分子混合时的熵变值ΔS 很小，而大多数高分子间的混合是吸热过程，即ΔH 为正值，要满足ΔG 小于零的条件较困难，所以绝大多数共混聚合物不能达到分子水平的混合，而形成非均相的“两相结构”。

2，如何测定θ温度和Huggins 参数χ1？答：①通过渗透压的测定，可求出高分子溶液的θ温度。

即在一系列不同温度下测定某聚合物－溶剂体系的渗透压，求出第二维利系数A2，以A2对温度作图，得一曲线，此曲线与的A2＝0线之交点所对应的温度即为θ温度。

②从第二维利系数A2～χ1关系可求参数χ1。

3，为何称高分子链在其θ溶液中处于无扰状态？θ溶液与理想溶液有何本质区别？答：选择合适的溶剂和温度，使△μ1E ＝0，这样的条件称为θ条件，在θ条件下，高分子链段间的相互作用等于链段与溶剂分子间的相互作用，所以溶剂分子对高分子构象不产生的干扰，故高分子链在其θ溶液中处于无扰状态。

在θ溶液中，△μ1E =0，但△H M ≠0，△S M 都不是理想值，只是两者的效应相互抵消，说明高分子溶液是一种假的理想溶液。

4，以分子运动观点和分子间物理缠结概念说明非晶态聚合物随着温度升高粘弹行为的5个区域．并讨论分子量对应力松弛模量—温度曲线的影响规律。

(1)玻璃态区：类似玻璃，脆性，温度不足以克服内旋转位垒，链段以上运动“冻结”，分子运动主要限于振动和短程的旋转运动。

(2)玻璃—橡胶转变区：远程、协同分子运动的开始。

链段获得了足够的热能开始以协同方式运动，不断改变构象。

(3)橡胶-弹性平台区：分子间存在物理缠结，聚合物呈现远程橡胶弹性。

(4) 粘弹转变区：分子链发生解缠作用，导致由链段运动向整个分子滑移运动过渡。