东华大学高分子物理07年正考试卷

东华大学20 09 ----20 10 学年第1 学期期末试题踏实学习，弘扬正气；诚信做人，诚实考试；作弊可耻，后果自负。

课程名称高分子物理使用专业07级复合材料、高分子材料

班级___________________姓名_______________学号_____________

(请将答案全部写在答题纸上!)

一、解释下列物理概念（写出必要的表达式）：（30分，每题3分）

1. 等同周期；

2. 链段；

3. 半结晶期；

4. 第二位力系数A2；

5. 球晶

6. 力学三态；

7. 取向因子；

8. 冷拉；

9. 贮能模量；10. 特性粘度[η]；

二、单项选择题：（10分，每题1分）

1. 不对称的单烯类单体在聚合时可以头-尾键接和头-头(或尾-尾)键接方式，它们被称为：

(a) 旋光异构体(b) 顺序异构体(c) 几何异构体(d) 空间立构体

2. PTFE（聚四氟乙烯）分子链在晶体中采取的构象是：

(a) 平面锯齿链(b) 扭曲的锯齿链(c) 螺旋链(d) 无规线团

3. 采用下列哪种测定分子量的方法，可以同时测定均方旋转半径：

（a）端基分析法（b）稀溶液粘度法（c）膜渗透压法（d）光散射法

4. 若C-C键长为0.154nm, 则聚合度为1000的聚乙烯自由旋转链的均方末端距为：

(a) 47.4nm2(b) 71.1 nm2(c)94.8 nm2 (d ) 142.2 nm2

5. 聚合物在高温高压下可以形成:

（a）单晶（b）串晶（c）树枝晶（d）伸直链晶

6. 用硬PVC做成的雨衣长时间悬挂后会变形，这种现象称为：

（a）蠕变（b）应力松弛（c）内耗（d）滞后

7. 剪切粘度随剪切速率的增大而减小的流体属于:

（a）牛顿流体（b）假塑性流体（c）胀塑性流体（d）宾汉流体

8. 采用以下哪种方法可以测定纤维非晶区取向：

(a) 双折射法(b) x-衍射法(c) 染色二色性法(d) 声速法

9. 在良溶剂中Huggins参数:

(a) 大于0 (b) 小于0 (c) 大于1/2 (d) 小于1/2

10. 通过拉伸试验得到的应力-应变曲线中，不能获得的物理量为：

(a) 断裂强度(b) 断裂伸长率(c) 冲击强度(d) 杨氏模量

三、判断对错题（10分，每题1分）

1.分子链柔性增加会使其熔点提高。

2.高分子结晶和晶体熔融均为热力学一级相变过程。

3.主链上含有芳杂环结构的聚合物柔性较大。

4.玻璃化转变是真正的热力学二级转变。

5.聚合物的流动是通过分子链的整体跃迁来实现的。

6.形成氢键或结晶都会使聚合物的玻璃化温度升高。

7.高分子液晶溶液具有高浓度、低粘度、低剪切速率下高取向的性质。

8.聚合物的结晶温度越高，其结晶速率越快。

9.聚合物在受到拉伸应力时产生的银纹，其本质就是裂纹。

10.Maxwell模型可以用来描述聚合物的蠕变过程。

四、回答问题（50分）

1．为什么小分子没有柔性, 而聚合物却能表现出很好的柔性？写出三个表征高分子链柔性的物理量。(6分)

2．在塑料的加工中常使用结晶成核剂，请说明结晶成核剂对聚合物的结晶速度、球晶的尺寸、产物的透明性、断裂强度和韧性的影响。（5分）

3．聚合物在熔融时为什么会出现熔限？（5分）

4．高聚物粘性流动有哪些特点？影响粘流温度T f有哪些主要因素？(10分)

5．画出玻璃态聚合物在Tg以下几十度范围内的应力－应变曲线，并在图上标明各段的名称。说明非晶态聚合物普通高弹性与强迫高弹性有哪些异同？（10分）

6．我们常常使用粘度法测聚对苯二甲酸乙二酯(PET)的分子量，采用端基分析测定尼龙6的分子量，这两种方法分别测定的是什么分子量？是相对方法还是绝对方法？为什么不能采用以上两种方法测定等规PP分子量？（8分）

7．计算题：(6分)

某聚合物在0℃时的粘度为103Pa⋅s，在Tg时的粘度为1012 Pa⋅s，请利用WLF方程计算其在25℃时的粘度。

答案

一、解释下列物理概念（写出必要的表达式）：（30分，每题3分）

1. 等同周期：高分子晶体中，在c 轴方向化学结构和几何结构重复单元的距离。

2. 链段：高分子链上能独立运动的最小单元。

3. 半结晶期：聚合物结晶时体积收缩到一半所需要的时间, 衡量聚合物的结晶速度。

4. 第二位力系数A2： ，表征高分子链段与溶剂分子之间的相互作用。

5. 球晶：从熔体冷却结晶或从浓溶液中析出，在不存在应力或流动的情况下形成的球状晶体。

6. 力学三态：非结晶聚合物随温度升高依次出现玻璃态、高弹态、粘流态，称为力学三态。

7. 取向因子： ，其大小反映了取向单元对参考方向平行排列的程度。 8. 冷拉：玻璃态聚合物拉伸与结晶聚合物拉伸过程均经历弹性变形、屈服、发展大形变以及应变硬化等阶段，

其中大形变在室温时都不能自发回复，而加热后则产生回复，故本质上两种拉伸过程造成的大形变都是高弹形变。该现象通常称为“冷拉”

9. 贮能模量： 在形变过程中由于弹性形变而储存的能量。

10. 特性粘度 [η]： 表示在无限稀释的溶液中，溶质分子对溶剂分子的流动所产生的扰

乱程度。

二、单项选择题：（10分，每题1分）

1. (b)；

2. (c)；

3. (d)；

4. (c)；

5. (d)；

6. (a)；

7. (b)；

8. (c)；

9. (d)；10. (c)

三、判断对错题（10分，每题1分）

1.×；

2. √；

3. ×；

4. ×；

5. ×；

6. √；

7. √；

8. ×；

9. ×；10. ×

四、回答问题（50分）

1、为什么小分子没有柔性, 而聚合物却能表现出很好的柔性？写出三个表征高分子链柔性的物理量。(6分)

答：柔性是指高分子长链能发生不同程度卷曲的特性，高分子链中许多原子或基团可以围绕共价键进行内旋转，

在在空间产生不同的构象。所以高分子呈直线构象的几率极小，而呈卷曲构象的几率极大，因而高分子在无外力作用下总是自发地取卷曲的形态，这是高分子长链柔性的实质。而小分子由于可采取的构象数很少，不能表现出柔性。

表征链的柔性的参数：1.空间位阻参数； 2.分子无扰的尺寸；3.链段长度；4. 极限特征比

2、在塑料的加工中常使用结晶成核剂，请说明结晶成核剂对聚合物的结晶速度、球晶的尺寸、产物的透明性、

断裂强度和韧性的影响。（5分）

答：加入成核剂使：结晶速率提高、球晶的尺寸减小、透明性增加、断裂强度提高、韧性提高。

3、聚合物在熔融时为什么会出现熔限？（5分）

答：结晶聚合物出现熔限是由于含有完善程度不同的晶体之故。聚合物的结晶过程中，随着温度降低，熔体粘度

迅速增加，分子链的活动性减小，在砌入晶格时来不及作充分的位置调整，而使形成的晶体停留在不同的阶段上。在熔融过程中，则比较不完善的晶体将在较低的温度下熔融，较完善的晶体需在较高的温度下才能熔融，从而在通常的升温速度下，呈现一个较宽的熔融温度范围。

4、高聚物粘性流动有哪些特点？影响粘流温度Tf 有哪些主要因素？(10分) )1cos 3(sin cos 22

1

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