期中考试 试卷答案

期中考试卷答案

一、选择题10题，每题2分，共20分。

1. 测量重均分子量可以选择以下哪种方法： D

A、粘度法

B、端基滴定法

C、渗透压法

D、光散射法

2. T g是链段开始“解冻“的温度，因此凡是使链段的柔性__A___，使分子间作用力 A 的结构因素均使Tg下降。

A、增加降低

B、增加上升

C、减少上升

D、减少降低

3. GPC测定相对分子质量分布时，从色谱柱最先分离出来的是（ A ）。

A、相对分子质量最大的

B、相对分子质量最小的

C、依据所用的溶剂不同，其相对分子质量大小的先后次序不同

4. 下列方法中，可以明显降低聚合物熔点的是（ D ）

A、主链上引入芳杂环

B、降低结晶度

C、提高分子量

D、加入增塑剂

5.下列哪种方法是不能提高相容性的（ D ）。

A、反应性共混

B、就地“增容法”

C、加入增溶剂

D、加入稀释剂

6. 以下哪个溶剂是θ溶剂（ B ）。

A、χ1=0.1

B、χ1=0.5

C、χ1=0.9

D、χ1=0.6

7. 一般地说，哪种材料需要较高程度的取向（ C ）。

A、橡胶

B、塑料

C、纤维

8. 超高相对分子量PE比一般PE（ B ）。

A、机械性能较差

B、溶解速度较慢

C、熔点较低

D、密度小

9. 在高分子-良溶剂的稀溶液中，第二维里系数是（ B ）。

A、负值

B、正值

C、零

10. 高分子内旋转受阻程度越大，其均方末端距（ A ）。

A、越大

B、越小

C、趋于恒定值

D、无影响

二、填空题5题，每空1分，共10分。

1、聚合物在溶液中通常呈无规线团构象，在晶体中呈锯齿形或螺旋形构象。

2、自由体积理论认为，高聚物在玻璃化温度以下时，体积随温度升高而发生的膨胀是由于固有体积的膨胀。

3. 一般来说，线形非晶相聚合物在适当的溶剂中在常温即可溶解；非极性结晶聚合物常要加热到其熔点附近才溶解；而交联聚合物则只溶胀不溶解。

4. 当温度T= θ时，第二维里系数A2= 0 ，此时高分子溶液符合理想溶液性质。

5. 高聚物加工的上限温度为分解温度，下限温度为粘流温度。

三、判断题10题，每题1分，共10分。

1. 聚合物溶解过程是分子链与溶剂的相互作用的过程。（√）

2. 分子链越柔软，内旋转越自由，链段越短。（√）

3. 聚合物的T g大小与测定方法无关，是一个不变的数值。（×）

4. 高斯链的运动单元为链段。（√）

5. 高分子溶液混合熵比理想溶液大得多。（√）

6. 均方末端距较大的高聚物其柔性较好。（×）

7. θ溶剂是良溶剂。（×）

8. 理想的柔性链运动单元为单键。（√）

9. 无规聚丙烯分子链中的C——C单键是可以内旋转的，通过单键内旋转可以把无规立构的聚丙烯转变为全同立构体，从而提高结晶度。（×）

10. 各种平均分子量中的关系符合：M n﹥Mη﹥M w。（×）

四、名词解释5题，每题2分，共10分。

1．什么是内聚能密度和溶度参数？

答：内聚能密度定义为零压力下单位体积液体变成气体的气化能（凝聚体汽化时所需要的能量）。溶度参数定义为内聚能密度的平方根。

2.什么是构型和构象？

答：构型是指分子中由化学键所固定的原子的空间排列。构象是指由于单键的内旋转而产生的分子在空间的不同形态。

3. 什么是应力松弛和蠕变？

答：在一定温度下，固定应变，观察应力随时间衰减的现象。

蠕变是指在一定温度下，固定应力，观察应变随时间增大的现象。

4．什么是玻璃化转变？

答：在一定温度下，高聚物分子中单键开始能够旋转所造成的一系列性能的突变。

5.聚合物的粘弹性？

答：聚合物的形变和发展具有时间依赖性，这种性质介于理想弹性体和理想粘性体之间，称为粘弹性。

五、简答题6题，每题5分，共30分。

1.橡皮能否溶解和熔化？为什么？

答：橡皮是经过硫化的天然橡胶，是交联的高聚物，在与溶剂接触时会发生溶胀，但因有交联的化学键束缚，不能再进一步使交联的分子拆散，只能停留在最高的溶胀阶段，成为“溶胀平衡”不会发生溶解。同样也不能熔化。

2.指出非晶态聚合物的模量（或形变）-温度曲线的力学行为可分几个区域，并从分子运动机理的角度加以说明。

（对温度形变曲线）答：在玻璃态下（T

随着温度的升高，分子热运动的能量增加，到达到某一温度Tg时，链段运动被激发，聚合物进入高弹态。在高弹态下（T >Tg），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（T > Tf），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。外力除去后，形变不能自发回复。

(对模量-温度曲线)答：Ⅰ区：玻璃态区。由于温度低，只有小尺寸运动单元的运动，聚合物处于玻璃态，模量很高（GPa 级）。（1 分）

Ⅱ区：玻璃－橡胶转变区。随温度升高，链段开始运动，模量迅速下降3-4 个数量级。（1 分）

Ⅲ区：橡胶－弹性平台区。模量保持平稳，链段可以运动，但受到物理缠结的限制，聚合物呈现橡胶弹性。（1 分）Ⅳ区：橡胶流动区。随温度升高，发生解缠，模量开始下降，分子链滑移，即开始流动。（1 分）Ⅴ区：液体流动区。模量降至几百Pa。聚合物很容易流动。（1 分）

3. 写出三个判别溶剂优劣的参数；并讨论它们分别取何值时，该溶剂分别为聚合物的良溶剂、不良溶剂、θ溶剂。

答：χ

1

<1/2 ， A

2

>0 ，（或u>0，α>1）为良溶剂；

χ

1

>1/2 ，A

2

< 0 ，（或u<0，α<1）为不良溶剂；

χ

1

=1/2 ， A

2

=0 ，（或u=0，α=1）为θ溶剂。

4. 比较分子链的柔顺性，并说明原因：(A)聚氯乙烯 (B)聚乙烯 (C)聚丙烯。

答：分子链的柔顺性：B＞C＞A

原因：A的侧链中含有极性很强的氯原子，故柔性最差；

B的主链结构对称，没有体积大的取代基，在碳链高聚物中柔性很好；

C的侧链中含有极性很弱的甲基取代基，同A比较，柔性比A好。

5. 高聚物粘性流动的特点。

答：(1) 高分子流动是通过链段的协同位移运动来完成的；

（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。

6. 什么是高聚物的取向？为什么有的材料（如纤维）进行单轴取向，有的材料（如薄膜），则需要双轴取向？说明理由。

答：当线形高分子充分伸展的时候，其长度为宽度的几百、几千甚至几万倍，具有明显的几何不对称性。因此，在外力场作用下，分子链、链段及结晶高聚物的晶片、晶带将沿着外场方向排列，这一过程称为取向。

对于不同的材料，根据不同的使用要求，要采用不同的取向方式，如单轴取向和双轴取向。单轴取向是高聚物材料只沿一个方向拉伸，分子链、链段或晶片、晶带倾向于沿着与拉伸方向平行的方向排列。对纤维进行单轴取向，可以提高取向方向上纤维的断裂强度（因断裂时主价键的比例增加），以满足其应用的要求。双轴取向是高聚物材料沿着它的平面纵横两个方向拉伸，高分子链倾向于与平面平行的方向排列，但在此平面内分子链的方向是无规的。薄膜虽然也可以单轴拉伸，但单轴取向的薄膜，其平面内出现明显的各向异性，在平行于取向的方向上，薄膜的强度有所提高，但在垂直于取向方向上却使其强度下降了，实际强度甚至比未取向的薄膜还差，如包装用的塑料绳（称为撕裂薄膜）就是这种情况。因此，薄膜需要双轴取向，使分子链取平行于薄膜平面的任意方向。这样，薄膜在平面上就是各向同性的，能满足实际应用的要求。

五、计算题（任选二题，每题10分，共20分）。

1

<

∆E

μ

1

>

∆E

μ

1

=

∆E

μ