高分子物理期末试卷A卷

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D：减少
降低
5．结晶聚合物随着结晶度增加，其 a 、c 、 d 、g 是增大的，而 b 、 10.下列哪种力学模型可以模拟交联高聚物的蠕变过程 B 。
e 降低。
A. MAXWELL 模型
B . VOINT 模型
A．比重； B．伸长率； C．熔点； D．抗冲击强度； E．抗拉强度； F．硬 C. 四元件模型
纶试样,质量为 2.92 ×10-3 kg,试由以上数据计算:(1)涤纶树脂试样的密
度和结晶度;(2)它的内聚能密度(涤纶树脂试样的 M0=192g/mol). 解 :(1) 密 度 ρ =W/V=2.92 × 10-3/(1.42 × 2.96 × 0.51 × 10-6)=1.362 ×
103kg/m3
D. 多元件模型
度； G．刚度
6.制备纺丝溶液时，对所用溶剂的要求：(A B C D) A 溶剂必须是聚合物的良溶剂，以便配成任意浓度的溶液。
评卷人 得分
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四、填空题（每空 1 分，共 15 分）
1．运动单元具有多重性:
侧基
链
，
链节 ，
子
等。
2 .按照制备方法，液晶可分为
溶致型
，
支
链段和整个分
原因：
谱法、扩散速度法、热扩散法、区域熔融法、透析法以及电子显微镜法等。
（1）Tg 转变；（2）Tm 转变；（3）形成晶体；（4）拉伸取向。
8.如何判别高分子的相容性？
答：（1）Tg 转变时熵值增大，因链段运动使大分子链的构象数增加；
答：（1）观察共混体系的透光率，相容的均相体系是透明的；非均相体系
答：(1)改变主链或取代基的组成。主链中引入芳杂环或极性侧基均可提高 分级。
Tg；（2）加入增塑剂；（3）控制分子量；（4）适度交联；（5）共聚-内增塑 (2) 利用高分子在溶液中的分子运动性质，得到试样的分子量分布，如超
作用；（6）共混等。
速离心沉降速度法。
5.试判别在半晶态聚合物中，发生下列转变时，熵值如何改变？并解释其 (3) 利用高分子颗粒大小的不同，得到试样的分子量分布，如凝胶渗透色
（2）Tm 转变时熵值增大，理由同（1），另外晶格破坏也使分子的混乱度 呈现浑浊。但如两种聚合物的折光率相同或微区尺寸远小于可见光波长，
增加；
即使是不相容的分相体系，表现上却仍然为透明的。
（3）形成结晶时熵值减小，因大分子链规整排列，构象数减少；
（2）共混聚合物的玻璃化温度 Tg 是判断相容性的最通用和最有效的方法。
D 溶剂来源丰富，价格低廉，回收简单，在回收过程中不分解变质。7 7.Tg 温度标志着塑料使用的 B 和橡胶使用的 A 。前者常表征塑
1．结晶型聚合物的结晶温度范围是 c 。
料的 C ，后者表征橡胶的 D 。
A．Tb～Tg； B．Tm～Td； C．Tg～Tm； D．Tg～Td
A.最低温度 B.最高温度 C.耐热性
聚合物溶胀的最终状态的区别。
答： χ1<1/2 ， A2>0 ，溶胀因子α>1 为良溶剂；
答：溶剂分子渗入高聚物内部，使高聚物体积膨胀称为溶胀。
χ1>1/2 ， A2< 0 α<1 为不良溶剂；
溶解是溶质分子和溶剂分子相互混合的过程。线型高分子分子溶胀后由于
χ1=1/2 ， A2=0 ，α=1 为θ溶剂。
D.耐寒性.
2．结晶聚合物在结晶过程中 B
。
8.在聚合物的力学松弛现象中， A 和 D 属于静态粘弹性，
A．体积增大；
B．体积缩小；
C．体积不变
B 和 C 属于动态粘弹性。
3.（ C ）是指熔融成型或浓溶液成型中，高聚物的分子链段或其他添加 A.蠕变
B.力学损耗
C.滞后
D.应力松弛
剂沿剪切流动的运动方向排列。
评卷人 得分
五、计算题（每题 10 分，共 20 分）。
1、由文献查得涤纶树脂的密度ρc=1.50×103kg/m3 和ρa=1335×103kg/m3, 内聚能ΔE=66.67kJ/mol(单元)。今有一块 1.42×2.96×0.51×10-6m3 的涤
σ=f/ A0=2×9.8/0.2×1×10-4=9.8×105N/m2 ∴Mc=ρRT(λ- 1/λ2 )/σ=925×8.314×298(2-1/22)/9.8×105=4.09 kg/mol
度，粘度，折光指数，介电常数等发生突变或不连续变化的过程。
为什么？
答：聚丙烯腈带有强极性的腈基，分子间作用力极大，熔点极高，以至于
2．时－温等效原理：升高温度与延长时间对分子运动是等效的，对聚合物 高于分解温度，所以不能采用熔融纺丝，而只能进行溶液纺丝；而聚酸结
的粘弹行为也是等效的。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
构中不含强极性取代基，分子间作用力小，熔点较低，所以可以用熔融法
高分子物理期末考试 A 卷
这种现象称为应力集中.
评卷人 得分
一 、名词解释（每题 2 分，共 10 分）
1.玻璃化转变：是分子链段获得了足够的能量，以协同方式开始运动，不
评卷人 得分
二、简答题（每题 5 分，共 40 分）
断改变构象，所导致的一系列物理性质如形变，模量，比体积，比热，密 1.聚丙烯腈只能用溶液纺丝，不能用熔融纺丝，而涤纶树脂可用熔融纺丝。
5.应力集中:如果材料存在缺陷,受力时材料内部的应力平均分布状态将发 近程结构。
生变化,使缺陷附近局部范围内的应力急剧地增加,远远超过应力平均值, 高分子的二次结构：研究的是整个分子的大小和在空间的形态，又称远程
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结构。
6．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
3．什么是溶胀？什么是溶解？试从分子运动的观点说明线型聚合物和交联 为聚合物的良溶剂、不良溶剂、θ溶剂。
，
梯度淋洗
法
等。
结晶度 fcV=(ρ-ρa)/(ρc-ρa)=(1.362-1.335)/(1.50-1.335)=21.8% 或 fcW=ρc/ρ·(ρ-ρa)/(ρc-ρa)=23.3% (2) 内 聚 能 密 度 CED= Δ E/VM0=66.67 × 103/(1/1.362 × 103) × 192=473J/cm3 2、某交联橡胶试样于 298K 时，经物理测试得以下数据：试片尺寸=0.2×1 ×2.8 cm3;试片质量=0.518g;试片被拉伸一倍时的拉力 F=2 kg.试由以上数 据求此橡胶的网链平均分子量. 解:由橡胶状态方程σ=f/ A0=ρRT(λ- 1/λ2 )/Mc ρ=W/V=0.518×10-3/0.2×1×2.8×10-6=925 kg/m3 λ=2,R=8.314J/mol·K, T=298K
能分散于溶剂中而溶解，而交联高分子因其化学键束缚，不能进一步使交 7.聚合物分子量分布的测定方法
联的分子拆散，只能溶胀，不能溶解。
答：(1) 利用聚合物溶解度的分子量依赖性，将试样分成分子量不同的级
4.根据对材料的使用要求，有哪些途径可改变聚合物的 Tg。
分，从而得到试样的分子量分布，如沉淀分级、柱上溶解分级和梯度淋洗
（4）拉伸取向时熵值减小，理由同（3）。
a，完全相容的共混体系只有一个 Tg，且介于两个共混聚合物各自的 Tg1
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和 Tg2 之间。b、相分离的非均相体系则有两个 Tg。要的能
B 溶剂有适宜的沸点，这对于干法纺丝尤为重要。
C 尽量避免采用易燃，易爆和毒性大的溶剂。
评卷人 得分
三、选择题（每题 1.5 分，共 15 分）
纺丝。
3．构型：是指分子中由化学键所固定的原子在空间的排列,这种排列是稳 2．聚合物有哪些层次的结构?
定的.要改变构型,必须经过化学键的断裂和重组。
答：高分子链的结构（一级结构）：单个高分子链中原子或基团的几何排列
情况。包含一次结构和二次结构。
4.熔融指数：在标准熔融指数仪中，先将聚合物加热到一定温度，使其完 高分子的聚集态结构（二级结构):指具有一定构象的高分子链通过范德华
9.Tg 是链段开始“解冻“的温度，因此凡是使链段的柔性__A___，使分子
A、拉伸取向 B、双轴取向 C、流动取向 D、单轴取向
间作用力 A 的结构因素均使 Tg 下降。
4.下列哪种结晶形态具有黑十字消光图像的（ B ）。
A：增加 降低
B：增加
上升
A、纤维状晶 B、球晶
C、单晶
D、树枝晶
C: 减少 上升
和
热致
型
。
3. 一硫化橡胶试样在周期性交变拉伸作用下，应变落后于应力变化的现象
称为
滞后 现象，对应于同一应力值，回缩时的应变 大
于 拉伸时的应变；拉伸曲线下的面积表示
外力做的功
，
回缩曲线下的面积表示 回缩力
，两个面积之差表
示
力学损耗
。
4．分子量的分级方法 逐步降温分级法
， 逐步沉淀分
级法
， 溶解分级法
全熔融，然后在一定负荷下将它在固定直径、固定长度的毛细管中挤出， 力或氢键的作用，聚集成一定规则排列的高分子聚集体结构。
以十分钟内挤出的聚合物的质量克数为该聚合物的熔融指数。
高分子的一次结构：研究的范围为高分子的组成和构型，指的是单个高分
子内一个或几个结构单元的化学结构和立体化学结构，故又称化学结构或