高物-简答题、名词解释

简答题

1.结晶高聚物的微观结构特征：1）一条大分子穿过数个晶胞2）晶体中分子链取稳定构象，并且构象固定3）晶胞的各向异性4）具有同质多晶现象5）结晶的不完善性6）

2.高结晶度材料的分子链结构特点：1）链的对称性-高分子链的结构对称性越高，越容易结晶2）链的规整性-规整性越高，越易结晶，键接顺序应规整，构型应是全同或间同立构，对于二烯类聚合物，反式的结晶能力大于顺式3）链的柔顺性应适中：一定的柔顺性是结晶时链段向结晶表面扩散和排列所必需的。4）分子间能形成氢键有利。

3.分子结构、结晶、交联、取向对高聚物拉伸强度的影响：1）凡使分子柔性减小的因素及分子间力增大如生成氢键等都有利于高聚物拉伸强度的提高；分子量增大，拉伸强度提高，但有极大值，之后变化不大2）结晶度提高，拉伸强度提高，但有极大值，之后变化不大；结晶度相同时，结晶尺寸减小，拉伸强度提高；结晶形态：球晶<串晶<伸直链晶片3）随交联密度的提高，高聚物拉伸强度先增大后减小4）平行于取向方向上拉伸强度增加，垂直于取向方向上拉伸强度减小。

4.高分子热运动的特点：1）运动单元的多重性：高分子的结构具有链的近、远程结构和聚集态结构等多个层次。不同层次上的结构单元都可以发生运动，而某一类单元在运动模式中所占的权重不同可以导致材料呈现不同的力学状态，例如高弹态和玻璃态就是分别以链段和化学键为主要运动单元。又，不同层次的运动单元可以同时运动，例如线性聚合物的蠕变形变包含了三个层级的运动单元的贡献。2）温度依赖性：温度的高低影响大分子松弛运动速率，集中表现公式τ=τ0e△E/RT之中；温度也是特定运动单元的活化条件，例如聚合物有T g、T f等特征温度。3）时间依赖性：高分子运动而瞬时过程，故称为松弛运动。时间与温度对松弛运动的影响有等效性；延长时间有助于完成松弛过程和体现大运动单元贡献所占的权重。

5.对于聚苯乙烯熔体和聚乙烯熔体加工过程而言，为了降低加工黏度各应采取何种加工措施最为有效？1）聚苯乙烯分子链刚性较大，其黏流活化能大，由η0=Ae△E/RT可见，活化能大的流体黏度的温度敏感性高，可以靠升高温度有效降低黏度。2）聚乙烯是典型的柔性聚合物，其黏流活化能小，黏温敏感性小；但柔性分子构象更容易在外力作用下发生变化，剪切变稀效应显著，故可采用提高设备转速等措施增大剪切降低其熔体黏度。

1.何为θ溶液？当向一个θ溶液体系加入少量不良溶剂，此时Huggins参数、第二维利系数、溶剂的超额化学位、高分子链的构象等较θ状态时会发生怎样变化？答：处于θ状态的溶液称为θ溶液，是类理想溶液，内部存在分子间作用但小分子溶剂对高分子的构象影响因相互抵消故而为零。加入不良溶剂后，Huggins参数变大（>1/2），第二维利系数变小（<0），超额化学位增大，分子链构象较为蜷曲。

6.结晶性聚合物的特点：具有较高熔点T m。因为熔体熔融时△G=0，故有T m=△H/△S。较高的T m来自晶体熔融时大的焓变和小的熵变，分别对应于较大的分子间作用和较小的分子链柔顺性。除了一般的分子对称性和规整性要求外，耐热结晶性聚合物或具有分子间氢键等强分子间作用（聚脲），或具有苯环等主链刚性基团（如芳香族的聚酰胺）。

7.热塑性弹性体和硫化橡胶在结构、力学性能和加工性能上得不同：1）结构上：硫化胶是整体的三维网络结构，通常热塑性弹性体则有更复杂的织态结构，至少包含热塑性的硬相区和常温高弹性的软相区二者。但在某些情况下，软相区也不一定是化学交联结构。2）力学性能：硫化胶是传统的弹性体材料，常温下属于软而韧的材料，热塑性弹性体力学性能与之类似，但硬区的存在使得其硬度、模量较高，永久变形较大等。3）加工性能：硫化胶不具有黏流态，无法熔融加工；热塑性弹性体则有高温塑性，可以进行熔融加工。

8.交联的目的：有助于避免橡胶材料的黏性形变，获得较高的回弹性，并提高材料的力学强度。

9.玻璃化温度转变：T g转变是链段松弛速率和外界条件变化速率不一出现宏观物理偏差的临界温度条件。高速降温对链段松弛速率的要求高，故而在较高温度下链段即无法通过松弛运动达到外界降温速率要求的状态，呈现出T g转变。（高速冷却在降温过程中体现的T g较高）10.不同速度冷却的样品再升温回高弹态：（高速冷却的体现出T g较低）室温下两者虽然都处于链段冻结态，但前者在较高温度，自由体积较大的情况下就不再发生链段运动，故其室温状态保留了较多自由体积，在升温过程中体现的T g较低。

11.橡胶增韧塑料的机理及获得良好改性效果应注意的问题：1）橡胶增塑有两种可能的机理：弹性体直接吸收能量和诱发促使塑料基体脆-韧转变

橡胶增韧的代价是材料刚性和强度上的降低。为减小其它力学性能的过多损失，通常希望增韧机理是后者。2）注意：a.橡塑两相结构。通常希望橡胶分散相尺寸小，均匀分散。B.良好的界面作用和相容性。二者皆有助于避免多相体系的宏观分相导致的材料失效，充分发挥橡胶弹性体本身变形时的能量吸收作用，亦有助于逾渗的发生，同时二者的配合可以使得橡胶分散相导致局部应力集中，也有利于周围塑料基体的脆韧转变。

12.可能的技术手段包括：1）二相化学结合的引入。如苯乙烯单体在丁苯胶乳上接枝聚合制备HIPS是非常成功的工业实例。利用大分子反应建立橡塑两相的化学结合也是可行的技术路线。2）橡塑材料选材时，应充分考虑二者的相容性，如常见的PVC/CPE、PVC/NBR体系。极性相近、溶解度参数等原则等可以用于基材的选择。在基材已确定的情况下，可以考虑使用增容剂。3）橡塑配比：橡胶的体积分数应该达到脆-韧转变所需要的逾渗阔值，但不宜过多。4）工艺参数的确定：共混体系中分散状态与加工中的温度、剪切条件等密切相关。理论指导可以参考牛顿流体混合时的等黏度原则。

13.玻璃化转变的自由体积理论？如何利用自由体积理论解释增塑可以降低聚合物的T g?对高分子材料而言，分子链端、链折叠、链缠结和侧向位移等都会影响高分子的堆砌，形成自由体积。

14.常见的平均分子量有哪些？可以采用哪些方法表征它们？数均分子量、粘均分子量、重均、Z均分子量。