高分子物理期末復(fù)習(xí)題

1、高分子物理期末復(fù)習(xí)題集（沒(méi)有參考答案）第一章 高分子鏈的結(jié)構(gòu)教學(xué)大綱本章的主要內(nèi)容是介紹鏈的近程結(jié)構(gòu)和遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)。其中近程結(jié)構(gòu)介紹了高分子鏈結(jié)構(gòu)單元的化學(xué)組成、鍵接方式、立體構(gòu)型、支化與交聯(lián)和端基等內(nèi)容；遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)包括高分子的大小及柔順性，著重介紹柔順性的成因、影響因素和定量描述。 近程結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)單元的化學(xué)組成鍵接方式立體構(gòu)型支化與交聯(lián)端基共聚結(jié)構(gòu) 遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)高分子的大小柔順性（內(nèi)旋轉(zhuǎn)、構(gòu)象、影響因素及定量描述）要求掌握：1、高分子鏈近程結(jié)構(gòu)和遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)的主要內(nèi)容，并能舉例說(shuō)明各自對(duì)性能的影響； 2、構(gòu)象、構(gòu)型 、柔順性和鏈段等基本概念； 3、影響柔順性的因素有哪些?并能判斷不同分子鏈間柔順性的大小。

2、要求理解：1、平衡態(tài)柔順性的表征方法（q狀態(tài)測(cè)量法、幾何算法和高斯統(tǒng)計(jì)法）及異同； 2、自由聯(lián)接鏈、等效自由聯(lián)結(jié)鏈和高斯鏈的異同 3、正確理解和初步運(yùn)用以下公式 （1） （2） （3） （4） （5）要求了解：（1）幾何算法計(jì)算自由旋轉(zhuǎn)鏈的末端距； （2）高斯統(tǒng)計(jì)算法計(jì)算高斯鏈的假設(shè)、計(jì)算過(guò)程及幾種末端距的結(jié)果。習(xí)題一、名詞解釋：有規(guī)立構(gòu)高分子、立構(gòu)規(guī)整度、鏈段、等效自由連接鏈、高斯鏈、聚合物的鏈結(jié)構(gòu)、有規(guī)立構(gòu)高分子：其分子可以僅用一個(gè)以，一種簡(jiǎn)單序列排列的構(gòu)型重復(fù)單元描述的規(guī)整高聚物。立構(gòu)規(guī)整度：指高聚物中含有全同立構(gòu)與間同立構(gòu)的總的百分?jǐn)?shù)。鏈段：大分子中能夠完全自由取向的最小單元。高斯鏈：

3、末端距分布以及鏈段分布符合高斯分布函數(shù)的鏈。等效自由結(jié)合鏈：高分子鏈段與鏈段自由結(jié)合，并且無(wú)規(guī)取向。稱為等效自由結(jié)合鏈二、判斷題（1） 低溫度可以使聚丙烯的鏈處于凍結(jié)狀態(tài)，其構(gòu)象數(shù)減少，規(guī)整度提高。X（2） 大部分高分子主鏈上都含有s單鍵，任何條件下都能內(nèi)旋轉(zhuǎn)。X（3） 立構(gòu)規(guī)整度高的聚合物都能結(jié)晶。X（4） 溫度越高內(nèi)旋轉(zhuǎn)異構(gòu)體的數(shù)目越多。（5） 結(jié)晶高聚物的構(gòu)象數(shù)比取向高分子的構(gòu)象數(shù)少。X（6） 同一高分子玻璃態(tài)的末端距大于其粘流態(tài)的末端距。X（7） 自由結(jié)合鏈就是高斯鏈。X（8） 鏈段的長(zhǎng)度是由高斯統(tǒng)計(jì)理論計(jì)算得來(lái)的。X（9） 高斯統(tǒng)計(jì)理論只能用來(lái)計(jì)算柔順鏈的末端距。（10） 幾何計(jì)算得

4、到的末端距一定小于無(wú)擾狀態(tài)的末端距。（11） 自由旋轉(zhuǎn)鏈的末端距公式說(shuō)明記鍵角越大、鍵長(zhǎng)越長(zhǎng)、鍵的個(gè)數(shù)越多末端距越大。（12） 支化高分子的柔順性比無(wú)支化鏈的柔順性好。X（13） 交聯(lián)使高分子鏈的柔順性下降。X（14） 分子量增大高分子鏈的柔順性提高。X三、填空題（1） 端基對(duì)聚合物的_熱穩(wěn)定性_影響很大，例如聚碳酸酯的_羥基端_和酰氯端基存在使其_熱穩(wěn)定性_降低。（2） 順序異構(gòu)體對(duì)聚合物的性質(zhì)也有一定的影響，例如聚乙烯醇做維尼綸中只_頭尾鍵合_結(jié)構(gòu)才能與甲醛縮合，而_頭頭鍵合_結(jié)構(gòu)的存在使維尼綸中含有_羥_基，它具有親水性，使維尼綸縮水且強(qiáng)度下降。（3） 輕度交聯(lián)可使材料強(qiáng)度_提高_(dá)、模量

5、_增大_、彈性_變好_、粘流溫度_升高_(dá)、蠕變_減少_、應(yīng)力松弛_不會(huì)為0_、損耗因子_變小_。（4） 共聚物的類型有_無(wú)規(guī)_、_交替_、_嵌段_和接枝共聚。（5） 高分子的構(gòu)型包括_等規(guī)_、_間同_、_順式_、_反式_和無(wú)規(guī)立構(gòu)。（6） 大分子鏈在空間的形態(tài)包括_伸直鏈_、_無(wú)規(guī)線團(tuán)_、_折疊鏈_和螺旋鏈。（7） 聚苯醚的結(jié)構(gòu)式為_(kāi)，其中_芳環(huán)_使其具有剛性，_ C-O鍵_使其具有可塑性。（8） 自由結(jié)合鏈、自由旋轉(zhuǎn)鏈、受阻旋轉(zhuǎn)鏈、等效自由結(jié)合鏈計(jì)算得到的末端距分別是_( ） _( ) _( ) _( ) (括號(hào)內(nèi)注明參數(shù)的物理意義)（9） 柔順性的大小可以用_無(wú)擾均方末端距_、_鏈段長(zhǎng)度_

6、來(lái)表征。（10） 聚合物是_分子量不等的_同系物的混合物，聚合物分子量的不均一性稱為_(kāi)分子量的多分散性_。（11） _b_現(xiàn)象可用聚合物存在鏈段運(yùn)動(dòng)來(lái)解釋。 a.聚合物泡在溶劑中有溶脹； b.聚合物受力可發(fā)生彈性變形；c.聚合物熔體粘度很大。（12） 定量描述高分子鏈柔順性的參數(shù)是_bc_。 a.均方末端距 b.無(wú)擾均方末端距 c.Flory極限特征比（13） 理想柔性鏈的均方末端距等于_，完全剛性鏈的末端距為_(kāi)。（14） 自由旋轉(zhuǎn)鏈的末端距_于_條件下真實(shí)鏈的末端距。（15） 高斯鏈的末端距_于_條件下真實(shí)鏈的末端距。四、簡(jiǎn)答及論述題1、大分子的結(jié)構(gòu)分幾個(gè)層次？近程結(jié)構(gòu)和遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)各包括哪些內(nèi)

7、容？2、構(gòu)型和構(gòu)象有什么不同？試討論結(jié)晶聚丙烯和非晶聚丙烯構(gòu)型和構(gòu)象的情況。構(gòu)型是通過(guò)化學(xué)鍵固定的分子中原子的空間排列。構(gòu)象是表示單鍵周圍的原子與原子基團(tuán)的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的空間排列。改變構(gòu)型需要化學(xué)鍵的斷裂與重組，而改變構(gòu)象不需要。3、什么叫有規(guī)立構(gòu)聚合物？舉例說(shuō)明有規(guī)立構(gòu)聚合物和無(wú)規(guī)立構(gòu)聚合物在物性上有何不同？有規(guī)立構(gòu)聚合物其分子可以僅用一個(gè)以一種簡(jiǎn)單序列排列的構(gòu)型重復(fù)單元描述的規(guī)整高聚物。全同與間同立構(gòu)聚合物通稱有規(guī)立構(gòu)聚合物。有規(guī)立構(gòu)聚合物易結(jié)晶，熔點(diǎn)高機(jī)械強(qiáng)度高，密度高。4、烯類單體CH2=CHR在聚合過(guò)程中可能有哪些鍵接方式？頭頭（尾尾）接，頭尾接。 5、分子量相同的情況下，分子鏈的柔性與

8、鏈段長(zhǎng)度的關(guān)系如何？為什么？鏈段長(zhǎng)度降低，柔順性升高。由于空間位阻作用，能夠完全自由取向的最小單元的長(zhǎng)度降低內(nèi)旋轉(zhuǎn)就越容易。6、比較下列各組高分子柔順性的大小，分別寫出它們的結(jié)構(gòu)式并說(shuō)明柔順性不同的原因。（1） 聚乙烯 聚丙烯 聚苯乙烯 聚-乙烯基萘（2） 聚甲基丙烯酸乙酯 聚甲基丙烯酸正丙酯 聚甲基丙烯酸正丁酯 聚甲基丙烯酸正辛酯（3） 聚丙烯 聚1-丁烯 聚1-己烯（4） 聚丙烯酸 聚丙烯酸甲酯 聚丙烯酸鋅（5） 聚偏二氟乙烯 聚氟乙烯 聚氯乙烯（6） 聚丙烯 聚氯乙烯 聚丙烯腈（7） 聚氯乙烯 聚偏二氟乙烯 聚異丁烯（8） 聚丙烯 聚氯丁二烯 聚異戊二烯（9） 聚丁二烯 聚苯乙烯 丁苯橡

9、膠（10）聚異丁烯 聚二甲基硅氧烷（11）聚己二酸乙二酯 聚對(duì)苯二甲酸乙二酯 聚碳酸酯7、高斯鏈的末端距在何種條件下求得？為什么？ 8、何謂高分子鏈的均方旋轉(zhuǎn)半徑？它與什么均方末端距之間有一定的比例關(guān)系？關(guān)系式如何？ 對(duì)所有鏈段，所有可能構(gòu)象的旋轉(zhuǎn)半徑的平方取平均即均方旋轉(zhuǎn)半徑。五、計(jì)算題1、聚乙烯的聚合度為2000，C-C鍵長(zhǎng)為1.54埃，鍵角為109.5o，求完全伸直鏈的末端距今Lmax及自由旋轉(zhuǎn)鏈的均方根末端距（hf2）1/2，并說(shuō)明二者比值大小與柔順性的關(guān)系。第二章 高聚物的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)教學(xué)要求：本章的主要內(nèi)容有：高聚物的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)與分子間作用力的關(guān)系高聚物結(jié)晶形態(tài)、結(jié)晶過(guò)程、結(jié)晶能力及

10、結(jié)晶結(jié)構(gòu)與材料性 能的關(guān)系高聚物的取向結(jié)構(gòu)及取向?qū)Σ牧闲阅艿挠绊懜叻肿拥臒o(wú)定形結(jié)構(gòu)模型高分子液晶的簡(jiǎn)單介紹高分子多相體系的種類典型的多相材料的應(yīng)用本章的重點(diǎn)是：掌握高分子結(jié)晶的行態(tài)與結(jié)晶條件（結(jié)晶溫度 、冷卻速度）的關(guān)系結(jié)晶速度及結(jié)晶能力與鏈結(jié)構(gòu)及外界條件（結(jié)晶溫度、冷卻速度）的關(guān)系結(jié)晶形態(tài)對(duì)高聚物性能的影響結(jié)晶及非結(jié)晶高聚物的取向過(guò)程及取向?qū)π阅艿挠绊懕菊碌碾y點(diǎn)是： 對(duì)結(jié)晶過(guò)程的理解要求掌握的內(nèi)容：（1） 高聚物晶體的形態(tài)及性能（密度、強(qiáng)度、模量、伸長(zhǎng)率、溶解特性） 的關(guān)系 （2）結(jié)晶過(guò)程的動(dòng)力學(xué)方程 （3）結(jié)晶能力與鏈結(jié)構(gòu)及外因的關(guān)系 （4）結(jié)晶形態(tài)與結(jié)晶溫度及冷卻速度的關(guān)系 （5）取向的

11、機(jī)理及取向?qū)Σ牧闲阅艿挠绊懤斫鈨?nèi)容： （1）高聚物的結(jié)晶模型 （2）無(wú)定形結(jié)構(gòu)模型 （3）結(jié)晶及取向在工業(yè)上的應(yīng)用實(shí)例 （4）結(jié)晶度的測(cè)量及計(jì)算方法了解內(nèi)容： （1）高分子液晶的種類、結(jié)構(gòu)及應(yīng)用 （2）研究結(jié)晶的方法 （3）高分子多相體系的種類 （4）典型的多相材料的應(yīng)用習(xí)題一、名詞解釋單晶、 球晶 、取向 、 熔限、 結(jié)晶度 、 取向度 、 均相成核 、 內(nèi)聚能密度、 液晶 （1）單晶：一般是在極稀溶液中（濃度約0.01-0.1%），無(wú)外力作用下緩慢結(jié)晶生成的具有規(guī)則幾何形狀的薄片晶體。（3）取向：高分子的取向是指在外力作用下分子鏈、鏈段或結(jié)晶高分子中的結(jié)晶結(jié)構(gòu)沿外力作用方向排列的現(xiàn)象。（4

12、）熔限：高分子結(jié)晶從剛開(kāi)始熔化到完全熔化時(shí)的溫度。（5） 結(jié)晶度：試樣中結(jié)晶部分所占的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)或體積百分?jǐn)?shù)。（6）取向度：是表征材料取向程度的重要參數(shù)，一般用F 表示：（7）均相成核：是由熔體中的高分子鏈段靠熱運(yùn)動(dòng)形成有序排列的鏈?zhǔn)鵀榫Ш说某珊朔绞?。?）內(nèi)聚能密度：?jiǎn)挝惑w積內(nèi)的內(nèi)聚能。內(nèi)聚能為克服分子間的作用力，把一摩爾液體或固體分子移到其分子間的引力范圍之外所需要的能量。（9)液晶：具有明顯各向異性的有序流體，是除氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)外物體可以存在的另一種穩(wěn)定的熱力學(xué)相態(tài)。二、填空題（1） 高聚物的結(jié)晶形態(tài)有_單晶_、_球晶_、_串晶_和完全伸直鏈晶體。（2） 高分子材料內(nèi)部抵抗形變的力可能

13、有_范德華力_（包括_靜電力、色散力、誘導(dǎo)力_）、_鍵合力_、_氫鍵_等。（3） 高聚物的單晶一般只能在_極稀聚合物溶液_中_緩慢冷卻_生成，而在熔體或濃溶液中外力較小時(shí)形成_球晶_它在偏光顯微鏡下具有_黑十字消光_現(xiàn)象，在極強(qiáng)外力作用下或?qū)θ垠w進(jìn)行_加壓加熱_處理則能形成_伸直鏈片晶_這種晶體的特性是_、_、_等。（4） 高密度聚乙烯與低密度聚乙烯相比其支化度_低_、分子的規(guī)整性_好_、結(jié)晶度_高_(dá)、熔點(diǎn)_高_(dá)、密度_大_、硬度_大_、強(qiáng)度_高_(dá)。（5） 描述結(jié)晶結(jié)構(gòu)的模型有_纓狀膠束模型_、_折疊鏈模型_、_插線板模型 _、等，它們分別描述了 _結(jié)晶和非結(jié)晶獨(dú)立存在_、_、_的特征。（6）

14、 描述非晶結(jié)構(gòu)的模型有_無(wú)規(guī)線團(tuán)模型_、_局部有序模型_。（7） 液晶包括_近晶型_、_向列型_和_膽甾型_，它們的結(jié)構(gòu)特征分別是_、_、_，典型的特征分別是_、_和_。（8） 高分子的取向單元有_分子鏈_和_鏈段_，取向的類型包括_單軸取向_和_雙軸取向_。（9） 有一聚合物在均相熔體結(jié)晶過(guò)程觀察到球晶，根據(jù)結(jié)晶理論，其Avrami指數(shù)應(yīng)為 _C_。 a. 2 b. 3 c. 4（10） 結(jié)晶性共聚物在_C_的溫度下結(jié)晶時(shí)，得到的晶體較完整，晶粒尺寸較大，且熔點(diǎn)較高、熔限較窄。 a. 略低于Tm b. 略高于Tg c. 在最大結(jié)晶速率（11） 聚丙烯的螺旋型鏈屬于_B_問(wèn)題。 a.構(gòu)型 b.

15、構(gòu)象 c.聚集態(tài)（12） 內(nèi)聚能近似等于_A_。 a.蒸發(fā)熱 b.分解熱 c.溶解熱（13） 聚乙烯晶體中采用_平面鋸齒_構(gòu)象，而聚丙烯晶體中構(gòu)象_螺旋構(gòu)象_。三、簡(jiǎn)答及論述題1、高分子聚集態(tài)結(jié)構(gòu)包括哪些內(nèi)容？舉例說(shuō)明聚集態(tài)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)與成型條件及制品性能的關(guān)系。高分子的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)包括：晶態(tài)結(jié)構(gòu)，非晶態(tài)結(jié)構(gòu)，液晶態(tài)結(jié)構(gòu)。2、高聚物為什么只有固態(tài)、液態(tài)而無(wú)氣態(tài)？因?yàn)楦叻肿拥姆肿娱g力超過(guò)了組成它的化學(xué)鍵的鍵能，高分子受熱，能量不足以克服范德華力的時(shí)候，高分子的主價(jià)鍵已遭到了破壞，發(fā)生了高分子的降解。3、與小分子晶體比較，高聚物晶體的特征是什么？（1）晶胞由鏈段組成；（2）高分子鏈在大多數(shù)情況下以折疊

16、鏈片晶形態(tài)構(gòu)成高分子晶體；（3）構(gòu)成高分子晶體的晶胞結(jié)構(gòu)重復(fù)單元b有時(shí)與其化學(xué)重復(fù)單元a不相同；（4）結(jié)晶不完善；（5）結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性與多重性，熔點(diǎn)不是一個(gè)單一溫度值，而是一個(gè)溫度范圍。4、聚乙烯在下列條件下緩慢結(jié)晶，各生成什么樣的晶體？（1） 從極稀溶液中緩慢結(jié)晶； 單晶（2） 從熔體中結(jié)晶； 球晶（3） 在極高壓力下固體擠出； 伸展鏈晶體（4） 在溶液中強(qiáng)烈攪拌下結(jié)晶 串晶5、聚乙烯全同聚丙烯均為塑料，為什么乙烯和丙烯的共聚物為橡膠？ PE由于鏈節(jié)最規(guī)整，最對(duì)稱，且體積最小，因此非常容易結(jié)晶，由于結(jié)晶是緊密堆砌，限制了鏈段的運(yùn)動(dòng)，使彈性表現(xiàn)不出來(lái)，所以只能做塑料。全同聚丙烯也是結(jié)構(gòu)規(guī)整易于結(jié)

17、晶的高聚物故只用作塑料。但是乙丙共聚物中引入了無(wú)規(guī)排列的側(cè)甲基，破壞了鏈的規(guī)整性，使之結(jié)晶能力下降。當(dāng)乙烯與丙烯在共聚物重達(dá)到一定比例時(shí)，此乙丙共聚物就完全不結(jié)晶，在室溫下彈性能充分表現(xiàn)出來(lái)，所以可以做橡膠用。6、根據(jù)Tm=|DH/DS|，說(shuō)明耐熱性結(jié)晶高分子材料分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。 7、已知某一高聚物結(jié)晶態(tài)的密度為0.963g /cm3，完全非晶態(tài)的密度為0.854 g /cm3，現(xiàn)制得某制品的密度為0.900 g /cm3，問(wèn)該制品的結(jié)晶度為多少？8、常用研究高聚物結(jié)晶過(guò)程的方法在哪幾種？試簡(jiǎn)述之。膨脹劑法，偏光顯微鏡法9、討論結(jié)晶溫度與冷卻速率對(duì)熔融結(jié)晶高聚物的結(jié)晶速率的影響。并舉例說(shuō)明控制高

18、聚物結(jié)晶條件的實(shí)用意義。結(jié)晶性高分子熔體驟冷可得到非晶或結(jié)晶度很低的晶體；而緩慢冷卻，甚至進(jìn)行熱處理，則得到的是高結(jié)晶度的大晶粒的聚集體。10、在注射成型加工中，所得制品的表面具有雙折射現(xiàn)象，而內(nèi)部為球晶，試解釋之。注射成型加工中，制品表面遇到冷的模具壁，迅速降溫，取向態(tài)被凍結(jié)，所以表面具有雙折射現(xiàn)象。而制品內(nèi)部溫度較高，分子鏈可以解取向，緩慢冷卻過(guò)程中可以生成球晶。11、高分子液晶有哪些類型？如何劃分？高分子液晶具有什么重要性質(zhì)特征？按分子排列方式和自序性分：近晶型，向列型，膽甾型液晶 按液晶原的位置分：主鏈型液晶，側(cè)鏈型液晶。 按成型方法分：溶致型液晶、熱致型液晶性質(zhì)特征：具有晶態(tài)物質(zhì)分子

19、的有序性排列；具有液態(tài)物質(zhì)的流動(dòng)行12、物理改性高聚物材料的性能有哪些途徑？就你較為熟悉的一種作一說(shuō)明。 物理共混：機(jī)械共混，溶液共混和乳液共混。第三章 高分子溶液的性質(zhì)及分子量學(xué)習(xí)要求：主要內(nèi)容 （1）高聚物溶解的特點(diǎn) （2）溶劑的選擇原則 （3）高分子稀溶液熱力學(xué)性質(zhì) （4）滲透壓法、粘度法、GPC法測(cè)分子量及分子 量分布的方法難點(diǎn)內(nèi)容： 高分子稀溶液的熱力學(xué)理論掌握內(nèi)容：（）高聚物溶解的特點(diǎn) （）溶劑的選擇原則 （）溫度、Huggins參數(shù)、第二維利系數(shù)A2的概 念及物理意義 （）各種粘度、溶脹比、平均網(wǎng)鏈分子量的概念 （）滲透壓法、粘度法、GPC測(cè)定分子量及分子 量分布的方法 理解內(nèi)容

20、 ：（）理解高分子溶解過(guò)程的熱力學(xué)解釋 （）Flory-Huggins稀溶液理論 （）交聯(lián)高聚物的溶脹平衡公式的物理意義 了解內(nèi)容 ：（）Flory-Huggins稀溶液理論的公式的推導(dǎo) （）交聯(lián)高聚物的溶脹平衡公式的推導(dǎo) 習(xí)題一、名詞解釋： 溶脹 、 溶解度參數(shù)、 溶劑化作用 、 Huggins參數(shù) 、 溶脹平衡 、 第二維利系數(shù)、 特性粘數(shù) 、 溶脹平衡、 狀態(tài)溶脹：高聚物溶解過(guò)中，溶劑分子滲入高聚物內(nèi)部,使高聚物體積膨脹的過(guò)程.溶解度參數(shù)：為內(nèi)聚能密度的平方根,溶劑化作用：指溶質(zhì)與溶劑的基團(tuán)間所產(chǎn)生的物理化學(xué)作用,這種作用是溶質(zhì)間分離而溶于溶劑中.Huggins參數(shù)：即，反映了高分子與溶

21、劑混合過(guò)程中相互作用能的變化.溶脹平衡：交聯(lián)高聚物在溶脹過(guò)程中一方面溶劑滲入高聚物內(nèi)部使體積膨脹導(dǎo)致網(wǎng)狀分子鏈向三維空間伸展時(shí),分子網(wǎng)因受應(yīng)力而產(chǎn)生彈性回縮,力圖使分子網(wǎng)回縮,當(dāng)這兩種相互作用達(dá)到平橫時(shí),就稱為溶脹平衡. 第二維利系數(shù)：是高分子鏈段與鏈段之間以及高分子與溶劑分子之間相互作用的一種量度,它與溶劑化作用和高分子在溶液里的形態(tài)有密切的關(guān)系.特性粘數(shù)：表征聚合物分子量的一個(gè)參數(shù).通過(guò)測(cè)定一系列聚合物稀溶液的粘度和溶劑的粘度,可以得到相對(duì)粘度和增比粘度,然后結(jié)合溶液粘度C以或向外推作圖,在縱軸上的截距即為特性粘數(shù)二、填空題：（1） 通常=K中的值在0.51之間，故同一樣品的Mn，Mw，M

22、值的大小順序是MnM, 高分子鏈處于伸展?fàn)顟B(tài)；T=, 高分子鏈處于無(wú)繞狀態(tài)；T的高分子，運(yùn)動(dòng)單元之就由原子過(guò)渡到分子鏈，沒(méi)有經(jīng)過(guò)鏈段運(yùn)動(dòng)的高彈態(tài)。11、現(xiàn)有具有下列化學(xué)結(jié)構(gòu)單元的幾組高聚物，試估計(jì)各組高聚物的g高低順序，寫出其結(jié)構(gòu)式并說(shuō)明理由：（） PE PP PAN PVC（） -O(CH2)6OCO(CH2)6CO- -NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO- NH (CH2)6NHCO- -CO （） -O(CH2)8OCO(CH2)8CO- -O- -OCO(CH2)3CO- -O CH2 - - CH2OCO CH2 - -CH2CO- （）聚乙烯尼龍聚對(duì)苯二架酸乙二酯 （）聚苯乙

23、烯聚碳酸酯聚苯（）聚二甲基硅氧烷聚氯乙烯順,聚丁二烯聚苯乙烯聚乙烯（）線型聚乙烯聚丙烯乙烯丙烯共聚物（）聚氯乙烯聚氯乙烯含有重量含量的鄰苯二甲酸二辛酯聚氯乙烯含有重量含量的鄰苯二甲酸二 丁酯12、高聚物成型加工的上限溫度和下限溫度分別是什么？其下限溫度由哪些因素決定？ 1、 塑料 非晶 上限 下限 結(jié)晶 上限 時(shí)，下限 2、 橡膠 上限 下限a.分子量， b分子結(jié)構(gòu)，柔順性好 c加增塑劑，。加穩(wěn)定劑 d外力 ，。外力作用時(shí)間，13甲苯的玻璃化溫度為160，若以甲苯作聚苯乙烯的增塑劑，試估計(jì)含而不露20%體積分?jǐn)?shù)的聚苯乙烯的玻璃化溫度是多少？ Tg =100*（1-20%）+(-160)*20%

24、 =48()14已知某高聚物樣品中，丁二烯的含量為25%，苯乙烯的含量為75%，用什么方法可以證明該樣品是共聚物而不是均聚物的共混物？可測(cè)量該樣品的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg.若測(cè)得兩個(gè)Tg轉(zhuǎn)變，且分別接近于純丁二烯與純苯乙烯的，則說(shuō)明此樣品為均聚物的共混物 若測(cè)得兩個(gè)Tg轉(zhuǎn)變，且都小于純苯乙烯的，并都大于純聚丁二烯的，則說(shuō)明此樣品可能是嵌段共聚物或接枝共聚物。 若只測(cè)得有一個(gè)Tg轉(zhuǎn)變，說(shuō)明此樣可能是無(wú)規(guī)共聚物或交替共聚物。15. 試述橡膠、纖維和塑料的使用溫度范圍。 16. 試簡(jiǎn)述高分子晶體與結(jié)晶的特點(diǎn)。它與低分子結(jié)晶有何不同？17. 物的結(jié)晶速率溫度曲線分區(qū)示意圖中說(shuō)明、三種溫度區(qū)域的結(jié)晶情況及有

25、何特點(diǎn)。三個(gè)區(qū)域結(jié)晶所得的聚合物其性能有何不同？第五章 聚合物的高彈性和粘彈性教學(xué)大綱本章的內(nèi)容包括：1. 高彈性的特點(diǎn)及橡膠狀態(tài)方程的建立、應(yīng)用2. 粘彈性的概念、特征、現(xiàn)象3. 線性粘彈性模型4. 玻爾茲曼迭加原理、時(shí)溫等效原理及應(yīng)用難點(diǎn)：（）動(dòng)態(tài)粘彈性的理解 （）時(shí)溫等效原理的理解 （）松弛譜的概念掌握內(nèi)容：（）高彈性的特征和本質(zhì)，橡膠的熱力學(xué)和交聯(lián)橡膠狀態(tài)的物理意義； （）蠕變、應(yīng)力松弛及動(dòng)態(tài)力學(xué)性質(zhì)的特征、分子運(yùn)動(dòng)機(jī)理及影響因素； （）線性粘彈性的Maxwell模型、Keliv模型、三元件模型及四元件模型。 理解內(nèi)容（）高彈形變的熱力學(xué)分析和統(tǒng)計(jì)理論 （）線性粘彈性模型的推導(dǎo) （）疊

26、加原理及實(shí)踐意義了解內(nèi)容：松弛譜的概念習(xí)題一：名詞解釋普彈性 高彈性 粘彈性 拉伸應(yīng)變 剪切應(yīng)變 應(yīng)力松弛 蠕變 內(nèi)耗 損耗因子 動(dòng)態(tài)力學(xué)性質(zhì) Maxwell模型 Keliv模型 Boltzmann疊加原理普彈性：高分子材料在外應(yīng)力的作用下被拉伸時(shí)，在屈服點(diǎn)之前只產(chǎn)生小的線性可逆形變，其應(yīng)力和應(yīng)變服從虎克彈性定律，此種性質(zhì)稱為普彈性。高彈性：高分子材料所具有的模量小，形變量大且可以迅速恢復(fù)的性質(zhì)。粘彈性：高聚物所表現(xiàn)出的機(jī)具有粘性又具有彈性的性質(zhì)，它是聚合物材料由于其分子運(yùn)動(dòng)要克服內(nèi)摩檫，故它在外力作用下的形變產(chǎn)生與除去外力后的形變恢復(fù)與時(shí)間有關(guān)的性質(zhì)。 拉伸應(yīng)變：在拉伸式樣中，測(cè)試樣的伸長(zhǎng)度

27、與標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度之比，即單位原長(zhǎng)度的長(zhǎng)度變化。為無(wú)因次量。剪切應(yīng)變：又稱正切應(yīng)變，剪切時(shí)的相對(duì)形變量。即由于剪切應(yīng)力的作用而產(chǎn)生的應(yīng)變。應(yīng)力松弛：物質(zhì)體系在恒定的應(yīng)變下，應(yīng)力隨時(shí)間而衰減的現(xiàn)象。蠕變：物質(zhì)體系在恒應(yīng)力作用下，應(yīng)變隨時(shí)間而逐漸增加的現(xiàn)象。內(nèi)耗 ：材料在交變應(yīng)力作用之下產(chǎn)生的以熱量形式散失的損耗。損耗因子：定義tg=E”/E，其中，E”為損耗模量，E為儲(chǔ)能模量，他表示在一起的形變過(guò)程中損耗模量與最大儲(chǔ)能模量之比。動(dòng)態(tài)力學(xué)性質(zhì)：物體在交變的應(yīng)力或應(yīng)變作用下的力學(xué)行為。常用復(fù)數(shù)模量或復(fù)數(shù)柔亮等物理量來(lái)表示。高聚物的動(dòng)態(tài)力學(xué)性質(zhì)可隨溫度和時(shí)間而變化明顯。 Maxwell模型：由一個(gè)理想彈簧和一

28、個(gè)理想粘壺串聯(lián)而成，模型受力時(shí)，兩個(gè)模型的應(yīng)力與總應(yīng)力相等1=2=，而總應(yīng)變等于兩個(gè)元件的應(yīng)變之和=1+2Keliv模型：由一個(gè)理想彈簧和一個(gè)理想粘壺并聯(lián)而成，模型受力時(shí)，兩個(gè)模型的應(yīng)變相等=1=2，而總應(yīng)力等于兩個(gè)元件的應(yīng)力之和=1+2. 。Boltzmann疊加原理：高聚物的力學(xué)松弛行為是時(shí)其整個(gè)歷史上諸松弛過(guò)程線性加和的結(jié)果。二、填空題（1）對(duì)于各向同性材料，其楊氏模量、剪切模量及體積模量之間的關(guān)系是_（）（V）_。（2）理想高彈性的主要特點(diǎn)是 模量低，形變量大可迅速恢復(fù)，模量隨溫度的升高而增大，高彈形變有明顯的熱效應(yīng)。（3） 理想的交聯(lián)橡膠的狀態(tài)方程為 = N0KT(-2)= (-2)

29、 ；當(dāng)考慮大分子末端無(wú)貢獻(xiàn)得到的修正方程為 =（1-(-2) ；各參數(shù)的物理意義分別是：_為_(kāi)拉伸比_，_為_(kāi)氣體常數(shù)_，為高聚物密度，_MC_為_(kāi)有效鏈的平均分子量。_，Mn為橡膠硫化前的數(shù)均分子（4） 粘彈性現(xiàn)象有_蠕變_、_應(yīng)力松弛_和_動(dòng)態(tài)力學(xué)性能_。（5） 聚合物材料的蠕變過(guò)程的形變包括_普彈形變_、_高彈形變_和粘性流動(dòng)_。（6） 交變外力作用下，作用頻率一定時(shí)，在_理想彈性流動(dòng)_時(shí)高分子的復(fù)數(shù)模量等于它的實(shí)部模量，在_理想粘性流動(dòng)_時(shí)它的復(fù)數(shù)模量等于它的虛部模量。（7） 橡膠產(chǎn)生彈性的原因是拉伸過(guò)程中B_。 a.內(nèi)能的變化； b.熵變； c.體積變化。（8） 可以用時(shí)溫等效原理研

30、究聚合物的粘彈性，是因?yàn)開(kāi)A_。a高聚物的分子運(yùn)動(dòng)是一個(gè)與溫度、時(shí)間有關(guān)的松弛過(guò)程；a. 高聚物的分子處于不同的狀態(tài)；b. 高聚物是由具有一定分布的不同分子量的分子組成的。（9） 高分子材料的應(yīng)力松弛程度與_B_有關(guān)。 a.外力大?。?b.外力頻率； c.形變量。三、判斷題（1）高彈性是指材料能夠產(chǎn)生大形變的能力。錯(cuò)，在較小的外力下產(chǎn)生的大形變。（2）只要鏈段運(yùn)動(dòng)就能產(chǎn)生高彈形變。錯(cuò)（3）理想高彈性服從虎克彈性定律。錯(cuò)，理想普彈性服從虎克彈性定律。（4）復(fù)數(shù)模量中實(shí)部描述了粘彈性中的理想彈性，而虛部描述的是理想粘性。對(duì)（5）Boltzmann原理說(shuō)明最終形變是各階段負(fù)荷所產(chǎn)生形變的簡(jiǎn)單加和。錯(cuò)

31、，Boltzmann原理說(shuō)明最終形變是其整個(gè)歷史上諸松弛過(guò)程線性加和的結(jié)果。四、簡(jiǎn)答及論述題1、高彈性的特點(diǎn)是什么？高彈性的本質(zhì)是什么？如何通過(guò)熱力學(xué)分析和高彈性的統(tǒng)計(jì)理論來(lái)說(shuō)明這些特點(diǎn)？運(yùn)用熱力學(xué)第一、第二定律推導(dǎo)說(shuō)明其物理意義，并以此解釋為什么能產(chǎn)生很大的形變、形變可逆及拉伸時(shí)放熱。（1）高彈性的特點(diǎn)：模量低；形變量大，可以迅速恢復(fù)；形變需要時(shí)間；模量隨溫度的升高而增大；拉伸和壓縮過(guò)程有明顯的熱效應(yīng)。（2）高彈性的本質(zhì)是熵彈性是外力作用促使高聚物主鏈發(fā)生內(nèi)旋轉(zhuǎn)的過(guò)程，是鏈段的運(yùn)動(dòng)。（3）根據(jù)橡膠拉伸時(shí)發(fā)生的高彈性變，除去外力后可以恢復(fù)原狀，即形變可逆，因此可以利用熱力學(xué)第一和第二定律進(jìn)行分

32、析。2、 什么叫松弛過(guò)程？舉例說(shuō)明某一松弛過(guò)程的運(yùn)動(dòng)單元、觀察條件（時(shí)間、溫度）和現(xiàn)象。 （1）松弛過(guò)程：從一種平衡狀態(tài)到另一種平衡狀態(tài)所經(jīng)歷的過(guò)程。（2）應(yīng)力松弛，運(yùn)動(dòng)單元為鏈段，實(shí)驗(yàn)觀察時(shí)間同數(shù)量級(jí)，溫度在Tg附近，現(xiàn)象：應(yīng)力隨時(shí)間的延長(zhǎng)而減少。3、 高聚物為什么會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力松弛？用分子運(yùn)動(dòng)論的觀點(diǎn)解釋之。 當(dāng)高聚物一開(kāi)始被拉伸時(shí)，其中分子處于不平衡的構(gòu)象，要逐漸過(guò)渡到平衡的構(gòu)象，也就是鏈段順著外力的方向運(yùn)動(dòng)，直至整個(gè)分子鏈質(zhì)心發(fā)生移動(dòng)，分子鏈相互滑脫，產(chǎn)生不可逆的粘性形變，消除彈性形變時(shí)所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。4、 分別畫出線性和交聯(lián)高聚物的蠕變曲線，寫出其線性時(shí)間關(guān)系式，并用分子運(yùn)動(dòng)論的觀點(diǎn)解釋

33、之。 由于受到外力作用，線性和交聯(lián)高聚物均隨時(shí)間發(fā)生一定的形變。外力除去后現(xiàn)行高聚物由于分子間的相對(duì)滑移，形變不能完全回復(fù)，而交聯(lián)高聚物分子間形成交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，不存在分子間滑移，因而去除外力后可以完全回復(fù)。5、 試比較未硫化膠與硫化膠在室溫下的應(yīng)力松弛曲線。未硫化膠應(yīng)力松弛過(guò)程中隨時(shí)間的延長(zhǎng)橡膠的回復(fù)力逐漸減小，這是由于內(nèi)部應(yīng)力在逐漸減小，甚至達(dá)到了零。而交聯(lián)橡膠，分子間不能滑移，應(yīng)力不會(huì)松弛到零，只能松弛到某一數(shù)值。6、 垂直懸掛一砝碼于橡膠帶下，使之呈拉伸狀態(tài)，當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，將觀察到什么現(xiàn)象？解釋之。 環(huán)境溫度升高時(shí)，E將會(huì)增大，減小，因此膠帶回縮。7、 下列模型分別描述什么樣的粘彈現(xiàn)

34、象？8、 何為內(nèi)耗？產(chǎn)生內(nèi)耗的原因是什么？?jī)?nèi)耗用什么表示？ 當(dāng)外界給予粘彈性材料一定機(jī)械能時(shí)，材料出了一彈性形變的形式儲(chǔ)存一部分能量之外，另一部分能量將以熱量的形式消耗掉，后者即為內(nèi)耗。產(chǎn)生內(nèi)耗的原因是由于分子鏈間的摩擦以及鏈段運(yùn)動(dòng)的內(nèi)摩擦。內(nèi)耗用損耗角的正切，即損耗因子來(lái)表示：tg=E”/E 9、 分別畫出內(nèi)耗溫度、內(nèi)耗頻率曲線，并說(shuō)明二者的聯(lián)系。10、何為動(dòng)態(tài)粘彈性？它與靜態(tài)粘彈性有何異同？說(shuō)明為什么天然橡膠的Tg為70，而在交變力場(chǎng)中10時(shí)就失去了彈性？ 動(dòng)態(tài)粘彈性是指在交變應(yīng)力的作用之下發(fā)生的滯后現(xiàn)象和力學(xué)損耗。靜態(tài)粘彈性是指蠕變和應(yīng)力松弛等在靜態(tài)應(yīng)力應(yīng)變的作用之下的粘彈行為。在交變應(yīng)

35、力場(chǎng)中，隨頻率的上升，分子鏈變得剛硬，表現(xiàn)在玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變上為玻璃化溫度升高，因而在交變場(chǎng)中10時(shí)就失去了彈性11、動(dòng)態(tài)模量E*由哪幾部分組成？各自的物理意義是什么？在什么情況下（溫度、頻率）E*= E，在什么情況下E*= E？12、在橡膠的應(yīng)力應(yīng)變曲線中存在滯后現(xiàn)象，試解答： （1）畫出橡膠的拉伸回復(fù)損耗示意圖； （2）對(duì)應(yīng)于同一應(yīng)力，回縮時(shí)的形變值大于拉伸時(shí)的形變值的原因； （3）拉伸曲線及回縮曲線下的面積及滯后圈所包圍的面積的物理意義； （4）推導(dǎo)拉伸回縮滯后圈面積大小W和最大儲(chǔ)能的值W，回答二者比值的意義及與tg的關(guān)系。第六章：聚合物的屈服和斷裂教學(xué)大綱：本章介紹了材料在形變過(guò)程中的分子運(yùn)

36、動(dòng)及產(chǎn)生的宏觀力學(xué)行為。主要內(nèi)容包括： （1）研究材料變形的實(shí)驗(yàn)方法 （2）各類高聚物的應(yīng)力應(yīng)變 曲線及表征的物理意義 （3）高聚物的強(qiáng)度概念及補(bǔ)強(qiáng)機(jī)理 （4）高聚物的增韌機(jī)理掌握內(nèi)容： （1）應(yīng)力應(yīng)變曲線測(cè)量的條件、方法 （2）玻璃態(tài)、結(jié)晶態(tài)高聚物分別在不同的溫度范圍內(nèi) 測(cè)得的曲線及曲線中所代表的物理意義 （3）強(qiáng)度的概念及增強(qiáng)的機(jī)理、補(bǔ)強(qiáng)措施 （4）影響強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)因素及環(huán)境因素 （5）增韌的方法及優(yōu)缺點(diǎn)理解內(nèi)容： （1）材料的強(qiáng)度理論及破壞機(jī)理 （2）脆韌轉(zhuǎn)變及增韌機(jī)理了解內(nèi)容： （1）表征材料斷裂強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)方法 （2）測(cè)量材料韌性的實(shí)驗(yàn)方法習(xí)題一、名詞解釋屈服強(qiáng)度脆性破壞韌性破壞強(qiáng)迫高彈

37、性冷拉應(yīng)變硬化剪切帶應(yīng)變軟化活性填料銀紋增韌脆化溫度惰性填料增強(qiáng)屈服強(qiáng)度：材料發(fā)生屈服時(shí)的臨界應(yīng)力值，也是附近應(yīng)變范圍內(nèi)的應(yīng)力極大值。它是材料的實(shí)際使用極限。脆性破壞：材料出現(xiàn)屈服之前發(fā)生的斷裂。韌性破壞；材料因發(fā)生較大的永久形變而引起的緩慢破壞。強(qiáng)迫高彈性：玻璃態(tài)聚合物在大外力作用下產(chǎn)生大形變的性能，其本質(zhì)是鏈段運(yùn)動(dòng)的結(jié)果。冷拉；拉伸實(shí)驗(yàn)中試樣成頸后的塑性變形過(guò)程應(yīng)變硬化：應(yīng)力應(yīng)變曲線的斜率在高應(yīng)變處上升的現(xiàn)象。取向可能是聚合物在拉伸方向上更強(qiáng)的反抗伸長(zhǎng)，從而導(dǎo)致應(yīng)變硬化；對(duì)于天然橡膠這樣的聚合物，在伸長(zhǎng)很高時(shí)的應(yīng)變誘導(dǎo)結(jié)晶也可導(dǎo)致應(yīng)變硬化。剪切帶；當(dāng)將韌性高聚物拉伸或壓縮時(shí)，部分材料形變時(shí)集結(jié)而成的窄條的形變帶。其平面一般與拉伸或壓縮的方向成45度或55度角，剪切帶中的分子鏈與周圍相比有明顯的再取向。應(yīng)變軟化：聚合物受應(yīng)力作用超過(guò)屈服點(diǎn)時(shí)，其應(yīng)力應(yīng)變曲線斜率（或僅是應(yīng)力本身）減小的現(xiàn)象。當(dāng)應(yīng)力用表觀應(yīng)力表示時(shí)，它可簡(jiǎn)單的解釋為由于樣品截面積的減小而使表觀應(yīng)理值下降?；钚蕴盍希阂话闶侵赣靡蕴岣呔酆衔锊牧蠌?qiáng)度的物質(zhì)，分為無(wú)機(jī)增強(qiáng)劑和有機(jī)增強(qiáng)劑。銀紋：在應(yīng)力環(huán)境因素作用下使高分子材料表面或內(nèi)部形成的在光照下呈乳白色的微小的裂紋。增韌：通過(guò)共混高聚物或化學(xué)的方法，將具有增韌作用的物質(zhì)分散到脆性物質(zhì)中，增加其韌性，提高其沖擊強(qiáng)度的方法。脆化溫度：又稱脆化點(diǎn)或脆點(diǎn)。當(dāng)溫度降至聚合物