【化學(xué)課件】高分子物理習(xí)題集大全（下）

課程名稱：高分子物理（含實(shí)驗(yàn)）

一、考試的總體要求

要求考生掌握高分子各層結(jié)構(gòu)內(nèi)容、分子運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)、力學(xué)性能和溶液

性質(zhì)幾方面的根本概念，了解高分子各層結(jié)構(gòu)和性能間的相互聯(lián)系。

二、考試的內(nèi)容及比例

1.高分子鏈結(jié)構(gòu)〔15%〕

范圍一一結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、各級(jí)結(jié)構(gòu)包含的具體內(nèi)容、大分子鏈的構(gòu)象統(tǒng)計(jì)。

掌握內(nèi)容：該局部?jī)?nèi)容所涉及到的根本術(shù)語(yǔ)、各級(jí)鏈結(jié)構(gòu)對(duì)聚集態(tài)結(jié)

構(gòu)和性能的影響，各級(jí)鏈結(jié)構(gòu)與鏈柔順性的關(guān)系。

2.高分子的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)〔20%〕

范圍一一分子間作用力、結(jié)晶形態(tài)、聚集態(tài)結(jié)構(gòu)模型、結(jié)晶過(guò)程和結(jié)

晶熱力學(xué)、取向態(tài)結(jié)構(gòu)。

掌握內(nèi)容：分子間作用力的類別、大分子晶體的形態(tài)特點(diǎn)和制備方法、

兩大類聚集態(tài)結(jié)構(gòu)模型的特點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)依據(jù)、分子結(jié)構(gòu)對(duì)結(jié)晶能力和熔點(diǎn)

的影響、熔融過(guò)程的本質(zhì)、結(jié)晶度的測(cè)定、結(jié)晶和性能的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

3.分子運(yùn)動(dòng)〔20%〕

范圍一一分子熱運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)、力學(xué)狀態(tài)、玻璃化轉(zhuǎn)變。

掌握內(nèi)容：根本術(shù)語(yǔ)、熱運(yùn)動(dòng)的三大特點(diǎn)、三大類聚合物的溫度一形

變曲線（溫度一模量）、玻璃化轉(zhuǎn)變的實(shí)質(zhì)和轉(zhuǎn)變溫度的測(cè)定、影響玻

璃化轉(zhuǎn)變溫度的因素。

4.力學(xué)性質(zhì)〔20%〕

范圍一一玻璃態(tài)和結(jié)晶態(tài)聚合物的力學(xué)性質(zhì)、高彈性、粘彈性。

掌握內(nèi)容：聚合物的拉伸行為、屈服、斷裂和強(qiáng)度，橡膠彈性的熱力

學(xué)分析和統(tǒng)計(jì)理論，時(shí)溫等效和Boltzmann疊加原理、粘彈性的力學(xué)模

型、松弛現(xiàn)象，拉伸行為的試驗(yàn)方法。

5.溶液性質(zhì)〔25%〕

范圍一一溶解、高分子溶液的熱力學(xué)性質(zhì)、分子量及分布。

掌握內(nèi)容：溶解能力的判斷、Flory—Huggins高分子溶液理論、0

溫度、Flory-Huggins高分子稀溶液理論、平均分子量與分布函數(shù)、

分子量測(cè)定。

三、試卷題型及比例

1.根本術(shù)語(yǔ)解釋(15一10%)

2.簡(jiǎn)答題(15—20%)

3.圖形題(15一20%)

3.計(jì)算（15—0%）

4.實(shí)驗(yàn)題(15—20%)

6.論述題(25—15%)

四、考試形式及時(shí)間

考試形式為筆試?？荚嚂r(shí)間為一小時(shí)。

五.主要參考教材（參考書目）

1.何曼君等編，？高分子物理？，復(fù)旦大學(xué)出版社

2.金日光、華幼卿編，？高分子物理？，化學(xué)工業(yè)出版社

3.張開等編，？高分子物理學(xué)？，化學(xué)工業(yè)出版社

4.天津大學(xué)材料學(xué)院高分子材料系編，？高分子物理實(shí)驗(yàn)？

第一章

1定義以下術(shù)語(yǔ)：

1）內(nèi)氫鍵；2）內(nèi)聚能密度；3）構(gòu)型與構(gòu)象；4）無(wú)規(guī)線團(tuán)；5）熱塑彈體；6）分子鏈的

最可幾末端距、平均末端距和均方末端距；7）鏈段；8）分子鏈的均方半徑；9）分子鏈

的平衡態(tài)柔性和動(dòng)態(tài)柔性。

2如何測(cè)定低分子物質(zhì)的內(nèi)聚能密度？能否用同樣的方法測(cè)定高聚物的內(nèi)聚能

密度？

3指出塑料、橡膠和纖維的內(nèi)聚能密度的大致范圍.為什么聚乙烯的內(nèi)聚能密

度較低但能成為塑料？

4寫出聚1,2丁二烯和聚1,2異戊二烯可能的鍵接方式與構(gòu)型。

51,2二氯乙烷有幾種穩(wěn)定的內(nèi)旋轉(zhuǎn)異構(gòu)體？

6間同立構(gòu)聚丙烯是否能通過(guò)內(nèi)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為全同立構(gòu)聚丙烯？

7設(shè)1個(gè)高分子主鏈由100個(gè)單鍵組成，每個(gè)單鍵相對(duì)于前一個(gè)鍵可以在空間

采取2種可能的位置，試計(jì)算該高分子鏈在空間可能采取的構(gòu)象數(shù)。

8將苯乙烯（S）與順式1,4丁二烯（B）按20：80的重量比合成的無(wú)規(guī)共聚物和SBS

三嵌段共聚物在性能上可能有什么區(qū)別？

9SBS熱塑彈體與硫化橡膠在溶解性與熱行為上有什么區(qū)別？

10為什么只有柔性高分子鏈才適合作橡膠？金屬材料能否出現(xiàn)高達(dá)百分之幾十

至幾百的彈性大形變？

11寫出以下各組高聚物的結(jié)構(gòu)單元，比擬各組內(nèi)幾種高分子鏈的柔性大小并說(shuō)

明理由：

1）聚乙烯，聚丙烯，聚苯乙烯；

2）聚乙烯，聚乙煥，順式1,4聚丁二烯；

3）聚丙烯，聚氯乙烯，聚丙烯月青；

4）聚丙烯，聚異丁??；

5）聚氯乙烯，聚偏氯乙烯；

6）聚乙烯，聚乙烯基咔喋，聚乙烯基叔丁烷；

7）聚丙烯酸甲酯，聚丙烯酸丙脂，聚丙酸戌酯；

8）聚酰胺6.6,聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺；

9）聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯，聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯。

12一種聚丙烯高分子鏈的聚合度為600,在外力作用下最大的拉伸比為10,求

該高分子鏈的均方未端距與好之比。OC鍵的鍵長(zhǎng)/=0.154nm,鍵角a=109°28'。

13測(cè)得聚丁烯T分子鏈的均方半徑=36nm2,分子量憶,=33600,求該分子

鏈最大伸長(zhǎng)比Lax。C-C鍵的鍵長(zhǎng)/，鍵角a=109°28'。

第二章

1定義以下術(shù)語(yǔ)：

1）晶態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)、玻璃態(tài)、液晶態(tài)、取向態(tài)；2）分子晶體、原子晶體、離

子晶體；3）七個(gè)晶系：立方、六方、四方、菱方、正交、單斜、三斜；4）單晶、多

晶；同素異晶；5）折疊鍵晶片、伸直鍵晶體；6）球晶、串晶、纖維狀晶體；7）結(jié)晶

度、晶片厚度、長(zhǎng)周期；8）阿芙拉密指數(shù)，9）結(jié)晶速率，10）單軸取向、雙軸取向、

取向函數(shù)、雙折射度；11）熔點(diǎn)、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度；12）界面。

2聚乙烯晶胞中含幾個(gè)鏈節(jié)？

3球晶、串晶、伸直鏈晶體分別在什么條件下形成？

4如何制備密度梯度管？如何用密度法測(cè)定高聚物的結(jié)晶度？

5為什么高分子不可能百分之百地結(jié)晶？高分子晶體中常見的缺陷有哪些？

6在高分子晶體中，分子鏈構(gòu)象能否通過(guò)內(nèi)旋轉(zhuǎn)任意改變？

★7寫出以下高聚物的結(jié)構(gòu)單元，并估計(jì)它們有無(wú)結(jié)晶能力：

1）聚四氟乙烯，2）聚甲醛，3）聚碳酸酯，4）尼龍，5）聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯，

6）輕度交聯(lián)天然橡膠，7）已固化酚醛塑料，8）聚三氟氯乙烯，9）無(wú)規(guī)立構(gòu)聚甲基丙

烯酸甲酯，10）全同立構(gòu)聚丙烯，11）間同立構(gòu)聚氯乙烯，12）低密度聚乙烯。

★8試設(shè)計(jì)一個(gè)具體的實(shí)驗(yàn)方案，使所得試樣在偏光顯微鏡下呈如題2-8圖所示

的形貌：小球晶基體中嵌有假設(shè)干個(gè)大球晶。實(shí)驗(yàn)用高聚物：全同立構(gòu)聚丙烯。

★9用模壓成型法制得一塊5cm見方、1cm厚的全同立構(gòu)聚丁烯7試樣（制備方法：

將顆粒原料置于模具中加熱熔化，壓制成型，然后迅速冷卻，脫模取出試樣。）試估

計(jì)該試樣在厚度方向上的密度（g/cm3）分布和球晶直徑分布趨勢(shì)，并說(shuō)明理由。

10為什么天然橡膠在室溫下是柔軟而富有彈性的高彈體，但當(dāng)拉伸比（入）較大

時(shí)其模量會(huì)急劇增加而失去高彈性？

★11試寫出以下塑料的最高使用溫度？（指出是Tg還是Tm即可）。

1）無(wú)規(guī)立構(gòu)聚氯乙烯，2）間同立構(gòu)聚氯乙烯，3）無(wú)規(guī)立構(gòu)聚甲基丙烯酸甲酯，4）

全同立構(gòu)聚甲基丙烯酸甲酯，5）聚乙烯，6）全同立構(gòu)聚丙烯，7）全同立構(gòu)聚丁烯7,8）

聚丙烯月青，9）尼龍6,6,10）聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺

★12將3片1cm見方的全同立構(gòu)聚丙烯薄膜分別置于載玻片與蓋玻片之間。將它

們?cè)跓崤_(tái)上加熱到200℃,然后將它們分別投入液氮、置于室溫銅板上和在150℃熱

臺(tái)上恒溫處理，問(wèn)3片試樣最終在正交偏光顯微鏡下所顯示的形貌上有什么差異？

為什么？

★13將2片1cm見方的全同立構(gòu)聚丙烯薄膜分別置于載玻片與蓋玻片之間。將其

中1片試樣在2300c的熱臺(tái)上恒溫處理lOmin,然后轉(zhuǎn)移到100°C的熱臺(tái)上處理5min。

將另一塊試樣在190c的熱臺(tái)上恒溫到試樣剛見透明即轉(zhuǎn)移到100C的熱臺(tái)上處理5

min。問(wèn)2片試樣中的結(jié)晶度是否相同？為什么？

14如何測(cè)定結(jié)晶高聚物在一定溫度下的結(jié)晶速率常數(shù)k和阿芙拉密指數(shù)n,后者

的物理意義是什么？

15高聚物的取向態(tài)是否是熱力學(xué)穩(wěn)定狀態(tài)？

16普通有機(jī)玻璃在常溫下根本上是脆性材料。當(dāng)它受沖擊作用時(shí)，可能象普通

無(wú)機(jī)玻璃一樣破碎。而雙軸拉伸定向有機(jī)玻璃座艙受到子彈射擊時(shí)，可能在子彈穿

透處呈空洞，而不發(fā)生座艙的爆破。試從普通有機(jī)玻璃和雙軸拉伸定向有機(jī)玻璃在

聚集態(tài)結(jié)構(gòu)上的差異來(lái)分析它們力學(xué)性能不同的原因。

★17將尼龍6,聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）注

射成型為如題2-17圖所示的長(zhǎng)條試樣（成型中，模具溫度均為20℃）,發(fā)現(xiàn)各試樣

都有一層透明度較高的表皮層。試分析為什么？

★18將無(wú)規(guī)立構(gòu)聚苯乙烯（Tg=100℃,77=180℃）和等規(guī)立構(gòu)聚丙烯（Tg=-10℃,

匕=176℃）分別注射成型為如題2T7圖所示的長(zhǎng)條試樣（成型中，模具溫度均為

20℃）,試分析兩種試樣皮-芯結(jié)構(gòu)上的異同點(diǎn)、說(shuō)明原因并設(shè)計(jì)必要的實(shí)驗(yàn)證明你

的分析。

★19將高密度聚乙烯（Tg=-80℃,7m=136℃）注射成型為如題2-17圖所示的

長(zhǎng)條狀試樣，分析試樣密度、取向度和熔點(diǎn)沿厚度方向的變化。

20為什么以中心澆口注塑成型的圓片容易出現(xiàn)荷葉狀翹曲？

21高聚物-高聚物中的界面與高聚物-無(wú)機(jī)填料或增強(qiáng)材料中的界面有什么不

同？

223"有機(jī)玻璃的韌性不能滿足高性能戰(zhàn)斗機(jī)座艙玻璃的要求，是否可以用與

橡膠共混的方法來(lái)改良其韌性？為什么？

題2-8圖題2—17圖

第三章

1定義以下術(shù)語(yǔ)：

1）松弛過(guò)程，松弛時(shí)間、松弛時(shí)間譜；2）高彈態(tài)；3）熔點(diǎn)與玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，

4）自由體積；5）分段流動(dòng)與化學(xué)流動(dòng)；6）主轉(zhuǎn)變與次級(jí)轉(zhuǎn)變；7）反增塑。

2為什么可以認(rèn)為“實(shí)際上高聚物總處于非平衡態(tài)"？

3運(yùn)動(dòng)單元運(yùn)動(dòng)的松弛時(shí)間與哪些因素有關(guān)？

4怎樣區(qū)分塑料和橡膠？

57；和7m在本質(zhì)上有什么差異？升溫速率、外力作用速度、作用力的大小和流

體靜壓力等如何影響Tg的測(cè)試值？

6高聚物的比容、彈性模量、折光指數(shù)與介電系數(shù)在玻璃化轉(zhuǎn)變前后如何變化？

★7畫出以下高聚物的1）形變-溫度曲線；2）模量-溫度曲線以及3）比容-溫度曲

線示意圖、標(biāo)出特征溫度和不同溫度范圍內(nèi)的力學(xué)狀態(tài)并示意當(dāng)升溫速率改變時(shí)上

述曲線的變化趨勢(shì)：1）無(wú)規(guī)立構(gòu)聚苯乙烯，2）全同立構(gòu)聚丙烯，3）硫化天然橡膠，

4）固化酚醛塑料，5）SBS熱塑彈體，6）ABS工程塑料。

8畫出一組分子量不同的苯乙烯同系線形聚合物的模量-溫度示意圖，標(biāo)出特征

溫度。

9畫出一組分子量不同的同系線形聚乙烯的模量-溫度示意圖，標(biāo)出特征溫度。

★10畫出硫化橡膠與熱固性環(huán)氧塑料的模量-溫度曲線，標(biāo)出特征溫度和不同溫度

范圍內(nèi)的力學(xué)狀態(tài)。

★11畫出1）未增強(qiáng)尼龍6,2）玻璃纖維增強(qiáng)尼龍6（4=60%）和3）碳纖維增

強(qiáng)尼龍6（匕=60%）的模量-溫度示意圖，標(biāo)出特征溫度。其中乙為纖維的體積分

數(shù)。

★12Fox-Flory和Simha-Borer定義的自由體積有什么不同？根據(jù)這兩個(gè)自由體

積定義推出的非晶態(tài)高聚物在7；下的自由體積分?jǐn)?shù)分別是多少？

13為什么教材中表2-7中某些高聚物的Tg有兩個(gè)值？

14試用影響高分子鏈柔性的因素分析表2-7中各高聚物的”。

15交聯(lián)密度怎樣影響交聯(lián)高聚物的乙？

16為什么當(dāng)分子量足夠大時(shí)，高聚物的流動(dòng)活化能與分子量無(wú)關(guān)？

17在熱塑性塑料的模壓成型、擠出成型、吹塑成型與注射成型中，以哪一種流

動(dòng)為主？在橡膠素?zé)挄r(shí)，以哪一種流動(dòng)為主。

★18現(xiàn)有3種ABS,每一種都有兩個(gè)7；值：

1）=-80℃Te2=100℃

2）-40℃100℃

3）0℃100℃

試估計(jì)這三種ABS在-20℃時(shí)的韌性大小。

★19為什么優(yōu)質(zhì)熱塑性工程塑料（如聚碳酯（PC）、聚碉、聚苯醛等）的高分子主

鏈上都有苯環(huán)或雜環(huán)？

20試述提高塑料耐熱性的途徑。這些途徑是否能用來(lái)提高橡膠的耐熱性？

第四章

1定義以下術(shù)語(yǔ)：

1）拉伸應(yīng)變、剪切應(yīng)變和體積應(yīng)變，2）拉伸比，3）楊氏模量、切變模量、體

積模量和泊松比，4）線性粘彈性，5）蠕變、蠕變?nèi)崃俊⑷渥兒瘮?shù)和蠕變速率，6）應(yīng)力

松弛、應(yīng)力松弛模量、應(yīng)力松弛函數(shù)和應(yīng)力松弛速率，7）儲(chǔ)能模量、損耗模量、力

學(xué)內(nèi)耗、對(duì)數(shù)減量，8）玻爾茲曼疊加原理和時(shí)溫疊加原理。

2試述各向同性彈性材料的楊氏模量、剪切模量、體積模量與泊松比之間的相互

關(guān)系。

3與普通金屬?gòu)椥韵啾?，高聚物的高彈性有哪些特點(diǎn)？試從高彈性的熱力學(xué)本質(zhì)

與分子運(yùn)動(dòng)機(jī)理解釋這些特點(diǎn)。

★4如何從熱力學(xué)上和實(shí)驗(yàn)上來(lái)證明高彈性的本質(zhì)是端變。將一輕度交聯(lián)的橡皮試

樣固定在50%的拉伸應(yīng)變下，測(cè)得所需的拉伸應(yīng)力與溫度的關(guān)系如題4-4表所示。

試求340K時(shí)，嫡變對(duì)拉伸應(yīng)力奉獻(xiàn)的百分比。

題4-4表

拉應(yīng)力（10"尸4）溫度（K）

295

310

325

340

355

370

5寫出平衡高彈形變統(tǒng)計(jì)理論中的儲(chǔ)能函數(shù)表達(dá)式以及把該函數(shù)應(yīng)用于單向拉

伸時(shí)得到的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系。輕度交聯(lián)天然橡膠的拉伸應(yīng)力-應(yīng)變實(shí)驗(yàn)曲線與理論曲

線是否符合？為什么。

★6測(cè)得一種交聯(lián)橡膠的剪切模量為10''網(wǎng),密度為約lg/c憎3,試估計(jì)該交聯(lián)橡

膠網(wǎng)鏈的平均分子量T=300K）。

★7一種理想橡膠的剪切模量為IX1（/尸〃，計(jì)算當(dāng)這種橡膠的拉伸比為2時(shí)，單

位體積內(nèi)儲(chǔ)存的能量。

★8按常識(shí)，溫度越高，橡皮越軟，而平衡高彈性的特點(diǎn)之一卻是溫度愈高，高

彈平衡模量越高。這兩個(gè)事實(shí)有矛盾嗎？

9分別用線性座標(biāo)和雙對(duì)數(shù)座標(biāo)畫出非晶態(tài)線性形高聚物和交聯(lián)高聚物的蠕變

曲線示意圖，標(biāo)出特征時(shí)間。

★10高聚物在不同溫度下的蠕變曲線如題4-10圖所示。試把該組曲線轉(zhuǎn)換為觀

察時(shí)間分別為Is,5s和10s時(shí)的應(yīng)變-溫度曲線。

★11如何從線形非晶態(tài)高聚物蠕變曲線求高聚物的粘度？

12分別用線性座標(biāo)和雙對(duì)數(shù)座標(biāo)畫出線形非晶態(tài)高聚物和交聯(lián)高聚物的應(yīng)力松

弛曲線示意圖。

13解釋蠕變與應(yīng)力松弛現(xiàn)象的分子運(yùn)動(dòng)本質(zhì)。

題4-10圖

★14將某種密度約為lg/c疝的交聯(lián)橡膠試樣在室溫下（25℃）做壓縮應(yīng)力松弛試

驗(yàn)，初始應(yīng)變?yōu)?.5,測(cè)得其應(yīng)力松弛時(shí)間r=5s,當(dāng)r=600sX106網(wǎng),求該橡膠試

樣的高彈平衡楊氏模量和網(wǎng)鏈的平均分子量.

15能否說(shuō)“溫度愈高，蠕變速率和應(yīng)力松弛速率愈快"？

16用振簧法和扭擺法測(cè)定高聚物的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能時(shí)，所測(cè)得模量是楊氏模量還

是剪切模量？

★17試畫出1）無(wú)規(guī)立構(gòu)聚甲基丙烯酸甲酯，2）聚乙烯，3）硫化乙丙橡膠，4）固

化環(huán)氧樹脂，5）SBS熱塑彈體，6）用順丁橡膠共混改性的聚苯乙烯塑料的動(dòng)態(tài)力學(xué)

性能-溫度譜（示意圖），標(biāo)出特征溫度。當(dāng)測(cè)試頻增加時(shí)，曲線如何變化？

★18畫出題17中所列各高聚物的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能-頻率譜（示意圖）。當(dāng)測(cè)試溫度變

化時(shí)，曲線如何變化？如何用動(dòng)態(tài)力學(xué)法測(cè)定鏈段運(yùn)動(dòng)的最可幾松弛時(shí)間？

★19在室溫下強(qiáng)迫丁睛橡膠試樣作拉伸振動(dòng)，頻率為1Hz,應(yīng)變幅值為1乳產(chǎn)生的

應(yīng)力幅值為10，網(wǎng),應(yīng)力響應(yīng)超前于應(yīng)變1°,計(jì)算該橡膠在實(shí)驗(yàn)條件下的儲(chǔ)能模量

E'、損耗模量E"和火

★20用膨脹計(jì)法（即測(cè)定比容-溫度曲線）測(cè)得一種非晶態(tài)塑料制品的7；=100℃,

實(shí)際使用中，該制品受102Hz的交變應(yīng)用作用。問(wèn)該制品的使用溫度上限是高于

100℃,還是低于100℃?用膨脹計(jì)法測(cè)得一種橡膠制品的乙=-60℃,這種橡膠也

在102Hz的動(dòng)態(tài)條件下使用，問(wèn)該橡膠制品使用溫度的下限值該如何變化？

★21用動(dòng)態(tài)粘彈譜儀測(cè)得高聚物材料在不同溫度下的力學(xué)松弛譜如題

J/mol-K）°

22用動(dòng)態(tài)力學(xué)法測(cè)定一種環(huán)氧樹脂/固化劑體系在等速升溫中的E'和tg6的溫

度譜如題4-22圖所示。試分析該樹脂體系在固化過(guò)程中發(fā)生的化學(xué)與物理變化。溫

度進(jìn)一步升高時(shí)，曲線將怎樣變化？

★23畫出當(dāng)題4-23圖（a）中的四元件模型受到題4-23圖（b）所示的應(yīng)力史作用時(shí)

該模型的蠕變曲線，并定量計(jì)算t=200s時(shí)模型的剩余應(yīng)變值。

★24測(cè)得一種橡膠的一組應(yīng)力松弛曲線如題4-24圖準(zhǔn)所示，試估計(jì)該橡膠的果。

為了獲得-40C的應(yīng)力松弛主曲線，各曲線應(yīng)向什么方向移動(dòng)？移動(dòng)因子是多少？

題4-21圖題4-22圖

(a)(b)

題4-23圖

題4-24圖

25畫出題17中所列高聚物在不同溫度下和同一觀察時(shí)間范圍內(nèi)的應(yīng)力松弛與

蠕變曲線組（示意圖），并應(yīng)用WLF方程從各曲線組推出7；=7；時(shí)的主曲線。

26如何用1天至數(shù)天時(shí)間內(nèi)的實(shí)驗(yàn)預(yù)測(cè)材料10年后的蠕變量？

第五章

1定義以下術(shù)語(yǔ)：

1）工程應(yīng)力與真應(yīng)力，2）起始模量、屈服強(qiáng)度與斷裂強(qiáng)度，3）冷拉，4）銀紋

與裂紋，5）斷裂韌性。

★2畫出天然橡膠、無(wú)規(guī)立構(gòu)聚苯乙烯、聚碳酸酯、全同立構(gòu)聚丙烯（局部結(jié)

晶）在室溫和中等拉伸速率下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線示意圖。

★3聚甲基丙烯酸甲酯的應(yīng)力松弛模量E（t）-T曲線如題5-3圖所示，畫出圖中

由▲指示狀態(tài)下應(yīng)力-應(yīng)變行為（其它測(cè)試條件同）。

題5-3圖

4如何從工程應(yīng)力-應(yīng)變曲線求材料的模量、屈服強(qiáng)度和斷裂強(qiáng)度？應(yīng)力-應(yīng)變曲

線與橫座標(biāo)所包圍的面積的物理意義是什么？

5如何從真應(yīng)力-應(yīng)變曲線上求屈服點(diǎn)？

6冷拉過(guò)程的三個(gè)根本階段是什么？非晶態(tài)高聚物和局部結(jié)晶高聚物在什么溫

度范圍內(nèi)可以進(jìn)行冷拉？它們的冷拉本質(zhì)有無(wú)差異？

7什么叫強(qiáng)迫高彈性？材料出現(xiàn)強(qiáng)迫高彈性的條件是什么？

★9為什么高聚物玻璃比小分子玻璃韌性好？為什么雙軸拉伸定向有機(jī)玻璃的韌

性又比普通的有機(jī)玻璃的好？

★10有3種高聚物的7.如題5-10表所示，試估計(jì)當(dāng)把它們分別冷卻到各自的”

以下10℃時(shí)，3種玻璃的脆性大小。

題5-10表

高聚物Tv(℃)

聚碳酸酯（PC）150

有機(jī)玻璃（PMMA）105

順丁橡膠丁BD）-70

11銀紋和裂紋有什么差異？銀紋與裂紋又有什么聯(lián)系？高聚物材料中出現(xiàn)銀紋

是否總是有害的？

12高聚物宏觀斷裂的方式有幾種？如何區(qū)分脆性斷裂和韌性斷裂？

13塑料脆性斷裂時(shí)，斷面形貌的特征是什么？各特征區(qū)的大小與溫度和加載速

率的關(guān)系如何？

14斷裂過(guò)程分幾個(gè)主要階段？高聚物斷裂過(guò)程的微觀機(jī)理是什么？

15為什么高聚物的實(shí)際強(qiáng)度比理論強(qiáng)度小100到1000倍？

16為什么玻璃纖維的強(qiáng)度比塊狀玻璃的高得多？為什么玻璃纖維或碳纖維的強(qiáng)

度隨纖維直徑的減小而增大？

17Griffith脆性強(qiáng)度理論的兩個(gè)根本假設(shè)是什么？寫出該理論得到的材料拉

伸強(qiáng)度表達(dá)式。

★18一種有機(jī)玻璃板材在室溫下裂紋開始慢速增長(zhǎng)K.cXIO3N/〃聲，開始快速

32

斷裂時(shí)的K1CX1O2V/^。該種有機(jī)玻璃在某種應(yīng)用中所受到的最大應(yīng)力為1垢Pa。

試求這種板材不發(fā)生慢速斷裂和快速斷裂所允許的最大裂紋長(zhǎng)度。

19試畫出單邊缺口、雙懸臂梁、斜面雙懸臂梁和緊湊拉伸試樣的示意圖。

★20為什么在材料力學(xué)性能測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)中要規(guī)定試樣的形狀、尺寸、試驗(yàn)溫度、試

驗(yàn)速率和試樣預(yù)處理?xiàng)l件？

21試述分子量、結(jié)晶（要考慮結(jié)晶形態(tài)、結(jié)晶度和球晶大小）、取向、交聯(lián)等結(jié)

構(gòu)因素以及應(yīng)變速率與溫度對(duì)高聚物應(yīng)力一應(yīng)變行為的影響。

第六章

1定義以下術(shù)語(yǔ)：

1）層流與湍流，2）橫向速度梯度與縱向速度梯度，3）切粘度與拉伸粘度，4）

庫(kù)愛特流動(dòng)〔拖流動(dòng)）與泊肅葉流動(dòng)（壓力流動(dòng)），5）牛頓流體與非牛頓流體，6）賓

哈塑性流體、假塑性流體和膨脹性流體，7）表觀粘度/、零切變速率粘度%和極限

粘度8）熔融指數(shù)例/,9）擠出脹大比。

2分別以線性座標(biāo)和雙對(duì)數(shù)座標(biāo)畫出牛頓流體、賓哈流體、假塑性流體和膨脹性

流體的流動(dòng)曲線（即?力和logr-log夕曲線）以及它們的九-夕曲線。

★3已經(jīng)測(cè)得某高聚物熔體的流動(dòng)曲線如題6-3圖所示，求：1）為和〃8；2）夕=

10,,1,10\10s,IO"時(shí)的八和非牛頓指數(shù)*

題6-3圖

4為什么許多高聚物熔體都呈切力變稀的流動(dòng)特性？

5畫出牛頓流體在圓管中流動(dòng)（泊肅葉流動(dòng)）時(shí)截面上各點(diǎn)的流速分布和速度梯

度（切變速率）分布。

★6如果某種塑料熔體在模腔中流動(dòng)的速度分布如題6-6圖所示，將會(huì)導(dǎo)致塑料

制品中取向分布的狀況如何？

題6-6圖

★7澆口在底部的注射成型薄壁塑料杯很容易以如題6-7圖所示的方式開裂，試分

析其原因。

8測(cè)定熔體切粘度的常用方法有哪些？各方法適用于什么粘度范圍和切變速率

范圍？寫出各方法中實(shí)測(cè)的量和計(jì)算切粘度的公式。

★9測(cè)得某高聚物熔體的熔融指數(shù)為0.4。熔融指數(shù)儀的活塞截面積為Icm：測(cè)試

中所用毛細(xì)管的長(zhǎng)度為1cm,直徑為；設(shè)熔體密度為約1g/cm3。試計(jì)算該熔體在流

過(guò)毛細(xì)管時(shí)管壁處的切變速率夕心切應(yīng)力0以及該熔體的表觀粘度久（忽略各種校

正）。當(dāng)祛碼重量改為21.6公斤時(shí)，測(cè)得這種高聚物熔體的熔融指數(shù)為8,問(wèn)該高

聚物熔體是牛頓流體還是非牛頓流體。

★10試述聚合物分子量對(duì)流動(dòng)活化能和熔體切粘度的影響。流動(dòng)活化能與熔體切

粘度的溫度敏感性之間有什么關(guān)系？如何求聚合物的流動(dòng)活化能。

11試從自由體積理論推導(dǎo)出WLF方程log%=174什義

51.6+17-

12橡膠、纖維、塑料三大合成材料對(duì)分子量的要求有什么不同？就塑料而言，

對(duì)注塑級(jí)、擠出級(jí)和吹塑級(jí)（中空制品）的分子量有什么不同要求？

★13試根據(jù)所學(xué)的高物根本知識(shí)，分析減少注塑制品中彈性成分的措施。

★14在塑料擠出成型中，如發(fā)現(xiàn)制品出現(xiàn)竹節(jié)形、鯊魚皮一類缺陷，在工藝

上應(yīng)采取什么措施消除這類缺陷。

15注射成型中，高聚物熔體經(jīng)歷的是否是純剪切流動(dòng)？為什么？

16擠出脹大比與擠出工藝條件和口模長(zhǎng)徑比有什么關(guān)系？

第七章

1定義以下術(shù)語(yǔ)：

1）電子極化、原子（離子）極化和取向極化，2）極化率，3）體積電阻率、外表電阻

率和擊穿強(qiáng)度，4）電介質(zhì)，介電系數(shù)與介質(zhì)損耗，5）駐極體，6）熱釋電流

2介電系數(shù)與分子極化之間存在什么關(guān)系？

3在電介質(zhì)的復(fù)數(shù)介電系數(shù)￡*=￡一論"。其中，/和小的物理意義是什么？

4如何區(qū)分極性高聚物和非極性高聚物。列舉至少3個(gè)極性高聚物與3個(gè)非極

性高聚物。

5測(cè)得聚氯乙烯和氯丁橡膠的/如下，如何解釋。

聚氯乙烯：￡‘（室溫）=3.5,/（7>"）=15

氯丁橡膠：婷（室溫）=10

6測(cè)得聚丙烯酸丙脂和聚丙烯酸B-氯乙酯的€'和fg^max（介質(zhì)損耗峰強(qiáng)度）如

下，如何解釋這種現(xiàn)象？

?Oh-CH?：￡'=5.2,^,^XIO2

I

o=c-ocwCH2CH3

?C&-CH?：￡'=9.0,嫡maxX102

I

O=C-OCH2CH2-CI

7試畫出包括高分子各種極化機(jī)理在內(nèi)的圖和名5-。圖，當(dāng)溫度改變時(shí)，

曲線如何變化，為什么？畫出相應(yīng)的U-T和rgS-T圖，當(dāng)頻率改變時(shí)，曲線如何變

化？

8如何從介電松弛來(lái)求某種運(yùn)動(dòng)單元的活化能？

9塑料加工中有一項(xiàng)技術(shù)叫做“高頻模塑技術(shù)”，其方法是將極性塑料置于模具

中并受高頻電場(chǎng)的作用，幾秒鐘內(nèi)原料就熔化、成型。這種技術(shù)基于什么原理？能

否用這種技術(shù)加工聚乙烯？

10溫度、雜質(zhì)、增塑劑對(duì)高聚物的￡'-r和%5-7的影響如何？

11如何制備駐極體？駐極體有什么用途？

12如何用熱釋電流法研究高分子的運(yùn)動(dòng)？與介電松弛法相比，熱釋電流法有什

么優(yōu)點(diǎn)？

13為什么高聚物絕緣體的電阻率比理論值低得多？為什么高聚物的電導(dǎo)率在7；

附近發(fā)生急劇的變化？

14設(shè)計(jì)導(dǎo)電高聚物的指導(dǎo)思想是什么？為什么碳纖維具有良好的導(dǎo)電性？

15試述高聚物產(chǎn)生靜電的原因。舉例說(shuō)明靜電的危害和應(yīng)用。

16抗靜電劑的分子結(jié)構(gòu)一般有什么特點(diǎn)？

第八章

1低分子物質(zhì)和高分子物質(zhì)的溶解過(guò)程有何區(qū)別？

2何謂溶脹？溶脹分哪兩類，各在什么條件下發(fā)生？

3結(jié)晶高聚物的溶解有什么特點(diǎn)？

4試述選擇溶劑的原那么。

★5為什么丁睛橡膠具有優(yōu)良的耐汽油性？對(duì)于（WTOz和CH3-（CH2）-CH3,兩種溶

劑，天然橡膠和丁月青橡膠分別耐哪一種溶劑？為什么？

6試根據(jù)摩爾吸引常數(shù)計(jì)算聚乙烯（08/。"3）和聚丙烯（0g/的3）的溶解度參

數(shù)。

7分子量足夠大的高聚物是不能氣化的，那么如何測(cè)定高聚物的內(nèi)聚能密度和溶

度