高分子物理復(fù)習(xí)題

1、高分子物理（第3版）復(fù)旦大學(xué)出版社考試復(fù)習(xí)題資料1.注塑、擠出、吹塑、模壓四種加工方法，哪個(gè)方法分子量最??？哪個(gè)方法分子量最大？注塑成型:就是將塑料(一般為粒料)在注射成型機(jī)的料筒內(nèi)加熱熔化，當(dāng)呈流動(dòng)狀態(tài)時(shí)在柱塞或螺桿加壓下，熔融塑料被壓縮并向前移動(dòng)，進(jìn)而通過料筒前端的噴嘴以很快速度注入溫度較低的閉合模具內(nèi)，經(jīng)過一定時(shí)間冷卻定型后，開啟模具即得制品。擠出成型亦稱擠壓模塑或擠塑:借助螺桿或柱塞的擠壓作用，使受熱熔化的塑料在壓力推動(dòng)下，強(qiáng)行通過口模，成為具有恒定截面的連續(xù)型材的一種成型方法。吹塑成型是一種生產(chǎn)塑料中空制品的成型方法。它是借流體壓力使閉合在模具中的熱型坯或片材吹脹成為中空制品的一種方

2、法。模壓成型(又稱壓制成型或壓縮成型)是先將粉狀,粒狀或纖維狀的塑料放入成型溫度下的模具型腔中,然后閉模加壓而使其成型并固化的作業(yè).模壓成型可兼用于熱固性塑料,熱塑性塑料和橡膠材料。2.自由結(jié)合鏈與高斯鏈的區(qū)別？（P37,P39）（1）它們的分布函數(shù)是一樣的，但有很大差別，自由結(jié)合鏈的統(tǒng)計(jì)單元是化學(xué)鍵，而高斯鏈的統(tǒng)計(jì)單元是一個(gè)鏈段。（2）任何化學(xué)鍵都不可能自由旋轉(zhuǎn)和任意取向，高斯鏈中的鏈段卻可以自由旋轉(zhuǎn)和任意取向。（3）自由結(jié)合鏈?zhǔn)遣淮嬖诘模抢硐肽Ｐ?；高斯鏈卻是體現(xiàn)了大量柔性高分子的共性具有普遍的代表性，是真實(shí)存在的。（4）高斯鏈可以包括自由結(jié)合鏈，后者是前者的一個(gè)特例。3.碳鏈、雜鏈、元素

3、、梯形高分子各自的特點(diǎn)（1）碳鏈高分子：分子主鏈全部由碳原子以共價(jià)鍵相連的高分子（大多由加聚得到），這類高聚物不易水解，易加工，易燃燒，易老化，耐熱性較差。（2）雜鏈高分子：分子主鏈由兩種或兩種以上原子如：O，N，S，C等以共價(jià)鍵相連的高分子，這類聚合物是由縮聚反應(yīng)或開環(huán)聚合而成的，因主鏈帶極性，易水解，醇解或酸解。優(yōu)點(diǎn)：耐熱性好，強(qiáng)度高缺點(diǎn)：易水解。主要用作工程塑料。（3）元素高分子：分子主鏈含Si，P， Al， Ti， As， Sb， Ge等元素的高分子。如硅橡膠。這類高聚物的特點(diǎn)是具有無機(jī)物的熱穩(wěn)定性，有機(jī)物的彈性和塑性，但強(qiáng)度較低。（4）梯形聚合物：分子主鏈不是單鏈而是像“梯子”或“雙

4、股螺旋線”。如聚丙烯晴纖維加熱時(shí)，升溫過程中環(huán)化，芳構(gòu)化形成梯形結(jié)構(gòu)（進(jìn)一步升溫可得碳纖維），可作為耐高溫高聚物的增強(qiáng)填料。這類聚合物的特點(diǎn)：熱穩(wěn)定性好，因?yàn)槭軣釙r(shí)鏈不易被打斷，即使幾個(gè)鏈斷了，只要不在同一個(gè)梯格中不會(huì)降低分子量。4.聚合物的加工粘度：（1）對溫度敏感；（2）對剪切敏感(p131)Arrhenius Equation 阿累尼烏斯方程：When T >Tg+100， DEh - 粘流活化能 viscous flow energy由鏈段的運(yùn)動(dòng)能力決定, 與分子鏈的柔順性有關(guān), 而與分子量無關(guān)!（1）對于剛性鏈，DEh大粘度對溫度敏感屬于溫敏材料；（2）對于柔性鏈，DEh小粘度

5、對溫度不敏感對剪切速率敏感屬于切敏材料。5、比較下列三種聚合物的強(qiáng)度，以及玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg（P116）（1）、（2）、（3）i.強(qiáng)度大小比較：（1）>（2）>（3）；分子鏈支化程度提高，使分子間距離加大，分子間作用力減小，拉伸強(qiáng)度降低，但沖擊強(qiáng)度提高。極性基團(tuán)或氫鍵的密度越大，強(qiáng)度越高。ii.玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg的大小比較：（1）>（2）>（3）；側(cè)基在高分子鏈上的分布不對稱，則側(cè)基極性，Tg 。6.結(jié)晶聚合物與玻璃態(tài)聚合物的冷拉比較？(p199)（1）相似之處 :都經(jīng)歷彈性形變、屈服（成頸）、發(fā)展大形變以及應(yīng)變硬化等階段。拉伸的后階段都呈現(xiàn)強(qiáng)烈的各向異性，斷裂前的大形

6、變在室溫都無法恢復(fù)，加熱后都能恢復(fù)原狀，本質(zhì)上都是高彈形變，通常把它們通稱為冷拉。（2）差別：冷拉溫度范圍不同，玻璃態(tài)高聚物冷拉溫度范圍在Tb與Tg之間，而結(jié)晶高聚物的冷拉范圍在Tg與Tm之間。結(jié)晶高聚物在拉伸過程中伴有比玻璃態(tài)高聚物復(fù)雜得多的分子聚集態(tài)的變化，后者只發(fā)生分子鏈的取向，不發(fā)生相變，而前者還包含有結(jié)晶的破壞，取向和再結(jié)晶等過程。7.線型高分子的結(jié)構(gòu)與性能(P31)一般高分子是線型的，它是由含二官能團(tuán)的反應(yīng)物反應(yīng)的，如前所述的聚氯乙烯和聚酯，分子長鏈可以卷曲成團(tuán)，也可以伸展成直線，這取決于分子本身的柔順性及外部條件。線型高分子間無化學(xué)鍵結(jié)合，所以在受熱或受力情況下分子間可以互相移動(dòng)

7、（流動(dòng)），因此線型高分子可在適當(dāng)溶劑中溶解，加熱時(shí)可熔融，易于加工成型，線型高分子分子：可溶，可熔，易于加工，可重復(fù)應(yīng)用，一些合成纖維，“熱塑性”塑料（PVC，PS等屬此類）8. ABS的結(jié)構(gòu)與性能(P31)ABS樹脂（acrylonitrile-butadiene-styrene）是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元接枝共聚物，ABS兼有三種組分的特性：丙烯腈有CN基，使聚合物耐化學(xué)腐蝕，提高抗張強(qiáng)度和硬度；丁二烯使聚合物呈現(xiàn)橡膠態(tài)韌性，提高抗沖性能；苯乙烯的高溫流動(dòng)性好，便于加工成型，而且可以改善制品光潔度，具有耐化學(xué)腐蝕、強(qiáng)度好、彈性好、加工流動(dòng)性好等優(yōu)點(diǎn)。9.增塑劑增塑機(jī)理(P213)增塑高

8、聚物中加入高沸點(diǎn)，低揮發(fā)性，并能與高聚物相混容的小分子物質(zhì)而改變其力學(xué)性質(zhì)的行為。 所用的小分子物質(zhì)叫增塑劑（plasticizer），增塑是高聚物改性的一個(gè)重要方法。非極性增塑劑-非極性聚合物：主要靠增塑劑的“隔離作用”來減小高分子鏈間的相互作用，玻璃化溫度的降低有下述關(guān)系： ：增塑劑的體積分?jǐn)?shù) ： 比例常數(shù) 極性增塑劑-極性聚合物，主要靠增塑劑的“極性替代作用”部分破壞了原來極性高分子鏈間的物理交聯(lián)點(diǎn)，使熱變形溫度的下降服從下列關(guān)系： n：增塑劑的摩爾數(shù) ：比例常數(shù)10.高聚物熔體剪切黏度隨分子量增大的變化規(guī)律(p129)對高分子熔體等流體來講：比例常數(shù)（粘度）不再是常數(shù)，不呈直線關(guān)系。一

9、般，粘度隨剪切速率增大反而減小，這種情況稱為非牛頓流體（非穩(wěn)定流體）。剪切速率越大，高聚物分子則易進(jìn)行取向，粘度就變?。?不是常數(shù)，而是與剪切速率有關(guān)。分子量M大, 分子鏈越長, 鏈段數(shù)越多, 要這么多的鏈段協(xié)同起來朝一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)相對來說要難些。此外, 分子鏈越長, 分子間發(fā)生纏結(jié)作用的幾率大從而流動(dòng)阻力增大, 剪切黏度越大，流動(dòng)性越差粘度增加。11.聚合物的結(jié)晶過程（p164）（1）結(jié)晶速率：在某一特定溫度下，因結(jié)晶而發(fā)生的體積收縮進(jìn)行到一半所需時(shí)間的倒數(shù)1/t1/2。 結(jié)晶 分子排列規(guī)整緊密   高聚物體積收縮，密度或比容V 結(jié)晶過程體積收縮：慢快慢（2）影響結(jié)晶過程的因素：結(jié)晶

10、過程 結(jié)晶能力：（分子結(jié)構(gòu)對結(jié)晶速度的影響:分子鏈結(jié)構(gòu)簡單、對稱性好、取代基空間位阻小 、分子鏈柔順性好、分子量低，結(jié)晶速度大，鏈段運(yùn)動(dòng)受阻礙小， 分子鏈易排列緊密； 拉伸有利于結(jié)晶的進(jìn)行； 雜質(zhì)、溶劑等影響 能起到晶核作用的對結(jié)晶有利反之不利）結(jié)晶速度：成核速度、結(jié)晶生長速度、結(jié)晶總速度結(jié)晶過程具有二個(gè)階段：成核階段：高分子規(guī)則排列成一個(gè)足夠大的熱力學(xué)穩(wěn)定的晶核，降低溫度有利于晶核的形成，T熔融溫度Tm ：T晶核形成的速度，成核方式：a. 均相：由高分子自身形成晶核; b. 異相：高分子吸附在雜質(zhì)表面形成晶核。生長階段：高分子鏈段向晶核擴(kuò)散遷移 晶體逐漸生長,升高溫度有利于鏈段運(yùn)動(dòng)，T玻璃化

11、轉(zhuǎn)變溫度 Tg ： T晶體生長速度 總的結(jié)晶速度趨于其中一個(gè)慢的過程結(jié)晶使高分子鏈規(guī)整排列，堆砌緊密，因而增強(qiáng)了分子鏈間的作用力，鏈段的運(yùn)動(dòng)困難使聚合物的密度、強(qiáng)度、硬度、耐熱性、耐溶劑性、耐化學(xué)腐蝕性等性能得以提高，從而改善塑料的使用性能。但結(jié)晶使高彈性、斷裂伸長率、抗沖擊強(qiáng)度等性能下降，對以彈性、韌性為主要使用性能的材料是不利的。如結(jié)晶會(huì)使橡膠失去彈性，發(fā)生爆裂。12. 聚合物熔點(diǎn)與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系？（P175-178）高分子鏈結(jié)構(gòu)對熔點(diǎn)的影響, 剛性分子鏈熔點(diǎn)高于柔順性分子鏈，極性的高于非極性，分子鏈上含亞甲基的分子鏈較柔順，熔點(diǎn)較低，主鏈含O、N原子的聚合物熔點(diǎn)較高。在熔融溫度Tm時(shí)晶相

12、與非晶相達(dá)到熱力學(xué)平衡： F = 0  |H| Tm（K）= |S| 因此 |H|、|S| 有利于Tm的H：為熔融熱,熔融過程熱焓的變化:與分子鏈之間的作用強(qiáng)度有關(guān),引入極性基團(tuán)、氫鍵等可使|H| S：為熔融熵,熔融過程構(gòu)象熵的變化:與分子鏈的剛?cè)嵝杂嘘P(guān)、剛性分子鏈的 |S| 較小、柔性分子鏈的 |S| 較大。凡是能增加分子鏈柔順性的因素都能使熔點(diǎn)降低，分子量對熔點(diǎn)的影響 Pn 為高聚物數(shù)均聚合度 分子量小時(shí)影響明顯 分子量大時(shí)影響不明顯13. 聚合物結(jié)晶度達(dá)到40%以后性能變化規(guī)律？(P186)對于塑料未結(jié)晶或結(jié)晶度低時(shí)，最高使用溫度為Tg;當(dāng)聚合物的結(jié)晶度達(dá)到40，晶區(qū)

13、互相連接，形成貫穿整個(gè)材料的連續(xù)相，最高使用溫度為結(jié)晶熔點(diǎn)Tm。14.取向的方式分類(P136)在某些外場(如拉伸應(yīng)力或剪切應(yīng)力)作用下，可以沿著外場方向有序排列，這種有序的平行排列稱為取向，取向的方式:(1)單軸取向(Uniaxial Orientation)，就是高聚物材料只沿一個(gè)方向拉伸，長度增加，而寬度和厚度減小，分子鏈和鏈段傾向于沿著與拉伸方向平行的方向排列（如圖46a）。如打包塑料帶、合成纖維的拉伸等。（2）雙軸取向 (Biaxial Orientation)，一般在兩個(gè)垂直方向施加外力。如薄膜雙軸拉伸，使分子鏈取向平行薄膜平面的任意方向。在薄膜平面的各方向的性能相近，但薄膜平面與

14、平面之間易剝離。15. 聚合物破壞的分子機(jī)理？(p205)從分子結(jié)構(gòu)的角度來看，高聚物之所以具有抵抗外力破壞的能力，主要靠分子內(nèi)的化學(xué)鍵合力和分子間的范德華力和氫鍵，正常斷裂時(shí)，首先發(fā)生在未取向部分的氫鍵或范德華力的破壞，隨后應(yīng)力集中于取向的主鏈上，盡管共價(jià)鍵的強(qiáng)度比分子間作用力大10-20倍，但是由于直接承受外力的取向主鏈數(shù)目少，最終還是要被拉斷。聚合物材料的破壞可能是高分子主鏈的化學(xué)鍵斷裂或是高分子分子間滑脫或分子鏈間相互作用力的破壞。16.蠕變(p232)蠕變指在恒溫下施加一定的恒定外力時(shí)，材料的形變隨時(shí)間而逐漸增大的力學(xué)現(xiàn)象。蠕變過程的三種分子運(yùn)動(dòng)：1粘性流動(dòng)分子鏈之間產(chǎn)生相對滑移運(yùn)動(dòng)

15、引起的形變，特點(diǎn)：形變很大、模量極小、不可逆、松弛過程；2靜態(tài)粘彈性應(yīng)力松弛（指恒定形變下應(yīng)力隨時(shí)間衰減的現(xiàn)象）；3動(dòng)態(tài)粘彈性。17.凝膠與凍膠(p79)凝膠是交聯(lián)聚合物的溶脹體，它不溶不熔（鏈間有化學(xué)鍵交聯(lián)），并有高彈性。自然界的生物體都是凝膠，一方面有強(qiáng)度，可以保持形狀而又柔軟，另一方面小分子物質(zhì)能在其中擴(kuò)散或進(jìn)行交換，新陳代謝，廢物得以排泄以及吸取所需的養(yǎng)料。凍膠是由范德華力交聯(lián)形成的，加熱可以拆散這種范德華力的交聯(lián)使得凍膠溶解 分子內(nèi)凍膠：如果這種交聯(lián)發(fā)生在分子鏈內(nèi)，則這種溶液是粘度小但濃度高的濃溶液，分子鏈自身卷曲，不易取向，在配紡絲液時(shí)要防止這種情況發(fā)生，否則用這種溶液紡絲得不到高

16、強(qiáng)度的纖維 分子間凍膠：如果這種交聯(lián)發(fā)生在分子鏈之間，則此溶液濃度大，粘度大，因此我們用同一種高聚物配成相同濃度的溶液，卻可以獲得粘度相差很大的兩種凍膠 18. 聚合物的運(yùn)動(dòng)單元(p106)(1)高分子鏈的整體運(yùn)動(dòng)：是分子鏈質(zhì)量中心的相對位移；(2)鏈段運(yùn)動(dòng)：(區(qū)別與小分子)大分子的伸展或卷曲(單鍵的內(nèi)旋轉(zhuǎn))；(3)鏈節(jié)、支鏈、側(cè)基的運(yùn)動(dòng)，對聚合物的韌性有重要的影響；(4)晶區(qū)內(nèi)的分子運(yùn)動(dòng)。19.應(yīng)變軟化與應(yīng)變硬化(p199-200)應(yīng)變軟化（strain softening）：是指材料試件經(jīng)1次或多次加載和卸載后，進(jìn)一步變形所需的應(yīng)力比原來的要小，即應(yīng)變后材料變軟的現(xiàn)象。應(yīng)變軟化過程中，隨著

17、應(yīng)力的加大，應(yīng)變增長的速率加快。動(dòng)態(tài)恢復(fù)、動(dòng)態(tài)重結(jié)晶作用以及流體的加入等都有利于應(yīng)變軟化。這種材料行為，即稱為應(yīng)變軟化。應(yīng)變硬化: 在材料的拉伸壓縮實(shí)驗(yàn)中，材料經(jīng)過屈服階段之后，又增強(qiáng)了抵抗變形的能力。這時(shí)，要使材料繼續(xù)變形需要增大應(yīng)力。經(jīng)過屈服滑移之后，材料重新呈現(xiàn)抵抗繼續(xù)變形的能力，稱為應(yīng)變硬化。20.脆性斷裂與韌性斷裂(P197)從微觀的角度看，這種高模量、小形變的彈性行為是由高分子的鍵長、鍵角變化引起的。在材料發(fā)生屈服之前發(fā)生的斷裂，稱為脆性斷裂；而材料在發(fā)生屈服之后發(fā)生的斷裂稱為韌性斷裂。21.近程、遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)（P26）近程結(jié)構(gòu)（一級結(jié)構(gòu)）：也稱為高分子的第一層次結(jié)構(gòu)，指單個(gè)高分子鏈中

18、的化學(xué)結(jié)構(gòu)和立體化學(xué)結(jié)構(gòu)。（1）高分子的構(gòu)造，即化學(xué)結(jié)構(gòu)包括：化學(xué)組成；單體單元鍵合；單個(gè)高分子鏈的鍵接（交聯(lián)與支化） （2）構(gòu)型，單體單元主體構(gòu)型（空間排列）。遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)（二級結(jié)構(gòu)）：一根分子鏈的“形狀”，“形狀”一般是卷曲成無規(guī)的線團(tuán)卷曲成團(tuán)的特性稱高分子鏈的柔順性。分子大小（分子量）、構(gòu)象、柔順性。高分子的柔順性的實(shí)質(zhì)就是大量C-C單鍵的內(nèi)旋轉(zhuǎn)造成的，柔順性：是高聚物特有的一種屬性，是決定高分子“形態(tài)”的主要因素，是橡膠高彈性能的根由對高聚物的物理、化學(xué)、力學(xué)、 熱性能、溶解性能等起有根本的作用。22.LDPE與HDPE比較(p31)（1）低密度聚乙烯LDPE（高壓聚乙烯），由于支化破壞了

19、分子的規(guī)整性，使其結(jié)晶度大大降低，是自由基聚合，這種聚合方式易發(fā)生鏈轉(zhuǎn)移，則支鏈多，密度小，較柔軟。用于制食品袋、奶瓶等等。（2）高密度聚乙烯HDPE （低壓聚乙烯）是線型分子，易于結(jié)晶，故在密度、熔點(diǎn)、結(jié)晶度和硬度方面都高于低密度聚乙烯。是配位聚合，Zigler催化劑，這種聚合方法不同與前，獲得的是幾乎無支鏈的線型PE，所以密度大，硬，規(guī)整性好，結(jié)晶度高，強(qiáng)度、剛性、熔點(diǎn)均高?？捎米鞴こ趟芰喜考?，繩纜等等。支化度越高，支鏈結(jié)構(gòu)越復(fù)雜則對性能的影響越大，例如無軌支化往往降低高聚物薄膜的拉伸度，以無規(guī)支化高分子制成的橡膠其抗拉強(qiáng)度及伸長率均比線型分子制成的橡膠為差。23.高分子的流動(dòng)過程、機(jī)理流

20、動(dòng)方式，根據(jù)所受應(yīng)力不同，流體流動(dòng)有三種：層流、單軸拉伸流動(dòng)、流體靜壓強(qiáng)下流動(dòng)。高分子的流動(dòng)是通過鏈段的位移運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的，對高分子而言：它在熔體內(nèi)也存在自由體積，但是這種空穴遠(yuǎn)比整個(gè)大分子鏈小，而與鏈段大小相當(dāng)。因此只有鏈段能擴(kuò)散到空穴中，鏈段原來占的位置成了新的空穴，又讓后面的鏈段向此空穴躍遷，最后達(dá)到宏觀上高分子整鏈的運(yùn)動(dòng)，這很像蚯蚓的蠕動(dòng)。從上面的機(jī)理可看到，柔性越好的高聚物，鏈段越小，只需要較低溫度下較小的自由體積就可流動(dòng)，所以Tf較低，易于成型加工；剛性越好的高聚物，鏈段越大，則需用的自由體積大，也需要更大的流動(dòng)活化能，所以Tf較高，難以成型加工。24.比較下列聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度T

21、g的大?。≒115）（1）、（2）、（3）、（4）（1）<（4）< （2）<（3）；剛性側(cè)基增大，Tg增大。如果分子鏈上沒有極性或具有位阻大的取代基團(tuán)存在，則這些高聚物都是柔順的， Tg較低。主鏈上含有孤立雙鍵，鏈也較柔順，Tg 較低。如果側(cè)基在高分子鏈上的分布不對稱，則側(cè)基極性增大，Tg增大；當(dāng)極性基的數(shù)量超過一定量時(shí)，極性基團(tuán)之間斥力大于引力，反而使Tg下降；若側(cè)基能形成氫鍵，也使 Tg增大；如果極性側(cè)基在高分子鏈上分布對稱，則極性基的靜電場相互抵消，因而高聚物有較大的柔性，Tg較低。側(cè)基(或側(cè)鏈)的位阻效應(yīng)和柔順性。25.冷拉(P199)冷拉：拉伸試驗(yàn)中試樣成頸后的塑性

22、變形過程。這時(shí)試樣的伸長表現(xiàn)為一個(gè)截面尺寸穩(wěn)定的頸縮段沿試樣不斷擴(kuò)展，直至整個(gè)試樣成為頸縮狀態(tài)。成頸發(fā)生在屈服點(diǎn)應(yīng)力急劇下降階段。在冷拉過程中試樣受的拉伸力基本保持恒定不變。26.聚合物溶解的特點(diǎn)（P51-52）聚合物溶解的特點(diǎn):由于高聚物的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，分子量大，具有多分散性，形狀多樣（線，支化，交聯(lián)），聚集態(tài)不同（結(jié)晶態(tài)，非晶態(tài)），所以溶解的影響因素很多，溶解過程比小分子固體復(fù)雜的多。溶解兩個(gè)過程（溶劑分子小，聚合物分子大） 溶脹（溶劑分子滲入到高聚物內(nèi)部，使高聚物體積膨脹），溶解（高分子均勻分散到溶劑中，形成完全溶解的分子分散的均相體系）溶解度與分子量 分子量大，溶解度小；分子量小，溶解度大

23、（對于交聯(lián)高聚物：交聯(lián)度大，溶脹度??；交聯(lián)度小，溶脹度大） 溶解與聚集態(tài)有關(guān) 非晶態(tài)較易溶解（分子堆砌比較松散，分子間力較?。┚B(tài)態(tài)難溶解（分子排列規(guī)整，堆砌緊密） 結(jié)晶高聚物溶解與高聚物的極性有關(guān)27.聚合物的“三態(tài)兩轉(zhuǎn)變”，并以分子運(yùn)動(dòng)機(jī)理分析（p106）玻璃態(tài)（grassy state）：鏈段運(yùn)動(dòng)被凍結(jié)，此時(shí)只有較小的運(yùn)動(dòng)單元如鏈節(jié)、側(cè)基等能運(yùn)動(dòng)，以及鍵長、鍵角的變化，因而此時(shí)的力學(xué)性質(zhì)與小分子玻璃差不多，受力后形變很?。?.010.1），且遵循虎克定律，外力除去立即恢復(fù)。這種形變稱為普彈形變。高彈態(tài)（rubbery state）：鏈段運(yùn)動(dòng)但整個(gè)分子鏈不產(chǎn)生移動(dòng)。此時(shí)受較小的力就可發(fā)生很

24、大的形變（1001000），外力除去后形變可完全恢復(fù)，稱為高彈形變。高彈態(tài)是高分子所特有的力學(xué)狀態(tài)。粘流態(tài)（viscous flow state）(液體流動(dòng)區(qū))：與小分子液體的流動(dòng)相似，聚合物呈現(xiàn)粘性液體狀，流動(dòng)產(chǎn)生了不可逆變形。玻璃化轉(zhuǎn)變（grass transition）(玻璃-橡膠轉(zhuǎn)變區(qū))：玻璃化轉(zhuǎn)變?yōu)楦邚棏B(tài)，在35范圍內(nèi)幾乎所有物理性質(zhì)都發(fā)生突變，鏈段此時(shí)開始能運(yùn)動(dòng)，這個(gè)轉(zhuǎn)變溫度稱為玻璃化（轉(zhuǎn)變）溫度，記作Tg。橡膠流動(dòng)區(qū)(the rubbery flow region)：高彈態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檎沉鲬B(tài)，鏈段沿作用力方向的協(xié)同運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致大分子的重心發(fā)生相對位移，聚合物呈現(xiàn)流動(dòng)性，此轉(zhuǎn)變溫度稱為流動(dòng)溫

25、度，記作Tf。28.詳細(xì)討論聚合物分子結(jié)構(gòu)、結(jié)晶、交聯(lián)及取向?qū)ζ淅鞆?qiáng)度的影響？（p198）高分子本身結(jié)構(gòu)的影響 增加高分子的極性或產(chǎn)生氫鍵可使強(qiáng)度提高，極性基團(tuán)或氫鍵的密度越大，強(qiáng)度越高。因此強(qiáng)度提高順序?yàn)椋篜E、PVC、Nylon-610、Nylon-66。但如果極性基團(tuán)過密或取代基過大，阻礙鏈段運(yùn)動(dòng)，不能實(shí)現(xiàn)強(qiáng)迫高彈性，表現(xiàn)為脆性斷裂，拉伸強(qiáng)度雖然大了，材料脆。主鏈含芳雜環(huán)的高聚物，其強(qiáng)度都高于脂肪族主鏈的。引入芳雜環(huán)側(cè)基時(shí)，強(qiáng)度也要提高。分子鏈支化程度提高，使分子間距離加大，分子間作用力減小，拉伸強(qiáng)度降低，但沖擊強(qiáng)度提高。分子量提高，拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度都會(huì)提高，但當(dāng)分子量增加到一定數(shù)值

26、后，拉伸強(qiáng)度變化不大，沖擊強(qiáng)度繼續(xù)提高。 結(jié)晶的影響結(jié)晶度提高，對提高拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和彈性模量有好處，然而結(jié)晶度過高，會(huì)導(dǎo)致沖擊強(qiáng)度和斷裂伸長率降低。a.結(jié)晶度增加，分子鏈排列緊密，孔隙率下降，材料受沖擊時(shí)，分子鏈活動(dòng)余地減少 Tg以上：結(jié)晶度增加，斷裂伸長率減少b.Tg以下：結(jié)晶度增加，材料變脆，拉伸強(qiáng)度下降 Tg以上：結(jié)晶度使分子間作用增加，拉伸強(qiáng)度提高c. Tg以上：微晶起物理交聯(lián)作用，結(jié)晶度增加，使蠕變和應(yīng)力松弛降低 對高聚物沖擊強(qiáng)度影響更大的是高聚物的球晶結(jié)構(gòu)，球晶越大，沖擊強(qiáng)度越低，因此結(jié)晶高聚物在成型過程中加入成核劑，使之生成微晶，以提高沖擊強(qiáng)度。緩慢冷卻或退火處理生成大球晶

27、，會(huì)顯著降低沖擊強(qiáng)度。故選定原料后，成型加工的溫度和后處理?xiàng)l件，對結(jié)晶高聚物的機(jī)械性能有很大影響。取向的影響取向可以使材料強(qiáng)度提高，在合成纖維、薄膜和板材上很有用處。原因是高分子鏈順著外力方向排列，使斷裂時(shí)破壞主價(jià)鍵的比例大大提高，而主價(jià)鍵的強(qiáng)度比范德華力高20倍左右；其次取向可阻礙裂縫向縱深擴(kuò)展。拉伸前后，橡皮的切口發(fā)展就是很好的例子。交聯(lián)的影響適度的交聯(lián)可以提高強(qiáng)度，但交聯(lián)會(huì)造成結(jié)晶度降低，取向困難，因此交聯(lián)并非總有利。29.高分子鏈的構(gòu)象有哪些？答案：高分子鏈有5種構(gòu)象，即無規(guī)線團(tuán)（random coil）；伸直鏈（extended chain）；折疊鏈（folded chain）；鋸齒

28、鏈（zigzag chain）；螺旋鏈（helical chain)。前三種是整個(gè)高分子鏈的形態(tài)，而后兩種是若干鏈節(jié)組成的局部形態(tài)，因而會(huì)有重疊，如伸直鏈可以由鋸齒形組成也可以由螺旋形組成高分子物理考試題型一、選擇：每題2分，共20分；1高分子的基本運(yùn)動(dòng)是（ B ）。A整鏈運(yùn)動(dòng) B鏈段運(yùn)動(dòng) C鏈節(jié)運(yùn)動(dòng)2下列一組高聚物分子中，柔性最大的是（ A ）。A.聚氯丁二烯 B.聚氯乙烯 C.聚苯乙烯3. 下列一組高聚物中，最容易結(jié)晶的是( A ).A.聚對苯二甲酸乙二酯 B. 聚鄰苯二甲酸乙二酯 C. 聚間苯二甲酸乙二酯4模擬線性聚合物的蠕變?nèi)^程可采用（ C ）模型。 A.Maxwell B. Kel

29、vin C. 四元件5.在半晶態(tài)聚合物中，發(fā)生下列轉(zhuǎn)變時(shí)，判別熵值變大的是（ A ）。（1）熔融（2）拉伸取向（3）結(jié)晶 （4）高彈態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椴ＡB(tài)6.下列一組高聚物分子中，按分子剛性的大小從小到大的順序（ ADBFC ）。A.聚甲醛；B.聚氯乙烯；C.聚苯乙烯；D. 聚乙烯；F. 聚苯醚7.假塑性流體的特征是（ B ）。A剪切增稠 B剪切變稀 C粘度僅與分子結(jié)構(gòu)和溫度有關(guān)8.熱力學(xué)上最穩(wěn)定的高分子晶體是（ B ）。A球晶 B伸直鏈晶體 C枝晶9.下列高聚物中，只發(fā)生溶脹而不能溶解的是（ B ）。A. 高交聯(lián)酚醛樹脂；B. 低交聯(lián)酚醛樹脂；C.聚甲基丙稀酸甲脂10.高分子-溶劑相互作用參數(shù)1（

30、A ）聚合物能溶解在所給定的溶劑中A. 1<1/2 B. 1>1/2 C. 1=1/211.判斷下列敘述中不正確的是（ C ）。A結(jié)晶溫度越低，體系中晶核的密度越大，所得球晶越??；B所有熱固性塑料都是非晶態(tài)高聚物；C在注射成型中，高聚物受到一定的應(yīng)力場的作用，結(jié)果常常得到伸直鏈晶體。12. 判斷下列敘述中不正確的是（ C ）。A高聚物的取向狀態(tài)是熱力學(xué)上一種非平衡態(tài)；B結(jié)晶高聚物中晶片的取向在熱力學(xué)上是穩(wěn)定的；C取向使材料的力學(xué)、光學(xué)、熱性能各向同性。13.關(guān)于高聚物和小分子物質(zhì)的區(qū)別，下列( D )說法正確 高聚物的力學(xué)性質(zhì)是固體彈性和液體粘性的綜合； 高聚物在溶劑中能表現(xiàn)出溶脹

31、特性，并形成居于固體和液體的一系列中間體系； 高分子會(huì)出現(xiàn)高度的各向異性。A. 對 B. 對 C. 對 D.全對二、填空：每空1分 ，共20分；三、名詞解釋：每題3分，共15分；1.構(gòu)型（configuration）：是指分子中由化學(xué)鍵所固定的原子在空間的排列。這種排列是穩(wěn)定的， 要改變構(gòu)型必須經(jīng)過化學(xué)鍵的斷裂和重組。2.海島結(jié)構(gòu)：兩種高聚物相容性差，共混后形成非均相體系，分散相分散在連續(xù)相中，像小島分散在海洋中一樣，稱為海島結(jié)構(gòu)。3.構(gòu)象（conformation）：由于單鍵的內(nèi)旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的分子中原子在空間位置上的變化叫構(gòu)象。 4.鏈段：把由若干個(gè)鍵組成的一段鏈作為一個(gè)獨(dú)立動(dòng)動(dòng)的單元，稱為鏈段。5.柔順性：是高分子鏈能夠改變其構(gòu)象的性質(zhì)6.自由連接鏈（freely jointed chain ）： 鍵長l固定，鍵角不固定，內(nèi)旋轉(zhuǎn)自由的理想模型。7.自由旋轉(zhuǎn)鏈（freely rotating chain ）： 鍵長l固定，鍵角固定（109.5o ），單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)自由的理想模型。