高分子物理試題

1、6高分子的基本運(yùn)動是（ B ）。A整鏈運(yùn)動 B鏈段運(yùn)動 C鏈節(jié)運(yùn)動7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. Kelvin 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

2、.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（ 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?。籅所有熱固性塑料都是非晶態(tài)高聚物；C在注射成

3、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)出溶脹特性，并形成居于固體和液體的一系列中間體系； 高分子會出現(xiàn)高度的各向異性。A. 對 B. 對 C. 對 D.全對三、問答題：2. 高分子具有柔順性的本質(zhì)是什么？簡要說明影響高分子鏈柔順性的因素主要有哪些？高分子鏈具有柔順性的原因在于它含

4、有許多可以內(nèi)旋轉(zhuǎn)的s 鍵，根具熱力學(xué)熵增原理，自然界中一切過程都自發(fā)地朝熵增增大的方向發(fā)展。高分子鏈在無外力的作用下總是自發(fā)地取卷曲的形態(tài)，這就是高分子鏈柔性的實(shí)質(zhì)。影響因素主要有：1主鏈的結(jié)構(gòu)；2取代基; 3氫鍵; 4交聯(lián)。 3試用玻璃化轉(zhuǎn)變理論的自由體積理論解釋：冷卻速度越快，測得的Tg越高。對高聚物熔體進(jìn)行冷卻時(shí)，聚合物的體積收縮要通過分子的構(gòu)象重排來實(shí)現(xiàn)，顯然需要時(shí)間。溫度高于Tg時(shí)，高聚物中的自由體積足以使鏈段自由運(yùn)動，構(gòu)象重排瞬時(shí)即可完成，此時(shí)的體積為平衡體積。如連續(xù)冷卻，鏈段運(yùn)動松弛時(shí)間將按指數(shù)規(guī)律增大，構(gòu)象重排速率降低，將跟不上冷卻速率，此時(shí)的體積總是大于該溫度下的平衡體積。4

5、.舉例說明什么是蠕變、應(yīng)力松弛現(xiàn)象？ 蠕變是指材料一定的溫度下和遠(yuǎn)低于該材料的斷裂強(qiáng)度的恒定應(yīng)力作用下，形變隨時(shí)間增大的現(xiàn)象。 應(yīng)力松馳是在一定的溫度下，試樣維持恒定的應(yīng)變所需的應(yīng)力隨時(shí)間逐漸衰減的現(xiàn)象。5.高彈性有哪些特征？為什么聚合物具有高彈性？ 1.彈性模量小，而形變很大； 2.形變需要時(shí)間； 3.形變有熱效應(yīng)； 橡膠是由線性長鏈分子組成的，由于熱運(yùn)動，這種長鏈分子在不斷的改變著自己的形狀，因此在常溫下橡膠的長鏈分子處于卷曲狀態(tài)。卷曲分子的均方末端距比完全伸直的分子的均方末端距小100-1000倍，因此卷曲分子拉直就會顯示出形變量很大的特點(diǎn)。橡膠受到外力作用時(shí)，鏈段伸展，發(fā)生大形變。因是

6、一熵減過程，所以不穩(wěn)定。熱運(yùn)動會促使分子鏈回到卷曲狀態(tài)，此時(shí)如果受熱，則熱運(yùn)動加劇，回縮力加大，足以抵抗使分子鏈伸展的外力而回縮。6以結(jié)構(gòu)的觀點(diǎn)討論下列聚合物的結(jié)晶能力：聚乙烯、尼龍66、聚異丁烯高分子的結(jié)構(gòu)不同造成結(jié)晶能力的不同，影響結(jié)晶能力的因素有：鏈的對稱性越高結(jié)晶能力越強(qiáng)；鏈的規(guī)整性越好結(jié)晶能力越大；鏈的柔順性越好結(jié)晶能力越好；交聯(lián)、分子間力是影響高聚物的結(jié)晶能力；氫鍵有利于結(jié)晶結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。聚乙烯對稱性最好，最易結(jié)晶；尼龍66，對稱性不如聚乙烯，但仍屬對稱結(jié)構(gòu)，還由于分子間可以形成氫鍵，使結(jié)晶結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，可以結(jié)晶，聚異丁烯由于結(jié)構(gòu)不對稱，不易結(jié)晶。7. 試述聚合物的溶解特點(diǎn)。一、選擇題

7、(多選題，每題2分，共20分)3. 下列相同分子量的聚合物，在相同條件下用稀溶液粘度法測得的特性粘數(shù)最大的為( D )(A)高支化度聚合物 (B)中支化度聚合物 (C)低支化度聚合物 (D)線性聚合物5. 下面有關(guān)玻璃化轉(zhuǎn)變的描述，正確的是( A, B, D, E)(A)聚合物玻璃態(tài)與高彈態(tài)之間的轉(zhuǎn)變 (B)鏈段由運(yùn)動到凍結(jié)的轉(zhuǎn)變 (C)分子鏈由凍結(jié)到運(yùn)動的轉(zhuǎn)變 (D)自由體積由隨溫度下降而減少到不隨溫度發(fā)生變化的轉(zhuǎn)變 (E)鏈段由凍結(jié)到運(yùn)動的轉(zhuǎn)變6韌性聚合物單軸拉伸至屈服點(diǎn)時(shí)，可看到剪切帶現(xiàn)象，下列說法正確的是（B, C, D ）。 (A) 與拉伸方向平行 (B) 有明顯的雙折射現(xiàn)象 (C)

8、 分子鏈沿外力作用方向高度取向 (D) 剪切帶內(nèi)部沒有空隙7. 聚合物加工中的擠出脹大（巴拉斯效應(yīng)）現(xiàn)象是由于（C, D ）(A) 高分子熔體熱脹冷縮 (B) 高彈形變的儲能超過克服粘滯阻力的流動能量時(shí)產(chǎn)生的不穩(wěn)定流動(C) 流動時(shí)有法向應(yīng)力差，由此產(chǎn)生的彈性形變在出口模后要回復(fù) (D) 高分子熔體在拉力下產(chǎn)生拉伸彈性形變，來不及完全松弛掉要回復(fù)9. 粘彈性是高聚物的重要特征，在適當(dāng)外力作用下，（ C ）有明顯的粘彈性現(xiàn)象。(A) Tg以下很多 (B) Tg附近 (C) Tg以上很多 (D) Tf以上二、判斷題(每題1.5分，共15分)1. 聚丙烯分子鏈中碳碳鍵是可以旋轉(zhuǎn)的，因此可以通過單鍵的

9、內(nèi)旋轉(zhuǎn)使全同立構(gòu)聚丙烯轉(zhuǎn)變?yōu)殚g同立構(gòu)聚丙烯。( ´ )5. 聚合物的取向態(tài)是一種熱力學(xué)穩(wěn)定狀態(tài)。( ´ )7. 應(yīng)力應(yīng)變曲線下的面積，反映材料的拉伸斷裂韌性大小。( Ö )8. WLF方程的適用溫度范圍為TgTg50。( ´ )9. 橡膠試樣快速拉伸，由于熵減小放熱等原因?qū)е聹囟壬摺?( Ö )10. 高聚物的應(yīng)力松弛現(xiàn)象，就是隨時(shí)間的延長，應(yīng)力逐漸衰減到零的現(xiàn)象。( ´ )四、計(jì)算題（每題5分，共15分）3. 在一次拉伸實(shí)驗(yàn)中，試樣夾具之間試樣的有效尺寸為：長50mm、寬10mm、厚4mm，若試樣的楊氏模量為35MPa，問加負(fù)荷1

10、00N該試樣應(yīng)伸長多少。解：E=/, =(l-l0)/ l0 , =F/A0 , =100/(4×10)=2.5Mpa, =/E=2.5/35=0.07143, l-l0=50×0.07143=3.57mm五、問答題 (共35分)1. 在用凝膠滲透色譜方法測定聚合物分子量時(shí)，假如沒有該聚合物的標(biāo)樣，但是有其它聚合物的標(biāo)樣，如何對所測聚合物的分子量進(jìn)行普適標(biāo)定？需要知道哪些參數(shù)？(8分)參考答案：可以用其它聚合物標(biāo)樣來標(biāo)定所測聚合物的分子量。當(dāng)淋洗體積相同時(shí)，二者的特性粘數(shù)與分子量的乘積相等，即：根據(jù)Mark-Houwink方程有：所以需要知道被測聚合物和標(biāo)樣的K，a值(在G

11、PC實(shí)驗(yàn)所用的溶劑中)2. 聚合物纖維熔融紡絲時(shí)，在拉伸和冷卻工序之后，通常還有一道熱定形工序，從高分子物理的角度談?wù)勗摴ば虻淖饔谩?8分)參考答案：聚合物紡絲時(shí)，在拉伸過程中聚合物鏈產(chǎn)生取向，此時(shí)高分子整鏈和高分子鏈段都發(fā)生取向。但是，由于高分子取向是熱力學(xué)不穩(wěn)定狀態(tài)，在放置過程中聚合物鏈發(fā)生松弛，傾向于發(fā)生解取向。聚合物鏈段的長度遠(yuǎn)小于整鏈長度，它的松弛時(shí)間也遠(yuǎn)小于整鏈長度的松弛時(shí)間。因此在放置過程中，聚合物鏈段的松弛非常容易發(fā)生，導(dǎo)致聚合物纖維的外形發(fā)生變化。熱定形工序就是在一定溫度下使聚合物鏈段發(fā)生快速的解取向，使得聚合物纖維在放置和使用過程中不易發(fā)生變形。3. What is the

12、 time-temperature superposition principle？What is the significance of the principle? (7分)參考答案：對同一個(gè)力學(xué)松弛現(xiàn)象，既可以在較高溫度下、較短時(shí)間內(nèi)觀察到，也可以在較低高溫度下、較長時(shí)間內(nèi)觀察到。因此，升高溫度與延長觀察時(shí)間對分子運(yùn)動是等效的，對高聚物的粘彈行為也是等效的。借助轉(zhuǎn)換因子可將在某一溫度下測定的力學(xué)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成另一溫度下的力學(xué)數(shù)據(jù)。4. 影響聚合物力學(xué)內(nèi)耗的因素是什么？(12分)參考答案：內(nèi)耗的大小與高聚物本身的結(jié)構(gòu)有關(guān)：分子鏈上沒有取代基，鏈段運(yùn)動的內(nèi)摩擦阻力較小，內(nèi)耗較??；有較大或極性的側(cè)基，鏈段運(yùn)動的內(nèi)摩擦阻力較大,內(nèi)耗較大;側(cè)基數(shù)目很多，內(nèi)耗就更大。內(nèi)耗受溫度影響較大：Tg以下，高聚物受外力作用形變很小，只有鍵長和鍵角變化，速度很快，幾乎跟得上應(yīng)力的變化，內(nèi)耗很小；溫度升高，向高彈態(tài)過渡，由于鏈段開始運(yùn)動，而體系粘度還很大，鏈段運(yùn)動時(shí)受到摩擦阻力比較大，因此高彈形變顯著落后于應(yīng)力的變化，內(nèi)耗也大；溫度進(jìn)一步升高，鏈段運(yùn)動比較自由，內(nèi)耗就變小了，因此在玻璃