高分子物理習題課件

1、非晶態(tài)聚合物的溫度－形變曲線一般表現出

種力學狀態(tài)，分別為

。2、聚合物的熔融過程是熱力學的

過程，而玻璃化轉變不是熱力學的平衡過程，是個

過程。3、聚合物分子運動的特點有a、運動單元的多重性，b、

，c、

。4、測定玻璃化轉變溫度的常用的方法有

5、在外力作用下，聚合物在高彈態(tài)發(fā)生了取向，在粘流態(tài)發(fā)生分子鏈取向。練習題6.高分子熱運動是一個松弛過程，松弛時間的大小取決于（D）。A、材料固有性質B、溫度C、外力大小D、以上三者都有關系。1判斷：1.玻璃化溫度是塑料的最低使用溫度，又是橡膠的最高使用溫度。（F）2.聚合物發(fā)生粘性流動時，形變是不可逆的。（T）3.聚合物的高彈變形是瞬間發(fā)生的。（F）4.玻璃態(tài)是高分子鏈段運動的狀態(tài)。（F）5.玻璃化轉變溫度的大小與外界條件無關。（F）6.玻璃化轉變是一個松馳過程。（T）2練習:解：（1）主要從鏈的柔順性次序考慮，其次序是：Si—O>C—O>C—C偏氯乙烯，因為鏈間有極性力，Tg高。將下列聚合物按Tg高低次序排列并解釋原因：Tg：-123℃；-70℃；-17℃；-80℃3練習題1.示差掃描量熱儀(DSC)是高分子材料研究中常用的方法，常用來研究（）。⑴Tg，⑵Tm，⑶分解溫度Td，⑷結晶溫度Tc，⑸維卡軟化溫度，⑹結晶度，2.處于高彈態(tài)的聚合物，可以運動的單元有（）

A.鏈段B大分子鏈C.鏈節(jié)D.側基E.支鏈3.下列（）因素會使Tg降低。

A、引入剛性基團B、引入極性基團C、交聯(lián)D、加入增塑劑4.所有聚合物在在玻璃化轉變時，自由體積分數均等于（）。

A、0.5%B、1%C、2.5%55.下列各組聚合物的Tg高低比較正確的是（）。

A、聚二甲基硅氧烷>順式聚1,4－丁二烯，

B、聚丙稀>聚己內酰胺，

C、聚己二酸乙二醇酯>聚對苯二甲酸乙二醇酯，

D、聚氯乙烯>聚偏二氯乙烯6.聚丙烯酸甲酯的Tg為3℃，聚丙烯酸的Tg為106℃，后者Tg高的主要原因是是因為（）。

A、側基的長度短B、存在氫鍵C、范德華力大7.結晶高聚物在Tg以上時（）。

A、所有鏈段都能運動B、只有非晶區(qū)中的鏈段能夠運動C、鏈段和整個大分子鏈都能運動8.判斷：根據自由體積理論聚合物的自由體積隨溫度的降低而減小。（）6比較下列兩組聚合物Tg的高低1組：前為聚丙烯酸甲酯，酯基具有一定的柔順性，Tg=3℃；后為聚乙酸乙烯酯，Tg=28℃2組：酯基為柔性取代基，酯基越長，柔性越好。聚甲基丙烯酸甲酯Tg=105℃；聚甲基丙烯酸乙酯Tg=65℃

；聚甲基丙烯酸丁酯Tg=21℃；聚甲基丙烯酸辛酯Tg=-20℃。7①形變溫度TgTf③②④圖：同一聚合物品種(PMMA)，同一測量條件下不同分子量時的溫度形變曲線問題1：判斷4條曲線分子量的大小？①<②<③<④???∵Tf是大分子鏈發(fā)生相對位移的溫度，分子量↑，分子鏈越長，內摩擦阻力↑，∴

Tf↑。問題2：為何只有一個Tg？∵Tg為鏈段運動溫度，與分子量關系不大，同一聚合物品種,同一測量條件,鏈段運動溫度能力相同。8練習題1.下列聚合物結晶能力最強的是（A）。

A、高密度聚乙烯，B、尼龍66，

C、聚異丁烯，D、等規(guī)聚苯乙烯2.PE、PVC、PVDC的結晶能力大小順序是（C）。

A、PE﹥PVC﹥PVDCB、PVDC﹥PE﹥PVCC、PE﹥PVDC﹥PVC3.Avrami方程中n=2表示（D）

A.三維生長，均相成核B.三維生長，異相成核

C.二維生長，均相成核D.二維生長，異相成核4.關于結晶聚合物的熔點和熔限下列說法正確的是（C。

A、結晶溫度越低，熔點越低，熔限越窄。

B、結晶溫度越低，熔點越高，熔限越寬。

C、結晶溫度越高，熔點越高，熔限越窄。

D、結晶溫度越高，熔點越低，熔限越窄。10例：比較下列聚合物的熔點高低順序，并用熱力學觀點說明理由:PET、PP、PE、PB、PTFEPTFE（327℃）>PET（267℃）>PP（176℃）>PE（137℃）>順1,4聚丁二烯（12℃）解釋：Tm＝ΔHm/ΔSm（1）PTFE：由于氟原子電負性很強，原子間的斥力很大，分子鏈的內旋轉很困難，ΔS很小，所以Tm很高。（2）PET：由于酯基的極性，分子間作用力大，所以ΔH大；另一方面由于主鏈有芳環(huán)，剛性較大，ΔS較小，所以Tm較高。（3）PP：由于有側甲基，比PE的剛性大，ΔS較小，因而Tm比PE高。（4）順1,4聚丁二烯：主鏈上孤立雙鍵柔性好，ΔS大，Tm很低。121.關于聚合物的蠕變現象，正確的是（A）？

A.蠕變是不能回復的；B外力去除后，交聯(lián)聚合物的蠕變過程可以完全回復；C高溫下蠕變不明顯；D外力很大蠕變不明顯.2.下列說法正確的是（D）？

A應力松弛是指恒定應變條件下材料應力逐漸減小到零的現象；B線形聚合物的應力可以松弛到0；C聚合物的剛性越大，應力松弛越慢；

D溫度低于Tg時，應力松弛很慢.3.對理想彈性的描述正確的是（ACE）？

A.形變的產生不需要時間；B形變是緩慢恢復的；C應力與應變成正比；D彈簧具有理想彈性；

E形變量總是很大.練習題141、在適當外力作用下（）有明顯的粘彈性現象。

A、Tg以下很多B、Tg附近C、Tg以上很多D、f附近2、利用扭擺實驗，可測得聚合物材料的（）。

A、動態(tài)切變模量和內耗B、楊氏模量和內耗C、楊氏模量和本體模量3、采用Tg為參考溫度進行時溫轉換疊加時，溫度高于Tg的曲線，lgαT（）。

A、負，曲線向左移B、正，曲線向右移C、負，曲線向右移4、蠕變與應力松弛速度（）。

A、與溫度無關B、隨溫度升高而增大C、隨溫度升高而減小5.有關內耗與溫度的關系正確的是（）

A.溫度升高，內耗增大B.溫度升高，內耗減小

C.內耗在某一溫度范圍出現極大值練習題15判斷：1.粘彈性材料的儲能模量、損耗模量與內耗都隨頻率增加而增大。2.在室溫下橡膠只能發(fā)生高彈形變，塑料只能發(fā)生普彈形變6.有關滯后現象的描述正確的是（）？

A剛性聚合物的滯后現象比柔性聚合物明顯；B頻率越高，滯后現象越明顯；C滯后現象隨頻率的變化出現極大值；D在Tg附近滯后現象嚴重.7.關于WLF方程，說法正確的為（）。

A、嚴格理論推導公式B、Tg參考溫度，幾乎對所有聚合物普遍適用C、溫度范圍為Tg～Tg＋100℃D、WLF方程是時溫等效原理的數學表達式8.Maxwell模型可以用來模擬（）。

A線形聚合物的蠕變行為；B交聯(lián)聚合物的蠕變行為

C線形聚合物的應力松弛行為;D交聯(lián)聚合物的應力松弛行為9.Kelvin模型可以用來模擬（）。

A線形聚合物的蠕變行為；B交聯(lián)聚合物的蠕變行為

C線形聚合物的應力松弛行為;D交聯(lián)聚合物的應力松弛行為16例1：有一粘彈體,已知其粘性系數η和高彈模量E分別為5×108Pa·s和108N·m-2,當初始應力為10N·m-2時

求:(1)達到松弛時間的殘余應力為多少?

(2)松弛10秒鐘時的殘余應力為多少?

解:(1)松弛時間

當達到松弛時間時,(2)當t=10s時,17

例2：已知PIB在298K時，其應力松弛到105N/m2約需10小時，試計算在253K時應力松弛到同一數值所需的時間。（PIB的Tg為203K）WLF方程分別將T=298K和T=253K帶入WLF方程在253K達到同樣的力學松弛需要5234h。18已知聚甲基丙烯酸甲酯的應力松弛模量E(t)-T曲線如圖所示，畫出圖中由▲指示狀態(tài)下應力-應變行為（其它測試條件同）。(1)(2)(3)(4)TbTgTf1234－曲線思考題201、拉伸實驗中，應力－應變曲線初始部分的斜率和曲線下的面積分別反映材料的（）。A、拉伸強度、斷裂伸長率B、楊氏模量、斷裂能C、屈服強度、屈服應力D、沖擊強度、沖擊能2、在聚甲基丙烯酸甲酯的拉伸試驗中，溫度升高則（）。Ａ、σB升高、εB降低，B、σB降低、εB升高，C、σB升高、εB升高，Ｄ、σB降低、εB降低，3、在高分子材料的拉伸試驗中，提高拉伸速率時，則（）。Ａ、σB升高、εB降低，B、σB降低、εB升高，

C、σB升高、εB升高，Ｄ、σB降低、εB降低4.在（）溫度范圍內，玻璃態(tài)聚合物才具有典型的應力-應變曲線。

A、Tb﹤T﹤TgB、Tg﹤T﹤TfC、Tg﹤T﹤Tm練習題211、韌性聚合物單軸拉伸至屈服點可看到剪切帶現象，說法錯誤的是（A）。A、與拉伸方向平行B、有明顯的雙折射現象C、分子鏈高度取向D、每個剪切帶由若干個細小的不規(guī)則微纖構成2、關于銀紋，下列說法錯誤的是（A）。A、銀紋是高度取向的高分子微纖構成。B、銀紋處密度為0，與本體密度不同。C、銀紋具有應力發(fā)白現象。D、銀紋具有強度，與裂紋不同。3、楊氏模量、沖擊強度、應變、切變速率的量綱分別是（A）。

A、N/m2,J/m2,無量綱,S-1，B、N,J/m,無量綱,無量綱

C、N/m2,J,無量綱,無量綱D、N/m2,J,m,S-14、提高高分子材料拉伸強度的有效途徑為（B）。

A、增塑，B、取向，C、加入碳酸鈣練習235.下列高聚物拉伸強度較低的是（B）。

A、線形聚乙烯B、支化聚乙烯C、聚酰胺6．隨應變速率的增加，高分子材料的脆韌轉變溫度將小

。7.高密度PE與低密度PE相比，其支化度小，結晶度小，熔點小拉伸強度小，沖擊強度大。8.高聚物發(fā)生強迫高彈形變的條件是