高分子物理考研復(fù)試題及答案

1、真或假1結(jié)晶聚合物并不總是形成結(jié)晶聚合物()交聯(lián)前的線性聚合物是結(jié)晶聚合物。當(dāng)交聯(lián)度不太大時，有結(jié)晶能力，但隨著交聯(lián)度的增加，結(jié)晶能力下降需要結(jié)晶條件5.改變聚合物的構(gòu)象不能提高聚合物的等規(guī)度。()聚合物的等規(guī)度由分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)決定。為了改變聚合物的全同立構(gòu)規(guī)整度，必須改變聚合物的構(gòu)型。2006年的真假：1.雙酚a聚碳酸酯是一種結(jié)晶聚合物，因此它必須形成結(jié)晶聚合物()原因是交聯(lián)前的雙酚a聚碳酸酯聚合物是結(jié)晶聚合物，當(dāng)交聯(lián)度不太大時具有結(jié)晶能力，但隨著交聯(lián)度的增加，結(jié)晶能力下降；當(dāng)交聯(lián)度過大時，結(jié)晶能力喪失需要結(jié)晶條件8.尼龍1010、尼龍66和尼龍610具有尼龍66的最高熔點()氫鍵密度1影響

2、聚合物柔韌性的因素有哪些？聚乙烯單分子的柔韌性非常好。為什么高聚物不能用作橡膠，而只能用作塑料？答：(1)什么因素影響聚合物：的柔韌性鍵長越長，聚合物主鏈結(jié)構(gòu)中的鍵角或孤立雙鍵越大，聚合物的單鍵、共軛雙鍵、芳族雜環(huán)和典型剛性鍵內(nèi)的旋轉(zhuǎn)越容易，聚合物的柔韌性(體積)越差側(cè)鏈組的極性越大，靈活性越差。如果它含有氫鍵，側(cè)基的剛性越大，柔韌性越差，但是剛性側(cè)基的密度沿著主鏈增加，柔韌性(體積)越差分子量越高，分子鏈的柔韌性越好當(dāng)交聯(lián)度小時，它對柔韌性的影響很小，當(dāng)交聯(lián)度太大時，分子鏈失去柔韌性聚合物的聚集結(jié)構(gòu)決定了聚合物的柔韌性能否被表達溫度越高，外力越大，分子鏈的柔韌性越好；外力的速度越大，就越難顯

3、示分子鏈的柔性。當(dāng)加入溶劑時，分子鏈的柔性較好，但這也與外界條件有關(guān)(2)對稱性越大，靈活性越大，分子結(jié)構(gòu)越規(guī)則，但同時結(jié)晶能力越強。一旦聚合物結(jié)晶，鏈的柔性就不能顯示，聚合物是剛性的。聚乙烯的分子鏈是柔性的。然而，由于其規(guī)則的結(jié)構(gòu)，它很容易結(jié)晶和失去彈性，所以聚乙烯聚合物可以用作塑料，而不是橡膠。2.制作下列聚合物的溫度-變形曲線，標出特征溫度，并簡要解釋。(1)自由基聚合樣品b的分子量適中，樣品a的分子量較小。(2)聚乙烯：樣品A分子量適中，而樣品B分子量較大。聚苯乙烯是一種無定形聚合物，小分子量的高彈性平臺較短或沒有高彈性狀態(tài)。聚乙烯是一種結(jié)晶聚合物，分子量小，不含Tf，分子量大3.分子

4、結(jié)構(gòu)、分子量和外力作用時間如何影響聚合物的粘流溫度？答：能增加聚合物的相互作用能和剛性的結(jié)構(gòu)因素會增加Tf外力越大；Tf較低動作速度越快，Tf越高。分子量越大，Tf越大；靈活性的影響5.可以采取什么措施來獲得具有良好透明度和柔韌性的聚乙烯薄膜？支化、加成成核劑比較以下各組聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(從低到高)，并解釋原因。(1)聚丙烯聚丙烯腈聚甲基丙烯酸甲酯極性(2)聚乙烯、聚氯乙烯和聚偏二氯乙烯極性和對稱性3影響聚合物強度的主要因素過于繁瑣，需要簡化答：(1)化學(xué)結(jié)構(gòu)：增加鏈剛性的因素(如主鏈的芳香環(huán)、側(cè)基的極性或氫鍵)有助于提高抗拉強度。太密集的極性基團或太大的取代基會使m(4)結(jié)晶和取向：隨

5、著結(jié)晶度的增加，拉伸強度增加，沖擊強度降低。隨著晶粒尺寸的減小，拉伸強度和沖擊強度都增加，取向提高了拉伸強度?？傊鲜鲆蛩卦谟懻摽估瓘姸葧r主要考慮分子間作用力的大小，而在討論沖擊強度時主要考慮自由體積的大小。(5)應(yīng)力集中器：當(dāng)受到應(yīng)力時，裂紋、裂紋、雜質(zhì)和其他缺陷成為應(yīng)力集中器，首先發(fā)生斷裂。纖維直徑越小，強度越高，因為纖維越薄，纖維皮和芯之間的差異越小，產(chǎn)生缺陷的可能性越小。根據(jù)這一原理，采用玻璃纖維增強塑料可以獲得高強度的玻璃鋼(6)添加劑：增塑劑、增量劑(也稱為填料)、增強劑和增韌劑都可以改變材料的強度，增塑作用降低了分子間的作用力，從而降低了強度。惰性填料(如碳酸鈣)只會降低成本和

6、強度；活性填料具有增強作用，如炭黑對天然橡膠的增強作用。纖維填料具有明顯的增強效果。塑料的增韌方法是共混或共聚，并用少量橡膠作為增韌劑來改善塑料的脆性(7)外力的速度和溫度：拉伸試驗中增加拉伸速率和降低溫度會降低強度。提高溫度將增加沖擊試驗中的沖擊強度。由于外力的速度和溫度的變化，材料甚至?xí)拇嘈宰優(yōu)轫g性，反之亦然。4從結(jié)構(gòu)角度分析了溫度、剪切速率和剪切應(yīng)力對聚合物熔體粘度的影響，并討論了其在成型過程中的應(yīng)用。隨著溫度的升高，粘度降低，但不同結(jié)構(gòu)對溫度的敏感性不同，分子間作用力和剛性強的材料對溫度更敏感。剪切速率和剪切應(yīng)力增加，但粘度降低，因為聚合物的長鏈結(jié)構(gòu)使其在流動過程中取向，從而降低了粘

7、度。因此，提高成型溫度、壓力和剪切速率將改善材料的可加工性。5.如何從結(jié)構(gòu)上分析某一聚合物屬于結(jié)晶聚合物。主要是規(guī)整性、對稱性、分子量和共聚物結(jié)構(gòu)6.第二個威利系數(shù)的物理意義是什么？什么因素決定了它們的大??？當(dāng)T=，時，A2的值是多少？X1的價值是什么？溶液中聚合物的形態(tài)是什么？什么測試方法可以用來測量聚合物稀溶液的A2值和X1值？答：A2的物理意義：它表征了鏈狀聚合物溶液中聚合物鏈段之間以及聚合物鏈段與溶劑分子之間的相互作用，也表征了溶液中聚合物的構(gòu)象狀態(tài)(2)決定A2尺寸的影響因素：溶劑性質(zhì)、溫度、聚合物性質(zhì)、分子量和分子量分布(3)A20T、X11/2良溶劑的聚合物鏈段與溶劑分子的相互作

8、用較大，聚合物在溶液中處于相對延伸的構(gòu)象狀態(tài)T，A20，X11/2不良溶劑在聚合物鏈段之間有很強的相互作用T=，A2=0，X1=1/2 溶劑聚合物鏈段和溶劑分子之間的相互作用等于聚合物鏈段之間的相互吸引，聚合物處于最自然的構(gòu)象狀態(tài)(4)測試方法：滲透壓法和光散射法，先測量A2，然后計算四個簡短的答案：1.為什么拉伸有利于聚合物結(jié)晶？答：當(dāng)不拉伸時，聚合物鏈呈現(xiàn)無規(guī)卷曲的構(gòu)象，形成有序結(jié)構(gòu)的能力很差。拉伸使聚合物鏈變直，增加了分子鏈相互平行的可能性，這有助于將更多的片段釋放到晶格中，從而提高聚合物的結(jié)晶度并有助于聚合物的結(jié)晶。2.如果聚甲基丙烯酸甲酯的等規(guī)度不高，我們可以用物理方法來提高其等規(guī)度

9、嗎？不，等規(guī)度是構(gòu)型3.高彈性和一般彈性的本質(zhì)區(qū)別是什么？一般彈性：小于鏈段的運動單位可以移動高彈性：鏈段和小于鏈段的運動單元可以運動，其特征是鏈的重排5.當(dāng)聚合物被擠出時，為什么會發(fā)生擠出膨脹？在擠出過程中，分子鏈受到拉伸力，產(chǎn)生拉伸彈性變形，在擠出過程中不能完全松弛。擠出后，外力對分子鏈的作用被釋放，聚合物鏈將再次從拉伸狀態(tài)收縮到卷曲狀態(tài)，變形將恢復(fù)，出口膨脹將發(fā)生。另一個原因是，當(dāng)聚合物在擠出機中流動時，由于剪切應(yīng)力的作用，表現(xiàn)出正應(yīng)力效應(yīng)，正應(yīng)力差引起的彈性變形在離開擠出機后恢復(fù)，擠出物的直徑膨脹。2005年，專業(yè)課真正問題的答案很簡短1.分子量相當(dāng)大的線性無定形聚合物玻璃化轉(zhuǎn)變的分子

10、運動機制是什么？玻璃化轉(zhuǎn)變的自由體積理論的主要內(nèi)容是什么？答：線性無定形聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變是分子中鏈段的重排運動逐漸開始或被抑制；聚合物的體積由聚合物占據(jù)的體積和未占據(jù)的自由體積組成。當(dāng)聚合物冷卻時，自由體積首先逐漸減小，當(dāng)它達到一定溫度時，自由體積將達到最小值。此時，聚合物將進入玻璃態(tài)，在玻璃態(tài)下，自由體積將由于鏈段的運動而凍結(jié)，并保持恒定值。未被占用的自由體積的大小和分布將基本保持固定。應(yīng)該添加自由體積和片段運動之間的關(guān)系。5.塑料產(chǎn)品的內(nèi)應(yīng)力是多少？它是如何形成的？答：塑料內(nèi)應(yīng)力是指在塑料熔融加工過程中，高分子鏈的取向和冷卻收縮所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。在產(chǎn)品的冷卻過程中，如果由于物流引起的高彈性

11、變形不能完全消除而在產(chǎn)品中“凍結(jié)”，產(chǎn)品中就會有相應(yīng)的“凍結(jié)”彈性，而“凍結(jié)”彈性就是產(chǎn)品中的內(nèi)應(yīng)力。6.寫出WLF方程的一般表達式？給出三個應(yīng)用WLF方程的例子回答：計算玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，繪制聚合物應(yīng)力松弛疊加曲線，計算自由體積分數(shù)3聚四氟乙烯、用作塑料的均聚物聚丙烯、順式-1，4-聚丁二烯、聚三氟乙烯、與丙烯無規(guī)共聚的聚丙烯和少量用作塑料的乙烯、尼龍66、低密度聚乙烯、輕微交聯(lián)的高密度聚乙烯和丙烯酸接枝的均聚物聚丙烯都是結(jié)晶聚合物。詳細分析了各種聚合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)特征特氟隆對稱；塑料用均聚丙烯為等規(guī)聚丙烯，規(guī)整度高，結(jié)晶能力強；順式-1，4-聚丁二烯-順式結(jié)構(gòu)有較好的規(guī)整性，但不如反式結(jié)構(gòu)，結(jié)

12、晶能力下降；聚三氟氯乙烯-氯和氟的范德華半徑相似，結(jié)晶能力強；丙烯和少量乙烯作為塑料無規(guī)共聚聚丙烯；尼龍66，氫鍵；低密度聚乙烯，支鏈結(jié)構(gòu)，破壞了聚乙烯的規(guī)整性，但仍具有一定的結(jié)晶能力；輕微交聯(lián)的高密度聚乙烯增加了交聯(lián)度，降低了結(jié)晶能力，但輕微交聯(lián)后仍具有結(jié)晶能力。丙烯酸接枝均聚丙烯6.什么是高彈性變形？高彈性變形的彈性的主要變化是什么？寫出交聯(lián)橡膠的狀態(tài)方程并解釋其意義。答案：片段移動，但整個分子鏈不移動。此時，在較小的力的作用下會發(fā)生較大的變形，并且在外力消除后變形可以完全恢復(fù)，這被稱為高彈性變形。高彈性變形的彈性主要是由單鍵的內(nèi)部旋轉(zhuǎn)和鏈段的運動引起的構(gòu)象變化引起的交聯(lián)橡膠的狀態(tài)方程：意義：(1)揭示應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系；(2)測量交聯(lián)橡膠樣品的彈性模量和剪切模量；(3)測量交聯(lián)橡膠的交聯(lián)度；(4)解釋高彈性的一些特征；(5)從分子水平用統(tǒng)計理論解釋客車橡膠的高彈性7什么是牛頓流體？什么是假塑性流體？一般聚合物熔體在剪切流動過程中的流變規(guī)律是什么？答：牛頓流體