高分子物理第六章考试题库
高分子物理第六章溶液部分
3-1简述聚合物的溶解过程，并解释为什么大多聚合物的溶解速度很慢？解：因为聚合物分子与溶剂分子的大小相差悬殊，两者的分子运动速度差别很大，溶剂分子能比较快地渗透进入高聚物，而高分子向溶剂地扩散却非常慢。这样，高聚物地溶解过程要经过两个阶段，先是溶剂分子渗入高聚物内部，使高聚物体积膨胀，称为“溶胀”，然后才是高分子均匀分散在溶剂中，形成完全溶解地分子分散的均相体系。整个过程往往需要较长的时间。高聚物的聚集态又有非晶态和晶态之分。非晶态高聚物的分子堆砌比较松散，分子间的相互作用较弱，因而溶剂分子比较容易渗入高聚物内部使之溶胀和溶解。晶态高聚物由于分子排列规整，堆砌紧密，分子间相互作用力很强，以致溶剂分子渗入高聚物内部非常困难，因此晶态高聚物的溶解要困难得多。非极性的晶态高聚物（如PE）在室温很难溶解，往往要升温至其熔点附近，待晶态转变为非晶态后才可溶；而极性的晶态高聚物在室温就能溶解在极性溶剂中。
例3-2.用热力学原理解释溶解和溶胀。解：（1）溶解：若高聚物自发地溶于溶剂中，则必须符合：ΔG=ΔH.TΔS≤0上式表明溶解的可能性取决于两个因素：焓的因素（ΔH）和熵的因素（ΔS）。焓的因素取决于溶剂对高聚物溶剂化作用，熵的因素决定于高聚物与溶剂体系的无序度。对于极性高聚物前者说影响较大，对于非极性高聚物后者影响较大。但一般来说，高聚物的溶解过
程ΔS都是增加的，即ΔS>0。显然，要使ΔG<0，则要求ΔH 越小越好，最好为负值或较小的正值。极性高聚物溶于极性溶剂，常因溶剂化作用而放热。因此，ΔH总小于零，即ΔG<0，溶解过程自发进行。根据晶格理论得ΔH＝χ1KTN1φ2（3-1）式中χ1称为Huggins参数，它反映高分子与溶剂混合时相互作用能的变化。χ1KT的物理意义表示当一个溶剂分子放到高聚物中去时所引起的能量变化（因为N1=1,φ1≈1,ΔH≈χ1KT）。而非极性高聚物溶于非极性溶剂，假定溶解过程没有体积的变化（即ΔV=0），其ΔH的计算可用Hildebrand的溶度公式：ΔH＝Vφ1φ2(δ1.δ2)2（3-2）式中φ是体积分数，δ是溶度参数，下标1和2分别表示溶剂和溶质，V是溶液的总体积。从式中可知ΔH 总是正的，当δ1..→δ2时，ΔH..→0。一般要求δ1与δ2的差不超过1.7～2。综上所述，便知选择溶剂时要求χ1越小或δ1和δ2相差越小越好的道理。注意：①Hildebrand公式中δ仅适用于非晶态、非极性的聚合物，仅考虑结构单元之间的色散力，因此用δ相近原则选择溶剂时有例外。δ相近原则只是必要条件，充分条件还应有溶剂与溶质的极性和形成的氢键程度要大致相等，即当考虑结构单元间除有色散力外，还有偶极力和氢键作用时，则有ΔH=Vφφ[()(pp)()22122122121hhddδδδδδδ.+.+.]式中d、p、h分别代表色散力、偶极力和氢键的贡献，这样计算的δ就有广义性。②对高度结晶的聚合物，应把熔化热ΔHm和熔化熵ΔSm包括到自由能中，即ΔG=(ΔH+ΔHm).T(ΔS+ΔSm)当
T>0.9Tm时，溶度参数规则仍可用。（2）溶胀：溶胀对线型和交联高聚物与溶剂的混合过程都存在，只是线型高聚物溶胀到一定程度而溶解，叫无限溶胀，交联高聚物因大分子链间由于化学键的存在不能溶解，只能溶胀到一定程度而达到平衡，称之为有限溶胀。要使得交联高聚物的溶胀过程自发进行，必须ΔG<0。同线型高聚物溶解过程一样，式（3-1）和（3-2）仍适用，即χ1越小或δ1与δ2相差越小溶胀越能自发进行，且达到平衡时其溶胀比Q也越大。所不同的是交联高聚物的溶胀过程中，自由能的变化应由两部分组成，一部分是高聚物与溶剂的混合自由能ΔGm，另一部分是网链的弹性自由能ΔGel，即ΔG＝ΔGm+ΔGel。溶胀使高聚物体积膨胀，从而引起三维分子网的伸展，使交联点间由于分子链的伸展而降低了构象熵值，引起了分子网的弹性收缩力，力图使分子网收缩。当这两种相反作用相互抵消时，便达到了溶胀平衡。
例3-3橡皮能否溶解和熔化，为什么？
解：橡皮是经过硫化的天然橡胶，是交联的高聚物，在与溶剂接触时会发生溶胀，但因有交联的化学键束缚，不能再进一步使交联的分子拆散，只能停留在最高的溶胀阶段，称为“溶胀平衡”，不会发生溶解。同样也不能熔化。
例3-4高分子溶液的特征是什么?把它与胶体溶液或低分子真溶液作一比较，如何证明它是一种真溶液．
解从下表的比较项目中，可看出它们的不同以及高分子溶液的特
征：比较项目高分子溶液胶体溶液真溶液分散质点的尺寸大分子10-10～10-8m胶团10-10～10-8m低分子<10-10m扩散与渗透性质扩散慢，不能透过半透膜扩散慢，不能透过半透膜扩散快，可以透过半透膜热力学性质平衡、稳定体系，服从相律不平衡、不稳定体系平衡、稳定体系，服从相律溶液依数性有，但偏高无规律有，正常光学现象Tyndall(丁达尔)效应较弱Tyndall效应明显无Tyndall效应溶解度有无有溶液黏度很大小很小主要从热力学性质上，可以判定高分子溶液为真溶液．例3-5.讨论并从Δμ1=RT[lnφ1+φ2+χ1φ22]W＝ρRT(λ2+λ2+λ2.3)形变2M123c推导溶胀平衡公式。解：交联高聚物溶胀过程中的自由能为ΔG=ΔGM+ΔGel或Δμ1=Δμ1M+ΔμelρRT222而ΔGel=W形变＝2Mc(λ1+λ2+λ3.3)（3-3）设溶胀前为单位立方体，溶胀后为各向同性（见图3-1），则λ1=λ2=λ3。又因溶胀前，高聚物的体积V2＝1，溶胀后的体积为V1+V2＝λ1λ2λ3＝λ3，故φ2=VV+2V=NVV2+V=λ13=λ.3，则式（3-3）可变为121123ρRT3ρRT.2λ 2.3ΔGel=(1)=(φ.1)2Mc2Mcel.Δ.Gel.3ρRT2φ.5V2Δμ=....=(.)23(.1)2V1..N1.r,p2Mc3(N1V1+V2)ρRT.52V1ρRT1=φ3φ=φ3V2221MVMc2c（∵V2=1×1×1=1）溶胀平衡时，高聚物内部溶剂的化学位与高聚物外部溶剂的化学位相等，即Δμ1M+Δμel=0
RT[ln(1.φ2)+φ2+χ1φ22]+ρMRTcφ2.31V1＝0当φ2很小时，ln(1.φ2)≈.φ2.1φ222又溶胀比Q=溶胀后体积＝1，得溶胀前体积φ2M15c(.χ)=Q3ρV121图3-1交联高聚物的溶胀示意图
3.1.2溶度参数例3-6什么是溶度参数δ?聚合物的δ怎样测定?根据热力学原理解释非极性聚合物为什么能够溶解在其δ相近的溶剂中?解：（1）溶度参数是内聚能密度的开方，它反映聚合物分子间作用力的大小。（2）由于聚合物不能汽化，不能通过测汽化热来计算δ。聚合物的δ常用溶胀度法，浊度法和黏度法测定。（3）溶解自发进行的条件是混合自由能ΔFM<0，ΔF=ΔH.TΔS<0MMM对于非极性聚合物，一般ΔHM>0（吸热），所以只有当ΔHM
物密度为1.18g/cm3）。并与文献值比较。解：(calcm213.)mol基团Fi－CH2－131.5－CH3148.3>CH－86.0－COO－326.6又ρ＝1.18M0＝86ρΣnF1.18∴δ=M()()21309.5326.686148.3131.586calcmii=+++=查文献值为9.4，结果基本一致。3例3-9已知某聚合物的δP=10.4(calcm)12，溶剂1的δ1=7.4，溶剂2的δ2=11.9。问将上述溶剂如何以最适合的比例混合，使该聚合物溶解。解，δ混＝φ1δ1+φ2δ2=δP7.4φ1+11.9φ2=10.47.4φ1+11.9(1.φ1)=10.4=φ113∴φ1:φ2=1:2例3-10已知聚乙烯的溶度参数δPE=16.0，聚丙烯的δPP=l7.0，求乙丙橡胶(EPR)的δ(丙烯含量为35％)．并与文献值16.3(J／cm3)1/2相比较．解：由于乙丙橡胶是非晶态，而聚乙烯和聚丙烯的非晶的密度均为0.85，所以重量百分数等同于体积百分数。δEPR=16.0×0.65+17.0×0.353=16.35(Jcm)12计算结果与文献值相符。
例3-11一个聚合物具有溶度参数δ＝9.95(Cal／cm3)1/2(δp=7.0，δa=5.0，δh＝5.0)，溶度球半径R=3.0，问一个δ＝10(Cal ／cm3)1/2(δp=8，δa=6，δh＝0)的溶剂能溶解它吗?解：不能。解法一：溶剂的三维溶度参数点躺在三维溶度参数图的δp－δd 平面上（即δh＝0平面）。这个平面距聚合物溶度球最近的地方也有5.0－3.0＝2.0，所以尽管两者的总δ很相近，但此溶剂也不能溶解该聚合物。解法二：设聚合物的点与溶剂的点之间的距离为d222d=(8.7)+(6.5)+(0.5)=27=33>R(R=3)∴溶剂点在溶度球之
外，不可溶。3.1.3溶剂的选择原则例3-12(1)应用半经验的“相似相溶原则”，选择下列聚合物的适当溶剂：天然橡胶，醇酸树脂，有机玻璃，聚丙烯腈；(2)根据“溶剂化原则”选择下列聚合物的适当溶剂：硝化纤维，聚氯乙烯，尼龙6，聚碳酸酯；(3)根据溶度参数相近原则选择下列聚合物的适当溶剂：顺丁橡胶，聚丙烯，聚苯乙烯，涤纶树脂．解(1)相似相溶原则：*CH2CCHCH2n*溶剂:n-C7H16,,CH3*H3CCOC2H5CH3ORCR/CnOOOCH3*CH2C* H3CCCH3,CH3COC2H5nCOOCH3OOCH3*CH2CH*CNnH2CHC NCN,CH3CNO（2）溶剂化原则CH3RCellONO2溶剂:,OCOCH3R*CH2C*CH3O,nOCClCH3*CH2CNH*HOnOCH3H Cl*OCOC*CnClHCH3O（3）溶度参数相近原则：*CH2CCHCH2*n 溶剂:Hδp=16.3δ1=16.7CH3**CH2CH*nCH3δp=16.3δ1=19.4δδp=17.5δ1=18.2OH*OCH2CH2OCC*nOOδp=21.8C2H2Cl4δ1(苯酚)=24.3}1:1δ2=（四氯乙烷）9.5δm=21.9
例3-13有两种苯溶液，一种是苯乙烯一苯，另一种是聚苯乙烯一苯，若两种溶液含有相同百分数的溶质，试预计哪一种溶液具有较高的(1)蒸气压，(2)凝固点，(3)渗透压，(4)黏度?解：苯乙烯－苯溶液有较高的蒸气压和凝固点；聚苯乙烯－苯溶液有较高的渗透压和黏度。
例3-14试指出下列结构的聚合物，其溶解过程各有何特征：(1)非晶态聚合物，(2)非极性晶态聚合物，(3)极性晶态聚合物，(4)
低交联度的聚合物．解：（1）非极性非晶态聚合物易溶于溶度参数相近的溶剂；极性非晶态聚合物要考虑溶剂化原则，即易溶于亲核（或亲电）性相反的溶剂。（2）非极性晶态聚合物难溶，选择溶度参数相近的溶剂，且升温至熔点附近才可溶解。（3）极性晶态聚合物，易溶，考虑溶剂化原则。（4）低交联度聚合物只能溶胀而不能溶解。
例3-15根据溶剂选择的几个原则，试判断下列聚合物一溶剂体系在常温下哪些可以溶解?哪些容易溶解?哪些难溶或不溶?并简述理由(括号内的数字为其溶度参数)。(1)有机玻璃(18.8)一苯(18.8)(2)涤纶树脂(21.8)一二氧六环(20.8)(3)聚氯乙烯(19.4)一氯仿(19.2)(4)聚四氟乙烯(12.6)一正癸烷(13.1)(5)聚碳酸酯(19.4)一环己酮(20.2)(6)聚乙酸乙烯酯(19.2)一丙酮(20.2)解：（1）不溶。因为有机玻璃是极性的，而苯是非极性溶剂。（2）不溶。因为亲核聚合物对亲核溶剂。（3）不溶。因为亲电聚合物对亲电溶剂。（4）不溶。因为非极性结晶聚合物很难溶，除非加热到接近聚四氟乙烯的熔点327℃，而此时溶剂早已气化了。（5）易溶。因为虽然为亲核聚合物和亲核溶剂，但它们都在亲核能力顺序的尾部，即亲核作用不强，可以互溶。（6）易溶。原因同（5）。
例3-16解释产生下列现象的原因：(1)聚四氟乙烯至今找不到合适的溶剂．(2)硝化纤维素难溶于乙醇或乙醚，却溶于乙醇和乙醚的混合溶剂中．(3)纤维素不能溶于水，却能溶于铜铵溶液中．3解：（1）原因有二，一是其δ=6.2(calcm)12，很难找到δ这么小
的溶剂；二是其熔点高达327℃，熔点以上体系具有高黏度，对于非晶结晶性高分子要求升温到接近熔点，没有适当溶剂即能δ相近又能有高沸点。从热力学上分析，PTFE的溶解必须包括结晶部分的熔融和高分子与溶剂混和的两个过程，两者都是吸热过程，ΔHm比较大，即使δ与高聚物相近的液体也很难满足ΔHm 例3-17由高分子的混合自由能(ΔGm)，导出其中溶剂的化学位变化(Δμ1)，并说明在什么条件下高分子溶液中溶剂的化学位变化，等于理想溶液中溶剂的化学位变化．解ΔGm=RT(n1ln.1+n2ln.2+nχ1.2)m则Δμ1=....(ΔG1)...T,P,n2.n...nxnxn..122RT...nln+nln+n χ...1211.nn+xnn+xnn+xn.1.221212....1.2.=RT.ln.1+.1+..2+χ1.2...x..当溶液浓度很稀时，.2<<1，ln.1=ln(1..2)≈..2.1.222...2.1.2.∴Δμ=RT+.χ...1.12..x.2..当χ2=12，且高分子与溶剂分子体积相等时，x=V2V1=1，则有：..2..1xn2.Δμ =RT=RT.1..xxn+n.12.n=.RT2=.RTx2n+n12而理想溶液ΔGm[2211lnlnxnxRTn+=]iΔμ1=..(Gm)(1).1...n.1.T,P,n2...1n12n2..=RTnlnnln.nn+nn+n1.1212.n=R Tln1=RTlnx1n+n1=RTln(1.x2)(2)≈RTx2则此时：Δμ1=Δμ1i3.2.2混合热例3-18将交联丁腈橡胶（AN/BD=61/39）于298K 在数种溶剂中进行溶胀实验，将其数据及文献查到的数据列入下表：表3－1交联丁腈橡胶于298K在数种溶剂中溶胀的有关数据溶剂种类10-4△H（J·mol-1）106V(cm3·mol-1)Φ2H3CCCH3CH3CH2CHCH3CH33.51166.00.99 25nC4H93.15131.00.9737CCl43.2597.10.5862CHCl33.1480.70.151 .OO3.6485.70.2710CH2Cl22.9364.50.1563CHBr34.3487.90.1781C H3CN3.3352.90.4219(1)试计算上表所列溶剂的内聚能密度（CED）及溶度参数（δ1）;(2)试以溶胀倍数（φ2-1）对溶剂的δ1作图，并由图线求出丁腈橡胶的δp和CED；(3)求等体积的丁腈橡胶与乙腈混合时的混合热（△Hm）为多少；(4)两者混 （1）由CED=ΔHv.RT 合时的偏摩尔混合热(.Δ.nH1m)为多少？解： 和δ=(CED)12分别求得各溶剂得CED，δ1以及φ12.一起列V 入下表中。表3－2交联丁腈橡胶于298K在数种溶剂中溶胀的计算结果溶剂种类CED(J·cm-3)δ1（123Jcm..）φ2-1H3CCCH3CH3CH2CHCH3CH3196.514.021.008nC4H9221.714 .891.027CCl4309.317.591.75CHCl3297.817.263.69OO358.318.936. 62CH2Cl2415.520.386.39CHBr3478.221.875.62CH3CN583.424.15 2.37（2）以φ2.1对δ1作图（见图3－2），从曲线上找出φ2.1最大时（最大溶胀时）的δ1值和CED值，即为丁腈橡胶的δp 值和CED值： 1.3δp≈18.97.19.38..J2.cm2..CED=δp2=359.8.375.6(J.cm.3)..Φ2-113δ(J2.m.2)图3－2以φ.1对δ作图求(1)丁腈橡胶的δ值和CED值21p（3）等体积混合时，1φ2=φ0.5=∴mHΔ(221mVφφδ=)2pδ.()19.1820.524.150.5.×=mV()JVm6.18=（4）偏摩尔混合热，由ΔHm=(1211φδnV)22δ..ΔH2..xn2.V(δ.δ)..n1..=11pm.n.nn+xn11.12.22=V(δ.δ)φ1p2 =52.9((1)24.15.19.18)2×0.42192.=232.6(J.mol1) 3.2.3混合熵例3-19计算下列三种溶液的混和熵ΔSm，比较计算结果可以得到什么结论？（1）99×104个小分子A和一个大分子B相混合。（2）99×104个小分子A和一个大分子（聚合度x＝104）相混合。（3）99×104个小分子A和104个小分子B相混合。(注：K的具体数值不必代入，只要算出ΔSm等于多少K即可)解：（1）Δ Smi=.K(N1lnx1+N2lnx2).499×1041.=.K99×10.ln+1×ln..44..1+99×1 01+99×10..=14.8K（2）ΔSm=.K...N1lnN1+N2lnxN2...N+xNN+xN.1212..499×104104×1.=.K ..99×10.ln+1×ln..444499×10+1099×10+10..=9955K（3）ΔSmi=.K...99×104ln99×41044+104ln10444...99×10+1099×10+10..= 56002K可见同样分子数时，高分子的ΔS比小分子大得多，因 为一个高分子在溶液中不止起到一个小分子的作用。但此ΔS值又比假定高分子完全切断成x个链节的混和熵小，说明一个高分子又起不到x个小分子的作用。 例3-20(1)Flory—Huggins用统计热力学方法推导出高分子溶液的混合熵ΔSm=.R(n1ln.1+n2ln.2)与理想溶液混合熵ΔSm1=.R(n1lnΧ1+n2lnΧ2)相比，问何者较大？申述其故。(2)Flory —Huggins推导ΔSm=.R(n1ln.1+n2ln.2)的过程中，有何不够合理的情况？解：（1）ΔSm比ΔSmi要大得多。这是因为一个高分子在溶液中不止起一个小分子的作用。（2）主要有三方面不合理：①没有考虑三种相互作用力不同会引起溶液熵值减小，从而结果偏高。②高分子混和前的解取向态中，分子间相互牵连，有许多构象不能实现，而在溶液中原来不能实现的构象就有可能表现出来，从而过高地估计解取向态的熵，因而ΔSm结果偏低。③高分子链段均匀分布的假定在稀溶液中不合理。应象“链段云”。例3-21将1克PMMA在20℃下溶解于50cm3苯中，已知PMMA 的密度1.18g／cm3，苯的密度0.879g／cm3，计算熵变值，在计算中你用了什么假定？解：ΔSm=.R...n1lnn1+n2lnxn2..n+xnn+xn.1212..VV.=.R..n1ln1+n2ln2..V +VV+V.1212.V1——溶剂体积V2——高分子体积50cm3×0.879gcm3n==0.563mol178gmol1gn==0.01mol2100gmolV 1=50mL，V2=1.181ggcm3=0.847mL.500.847.ΔSm=.8.314×.0.563ln+0.01ln..50.84750.847.=0.419J.K.1在计算中假 定体积具有加和性，高分子可以看成由一些体积与苯相等的链段组成，每个链段对熵的贡献相当于一个苯分子，在这里假定了链段数等于单体单元数。 例3-22（1）计算20℃下制备100cm310－2mol/L苯乙烯的二甲苯溶液的混和熵，20℃时二甲苯的密度为0.861g/cm3。（2）假定（1）中溶解的苯乙烯单体全部转变成DP=1000的PS，计算制备100cm3该PS溶液的混和熵，并算出苯乙烯的摩尔聚合熵。解：（1）ΔSmi=.R(n1lnx1+n2lnx2)二甲苯n1=100cm3×0.861gcm3=0.8123mol106gmol苯乙烯n2=0.001mol二甲苯x1=0.9988苯乙烯x2=0.00124ΔSim=.8.48×10(0.8123ln0.9988+0.001ln0.0012)=－8.48×104×（－7.676×10-3）=651g.cm°K.或=.8.314J°K.mol×(.7.676×103)=0.064J/°K（2）ΔSm=.R...n1lnn1+n2lnxn2...n+xnn+xn.1212.n1=0.8123mol，n2=0.0011000=10.6molxn2=0.001φ1=0.9988，φ2=0.00124.6ΔSm=.8.48×10(0.8123ln0.9988+10ln0.0012)4.=.8.48×10×(.9.817×10 4)=83.2g.cm°K或=0.00816J°K 例3－23应用似晶格模型，计算10－6mol聚合度500的聚合物从完全取向态变为无规取向态的熵变。（假定配位数是12）。解：完全取向时只有一种排列方式S完全取向＝Kln1=0解取向（即无规取向）时已由似晶格模型导出S解取向＝Rn2...lnx+(x.1)lnZe.1....6.12.1.=8.314(Jmol.°K)×10mol× ln500+(500.1)ln..e....1=5.85×103J.K∴ΔS=S解取向－S完全取向＝S解取向－0＝5.85×10－3J.K.13.2.4混合自由能例 3-24写出n1摩尔组分1和n2摩尔组分2混合形成理想溶液的自由能ΔGm。解：ΔGm＝RT[n1lnX1+n2lnX2]式中：X1和X2分别是组分1和组分2的摩尔分数。3.2.5化学位例3－25试由高分子溶液的混和自由能导出其中溶剂的化学位变化，并说明在什么条件下高分子溶液中溶剂的化学位变化等于理想溶液中溶剂的化学位变化。解：（1）ΔFm=RT(n1lnφ1+n2lnφ2+χ1n1φ2)..Fm.Δμ=....1.n.1.T,P,n2.n.φ1.φ.φ.1122=RT...+lnφ+n..+χ.n+χφ..121112φ.nφ.n.n.11211.nxn∴φ1=1,φ2=2n+xnn+xn1212即.φ1=xn2，.φ2=.xn2.n(n+xn)2.n(n+xn)2112112.nxnnxnxn.12222∴Δμ=RT..+lnφ...χn.+χφ.121211212...φ1(n1+xn2)φ2(n1+xn2)(n1+xn2).将φ1φ2的定义式代入（考虑φ2＝1－φ1）.φ.=RTφ+lnφ.2.χφφ+χφ.2111212..x....1.2.=RTlnφ+.1.φ+χφ.1212...x..当溶液很稀时，φ2<<1lnφ()122221ln1φφφ.=..=……取两项2.1.1.2.∴Δμ1=RT..φ2+.χ1..φ2..x.2..（2）在θ溶液中χ1=12则Δμ1=.RT φ2x又∵φ2=xn2≈xn2n+xnn12122i∴Δμ=.RTn ≈.RT n=.RTx=Δμ121nn+n112所以在θ溶液中Δμ1=Δμ1i例3-26将μ...()..1r.....的ln1(.φ2)展开并只取到第二02112212ln11RTμφφχφ.=.+.+()项，右式的结果如何？当r→∞时得到什么？0.1.1.2.解：μ.μ..RTφ+.χφ11.2.1.2..r.2...1.2∴ (μ.μ0)=.RT.χφ11.1.2r→0.2.该项称为偏摩尔过剩自由能。例3-27对于稀溶液，渗透压π表示为πc(0)02111Vμμ=..。式中，c2为溶质的浓度.(gcm3)，V01为纯溶剂的摩尔体积。求高分子溶液的πc2，并讨论上题所述的偏摩尔过剩自由能。解：在高分子溶液中偏微比容；V2是溶液中1g高分子所占的体积，即φ=cV222φcV2c222∴==rV0rV0M11112式中：rV0是1mol高分子所占的体积。11代入μ1.μ10公式中右边的φ2，（取到φ22项为止）πRTRT.1.2+..χ1.22.VccμV0.2.221..πRT右边第二项是偏摩尔过剩自由能部分，χ1→0.5时此项消失，得到..=cM..2χ1→0.52此乃理想溶液的性质。3.2.5θ状态例 3-28什么是Flory温度（即θ温度）？解：当χ1→0.5时，高分子溶液可视为理想溶液，Flory导出χ112κψψ...1.Tθ....≡.≡当T→θ时，χ1→0.5，此时的温度θ称为Flory温度。例3-29试讨论高分子溶液在高于、等于、低于θ温度时，其热力学性质各如何?高分子在溶液中的尺寸形态又如何?解：Δμ1E=RTψ1...θT.1....22当T>θ时，Δμ1E<0。说明高分子溶液比理想溶液更倾向于溶解，也就是说高分子链在T>θ的溶液中由于溶剂化作用而扩张。当T=θ时，Δμ1E=0。即高分子溶液符合理想溶液的规律，高分子链此时是溶解的，但链不溶胀也不紧缩。T<θ时，Δμ1E>0。链会紧缩，溶液发生沉淀。例3-30.试讨论聚合物的θ温度及其实验测定方法。解：（1）θ温度的讨论θ温度又叫Flory温度。Flory等提出，高分子溶液对理想溶液的偏离是因为 混合时有热的贡献及熵的贡献两部分引起的。热的贡献可用“热参数”K1表征，熵的贡献可用“熵参数”ψ1来表征。K1和ψ1是无因次量。当高分子溶液是稀溶液时，不依赖于任何模型，其超额的偏摩尔自由能或超额化学势可表达如下（忽略φ2的高次项）：ΔμE=RT(K.ψ)φ21112又因为Δμ1E=RT(1.χ1)φ222比较上两式得：K1.ψ1＝12.χ1，定义θ＝ψK11T，θ是一个温度参数。则θΔμE=.RTψ(1.)φ2112T对于一个特定体系，θ是一个特征温度。当体系温度T=θ时，此体系得到了一系列的特征值，A2=0，χ1=1，一维溶胀因子α=1，[η]=KMa式中，a＝1，h202h=，22排除体积为零，所以θ也称为体系的“临界特征温度”。在此温度下，高分子链段与溶剂间使分子链伸展的作用力与高分子链段间使分子卷曲的作用力相等，即大分子链受力平衡，表现出既不伸展也不卷曲的本来面貌，即无扰状态。为研究单个大分子的形态和尺寸（h02）提供了可能性；又由于处于θ温度的高分子溶液与理想溶液的偏差消除，为我们研究单个大分子的情况简化了手续。所以，θ温度又称为“理想”温度。当体系温度低于θ温度时，相对分子质量为无穷大的聚合物组分将从溶液沉淀出来，θ及ψ1可从相平衡实验得到。π，将A。通过这种方法，改变不同的温度（溶剂不变）（2）θ温度测定方法①渗透压法：已知πc=RT..M.1+AC...2，当T和溶剂不变时，改变浓度c，测其对应的π～c作图，其直线的斜率就为2，c测不同温度下的A2值，将A2对T作图，A2＝0的温度即为θ温度。见图3-3。 图3-3A2对T作图图3-4T1c对(1+1)作图x2x②外推法：高聚物的临界共溶温度用Tc表示，相应的Hudggins参数用χ1示之。已知高聚物的相对分子质量越大，χ1越小，Tc越高，所以Tc 有相对分子质量依赖性。由稀溶液理论得ψ1(1.Tθ)=12.χ1，c所以在临界共溶点有两式合并得T1c=θ1[1+ψ11(1+1)]x2x测定不同相对分子质量的Tc，将T1c对(1x+21x)作图，然后外推到相对分子质量无穷大（x..→∞）时的Tc，即为θ温度，由斜率可得ψ1（图3－4）。 例3-31随着温度升高，高分子θ溶液的特性黏数有什么变化？为什么？解：升高。因为高分子线团在θ溶剂中处于较卷曲的状态，稳定的升高使链段运动的能力增加，引起链的伸展，原来较卷曲的线团变得较为疏松，从而伴随着溶液黏度的升高。 例3-32大分子链在溶液中的形态受哪些因素影响，怎样才能使大分子链达到“无干扰”状态？解：在一定的温度下选择适当的溶剂或在一定的溶剂下选择适当的温度，都可以使大分子链卷曲到析出的临界状态，即θ状态（或θ溶液），此时高分子链处于无干扰状态。3.2.6溶剂与溶液性质的关系例 3－33说明溶剂的优劣对以下诸条的影响：(1)温度T时聚合物样品的特性黏度(2)聚合反应釜搅拌功率的高低．(3)聚合物样品用膜渗透计测定的相对分子质量．解：（1）劣溶剂中溶液测得的[η]较低，由于线团较紧缩。（2）由于劣溶剂中溶液的黏度低，它提供较好的迁移性，从而需要较小的搅拌功率。（3）膜如果是理想 的，溶剂优劣将无关，因为膜渗透压仅仅与单位体积溶质的摩尔数有关，而与几何尺寸无关。（即只透过溶剂，而不透过溶质高分子）。但实际上普通的膜能透过一些最小的颗粒，因为劣溶剂使分子线团更紧缩，从而使更多的小分子透过膜，导致了测定的渗透压值偏低，从而相对分子质量Mn偏低。 3.3高分子浓溶液和聚电解质溶液例3-34用平衡溶胀法可测定丁苯橡胶的交联度。试由下列数据计算该试样中有效链的平均相对分子质量Mc。所用溶剂为苯，温度为25℃，干胶重0.1273g，溶胀体重 2.116g，干胶密度为0.941g/mL，苯的密度为0.8685g/mL，χ1=0.398。解：Mc..1.χ1..=Q53ρV221..V1——溶剂的mol体积Q——平衡溶胀比溶剂摩尔体积V1=78gmol=89.81mLmol0.8685gmL2.116.0.12730.1273+2.2898+0 .13530.86850.941Q==0.12730.13530.941=17.93∵Q>10，所以可以略去高次项，采用上式。51M=Q3.ρ.V.χc21125=17.933×0.941×89.810.102=122.8×0.941×89. 810.102=101704gmol若不忽略高次项ρVφ13212Mc=.2=85000gmolln(1.φ)+φ+χφ2212易发生的错误分析：“V1=2.116.0.1273”0.8685错误在于V1是溶剂的摩尔体积而不是溶剂的体积。 例3-35用NaOH中和聚丙烯酸水溶液时，黏度发生什么变化？为什么？解：首先黏度越来越大，因钠离子增加使丙烯酸基团的离解度增加。至中和点时，比浓黏度达最大值，进一步增加Na ＋浓度，则离解反而受抑制，比浓黏度又逐渐下降。 高分子物理试卷一 一、单项选择题（10分） （下面每个小题只有一个答案是正确的，请将正确答案的编号填在右边的括号里，选对者得1分，不选，错选或者多选均不得分。） 1、在二氧六环中将锌粉与聚氯乙烯共煮，红外光谱表明产物中有环丙烷结构而无双键，则 反应前聚氯乙烯结构单元的键接顺序是（）。 （a）头-尾键接(b)头-头键接(c)头-尾和头-头各占50% 2、某结晶性聚合物在偏光显微镜先呈现十字消光图案，则其结晶形态是（）。 （a）单晶（b）串晶（c）球晶（d）片晶 3、比较聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯腈(PAN)之间的柔韧性，正确的顺序是（）。 （a）PP>PE>PVC>PAN （b）PE>PP>PVC>PAN (c) PE>PP>PAN>PVC (d) PAN>PVC>PP>PE 4、加入含有成核剂的聚丙烯在等温结晶时生成球晶，则其Avrami指数n为（）。 （a）2 (b) 3 (c) 4 (d) 5 5、聚甲醛的分子链在晶体中的构象是（）。 （a）平面锯齿形（b）扭曲的锯齿链（c）螺旋链 6、大多数聚合物熔体都是属于（）。 （a）牛顿流体（b）假塑性非牛顿流体（c）宾汉流体（d）胀塑性非牛顿流体 7、聚合物分子之间形成氢键，会使玻璃化转变温度（）。 (a) 升高（b）降低（c）不变 8、通常地，在常温下，下列聚合物溶解最困难的是（）。 （a）非晶态非极性聚合物（b）非晶态极性聚合物 （c）晶态非极性聚合物（d）晶态极性聚合物 9、下列方法测定的聚合物相对分子质量数值最大的是（）。 （a）膜渗透压法（b）沸点升高法（c）稀溶液粘度法（d）光散射法 10、Maxwell模型可以用来描述（）。 （a）蠕变过程（b交联聚合物的应力松弛过程(c)线性高聚物的应力松弛 二、多项选择题（20分） （下面每个题至少有一个答案是正确的，请将所有的正确答案的编号填写在括号里。全选对者得两分，选错一个扣一分，少选一个扣0.5分，但不做选择或所选答案全错者不得分。）1、聚甲基丙烯酸甲酯分子之间的相互作用力包括（）。 （a）静电力（b）诱导力（c）色散力（d）氢键 2、用来描述聚合物非晶态结构的模型有（）。 （a）樱状微束模型（b）无规线团模型（c）两相球粒模型（d）折叠链模型（e）插线板模型 3、下面哪些聚合物适合做弹性体（）。 （a）聚异戊二烯（b）天然橡胶（c）聚丁二烯（d）聚氯乙烯 4、高分子的三级结构包括（）。 （a）晶态结构（b）取向结构（c）多相结构（d）液晶态结构 5、支持插线板模型的实验依据是（）。 （a）结晶PE均方回转半径与在熔体中的一致 一、单项选择题 1．高分子的基本运动是（ B ）。 A．整链运动 B．链段运动 C．链节运动 2．下列一组高聚物分子中，柔性最大的是（ A ）。 A.聚氯丁二烯 B.聚氯乙烯 C.聚苯乙烯 3. 下列一组高聚物中，最容易结晶的是( A ). A.聚对苯二甲酸乙二酯 B. 聚邻苯二甲酸乙二酯 C. 聚间苯二甲酸乙二酯 4．模拟线性聚合物的蠕变全过程可采用（ C ）模型。 A.Maxwell B. Kelvin C. 四元件 5.在半晶态聚合物中，发生下列转变时，判别熵值变大的是（ A ）。 （1）熔融（2）拉伸取向（3）结晶（4）高弹态转变为玻璃态 6.下列一组高聚物分子中，按分子刚性的大小从小到大的顺序是（ ADBFC ）。 A.聚甲醛； B.聚氯乙烯； C.聚苯乙烯； D. 聚乙烯；F. 聚苯醚 7．.假塑性流体的特征是（ B ）。 A．剪切增稠 B．剪切变稀 C．粘度仅与分子结构和温度有关 8.热力学上最稳定的高分子晶体是（ B ）。 A．球晶 B．伸直链晶体 C．枝晶 9.下列高聚物中，只发生溶胀而不能溶解的是（ B ）。 A. 高交联酚醛树脂； B. 低交联酚醛树脂； C.聚甲基丙稀酸甲脂 10.高分子-溶剂相互作用参数χ 1 （ A ）聚合物能溶解在所给定的溶剂中 A. χ 1<1/2 B. χ 1 >1/2 C. χ 1 =1/2 11.判断下列叙述中不正确的是（ C ）。 A．结晶温度越低，体系中晶核的密度越大，所得球晶越小； B．所有热固性塑料都是非晶态高聚物； C．在注射成型中，高聚物受到一定的应力场的作用，结果常常得到伸直链晶体。 12. 判断下列叙述中不正确的是（ C ）。 A．高聚物的取向状态是热力学上一种非平衡态； 2011年秋高分子物理期中考试试题 2011.11.3 一、填空（10分） 1、高聚物的柔性常用__链段长度b____、____空间位阻参数_____和_极限特征比____等参数来表征。 2、非晶态高分子的取向单元为__链段____和__分子链____两类，按照外力作用方式，两分子的取向可以分为____单轴取向_和___双轴取向_两大类。 3、高分子液晶根据形成条件的不同，可以分为__热致型、溶致型、压致型_________ 三种。 二、写出下列聚合物的重复结构单元，并判断他们是否有结晶能力（共12分，每小题2分） 1、顺式1,4--聚丁二烯（有结晶能力） 2、已交联天然橡胶（有一定结晶能力） 3、聚对苯二甲酸乙二醇酯（有结晶能力） 4、聚甲醛（能结晶） 5、全同立构聚丙烯（能结晶） 6、通用透明聚甲基丙烯酸甲酯（无） 三、解释并区别以下各组概念（本题12分，每小题4分） 1、高分子构象和构型 构象：由于内旋转所形成的分子内原子在空间的几何排布 构型：分子中有化学键所固定的原子在空间的排列 2、高斯链和自由连接链：高斯链：末端距分布满足高斯分布（可以等效为z个长度为b的不占体积的刚性棍子自由连结而成）的高分子链； 自由连接链：碳链高分子上的每根单键都能完全自由内旋转且键角不固定（可取任意值），是一种理想情况。 3、非晶态高分子的主转变和次级转变 主转变：晶区的熔融，称为 转变； 次级转变：晶区链段绕中心轴作一定程度的扭振； 晶型转变； 晶区内部侧基和链端的运动； 晶区内缺陷的局部运动 四、比较下列材料的所列性能，并解释原因（本题10分，每小题5分） 1、比较下列聚合物的柔顺性 1）、聚丙烯2）、聚碳酸酯3）、聚甲基丙烯酸甲酯 2、比较结晶难易度 1）、PE 2）、aPS 3）、PVC 五、解释下列实验现象（本题20分，每小题5分） 1、已知聚乙烯的Tg远低于室温，但它不是橡胶而是塑料。 2、高分子量聚合物的流动活化能与分子量无关，但流动温度与分子量大小有关。 流动活化能与分子量无关：流动活化能 3、宽角X--射线衍射法不能用来测定定向有机玻璃的取向度。 4、透明的有机玻璃与透明的聚苯乙烯共混后变得不透明。 六、用注射成型法分别将通用聚苯乙烯（Tf=180°C，Tg=100°C）和聚丙烯（Tf=176°C，Tg=-10°C）颗粒料成型为短截面棒状试样，交口设在一端，模具温度都为25°C。是分析这两种试样在聚集态结构和皮芯结构上的异同点，设计必要的实验证明你的推断。（12分） 七、画出聚丙烯塑料，硫化天然橡胶，SBS热塑弹体的比容-温度曲线和模量-温度曲线，标出特征温度，说明模量-温度去相中各温度区间内材料所处力学状态，并从分子运动机理的角度加以说明。（14分） 八、什么是链段？为什么高分子具有链段这种运动单元？为什么可以认为“高聚物实际上总处于非平衡态”？ 高分子物理试卷二答案 一、单项选择题（10分） 1.全同聚乙烯醇的分子链所采取的构象是（ A ）。 （A ）平面锯齿链 （B ）扭曲的锯齿链 （C ）螺旋链 2.下列聚合物找那个，熔点最高的是（ C ）。 （A ）聚乙烯 （B ）聚对二甲苯撑 （C ）聚苯撑 3.聚合物分子链的刚性增大，则黏流温度（ B ）。 （A ）降低 （B ）升高 （C ）基本不变 4.增加聚合物分子的极性，则黏流温度将（ C ）。 （A ）降低 （B ）基本不变 （C ）升高 5.可以用来解释聚合物的零切黏度与相对分子质量之间相互关系的理论是（ B ）。 （A ）分子链取向 （B ）分子链缠结 （C ）链段协同运动 6.在下列情况下，交联聚合物在溶剂中的平衡溶胀比最大的是（ C ）。 （A ）高度交联 （B ）中度交联 （C ）轻度交联 7.光散射的散射体积与θsin 成（ B ）。 （A ）正比 （B ）反比 （C ）相等 （D ）没关系 8.高分子的特性黏数随相对分子质量愈大而（ A ）。 （A ）增大 （B ）不变 （C ）降低 （D ）不确定 9.理想橡胶的泊松比为（ C ）。 （A ）21 < （B ）21 > （C ） 21 10.交联高聚物蠕变过程中的形变包括（ B ）。 （A ）普弹形变、高弹形变和黏性流动 （B ）普弹形变和高弹形变 （C ）高弹形变和黏性流动 二、多项选择题(20分) 1.以下化合物，哪些是天然高分子（ AC ）。 （A ）蛋白质 （B ）酚醛树脂 （C ）淀粉 （D ）PS 2.柔顺性可以通过以下哪些参数定量表征（ ABCD ）。 （A ）链段长度 （B ）刚性因子 （C ）无扰尺寸 （D ）极限特征比 3.以下哪些方法可以测量晶体的生长速度（ AB ）。 （A ）偏光显微镜 （B ）小脚激光光散射 （C ）光学解偏振法 （D ）示差扫描量热法 4.有关聚合物的分子运动，下列描述正确的有（ ACD ）。 （A ）运动单元具有多重性 （B ）运动速度不受温度影响 （C ）热运动是一个松弛过程 （D ）整个分子链的运动称为布朗运动 （E ）运动但愿的大小不同，但松弛时间一样 5.下列有关聚合物熔体流变性能的叙述，正确的有（ ABDE ）。 （A ）大多数聚合物熔体在通常的剪切速率范围内表现为假塑性非牛顿流体 （B ）在极低的剪切速率范围内，表现为牛顿流体 （C ）在通常的剪切速率范围内，黏度随剪切速率升高而增大 （D ）黏度随温度升高而下降 （E ）在无穷大剪切速率下，在恒定温度下的黏度为常数 6.下面有关聚合物黏流活化能的描述，正确的是（ AD ）。 选择题 1、聚苯乙烯分子中可能呈现的构象是（A ）。 A、无规线团 B、折叠链 C、螺旋链 2、比较一下聚合物的流动性，哪个最好（C ）。 A、MI=0.1 B、MI=1 C、MI=10 3、当Mark公式中α为以下何值时，高分子溶液处于θ状态（A ）。 A、α=0.5 B、α=0.8 C、α=2 4、以下哪个溶剂是θ溶剂（B ）。 A、χ1=0.1 B、χ1=0.5 C、χ1=0.9 5、以下哪种材料的密度最大（B ）。 A、高压聚乙烯 B、低压聚乙烯 C、聚丙烯 6、以下哪种方法可以测定绝对相对分子质量（B ）。 A、VPO B、膜渗透法 C、GPC 7、结晶度增加，以下哪种性能增加（B ）。 A、透明性 B、抗张强度 C、冲击强度 8、WLF方程不能用于（B ）。 A、测粘度 B、测结晶度 C、测松弛时间 9、球晶的制备应从（B ）。 A、稀溶液 B、熔体 C、高温高压下 10、四元件模型用于模拟（B ）。 A、应力松弛 B、蠕变 C、内耗 11、所有聚合物在在玻璃化转变时，自由体积分数均等于（C ）。 A、0.5% B、1% C、2.5% 12、高聚物的应力-应变曲线中哪个阶段表现出强迫高弹性（A ）。 A、大形变 B、应变硬化 C、断裂 13、一般地说，哪种材料需要较高程度的取向（C ）。 A、橡胶 B、塑料 C、纤维 14、对极性高分子，选择溶剂应采用哪一原则更为准确（B ）。 A、极性相似原理 B、溶剂化原则 C、δ相近原则 15、结晶度不能用以下哪种方法测定（B ）。 A、膨胀计法 B、双折射法 C、热分析法 16、玻璃化转变温度不能用以下哪种仪器测定（C ）。 A、膨胀计 B、扭辫仪 C、熔融指数仪 17、3.4次方幂律适用于( C )。 A、缩聚物 B、低相对分子质量加聚物 C、高相对分子质量加聚物 18、已知[η]=KM，判断以下哪一条正确（C ）。 A、Mη=M n B、Mη=M w C、Mη=M n= M Z=M w 19、同一高分子样品测定相对分子质量，以下结果哪个正确（C ）。 A、粘度法大于光散射法 B、VPO大于粘度法 C、粘度法大于端基分析法 20、高聚物为假塑性流体，其粘度随剪切速率的增加而（B ）。 A、增加 B、减少 C、不变 21、以下哪种聚合物不存在旋光异构体（B ）。 A、聚丙烯 B、聚异丁烯 C、聚异戊二烯 22、非结晶性高聚物的应力-应变曲线不存在以下哪个阶段（B ）。 A、屈服 B、细颈化 C、应变软化 23、PS中苯基的摇摆不属于（C ）。 A、次级松弛 B、Tβ转变 C、Tα转变 24、对交联高聚物，以下的力学松弛行为哪一条正确（A ）。 A、蠕变能回复到零 B、应力松弛时应力能衰减到零 C、可用四元件模型模拟 25、PET淬火样品处于（A ）。 A、非晶玻璃态 B、半结晶态 C、皮革态 26、交联橡胶以下哪一条不正确（C ）。 A、形变很小时符合胡克定律 B、具有熵弹性 C、拉伸时吸热 27、以下使T g增加的因素哪个不正确（ B ）。 A、压力增加 B、主链杂原子密度增加 C、主链芳环增加 28、以下材料哪个内耗最小（C ）。 A、天然橡胶 B、丁基橡胶 C、顺丁橡胶 29、以下哪种聚合物不存在T g（ C ）。 A、齐聚物 B、低结晶度且高相对分子质量 C、低相对分子质量且高交联度 30、纤维与塑料、橡胶相比（A ）。 A、强度较大 B、相对分子质量较大 C、内聚能密度较小 31、刚性增加时，以下哪条不正确（A ）。 六、是非题 1、不同聚合物分子链的均方末端距越短，表示分子链的柔顺性越好。（×） 2、高斯链的均方末端距远大于自由旋转链的均方末端距。（×） 3、理想的柔性链运动单元为单键。（√） 4、因为天然橡胶相对分子质量很大，加工困难，故加工前必须塑炼。（√） 5、因为聚氯乙烯分子链柔顺性小于聚乙烯，所以聚氯乙烯塑料比聚乙烯塑料硬。（√） 6、无规聚丙烯分子链中的C——C单键是可以内旋转的，通过单键内旋转可以把无规立构的聚丙烯转变为全同立构体，从而提高结晶度。（×） 7、作为超音速飞机座舱的材料——有机玻璃，必须经过双轴取向，改善其力学性能。（√） 8、为获得既有强度又有弹性的粘胶丝，在纺丝过程须经过牵伸工序。（√） 9、聚丙烯腈的溶度参数[12.7~15.4(cal/cm3)1/2]和苯酚[14.5(cal/cm3)1/2]很接近,所以聚丙烯腈能够溶解在苯酚中。( × ) 10、高聚物溶解时体系熵降低,熔体冷却结晶时体系熵增加。( × ) 11、因为聚氯乙烯和聚乙烯醇的分解温度低于粘流温度（或熔点），所以只能采用溶液纺丝法纺丝。（√） 12、玻璃化温度随相对分子质量的增大而不断升高。（×） 13、主链由饱和单键构成的高聚物，因分子链可以围绕单键进行内旋转，故链的柔性大，若主链中引入了一些双键（非共轭双键），因双键不能内旋转，故主链的柔性下降。（×） 14、由于单键的内旋转，导致高分子链具有全同、间同等立体异构现象。（×） 15、由于单键的内旋转，可将大分子的无规状链旋转成折叠链或螺旋状链。（√） 16、大分子链呈全反式锯齿形构象是最稳定的构象。（√） 17、线型的结晶高聚物：处于玻璃化温度以上时，链段就能运动；处于熔点以上时，链段和整个分子链都能运动。（×） 18、分子在晶体中是规整排列的，所以只有全同立构或间同立构的高分子才能结晶，无规立构的高分子不能结晶。（×） 19、聚合物的结晶和取向都是热力学的稳定体系，只是前者分子排列三维有序，后者是一维或二维有序。（×） 20、θ溶剂是良溶剂。（×） 21、当高分子稀溶液处于θ状态时，其化学位为零。（×） 22、θ温度没有相对分子量的依赖性，而临界共熔温度T c有相对分子质量的依赖性。 2017～2018学年第二学期期中检查试卷 《高分子物理》 一、名词解释（共20分，每小题2分） 构象 溶解度参数 柔顺性 状态 等规度 链无扰尺寸 等效自由连接链 链段 玻璃化转变 粘流转变 二、填空（16分） 1．高聚物结晶形态的研究方法有、、，结晶度的测定方法、、，结晶生长速度的测定方法有、；取向态结构的研究方法有、。 2.在高分子的θ溶液中，第二维利系数A 2 为，高分子与溶剂的相互作用参 数χ 1为，此时MHS方程中的形态参数a为。良溶剂中，A 2 为， χ1为，不良溶剂中，A2为，χ1为。 3．高分子合金是指；改善共混聚合物的相容性的方法有、、。 4. 高聚物的力学三态包括、、。 5.提高聚合物耐热性的方法、、。 6.凝胶渗透色谱法（GPC）分级原理是，GPC谱图上横坐标Ve 是，它与分子量M的关系为，纵坐标H与 有关。因此可由GPC谱图得到各平均分子量和分子量分布。 三、简述题（32分） 1．高分子平均分子量有几种表示形式，写出其数学表达式，各种平均分子量的测定方法有哪些（8）。 2．聚合物溶解特点是什么？选择聚合物溶剂的原则有哪些？聚氯乙 烯的δ=19.4，与氯仿（δ=19.0）及环己酮（δ=20.2）均相近，但 聚氯乙烯可溶于环己酮而不溶于氯仿，原因是什么（8分）？ 3．．比较下列各组聚合物的玻璃化转变温度（T g）的高低，解释分子结构对T g的影响。（共8分） （1）全同立构聚甲基丙烯酸甲酯，间同立构聚甲基丙烯酸甲酯，聚丙烯酸甲酯，聚丙烯酸锌 （2）聚二甲基硅氧烷、双酚A型聚碳酸酯、聚丙烯酸甲酯、聚苯乙烯（3）聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚异丁烯 （4）聚辛二酸丁二酯、尼龙66、尼龙610 高分子物理期终考试试题 姓名＿＿＿＿＿＿＿＿ 学号＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 得分＿＿＿＿＿＿＿＿ 一、选择题(共15分，每小题1分)： 1. 下列三类物质中，具有粘弹性的是 （ ） 1). 硬塑料；2). 硫化橡胶；3) 聚合物熔体；4)三者都有。 2. 大多数聚合物流体属于 （ ） 1). 膨胀型流体(n K γ σ =切，n>1) 2). 牛顿流体(n K γσ =切，n=1) 3). 假塑性流体(n K γ σ =切，n>1) 4). 宾哈流体(γσσ K y +=切) 3. 在注射成型中能最有效改善聚甲醛熔体流动性的方法是 （ ） 1). 增大分子量；2) 提高加工温度；3). 提高注射速率 4. 下列方法中，能提高聚合物模量的是 （ ） 1). 提高支化程度；2). 提高结晶度；3). 加入增塑剂；4). 与橡胶共混 5. 下列方法中，可以降低熔点的是 （ ） 1). 主链上引入芳杂环；2). 降低结晶度；3). 提高分子量；4). 加入增塑剂 6. 下列方法中，不能测定聚合物熔体粘度的是 （ ） 1). 毛细管粘度计；2). 旋转粘度计；3). 乌氏粘度计；4). 落球粘度计 7. 下列通用塑料中，使用温度上限为Tm 的是 ( ) 1)聚苯乙烯；2)聚甲醛；3)聚氯乙烯；4)有机玻璃 8. 下列高聚物中，使用温度下限为Tg 的是 ( ) 1)聚乙烯；2)聚四氟乙烯；3)聚二甲基硅氧烷；4)环氧塑料 9. 当高分子溶液从凝胶渗透色谱柱中被淋洗出来时，溶液中的分子的分离按 ( ) 1)分子量；2)分子流体力学；3)分子链柔性；4)分子间相互作用能的大小 10.下列高聚物-溶剂对中，在室温下可溶解的是 ( ) 1)聚乙烯-甲苯；2)聚丙烯塑料-四氢萘；3)尼龙-甲酰胺；4)丁腈橡胶-汽油 11.分别将下列高聚物熔体在冰水中淬火，所得固体试样中透明度最高的是 ( ) 1)全同立构聚丙烯；2)聚乙烯；3)聚对苯二甲酸丁二醇酯；4)ABS 12.下列高聚物中，在室温下容易发生屈服冷拉的是 ( ) 1)有机玻璃2)酚醛塑料3)聚乙烯4)天然橡胶 13.将有机玻璃板材用高弹真空成型法成型为飞机座舱盖时，成型温度为 ( ) 1)Tb-Tg 之间，2)Tg-Tf 之间3)Tf-Td 之间(Tb 、Tg 、Tf 、Td 分别为脆化温度、玻璃化转 变温度、流动温度和分解温度) 14. 下列高聚物中属无规共聚物的是 ( ) 1)尼龙66；2)聚氨酯热塑弹体；3)丁苯橡胶；4)聚对苯二甲酸乙二醇酯 15. 下列动态力学试验中直接测定储能剪切模量的是 ( ) 1)超声法；2)单悬臂梁弯曲共振法；3)扭摆法 二、写出下列关系式，并注明公式中各字母代表的意义(10分)： 1. 以Tg 为参考温度的WLF 方程； 2. 高分子特性粘数与分子量之间的关系； 3. 高聚物结晶度与密度的关系； 4. 硫化橡胶平衡溶胀比与交联点间分子量的关系； 5. 牛顿流体通过毛细管的体积流率与管壁处切变速率之间的关系。 三、解释下列名词(任选5小题，10分)： 1. 溶度参数δ； 2. 链段； 3. 极限粘度η∞； 4. 断裂韧性K 1C ； 5. 临界分子量； 6.哈金斯参数1χ； 7.对数减量； 8.第二维利系数A 2。 华东理工大学2005–2006学年第2学期 参考答案《高分子科学基础（下）》课程期末考试试卷 A 2006.06 开课学院：材料学院 ，考试形式：闭卷，所需时间： 120 分钟 考生姓名： 学号： 专业： 班级： 题序 一二三四五六七八总分得分 评卷人 一．单项选择题：（10分） （下面每个小题只有一个答案是正确的，请将正确答案的代号填写在左边的括号里。选对者得1分，不选、选错或多选均不得分） （B）１．高分子链的构象属于聚合物结构层次中的： （A）一级结构； （B）二级结构；（C）三级结构； （D）高级结构 （D）２．下列聚合物中不具有旋光异构的是： （A）聚丙烯； （B）聚苯乙烯； （C）聚氯乙烯； （D）聚偏氯乙烯 （D）３．高分子链中C－C单键内旋转位能最低的状态是： （A）顺式；（B）左旁式；（C）右旁式；（D）反式 （C）４．下列高分子链中柔性最好的是： （A）聚苯撑； （B）聚丙烯； （C）1,4－聚异戊二烯； （D）聚苯乙烯 （D）５．下列聚合物内聚能密度最大的是： （A）1,4－聚丁二烯； (B) 聚苯乙烯；(C) 聚氯乙烯；（D）聚丙烯腈 （B）６．在下列情况下，聚合物滞后现象最为明显的是： （A）玻璃态； （B）玻璃化转变区； （C）高弹态； （D）不确定 （A）７．下列聚合物中玻璃化转变温度最高的是： （A）聚氯乙烯；（B）聚乙烯；（C）氯化聚乙烯；（D）聚二甲基硅氧烷 （D）８．高分子溶解在良溶剂中，则： （A）χ1＞1/2, Δμ 1E＞0； （B）χ 1 ＞1/2, Δμ 1 E＜0； （C）χ1＜1/2, Δμ 1E＞0； （D）χ 1 ＜1/2, Δμ 1 E＜0 （A）９．光散射法不可测量的是： （A）数均分子量；（B）重均分子量；（C）第二维利系数；（D）均方末端距（A）10．下列聚合物中综合性能最好(同时具有较高的强度和韧性)的是： （A）ABS树脂；（B）聚丙烯腈；（C）聚丁二烯；（D）聚苯乙烯 三、简答题 1、高分子结构的特点? 2、表1-4数据说明了什么？试从结构上予以分析。 3、评价主链带有间隔单键和双键的聚磷腈的柔顺性。其结构示意如下： 4、.比较以下三个聚合物的柔顺性，从结构上简要说明原因。 5、试分析纤维素的分子链为什么是刚性的？（提示：从纤维素链节结构分析阻碍内旋转的因素） 6、比较以下两种聚合物的柔顺性，并说明为什么。 7、试从下列高聚物的链节结构，定性判断分子链的柔性或刚性，并分析原因。 8、以下化合物，哪些是天然高分子化合物？哪些是合成高分子化合物？ （1）、蛋白质，（2）PVC，（3）酚醛树脂，（4）淀粉，（5）纤维素，（6）石墨，（7）尼龙-66，（8）PV Ac，（9）丝，（10）PS，（11）维尼纶，（12）天然橡胶，（13）聚氯丁二烯（14）纸浆，（15）环氧树脂。 9、试述下列烯类高聚物的构型特点及其名称。式中d表示链节结构是d构型，l则表 示是l构型。（1）—d—d—d—d—d—d—d—；（2）—l—l—l—l—l—l—l—l—l—；（3）—d —l—d—l—d—l—d—l—；（4）—d—d—l—d—l—l—l—。 10、已知高分子主链中键角大于90°，定性地讨论自由旋转链的均方末端距与键角的关系。 11、（1）由丙烯得到的全同立构聚丙烯有无旋光性？（2）假若聚丙烯的等规度不高，能不能用改变构象的办法提高等规度？ 12、近程相互作用和远程相互作用的含义及它们对高分子链的构象有何影响？ 13、根据高聚物的分子结构和分子间作用能，定性地讨论表2-3中所列各高聚物的性能。 14、将下列三组聚合物的结晶难易程度排列成序：（1）PE，PVC，PS，PAN；（2）聚对苯二甲酸乙二酯，聚间苯二甲酸乙二酯，聚己二酸乙二酯；（3）尼龙-66，尼龙-1010。 15、有两种乙烯和丙烯的共聚物，其组成相同（均为65%乙烯和35%丙烯），但其中一种室温时是橡胶状的，一直到稳定降至约-70℃时才变硬，另一种室温时却是硬而韧又不透明的材料。试解释它们内在结构上的差别。 16、判断正误：“分子在晶体中是规整排列的，所以只有全同立构或间同立构的高分子才能结晶，无规立构的高分子不能结晶。” 17、（1）为什么聚对苯二甲酸乙二醇酯从熔体淬火时得到透明体？（2）为什么IPMMA 是不透明的？ 18、试分析聚三氟氯乙烯是否结晶性聚合物？要制成透明薄板制品，问成型过程中要注意什么条件的控制？ 19、透明的聚酯薄膜在室温二氧六环中浸泡数分钟就变为不透明，这是为什么？ 20、（1）将熔融态的聚乙烯（PE）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）和聚苯乙烯（PS）淬冷到室温，PE是半透明的，而PET和PS是透明的。为什么？（2）将上述的PET透明试样，在接近玻璃化温度下进行拉伸，发生试样外观由透明变为浑浊，试从热力学观点来解释这一现象。 21、三类n值相同的线形脂肪族聚合物（对于给定的n值）的熔点顺序如下所示，解释原因。 1、聚苯乙烯分子中可能呈现的构象是（）。 A、无规线团 B、折叠链 C、螺旋链 2、比较一下聚合物的流动性，哪个最好（）。 A、MI=0.1 B、MI=1 C、MI=10 3、当Mark公式中α为以下何值时，高分子溶液处于θ状态（）。 A、α=0.5 B、α=0.8 C、α=2 4、以下哪个溶剂是θ溶剂（）。 A、χ1=0.1 B、χ1=0.5 C、χ1=0.9 5、以下哪种材料的密度最大（）。 A、高压聚乙烯 B、低压聚乙烯 C、聚丙烯 6、以下哪种方法可以测定绝对相对分子质量（）。 A、VPO B、膜渗透法 C、GPC 7、结晶度增加，以下哪种性能增加（）。 A、透明性 B、抗张强度 C、冲击强度 8、WLF方程不能用于（）。 A、测粘度 B、测结晶度 C、测松弛时间 9、球晶的制备应从（）。 A、稀溶液 B、熔体 C、高温高压下 10、四元件模型用于模拟（）。 A、应力松弛 B、蠕变 C、内耗 11、所有聚合物在在玻璃化转变时，自由体积分数均等于（）。 A、0.5% B、1% C、2.5% 12、高聚物的应力-应变曲线中哪个阶段表现出强迫高弹性（）。 A、大形变 B、应变硬化 C、断裂 13、一般地说，哪种材料需要较高程度的取向（）。 A、橡胶 B、塑料 C、纤维 14、对极性高分子，选择溶剂应采用哪一原则更为准确（）。 A、极性相似原理 B、溶剂化原则 C、δ相近原则 15、结晶度不能用以下哪种方法测定（）。 A、膨胀计法 B、双折射法 C、热分析法 16、玻璃化转变温度不能用以下哪种仪器测定（）。 A、膨胀计 B、扭辫仪 C、熔融指数仪 17、3.4次方幂律适用于( )。 A、缩聚物 B、低相对分子质量加聚物 C、高相对分子质量加聚物 18、已知[η]=KM，判断以下哪一条正确（）。 A、Mη=M n B、Mη=M w C、Mη=M n= M Z=M w 19、同一高分子样品测定相对分子质量，以下结果哪个正确（）。 A、粘度法大于光散射法 B、VPO大于粘度法 C、粘度法大于端基分析法 20、高聚物为假塑性流体，其粘度随剪切速率的增加而（）。 A、增加 B、减少 C、不变 21、以下哪种聚合物不存在旋光异构体（）。 A、聚丙烯 B、聚异丁烯 C、聚异戊二烯 22、非结晶性高聚物的应-应变曲线不存在以下哪个阶段（）。 A、屈服 B、细颈化 C、应变软化 23、PS中苯基的摇摆不属于（）。 A、次级松弛 B、Tβ转变 C、Tα转变 24、对交联高聚物，以下的力学松弛行为哪一条正确（）。 A、蠕变能回复到零 B、应力松弛时应力能衰减到零 C、可用四元件模型模拟 25、PET淬火样品处于（）。 A、非晶玻璃态 B、半结晶态 C、皮革态 26、交联橡胶以下哪一条不正确（）。 A、形变很小时符合胡克定律 B、具有熵弹性 C、拉伸时吸热 27、以下使T g增加的因素哪个不正确（）。 A、压力增加 B、主链杂原子密度增加 C、主链芳环增加 28、以下材料哪个内耗最小（）。 A、天然橡胶 B、丁基橡胶 C、顺丁橡胶 29、以下哪种聚合物不存在T g（）。 A、齐聚物 B、低结晶度且高相对分子质量 C、低相对分子质量且高交联度 30、纤维与塑料、橡胶相比（）。 A、强度较大 B、相对分子质量较大 C、内聚能密度较小 31、刚性增加时，以下哪条不正确（）。 A、T b增加 B、T f增加 C、T g~T b增加 东华大学20 09 ----20 10 学年第1 学期期末试题踏实学习，弘扬正气；诚信做人，诚实考试；作弊可耻，后果自负。 课程名称高分子物理使用专业07级复合材料、高分子材料 班级___________________姓名_______________学号_____________ (请将答案全部写在答题纸上!) 一、解释下列物理概念（写出必要的表达式）：（30分，每题3分） 1. 等同周期； 2. 链段； 3. 半结晶期； 4. 第二位力系数A2； 5. 球晶 6. 力学三态； 7. 取向因子； 8. 冷拉； 9. 贮能模量；10. 特性粘度[η]； 二、单项选择题：（10分，每题1分） 1. 不对称的单烯类单体在聚合时可以头-尾键接和头-头(或尾-尾)键接方式，它们被称为： (a) 旋光异构体(b) 顺序异构体(c) 几何异构体(d) 空间立构体 2. PTFE（聚四氟乙烯）分子链在晶体中采取的构象是： (a) 平面锯齿链(b) 扭曲的锯齿链(c) 螺旋链(d) 无规线团 3. 采用下列哪种测定分子量的方法，可以同时测定均方旋转半径： （a）端基分析法（b）稀溶液粘度法（c）膜渗透压法（d）光散射法 4. 若C-C键长为0.154nm, 则聚合度为1000的聚乙烯自由旋转链的均方末端距为： (a) 47.4nm2(b) 71.1 nm2(c)94.8 nm2 (d ) 142.2 nm2 5. 聚合物在高温高压下可以形成: （a）单晶（b）串晶（c）树枝晶（d）伸直链晶 6. 用硬PVC做成的雨衣长时间悬挂后会变形，这种现象称为： （a）蠕变（b）应力松弛（c）内耗（d）滞后 7. 剪切粘度随剪切速率的增大而减小的流体属于: （a）牛顿流体（b）假塑性流体（c）胀塑性流体（d）宾汉流体 8. 采用以下哪种方法可以测定纤维非晶区取向： (a) 双折射法(b) x-衍射法(c) 染色二色性法(d) 声速法 9. 在良溶剂中Huggins参数: 高分子材料学期中考试 1单体单元和结构单元间区别 结构单元：单体在大分子链中形成的 单元。 单体单元：原子种类及个数完全相同 的结构单元 2高分子化合物与聚合物是有区别 聚合物：多种原子以相同的多次重复 的小分子通过共价健连接起 来的分子量在104～107的 化合物。 高分子化合物：大分子（链） 3挂在墙上的雨衣变长（应力与应变）当材料受到外力作用而又不产生惯性移动时，它的几何形状和尺寸会发生变化，这种变化称为应变或形变。4松紧带时间久变松（应力松弛蠕变）在温度、压力恒定的条件下，松紧带的内应力随时间的延长而逐渐较少，形变随时间的延长而增加。 5聚合物材料按照结构完全均匀的理想情况计算得到的理论强度要比聚合的实际强度高出十几倍，甚至上百倍，为什么会这样？ 聚合物的实际结构存在着大小不一的缺陷，引起应力的局部集中。 聚合物的拉伸强度与聚合物本身的结构、取向、结晶度、填料等有关，还与载荷速率、温度等外界条件有关。冲击强度在很大程度上取决于试样缺口的特性，此外加工条件、分子量、添加剂等对冲击强度也有影响。 6选择溶剂的原则 一般要根据极性相近，溶剂化，溶解度参数相近的原则来选取溶剂。 7高分子的溶解 高分子溶解是一个比较缓慢的过程，可分为两个阶段：1溶剂化膨胀过程，溶剂分子渗入高分子内部，使高分子胀大；2是高分子均匀分散在溶剂中，形成完全溶解的均相体系。 8高密度聚乙烯（HDPE）的力学性能好于低密度聚乙烯（LDPE） HDPE支化度低，结晶度高，且密度大 9氯化聚乙烯使聚乙烯变软，玻璃化温度降低 聚乙烯是通过氯化反应后得到的产物。由于Cl的取代，破坏了聚乙烯的结晶性，使聚乙烯变软，玻璃化温度降低。 10聚丙烯的力学性能与聚乙烯相比，其强度、刚度和硬度都比较高 聚丙烯的力学性能与聚乙烯相比，其强度、刚度和硬度都比较高，光泽性也好，但在塑料材料中仍属于偏低的。它的冲击强度较低，但具有优良的抗弯曲疲劳性。 11聚氯乙烯（PVC）的拉伸强度、压缩强度较高，硬度刚度较大 聚氯乙烯分子中含有大量的氯原子，分子极性较大，分子间作用力较强，大分子的堆积程度高，链间距离远较聚乙烯小，所以聚氯乙烯的拉伸强度、压缩强度较高，硬度刚度较大，12聚氯乙烯中加入增塑剂的结果是韧性增加 增塑剂进入大分子之间，使聚氯分子间的距离增大，相互作用力减小，大分子运动能力增加。增塑剂含量越多，拉伸强度、弹性模量较小，而伸长率越大。 13聚苯乙烯（PS）硬而脆，似玻璃状PS结构中存在较大体积的苯基，分子运动受时空间位阻效应的影响，分子链刚性增加，导致PS硬而脆，似玻璃状，断裂伸长率很低，无延展性，在拉伸时无屈服现象。 14聚苯乙烯（PS）具有极好的透明性PS为非晶态聚合物，因此具有极好的透明性，GPPS的透光率达88％-92％，折射率为1.59-1.60，具有良好的光泽性，其透明性仅次于丙烯酸类聚合物。 15抗冲聚苯乙烯橡胶粒子的作用 橡胶粒子起到了两方面的作用：引 073高分子物理 课程期中考试题参考答案 一、名词解释（每小题2分，共16分） 1. 取向 取向是指非晶高聚物的分子链段或整个高分子链，结晶高聚物的晶带、晶片、晶粒等，在外力作用下，沿外力作用的方向进行有序排列的现象。 2. 柔顺性 高分子链能够改变其构象的性质称为柔顺性。 3. 链段 由于分子内旋受阻而在高分子链中能够自由旋转的单元长度。是描述柔性的尺度。 4. 内聚能密度 把1mol 的液体或固体分子移到其分子引力范围之外所需要的能量为内聚能。单位体积的内聚能称为内聚能密度，一般用CED 表示。 5. 溶解度参数 内聚能密度的平方根称为溶解度参数，一般用δ表示。 6. 等规度 等规度是高聚物中含有全同立构和间同立构总的百分数。 7. 结晶度 结晶度即高聚物试样中结晶部分所占的质量分数(质量结晶度)或者体积分数(体积结晶度)。 8. 液晶 在熔融状态下或溶液状态下，仍然部分保持着晶态物质分子的有序排列，且物理性质呈现各向异性，成为一种具有和晶体性质相似的液体，这种固液之间的中间态称为液态晶体，简称为液晶。 二．选择题（每小题2分，共16分） 1. 测量重均分子量可以选择以下哪种方法： D A ．粘度法 B ．端基滴定法 C ．渗透压法 D ．光散射法 2. 下列那种方法可以降低熔点： B 、 D 。 A. 主链上引入芳环； B. 降低结晶度； C. 提高分子量； D. 加入增塑剂。 3. 多分散高聚物下列平均分子量中最小的是 A A 、n M B 、w M C 、z M D 、M 4. 聚合物在溶液中通常呈 C 构象。 A ．锯齿形 B ．螺旋形 C ．无规线团 D ．梯形 5. 一般来说，那种材料需要较高程度的取向 B 。 A ．塑料 B ．纤维 C ．橡胶 D ．粘合剂 6. 测量数均分子量，不可以选择以下哪种方法： B 。 高分子物理试卷一 一、单项选择题(10分) (下面每个小题只有一个答案就是正确的,请将正确答案的编号填在右边的括号里,选对者得1分,不选,错选或者多选均不得分。) 1、在二氧六环中将锌粉与聚氯乙烯共煮,红外光谱表明产物中有环丙烷结构而无双键,则反 应前聚氯乙烯结构单元的键接顺序就是()。 (a) 头-尾键接(b)头-头键接(c)头-尾与头-头各占50% 2、某结晶性聚合物在偏光显微镜先呈现十字消光图案,则其结晶形态就是()。 (a)单晶(b) 串晶(c) 球晶(d)片晶 3、比较聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯腈(PAN)之间的柔韧性,正确的顺序就是()。 (a)PP>PE>PVC>PAN (b)PE>PP>PVC>PAN (c) PE>PP>PAN>PVC (d) PAN>PVC>PP>PE 4、加入含有成核剂的聚丙烯在等温结晶时生成球晶,则其Avrami指数n为()。 (a)2 (b) 3 (c) 4 (d) 5 5、聚甲醛的分子链在晶体中的构象就是()。 (a) 平面锯齿形(b) 扭曲的锯齿链(c) 螺旋链 6、大多数聚合物熔体都就是属于()。 (a)牛顿流体(b)假塑性非牛顿流体(c)宾汉流体(d)胀塑性非牛顿流体 7、聚合物分子之间形成氢键,会使玻璃化转变温度()。 (a) 升高(b) 降低(c) 不变 8、通常地,在常温下,下列聚合物溶解最困难的就是()。 (a)非晶态非极性聚合物(b) 非晶态极性聚合物 (c)晶态非极性聚合物(d) 晶态极性聚合物 9、下列方法测定的聚合物相对分子质量数值最大的就是()。 (a)膜渗透压法(b) 沸点升高法(c)稀溶液粘度法(d) 光散射法 10、Maxwell模型可以用来描述()。 (a)蠕变过程(b交联聚合物的应力松弛过程(c)线性高聚物的应力松弛 二、多项选择题(20分) (下面每个题至少有一个答案就是正确的,请将所有的正确答案的编号填写在括号里。全选对者得两分,选错一个扣一分,少选一个扣0、5分,但不做选择或所选答案全错者不得分。) 1、聚甲基丙烯酸甲酯分子之间的相互作用力包括()。 (a)静电力(b)诱导力(c)色散力(d)氢键 2、用来描述聚合物非晶态结构的模型有()。 (a)樱状微束模型(b)无规线团模型(c)两相球粒模型(d)折叠链模型 (e)插线板模型 3、下面哪些聚合物适合做弹性体()。 (a)聚异戊二烯(b)天然橡胶(c)聚丁二烯(d)聚氯乙烯 4、高分子的三级结构包括()。 （a）晶态结构(b)取向结构(c)多相结构(d)液晶态结构 5、支持插线板模型的实验依据就是()。 （a）结晶PE均方回转半径与在熔体中的一致 高分子物理期末复习参考题 说明：此复习题仅作为复习参考使用，并非考试试题，只是题型和考试类似，希望同学们好好复习。 一、填空题： 1、降温速度越快，高聚物的玻璃化转变温度Tg越高。 2、橡胶弹性的本质是弹性，橡胶在绝热拉伸过程中放热。 3、松弛时间τ值越小，表明材料的弹性越。推迟时间τ＇值越小，表明材料的弹性越。 4、银纹是在张应力的作用下产生的，银纹内部存在微细凹槽，其方向与外力方向垂直。 5、分子链越柔顺，粘流温度越低；高分子极性大，粘流温度越高。 6、温度下降，材料断裂强度增大，断裂伸长率减小。 7、产生橡胶弹性的条件是、、。 8、在交变应力（变）的作用下，应变于应力一个相角δ的现象称为滞后，tanδ的值越小，表明材料的弹性越。 9、对于相同分子量，不同分子量分布的聚合物流体，在低剪切速率下，分子量分布的粘度高，在高剪切速率下，分子量分布粘度高。 10、高聚物的粘流温度是成型加工的温度，高聚物的分解温度是成型加工的温度。 11、高聚物屈服点前形变是完全可以回复的，屈服点后高聚物将在恒应力下发生塑性流动，屈服点以后，大多数高聚物呈现应变软化，有些还非常迅速。屈服发生时，拉伸样条表面产生或剪切带,继而整个样条局部出现。 二、单项选择题 1、下列聚合物中，玻璃化转变温度T g的大小顺序是（） （1）聚乙烯（2）聚丙烯腈（3）聚丙烯（4）聚氯乙烯 A（4）＞（2）＞（3）＞（1）B（2）＞（4）＞（3）＞（1） C（2）＞（4）＞（1）＞（3）D（4）＞（2）＞（1）＞（3） 2、下列聚合物中，熔点T m最高的聚合物是（） A 聚邻苯二甲酸乙二酯B聚间苯二甲酸乙二酯 C 聚己二甲酸乙二酯D聚对苯二甲酸乙二酯 3、在下列聚合物中，结晶能力最好的是（） A 无规聚苯乙烯 B 聚乙烯 C 等规聚苯乙烯 D 聚苯乙烯—丁二烯共聚物 4、交联橡胶以下说法不正确的是（） A 形变小时符合虎克定律 B 具有熵弹性 C 拉伸时吸热 D 压缩时放热 5、下图是在一定的应力作用下，不同温度下测定的聚合物蠕变性能曲线，下列温度大小顺序正确的是（）Array A T1＞T2＞T3＞T4 B T4＞T3＞T2＞T1 C T1＞T3＞T2＞T4 D T2＞T3＞T1＞T4 高分子物理试卷三答案 一、单项选择题（10分） （下面每个小题只有一个答案是正确的，请将正确答案的编号填在右边的括号里。选对者得1分，不选、选错多选均不得分。） 1.如果不考虑键接顺序，线形聚异戊二烯的异构种类数为（C ）。 （A）6 （B）7 （C）8 2. 全同聚乙烯醇的分子链所采取的构象是（A ）。 （A）平面锯齿链（B）扭曲的锯齿链（C）螺旋链 3.下列聚合物中，不存在旋光异构体的是（B ）。 （A）PP （B）PIB （C）聚异戊二烯 4. 高聚物的黏流温度随相对分子质量的增大而（B ）。 （A）保持不变（B）上升（C）下降（D）先上升然后保持不变5.在聚合物的黏流温度以下，描述高聚物的表观黏度与温度之间关系的方程式是（B ）。（A）Arrhenius方程（B）WLF方程（C）Avrami方程 6.高聚物的流动模式是（B ）。 （A）分子链的整体迁移（B）链段的跃迁 （C）端基的运动 7.同一聚合物的下列三种不同的黏度，最大的是（A ）。 （A）零剪切黏度（B）表观黏度（C）无穷剪切黏度 8.两试样的凝胶渗透色谱的淋出体积相等，则它们的下列参数相等的是( D )。 （A）相对分子质量（B）特性黏数（C）Huggins参数（D）流体力学体积 9.下列实验方法，可以测量聚合物损耗模量的是（B ）。 （A）DSC （B）DMA （C）拉伸实验 10. Maxwell模型可以用来描述（C ）。 （A）蠕变过程（B）交联高聚物的应力松弛过程 （C）线形高聚物的应力松弛 二、多项选择题(20分) (下面每个小题至少有一个答案是正确的，请将所有正确答案的编号填写在括号里。全选对者得2分，每错一个扣1分，每少选一个扣0.5分，但不做选择或所选答案全错者不得分。）1.下面能作为塑料使用的聚二丁烯有（ABD ）。 （A）全同1，2-丁二烯（B）间同聚1，2-丁二烯 （C）顺式聚1，4-丁二烯（D）反式聚1，4-丁二烯 2.高分子的二级结构包括（AC ）。 （A）构象（B）晶态结构 （C）相对分子质量及其分布（D）键接方式 3.高分子的三级结构包括（ABD ）。 （A）晶态结构（B）取向结构（C）多相结构（D）液晶态结构 4.凝聚态结构可以采用哪些方法进行表征（BCD ）。 （A）广角X射线衍射（B）红外光谱 （C）电子显微镜（D）小角X射线衍射 5.下列实验方法，可以用来测定玻璃化转变温度的是（ABC ）。高分子物理试卷一
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