高分子物理期末复习参考题

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＞T4B T4＞T3＞T2＞T1C T1＞T3＞T2＞T4D T2＞T3＞T1＞T46、聚碳酸酯的应力—应变曲线曲线属于以下的哪一类？ （ ）A 硬而脆B 软而韧C 强而韧D 硬而强7、下列聚合物中，拉伸强度最大的聚合物是（ ）A 高密度聚乙烯B 尼龙610C 尼龙66D 聚对苯二甲酰对苯二胺8、聚合物挤出成型时，产生熔体破裂的原因是（ ）A 熔体弹性应变回复不均匀B 熔体黏度过小C 大分子链取向程度低D 法向应力大9、聚丙烯酸钠的Tg 为280℃，聚丙烯酸的Tg 为106℃，前者Tg 高时因为（ ）A 侧基的长度短B 存在氢键C 范德华力大D 存在离子键10、下图为不同相对分子质量高聚物熔体的流动曲线，那种高聚物的相对分子质量最高（11、可以用时温等效原理研究聚合物的黏弹性，是因为（ ） A 高聚物分子运动是一个与温度、时间有关的松弛过程 B 高分子分子处于不同的状态 C 高聚物是由具有一定分布的不同相对分子质量分子组成的 D 高聚物具有黏弹性12、下列聚合物中，玻璃化转变温度Tg 是（ ）（1）聚氯乙烯 （2）聚乙烯 （3）聚1，2-二氯乙烯 （4）聚偏二氯乙烯A （4）＞（3）＞（1）＞（2）B （3）＞（4）＞（1）＞（2）C （3）＞（1）＞（4）＞（2）D （2）＞（4）＞（1）＞（3）13、下列聚合物中，熔点T m 最高的聚合物是（ ）A BC D14、PE 、PVC 、PVDC （聚偏二氯乙烯）的结晶能力大小顺序，以下说法正确的是（ ）A . PE ＞PVDC ＞PVC B. PE ＞PVC ＞PVDCC. PVDC ＞P E ＞PVCD. PVDC ＞PVC ＞P E15、橡胶在室温下呈高弹性，但当其受到（ ）时，在室温下也能呈现玻璃态的力学行为。

A 长期力的作用B 一定速度力的作用C 瞬间大力的作用D 很大力的作用16、蠕变与应力松弛速度（ ）A 与温度无关B 随温度升高而增大CH 2CH 2CH 2CH CH 3CH 2CH CH CH 3CH 3CH 2CH C CH 3CH 3CH 3C 随温度升高而减小D 前者与温度有关，后者与温度无关17、温度对晶态聚合物的应力—应变曲线有显著影响，下图是在不同温度下测定的聚合物应A T 4＞T 3＞T 2＞T 1 B T 1＞T 2＞T 3＞T 4C T 2＞T 3＞T 4＞T 1D T 1＞T 4＞T 2＞T 318A 聚氯乙烯 B 聚乙烯 C 聚1，2-二氯乙烯 D 聚丙烯19、高聚物为假塑性流体，其黏度随剪切速率的增加而（ ）A 增加B 减小C 不变D 先增加后降低20、以下使Tg 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D 侧基极性增加21、下图为不同类型流体的流动曲线，其中（ ）是宾汉流体的流动曲线。

三、判断题1、作为塑料，其使用温度都在玻璃化温度以下；作为轮胎用的橡胶，其使用温度都在玻璃化温度以上。

（ ）2、高聚物在室温下受到外力作用而发生形变，当去掉外力后，形变没有完全复原，这是因为整个分子链发生了相对位移的结果。

（ ）3、随着聚合物结晶度增加，抗张强度和抗冲击强度增加。

（ ）4、橡胶形变时有热效应，在拉伸时放热，而压缩时吸热。

（ ）5、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。

（ ）6、因为聚氯乙烯和聚乙烯醇的分解温度低于黏流温度（或熔点），所以只能采用溶液纺丝法纺丝。

（ ）7、银纹实际上是一种微小裂缝，裂缝内密度为零，因此它很容易导致材料断裂。

（ ）8、四氢呋喃和氯仿都与PVC 的溶度参数相近，因此两者均为PVC 的良溶剂。

（ ）9、在应力松弛实验中，虎克固体的应力为常数，牛顿流体的应力随时间而逐步衰减。

（ ）10、为了获得既有强度又有弹性的黏胶丝，在纺丝过程须经过牵引工序。

（ ） τ四、简答题：1列出下列聚合物的熔点顺序，并用热力学观点及关系式说明其理由。

聚对苯二甲酸乙二酯、顺1,4聚丁二烯、聚四氟乙烯解： PTFE（327℃） > PET（267℃） >顺1,4聚丁二烯（12℃）由于T m＝ΔH m/ΔS m，ΔH增大或ΔS减少的因素都使T m增加。

（1）PTFE：由于氟原子电负性很强，F原子间的斥力很大，分子采取螺旋构象（136），分子链的内旋转很困难，ΔS很小，所以T m很高。

（2）PET：由于酯基的极性，分子间作用力大，所以ΔH大；另一方面由于主链有芳环，刚性较大，ΔS较小，所以总效果T m较高。

（3）顺1,4聚丁二烯：主链上孤立双键柔性好，ΔS大，从而T m很低。

2下列几种聚合物的冲击性能如何？简单说明理由？（T＜T g）(1) 聚苯乙烯（2）聚碳酸酯答案：（1）因主链挂上体积庞大的侧基苯环，故为难以改变构象的刚性链，使冲击性能不好，为典型的脆性聚合物。

（2）聚碳酸酯由于主链中酯基在—120℃可产生局部模式运动即β转变，在T＜T g时，由于外力作用，β转变吸收冲击能，使聚合物上的能量得以分散，因此冲击能好，可以常温塑性加工。

3将下列三组聚合物的结晶难易程度排列成序：(1)PP，PVC，PS；(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)PA 66，PA 1010．解：结晶难易程度为：（1）PP>PVC>PS（2）聚己二酸乙二酯>PET>聚间苯二甲酸乙二酯（3）尼龙66>尼龙10104写出聚乙烯、聚苯乙烯、尼龙66材料抗张强度的大小顺序，为什么？答：抗张强度大小顺序为：尼龙66＞聚苯乙烯＞聚乙烯。

在一般情况下，增加聚合物的极性或形成氢键可以使其强度提高。

聚苯乙烯侧基为苯环，故聚苯乙烯的抗张强度比聚乙烯高，尼龙66有氢键，拉伸强度更高，所以尼龙66的抗张强度最大。

5在橡胶下悬一砝码，保持外界不变，升温时会发生什么现象？简单说明理由。

降温时会发生什么现象？解：橡胶在张力（拉力）的作用下产生形变，主要是熵变化，即蜷曲的大分子链在张力的作用下变得伸展，构象数减少。

熵减少是不稳定的状态，当加热时，有利于单键的内旋转，使之因构象数增加而卷曲，所以在保持外界不变时，升温会发生回缩现象。

降温时橡胶会继续伸长。

6指出下列各组聚合物抗张强度哪个高（简单说明理由）？（1）聚对苯二甲酸乙二酯和聚己二酸乙二酯（2）聚乙烯和低密度聚乙烯（3）聚氯乙烯和聚乙烯（4）聚甲基丙烯酸甲酯和聚丙烯酸酯（5）尼龙66和尼龙610。

答：（1）答：聚对苯二甲酸乙二醇酯主链中含有苯环，所以抗张强度比聚己二酸乙二醇酯高。

（2）低密度聚乙烯由于支化度高，故其拉伸强度比聚乙烯低。

（3）聚氯乙烯具有极性基团，故其抗张强度比聚乙烯高。

（4）聚甲基丙烯酸甲酯多了一个甲基侧基，极性比聚炳烯酸酯大，故其抗张强度大。

（5）尼龙66氢键的密度比尼龙610大，所以其抗张强度大。

7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？简要说明理由。

解：（1）PE 由于结晶能力特别强，将其熔体淬冷也得高结晶度的晶体，晶区与非晶区共存，因而呈现半透明。

PET 是结晶能力较弱的聚合物，将其熔体淬冷，由于无足够的时间使其链段排入晶格，结果得到的是非晶态而呈透明性。

PS 没加任何说明都认为是无规立构的。

无规立构的PS 在任何条件下都不能结晶，所以呈现透明性。

五、计算题1、某种硫化天然橡胶的密度为 9.5×105 g/m 3，未交联时的数均相对分子质量为1×105，交联后网链的平均相对分子质量为5×103，在 27℃拉伸，拉长一倍时（1）试求需要的应力为多大？ （R=8.314J/（mol ·K ），k =1.380×10-23J/K ）（2）已知橡胶，拉伸过程中试样的泊松比为 0.5，根据橡胶的弹性理论计算（经过自由末端校正）剪切模量和拉伸模量？1、解：（1）根据橡胶状态方程因为R=8.314J/（mol ·K ），ρ= 9.5×105 g/m 3，λ=2，T=300K ，则σ=8.29×105N/m 2（2）根据=4.27×105N/m 22、某聚合物的黏弹行为服从Kelvin 模型，其中η服从WLF 方程。

该聚合物在25℃下黏度为6×108Pa.s ，E 值为8×105N/m 2。

试求：（1）40℃下该聚合物的黏度为多少？（该聚合物的玻璃化温度为10℃，WLF 方程为） 3105⨯=c M )1(2λλρσ-=c M RT ⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⨯⨯-⨯⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=533510110521105300314.8105.921G M M M RT G n c c ρ265/1028.11027.433)1(2m N G G E ⨯=⨯⨯==+=ν75.1105300314.8105.9)1(352⨯⨯⨯⨯⨯=-=λλρσc M RT)(6.51)(44.17lg gg T T T T T a -+--=（2）试写出40℃、4×106Pa 应力作用下的蠕变方程（E 值为8×105N/m 2）。