1、復(fù)習(xí)思考題一、名詞解釋 高分子鏈: 由單體通過聚合反應(yīng)連接的鏈狀分子。鏈段: 如假設(shè)高分子單鍵旋轉(zhuǎn)受阻，一個(gè)鍵運(yùn)動(dòng)可以帶動(dòng)若干鍵運(yùn)動(dòng)，將若干個(gè)鍵組成一段鏈作為獨(dú)立運(yùn)動(dòng)單元，稱為鏈段；或者主鏈中能夠獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的最小單元稱為鏈段。分子量: 小分子明確，聚合物是由一系列分子量不等的同系物高分子組成，這種同種聚合物分子長短不一的特征稱為聚合物的多分散性。因此，高分子分子量只能用統(tǒng)計(jì)平均值來表示。分子量分布: 表征聚合物的多分散程度, 也叫分子量分布。聚合度: 也可用作度量高分子分子量的參數(shù)，指高分子中所含有的重復(fù)單元的數(shù)目，其值與分子量成正比，同樣具有統(tǒng)計(jì)平均的意義。近程結(jié)構(gòu): 構(gòu)造、構(gòu)型，化學(xué)結(jié)構(gòu)一級(jí)

2、結(jié)構(gòu)。遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu): 分子形態(tài)、大小，柔順性，構(gòu)象，二級(jí)結(jié)構(gòu)。構(gòu)造: 指鏈中原子的種類和排列，取代基和端基的種類，單體單元的排列順序，支鏈類型與長度等。構(gòu)型: 指某一原子的取代基在空間的排列或分子中最近鄰原子鍵的相對位置，指分子中由化學(xué)鍵所固定的原子在空間的幾何排列。要改變構(gòu)型需要化學(xué)鍵斷裂；構(gòu)型不同的異構(gòu)體有旋光異構(gòu)體和幾何異構(gòu)體。構(gòu)象: 由于單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的分子空間的不同形態(tài)稱為構(gòu)象，為由分子內(nèi)熱運(yùn)動(dòng)引起的物理現(xiàn)象。柔順性: 高分子鏈能夠通過內(nèi)旋轉(zhuǎn)作用改變其構(gòu)象的性能稱為高分子鏈的柔順性，高分子鏈能形成的構(gòu)象數(shù)越多，柔順性越大。全同立構(gòu)高分子: 主鏈上的C*的立體構(gòu)型全部為一種旋光異構(gòu)單元。

3、間同立構(gòu)高分子: 主鏈上C*的立體構(gòu)型各不相同，兩種旋光異構(gòu)單元交替鍵接，R取代基交替排列在平面的兩側(cè)。立構(gòu)規(guī)整性高分子: C*的立體構(gòu)型有規(guī)則連接，簡稱等規(guī)高分子。包括全同立構(gòu)高分子和間同立構(gòu)高分子。碳鏈高分子: 主鏈由碳原子組成，聚乙烯PE、聚丙烯PP、聚氯乙烯PVC、聚苯乙烯PS、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA（有機(jī)玻璃）。雜鏈高分子: 主鏈由兩種或兩種以上原子組成，如聚酰胺PA（尼龍）、聚對苯二甲酸乙二醇酯（滌綸）PET等。元素高分子: 主鏈含有Si、P等元素的高分子，有機(jī)硅等。線型和交聯(lián)高分子差別: 線型高分子能溶解，交聯(lián)高分子不溶不熔，交聯(lián)度不高可溶漲。交聯(lián)度: 相鄰兩個(gè)交聯(lián)點(diǎn)之間的鏈的

4、平均分子量Mc來度量，交聯(lián)度越大，Mc越小；也可以用交聯(lián)點(diǎn)密度來表示。等規(guī)度: 指聚合物中全同立構(gòu)和間同立構(gòu)的總的百分?jǐn)?shù)。聚集態(tài)結(jié)構(gòu): 高分子的聚集態(tài)指高分子鏈之間的排列和堆積結(jié)構(gòu)，也稱為超分子結(jié)構(gòu)，包括晶態(tài)結(jié)構(gòu)、非晶態(tài)結(jié)構(gòu)、取向態(tài)結(jié)構(gòu)、液晶態(tài)結(jié)構(gòu)，三級(jí)結(jié)構(gòu)，晶態(tài)與非晶態(tài)，晶態(tài)有序性比小分子的差，非晶態(tài)有序性比小分子的高。取向: 高分子鏈沿一定方向優(yōu)先平行排列，稱為取向。取向態(tài)和結(jié)晶態(tài)的差別、: 都為有序，取向?yàn)橐换蚨S有序，結(jié)晶態(tài)為三維有序。液晶態(tài): 一種具有晶體和液體的部分性質(zhì)的過渡態(tài)，稱為液晶態(tài)。均相成核: 無外來物質(zhì)存在下、高分子鏈自身形成晶核發(fā)生結(jié)晶。異相成核: 異相成核為外來物質(zhì)、

5、未完全熔融的聚合物結(jié)晶體等為中心，吸附熔體中高分子鏈作有序排列而形成晶核。交聯(lián)結(jié)構(gòu): 高分子鏈之間通過支鏈聯(lián)結(jié)成一個(gè)三維網(wǎng)型大分子，就稱為交聯(lián)結(jié)構(gòu)。等規(guī)聚合物: 全同立構(gòu)和間同立構(gòu)的聚合物有時(shí)通稱為“等規(guī)聚合物”。結(jié)晶度: 結(jié)晶部分含量的度量，有重量百分?jǐn)?shù)和體積百分?jǐn)?shù)來表示。同質(zhì)多晶現(xiàn)象: 結(jié)晶條件變化，引起高分子鏈構(gòu)象的變化，一種高分子可形成多種不同的晶型，這種稱為高聚物的同質(zhì)多晶現(xiàn)象。均聚物: 由一種單元組成的聚合物，如乙烯聚合的聚乙烯。共聚物: 由兩種以上單元組成的聚合物，其結(jié)構(gòu)比均聚物復(fù)雜，按其聯(lián)結(jié)方式可分為交替共聚物、嵌段共聚物、接枝共聚物和無規(guī)共聚物類型，如乙烯和丙烯共聚的乙丙共聚

6、物。交替共聚物: 兩單體單元在分子鏈上有規(guī)律地交替排列，A單體單元相鄰的肯定是B單體單元。嵌段共聚物: 兩單體單元在分子鏈上成段排列。接枝共聚物: 以其中一單體組成的長鏈為主鏈，另一單體組成的鏈為側(cè)鏈（支鏈）與之相連。熱塑性彈性體: 可加熱塑性流動(dòng)的彈性體。柔性：主鏈有一定內(nèi)旋轉(zhuǎn)自由度的性質(zhì)。自由結(jié)合鏈: 內(nèi)旋轉(zhuǎn)無任何阻礙，每個(gè)鍵在任何方向取向的幾率相同。自由旋轉(zhuǎn)鏈: 假設(shè)分子鏈中每個(gè)鍵都在鍵角容許的方向自由內(nèi)旋，不考慮空間位阻對轉(zhuǎn)動(dòng)的影響，這種鏈稱為自由內(nèi)旋轉(zhuǎn)鏈。高分子的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)模型：纓狀微束模型兩相模型、折疊鏈模型、松散折疊鏈模、型隧道折疊鏈模型、插線板模型。溶膠：如果聚合物中含有能溶解

7、的支化與線形高分子，也含有交聯(lián)高分子，能溶解的部分叫做溶膠。凝膠：如果聚合物中含有能溶解的支化與線形高分子，也含有交聯(lián)高分子，不能溶解的部分叫做凝膠。說明題1、寫出三種通用樹脂的化學(xué)名稱：聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等2、 寫出三種工程塑料的化學(xué)名稱：PA、PET、PBT等3、寫出三種合成橡膠的化學(xué)名稱：丁苯橡膠、聚異戊二烯、乙丙膠等4、寫出三種合成纖維的化學(xué)名稱：PET、PP、PAN、PA5、寫出三種熱塑性樹脂的化學(xué)名稱：PET、PP、PA6、寫出三種熱固性樹脂的化學(xué)名稱：環(huán)氧、不飽和聚酯、PI論述題1、高分子結(jié)構(gòu)包括什么內(nèi)容？高分子結(jié)構(gòu)包括鏈結(jié)構(gòu)與聚集態(tài)結(jié)構(gòu)。鏈結(jié)構(gòu)是指單個(gè)分子的結(jié)構(gòu)與形態(tài)，分

8、為近程結(jié)構(gòu)和遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)。近程結(jié)構(gòu)包括構(gòu)造與構(gòu)型構(gòu)造是指鏈中原子的種類和排列，取代基和端基的種類，單體單元的排列順序，支鏈類型與長度等；構(gòu)型是指某一原子的取代基在空間的排列。近程結(jié)構(gòu)屬于化學(xué)結(jié)構(gòu)，又稱一級(jí)結(jié)構(gòu)。遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)包括（1）分子大小與形態(tài)（伸直鏈、無規(guī)線團(tuán)、折疊鏈）；（2）分子鏈的柔順性及分子在環(huán)境中的構(gòu)象。遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)又稱二級(jí)結(jié)構(gòu)。聚集態(tài)結(jié)構(gòu)是指高分子材料整體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)：包括晶態(tài)結(jié)構(gòu)、非晶態(tài)結(jié)構(gòu)、取向態(tài)結(jié)構(gòu)、液晶態(tài)結(jié)構(gòu)和織態(tài)結(jié)構(gòu)。前四者是描述高分子聚集體中分子之間是如何堆積，又稱為三級(jí)結(jié)構(gòu)?？棏B(tài)結(jié)構(gòu)高級(jí)結(jié)構(gòu)2、討論高分子柔順性與鏈結(jié)構(gòu)的關(guān)系？主鏈結(jié)構(gòu) 影響顯著：主鏈為單鍵連接的碳?xì)涓叻肿?，極性最

9、小，旋轉(zhuǎn)容易，具有較大的柔性。如聚乙烯、聚丙烯、乙丙共聚物。SiO比CO內(nèi)旋轉(zhuǎn)容易， CO 又比CC容易； SiOSi比 COC容易；主鏈有芳雜環(huán)不能內(nèi)旋轉(zhuǎn)，柔順性較差，具有耐高溫的特點(diǎn)，用作工程塑料，如聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）。但主鏈芳雜環(huán)過多，剛性太大，加工困難，如聚苯硫醚（PPS）、聚酰亞胺、聚醚醚酮、聚砜。主鏈含有非共軛雙鍵易于內(nèi)旋轉(zhuǎn)，柔順性好，用作橡膠，如聚丁二烯，聚異戊二烯。帶有共軛雙鍵的不能內(nèi)旋轉(zhuǎn)，都為剛性高分子，如聚苯、聚乙炔。側(cè)基：側(cè)基極性對鏈柔順性影響很大。極性強(qiáng)、相互作用大，單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)困難，柔順性差，如PVC比PE的差。側(cè)基體積大，空間位阻大對內(nèi)旋轉(zhuǎn)不利，剛性增加，

10、如PP比PE的柔順性低。但對稱性側(cè)基，可使分子鏈間的距離增大，相互作用減弱，柔順性大，如聚異丁烯有對稱的側(cè)甲基，使主鏈間的距離增大，鏈間相互作用力減弱，柔順性增加，比PE更加柔順。側(cè)鏈的長短:側(cè)鏈短，內(nèi)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的構(gòu)象數(shù)小，剛性大。側(cè)鏈長，主鏈所含的單鍵數(shù)目多，因內(nèi)旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的構(gòu)象數(shù)目多，柔順性好。但側(cè)鏈長超過一定后，側(cè)鏈長對柔順性影響不大。氫鍵：如果高分子鏈的分子內(nèi)或分子間可以形成氫鍵，氫鍵的影響比極性更顯著，可大大增加分子鏈的剛性。3、討論高分子結(jié)構(gòu)與結(jié)晶能力的關(guān)系？鏈的對稱性：高分子鏈的結(jié)構(gòu)對稱性越高，越容易結(jié)晶。如PE、PTFE，結(jié)晶能力強(qiáng)，難于得到非晶態(tài)，在結(jié)晶高分子中其結(jié)晶度最高；分

11、子鏈對稱性降低，結(jié)晶能力降低。PE > PP > PVC > PS；對稱取代的烯類高分子，如聚偏氯乙烯、聚異丁烯，主鏈含有雜原子的聚合物，如聚甲醛（POM），許多縮聚物PA、PET、PC、PSF等，分子鏈的對稱性有所降低，但還屬對稱結(jié)構(gòu)，都可以結(jié)晶，但結(jié)晶能力不如PE。鏈的規(guī)整性：主鏈含有不對稱中心時(shí)，不對稱中心的構(gòu)型完全是無規(guī)的，使高分子鏈的對稱性和規(guī)整性破壞，失去結(jié)晶能力，不能結(jié)晶。如自由基聚合的PS、PMMA、聚醋酸乙烯酯等；用定向聚合，使主鏈的不對稱中心具有規(guī)則的構(gòu)型，如間規(guī)（間同）或等規(guī)（全同）立構(gòu)聚合物，鏈規(guī)整性提高，具有結(jié)晶能力；等規(guī)度越高，結(jié)晶能力越大。如等規(guī)

12、、間規(guī)PS，等規(guī)、間規(guī)PP等，屬于這類聚合物基本上為等規(guī)a聚烯烴；在二烯類聚合物中，幾何構(gòu)型是無規(guī)排列的，規(guī)整性被破壞，不能結(jié)晶；全順式和全反式結(jié)構(gòu)的聚合物可以結(jié)晶，如反式聚丁二烯容易結(jié)晶，反式聚合物的結(jié)晶能力大于順式的；聚醋酸乙烯酯不能結(jié)晶，水解物聚乙烯醇結(jié)晶，歸結(jié)于羥基體積小和有極性共聚物的結(jié)晶能力：無規(guī)共聚破壞了鏈的規(guī)整性，結(jié)晶能力降低，甚至不能結(jié)晶；如果兩種共聚單元的聚合物有相同類型的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，可結(jié)晶；如果兩種均聚物有不同結(jié)晶結(jié)構(gòu)，組分多的可以結(jié)晶，組份少的作為缺陷存在于組份多的結(jié)晶中；當(dāng)兩組份兩相近時(shí)，結(jié)晶能力大大下降，甚至不結(jié)晶，如乙丙共聚物；嵌段共聚物的各嵌段基本保持相對獨(dú)立性，

13、各嵌段可以結(jié)晶形成相應(yīng)的晶區(qū)；如乙烯丙烯嵌段共聚物，形成聚乙烯結(jié)晶和聚丙烯結(jié)晶；聚酯聚丁二烯聚酯嵌段共聚物，聚酯可以結(jié)晶形成物理交聯(lián)點(diǎn)，使共聚物稱為熱塑性彈性體其他因素：鏈柔順性降低，結(jié)晶能力下降；高柔順性的PE結(jié)晶很快，主鏈含有苯環(huán)的PET，柔順性降低，結(jié)晶能力減弱，快冷時(shí)甚至來不及結(jié)晶；主鏈上苯環(huán)密度更大的PC，鏈柔順性更差，通常情況下不能結(jié)晶；支鏈?zhǔn)规溡?guī)整性和對稱性降低，結(jié)晶能力下降、LDPE<HDPE；交聯(lián)限制鏈的活動(dòng)性，輕度時(shí)結(jié)晶能力下降，高度時(shí)不能結(jié)晶；分子間力使鏈柔順性降低，影響結(jié)晶能力。分子間形成氫鍵，有利于結(jié)晶結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定4、討論結(jié)晶高分子的結(jié)晶速度影響因素？（1）分子結(jié)

14、構(gòu)是決定結(jié)晶速度的根本因素：鏈結(jié)構(gòu)簡單、對稱性高、規(guī)整性好、取代基空間位阻小、鏈柔順性大，結(jié)晶速度快；如聚乙烯、聚四氟乙烯結(jié)晶很快，等規(guī)聚丙烯結(jié)晶比聚乙烯慢，全同聚苯乙烯更慢（2）分子量對結(jié)晶速度由顯著的影響：分子量低結(jié)晶快（3）雜質(zhì)存在對結(jié)晶過程有很大的影響：有些阻礙結(jié)晶，有些促進(jìn)結(jié)晶，起到晶核的作用，通常稱為成核劑.加入成核劑可使結(jié)晶速度大大加快，球晶變小.成核劑已廣泛地在工業(yè)生產(chǎn)中得到應(yīng)用；有些溶劑也促進(jìn)結(jié)晶5、描述結(jié)晶度與高分子材料性能的關(guān)系？非晶區(qū)處于橡膠態(tài)時(shí)，高聚物的模量、硬度隨結(jié)晶度增加而提高。在玻璃化溫度以下，結(jié)晶度增加，分子鏈排列緊密，受到?jīng)_擊時(shí)，分子鏈活動(dòng)余地少，脆性增大，

15、沖擊強(qiáng)度降低，拉伸強(qiáng)度下降。在玻璃化溫度以上，結(jié)晶度增加，分子間的相互作用力增加，拉伸強(qiáng)度提高，斷裂伸長率降低。結(jié)晶度提高，密度提高。作為塑料使用，非晶或結(jié)晶度低的高聚物，最高使用溫度是玻璃化溫度。結(jié)晶度達(dá)到40以上，由于結(jié)晶對鏈段運(yùn)動(dòng)的限制，最高使用溫度接近熔點(diǎn)。結(jié)晶度提高，耐溶劑性提高6、高分子鏈結(jié)構(gòu)對熔點(diǎn)有何影響？取代基越大，主鏈內(nèi)旋轉(zhuǎn)位阻越大，分子鏈柔順性降低，熔點(diǎn)提高；側(cè)鏈的長度增加時(shí)，影響鏈間的緊密堆積，熔點(diǎn)降低。聚酰胺熔點(diǎn)與碳原子奇、偶數(shù)有關(guān)，偶數(shù)的比奇數(shù)的高，偶數(shù)形成的氫鍵多。主鏈含苯環(huán)或其他剛性結(jié)構(gòu)的高聚物具有高的熔點(diǎn)。二烯類聚合物熔點(diǎn)較低，其順式的熔點(diǎn)比反式的低。隨著共聚單

16、元濃度增加，熔點(diǎn)降低。等規(guī)度高熔點(diǎn)高。線性PE>支化PE。7、取向?qū)Ω叻肿硬牧闲阅苡泻斡绊?？未取向高分子材料為各向同性，取向的為各向異性，取向使高分子材料的力學(xué)性能、光學(xué)性能和熱性能發(fā)生明顯的改變，取向通常使材料的Tg、密度和結(jié)晶度提高，可以提高材料的使用溫度。8、測定結(jié)晶高分子熔點(diǎn)的方法？（1）膨脹計(jì)法比容隨溫度的變化，（2）熱分析法（DSC、DTA）結(jié)晶熔融過程的吸熱效應(yīng)、溫度變化，（3）偏光顯微鏡等直接觀察晶體的熔融9、拉伸對高聚物熔點(diǎn)有何影響？對于結(jié)晶高聚物，拉伸能使高聚物結(jié)晶，提高結(jié)晶度，同時(shí)提高熔點(diǎn)10、為何PET礦泉水瓶口為透明，而PET飲料瓶口為乳白色？ PET礦泉水瓶口

17、由于結(jié)晶度低而為透明，PET飲料瓶口因結(jié)晶度高而為乳白色。11、為何PET礦泉水瓶不能裝高溫水，而滌綸衣服耐熱水洗滌？PET礦泉水瓶結(jié)晶度低，其Tg低于100水，裝高溫水變形；滌綸衣服耐熱水洗滌由于拉伸導(dǎo)致結(jié)晶度、耐熱性提高。第三章 高分子的溶液性質(zhì)1、 何謂溶脹與溶解？試從分子運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)說明線型高分子與交聯(lián)高分子溶脹的最后結(jié)果是什么？答：溶劑小分子先滲透、擴(kuò)散到大分子之間，削弱大分子間相互作用力，使體積膨脹，稱為溶脹。隨著溶劑分子的不斷滲入，聚合物體積不斷脹大，使鏈段得以運(yùn)動(dòng)，在通過鏈段的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)而達(dá)到整條大分子的運(yùn)動(dòng)，使大分子逐漸分散到溶劑中，成為熱力學(xué)穩(wěn)定的均勻體系即真溶液，稱為溶解。線

18、性高分子先溶脹后溶解，交聯(lián)高分子只能溶脹不能溶解。線性高分子溶脹后可通過鏈段的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)而達(dá)到整條大分子的運(yùn)動(dòng)，使分子鏈逐漸分散到溶劑中，形成真溶液。交聯(lián)聚合物分子鏈之間有化學(xué)鍵聯(lián)結(jié)，形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使得分子鏈無法分離，因此不能溶解。2、 何謂溶度參數(shù)？高聚物的溶度參數(shù)如何測定？ 答：溶度參數(shù)（）定義為內(nèi)聚能密度的平方根 ，是反映分子間相互作用力大小的一個(gè)參數(shù)。由實(shí)驗(yàn)測定高聚物的溶度參數(shù)，常用稀溶液粘度法或測定交聯(lián)網(wǎng)溶脹度的方法。粘度法：用若干種溶度參數(shù)不同的溶劑，分別測定高聚物在這些溶劑中的極性粘數(shù)，極性粘數(shù)極大值所對應(yīng)的溶劑的溶度參數(shù)作為高聚物的溶度參數(shù)。交聯(lián)聚合物溶脹度法：用若干種溶度參

19、數(shù)不同的溶劑溶脹高聚物，取平衡溶脹度最大的溶劑的溶度參數(shù)為聚合物的溶度參數(shù)。 3、 試說明各類高聚物其溶解過程有何特征：a. 非晶態(tài)高聚物；先溶脹后溶解b. 非極性晶態(tài)高聚物；先熔融后溶解答:非極性晶體聚合物與溶劑的相互作用較弱，沒有足夠的能量破壞晶格，只能起到微小的溶脹作用，只有升溫到其熔點(diǎn)附近，轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷w結(jié)構(gòu)才能溶解。 c. 極性晶態(tài)高聚物；答:極性晶體聚合物的非晶部分與極性溶劑會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈的相互作用，放出大量的熱量，從而破壞晶格，促使聚合物溶解。d. 低交聯(lián)度的高聚物。 有限溶脹4、 說明溶劑選擇的原則？（1）“極性相近”原則 就是極性高聚物溶于極性溶劑，非極性高聚物溶于非極性溶劑。溶質(zhì)

20、與溶劑的極性越相近，二者越易互溶；例如： PS苯、乙苯，聚乙烯醇水、乙醇。 缺點(diǎn)：沒有說明具體極性基團(tuán)間的相互作用；（2）溶劑化原則極性溶劑分子與聚合物的極性基團(tuán)間產(chǎn)生溶劑化作用，有利于聚合物溶解。廣義酸性（電子接受體，即親電體）越強(qiáng)的聚合物易于溶解于廣義堿性（電子給予體，親核體）越強(qiáng)的溶劑；（3）溶度參數(shù)相近原則此原則只適用非極性聚合物。聚合物的溶度參數(shù)與溶劑的溶度參數(shù)相等或相近是，溶解才容易進(jìn)行。一般當(dāng)½d1d2÷>1.72.0時(shí)，高聚物就不溶。5、 什么是q溶劑？答：高分子溶液的q狀態(tài)是一個(gè)重要的參考狀態(tài)。定義：當(dāng)一定溫度下高分子-溶劑相互作用參數(shù) ，致使“超額

21、化學(xué)位變化” 。這種溶液狀態(tài)稱q狀態(tài)，該溫度稱q溫度，該溶劑稱q溶劑。從大分子鏈段與溶劑分子相互作用來看，此時(shí)溶劑-溶劑、鏈段-鏈段、鏈段-溶劑間的相互作用相等，排斥體積為零，大分子與溶劑分子可以自由滲透，大分子鏈呈現(xiàn)自然卷曲狀態(tài)，即處于無擾狀態(tài)中。6、 哈金斯參數(shù)的物理意義？它與溶液性質(zhì)和溫度有何關(guān)系？答:Huggins參數(shù)定義為，反映高分子與溶劑混合時(shí)相互作用能的變化，也稱為高分子溶劑相互作用參數(shù)。 高分子溶劑間作用力大時(shí)，值較小，反映了溶劑化能力強(qiáng) 。當(dāng)時(shí)， 其熱力學(xué)性質(zhì)與理想溶液沒有偏差。當(dāng) 時(shí)， <0 >0 此時(shí)由于鏈段-溶劑間相互作用大于溶劑-溶劑、鏈段-鏈段相互作用而

22、使大分子鏈?zhǔn)嬲梗懦怏w積增大，高分子溶液比理想溶液更易于溶解。稱此時(shí)的溶劑為良溶劑，T高出溫度越多，溶劑性能越良。當(dāng)時(shí)， <0 此時(shí)大分子鏈段間彼此吸引力大，高分子溶解性能變差。稱此時(shí)的溶劑為不良溶劑。第四章 高聚物的松弛與轉(zhuǎn)變1、 解釋名詞、概念：（1）聚合物的轉(zhuǎn)變：高聚物通過分子運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)出不同物理狀態(tài)或宏觀性能，由于溫度改變了高聚物在外場作用下的分子運(yùn)動(dòng)模式，使其物理和力學(xué)性能發(fā)生了顯著的變化，稱為聚合物的轉(zhuǎn)變。（2）聚合物的力學(xué)狀態(tài)：聚合物在不同的溫度下，采取不同的分子運(yùn)動(dòng)方式，使聚合物在宏觀上具有不同的力學(xué)性能而呈現(xiàn)不同的力學(xué)狀態(tài)。線型非晶態(tài)高聚物隨溫度變化出現(xiàn)三種力學(xué)狀態(tài)：玻璃

23、態(tài)、高彈態(tài)、粘流態(tài)。（3）高分子運(yùn)動(dòng)的時(shí)溫等效原理：升高溫度與延長時(shí)間對分子運(yùn)動(dòng)是等效的，對聚合物的粘彈行為也是等效的。（4）玻璃化轉(zhuǎn)變：無定形聚合物（包括非晶態(tài)聚合物和晶態(tài)聚合物中的非晶部分）玻璃態(tài)與高彈態(tài)之間的轉(zhuǎn)變，稱為玻璃化轉(zhuǎn)變，它對應(yīng)于鏈段運(yùn)動(dòng)的“凍結(jié)”和“解凍”以及分子鏈構(gòu)象的變化。玻璃化轉(zhuǎn)變不是真正的二級(jí)相變，而是一個(gè)松弛過程。（5）假塑性流體：假塑性流體是指無屈服應(yīng)力,并具有粘度隨剪切速率增加而減小的流動(dòng)特性的流體。其本構(gòu)方程為r=Dn (n<1)，r是剪切應(yīng)力，是粘度的度量，D是切變速率。（6）WLF方程：室溫等效原理中，時(shí)間移動(dòng)因子與溫度和參考溫度的關(guān)系式，即 ，它反映

24、的是高分子鏈段運(yùn)動(dòng)特有的溫度依賴關(guān)系。：2、 聚合物分子運(yùn)動(dòng)有哪些特點(diǎn)？答：（1）高分子運(yùn)動(dòng)單元的多重性如側(cè)基、連節(jié)、鏈段、整個(gè)分子鏈，運(yùn)動(dòng)單元的轉(zhuǎn)變依賴于外部條件。最基本的運(yùn)動(dòng)單元是鏈段，鏈段運(yùn)動(dòng)對應(yīng)著聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變（Tg）。整條大分子鏈?zhǔn)峭ㄟ^各鏈段的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。（2）高分子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間依賴性（松弛行為）（3）高分子運(yùn)動(dòng)的溫度依賴性隨著溫度由低到高的變化，高聚物分子中的不同運(yùn)動(dòng)單元被激發(fā)，使高聚物呈現(xiàn)不同的力學(xué)狀態(tài)：玻璃態(tài)（鏈段運(yùn)動(dòng)被凍結(jié)）、高彈態(tài)（鏈段可以運(yùn)動(dòng)）、粘流態(tài)（整鏈可以運(yùn)動(dòng)）。3、 試從分子運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)說明非晶、結(jié)晶、交聯(lián)高聚物的溫度形變曲線的幾種力學(xué)狀態(tài)和轉(zhuǎn)變（并非全由力學(xué)三態(tài)

25、）。非晶:玻璃態(tài)橡膠態(tài)粘流態(tài)結(jié)晶(三種情況):玻璃態(tài)熔融態(tài)(高彈態(tài))粘流態(tài)交聯(lián):玻璃態(tài)橡膠態(tài)（1）線型非晶態(tài)高聚物的力學(xué)狀態(tài) 1區(qū)：玻璃態(tài)（剛硬的玻璃體，鏈段運(yùn)動(dòng)被凍結(jié)，只有鍵角、鍵長變化）；2區(qū)：玻璃態(tài)高彈態(tài)轉(zhuǎn)變區(qū)（鏈段開始運(yùn)動(dòng)，松弛明顯）；3區(qū)：高彈態(tài)（柔軟的固體，鏈段運(yùn)動(dòng)，整鏈因纏結(jié)而不動(dòng)）；4區(qū)：高彈態(tài)粘流態(tài)轉(zhuǎn)變區(qū)（開始解纏結(jié)，松弛明顯）；5區(qū)：粘流態(tài)（整鏈運(yùn)動(dòng)，分子流動(dòng)，不可逆形變）。（2）結(jié)晶高聚物的力學(xué)狀態(tài)部分結(jié)晶高聚物的非晶區(qū)也能發(fā)生玻璃化轉(zhuǎn)變，但晶區(qū)阻礙鏈段的運(yùn)動(dòng)，并阻礙整鏈運(yùn)動(dòng)；若結(jié)晶度不高，有玻璃化轉(zhuǎn)變；若結(jié)晶度高（>40%），無玻璃化轉(zhuǎn)變。若分子量很高，使Tf &

26、gt; Tm，則當(dāng)T > Tm之后，進(jìn)入高彈態(tài)，然后才進(jìn)入粘流態(tài)。 結(jié)晶性高聚物由熔融狀態(tài)下驟冷能生成非晶態(tài)高聚物；再次升溫超過Tg時(shí)，可再次結(jié)晶，出現(xiàn)形變變大后又變小的現(xiàn)象。（3）體型高聚物的力學(xué)狀態(tài)（熱固性材料）只有玻璃態(tài)和高彈態(tài)，與交聯(lián)密度相關(guān)（交聯(lián)點(diǎn)之間的分子鏈長）；熱固性塑料：交聯(lián)密度大，Tg高；交聯(lián)密度過大，看不出Tg；橡膠：交聯(lián)密度小，Tg低；4、 何謂玻璃化溫度，試討論影響高聚物的玻璃化溫度的結(jié)構(gòu)因素。答:玻璃化溫度是指鏈段運(yùn)動(dòng)隨溫度的降低被凍結(jié)或鏈段運(yùn)動(dòng)隨溫度升高被激發(fā)的溫度。 有利于鏈段運(yùn)動(dòng)的因素降低Tg；不利于鏈段運(yùn)動(dòng)的因素升高Tg；影響玻璃化溫度的結(jié)構(gòu)因素(注：答

27、案來自高分子基礎(chǔ)，兩門課都適用)（i）聚合物的結(jié)構(gòu)：Tg是鏈段運(yùn)動(dòng)剛被凍結(jié)的溫度，而鏈段運(yùn)動(dòng)是通過主鏈單鍵的內(nèi)旋轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)，因此Tg與高分子鏈的柔順性相關(guān)，柔順性好，Tg低，柔順性差，Tg高。 具體表現(xiàn)如下：a主鏈結(jié)構(gòu)： 主鏈由飽和單鍵所組成的聚合物，如-C-C-，-C-N-，-C-O-，-Si-O-等，柔順性較好，一般Tg不高；主鏈中引入孤立雙鍵，可提高分子鏈的柔順性，使Tg降低；主鏈中引入共軛雙鍵、芳環(huán)或芳雜環(huán)，可提高分子鏈的剛性，Tg升高。b. 側(cè)基或側(cè)鏈： 側(cè)基的極性越強(qiáng)，數(shù)目越多，Tg越高；剛性側(cè)基的體積越大，分子鏈的柔順性越差，Tg越高；柔性側(cè)鏈越長，分子鏈柔順性越好，Tg越低；對稱

28、雙取代，可提高分子鏈柔順性，Tg下降。c. 分子量： 當(dāng)分子量較低時(shí)，MW，Tg；當(dāng)分子量足夠大時(shí)，分子量與Tg無關(guān)。d. 化學(xué)交聯(lián)： 交聯(lián)度，分子鏈運(yùn)動(dòng)受約束的程度，分子鏈柔順性，Tg。（ii）共聚、共混與增塑共聚（二元共聚物）：無規(guī)共聚物只有一個(gè)Tg，介于共聚單體各自均聚物的Tg之間，并可通過共聚物組成來連續(xù)改變共聚物的Tg。嵌段共聚物和接枝共聚物：若兩組分相容只表現(xiàn)出一Tg，若兩組分不相容，表現(xiàn)兩Tg。 共混： 兩組分相容：均相體系，只有一個(gè)Tg，介于兩組分Tg之間； 兩組分不相容：出現(xiàn)相分離，具有兩個(gè)Tg，其值分別接近兩組分Tg； 兩組分部分相容：相容性愈好，共混物的兩個(gè)Tg愈接近。增

29、塑： 加入適宜的增塑劑可降低聚合物的Tg。5、 不同方法測得的Tg值可以互相比較嗎?為什么?答：不可以。玻璃化溫度對應(yīng)鏈段的運(yùn)動(dòng)，具有溫度和時(shí)間依賴性。玻璃化轉(zhuǎn)變沒有達(dá)到真正的熱力學(xué)平衡，Tg強(qiáng)烈地依賴于加熱速度和測試方法。例如，提高升溫、降溫速率將使得測量得到的Tg值升高；用動(dòng)態(tài)力學(xué)測量的玻璃化溫度Tg通常要比靜態(tài)的膨脹計(jì)數(shù)法測得的Tg高。6、 高聚物的結(jié)晶熔化過程與玻璃化轉(zhuǎn)變過程有什么本質(zhì)的不同？試從分子運(yùn)動(dòng)的角度進(jìn)行分析。答：聚合物的結(jié)晶熔化過程是隨著溫度的升高，聚合物晶區(qū)的規(guī)整結(jié)構(gòu)遭受破壞的過程。結(jié)晶融化過程是相變過程。聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變過程是隨溫度升高，分子鏈中鏈段運(yùn)動(dòng)開始，由此會(huì)導(dǎo)

30、致一系列性質(zhì)的突變，玻璃化轉(zhuǎn)變是松弛過程。因此，分子鏈的柔性越好，鏈段開始運(yùn)動(dòng)所需要的能量越低，其玻璃化溫度就越低。7、 將聚丙烯從熔融態(tài)快速冷卻到室溫，然后測試這種試樣的溫度形變曲線，估計(jì)會(huì)出現(xiàn)什么樣的形狀？答：8、 為什么PMMA的高彈平臺(tái)的溫度區(qū)間范圍比PS的寬？答：PMMA和PS的Tg差不多，都是100左右。(這是因?yàn)镻MMA的側(cè)基極性較PS大，應(yīng)使Tg增加，但PMMA側(cè)基柔性比PS大，側(cè)基比PS小，所以應(yīng)使Tg減少，這兩個(gè)因素互相抵消，故Tg差不多)。 但對于Tf來說，要使高聚物發(fā)生流動(dòng)，分子與分子間的相對位置要發(fā)生顯著變化。因此分子間作用力的因素很重要。PMMA極性大，分子間作用力

31、，Tf就高，而PS分子間作用力小，Tf就低。9、 請說明為什么增塑更有利于降低玻璃化溫度，而共聚對熔點(diǎn)的影響更大？答：增塑劑分子插入到聚合物分子鏈之間，削弱了聚合物分子鏈間的引力，同時(shí)，增塑劑分子小，活動(dòng)能力強(qiáng)，可提供鏈段運(yùn)動(dòng)的空間，因此Tg下降。(同時(shí)流動(dòng)溫度Tf也會(huì)降低)。共聚使得高聚物規(guī)整性變差，結(jié)晶困難，結(jié)晶度較低，熔點(diǎn)減低。通常，共聚作用在降低熔點(diǎn)方面比增塑作用更為有效，而增塑作用在降低玻璃化溫度方面比共聚作用更為有效。10、玻璃化轉(zhuǎn)變的自由體積理論的內(nèi)容是什么？玻璃化轉(zhuǎn)變時(shí)聚合物的自由體積分?jǐn)?shù)是多少？答：自由體積理論認(rèn)為玻璃化溫度以下，自由體積被凍結(jié)，沒有足夠的空間供分子鏈段運(yùn)動(dòng)，

32、所以鏈段運(yùn)動(dòng)也被凍結(jié)； 在玻璃化溫度以上，自由體積開始解凍而膨脹，為鏈段運(yùn)動(dòng)提供了必要的自由空間。同時(shí)，分子熱運(yùn)動(dòng)也為鏈段運(yùn)動(dòng)提供了足夠的能量。 玻璃化轉(zhuǎn)變時(shí)聚合物的自由體積分?jǐn)?shù)為2.5%。第五章 高聚物熔體的流變性1、 高聚物的流動(dòng)機(jī)理是什么？試說明相對分子質(zhì)量對于玻璃化溫度和流動(dòng)溫度的影響趨勢。答：流動(dòng)機(jī)理：低分子物質(zhì)：分子通過分子間的孔穴相繼向某一 方向移動(dòng)（外力作用方向），形成液體宏觀流動(dòng)現(xiàn)象高分子的流動(dòng)：（不是簡單的整條分子鏈的躍遷）是通過鏈段的相繼躍遷來實(shí)現(xiàn)，即通過鏈段的逐步位移完成整條大分子鏈的位移。形象地說,這種流動(dòng)類似于蚯蚓的蠕動(dòng)。分子量的大小對黏流溫度的影響要比對玻璃化轉(zhuǎn)變

33、溫度的影響更為明顯。玻璃化轉(zhuǎn)變溫度是高分子鏈段開始運(yùn)動(dòng)的溫度。分子量對玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的影響歸結(jié)為端基效應(yīng)，只有在分子量很小，鏈端基含量較多，對體系自由體積貢獻(xiàn)較大時(shí)，分子量對Tg才有影響。當(dāng)分子量足夠大后，Tg與分子量關(guān)系不大，趨于一極限值。黏流溫度是整個(gè)高分子鏈相對于其他鏈發(fā)生移動(dòng)的溫度，通過分子鏈段的協(xié)同運(yùn)動(dòng)來完成。分子量越大，為實(shí)現(xiàn)黏流運(yùn)動(dòng)所需協(xié)同運(yùn)動(dòng)的鏈段數(shù)越多，運(yùn)動(dòng)過程所需克服的摩擦阻力越大，則黏流溫度越高。分子量較小時(shí)，為實(shí)現(xiàn)分子鏈移動(dòng)所需協(xié)同運(yùn)動(dòng)的鏈段數(shù)減少，黏流溫度下降。2、 利用熱機(jī)械曲線測定聚合物的粘流溫度Tf時(shí)，如果作用力的作用時(shí)間不同，試分析所得到的Tf值有無變化，為什

34、么？答：有變化；外力增大有利于鏈段沿外力方向移動(dòng)，Tf降低，延長外力作用的時(shí)間也有助于高分子鏈產(chǎn)生粘性流動(dòng)，增加外力作用的時(shí)間就相當(dāng)于降低粘流溫度。原因：能促進(jìn)分子重心位移，降低Tf，如“冷流現(xiàn)象”。3、 聚合物熔體粘性流動(dòng)的特征是什么？答：（1） 聚合物熔體流動(dòng)時(shí)，外力作用發(fā)生粘性流動(dòng)，同時(shí)表現(xiàn)出可逆的彈性形變。（2） 聚合物的流動(dòng)并不是高分子鏈之間的簡單滑移，而是運(yùn)動(dòng)單元依次躍遷的結(jié)果。（3） 它的流變行為強(qiáng)烈地依賴于聚合物本身的結(jié)構(gòu)、分子量及其分布、溫度、壓力、時(shí)間、作用力的性質(zhì)和大小等外界條件的影響。（4） 絕大數(shù)高分子成型加工都是粘流態(tài)下加工的，如擠出，注射，吹塑等。（5） 彈性形變

35、及其后的松馳影響制品的外觀，尺寸穩(wěn)定性。4、何謂聚合物熔體流動(dòng)速率指數(shù)？它與熔體的粘度、分子量有什么關(guān)系？答：熔體流動(dòng)速率指數(shù)（熔融指數(shù)MI）：在一定溫度、負(fù)荷下，10分鐘內(nèi)從規(guī)定直徑和長度的標(biāo)準(zhǔn)毛細(xì)管中流出的熔體的重量（g）。MI與分子量的關(guān)系:與熔體的粘度關(guān)系：粘度越大，MI值越少（具體不知）第六章 聚合物的力學(xué)性能1、 說明下列概念：屈服、冷拉、脆性斷裂、韌性斷裂、應(yīng)力集中、強(qiáng)迫高彈性、拉伸強(qiáng)度？屈服：在受到超過臨界應(yīng)力作用時(shí)，材料發(fā)生很大形變的現(xiàn)象。冷拉：玻璃態(tài)高分子在大應(yīng)力作用下產(chǎn)生大形變的現(xiàn)象，升溫后可回復(fù)。脆性斷裂：在材料出現(xiàn)屈服之前發(fā)生的斷裂韌性斷裂：在材料出現(xiàn)屈服之后發(fā)生的斷

36、裂應(yīng)力集中：如果材料存在缺陷，受力時(shí)材料內(nèi)部的應(yīng)力平均分布狀態(tài)將發(fā)生變化，使缺陷附近局部范圍內(nèi)的應(yīng)力急劇地增加，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過應(yīng)力平均值拉伸強(qiáng)度：是指材料產(chǎn)生最大均勻塑性變形的應(yīng)力。受迫高彈性：玻璃態(tài)高分子在大應(yīng)力作用下由熵變導(dǎo)致的大形變，升溫后可回復(fù)。2、 各種塑料的最高使用溫度和最低使用溫度是什么溫度？為什么？答：各種塑料的最高使用溫度是玻璃化溫度，當(dāng)溫度升高到玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以上時(shí)，便失去了塑料的性能，變成了橡膠；最低使用溫度是脆化溫度(會(huì)發(fā)生脆化斷裂)3、 試畫出下列實(shí)驗(yàn)曲線：（1） 不同溫度下PMMA的應(yīng)力應(yīng)變曲線？（2） 不同應(yīng)變速率的HDPE的應(yīng)力應(yīng)變曲線？4、 何謂拉伸彈性模量？物理意

37、義是什么？一種聚合物E=3G的條件是什么（E、G分別為拉伸、剪切彈性模量）？答：拉伸彈性模量:拉伸應(yīng)力除以習(xí)用應(yīng)變（）；物理意義：表示材料的硬度；E=3G的條件是：泊松比（）等于0.5，（）5、 聚合物屈服的形變機(jī)理是什么？答：高聚物材料在較大應(yīng)力作用下發(fā)生塑性流動(dòng)，鏈段開始沿外力方向取向，在此之后的形變將不能在除去外力后回復(fù)。6、聚合物拉伸的應(yīng)力應(yīng)變曲線有幾種類型？相應(yīng)的拉伸行為如何？答：如題3。第七章 高聚物的高彈性1、 高彈性的特點(diǎn)是什么？實(shí)質(zhì)是什么？如何得到這一認(rèn)識(shí)的？答：與一般的固體物質(zhì)相比，橡膠類物質(zhì)彈性的特征： 彈性形變大，可高達(dá)1000%；模量??；彈性模量隨絕對溫度的升高正比地

38、增加（與金屬材料相反）；形變時(shí)有明顯的熱效應(yīng)。當(dāng)把橡膠試樣快速拉伸（絕熱過程）時(shí)，溫度升高（放熱）；回縮時(shí)，溫度降低（吸熱）。.泊松比約為0.5，橡膠發(fā)生形變時(shí)，體積幾乎不變（其它材料則不同）。.未交聯(lián)的橡膠，有可能發(fā)生不可逆形變。.高彈形變有松弛特性（與時(shí)間有關(guān)），作用力持續(xù)時(shí)間愈長，不可逆形變愈顯著蠕變。 （注：為必答）實(shí)質(zhì)是在外力作用下，分子鏈由卷曲變成伸展?fàn)顟B(tài)，在宏觀上表現(xiàn)很大的形變。一旦外力除去，分子鏈又可從伸展構(gòu)象逐步恢復(fù)為卷曲構(gòu)象，宏觀上表現(xiàn)為彈性回縮。2、 試用高彈形變的機(jī)理解釋高彈性的特點(diǎn)？答：柔性分子鏈總是趨于卷曲狀態(tài)，在外力作用下，它一方面沿外力舒展，另一方面受熱運(yùn)動(dòng)作用

39、回縮。但這種回縮力與改變金屬晶格原子距離所需的力相比，要小得多，因此橡膠的模量也就比金屬小得多，而形變則當(dāng)然要大得多。 溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)愈劇烈，回縮力也就越大。所以，高彈模量隨T升高而增大。與一般金屬熱脹冷縮相反。橡膠被拉伸時(shí)，熵值減少；同時(shí)，由于分子間的內(nèi)摩擦放熱及規(guī)則排列導(dǎo)致結(jié)晶放熱?；乜s時(shí)，熵增而吸熱。橡膠內(nèi)分子熱運(yùn)動(dòng)的無序性和分子間相互作用，類似于液體中分子運(yùn)動(dòng)的情況，所以，即泊松比大。3、 交聯(lián)橡膠彈性統(tǒng)計(jì)理論的根據(jù)是什么？寫出由它得出的交聯(lián)橡膠的狀態(tài)方程，并說明狀態(tài)方程的意義。4、 交聯(lián)橡膠狀態(tài)方程的物理意義是什么？如何應(yīng)用？答：（3.4題答案）（1）交聯(lián)橡膠彈性統(tǒng)計(jì)理論的根據(jù)

40、:幾個(gè)假設(shè)“理想網(wǎng)絡(luò)”假設(shè):每個(gè)交聯(lián)點(diǎn)由四個(gè)有效鏈組成,交聯(lián)點(diǎn)是無規(guī)分布的高斯鏈假設(shè):兩個(gè)交聯(lián)點(diǎn)之間的鏈-網(wǎng)鏈為高斯鏈,其末端距符合高斯分布,網(wǎng)鏈自由連接,不占體積這些高斯鏈組成的各向同性網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)象總數(shù)是各個(gè)網(wǎng)鏈構(gòu)象數(shù)目的乘積“仿射形變”假設(shè):網(wǎng)絡(luò)中的各交聯(lián)點(diǎn)被固定在它們的平衡位置上,當(dāng)橡膠試樣變形時(shí),這些交聯(lián)點(diǎn)將以相同的比率變形所有分子鏈都形成網(wǎng)絡(luò),無自由鏈端泊松比=0.5,即橡膠體積不變（2）理想交聯(lián)橡膠的狀態(tài)方程： 狀態(tài)方程也可寫成： 式中，為樣條所受的應(yīng)力；G為材料的剪切膜量；為沿單軸拉伸方向的拉伸比，E為材料的拉伸模量；為橡膠的密度；R為氣體常數(shù)；為網(wǎng)鏈分子量，為數(shù)均分子量。N為網(wǎng)鏈

41、數(shù)；k為Boltzmann常數(shù)；T為體系的溫度 物理意義: 橡膠狀態(tài)方程是描述輕度交聯(lián)橡膠應(yīng)力應(yīng)變曲線的基本方程，它從分子運(yùn)動(dòng)角度推導(dǎo)出分子應(yīng)變和形變、溫度及網(wǎng)鏈數(shù)間的關(guān)系。5、 由橡膠高彈性熱力學(xué)和橡膠狀態(tài)方程解釋下列問題：（1） 掛有一個(gè)固定重量物體的已拉伸的橡皮帶，當(dāng)溫度升高時(shí)其長度減?。淮穑?, T­, l¯)（2） 交聯(lián)程度不同的同一橡膠品種，它們的模量、拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率不相等；答：(，)交聯(lián)度不一樣,就是N不一樣；（3） 已被溶劑溶漲了的橡膠試樣更符合理想橡膠理論方程。答：鏈段可自由運(yùn)動(dòng),高分子鏈更符合高斯分布。6、 某種硫化的天然橡膠，已知其網(wǎng)鏈平均分子量

42、為10000，其密度為1g/cm3，問在298oK時(shí)，拉伸一倍需要多大的張力？答：拉伸一倍時(shí)，=1000 kg m-3應(yīng)力 ；模量 （請自己算）第八章 高聚物的粘彈性1. 說明下列概念：熵彈性、粘彈性、蠕變、應(yīng)力松弛、滯后現(xiàn)象、力學(xué)內(nèi)耗、力學(xué)松弛、時(shí)溫等效原理A. 熵彈性：拉伸或回縮，內(nèi)能變化為零，僅僅導(dǎo)致熵變-高彈形變。B. 粘彈性：高分子材料的性質(zhì)介于理想彈性固體和理想粘性液體之間，是彈性形變和粘性形變的結(jié)合，故稱為粘彈性。C. 蠕變：在較小的恒定應(yīng)力作用下，形變隨時(shí)間增長而逐漸增加的現(xiàn)象。D. 應(yīng)力松弛：使一髙彈體迅速產(chǎn)生一形變，此時(shí)物體內(nèi)產(chǎn)生一定的應(yīng)力，保持這一形變，應(yīng)力隨時(shí)間衰減的現(xiàn)

43、象。E. 滯后現(xiàn)象：當(dāng)聚合物所受的應(yīng)力為時(shí)間的函數(shù)時(shí)，應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系就會(huì)出現(xiàn)滯后，即應(yīng)變隨時(shí)間的變化一直跟不上應(yīng)力隨時(shí)間的變化。F. 力學(xué)內(nèi)耗：對于高聚物，由于應(yīng)力和應(yīng)變間存在著相位差，當(dāng)上一次形變還未來得及恢復(fù)時(shí)，又施加了下一次應(yīng)力，以致總有部分彈性儲(chǔ)能沒有機(jī)會(huì)釋放。若不斷如此循環(huán)下去，這部分儲(chǔ)能就被消耗在體系的內(nèi)摩擦上，并轉(zhuǎn)化成熱而放出。這種由于力學(xué)滯后而使機(jī)械功轉(zhuǎn)換成熱的現(xiàn)象，稱為力學(xué)損耗或內(nèi)耗。G. 力學(xué)松弛：力學(xué)響應(yīng)與作用力時(shí)間密切相關(guān)的形象。H. 時(shí)溫等效原理：由聚合物的力學(xué)行為強(qiáng)烈地依賴于時(shí)間和溫度，在較低溫度時(shí)，分子運(yùn)動(dòng)所需的較長，對外力的響應(yīng)慢，需較長時(shí)間才能達(dá)到宏觀某一物

44、理量；若升高溫度，分子運(yùn)動(dòng)加速，分子運(yùn)動(dòng)所需的減小，在較短的時(shí)間內(nèi)，就可以在宏觀上觀察到力學(xué)相應(yīng)。在某種程度上，升高溫度與延長觀察時(shí)間對分子運(yùn)動(dòng)是等效的。2. 什么是蠕變現(xiàn)象和應(yīng)力松弛現(xiàn)象？其松弛的本質(zhì)是什么？這些現(xiàn)象對高聚物的使用性能有什么利弊？A. 蠕變現(xiàn)象：在較小的恒定應(yīng)力作用下，形變隨時(shí)間增長而逐漸增加的現(xiàn)象。B. 應(yīng)力松弛：使一髙彈體迅速產(chǎn)生一形變，此時(shí)物體內(nèi)產(chǎn)生一定的應(yīng)力，保持這一形變，應(yīng)力隨時(shí)間衰減的現(xiàn)象。C. 本質(zhì)：鏈段順著外力方向運(yùn)動(dòng)以減少或消除內(nèi)應(yīng)力。D. 利：做密封材料。弊：尺寸不穩(wěn)定，彈性容易喪失。3. 若分別對高聚物（線性的和交聯(lián)的）施加較長時(shí)間的恒定應(yīng)力，將產(chǎn)生一大

45、形變（蠕變），分別討論：（1） 它可能包含有那幾種形變，為什么？普彈性變（由單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)引起，鍵長、角的變化）、高彈性變（鏈段伸展引起）、粘性流動(dòng)（不可逆形變，大分子間滑移引起）。（2） 怎樣鑒定這幾種形變？實(shí)驗(yàn)測定蠕變曲線，由形變瞬時(shí)恢復(fù)、一段時(shí)間恢復(fù)、不可恢復(fù)從而得以區(qū)分。4. 交聯(lián)橡膠在動(dòng)態(tài)應(yīng)力應(yīng)變行為中出現(xiàn)滯后和力學(xué)損耗現(xiàn)象，是典型的動(dòng)態(tài)粘彈性力學(xué)行為，試說明：（1） 回縮時(shí)的應(yīng)變大于拉伸時(shí)的應(yīng)變的原因；這是應(yīng)變滯后現(xiàn)象，當(dāng)聚合物所受的應(yīng)力為時(shí)間的函數(shù)時(shí)，應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系就會(huì)出現(xiàn)滯后，即應(yīng)變隨時(shí)間的變化一直跟不上應(yīng)力隨時(shí)間的變化。鏈段運(yùn)動(dòng)時(shí)受到內(nèi)摩擦力作用，當(dāng)外力變化時(shí)，鏈段的運(yùn)動(dòng)跟不上

46、外力的變化，導(dǎo)致形變落后于應(yīng)力。（2） 拉伸、回縮曲線以及滯后圈所包圍面積的物理意義；外力對體系做功拉伸曲線下面積；體系對外做功回縮曲線下面積，二者之差損耗功（即滯后圈的面積）。（3） 舉例說明力學(xué)損耗在實(shí)際中的應(yīng)用，并闡明力學(xué)損耗大小與頻率及溫度的關(guān)系？減震吸收，減少噪音。力學(xué)損耗在玻璃化溫度附近最大，在某個(gè)頻率下最大。1. ，小，損耗功（鍵角、鍵長運(yùn)動(dòng)）。2. 過渡區(qū)：鏈段開始運(yùn)動(dòng)，體系粘度大，摩擦力，所以：損耗功。3. 髙彈區(qū)：雖然大，但鏈段運(yùn)動(dòng)自由，所以：。4. 粘流態(tài)：分子間相互滑移，回縮功，所以：。1. 很低，聚合物表現(xiàn)出橡膠髙彈性。2. 很高，聚合物表現(xiàn)出玻璃態(tài)的力學(xué)性質(zhì)。3.

47、中間頻率， 和 出現(xiàn)極大值，粘彈區(qū)。5. 某高聚物的蠕變行為可近似用下式表示：e（t）e（1e-t/t）若已知平衡應(yīng)變值為600，而應(yīng)變開始半小時(shí)后可達(dá)到300，試求：（1） 高聚物蠕變的推遲時(shí)間t；這個(gè)自己代公式計(jì)算吧。（2） 應(yīng)變量達(dá)到400時(shí)需要的時(shí)間t。這個(gè)自己代公式計(jì)算吧。6. 寫出麥克斯韋爾模型、開爾文模型的運(yùn)動(dòng)方程。這兩種模型可以模擬什么樣的聚合物的何種力學(xué)松弛行為？ ,置于恒定的應(yīng)變下，考察應(yīng)力松弛（非交聯(lián)髙聚物）; 用來模擬髙聚物的動(dòng)態(tài)力學(xué)行為。，將該模型應(yīng)用于蠕變。不能模擬應(yīng)力松弛，也不能模擬交聯(lián)髙聚物的蠕變7. 說明時(shí)溫等效原理在研究聚合物力學(xué)性能中的作用。1. 升高溫度

48、與延長觀察時(shí)間對分子運(yùn)動(dòng)是等效的。2. 當(dāng)聚合物對外力的響應(yīng)較慢時(shí)，需較長時(shí)間才能達(dá)到宏觀某一物理量，這時(shí)可以適當(dāng)升高溫度，縮短觀測時(shí)間。3. 當(dāng)聚合物對外力的響應(yīng)很快時(shí)，不利于觀察，這時(shí)可以適當(dāng)降低溫度，使聚合物對外力的響應(yīng)減緩，可以在較長時(shí)間更好的觀測。8. 說明利用動(dòng)態(tài)力學(xué)試驗(yàn)方法研究聚合物多重轉(zhuǎn)變的基本原理。(損耗角正切)A. ，小，損耗功（鍵角、鍵長運(yùn)動(dòng)）。B. 過渡區(qū)：鏈段開始運(yùn)動(dòng)，體系粘度大，摩擦力，所以：損耗功。C. 髙彈區(qū)：雖然大，但鏈段運(yùn)動(dòng)自由，所以：。D. 粘流態(tài)：分子間相互滑移，回縮功，所以：。在交變應(yīng)力作用下，通過測定內(nèi)耗的變化可研究聚合物多重轉(zhuǎn)變溫度。高分子材料部分

49、1有哪幾種主要的通用塑料？寫出4種通用塑料的名稱？答：熱塑性塑料、熱固性塑料。前者有聚乙烯（PE）聚丙烯（PP）聚氯乙烯（PVC）聚苯乙烯（PS）后者如酚醛、環(huán)氧、不飽和聚酯以及氨基樹脂等2通用塑料與工程塑料的主要區(qū)別是什么？答：通用塑料是指產(chǎn)量大、用途廣、成型性能好、價(jià)格較廉的常用塑料。如聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。制成的產(chǎn)品有塑料薄膜、管材、編織袋及塑料日用品等。通用塑料的產(chǎn)量和用量占全部塑料的80%以上。工程塑料是指滿足工業(yè)零件使用的塑料。相對來說，它們產(chǎn)量較大，應(yīng)用范圍較廣。主要有ABS、聚碳酸酯、尼龍、聚甲醛、改性聚苯醚熱塑性聚酯等。制品有電視機(jī)殼、塑料齒輪、光學(xué)材料、密封

50、墊等。還有一種就是特種工程塑料，它除具有工程塑料的特性外，其綜合性能更高，長期使用溫度在150以上。還具有特殊的功能和特殊的用途。主要應(yīng)用于高技術(shù)工業(yè)，如原子能、火箭、衛(wèi)星、航天、汽車、電子和運(yùn)動(dòng)器材等方面的結(jié)構(gòu)材料。常用的特種工程塑料有氟塑料、硅樹脂、聚酰亞胺、聚醚醚酮、液晶聚合物等。3LDPE與HDPE在制備方法、結(jié)構(gòu)及性能上的差異？答：低密度聚乙烯（LDPE）：高溫高壓法高密度聚乙烯（HDPE）：低溫低壓法LDPE：2030個(gè)側(cè)甲基/1000個(gè)主鏈C HDPE：5個(gè)側(cè)甲基/1000個(gè)主鏈CLDPE含有更多的支鏈（乙基、丁基或更長的支鏈）密度降低，結(jié)晶度降低，變軟，透明度增加(鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)所

51、致)。4塑料有幾種主要的加工方法？答：注射、擠出、吹塑、壓制等工藝5熱塑性塑料與熱固性塑料的分子結(jié)構(gòu)上區(qū)別是什么？加工工藝的區(qū)別？答：通用熱塑性塑料：可溶可熔，可反復(fù)加工成型。綜合性能較好、力學(xué)性能一般、產(chǎn)量大、應(yīng)用范圍廣、價(jià)格低廉，但剛性、耐熱性、尺寸穩(wěn)定性較差。如PE、PP、PS、PVC等通用熱固性塑料：不溶不熔，不可反復(fù)加工成型。剛性、耐熱性以及尺寸穩(wěn)定性較好。但成型工藝復(fù)雜、加工較難。如酚醛、環(huán)氧、不飽和聚酯以及氨基樹脂等6環(huán)氧樹脂是如何固化的？答：其固化體系主要包括：環(huán)氧樹脂、固化劑、稀釋劑、增塑劑、增韌劑、填充劑等。環(huán)氧樹脂本身是熱塑性線性結(jié)構(gòu)，不能直接使用。固化劑分為反應(yīng)型固化劑

52、（含活潑H，如多元伯胺、多元酸、多元硫醇、多元酚等）和催化型固化劑（引發(fā)分子中環(huán)氧基按離子聚合歷程進(jìn)行固化反應(yīng)，如叔胺、三氟化硼等）7聚氯乙烯加工時(shí)為什么必須加入增塑劑和熱穩(wěn)定劑？答：熱穩(wěn)定性較差加穩(wěn)定劑（鉛化合物、馬來酸等）；PVC熔體的粘度較大，要適當(dāng)添加增塑劑（常用鄰苯二甲酸酯類）；8不飽和聚酯如何固化？答：一般是在引發(fā)劑作用下使不飽和聚酯與烯類交聯(lián)單體進(jìn)行自由基聚合，生成不溶不熔的體型結(jié)構(gòu)。交聯(lián)劑（烯類單體）既是交聯(lián)劑，又是溶劑； 要求：高沸點(diǎn)、低粘度、能溶解樹脂，并能與樹脂共聚成均勻的共聚物 苯乙烯為用量最大的一種交聯(lián)劑引發(fā)劑一般為有機(jī)過氧化物 常用的：BPO、過氧化叔丁基、異丙苯過

53、氧化氫等9寫出3種工程塑料的名稱？答：聚酰胺PA 聚碳酸酯PC 聚甲醛POM 聚苯醚（PPO）10尼龍6和尼龍66是怎樣合成的？答：尼龍66：由二元胺和二元酸縮聚而得：nHOOC(CH2)4COOH+nH2N(CH2)6NH2HO-OC(CH2)4COHN(CH2)6NHn-H+(2n-1)H2O尼龍6：由-氨基酸縮聚或由己內(nèi)酰胺開環(huán)聚合而得。11芳香族的聚酰胺為什么比脂肪族的性能好？答：超高強(qiáng)度（強(qiáng)度最高的合成纖維）、超高模量、耐高溫（Tg=410、Tf=450）、耐腐蝕、阻燃、耐疲勞、尺寸穩(wěn)定性好等一系列優(yōu)異的特點(diǎn)12PC與PET分子結(jié)構(gòu)的區(qū)別是什么？答：PC指分子主鏈中含有 鏈節(jié)的線性高

54、聚物；R可以為脂肪族、脂環(huán)族、芳香族PET Ø剛性的苯環(huán)、極性酯基、柔性脂肪烴基大分子鏈剛硬，又有一定的柔性；Ø支化程度很低，分子結(jié)構(gòu)規(guī)整，結(jié)晶度可達(dá)40%，但結(jié)晶速度慢，且結(jié)晶溫度高；13什么是特種工程塑料，舉例說明？答：聚酰亞胺（PI）聚芳酯（U-polymer）聚苯硫醚（PPS）聚砜（PSF）（聚醚砜、聚芳砜） 聚醚醚酮（PEEK） 聚苯并咪唑（PBI） 氟塑料14聚四氟乙烯的分子結(jié)構(gòu)？為什么特別耐腐蝕？為什么具有不粘性？Ø 答：白色蠟狀固體或粉體，密度2.142.2g/cm3，是塑料中密度最大的品種；Ø PTFE側(cè)基全部為氟原子Ø“塑料

55、王”：防腐、摩擦、絕緣、防粘采用Ø分子鏈規(guī)整性和對稱性極好，且為線性結(jié)構(gòu)，幾乎沒有支鏈結(jié)晶性聚合物（5575%）；Ø 氟原子對主鏈產(chǎn)生屏蔽作用，且C-F鍵的健能較高具有非常好的耐腐蝕性能和耐熱 性；Ø 氟原子完全對稱非極性聚合物，具有優(yōu)異的介電性能和電絕緣性能；Ø 整個(gè)分子對稱排列，非極性大分子之間及與其他物質(zhì)分子間吸引力很小表面 自由能很低，具有高度的不黏附性和極低的摩擦系數(shù)；Ø 極佳的耐化學(xué)藥品性，是所有塑料中最好的（對沸騰的王水都穩(wěn)定）Ø 極佳的耐候性（10年以上），0.1mmPTFE薄膜在外暴露6年，外觀和力學(xué)性能均無變化。15天然橡膠的分子結(jié)構(gòu)？人工能合成出天然橡膠嗎？答：主要成分橡膠烴是順式-1,4-聚異戊二烯的線性高聚物順式n為500010000，相對分子量在3萬3000萬之間，常溫下是無定形高彈性物質(zhì)。反式 反式-1,4-聚異戊二烯也稱杜仲膠，分子鏈有序性（后面還要討論），易于結(jié)晶，通常溫度下為硬質(zhì)固體。能16寫出3種通用合成橡膠的的名稱？答：丁苯橡膠（SBR）順丁橡膠（BR）異戊橡膠（IR）氯丁橡膠（CR）乙丙橡膠（EPM）17寫出3種特種合成橡膠的的名稱？答：丁腈橡膠（NBR）硅橡膠（SiR）氟橡膠（FPM）聚氨酯橡膠（PU）18橡膠為什么要硫化？硫化的原理是什么？答：膠料在一