《高分子物理》試題A答案開課學(xué)院：材料學(xué)院 類別： 共（3）頁課程號： 考試性質(zhì)：考試適用學(xué)期： 適用班級：高材、材化、材物專業(yè)總分一二三四五六七八九十1001520153020一、解釋概念（15分，每題3分）1、 全同立構(gòu)：當(dāng)取代基全部處于主鏈平面的一側(cè)或者說高分子全部由一種旋光異構(gòu)單元鍵接而成。2、 球晶：是聚合結(jié)晶的一種常見的特征形式；形成條件：從濃溶液析出，或從熔體冷結(jié)晶時，在不存在應(yīng)力或流動的情況下形成。特征：外形呈圓球形，直徑0.5?100微米數(shù)量級；在正交偏光顯微鏡下可呈現(xiàn)特有的黑十字消光圖像和消光同心環(huán)現(xiàn)象。3、 高分子合金：又稱多組分聚合物，該體系是二種或多種聚合物組分形成的混合物。4、 熵彈性：/=T（箜）=-T（俎）矛l,v 仞甲說明交聯(lián)橡膠拉伸時，內(nèi)能幾乎不變，而主要引起熵的變化。在外力的作用下，橡皮分子鏈由原來的蜷曲狀態(tài)變?yōu)樯煺範(fàn)顟B(tài)，熵值由大變小，終態(tài)是一種不穩(wěn)定的體系，當(dāng)外力除去后，就會自發(fā)的回復(fù)到初態(tài)。這就說明了高彈性主要是由橡皮內(nèi)部熵的貢獻(xiàn)。橡膠的這種高彈性也稱作熵彈性。5、 應(yīng)力松弛：在一定溫度、恒定應(yīng)變的條件下，試樣內(nèi)的應(yīng)力隨時間的延長而逐漸減小的現(xiàn)象稱為應(yīng)力松弛。二、 選擇答案（20分，每題1分）5 ACBBA 6-10 DBA B C15 CDDBC 16-20 BAC A D三、 填空（15分，每空1分）1、 構(gòu)型是指分子中原子在空間的排列，高分子鏈的構(gòu)型包括（1旋光異構(gòu)）、（2順反（幾何）異構(gòu)）和鏈接異構(gòu)。2、 測定結(jié)晶聚合物的結(jié)晶度較為常用的測定方法有密度法、（3X射線衍射法）和（4量熱法）等。3、 測定聚合物分子量的方法很多，如端基分析法可測（5數(shù)均）分子量，光散射法可測（6重均）分子量。

4、 交聯(lián)橡膠的狀態(tài)方程為（7o=PRT（入-1/入2）/Mc，只有在形變很小時，交聯(lián)橡膠的應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系才符合（8虎克）定律。 °5、 玻璃化轉(zhuǎn)變理論主要是（9自由體積理論），玻璃態(tài)可以看作（10等自由體積分?jǐn)?shù)）狀態(tài)。6、 聚合物分子運動的特點有（11運動單元的多重性）、（12分子運動的時間依賴性）、（13分子運動的溫度依賴性）。7、 表示特性粘度與分子量關(guān)系的Mark-Houwink方程為（14[n]=KM/）,其中特性粘度定義為（15[n]=limlnn/c）。r四、回答下列問題（30分，每題6分）1、有三種材料的應(yīng)力-應(yīng)變曲線如圖所示。A、 哪種材料的彈性模量最高？B、 哪種材料的伸長率最大？C、 哪種材料的韌性最高？D、 哪種材料的在斷裂前沒有明顯的塑性變形？E、 判斷順丁橡膠、尼龍6、酚醛塑料分別對應(yīng)哪種材料的曲線？回答：A.材料I彈性模量最高。B.材料III伸長率最大。C.材料II韌性最高。D.材料I在斷裂前沒有明顯的塑性變形。E.順丁橡膠對應(yīng)材料III；尼龍6對應(yīng)材料II；酚醛塑料對應(yīng)材料I。分別示意畫出線性非結(jié)晶性聚合物的模量一溫度曲線，標(biāo)出相應(yīng)的轉(zhuǎn)變溫度，說明各力學(xué)狀態(tài)下的分子運動情況?；卮?波蠕態(tài)C

高彈態(tài)DE粘流態(tài)Modnhis波蠕態(tài)C

高彈態(tài)DE粘流態(tài)Temperature當(dāng)溫度足夠低時，由于高分子鏈和鏈短的運動均被“凍結(jié)”，外力的作用只能引起高分子鍵長和鍵角的改變，因此聚合物的彈性模量大，形變很小，表現(xiàn)為硬而脆的

物理性能，聚合物處于玻璃態(tài)；隨著溫度升高，分子運動能量逐漸提高，到達(dá)一定值后，鏈段運動首先“解凍”，開始運動而參加到形變機制中去，使聚合物的彈性模量聚降，而形變量大增，表現(xiàn)為高彈態(tài)；溫度進(jìn)一步提高，直至整個高分子鏈能夠移動，聚合物進(jìn)入黏流態(tài)，形變又急劇增加，使曲線向上彎曲。3、 試以松弛的觀點解釋為什么聚合物的Tg會隨升降溫速度的提高而升高？回答：快速冷卻得到的Tg值比緩慢冷卻得到的Tg值高。這是由于一方面，溫度降低，體系的自由體積減小，同時黏度增大，鏈段運動的松弛時間增加；另一方面，冷卻速率決定了實驗觀測時間，而玻璃化溫度是鏈段運動的松弛時間與實驗的觀測時間相當(dāng)?shù)臏囟龋世鋮s越快，觀測時間越短，測得的Tg越高。同理，升溫速度越快，Tg越高。4、 溫度和切變速率對聚乙烯和聚碳酸酯熔體流動性的影響有很大不同，試做出判斷和解釋?；卮穑簞傂苑肿樱缇厶妓狨?，剛性分子、改變構(gòu)象比較難，切變速率升高n變化不大，但由于分子間作用力大，AEn大，溫敏性，粘度對溫度敏感，如溫度升高50°C，n下降一個數(shù)量級。故加工過程采用提高溫度的方法來調(diào)節(jié)流動性。而柔性分子，如聚乙烯，AEn小，n對T不敏感。加工過程，不能單靠提高溫度而要改變切變速率，切變速率升高柔性分子容易改變構(gòu)象，破壞纏片來改善流動性。5、 示意畫出聚合物動態(tài)粘彈性的溫度譜，說明溫度對聚合物內(nèi)耗大小的影響?；卮穑孩賂g以下，聚合物應(yīng)變僅為鍵長的改變，應(yīng)變量很小，幾乎同應(yīng)力變化同步進(jìn)行，tg5很小。②溫度升高，玻璃態(tài)自橡膠態(tài)轉(zhuǎn)變，鏈段開始運動，體系粘度大，運動摩擦阻力大，tgS較大，（玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)，出現(xiàn)內(nèi)耗峰）。③溫度進(jìn)一步升高，雖應(yīng)變值較大，但鏈段運動阻力減小，tg5減小。④在末端流動區(qū)，分子間質(zhì)的位移運動，內(nèi)摩擦阻力再次升高，內(nèi)耗急劇增加。tata五、計算題（20分，每題10分）1、1=RT」+Ac+……)cM2n因9溶劑，氣=0

兀RT所以c=Mn300x10-6°,c= =2kg兀RT所以c=Mn150x10-6…冬=2x&31x308=34.13兒M 1.5x105x10-3n2、已知：入=2P=m= 0518g—=0.925g/cm3=9.25x102kg/m3T=298.15K R=8.314J/k?mol。=符