高分子物理习题.docx
《高分子物理习题.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高分子物理习题.docx（22页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
高分子物理习题
一、名词解释（5×3）
θ溶剂：
在某一温度下聚合物溶于某一溶剂中，其分子链段间的相互吸引力与溶剂化以及排斥体积效应所表现出的相斥力相等，无远程相互作用，高分子处于无扰状态，排斥体积为0，该溶液的行为符合理想溶液行为，此时溶剂的过量化学位为0，此时的溶液称为θ溶液。
等效自由连接链：
将含有n个键长为l、键角θ固定、旋转不自由的键组成的链视为一个含有Z个长度为b的链段组成的可以自由旋转的链，称为等效自由连接链。
取向：
在某种外力的作用下，分子链或者其他结构单元沿着外力作用方向择优排列的结构。
银纹：
聚合物在张应力的作用下，在材料某些薄弱的地方出现应力集中而产生的局部的塑性形变和取向，以至于在材料的表面或者内部垂直于应力方向出现微细凹槽的现象。
特性粘度：
高分子在c→0时，单位浓度的增加对溶液的增比浓度或相对粘度对数的贡献。
其数值不随溶液浓度的大小而变化，但随浓度的表示方法而异。
二．选择题：
（10×2）
1．欲使某自由连接链（单烯类）均方末端距增加10倍，其聚合度必须增加A倍。
A．10B．20
C．100D．50
2．某一结构对称的结晶聚合物，其Tm=210℃，其结晶速度最快的温度在B。
A．170℃B．115℃
C．－25℃D．210℃
3．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
4．当一个聚合物稀溶液从θ温度上升10℃时，其第二维利系数A2：
C
A．小于1/2B．大于1/2
C．大于零D．小于零
5．下列那种方法可以降低熔点：
B。
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。
6.下列方法可以提高聚合物的拉伸强度的是B。
A.提高支化度；B.提高结晶度；
C.加入增塑剂；D.橡胶共混；.
7．大多数聚合物流体属于D。
（9，2、）
A．膨胀性流体（
）B．膨胀性流体（
）
C．假塑性流体（
）D．假塑性流体（
）
8、用B模型可以用来描述线性聚合物的应力松弛现象。
（2.2）
A、粘壶与弹簧串连的kelvin模型
B、粘壶与弹簧串连的maxwell模型
C、粘壶与弹簧并连的kelvin模型
D、粘壶与弹簧并连的maxwell模型
9.根据时温等效原理，将曲线从高温移至低温，则曲线应在时间轴上B移。
A、左B、右C、上D、下
10.多分散高聚物下列平均分子量中最小的是A
A、
B、
C、
D、
四．填空题：
（25×1）
1．聚合物在溶液中通常呈
（1）无规线团构象，在晶体中呈
（2）锯齿形或
（3）螺旋形构象。
2.高聚物的静态粘弹性行为表现有（4）蠕变、（5）应力松弛。
3.高聚物在极高压力下可以得到的晶体类型是（6）伸直链晶体，在偏光显微镜下可以观察到“黑十字”现象的晶体类型是（7）球晶。
4.高聚物链段开始运动的温度对应的是该高聚物的（8）玻璃化转变
温度。
5.橡胶弹性是（9）熵弹性，弹性模量随温度的升高而（10）增加，在拉伸时（11）放热。
6.相对于脆性断裂，韧性断裂的断裂面较为（12）粗糙，断裂伸长率较（13）长，而且断裂之前存在（14）屈服。
7.写出三种测定聚合物结晶度的测定方法:
（15）X射线衍射量热法（DSC、DTA）密度法
8、写出判定聚合物溶解能力的原则中的2个原则：
（18）极性相近内聚能密度或者溶解度参数相近原则、（19）溶剂化原则哈金斯参数小于1/2。
9.凝胶色谱法（GPC）分离不同分子量的样品时，最先流出的是分子量（20）大的部分，是依据（21）体积排除机理机理进行分离的。
10.液晶分子中必须含有（22）长棒状的结构才能够称为液晶，其长径比至少为（23）4才有可能称为液晶，或者为（24）盘状状，其轴至多为（25）1/4。
一、名词解释（每题1.5分，共15分）
键接异构——大分子链结构单元的键接顺序不同所引起的异构体。
双轴取向——取向单元沿两个相互垂直方向的取向，其面积增大，厚度减小。
脆性断裂——屈服前的断裂，拉伸中试片均匀形变，断面较平整。
Boltzmann原理——聚合物的力学松弛行为是其整个受力历史上诸松弛过程的线性加和的结果。
熔限——高聚物熔融开始至终了的温度区间。
力学状态——高聚物的力学性质随温度变化的特征状态；
时温等效原理——升高温度和延长时间对分子运动及高聚物的粘弹行为是等效的，可用一个转换因子αT将某一温度下测定的力学数据变成另一温度下的力学数据。
银纹质（体）——联系起两银文面的束状或高度取向的聚合物。
柔顺性—高分子链能够不断改变其构象的性质或高分子能够卷曲成无规线团的能力。
零切黏度——剪切速率趋向于零时的熔体黏度，即流动曲线的初始斜率。
二、填空（每题3分，共36分）
1.自由结合链的均方末端距
=nl2，自由旋转链的均方末端距
=nl2（1+cosθ）/（1-cosθ），等效自由结合链均方末端距
=nele2。
2.一般情况下，高聚物的结晶温度区域为Tg-Tm_，在此区间较高温度下结晶可使高聚物的Tm较高，熔限较窄，结晶尺寸较大。
3.膜渗透压法测定的是数均Mn分子量；凝胶色谱法（GPC）测定可得到Mn，Mw，Mz，Mη，d=Mw/Mn=Mz/Mw，从色谱柱中最先分离出来的是分子量较大的级份。
4.PE、等规PP的溶解过程为先熔融，后溶胀，再溶解，硫化橡胶遇溶剂后只溶胀，不溶解。
5.良溶剂状态时，
<0，
<1/2，
>0。
6.动态粘弹性一般用储能模量（E′），损耗模量（E”），损耗因子（tanδ）等参数来表征；从分子结构来讲，顺丁橡胶、丁苯橡胶、丁晴橡胶、丁基橡胶四种橡胶中内耗最大的是丁基橡胶（IIR）。
7.大多数聚合物熔体属假塑性流体，，其n值为<1，表明它们具有剪切变稀特性。
8.橡胶弹性热力学方程为
，交联橡胶的状态方程为
，当温度升高时橡胶弹性模量会增大。
9.共混高聚物是指两种或以上的高聚物通过物理或化学方法制备的高分子-高分子混合物，其聚集态特征为亚微观非均相，宏观均相。
10.玻璃态高聚物发生冷拉（强迫高弹形变）的温度区间是Tb~Tg，结晶聚合物的冷拉温度区间是Tb（Tg）~Tm。
11.顺丁橡胶分子链的结构单元化学组成属碳链高聚物，键接结构属1-4键接，构型属顺式构型。
12.高密度PE与低密度PE相比，其支化度低，结晶度高，熔点高拉伸强度高，冲击强度低。
一、名词解释（5×2=10）
θ温度：
在某一温度下聚合物溶于某一溶剂中，其分子链段间的相互吸引力与溶剂化以及排斥体积效应所表现出的相斥力相等，无远程相互作用，高分子处于无扰状态，排斥体积为0，该溶液的行为符合理想溶液行为，此时溶剂的过量化学位为0，溶液为θ溶液，此时的温度称为θ温度。
链段:
把由若干个键组成的一段链作为一个独立运动的单元，称为链段。
银纹：
聚合物在张应力的作用下，在材料某些薄弱的地方出现应力集中而产生的局部的塑性形变和取向，以至于在材料的表面或者内部垂直于应力方向出现微细凹槽的现象。
内聚能密度：
定义克服分子间作用力，1mol的凝聚体汽化时所需的能量为内聚能密度，表征分子间作用力的强弱。
应力松弛：
在恒定温度和形变标尺不变的情况下，聚合物内部的应力随时间的增加而逐渐衰减的现象。
二．选择题：
（10×2=20）
1．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
2．一般来说，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
3．测量数均分子量，不可以选择以下哪种方法：
B。
A．气相渗透法B．光散射法
C．渗透压法D．端基滴定法
4．当一个聚合物稀溶液从θ温度上升10℃时，其哈金斯参数
：
A。
A．小于1/2B．大于1/2
C．大于零D．小于零
5．在聚合物结晶的过程中，有体积B的变化。
A、膨胀B、收缩C、不变D、上述情况都有可能
6.下列方法可以提高聚合物的拉伸强度的是B。
A.提高支化度；B.提高结晶度；
C.加入增塑剂；D.橡胶共混；.
7．大多数聚合物流体属于D。
A．膨胀性流体（
）B．膨胀性流体（
）
C．假塑性流体（
）D．假塑性流体（
）
8、非晶态高聚物在B的温度下拉伸才可以产生强迫高弹性变。
A、室温B、Tb-TgC、Tg以上D、Tm以上
9、哪一个选项不可以判定聚合物溶解能力A。
A、密度相近原则B、溶度参数相近原则
C、哈金斯参数小于0.5D、溶剂化原则
10.聚合物处于高弹态时，其分子运动的主要单元是B。
A、键长B、链段C、键角D、整个分子
三．填空题：
（25×1=25）
1．已知某高分子的分子量的多分散系数为1，那么其
、
、
、
的大小关系为
（1）.
>
>
>
。
2.高聚物的粘弹性行为表现有
（2）蠕变、（3）应力松弛和（4）滞后现象。
3.具有规则几何外形的聚合物晶体类型是（5）单晶，在很稀溶液中（6）缓慢冷却才可以得到；在偏光显微镜下可以观察到“黑十字”现象的晶体类型是（7）球晶。
4.对于平均分子量相同而分子量分布不同的同种聚合物，在低剪切速率时，分子量分布（8）宽的聚合物的剪切粘度大，而在高剪切速率下，分子量分布（9）窄的聚合物的剪切粘度大。
5.橡胶弹性是（10）熵弹性，弹性模量随温度的升高而（11）升高，在拉伸时（12）放热。
6.相对于脆性断裂，韧性断裂的断裂面较为（13）粗糙，断裂伸长率较（14）长，而且断裂之前存在（15）屈服。
7.根据时温等效原理，可以在较高温度下，较短时间内观察刀的力学松弛现象，也可以在（16）低温度下，（17）长时间内观察到。
8、maxwell模型是有弹簧和粘壶（18）串而成，他可以用来描述（19）线性聚合物的（20）应力松弛过程。
9.凝胶色谱法（GPC）分离不同分子量的样品时，最先流出的是分子量（21）大的部分，是依据（22）体积排除机理进行分离的。
10.液晶的晶型可以分为（23）近晶型向列型胆甾型
一、名词解释（2分/名词）
1．等效自由结合链：
由若干个化学键组成的一段链可作为一个能独立运动的单元，称为链段，令链段与链段自由结合，并且无规取向，称为等效自由结合链。
2．取向度：
是材料取向程度的衡量指标，一般可用取向函数F来表示F=
式中为分子链主轴与取向方向间的夹角。
3．溶解度参数：
通常将内聚能密度的平方根定义为溶解度参数（＝
），溶质和溶剂的溶解度参数愈接近，两者愈能相互溶解。
4．溶剂化作用：
又称广义酸碱作用，是指溶质和溶剂分子间的作用力大于溶质分子间的作用力，而使溶质分子彼此分离而溶解于溶剂中。
5．次级松弛：
在Tg（非晶和低结晶聚合物）或Tm（高结晶聚合物）以下，小尺寸运动单元从运动到冻结或从冻结到运动的变化过程称为次级松弛。
6．非牛顿性指数：
幂律公式
中的n是表征流体偏离牛顿流动的程度的指数，称为非牛顿指数。
7．粘弹性：
外力作用下，高聚物材料的形变行为兼有液体粘性和固体弹性的双重特性，其力学性质随时间变化而呈现出不同的力学松弛现象的特性称为粘弹性。
8．Boltzmann叠加原理：
高聚物的力学松弛行为表现为历史上各松弛过程的线性加和。
9．银纹：
又称裂纹，是高聚物受应力、环境影响而在表面出现的银白色条纹。
10．表观粘度：
与牛顿粘度定义相类比，将非牛顿流体的粘度定义为剪切应力与剪切速率之比，其值称为表观粘度，即
。
二、填空（2分/题）
1.柔顺性的大小可以用空间位阻参数，无扰尺寸（链段长度），极限特征比、来表征。
2.轻度交联可使材料拉伸强度提高、弹性增大、蠕变减少、应力松弛加快
。
3.高聚物的单晶一般只能在__极稀的溶液中___生成，而在熔体或浓溶液中外力较小时形成__球晶___它在偏光显微镜下具有__黑十字消光图像__现象。
4.通常[]=K×
中的值在0.5－1之间，故同一样品的
n，
w，
和
z值的大小顺序是＿
n<
w<
z＿。
5.GPC法是根据.体积排除机理对高分子进行分离的，从色谱柱最先分离出来的是＿分子量大的高分子＿。
6.b现象可用聚合物存在链段运动来解释：
a.聚合物泡在溶剂中有溶胀；b.聚合物受力可发生大弹性变形；c.聚合物熔体粘度很大。
7.高密度聚乙烯与低密度聚乙烯相比其支化度_小__、结晶度_高__、熔点__高_、拉伸强度高__。
8.通常来说，Tg是塑料使用的上限温度，橡胶使用的下陷温度，而几乎所有的塑料都是在TfTd温度区间进行加工。
9.单向外力能够促使链段运动，从而使Tg偏低；而提高升温速率会使Tg偏高。
10.在（a.聚苯醚，b.聚二甲基硅氧烷，c.聚乙烯，d.聚环氧乙烷）中，b的柔顺性最好；a的柔顺性最差。
11.溶液中，1E＝0，A2＝0，1＝0.5，高分子链处于自由无扰
状态。
12.橡胶产生高弹性的主要原因是拉伸过程中_b__。
a.内能的变化；b.熵的变化；c.体积的变化
13.从分子结构来说，__d__的内耗最大（a.顺丁橡胶；b.丁苯橡胶；c.丁腈橡胶；d.丁基橡胶），这是因为__丁基橡胶的侧基数最多从而导致分子链间内摩擦阻力最大__。
14.可以用时温等效原理研究聚合物的粘弹性，是因为高聚物的分子运动是一个与__时间和温度__有关的_松弛___过程。
15.玻璃态高聚物发生冷拉的温度区间是Tb-Tg，而结晶聚合物的冷拉温度区间是Tg-Tm。
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Tg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Tm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
T1
ε（t）
t
T2
T3
T4
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（）
AT1＞T2＞T3＞T4
BT4＞T3＞T2＞T1
CT1＞T3＞T2＞T4
DT2＞T3＞T1＞T4
6、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（）
lgη
A
B
C
D
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Tm最高的聚合物是（）
AB
CD
14、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＞PVCB.PE＞PVC＞PVDC
C.PVDC＞PE＞PVCD.PVDC＞PVC＞PE
15、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
C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力—应变曲线，下列温度大小顺序正确的是（）
T1
σ
ε
T2
T3
T4
AT4＞T3＞T2＞T1
BT1＞T2＞T3＞T4
CT2＞T3＞T4＞T1
DT1＞T4＞T2＞T3
18、下列聚合物中，拉伸强度最小的聚合物是（）
A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。
A
B
D
C
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。
（）
一．名词解释（15分）
1、链段：
高分子链上能独立运动（或自由取向）最小单元。
2、溶胀：
高聚物溶解前吸收溶剂而体积增大的现象。
3、蠕变：
在应力和温度均一定的条件下，高聚物的形变随时间而增大的现象。
4、介电损耗：
在交变电场的作用下，电介质由于极化而消耗的电能。
5、构象：
由于内旋转而产生的高分子链在空间的排列。
二．选择题（20分）
1．高聚物玻璃化转变实质是：
（B）
A、相变过程，B、松弛过程，C、熔融过程。
2．下列方法中可测得数均分子量的方法有：
（B、C、D）
A、粘度法，B、沸点升高，C、膜渗透压，D、GPC法，E、光散射法。
3．下列高聚物中，在室温下可以溶解的有：
（A、B、D）
A、尼龙-66，B、PET，C、LDPE，D、聚乙酸乙烯酯，E、聚乙烯醇。
4．结晶高聚物熔点高低与熔限宽窄取决于：
（C）
A、退火时间，B、结晶速度，C、结晶温度，D、相变热，E、液压大小。
5．橡胶产生弹性的原因是拉伸过程中：
（C）
A、体积变化，B、内能变化，C、熵变。
6．欲获得介电损耗小的PS产品，应选择：
（A）
A、本体聚合物，B、乳液聚合物，C、定向聚合物，D、加有增塑剂的聚合物。
7．下列参数中可作为选择溶剂依据的有：
（B、C、D、E）
A、均方末端距，B、溶解度参数δ，C、高聚物-溶剂相互作参数，
D、第二维利系数A2，E、特性粘数[η]。
8．加工聚碳酸酯时，欲获提高流动性最有效的措施是：
（E）
A、增加切应力，B、增加分子量，C、采用分子量分布窄的产品，D、降低温度，E、增加温度。
9．高聚物的结晶度增加，则：
（B）
A、抗冲击强度增加，B、拉伸强度增加，C、取向度增加，D、透明性增加。
10．在室温下，加一固定重量的物体于橡皮并保持这一恒定张力，当橡皮受热时，重物的位置将：
（B）
A、下降，B、上升，C、基本不变，D、无法预测。
根据题意，比较大小（用“>”或“<”排列）（21分）
1．比较玻璃化转变温度Tg的高低：
（B>C>A）
A、聚己二酸乙二醇酯，B、聚碳酸酯，C、聚氯乙烯。
2．较抗蠕变性的大小：
（A>C>B）
A、酚醛塑料，B、聚丙烯，C、聚苯乙烯。
3．比较熔点：
（B>C>A）
A、聚乙烯，B、聚四氟烯，C、聚甲醛。
4．比较耐水性：
（B>C>A）
A、聚乙烯醇，B、聚乙酸乙烯酯，C、维尼纶。
5．比较抗冲击强度：
（AA、高密度聚乙烯，B、低密度聚乙烯。
6．比较耐汽油性：
（AA、丁苯橡胶，B、丁腈橡胶。
7．比较脆化温度Tb：
（AA、聚碳酸酯，B、聚甲基丙烯酸甲酯。
四．填空题（21分）
1．橡胶分子间应有适度交联，其原因是防止不可逆形变（分子间滑
升级会员 