高分子物理试卷.doc

一、名词解释（52=10） 温度 链段 银纹 内聚能密度 应力松弛 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，溶液为溶液，此时的温度称为温度。 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：（102=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，（B）材料需要较高程度的取向 。 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温度上升10时，其哈金斯参数 ：（A） A小于1/2 B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-Tg C、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0.5 D、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 （蠕变） 、 （应力松弛） 和 （滞后、内耗） 。 3. 具有规则几何外形的聚合物晶体类型是 （单晶） ，在很稀溶液中 （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 （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） 的聚合物的剪切粘度大，而在高剪切速率下，分子量分布 （9） 的聚合物的剪切粘度大。 5. 橡胶弹性是 （熵） 弹性，弹性模量随温度的升高而 （升高） ，在拉伸时 (放) 热。 6.相对于脆性断裂，韧性断裂的断裂面较为 (粗糙) ，断裂伸长率较 (长) ，而且断裂之前存在 (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 （低）温度下， （长） 时间内观察到。 8、maxwell模型是有弹簧和粘壶 （串） 而成 ，他可以用来描述 （线形） 聚合物的 （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 （大） 的部分，是依据 （体积排除） 机理进行分离的。 10.液晶的晶型可以分为 （近晶型） 、 （向列型） 和 （胆甾型） 。 四排序题：（33=9） 1比较下列聚合物的柔顺性： PP，PE，PVC，PAN 2比较结晶难易程度： 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、比较下列大分子链的玻璃化温度： 聚乙烯 聚二甲基硅氧烷 聚甲基丙烯酸甲酯 聚碳酸酯 五简答题（16） 1.构型和构象有何区别？全同立构聚丙烯能否通过化学键（C-C单键）内旋转把“全同”变为“间同”，为什么？（5分） 2. 苯乙烯一丁二烯共聚物（=16.5）不溶于戊烷（=14.5）也不溶于乙酸乙酯（=18.6），但是可溶于以上两溶剂1：1的混合体系里，为什么？（6分） 3.下图时两种平均分子量的同种聚合物的粘度应变速率曲线，哪一条曲线代表分子量的的聚合物，为什么？（5分） 六.在同一坐标系中分别画出下列聚合物的形变-温度曲线。（15） （1）分子量大小不同的非结晶聚合物的聚合物的形变-温度曲线； （2）结晶度分别为10和80的结晶聚合物的形变-温度曲线； （3）交联度分别为5和70的交联聚合物形变-温度曲线。 2005年高分子物理B卷标准答案及评分标准 一、名词解释（每题分，共分） 二选择题：（每题分，共分） 1.C 2.B 3.B 4.A 5.B 6.B 7.D 8.B 9.A 10.B三填空题：（每空分，共分） 1. 2.蠕变 应力松弛 滞后现象 内耗（写出其中三种即可） 3.单晶 缓慢 球晶 4.宽 窄 5.熵 升高 放 6.粗糙 长 屈服 7.低 长 8.串 线性 应力松弛 9.大 体积排除 10.近晶型 向列型 胆甾型 三排序题：(每题分，共分) 1. PEPPPVCPAN 2. 聚己二酸乙二酯聚对苯二甲酸乙二酯聚间苯二甲酸乙二酯 3. 聚碳酸酯聚甲基丙烯酸甲酯聚乙烯聚二甲基硅氧烷 五简答题（，共16分） 1.首先写两者区别，强调构象是由于单键内旋转而引起，而构型是由于化学键所固定的原子在空间的排列。改变构象通过单键的内旋转即可达到，而改变构型需通过化学建的断裂与重组。（2分） 不能。首先指出从全同到间同的变化是构型的变化，必须通过化学建的断裂与重组才能改变构型。而单键内旋转只能改变构象，不能改变构型。（3分） 2. 根据内聚能密度相近原则，当两者的溶度参数值相差小于1.7时，可以溶解，而差值大于2，一般都不溶解。（2分） 而戊烷（=14.5）和乙酸乙酯（=18.6）的溶度参数与苯乙烯一丁二烯共聚物（=16.5）的溶度参数值相差分别为2和2.1，相差较大，所以不能溶解.(2分)。 当两种溶剂1：1的混后，混合溶剂的溶度参数为： （14.518.6）/216.55 与苯乙烯丁二烯共聚物（=16.5）的溶度参数值相差仅为0.05，所以能够溶解在混合溶剂里。（2分） 3.M1代表分子量大的聚合物。（2分） 由于分子量越高，缠结越多，所以在低剪切速率时，分子量大的聚合物粘度大；但是随着剪切速率的增加而解缠，分子量大的聚合物粘度降低多，对切变速率的依赖型大。(3分) 六.（1）M2M1 （5分） (2) （5分） （3）（5分）一、名词解释（53） 溶剂 等效自由连接链 取向 银纹 特性粘度 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 倍 。 A10 B20 C100 D50 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 。 A170 B115 C25 D210 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温度上升10时，其第二维利系数A2：（C） A小于1/2 B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。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（数均分子量） A、 B、 C、 D、 四填空题：（25 1） 1聚合物在溶液中通常呈 （无规线团） 构象，在晶体中呈 （锯齿形） 或 （螺旋形） 构象。 2. 高聚物的静态粘弹性行为表现有 （蠕变） 、 （应力松弛） 。 3. 高聚物在极高压力下可以得到的晶体类型是 （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 （球晶） 。 4. 高聚物链段开始运动的温度对应的是该高聚物的 （玻璃化转变） 温度。 5. 橡胶弹性是 （熵） 弹性，弹性模量随温度的升高而 （升高） ，在拉伸时 (放) 热。 6.相对于脆性断裂，韧性断裂的断裂面较为 (粗糙) ，断裂伸长率较 (长) ，而且断裂之前存在 (屈服) 。 7.写出三种测定聚合物结晶度的测定方法: (X射线衍射) 、 (量热法（DSC、DTA）) 和 (密度法) 。 8、写出判定聚合物溶解能力的原则中的2个原则： （极性相近原则） 、 （内聚能密度或者溶解度参数相近原则） 、（哈金斯Huggins参数小于1/2原则）。 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 （大） 的部分，是依据 （体积排除） 机理进行分离的。 10.液晶分子中必须含有 （长棒状） 的结构才能够称为液晶，其长径比至少为 （4） 才有可能称为液晶，或者为 （盘） 状，其轴至多为 （1/4） 。 三排序题：（3 3） 1比较下列聚合物的柔顺性：聚乙烯 聚二甲基硅氧烷 聚甲基丙烯酸甲酯 聚碳酸酯 2比较结晶难易程度： PE、PP、PVC、PS 3、比较下列聚合物的玻璃化温度： 聚乙烯 聚二甲基硅氧烷 聚对苯二甲酸乙二醇酯 聚碳酸酯 五简答题（555+6） 1.构型和构象有何区别？全同立构聚丙烯能否通过化学键（C-C单键）内旋转把全同变为间同，为什么？ 2. 解释为什么尼龙6在室温下可溶解在某些溶剂中，而线性的聚乙烯在室温下却不能? 3.在用凝胶渗透色谱技术（GPC）测定高聚物分子量分布时，为什么能用一条普适校正曲线将各种不同的高聚物的GPC图转换为分子量分布曲线？ 4.下图是平均分子量相同但是分子量分布不同的同种聚合物的粘度与剪切速率的关系示意图，请指出哪条曲线代表分子量分布宽的聚合物，并解释原因。 六. 画出非晶态聚合物在适宜的拉伸速率下，在玻璃化转变温度以下30度时的应力应变曲线，并指出从该曲线所能获得的信息。（10） 2005年高分子物理A卷标准答案及评分标准一、 名词解释（每题分，共分） 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，此时的溶液称为溶液。 等效自由连接链：将含有n个键长为l、键角固定、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c0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（每题分，共分） 1.A 2.B 3.D 4.C 5.B 6.B 7.D 8.B 9.B 10.A 三、 填空（每空分，共分） 1. 无规线团 锯齿形 螺旋形 2. 蠕变 应力松弛 3. 伸直链晶体 球晶 4. 玻璃化转变 5. 熵 增加 放 6. 粗糙 长 屈服 7. X射线衍射 量热法（DSC、DTA） 密度法 8. 极性相近 内聚能密度或者溶解度参数相近原则 溶剂化原则 哈金斯参数小于1/2 9. 大 体积排除机理 10. 长棒状 4 盘状 1/4 四、 排序题(每题分，共分) 1. 聚二甲基硅氧烷聚乙烯聚甲基丙烯酸甲酯聚碳酸酯 2. PEPPPVCPS 3. 聚碳酸酯聚对苯二甲酸乙二醇酯聚乙烯聚二甲基硅氧烷 五、简答题（+，共分） 1.首先写两者区别，强调构象是由于单键内旋转而引起，而构型是由于化学键所固定的原子在空间的排列。改变构象通过单键的内旋转即可达到，而改变构型需通过化学建的断裂与重组。（2分）不能。首先指出从全同到间同的变化是构型的变化，必须通过化学建的断裂与重组才能改变构型。而单键内旋转只能改变构象，不能改变构型。（3分） 2.首先说明尼龙和聚乙烯都是结晶性的聚合物，其溶解首先要使晶区熔融才能溶解。（1分）而尼龙是极性的聚合物，如果置于极性溶剂之中，和极性的溶剂作用会放出热量从而使晶区熔融，继而溶解。（2分）聚乙烯是非极性的聚合物，要使其晶区熔融只能升温至其熔点附近，然后溶于适当的溶剂中才能溶解。所以聚乙烯在常温下不能溶解在溶剂之中。（2分） 3.根据溶解度参数相近的原则，只有当两者溶解度参数之值相差小于1.7时，才有可能溶解。而戊烷和乙酸乙酯与苯乙烯一丁二烯共聚物的溶解度参数的差值都大于1.7，所以不溶于戊烷和乙酸乙酯。（2.5分）但是当戊烷和乙酸乙酯的比为1：1混合时，这个混合溶剂的溶度参数为16.55，与苯乙烯一丁二烯共聚物的溶解度参数非常接近，符合溶解度参数相近原则，故可以溶解。（