高分子物理思考题.doc

高分子物理课程习题思考题（王经武执笔，第六次修订）第一章 高分子链的结构（）一解释名词、概念1高分子的构型 2.全同立构高分子 3.间同立构高分子 4.等规度 5.平均（数均）序列长度 6.高分子的构象 7.高分子的柔顺性 8.链段 9.静态柔顺性 10.动态柔顺性 11.Hpq二线型聚异戊二烯可能有哪些构型?三聚合物有哪些层次的结构?哪些属于化学结构？哪些属于物理结构？四为什么说柔顺性是高分子材料独具的特性？五通常情况下PS是一种刚性很好的塑料，而丁二烯与苯乙烯的无规共聚物（B:S=75:25）和三嵌段共聚物SBS（B:S=75:25）是相当好的橡胶材料，从结构上分析其原因。六若聚丙烯的等规度不高，能否用改变构象的方法提高其等规度？为什么？七天然橡胶和古塔玻胶在结构上有何不同？ 画出示性结构式。八有些维尼纶的湿强度低、缩水性大，根本原因是什么？九高分子最基本的构象有哪些？在不同条件下可能呈现的典型的构象有哪些?十链段的组成、大小有什么特点？第一章 高分子链的结构（）一解释名词、概念 1.等效自由连接链 2.高斯链 3.高分子末端距分布函数二已知两种聚合物都是PE，如何鉴别哪一种是HDPE，哪一种是LDPE？举出三种方法并说明其依据。三假设一种线型聚乙烯高分子链的聚合度为2000，键角为109.5，C-C键长为1.54，求：（1）若按自由连接链处理，？（2）若按自由旋转链处理，？（3）若在无扰条件下的溶液中测得高分子链的=6.76nl2，该高分子链中含有多少个链段？链段的平均长度是多少？（4）计算/，/，/，并说明三个比值的物理意义。四求：（1）聚合度为5104的线型聚乙烯的均方末端距（作为自由旋转链），用两种方法计算；（2）求这种聚乙烯的最可几末端距；（3）末端距为10 、100 的几率。五试分析纤维素的分子链为什么是刚性的。六一块交联度比较小的橡皮，是软的还是硬的？为什么？七说说你用过、见过的高分子制品，各是用什么高分子材料制成的？第二章 高分子聚集态结构一解释名词、概念1.高分子的聚集态结构 2.结晶性聚合物 3.液晶性聚合物 4.球晶 5.高分子液晶 6.液晶原（介原） 7.内聚能密度 8.半结晶期 9.结晶度 10.结晶聚合物的熔点 11.取向聚合物 12.晶面指数 13.胆甾型液晶的螺距 二高分子聚集态结构包括哪些内容？试述高分子聚集态结构有哪些特点及与成型加工条件、性能的关系。三列举5种用于聚合物结构研究的近代物理方法。四如何从结构上分析某种聚合物属于结晶性聚合物？五以聚乙烯为例，说明在什么条件下可以形成单晶、球晶、串晶、伸直链片晶，这些形态的晶体特征是什么？为什么在聚合物不易形成100结晶的宏观单晶体？六在正交偏光显微镜上观察球晶时，可以看到消光黒十字、明暗相间的同心圆环（消光环，对某些球晶），解释这些现象。七选择题1通常条件下，本体聚合物的结晶温度为：(1)高于Tm；(2)低于Tg；(3)在TgTm之间2熔点最高的聚合物是：（1）聚偏二氯乙烯；（2）聚二氟氯乙烯；（3）聚四氟乙烯3结晶能力最小的聚合物是：（1）PE；（2）PET；（3）PC4熔点最低的是：（1）PA66；（2）PA610；（3）PA1010八试述Avrami方程在本体聚合物结晶动力学研究中的意义。九最大结晶速度温度Tmax和Tm的关系如何？十如何制得尺寸稳定性好、韧性好、透明性也比较好的均聚聚丙烯注塑制品？十一温度对本体聚合物结晶速度影响的规律是什么？解释其原因。十二均聚物A是一种结晶聚合物，若加入10体积分数的增塑剂（x1=-0.1）或者用10摩尔的单体B与单体A进行无规共聚（单体B的均聚物为非结晶性聚合物），增塑均聚物A的熔点与AB无规共聚物的熔点何者高？能从中得到什么规律？十三今有两种HDPE，其平均分子量分别为=8104，=4106（Tm为137，Tg为-68）。（1）选择一种实验方法，做HDPE结晶速度与温度T关系曲线，简要说明实验方法及作图步骤；（2）两种HDPE的T曲线的异同点是什么？十四两种聚丙烯丝，在纺丝过程中，牵伸比相同，而分别采用冰水冷却和90热水冷却。将这两种丝加热到90，何者收缩率大？为什么？十五有两种乙烯和丙稀的共聚物，其组成相同，其中一种在室温时是橡胶状的，一直到温度降低到-70时才变硬；另一种在室温时却是硬而韧又不透明的材料，试解释它们内在结构上的差别。十六在聚合物纺丝工艺中，都有牵伸和热定型两道工序，为什么？热定型温度如何选择？十七高分子液晶的结构有几种类型？特征如何？液晶性聚合物溶液的-C、-T、-的关系如何？这些关系的意义如何？十八Flory的结晶聚合物、非结晶聚合物结构模型的要点是什么？有什么实验事实支持他的模型？十九将氯纶、涤纶同时泡入90左右的热水中，现象如何？为什么？二十有常用的聚丙烯试样一块，体积为2.14cm3，重量为1.94g。求这一试样的比容、结晶度（=0.85g/cm3，=0.95g/cm3）。二十一如何求得一种结晶聚合物的、？ =1.13，求证=1+0.13 。第三章 聚合物的分子运动、力学状态和转变一解释名词、概念 1.聚合物的转变 2.聚合物的力学状态 3.高分子运动的时温等效原理 4.玻璃化转变 5.剪切流动 6.拉伸流动 7.假塑性流体 8.WLF方程 9.离模膨胀 10.韦森堡效应 11.内应力二聚合物分子运动有哪些特点？三聚合物的玻璃化转变在工艺上、科学上的意义是什么？不同方法测得的Tg值可以互相比较吗?为什么?四画出线型非结晶、线型结晶、线型非结晶的结晶性聚合物及交联聚合物的温度形变曲线，说明这些聚合物有哪些力学状态、转变，并说明相应的分子运动机理（考虑分子量、结晶度、交联度）。五线型结晶聚合物在Tg温度附近时，链段都能进行重排运动；处于Tm温度时，链段和整个高分子都能进行重排运动。这些说法对吗？为什么？六塑料都是在Tg以下温度使用，纤维的最高使用温度为Tm，这些说法对吗？为什么？七玻璃化转变的自由体积理论的内容是什么？玻璃化转变时聚合物的自由体积分数是多少？八表征聚合物流体剪切流动时剪切应力与剪切速率关系的幂律方程是什么？如何利用这一方程判断流体的类型？聚合物熔体、浓溶液剪切流动时，于一般条件下属于什么流体？九聚合物熔体粘性流动的特征是什么？十何谓聚合物熔体流动速率指数？它与熔体的粘度、分子量有什么关系？十一聚合物熔体的粘度与T、或的关系如何？有什么实际意义？第四章 聚合物溶液的性质一解释名词、概念1.溶度参数 2.Huggins参数 3.临界Huggins参数 4.平衡溶胀度 5.第二维利系数 6.溶剂、温度 7.沉淀点 8.过量的溶剂混合化学势 9.相对粘度 10.增比粘度 11.比浓粘度 12.特性粘度 13.支化因子 14.Mark-Houwink方程 15.冻胶 16.凝胶 17.亚浓溶液二什么是溶胀？什么是溶解？试从分子运动的观点说明线型聚合物和交联聚合物溶胀的最终状态的区别。三Huggins参数的物理意义是什么？其值与哪些因素有关？四如何选择PVC的良溶剂？五如何制备常用聚丙烯的溶液？六如何测求出聚合物的溶度参数？七A2的物理意义如何？A2的大小与哪些因素有关？八一交联丁苯橡胶试样，25于溶剂苯中达到溶胀平衡时，溶胀体重2.116g。已知：干胶重0.1273g，干胶密度0.941g/cm3，苯的分子量为78，苯的密度为0.8685g/cm3，=0.398，求试样网链的平均分子量。九说明聚合物稀溶液热力学性质偏离理想溶液性质的原因。举出一个表示偏离程度大小的热力学函数，从这一函数分析在什么条件下聚合物稀溶液具有“理想溶液”的性质。十由聚合物稀溶液的哪些参数、这些参数等于什么数值时可判定聚合物稀溶液是溶液？十一当T等于、高于、低于时，A2的数值如何？高分子在稀溶液中的形态如何？十二详细说明聚合物溶液的测求。的大小与哪些因素有关？十三通过测求可以得到哪些重要的物理量？十四已知PS环己烷体系的温度为34，PS-甲苯体系的温度低于34，假如于40测定同一种PS试样溶于此两种溶剂的溶液的渗透压和粘度，问：两种溶液的、A2、值的大小顺序如何？两种体系两种方法测得的试样的平均分子量之间有什么关系？十五有哪些物理量可以表征高分子在稀溶液中的形态？十六若用不良溶剂，聚合物溶液的随温度升高而 ，是什么原因？若用良溶剂，聚合物溶液的随温度升高而 。在温度以上不太高的温度范围内，聚合物溶液的随温度升高而 ，为什么？十七通过研究聚合物稀溶液中高分子散射光强度，可以得到哪些重要物理量？用什么公式计算的？高分子散射光强度包含在这些公式的哪一个物理量中？十八某PS试样，经精细分级后，得到7个级分，用渗透压法测定了各级分的分子量，并在30的苯溶液中测定了各级分溶液的，结果如下：10-4(g/mol)43.2531.7726.1823.0715.8912.624.83(ml/g)14711710192705929 求出公式=中的、值。十九聚合物增塑的类型有哪些？举例说明聚合物加增塑剂后物理机械性能的变化。二十有哪些实验方法可以测求出聚合物溶液的温度？第五章 聚合物的分子量及分子量分布（）一解释名词、概念 1.写出、的定义式 2.VPO法二测定聚合物平均分子量的方法有哪些？得到的是何种统计平均分子量？三可以用哪些实验方法测求出聚合物稀溶液的A2、？四在25的溶剂中，测得的浓度为7.3610-3g/ml的聚氯乙稀溶液的渗透压为0.248g/(cm)2，求此试样的分子量及溶液的第二维利系数，得到的是何种平均分子量？五用粘度法测定一PS的分子量，查出PS-苯体系在30时的=0.9910-2，=0.74。称取0.1375g试样，配制成25ml PS-苯溶液，用移液管移取10ml 此溶液注入乌氏粘度计中，于30测出流出时间t1=241.6秒；然后依次加入苯5ml、5ml、10ml、10ml稀释，分别测出流出时间为t2=189.7秒、t3=166.0秒、t4=144.4秒、t5=134.2秒，又测得纯苯流出时间t0=106.8秒，求出此试样的分子量。六用光散射法测求聚合物的分子量时，如何测求出?如何进行数据处理可得到、 ()、A2()？七100g重的分子量为105的试样加入1g重的分子量为103的组分；100g重的分子量为105的试样加入1g重的分子量为107的组分。就此两种体系分别计算出、，其结果能说明什么？第五章 聚合物分子量及分子量分布（）一解释名词、概念 1.聚合物分子量分布 2.分子量分布宽度指数 3.分子量多分散系数 4.GPC色谱柱的分辨率 5.GPC色谱柱的加宽效应 6.普适校正曲线二测定聚合物分子量分布的方法有哪几类？如何表征聚合物分子量分布？三一种聚合物的几种平均分子量间的关系如何？四简述GPC法测定聚合物分子量分布的方法原理、分离机理。五得到GPC谱图后，如何进行数据处理？可以得到哪些结果？六今有一组聚砜标样，以二氯乙烷为溶剂，25作GPC试验，其分子量M与洗提体积Ve如下所示：M10-438.527.422.010.67.124.502.551.951.290.750.51Ve (序数)18.218.218.520.821.823.625.026.427.729.229.6(1)由上列数据作LgMVe 校正曲线，求出该色谱柱的死体积和分离范围；(2)求出校正方程式LnM=A-BVe 中的常数A、B；(3)求在同样条件下测定的淋出体积为21.2的单分散聚砜试样的分子量。七、的物理意义是什么？八GPC的普适校正曲线是 对 的关系曲线，为什么可称为普适校正曲线？九是GPC谱图的纵坐标读数，在计算级分的重量分数时，通常可以用，采用此式的充分必要条件是什么？证明=；= 。第六章 聚合物的力学性能（）一解释名词、概念 1.屈服 2.冷拉 3.脆性断裂 4.韧性断裂 5.应变诱发塑料橡胶转变 6.应力集中 7.银纹 8.剪切带 9.强迫高弹性 10.高弹性 11.熵弹性 12.粘弹性 13.蠕变 14.应力松弛 15.滞后现象 16.力学内耗二何谓拉伸弹性模量？物理意义是什么？一种聚合物E=3G的条件是什么（E、G分别为拉伸、剪切弹性模量）？三在合适条件下拉伸玻璃态、结晶态聚合物，二者的拉伸行为如何？四聚合物屈服的形变机理是什么？五如何解释聚合物拉伸应力应变行为的时温等效性？六聚合物拉伸的真应力应变曲线有几种类型？相应的拉伸行为如何？七对某一单轴取向的高分子材料制品，在平行于取向方向进行高速拉伸应力应变试验得到的冲击强度值，与落重冲击试验方法得到的冲击强度值一致吗？为什么？八聚合物脆性断裂的理论有哪几种？要点是什么？脆性断裂转变为韧性断裂的有效途径有哪些？九在测定聚合物的力学强度时，为什么对试条的尺寸、形状，测试的温度、湿度有统一规定？十高弹性的特点是什么？实质是什么？如何得到这一认识的？十一交联橡胶弹性统计理论的根据是什么？写出由它得出的交联橡胶的状态方程，并说明状态方程的意义。十二在一具有适当交联度软橡皮试条下端掛一砝码（不是过重），达到平衡形变后，升高温度，会观察到什么现象？为什么？十三影响聚合物力学内耗的因素