高分子物理答案

1、高分子物理答案高分子物理答案详解第 1 章高分子的链结构1. 写出聚氯丁二烯的各种可能构型。等。2 构象与构型有何区别？聚丙烯分子链中碳碳单键是可以旋转的，通过单键的内旋转是否可以使全同立构聚丙烯变为间同立构聚丙烯？为什么？答：区别：构象是于单键的内旋转而产生的分子中原子在空间位置上的变化，而构型则是分子中化学键所固定的原子在空间的排列；构象的改变不需打破化学键，而构型的改变必须断裂化学键。不能，碳 - 碳单键的旋转只能改变构象，却没有断裂化学键，所以不能改变构型，而全同立构聚丙烯与间同立构聚丙烯是不同的构型。3. 为什么等规立构聚丙乙烯分子链在晶体中呈31 螺旋构象，而间规立构聚氯乙烯分子链

2、在晶体中呈平面锯齿构象？答于等归立构聚苯乙烯的两个苯环距离比其范德华半径总和小，产生排斥作用，使平面锯齿形构象极不稳定，必2016 全新精品资料 - 全新公文范文 -全程指导写作独家原创1/30须通过 C-C 键的旋转，形成31 螺旋构象，才能满足晶体分子链构象能最低原则。于间规聚氯乙烯的氯取代基分得较开，相互间距离比范德华半径大，所以平面锯齿形构象是能量最低的构象。4. 哪些参数可以表征高分子链的柔顺性？如何表征？答：空间位阻参数， 值愈大，柔顺性愈差； 特征比 Cn，Cn 值越小，链的柔顺性越好；连段长度b，b 值愈小，链愈柔顺。5 聚乙烯分子链上没有侧基，内旋转位能不大，柔顺性好。该聚合

3、物为什么室温下为塑料而不是橡胶？答：这是于聚乙烯分子对称性好，容易结晶，从而失去弹性，因而在室温下为塑料而不是橡胶。6. 从结构出发，简述下列各组聚合物的性能差异：聚丙烯睛与碳纤维；无规立构聚丙烯与等规立构聚丙烯；顺式聚1，4- 异戊二烯与反式聚1， 4- 异戊二烯。高密度聚乙烯、低密度聚乙烯与交联聚乙烯。7.比较下列四组高分子链的柔顺性并简要加以解释。解：8. 某单烯类聚合物的聚合度为104，试估算分子链完全伸展时的长度是其均方根末端距的多少倍？答：倍9. 无规聚丙烯在环己烷或甲苯中、 30时测得的空间位阻参数 =, 试计算其等效自连接链长度b。 解： b=2016 全新精品资料 - 全新公

4、文范文 -全程指导写作独家原创2/3010. 某聚苯乙烯试样的分子量为416000，试估算其无扰链的均方末端距。答：均方末端距为。第 2 章聚合物的凝聚态结构1. 名词解释凝聚态，内聚能密度，晶系，结晶度，取向，高分子合金的相容性。凝聚态：为物质的物理状态，是根据物质的分子运动在宏观力学性能上的表现来区分的，通常包括固体、液体和气体。内聚能密度： CED 定义为单位体积凝聚体汽化时所需要的能量，单位：晶系：根据晶体的特征对称元素所进行的分类。结晶度：试样中的结晶部分所占的质量分数或者体积分数。取向：聚合物的取向是指在某种外力作用下，分子链或其他结构单元沿着外力作用方向的择优排列。高分子合金的相

5、容性：两种或两种以上高分子，通过共混形成微观结构均一程度不等的共混物所具有的亲和性。2. 什么叫内聚能密度？它与分子间作用力的关系如何？如何测定聚合物的内聚能密度？答：内聚能密度： CED定义为单位体积凝聚体汽化时所需要的能量，单位：内聚能密度在 300以2016 全新精品资料 - 全新公文范文 -全程指导写作独家原创3/30以下的聚合物，分子间作用力主要是色散力；内聚能密度在 400上的聚合物，分子链上有强的极性基团或者分子间能形成氢键；内聚能密度在300-400 合物，分子间相互作用居中。之间的聚3. 聚合物在不同条件下结晶时，可能得到哪几种主要的结晶形态？各种结晶形态的特征是什么？答：可

6、能得到的结晶形态：单晶、树枝晶、球晶、纤维状晶、串晶、柱晶、伸直链晶体；形态特征：单晶：分子链垂直于片晶平面排列，晶片厚度一般只有10nm 左右；树枝晶：许多单晶片在特定方向上的择优生长与堆积形成树枝状；球晶：呈圆球状，在正交偏光显微镜下呈现特有的黑十字消光，有些出现同心环；纤维状晶：晶体呈纤维状，长度大大超过高分子链的长度；串晶：在电子显微镜下，串晶形如串珠；柱晶：中心贯穿有伸直链晶体的扁球晶，呈柱状；伸直链晶体：高分子链伸展排列晶片厚度与分子链长度相当。4. 测定聚合物的结晶度的方法有哪几种？简述其基本原理。不同方法测得的结晶度是否相同？为什么？答：密度法， X 射线衍射法，量热法；密度法

7、的依据：2016 全新精品资料 - 全新公文范文 -全程指导写作独家原创4/30分子链在晶区规整堆砌，故晶区密度大于非晶区密度；X 射线衍射法的依据：总的相干散射强度等于晶区和非晶区相干散射强度之和；量热法的依据：根据聚合物熔融过程中的热效应来测定结晶度的方法。不同，因为结晶度的概念缺乏明确的物理意义，晶区和非晶区的界限很不明确，无法准确测定结晶部分的量，所以其数值随测定方法不同而不同。5. 高分子液晶的分子结构有何特点？根据分子排列有序性的不同，液晶可以分为哪几种晶型？如何表征？PPT答：高分子液晶分子结构特点：1. 分子主干部分是棒状，平面状或曲面片状的刚性结构，以细长棒状最为常见； b.

8、 分子中含有对位苯撑，强极性基团，可高度极化或可形成氢键的基团，因而在液态下具有维持分子作某种有序排列所需要的凝聚力；c. 分子上可能含有一定的柔性结构。液晶晶型：a. 完全没有平移有序向列相即N 相，用单位矢量表示；b. 一维平移有序近晶A 和近晶C()； c.手征性液晶，包括胆甾相和手征性近晶相；d.盘状液晶相。液晶态的表征一般为：a. 偏光显微镜下用平行光系统观察； b. 热分析法；射线衍射；d. 电子衍射； e. 核磁共振；f. 电子自旋共振；g. 流变学； h. 流变光学。6. 简述液晶高分子的研究现状，举例说明其应用价值。PPT2016 全新精品资料 - 全新公文范文 -全程指导写

9、作独家原创5/30答：液晶高分子被用于制造防弹衣，缆绳及航空航天器大型结构部件，可用于新型的分子及原子复合材料，适用于光导纤维的被覆，微波炉件，显示器件信息传递变电检测7. 取向度的测定方法有哪几种？举例说明聚合物取向的实际意义。 PPT用光学显微镜测定双折射来计算;(2)用声速法测定；广角 X 射线衍射法；红外二向色性；偏正荧光法。8. 某结晶聚合物的注射制品中，靠近模具的皮层具有双折射现象，而制品内部用偏光显微镜观察发现有 Maltese 黑十字，并且越靠近制品芯部， Maltese 黑十字越大。试解释产生上述现象的原因。如果降低模具的温度，皮层厚度将如何变化？答：于形成球晶，球晶具有双折

10、射现象，自然光经过偏振片变为偏振光，通过球晶发生双折射，分成两束振动方向垂直的偏振光，两束偏振光在与检偏镜平行方向上存在分量，分量速度不同， 产生相位差而干涉， 使呈现黑十字消光图像，制品外部与模具接触， 冷却速度快，球晶来不及生长而成多层片晶或小球晶，而制品芯部温度高，结晶时间充分，生长为大球晶， 因此消光图像更大。 降低温度会增加过冷度，缩短结晶时间，因而皮层厚度增加。 9. 采用“共聚”和“共混”方法进行聚合物改性有何异同点？解：略。10. 简述提高高分子合金相容性的手段2016 全新精品资料 - 全新公文范文 -全程指导写作独家原创6/30答：提高高分子合金的相容性一般用加入第三组分增

11、溶剂的方法。增溶剂可以是与A、B 两种高分子化学组成相同的嵌段或接枝共聚物，也可以是与A、 B 的化学组成不同但能分别与之相容的嵌段或接枝共聚物。11.某一聚合物完全结晶时的密度为/cm3,完全非晶态的密度为 /cm3, 现知该聚合物的实际密度为/cm3, 试问其体积结晶度应为多少？12.已知聚乙烯晶体属斜方晶系，其晶胞参数a=,b=,c=(1) 根据晶胞参数 , 验证聚乙烯分子链在晶体中为平面锯齿形构象 ;(2)若聚乙烯无定形部分的密度 a=/cm3, 试计算密度 =/cm3 聚乙烯试样的质量结晶度。8. 三醋酸纤维素 - 二甲基甲酰胺溶液的 Zimm图如左所示。试计算该聚合物的分子量和旋转

12、半径。9. 现有一超高分子量的聚乙烯试样，欲采用GPC方法测定其分子量和分子量分布，试问：能否选择 GPC法的常用溶剂 THF？如果不行，应该选择何种溶剂？常温下能进行测定吗？为什么？如何计算该试样的数均、重均和粘均分子量。2016 全新精品资料 - 全新公文范文 -全程指导写作独家原创7/30第 5 章聚合物的转变与松弛1. 以分子运动观点和分子间物理缠结概念说明非晶态聚合物随着温度升高粘弹行为的4 个区域，并讨论分子量对应力松弛模量- 温度曲线的影响规律。答：a.玻璃态区，玻璃化温度以下，分子运动主要限于振动和短程的旋转运动；b. 玻璃 - 橡胶转变区， 可解析为远程、 协同分子运动的开始

13、；c. 橡胶 - 弹性平台区，于分子间存在几个链段平行排列的物理缠结，聚合物呈现远程橡胶弹性；d. 末端流动区，物理缠结来不及松弛，材料仍然表现为橡胶行为，温度升高，发生解缠作用，导致整个分子产生滑移运动，即产生流动，这种流动是作为链段运动结果的整链运动。聚合物分子量越高，橡胶- 弹性平台就越长。2. 讨论结晶、交联聚合物的模量- 温度曲线和结晶度、交联度对曲线的影响规律。解：略。3. 写出四种测定聚合物玻璃化温度的方法，简述其基本原理。不同实验方法所得结果是否相同？为什么？答： a.膨胀计法，热膨胀的主要机理是克服原子间的主价力和次价力，膨胀系数较小；b. 量热法，聚合物在玻璃化时的热学性质

14、的变化； c. 温度 - 形变法，利用聚合物玻璃化转变时形变量的变化来测定其玻璃化温度；d. 核磁共振法，利用电磁性质的变化研究聚合物玻璃化转变的方法。不同，略。4. 聚合物的玻璃化转变是否是热力学相变？为什么？2016 全新精品资料 - 全新公文范文 -全程指导写作独家原创8/30答：聚合物的玻璃化转变并不是一个真正的热力学相变。因为非晶态聚合物发生玻璃化转变时，其体积，焓或熵是连续变化的， 而 K, 和出现不连续的变化，要使体系达到热力学平衡，需要无限缓慢的变温速率和无限长的测试时间，实验上不可能做到，因此，玻璃化温度的测定过程体系不能满足热力学平衡条件，转变过程是一个松弛过程，所测得的玻

15、璃化温度不是一个真正的热力学相变。5. 试用玻璃化转变的自体积理论解释：非晶态聚合物冷却时体积收缩速率发生变化；冷却速度愈快，测得的Tg愈高。答：在以上，非晶态聚合物体积收缩时，包括聚合物分子占有体积的收缩以及自体积的收缩，而在以下，自体积处于冻结状态，所以，聚合物体积收缩只有聚合物占有体积的收缩，因此，体积收缩速率会有变化。当冷却速度愈快，测得的偏大，这是因为：一方面，温值度降低，体系的自体积减小，同时，粘度增大，链段运动的松弛时间增加， 另一方面， 冷却速率决定了实验的观察时间，而玻璃化温度是链段运动的松弛时间与实验的观察时间相当时的温度，故冷却愈快，观察时间愈短，测得的值愈高。6.玻璃化

16、转变的热力学理论基本观点是什么？答：热力学研究表明，相转变过程中自能是连续的，而与自能的导数有关的性质发生不连续的变化。非晶态聚合物发生玻璃化转变时，其体积、焓或熵是连续变化的，但K、2016 全新精品资料 - 全新公文范文 -全程指导写作独家原创9/30出现不连续的变化。实际上，玻璃化温度的测定过程体系不能满足热力学的平衡条件，转变过程是一个松弛过程，所得值依赖于变温速率及测试方法。7. 聚合物晶体结构和结晶过程与小分子晶体结构和结晶过程有何差别？造成这些差别的原因是什么？答：小分子有分子晶体、原子晶体和离子晶体，而高分子晶体仅有分子晶体，且仅是分子链的一部分形成的晶体。这是于高分子的分子链

17、很长，可穿越多个晶胞。小分子的熔点是一个确定值，而高分子的熔点是一个范围值。高分子有结晶度的概念， 而小分子没有。 这是于高分子结构的复杂性，使得聚合物结晶要比小分子结晶有更多的缺陷，所以结晶总是很不完善，有晶区和非晶区，用结晶读表示。 高聚物的结晶过程分一次结晶和二次结晶。这是于高分子的相对分子质量大，体系黏度大，分子运动迟缓所引起的。8. 测定聚合物结晶速度有哪些方法？简述其原理和主要步骤。 答：膨胀计法、光学解偏振法和示差扫描量热法(DSC)。原理：聚合物结晶过程中，从无序的非晶态排列成高度有序的晶态，于密度变大，会发生体积收缩即可研究结晶过程。主要步骤：方法是将试样与跟踪液( 通常是水

18、银 ) 装入一膨胀计中，加热到聚合物熔点以上，使其全部熔融。然后将膨胀计移入恒温槽内，观察毛细管内液柱的高度随时间2016 全新精品资料 - 全新公文范文 -全程指导写作独家原创10/30的变化。偏光显微镜法和小角激光光散射法。原理：用单位时间里球晶半径增加的长度作为观察温度下球晶的径向生长速度。主要步骤：将试样熔融后立即进行等温结晶，观察球晶的半径随时间的增长变化，以球晶半径对时间作图，可得一直线。9. 比较下列各组聚合物的 Tg 高低并说明理：聚二甲基硅氧烷，顺式聚 1，4- 丁二烯；：聚二甲基硅氧烷 顺式聚1，4- 丁二烯聚己二酸乙二醇酯，聚对苯二甲酸乙二醇酯； ：聚己二酸乙二醇酯 聚对

19、苯二甲酸乙二醇酯 聚丙烯， 聚 4-甲基 -1- 戊烯；：聚丙烯 聚 4- 甲基 -1- 戊烯 聚氯乙烯，聚偏二氯乙烯。：聚氯乙烯 聚偏二氯乙烯10. 以结构观点讨论下列聚合物的结晶能力：聚乙烯、尼龙 66、聚异丁烯。聚乙烯，结构简单，对称又规整，所以非常容易结晶。尼龙 66，化学结构及几何结构均较规整， 没有键接方式问题，也较容易结晶。 聚异丁烯，分子链具有较高的对称性，可以结晶，但于取代基的空间位阻以及化学结构的不规整性，使其较难结晶。11. 均聚物 A 熔点为 xx 年甚至上百年完成的应力松弛实验实际上是不能实现的，但可以在高温条件下短期内完成；或者需要在室温条件下几十万分之一秒或几百万

20、分之一秒2016 全新精品资料 - 全新公文范文 -全程指导写作独家原创11/30中完成的应力松弛实验，可以在低温条件下几个小时甚至几天内完成。5. 定量说明松弛时间的含意。为什么说作用力的时间相当时，松弛现象才能被明显地观察到？答：松弛时间是粘性系数和弹性系数的比值；如果外加应力作用时间极短，材料中的粘性部分还来不及响应，观察到的是弹性应变。反之，若应力作用的时间极长，弹性应变已经回复，观察到的仅是粘性流体贡献的应变，材料可考虑为一个简单的牛顿流体。只有在适中的应力作用时间，材料的粘弹性才会呈现，应力随时间逐渐衰减到零，这个适中的时间正是松弛现象的内部时间尺度松弛时间 。6. 简述聚合物粘弹

21、理论的研究现状与展望。答：略。7. 一某种聚合物材料作为两根管子接口法兰的密封垫圈，假设该材料的力学行为可以用 Maxwell 模型来描述。已知垫圈压缩应变为， 初始模量为 3e6N/m2, 材料应力松弛时间为 300d，管内流体的压力为 /m2, 试问多少天后接口处将发生泄露？ 答： 208d。8. 将一块橡胶试片一端夹紧，另一端加上负荷，使之自振动。已知振动周期为，振幅每一周期减少5%，试计算：橡胶试片在该频率下的对数减量和损耗角正切；假若 =，问多少周期后试样的振动振幅将减少到起始值的一半？答： 21。2016 全新精品资料 - 全新公文范文 -全程指导写作独家原创12/30；9. 分别

22、写出纯粘性液体、理想弹性体、Maxwell 单元在t=0 时加上一恒定应变速度K 后应力随时间的变化关系，并以图形表示之。解： =KEt,图形为一过原点直线。 =K , 图形为一水平直线。 =K - exp(-Et/ ), 图形为一条斜率逐渐减小的曲线。 =KEt+ K 图形为一直线，与纵轴交点在横轴上方。10. 设聚丙烯为线性粘弹体，其柔量为D=(GPa)-1(t 的单位为s), 应力状态如下：=0t =1MPa0 t 1000s = 1000s t 2000s 试计算 1500s 时，该材料的应变值。 答：11. 在频率为 1Hz 条件下进行聚苯乙烯试样的动态力学性能实验， 125出现内耗

23、峰。请计算在频率 1000Hz 条件下进行上述实验时，出现内耗峰的温度。答：12. 某聚合物试样， 25时应力松弛到模量为 1e5N/m2需要10h。试计算 -20 时松弛到同一模量需要多少时间？答：13. 某聚合物的粘弹行为服从 Kelvin 模型，其中 值服2016 全新精品资料 - 全新公文范文 -全程指导写作独家原创13/30从 WLF方程， E 值服从橡胶弹性统计理论。该聚合物的玻璃化温度为 5，该温度下粘度为 1e12Pa· s，有效网链密度为 1e-4mol/cm3 。试写出 30、1e6Pa 应力作用下该聚合物的蠕变方程。答：第 8 章聚合物的屈服和断裂1. 名词解释

24、：脆 - 韧转变点；细颈；剪切带；银纹；应力集中；疲劳。脆 - 韧转变点：在一定应变速率下，作断裂应力和屈服应力分别与温度 T 的关系曲线，两条曲线的交点就是脆韧屈服转变点。细颈：高分子材料试样条在拉伸实验中，试条某点的横截面突然快速下降的现象。 剪切带：只发生在局部带状区域内的剪切变形。银纹：聚合物在张应力作用下，于材料某些薄弱地方出现应力集中而产生局部的塑性形变和取向，以至在材料表面或内部垂直于应力方向上出现长度为100 m、宽度为 10 m左右、厚度约为1 m的微细凹槽。应力集中：受力材料在形状、尺寸急剧变化的局部或内部缺陷的附近出现应力显著增大的现象。疲劳：材料或构件在周期应力作用下断

25、裂或失效的现象，2016 全新精品资料 - 全新公文范文 -全程指导写作独家原创14/30是材料在实际使用中常见的破裂形式。2. 画出非晶态和晶态聚合物拉伸时典型的应力 - 应变曲线，指出曲线上的特征点及相应的应力、应变名称。3. 讨论温度、应变速度、流体静态压力对上述应力 - 应变曲线的影响规律。4. 简述几种组合应力作用下材料的屈服判据，比较不同判据之间的差异。答：单参数屈服判据，只受正应力和切应力；双参数屈服判据，受正应力、切应力和正压力。此外考虑流体静压力的改进的 Tresca 和 Von Mises 判据也适用。5. 何谓聚合物的强度？为什么理论强度比实际强度高很多倍？6. 简述聚合

26、物增强、增韧的途径和机理。答：聚合物增强途径： 通过添加增强剂来形成复合材料；机理：形成复合材料，可以传递应力，避免基体应力集中，提高力学强度。聚合物的增韧途径：添加增塑剂。机理：银纹机理、银纹 - 剪切带机理、三轴应力空化机理、刚性粒子增韧机理。 7. 下列几种聚合物的抗冲击性能如何？为什么？聚苯乙烯；聚苯醚；聚碳酸酯；(4)ABS;(5)聚乙烯答： (1) 聚苯乙烯，因主链挂上体积庞大的侧基苯环，使之称为难以改变构象的刚性链，使得冲击性能不好，为典2016 全新精品资料 - 全新公文范文 -全程指导写作独家原创15/30型的脆性聚合物。聚苯醚，因主链含有刚性的苯环，故为难以改变构象的刚性链

27、，冲击性能不好。聚碳酸酯， 于主链中含酯基， 在 -120 摄氏度可产生局部模式运动，称之为 转变。在 T ABS ，因 ABS具有多相结构，支化的聚丁二烯相当于橡胶微粒分散在连续的塑料相中，相当于大量的应力集中物，当材料受到冲击时，它们可以引发大量的裂纹， 从而能吸收大量的冲击能，所以冲击性能好。聚乙烯，于聚乙烯链节结构极为规整和对称， 体积又小，所以聚乙烯非常容易结晶，而且结晶度比较高。于结晶限制了链段的运动， 使之柔性不能表现出来， 所以冲击性能不好。高压聚乙烯于支化多，破坏了链的规整性，结晶度低些，冲击性能稍好些。8.如何采用物理改性的方法制备下列材料？简述其改性机理。抗冲击聚丙烯塑料

28、； 高强度丁苯橡胶； 高强度尼龙纤维；高强度、高耐折射性的聚酯薄膜；高强度环氧树脂。9. 用低密度聚乙烯改性尼龙的研究和应用报道很多。该种共混体系相容性很差，用什么方法可以改善两者的相容性？用什么实验手段可以说明相容性确实显著提高了？10. 现有一块有机玻璃板， 内有长度为 10mm的中心裂纹，该板受到一个均匀的拉伸应力 =450e6N/m2 的作用。已知材料的临界应力强度因子KIC=/m2 ·m1/2, 安全系数 n=, 问2016 全新精品资料 - 全新公文范文 -全程指导写作独家原创16/30板材结构是否安全？第 9 章聚合物的流变性1. 什么是假塑性流体？绝大多数聚合物熔体和

29、浓溶液在通常条件下为什么均呈现假塑性流体的性质？试用缠结理论加以解释。答：流动指数 n 2. 聚合物的粘性流动有何特点？为什么？3. 为什么聚合物的粘流活化能与分子量无关？答：根据自体积理论，高分子的流动不是简单的整个分子的迁移，而是通过链段的相继跃迁来实现的。形象的说，这种流动的类似于蚯蚓的蠕动。因而其流动活化能与分子的长短无关。, 实验结果可知当碳链不长时，随碳数的增加而增加，但当碳数大于 30时，不再增大，因此聚合物超过一定数值后，与相对分子质量无关。4. 讨论聚合物的分子量和分子量分布对熔体粘度和流变性的影响。 答：低切变速率下，当时，略依赖于聚合物化学结构和温度，当时，与聚合物化学结

30、构，分子量分布及温度无关；增大切变速率，链缠结结构破坏程度增加，分子量对体系粘度影响减小。2016 全新精品资料 - 全新公文范文 -全程指导写作独家原创17/30聚合物熔体非牛顿流动时的切变速率随分子量加大向低切变速率移动，剪切引起的粘度下降，分子量低的试样也比分子量高的试样小一些。分子量相同时分子量分布宽的聚合物熔体出现非牛顿流动的切变速率比分布窄的要低的多。5. 从结构观点分析温度、切变速率对聚合物熔体粘度的影响规律，举例说明这一规律在成型加工中的应用。答： a. 温度升高，粘度下降，在较高温度的情况下，聚合物熔体内自体积相当大，流动粘度的大小主要取决于高分子链本身的结构，即链段跃迁运动

31、的能力，一般分子链越刚硬，或分子间作用力越大，则流动活化能越高，这类聚合物是温敏性的；当温度处于一定范围即 Tg b 柔性链高分子表观粘度随切变速率增加而明显下降，刚性链高分子表观粘度也随且变速率增加而下降，但降幅较小，因为切变速率增加，柔性链易改变构象，即通过链段运动破坏原有缠结，降低流动阻力，刚性链链段较长，构象改变较困难，随切变阻力增加，阻力变化不大。6.解释下列名词、概念：牛顿流体和非牛顿流体；牛顿流体：流动行为符合牛顿流动定律的流体；非牛顿流体：流动行为不符合牛顿流动定律的流体。切粘度和拉伸粘度； 切粘度：等于单位速度梯度时单位面积上所受到的切应力，其值放映了液体分子间于相互作用而产

32、2016 全新精品资料 - 全新公文范文 -全程指导写作独家原创18/30生的流动阻力即内摩擦力的大小，单位为帕秒。拉伸粘度：等于单位速度梯度时单位面积上所受到的拉伸应力。真实粘度和表观粘度；真实粘度：单位速度梯度时单位面积上所受到的切应力。表观粘度：在粘性流动中，流体具有剪切速率依赖性时的剪切应力与剪切速率之比值。非牛顿指数和稠度系数；非牛顿指数： n= ，对切变速率非牛顿的校正。，其中 K 为稠度系数。稠度系数：描述非牛顿流体流动行为可用下述幂律方程：不稳定流动与熔体破裂。不稳定流动与熔体破裂：聚合物熔体在挤出时，如果切应力超过一极限值时，熔体往往会出现不稳定流动，挤出物外表不再是光滑的，

33、最后导致不规则的挤出物断裂，称为熔体破裂。7. 为什么涤纶采用熔融纺丝方法，而腈纶却用湿法纺丝？答：于聚丙烯腈的熔点很高，分解温度低于熔点，所以不能用熔融纺丝。于聚对苯二甲酸乙二酯的熔点为260270，低于分解温度，可用熔融纺丝。 8. 某一聚苯乙烯试样，已知 160时粘度为 1e3Pa· s, 试估算 Tg(100 )时及 120时的粘度。答： Tg(100 ) 时为?Pa· s， 120时为2016 全新精品资料 - 全新公文范文 -全程指导写作独家原创19/30?Pa· s。9.一种聚合物在加工中劣化，其重均分子量从1e6 下降到 8e5.问加工前后的熔融粘

34、度之比是多少？答：10. 用毛细管流变仪挤出顺丁橡胶试样，不同柱塞速度 条件下，得到载荷下的数值如下：V(mm/min)262060200F(mm/min)333246065831已知柱塞直径 dp=, 毛细管直径 D=, 毛细管长径比 L/D=4, 忽略入口校正，试作出熔体的 w- 曲线和 a- 曲线。答：略。第 10 章 聚合物的电性能、热性能、光学性能和表面与界面性能1. 名词解释：取向极化； 介电损耗； 电击穿； 介电松弛谱； Cole-Cole图；非线性光学性质；全反射 取向极化：又称偶极极化，是具有永久偶极矩的极性分子沿外场方向排列的现象。介电损耗：在外电场作用下，于分子极化引起的

35、电能的损耗，用介电损耗角正切tan 表示。电击穿：当电场强度达到某些临界数值时，载流子从外部电场所获得的能量大大超过它们与周围碰撞所损失的部分能量，将使被撞击的高分子链发生电离，产生新的载流子，如此继续，就会发生所谓的“雪崩”现象，以致电流急剧上升，聚合物发生击穿。这2016 全新精品资料 - 全新公文范文 -全程指导写作独家原创20/30类击穿叫做电击穿。介电松弛谱：完成取向极化所需的时间范围很宽，与力学松弛时间谱类似的一个时间谱。Cole-Cole图：根据公式以对作图，得到圆心在、半径为非线性光学性质：光波作为一种电磁波，在很高的电场强度下，极化强度与电场强度之间呈现非线性关系的性质。全反

36、射：折射光消失，入射光全部反射。2.比较聚合物介电松弛和力学松弛的异同点。答：略。3. 讨论影响聚合物介电常数和介电损耗的因素。答：影响因素电场频率的影响：在低频区，介电常数达到最大值，而介电损耗最小；在光频区，介电常数很小，介电损耗也小。 温度的影响：温度过低和都很小；升高温度，和都增大；进一步升高温度，又变得很小，而介电常数通过一个峰值后缓慢的随温度升高而下降。 增塑剂的影响：介电损耗随增塑剂含量的增加而移向低温。杂质的影响：对于非极性高聚物来说，杂质是引起介电2016 全新精品资料 - 全新公文范文 -全程指导写作独家原创21/30损耗的主要原因。4.什么叫聚合物的驻极体？什么叫热释电流

37、法(TSC)?该法为什么能有效的研究聚合物的分子运动？答：驻极体是具有被冻结的长寿命非平衡偶极矩的电介质。将驻极体在无外电场作用下加热，驻极体内原先被冻结的取向偶极矩会解取向；被俘获在陷阱内的真实电荷会解俘获，电极极板上的感应电荷会释放出来，从而产生电流，这种方法就热释电流法。用热释电流法测出电流温度谱，曲线上 、和 峰反映主链链段与局部模式分子运动所贡献的热释电流， 峰归属于陷阱载流子解俘获电流，一般出现在极化温度以上。5. 结构型导电聚合物的分子结构与导电性关系如何？举例说明。答：具有共轭双键的高聚物：聚乙炔，聚苯乙炔等，可用作半导体或导体；电荷转移络合物和自基 - 离子化合物：聚 2-

38、乙烯吡啶 -碘， TCNQ为电子接受体的聚合物等，导电率不高，但拉伸形变达到80%时，导电性仍能不受破坏；金属有机共轭结构高聚物：将金属引入高聚物主链即得到金属有机高聚物。如聚铜钛菁。 6. 简述导电聚合物的研究意义。2016 全新精品资料 - 全新公文范文 -全程指导写作独家原创22/30答：高性能导电聚合物即新一代的有机电子功能材料的研制，将为高密度信息处理、高效能量转换等高科技的发展作出贡献。7. 什么叫聚合物的耐热性和热稳定性？如何提高聚合物的耐热性和热稳定性？答：耐热性：聚合物材料抵抗热变形和热分解的能力。热稳定性：聚合物耐热降解或老化的性能。提高聚合物耐热性的方法:a. 增加高分子

39、链的刚性；b.提高聚合物的结晶性；c. 进行交联。提高热稳定性的方法：a. 在高分子链中避免弱键；b. 在高分子主链中避免一长串连接的亚甲基，并尽量引入较大比例的环状结构；c. 合成“梯形”、“螺形”和“片状”结构的聚合物。8.讨论提高聚合物透明性的途径。答：a.加防反射膜；b. 使聚合物在可见光频率区无基准振动；c. 增加聚合物非晶成分； d. 添加成核剂，采用急冷结晶的方法得到微细结晶。9. 简述影响聚合物界面张力的因素。如何降低聚合物之间的界面张力？ 答：温度、极性、分子量和添加剂 ;(2) 升高温度；降低接触两相聚合物的极性差异；降低分子量：加入添加剂。 10. 讨论聚合物表面改性的研

40、究现状与展望。 答：略。高分子物理答案详解2016 全新精品资料 - 全新公文范文 -全程指导写作独家原创23/30第 1 章高分子的链结构1. 写出聚氯丁二烯的各种可能构型。等。2 构象与构型有何区别？聚丙烯分子链中碳碳单键是可以旋转的，通过单键的内旋转是否可以使全同立构聚丙烯变为间同立构聚丙烯？为什么？答：区别：构象是于单键的内旋转而产生的分子中原子在空间位置上的变化，而构型则是分子中化学键所固定的原子在空间的排列；构象的改变不需打破化学键，而构型的改变必须断裂化学键。不能，碳 - 碳单键的旋转只能改变构象，却没有断裂化学键，所以不能改变构型，而全同立构聚丙烯与间同立构聚丙烯是不同的构型。

41、3. 为什么等规立构聚丙乙烯分子链在晶体中呈31 螺旋构象，而间规立构聚氯乙烯分子链在晶体中呈平面锯齿构象？答于等归立构聚苯乙烯的两个苯环距离比其范德华半径总和小，产生排斥作用，使平面锯齿形构象极不稳定，必须通过 C-C 键的旋转，形成31 螺旋构象，才能满足晶体分子链构象能最低原则。于间规聚氯乙烯的氯取代基分得较开，相互间距离比范2016 全新精品资料 - 全新公文范文 -全程指导写作独家原创24/30德华半径大，所以平面锯齿形构象是能量最低的构象。4. 哪些参数可以表征高分子链的柔顺性？如何表征？答：空间位阻参数， 值愈大，柔顺性愈差； 特征比 Cn，Cn 值越小，链的柔顺性越好；连段长度

42、b，b 值愈小，链愈柔顺。5 聚乙烯分子链上没有侧基，内旋转位能不大，柔顺性好。该聚合物为什么室温下为塑料而不是橡胶？答：这是于聚乙烯分子对称性好，容易结晶，从而失去弹性，因而在室温下为塑料而不是橡胶。6. 从结构出发，简述下列各组聚合物的性能差异：聚丙烯睛与碳纤维；无规立构聚丙烯与等规立构聚丙烯；顺式聚1，4- 异戊二烯与反式聚1， 4- 异戊二烯。高密度聚乙烯、低密度聚乙烯与交联聚乙烯。7.比较下列四组高分子链的柔顺性并简要加以解释。解：8. 某单烯类聚合物的聚合度为104，试估算分子链完全伸展时的长度是其均方根末端距的多少倍？答：倍9. 无规聚丙烯在环己烷或甲苯中、 30时测得的空间位阻

43、参数 =, 试计算其等效自连接链长度b。 解： b=10. 某聚苯乙烯试样的分子量为 416000，试估算其无扰链的均方末端距。 答：均方末端距为。第 2 章聚合物的凝聚态结构2016 全新精品资料 - 全新公文范文 -全程指导写作独家原创25/301. 名词解释凝聚态，内聚能密度，晶系，结晶度，取向，高分子合金的相容性。凝聚态：为物质的物理状态，是根据物质的分子运动在宏观力学性能上的表现来区分的，通常包括固体、液体和气体。内聚能密度： CED 定义为单位体积凝聚体汽化时所需要的能量，单位：晶系：根据晶体的特征对称元素所进行的分类。结晶度：试样中的结晶部分所占的质量分数或者体积分数。取向：聚合

44、物的取向是指在某种外力作用下，分子链或其他结构单元沿着外力作用方向的择优排列。高分子合金的相容性：两种或两种以上高分子，通过共混形成微观结构均一程度不等的共混物所具有的亲和性。2. 什么叫内聚能密度？它与分子间作用力的关系如何？如何测定聚合物的内聚能密度？答：内聚能密度： CED定义为单位体积凝聚体汽化时所需要的能量，单位：内聚能密度在 300以以下的聚合物，分子间作用力主要是色散力；内聚能密度在 400上的聚合物，分子链上有强的极性基团或者分子间能形2016 全新精品资料 - 全新公文范文 -全程指导写作独家原创26/30成氢键；内聚能密度在300-400 合物，分子间相互作用居中。之间的聚

45、3. 聚合物在不同条件下结晶时，可能得到哪几种主要的结晶形态？各种结晶形态的特征是什么？答：可能得到的结晶形态：单晶、树枝晶、球晶、纤维状晶、串晶、柱晶、伸直链晶体；形态特征：单晶：分子链垂直于片晶平面排列，晶片厚度一般只有10nm 左右；树枝晶：许多单晶片在特定方向上的择优生长与堆积形成树枝状；球晶：呈圆球状，在正交偏光显微镜下呈现特有的黑十字消光，有些出现同心环；纤维状晶：晶体呈纤维状，长度大大超过高分子链的长度；串晶：在电子显微镜下，串晶形如串珠；柱晶：中心贯穿有伸直链晶体的扁球晶，呈柱状；伸直链晶体：高分子链伸展排列晶片厚度与分子链长度相当。4. 测定聚合物的结晶度的方法有哪几种？简述其基本原理。不同方法测得的结晶度是否相同？为什么？答：密度法， X 射线