高等高分子物理学研究生各章节思考题

1、第一章高分子子单链凝聚态回答下列问题：(1)高分子非晶凝聚态的特点是什么？何谓高分子单链凝聚态？两者在分子链形态结构方 面有何差异？一般高分子非晶态是线团相互穿透的多链凝聚态， 是分子固体中非常独特的一种分子凝 聚态。(在外场作用下择优取向明显，共混体系具有复杂的相结构。)高分子单链凝聚态：由于链内结构单元之间存在范德华力，高分子链以打圈的形式存在, 最终塌缩成均方半径很小的紧缩颗粒。多链凝聚态：高分子成高斯无规线团状，线团分子彼此相互贯穿，小区域存在有序结构。(2)研究高分子单链凝聚态的意义是什么？单链是否可能形成凝聚态；单链是否可能结晶；结晶动力学：分子成核理论；折叠 链晶片究竟是规整折叠

2、还是无规折叠；单链分子究竟能产生多大的高弹形变；(3)如何得到高分子单链晶体？1)从极稀溶液制备：LB膜法;生物展开技术；喷雾法;冷冻干燥2)微乳液聚合：单体纯度高；乳液滴尺寸小(数十nm)；每个液滴中只有一个引发剂分子(4)如何确定所得样品是否属于高分子单链晶体？1)外形与尺寸：POM观察，多面体(规则外形)；透明；选区衍射可看到典型的电子衍射斑点；链垂直于基底，晶体厚约14nm (理论平衡值约36nm)2)耐电子辐射特性，经大剂量电子辐射后，衍射并未消失，强度无明显减弱。(5)如何得到高分子单链玻璃？PS:将其用不良溶剂溶解后喷雾在劈裂的云母片上可得到单链 PS玻璃。将PS极稀苯 溶液喷雾

3、在劈裂的云母片上，随着溶剂挥发可得到单链PS玻璃。PS用 制射引发微乳液聚 合可得到。(6)单链高分子的DSC曲线有何特点？如何理解?酊& PS单第靖米尊的弗I津弁眼DSC理堀tj r 内特点：在低拉力区，单分子链的拉力一一伸长行为是完全的可逆弹性形变，应力应变曲线近 似直线，斜率很小，在高拉力区，曲线斜率突增。解释：低拉力区属嫡弹形变，单分子链高弹性属嫡弹性，高拉力区，分子链被拉直，不再是 嫡弹形变，而是分子链构象改变。(8)单链凝聚态向多链凝聚态的转变如何实现？有何特点? 必须在流动态实现；很快，几秒或几分钟；性能变化很明显第二章聚合物-聚合物共混体系.解释下列名词：polymer all

4、oy高分子合金：两种或两种以上高聚物的混合物成为共混高聚物，不少共混高聚物可能兼具甚至超过组元高聚物的性能，恰如几种金属元素混合在一起产生优于单一金属性能的 合金一样，因此被称为高分子合金。miscibility and compatability混溶性：指分子量级上的混合，也认为取得单相材料的预期性能所对应的状态为混溶，共混物性能介于组分性能之间，性能的调节范围很宽。相容性：不一定是分子水平的混合，但组分之间有良好的粘结性能，共混物可能同时具 有组分的优点，但不是其平均性能，而可能具有良好的综合性能。binodal points and spinodal points and curves双

5、节点：旋节点：LCST(lower critical solution temperature)and UCST(upper critical solution temerature) 下临界温度：当低于此温度时，体系完全混溶，而高于此温度时，体系为部分混溶。上临界温度：当超过此温度时，体系完全混溶，为热力学稳定的均相体系，而低于此温度时则为部分混溶，在一定的组成范围内产生相分离percoation threshold.回答下列问题：(1)聚合物共混改性的好处有哪些？举例说明。取长补短，获得综合性能较为理想的材料；使用少量某聚合物作为另一种聚合物的改性剂，效果显著橡胶，增韧塑料(PS/PVC+

6、1020% 胶)；改善加工性能，PIA/PPS(聚酰亚胺/聚苯硫醴)；可满足特殊需要，如阻燃型，优异装饰性，自润滑，导电性等；在保证使用要求下降低成本，PA, PC, PPO/PE(2)怎样判断一种高聚物-高聚物共混物是均相体系还是两相体系？共溶剂法：即采用一种能分别的单独的溶解两种聚合物的溶剂，称为共溶剂，将 两种聚合物按1:1的质量以比较低或中等浓度溶解，在一定温度下放置数天，如果 体系始终保持均一的溶液状态，则可判断为混溶体系。光学透明性测定：两种无定形的高分子的混溶体系是光学透明的，而不混溶的共 混体系由于存在两个相区，只要两个相区的折光指数不同，入射光将在两相间的界 面处被散射而呈现

7、浑浊或不透明。试验方法一般是制成薄膜，将薄膜用能够控温的 光学显微镜观察，以透明或不透明就可以判定是混溶还是不混溶。玻璃化转变温度：用热分析法，如 DMA、DSC、DDA等方法测定体系的Tg,看 它是否有2个或更多个Tg,若是体系存在两个或两个以上的 Tg,则体系不混溶。其他测定方法：用扫描或透射电镜观察体系形态或运用其他方法如非辐射能量转 移荧光光谱法，小角中子散射，核磁共振。(3)混溶和不混溶高聚物-高聚物共混物各有什么优缺点？举出一到两种混溶高聚物体系, 并说明其特点。(4)怎样获得高聚物-高聚物共混物的相图？分析实验误差的来源。浊点法：从充分混合的混合物中制取薄膜并用显微镜观察，只要两

8、种高分子的折光指数有足够的差别，就可以观察到相分离。因此给定一确定的组成，使之混溶，此时应为透 明。逐渐改变温度到一定程度时会发生分相， 记录开始观察到的浑浊的温度， 便得到一 个浊点()，继续改变温度使其超过浊点几度，然后逆转变温度方向，再次记录浑浊开 始消失的温度。取升温和降温所观察到的转变温度的平均值，则为这一组下的浊点温度， 连成曲线则为浊点曲线，它表示的是两相平衡共存的条件。利用浊点法来确定相图的实验方法主要有两个误差： 一是高聚物粘度大，相分离有一个 松弛的过程，因此相分离不可能瞬时实现，总是有一个滞后；二是发生相分离的小簇必 须增长到一定尺寸才能造成足够的折射差率而散射可见光，从

9、而给实验结果带来误差。(5)在共混体系的亚稳定区与不稳定区，相分离机理有什么不同？试述下列两种相分离机理：(a) nucleation and growth； (b) spinodal decompositiorb1) 成核与增长：当混合物的组分处于亚稳定区时，可以看到大幅度的组分涨落才伴 随着混合自由能的下降，而在这之前的小幅度组分涨落由于两条曲线的曲率为正， 则需要随之以自由能升高，因此体系需要稍微活化才会发生相分离，活化可以是由 于振动、杂质或过冷等产生，但是越过了这一热力学位垒则组分。(6)从热力学观点看，相图上的临界温度满足什么条件?3 Gm3-(7)在热力学上，聚合物-聚合物共混体系的双结点、旋节点和临界点满足什么条件？完全 混溶体系的热力学判据是什么？2双节点：包0旋节点：GM 02临界点：3 Gm