高分子物理期末复习

高分子物理期末复习⑴

1、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

2、脆性断裂一一屈服前的断裂，拉伸中试片均匀形变，断面较平整。

3、熔限一一高聚物熔融开始至终了的温度区间。

4、时温等效原理一一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aT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。

5、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、

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

O

A.170℃B.115℃

2.比较结晶难易程度：

l.PE、PP、PVC、PS(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（聚碳

酸酯>聚对苯二甲酸乙二醇酯>聚乙烯>聚二甲基硅氧烷）

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

度时的应力一应变曲线，并指出从该曲线所能获得的信息。（10）

从该图可以获得的信息有：

聚合物的屈服强度（Y点强度）

聚合物的杨氏模量（OA段斜率）

聚合物的断裂强度（B点强度）

聚合物的断裂伸长率（B点伸长率）

聚合物的断裂韧性（曲线下面积）

玻璃化转变温度

由玻璃态向高弹态发生突变的区域叫玻璃化转变区，玻璃态开始向高

弹态转变的温度称为玻璃化转变温度。聚合物在玻璃化转变时，除了力学

性能外，许多物理性质如比体积、膨胀系数、比热、导热系数、密度、折

光率、介电常数等，也都有很大变化。它是塑料使用的

上限温度，橡胶使用的下限温度。

蠕变

蠕变是指在一定的温度和较小的恒定应力作用下，材料的应变随时间

的增加而增大的现象。蠕变与温度高低和外力大小有关。聚合物蠕变性能

反映了材料的尺寸稳定性和长期负载能力，有重要的实用性。

34）应力松弛

在恒定温度和形变保持不变的情况下，聚合物内部的应力随时间增加

而逐渐衰减的现象。线型聚合物产生应力松弛的原因，可理解为试样所承

受的应力逐渐消耗于克服链段及分子链运动的内摩擦阻力上。具体说，

在外力作用下，高分子链段沿外力方向被迫舒展，因而产生内部应力，以

与外力相抗衡。但是，通过链段热运动调整分子构象，以致缠结点散开，

分子链产生相对滑移，逐渐恢复其蜷曲的原状，内应力逐渐消除，与之相

平衡的外力当然也逐渐衰减，以维持恒定的形变。交联聚合物整个分子不

能产生质心位移的运动，故应力只能松弛到平衡值。

35）滞后

在一定温度和循环（交变）应力作用下，试样应变滞后于应力变化的滞

后现象。由于发生滞后现象，在每一循环变化中，都要以热的形式损耗掉

的能量。

材料疲劳

材料或构件在周期应力作用下断裂或失效的现象，是材料在实际使用

中常见的破坏形式。在低于屈服应力或断裂应力的周期应力作用下，材料

内部或其表面应力集中处引发裂纹并促使裂纹传播，从而导致最终的破坏。

挤出胀大

挤出胀大现象又称巴拉斯效应，是指熔体出模孔后，挤出物的截面积

比模孔截面积大的现象。挤出物胀大现象也是聚合物熔体弹性的表现。至

少有两方面因素引起。其一是聚合物熔体在外力作用下进入模孔，入口处

流线收敛，在流动方向上产生速度梯度，因而分子受到拉伸力产生拉伸弹

性形变，这部分形变一般在经过模孔的时间内还来不及完全松弛，出模孔

之后，外力对分子链的作用解除，高分子链就会由伸展状态重新回缩为蜷

曲状态，形变回复，发生出口膨胀。另一个原因是聚合物在模孔内流动时

由于切应力的作用，表现出法向应力效应，法向应力差所产生的弹性形变

在出模孔后回复，因而挤出物直径胀大。

简述聚合物分子的运动及其特点。

答案要点:（1）运动单元的多重性，包括：高分子链的整体运动，链段

运动，链节、支链、侧基的运动，晶区内分子运动。（2）分子运动的时间依

赖性。原因在于不同的运动单元的运动均需要克服摩擦力，不可能瞬时完

成。（3）分子运动的温度依赖性。不同温度下表现出不同的运动特征。玻璃

态：分子运动限于振动和短程的旋转运动；玻璃一橡胶转变区：模量下

降很多，链段为运动；橡胶流动区：既呈现橡胶弹性又呈现流动性;

液体流动区，整个分子链成为运动单元。

18.简述高分子聚合物玻璃化转变的自由体积理论。

答案要点：玻璃化转变是高分子链段运动的松驰过程。自由体积理论

认为，液体或固体，它的整个体积包括两部分：一部分是分子本身占据的，

称为占有体积；另一部分是分子间的空隙，称为自由体积，它以大小不等

的空穴无规分布在聚合物中，提供了分子运动的空间，是分子链可能通过

转动而调节构象。在玻璃化温度以下，链段运动被冻结，自由体积也处于

冻结状态，其空穴尺寸和分布基本上固定。聚合物在玻璃化温度下，自由

体积提供的空间不足以使聚合物链发生构象调整，随温度升高，聚合物体

积膨胀只是由于分子振动、键长的变化，即分子占有体积的膨胀。而在玻

璃化温度以上，自由体积开始膨胀，为链段运动提供保证，链段由冻结进

入运动状态。

19.影响Tg的因素是什么？通过什么手段可以调节聚合物的Tg?

影响Tg的因素：（1）主链的柔顺性；（2）取代基；（3）构型；（4）分

子量；（5）链间相互作用；（6）作用力；（7）实验速度。

调节手段：（1）增塑降低Tg。（2）共聚取决于共聚方法，共聚组成

及共聚单体的化学结构。（3）交联提高Tg。（4）共混由共混物的相容性

决定。如果热力学互容，则共混物的Tg与相同组分无规共聚物的Tg相同，

即介于相应聚合物的Tg之间。

20.聚合物结晶的必要条件是什么？如何影响聚合物的结晶？

答案要点:聚合物结晶的必要条件是分子结构的对称性和规整性，这也

是影响其结晶能力、结晶速度主要结构因素。此外，结晶还需要温度和时

间。

影响因素：（1）链的对称性和规整性：分子链的对称性和规整性越高，

越易于结晶。（2）分子量：分子量大，熔体粘度增大，链运动能力降低，

限制了链段向晶核的扩散排列，聚合物结晶速度变慢。（3）共聚物：与共

聚单体的结构、共聚物组成、共聚物分子链对称性和规整性均有关。无规

共聚物结晶能力降低。如果两种共聚物的均聚物结晶结构相同，这种共聚

物也可以结晶。嵌段聚合物的各个嵌段基本保持基本保持相对独立性，其

中能结晶的嵌段将形成自己的晶区。

.简述聚合物粘弹性现象。

答案要点：高分子材料的力学行为在通常情况下总是或多或少表现为

弹性与粘性相结合的特性，而且弹性与粘性的贡献随外力作用的时间而异,

这种特性称之为粘弹性。粘弹性的本质是由于聚合物分子运动具有松弛特

性。包括：（1）蠕变指在一定温度、一定应力的作用下，聚合物的形变

随时间的变化称为蠕变。（2）应力松弛在一定温度、恒定应变的条件下，

试样内的应力随时间的延长而逐渐减小的现象称为应力松弛。（3）滞后现

象在一定温度和交变应力的作用下，试样应变滞后于应力变化的现象。

其中，蠕变、应力松弛属于静态粘弹性，滞后属于动态粘弹性。

简述时温等效原理

答案要点:从分子运动的松弛性质可以知道，同一个力学松弛现象，即

可在较高温度下、较短的时间内观察到，也可以在较低温度下、较长时间

内观察到。因此，升高温度与延长时间对分子运动是等效的，对聚合物的

粘弹性为业是等效的。这就是时温等效原理。

26.简述脆性断裂和韧性断裂的区别及相互关系。

答案要点:断裂试样不显示有明显的推迟形变，断裂面光滑，相应的应

力一应变关系是线性的或很接近线性，断裂应变值低于5%,且所需能量

也不大。而所谓韧性，通常有大得多的形变，且形变在试样方向可以是不

均匀的，如发生断裂，试样断面粗糙，常显示有外延的形变，应力一应变

关系非线性，消耗能量很大。

27.影响聚合物强度的主要因素是什么？如何影响与改变强度？

答案要点:主要影响因素：（1）高分子材料强度上限取决于主链化学键

力和分子间作用力。故一般情况下，增加分子极性或形成氢键可以提高强

度。主链含有芳杂环的聚合物，其强度和模量比脂肪族的高。分子链支化

程度增加，分子间距离增加，作用力减小，聚合物拉伸强度降低。（2）适

度交联可有效增加分子链间联系，使分子链间不易滑移。适度交联，材料

强度增高；过度交联，强度反而下降。(3)结晶度升高，强度增加，但太

高，材料将发脆。球晶的结构对强度影响较大。取向可大幅提高材料强度。

(4)增塑剂的加入降低强度。此外，低温和高应变速率下，聚合物倾向

脆性断裂。温度越低，应变速率越高，断裂强度越大。

增强途径：如在聚合物基体中加入第二种物质，形成复合材料，显著

提高材料力学强度，称为“增强”作用，能提高聚合物基体力学强度的物

质称为增强剂或活性填料。按填料的形态，可分为粉状和纤维状两种。增

强机理：填料与高分子链间的较强相互作用。

298K时聚苯乙烯的剪切模量为1.25X109N?m-2,泊松比为0.35,求其

拉伸模量(E)和本体模量

(B)是多少？并比较三种模量的数值大小。

99?2E?2G(l??)?2?1,25?10(l?0.35)?3.38?10N?m解：

E3.38?109B???3.75?109N?m?23(l?2?)3(l?2?0.35)

，本体模量(B)>拉伸模量(E)>剪切模量(G)

有三种材料的应力-应变曲线如图所示。

(1)哪种材料的弹性模量最高？

(2)哪种材料的伸长率最大？(3)哪种材料的韧性最高？(4)哪种材料

的在断裂前没有明显的塑性

变形？

(5)判断顺丁橡胶、尼龙6、酚醛塑料分别对应哪种材料的曲线？

答：⑴材料I；(2)材料III；(3)材料II;(4)材料I；(5)顺丁

橡胶对应材料

III,尼龙6对应材料II；酚醛塑料对应材料Io

试以松弛的观点解释为什么聚合物的Tg会随升降温速度的提高而升

高？

答：玻璃化转变不是热力学上的相转变，而是一个松弛过程，即Tg与

测量过程有关。当温度变化过快时，聚合物链的运动跟不上温度变化，出

现滞后现象，从而造成测得的玻璃化温度随升降温速度的提高而升高。

Avrami指数?

位移因子？

应力松弛：在恒定温度和形变保持不变的情况下，聚合物内部的应力

随时间的增加而逐渐衰减的现象。.玻璃化温度：玻璃态与高弹态之间的转

变即玻璃化转变，所对应的转变温度。泊松比：材料横向单位宽度的减少

与纵向单位长度的增加之比值。

6.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。

熔限：结晶高聚物有一个较宽的熔融温度范围，这个温度范围就叫熔

限。

5.熔点：高聚物结晶部分完全熔化的温度。

6,剪切粘度：液体内部反抗在切应力作用系发生薄层流动的内摩

擦力，称为剪切粘度。

7.高聚物的屈服：聚合物在外力作用下产生的塑性变形。

滞后现象：高聚物在交变应力作用下，形变落后于应力变化的现象。

4

.内耗：如果形变的变化落后于应力的变化，发生之后现象，则每

一循环变化中就要消耗功，称为内耗。

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。

冷拉：结晶高聚物和玻璃态聚合物的拉伸过程都经历弹性变形，屈服,

发展大形变以及应变硬化等阶段，拉伸的后阶段都呈现强烈的各向异性,

断裂前的大形变在室温下都不能自发回复，而加热后却都能回复原状，因

而本质上两种拉伸过程造成的大形变都是高弹形变，通常把它们统称为冷

拉。

5.假塑性流体：流变行为与时间无关，粘度随剪切速率的增加而减小

的流体。

6.蠕变：就是指在一定的温度和较小的恒定外力作用下，材料的形变

随时间的增加而逐渐增大的现象。

松弛过程：在一定的外界条件下，高聚物从一种平衡状态通过分子热

运动，达到与外界条件相适应的新的平衡态，由于分子运动时运动单元所

受到的摩擦力一般很大，此过程通常是缓慢完成的，称为松弛过程。

软化点：塑料的最高使用温度。挤出胀大（离模膨胀，巴拉斯效应）：

当高聚物熔体从小孔，毛细管或狭缝挤出时，挤出物的直径或厚度会明显

地大于模口的尺寸的现象

应变：当材料受到外力作用时；而所处的条件不能产生惯性移动时，

它的几何形状和尺寸将发生变化，这种变化称为应变。

61.应力：单位面积上的附加应力。

62.机械强度：材料抵抗外力破坏的能力。

63.拉伸强度：在规定的试验温度，湿度和试验速度下，在标准试样

上沿轴向施加载荷，直到试样被拉断为止，断裂前试样承受的最大载荷P

与试样的断裂横截面积之比。

64.弯曲强度（挠曲强度）：在规定试验条件下，对标准试样施加静

弯曲力矩，直到试样折断为止取试验过程中的最大载荷P,按下式计算弯

曲强度：

65.冲击强度：试样受冲击载荷而折断时单位截面积所吸收的能量。

66.硬度：衡量材料表面抵抗机械压力的能力的一种指标。

67.临界伸长率：产生裂纹的最低的伸长率。

.宾汉流体：剪切应力与剪切速率呈线性关系，但只有当剪应力大于屈

服剪应力时才开始流动。流体在静止时存在凝胶结构。

高分子物理名词解释之二

。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I、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。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aT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。柔顺性一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。

内聚能密度：定义克服分子间作用力，lmol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。

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。

高分子物理常见的填空题

1.聚合物在溶液中通常呈构象，在晶体中呈或构象。

2.高聚物的静态粘弹性行为表现有应力松弛。

3.高聚物在极高压力下可以得到的晶体类型是，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温度。

5.橡胶弹性是弹性，弹性模量随温度的升高而，在拉伸时热。

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：和。

8、写出判定聚合物溶解能力的原则中的2个原则：、。

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

的部分，是依据体积排除机理机理进行分离的。

10.液晶分子中必须含有的结构才能够称为液晶，其长径比至少为

才有可能称为液晶，或者为。

11.一般情况下，高聚物的结晶温度区域为使高聚物的Tm较高，熔

限较窄，结晶尺寸较大。

12.膜渗透压法测定的是GPC）测定可得

到Mn,Mw,Mz,Mn,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。

13.PE、等规PP的溶解过程为硫化橡胶遇溶剂后溶胀,不溶解。

14.动态粘弹性一般用参数来表征；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）。

15.大多数聚合物熔体属流体,，其n值为<l,表明它们具有稀

特性。

16.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。

17.玻璃态高聚物发生冷拉（强迫高弹形变）的温度区间是，结晶聚

合物的冷拉温度区间是Tb（Tg）~Tmo

18.顺丁橡胶分子链的结构单元化学组成属1-4键接，构型属顺

式构型。

19.高密度PE与低密度PE相比，其支化度，熔点拉伸强度高,

冲击强度低

20.高聚物的粘弹性行为表现有、耗。

21.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。

22.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，分子量分布宽的聚合物的剪切粘度大，而在高剪切速率下，

分子量分布窄的聚合物的剪切粘度大。

23.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。

24、maxwell模型是有弹簧和粘壶而成，他可以用来描述聚

合物的应力松弛过程。

25.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

量的部分，是依据体积排除机理进行分离的。

26.液晶的晶型可以分为。

27.

28.轻度交联可使材料拉伸强度_增大、蠕变减少、应力松弛加快。

29.高聚物的单晶一般只能在极烯的溶液生成，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现象。

30.通常来说，Tg是塑料使用的橡胶使用的—有的塑料都是在_Tf-Td

_温度区间进行加工。

31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。32.?溶液中，DmlE_=0_,A2_=0_,cl_=0,5_,高分子

链处于—自由无扰—状态。

33.从分子结构来说，的内耗最大（a.顺丁橡胶；b.丁苯橡胶；c.丁月青

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。

34.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。

35.玻璃态高聚物发生冷拉的温度区间是，而结晶聚合物的冷拉温度区

间是Tg-Tm

高分子物理简答题

一、.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？

答：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。

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。

二、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？

答：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。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。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。

二、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？

答：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。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。

四、试说明结晶高聚物的微观结构具有哪些特征？高结晶度材料的分

子链应具备什么结构特点？（10分）

答：特征：1）一条大分子穿过数个晶胞；2）晶体中分子链取稳定构

象，并构象固定；3）晶胞的各向异性；4）具有同质多晶现象；5）结

晶的不完善性。2：链的对称性：高分子链的结构对称性越高，越容易结

晶；链的规整性：规整性越高，越易结晶，键接顺序应规整，构型应是全

同或间同立构；对于二烯类聚合物，反式的结晶能力大于顺式；链的柔顺

性应适中：一定的柔顺性是结晶时链段向结晶表面扩散和排列所必需的。

高度结晶材料应同时具备以上三个要求，缺一不可。

五、比较高聚物Tg的高低，并说明理由。

（1）顺丁橡胶、聚乙烯、聚氯乙烯、氯丁橡胶、聚苯乙烯

答：分子链的柔顺性愈好，其Tg越低；从结构式可以看出，BR主链

不含侧基，且有孤立双键，所以柔性最好，Tg最低；PE与BR相比缺少孤

立双键，柔性次之；CR中虽有孤立双键，但有极性侧基氯原子，柔性降低，

Tg升高；PVC中无孤立双键，有极性侧基氯原子，柔性降低；聚苯乙烯

中无孤立双键，有刚性侧基苯环，Tg最高。既主链连含有孤立双键，柔

性增加；侧基体积增大，或极性增大，柔性降低。Tg：顺丁橡胶<聚乙

烯<氯丁橡胶<聚氯乙烯<聚苯乙烯

（2）聚异丁烯、聚二甲基硅氧烷、聚偏二氟乙烯、聚偏二氯乙烯

答：Si-0主链键长键角均大于C-C主链，且0上无取代基，取代基对

称，所以柔性最好；其余三者主链组成相同，侧基都对称，侧基极性甲

基小于CL和氟原子，但氟原子体积小于氯原子，所以排列如下：Tg：聚

二甲基硅氧烷<聚异丁烯<聚偏二氟乙烯<聚偏二氯乙烯

（3）聚苯撑、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯

答：主链苯环含量增加，Tg增大；酯基含量增加，Tg减小；Tg：聚

对苯二甲酸乙二醇酯&忙聚碳酸酯<聚苯撑

六、试分析讨论分子结构、结晶、交联、取向对高聚物拉伸强度的影

响。

答：（1）凡使分子柔性减小的因素及分子间力增大如生成氢键等都有

利于高聚物拉伸强度的提高；分子量增大，拉伸强度提高，但有极大值，

之后变化不大；

（2）结晶度提高，拉伸强度提高，但有极大值，之后变化不大；结

晶度相同时，结晶尺寸减小，拉伸强度提高；结晶形态：球晶<串晶&忙

伸直链晶片。

（3）随交联密度的提高，高聚物拉伸强度先增大后减小；

（4）平行于取向方向上拉伸强度增加，垂直于取向方向上拉伸强度

减小。

七、苯乙烯一丁二烯共聚物（3=16.5）不溶于戊烷（3=14.5）也不

溶于乙酸乙酯（3=18.6）,但是可溶于以上两溶剂1：1的混合体系里，为

什么？

答：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。

而戊烷（3=14.5）和乙酸乙酯（3=18.6）的溶度参数与苯乙烯一丁

二烯共聚物（3=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。当两种溶剂1：1的混后，混合溶剂的溶度参数为：

（14.5+18.6）/2=16.55

与苯乙烯一丁二烯共聚物（3=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。

高分子物理模拟题

一、选择填空

1、部分结晶高聚物在—之间和非晶玻璃态高聚物在_之间可以发生

_O

A.Tb-Tg；B.Tg~Tm；C.Tm~Td；D.强迫高弹形变；E.粘性流动

其中Tb：脆化温度，Tg：玻璃化温度，Tm：熔点温度，Td：分解温度

2、结晶高聚物在冷却结晶过程中冷却速度加快，最后结晶度将

A,增大；B.减小；C.不变

3、高分子链的—是指链中原子的种类和排列、取代基和端基的种类、

单体排列等，—主要是指由于单键的内旋转造成的分子在空间的不同排列

形态。

A、构造；B.构象；C,构型

4、一般情况下，—要求采用熔融指数较高的物料，_要求采用熔融指

数较低的物料，而_则要求熔融指数适中。

A吹塑成型；B.挤出成型；C.注射成型PE

5、试样的拉伸将发生_,PS试样的拉伸将发生一

A韧性断裂；B.脆性断裂

二、判断题（正确的在括号中打错误的打X）

1、柔性高聚物的粘度对温度有较大的敏感性，而刚性高聚物的粘度

则对剪切速率有更大的敏感性。（？）

2、要避免HDPE挤出过程出现熔体破裂，尽量加长口模长度。（？）

3、分子链单轴取向是指分子链主要沿某一方向平行排列，而双轴取

向则是指分子链主要取平行于某一平面的任意方向。（？）

4、高聚物发生粘性流动时必然伴随有一定量的不可逆的高弹形变。（?）

5、在高聚物成型加工过程中，在分子量相同的情况下，分子量分布

比较宽的物料流动性要好一些。（？）

三、基本概念（名词解释）

聚合度共聚物蠕变熔融指数粘流温度

四、问答题

1、什么是第一法向应力差？对于高聚物熔体，第一法向应力差往往

不为零的实质是什么？

2、时温等效原理的实质是什么？如何在短时间内测定天然橡胶的低

温应力松驰行为？

3、试分析为了改善聚乙烯与有机玻璃在注射成型过程中的充模流动

性，应分别在注射速度与螺杆转速、或温度方面采取什么相应的措施。

4、试简述高聚物粘性流动的特点。

5、请比较聚苯乙烯（PS）与改性高抗冲聚苯乙烯（HIPS）在聚集态结构上

的差异，并以此说明它们在光学性能、热性能、力学性能等方面的不同。

6、请列举两种测量高聚物分子量的方法并说明其原理。

五、计算题

某高聚物熔体以lX106Pa的压力差通过直径2mm,长度8mm的毛

细管时的流率为

0.05cm3/s,在同样的温度下，以5X106Pa的压力差实验时流率为

0.5cm3/s,请问该熔体是牛顿型还是非牛顿型流动？熔体的剪切速率和表

观粘度是多少？

高分子物理模拟题

一、选择填空

1.结晶型聚合物的结晶温度范围是??????？

A.Tx~Tg；?B.Tm〜Td；?C.Tg~Tm；?D.Tg〜Td

其中：Tx-脆化温度；Tg-玻璃化转变温度Tm-熔点温度；

Td-分解温度

2.结晶聚合物在结晶过程中？??????？

A.体积增大；B.体积缩小；C.体积不变3.结晶聚合物随着结晶

度增加，其?？、？、？、？是增大的，而?？、？？降低。??????????

A.比重；B.伸长率；C.熔点；D.抗冲击强度；E.抗拉强度；F.硬

度；G.刚度

4.聚合物成型拉伸定向工艺中所要求的变形是????????????？???

A.粘性变形；B,分子排直变形；C.弹性变形

二、判断题（正确的在括号内打V,错误的打X）??

1.高分子链的均方末端距()越大，说明分子链越柔顺。(??？)

2.极性聚合物在极性溶剂中，溶解是放热的，非极性聚合物，溶解

过程一般是吸热的(???)

3.在炎热的地方使用聚氯乙烯门窗，时间长了会发生形变，这是由

于聚氯乙烯的蠕变造成的。?(???)

4.饱和的非极性聚合物比极性聚合物的电绝缘性差。?(???)

5.交联使高分子链段的活动性降低，自由体积减少，因而离子电导

下降。?(???)

三、基本概念(名词解释)？

1.柔顺性2.溶解度参数3.滞后现象4.应力松驰5.表观粘度

四、问答题

1.试由分子结构分析聚合物的许多物理性能与低分子物质不同的主

要原因？

2.聚合物交联与支化的区别以及支化对聚合物物理机械性能的影

响？？

3.试述无定型聚合物处于三种力学状态时各自的特性以及产生的原

因(运动机理)

4.什么是聚合物分子量分散性及其表示方法？分子量和分子量分布

对产品性能和成型加工性的影响？

5.请举出3〜5种加工实例(如“吹塑薄膜”加工)，说明聚合物成型

加工中运用拉伸取向工艺的原因或目的？6.分析影响聚合物结晶速度的

因素？(20分)

五、计算题1.A、B两种试样以相同的重量比混合，A的，，B的相

应值为200000和400000,问混合物的和值为多少？（15分）

1.应力松弛：在恒定温度和形变保持不变的情况下，聚合物内部

的应力随时间的增加而逐渐衰减的现象。

2.氢键:是极性很强的X-H键上的氢原子，与另外一个键上电负

性很大的原子Y的孤对电子相互吸引而形成的一种键。

3.等规聚合物：指全同立构和间同的高聚物。

4.等规度：高聚物中含有全同立构和间同立构总的百分数。

5.聚合物的粘弹性：聚合物的形变和发展具有时间依赖性，这种

性质介于理想弹性体和理想粘性体之间，称为粘弹性。

1999年

1.玻璃化温度：玻璃态与高弹态之间的转变即玻璃化转变，所对应的

转变温度。

2.脆点（化）温度：当温度低于某个温度Tb时，玻璃态高聚物不能发

展强迫高弹形变，而必定发生脆性断裂，这个温度称为脆化温度。

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d,溶

质和溶剂的溶解度参数愈接近，两者愈能相互溶解。

4.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。

5.泊松比：材料横向单位宽度的减少与纵向单位长度的增加之比值。

6.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。

2000年

1.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。

2.构型：构型是对分子中的最近邻原子间的相对位置的表征，也

就是指分子汇总由化学键所固定的原子在空间的几何排列。

3.构象：由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态。

4.熔限：结晶高聚物有一个较宽的熔融温度范围，这个温度范

围就叫熔限。

5.熔点：高聚物结晶部分完全熔化的温度。

6,剪切粘度：液体内部反抗在切应力作用系发生薄层流动的内摩

擦力，称为剪切粘度。

7.高聚物的屈服：聚合物在外力作用下产生的塑性变形。

2001年

1.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aT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。

2002年

1.高聚物的熔点：比容一温度曲线上熔融终点处对应的温度为高

聚物的熔点。

2.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。

3.滞后现象：高聚物在交变应力作用下，形变落后于应力变化的

现象。

4

.内耗：如果形变的变化落后于应力的变化，发生之后现象，则每

一循环变化中就要消耗功，称为内耗。

2003年

1.内聚能密度：定义克服分子间作用力，lmol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。

2.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。

2.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。

3.强迫高弹形变：玻璃态高聚物在的外力作用下发生的大形变，其本

质跟橡胶的高弹形变一样，但表现的形式却有差别，为了与普通的高弹形

变区别开来，通常称为强迫高弹形变。本质相同：都是链段运动

不同：强迫高弹形变外力除去不能自动回复，需要加热，受外力要大

的多，发生在Tb-Tg

之间。橡胶的高弹形变

2004年

1.等规度：高聚物中含有全同立构和间同立构总的百分数。

2.非均相成核：即异相成核，以外来的杂质，未完全熔融的残余

结晶聚合物，分散的小颗粒固体或容器的壁为中心，吸附熔体中的高分子

链作有序排列而形成的晶核。

3.均相成核：由熔体中的高分子链段靠热运动形成有序排列的链

束的晶核。

4.。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0溶液。

5.熔融指数：在一定温度下，熔融状态的高聚物在一定负荷下，十分

钟内从规定直径和长度的标准毛细管中流出的重量。

2005年

1.均方末端距：平均末端距或末端距的平方的平均值。

2.增塑作用：添加增塑剂使高聚物分子链易于运动。

3.溶度参数：通常将内聚能密度的平方根定义为溶解度参数d,溶质

和溶剂的溶解度参数愈接近，两者愈能相互溶解。

4.冷拉：结晶高聚物和玻璃态聚合物的拉伸过程都经历弹性变形，

屈服，发展大形变以及应变硬化等阶段，拉伸的后阶段都呈现强烈的各向

异性，断裂前的大形变在室温下都不能自发回复，而加热后却都能回复原

状，因而本质上两种拉伸过程造成的大形变都是高弹形变，通常把它们统

称为冷拉。

5.假塑性流体：流变行为与时间无关，粘度随剪切速率的增加而减小

的流体。

6.蠕变：就是指在一定的温度和较小的恒定外力作用下，材料的形变

随时间的增加而逐渐增大的现象。

2006年

1.旋光异构：两种有机物构成互为镜影的异构体，表现出不同的

旋光性，称为旋光异构。

2.结晶聚合物的熔点：结晶部分完全熔化的温度。

3.高分子液晶：某些物质的结晶变热熔融或被溶剂溶解之后，虽

然失去固体物质的刚性，而获得液态物质的流动性，却仍然部分地保存着

晶态物质分子的有序排列，从而在物理性质上呈现处各向异性，形成一种

兼有晶体核液体的部分性质的过渡状态，这种中间状态称为液晶态，处于

这种状态的物质称为液晶。

4.Huggins参数：反映高分子与溶剂混合时相互作用能的变化。

5.相对分子质量分布宽度指数：是指试样各个分子量与平均分子

量之间的差值的平方平均值。

6.高弹形变：分子链通过链段运动逐渐伸展的过程，形变量比普

弹形变要大的多，且形变与时间成指数关系。

7,力学损耗：如果形变的变化落后于应力的变化，发生之后现象，

则每一循环变化中就要消耗功，称为力学损耗.

2007年

1.冷流：

2.高聚物的多分散性：高聚物的多分散性有相对分子量的多分散

性和分子结构的多分散性。相对分子量的多分散性是指聚合物是相对分子

质量不等的同系物混合物其相对分子量或聚合度是一平均值，这种相对分

子质量的不均一性称为相对分子量的多分散性。分子结构的多分散性:

3.溶胀现象：溶剂渗入高聚物内部，使高聚物体积膨胀的现象。

4.溶解：高分子均匀分散在溶剂中形成完全溶解的分子分散的均匀体

系。

补充：

1.均方末端距：采用向量运算，求平均末端距或末端距的平方的

平均值。

2.末端距：是指线型高分子链的一端与另一端的距离。用h表示。

3.根均方末端距：均方末端距的平方根。

4.最可几末端距：末端距的几率密度函数（径向分布函数）的导

数为零的极值点。

5.构造：是指链中原子的种类和排列，取代基和端基的种类单体

单元的排列顺序，支链的类型和长度等。

6.链段：把若干键组成的一段链作为一个独立运动的单元。

7.脆性断裂：材料在出现屈服之前发生的断裂。

8.韧性断裂：材料在出现屈服之后发生的断裂。

9.应力集中：材料存在缺陷，受力时材料内部的应力平均分布状

态将发生变化，使缺陷附近局部范围内的应力急剧增加，远远超过应力平

均值的现象。

10.银纹：热塑性塑料由于应力以及环境的影响，表面会产生裂纹,

这些裂纹由于光的反射，看上去是发亮的，称为银纹。

11.裂纹：可逆的，在压力或Tg以上退火，会回缩或消失。

12.裂缝：不可逆，是裂纹在较大外力作用下进一步发展。

13.支化度：通常以支化点密度或两相邻支化点之间的链的平均分子

量来表示支化的程度

14.交联度：通常用相邻两个交联点之间的链的平均分子量Me来表

ZjSO

15.几何异构体：1,4一加成的双烯类聚合物，由于内双键上的基团

在双键两侧排列的方式不同而有顺式构型

与反式构型之分。

16.内旋转：单键是由6电子组成；电子云分布是轴对称的，因此分

子在运动时C-C单键可以绕轴旋转，称为内旋转。

17.位垒：顺式构象与反式构象的位能差。

18.完全伸直链：n个键的芳香全部一致，整个链是一条直线。

19.内旋转异构体：由单键的内旋转所导致的不同构象的分子。

20.自由结合链：假定高分子是由足够多的不占有体积的化学键自由

结合而成，内旋转时没有键角限制和位垒障碍，其中每个键在任何方向取

向的几率都相等。

21.自由旋转链：假定分子链中每一个键都可以在键角所允许的方向

自由转动，不考虑空间位阻对转动的影响。

22.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。

23.爆弹性：理想高弹体拉伸时只引起熠变，或者说只有蜡的变化对

理想高弹体的弹性有贡献，因此称为蜡弹性。

24.冷拉：本质是高弹形变的拉伸造成的形变，大形变在室温下不能

回复，加热后能回复原状。

25.同质多晶现象：由于条件变化，引起分子链构象的或堆积方式的

改变，则一种高聚物可以形成几种不同的晶型。

26.雾点：共混物刚刚产生相分离时的温度称为雾点。雾点越低，制

品的耐低温性能越好。

27.凝胶：是高分子链间以化学键形成的交联结构的溶胀体，加热不

能溶解也不能熔融，它是高分子浓溶液，又是高弹体固体。

28.冻胶：由范德华力交联形成的，加热可使范德华力拆散其交联,

使冻胶溶解。

29.溶胀比Q：交联高聚物在溶胀平衡时的体积与溶胀前体积之比。

30.玻璃化转变的多维性：Tg只不过是测定玻璃化转变的一个指标,

如果保持温度不变，而改变其它因素，也能观察玻璃化转变。

31.应力发白：用橡胶增韧的塑料，像高抗冲聚苯乙烯,ABS树脂等，

它们在拉伸形变或弯曲变形时试样有发白现象，在受冲击的破坏面也能看

到发白现象，这种现象称为应力发白。

32.32填料：①惰性填料：只起稀释作用，降低成本，强度也降低。

②可以提高材料强度，与填料本身强度有关，也跟填料与高聚物之间亲和

力有关。

33.主链液晶：

34.侧链液晶:

35.高分子溶液：高聚物以分子状态分分散在溶剂中所形成的均相聚

合物。

36.溶胀：高聚物溶解过程中，溶剂分子渗入高聚物内部使高聚物体

积膨胀。

37.理想溶液：指溶液中溶质分子间，溶剂分子间和溶质溶剂分子间

的相互作用能都相等；溶解过程中没有体积的变化。

38.过量化学位：溶液中非理想部分的溶剂的化学位变化。

39.坍陷线团：内排斥体积为负值的链。

40.无扰尺寸：在特殊情况下，正的外排斥体积和负的内排斥体积正

好抵消，

41.u=0,线团的行为好像无限细的链的一样，处于无扰的状态，这

种状态的尺寸称无扰尺寸。

42.扩胀因子/溶胀因子：T>0时高分子链的均方末端距与均方旋

转半径和9状态下h0和S0的比值。

43.第二维利系数：高分子链段与链段之间以及高分子与溶剂分子之

间相互作用的一种量度。

44.松弛过程：在一定的外界条件下，高聚物从一种平衡状态通过分

子热运动，达到与外界条件相适应的新的平衡态，由于分子运动时运动单

元所受到的摩擦力一般很大，此过程通常是缓慢完成的，称为松弛过程。

45.分配系数：GPC中，孔体积Vi可以被溶质分子进入的部分与Vi

之比。

46.粘流温度：高弹态与粘流态之间的转变温度。

47.普弹性：（即虎克型弹性）：形变与受力的大小成正比，当外力除

去后形变能立刻回复。

48.玻璃态：非晶态高聚物处于具有普弹性的状态。

49.软化点：塑料的最高使用温度。

50.马丁耐热温度：指升温速度为每小时50摄氏度的情况下，标准

试条受弯曲应力50Kg/cm2时，试条弯曲使指示器下降6mm的温度。

51.热变形温度：指升温速度为每小时2/min,加18.5Kg/cm2或

4.6Kg/cm2的负荷在塑料表面上（试样长120mm,宽15mm），使它产生弯

曲变形，当试样中点弯曲挠度达到0.21mm时的温度。

52.剪切变稠：胀塑性流体的粘度随剪切速率的增加而升高。

53.剪切变稀：假塑性流体的粘度随剪切速率的增加而减少。

54.触变性（摇溶性）流体：在恒定剪切速率下粘度随时间增加而降

低的液体

55.反触变性（摇凝性）流体：在恒定剪切速率下粘度随时间增加而

升高的液体

56.剪切流动：速度梯度的方向与流动方向相垂直。

57.拉伸流动：速度梯度的方向与流动方向相一致。

58.挤出胀大（离模膨胀，巴拉斯效应）：当高聚物熔体从小孔，毛

细管或狭缝挤出时，挤出物的直径或厚度会明显地大于模口的尺寸的现象

59.挤出胀大比：挤出物的最大直径与口模直径的比值。

60.应变：当材料受到外力作用时，而所处的条件不能产生惯性移动

时，它的几何形状和尺

寸将发生变化，这种变化称为应变。

61.应力：单位面积上的附加应力。

62.机械强度：材料抵抗外力破坏的能力。

63.拉伸强度：在规定的试验温度，湿度和试验速度下，在标准试样

上沿轴向施加载荷，直到试样被拉断为止，断裂前试样承受的最大载荷P

与试样的断裂横截面积之比。

64.弯曲强度（挠曲强度）：在规定试验条件下，对标准试样施加静

弯曲力矩，直到试样折断为止取试验过程中的最大载荷P,按下式计算弯

曲强度：

65.冲击强度：试样受冲击载荷而折断时单位截面积所吸收的能量。

66.硬度：衡量材料表面抵抗机械压力的能力的一种指标。

67.临界伸长率：产生裂纹的最低的伸长率。

68.临界应力：产生裂纹的最低的拉伸应力。

69.热弹效应：橡胶被拉伸时会发热，回缩时会吸热，而且伸长时的

热效应会随伸长率而增加。

70.热弹转变现象：当伸长率小于10%时,F对T的曲线斜率会变成

负值的现象。

71.橡胶的极限性质：指极限强度，最大伸长率和断裂行为。

72.力学松弛：高聚物的力学性质随时间变化而变化。

73.极化强度：单位体积内分子偏极距的矢量和。

74.介电损耗：电介质在交变电场中，由于消耗一部分电能，使介质

本身发热的现象。

75.高弹性：在高弹态下，聚合物的变形是外力作用促使高聚物主链

发生内旋转的过程，它所需的外力显然比高聚物在玻璃态时变形（改变化

学键的键长和键角）所需要的外力要小的多，而形变量却要大的多，这种

力学性质称为高弹性。

76.取向：在外场作用下，分子链，链段及结晶高聚物的晶片，晶带

将沿着外场方向排列，这一过程称为取向。

77.普弹形变：当高分子受到外力作用时，分子链内部键长和键角立

刻发生变化，这种形变量是很小的，称为普弹形变。

78.高弹形变：分子链通过链段运动逐渐伸展的过程，形变量比普弹

形变要大的多，且形变与时间成指数关系。

79.粘性流动：分子间没有化学键的线形高聚物，则还会产生分子相

对滑移，称为粘性流动。

80.永久变形：由于粘性流动是不能回复的，因此对线形高聚物来说,

当外力除去后总会留下一部分不能回复的形变，称为永久变形

81.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