渭师院高分子物理模拟试题（十套）及答案

高分子物理模拟试题1及答案一、单选题(每小题2分，共20分)1、PVC和PVA分别是哪种聚合物的缩写()A、聚氯乙烯，聚乙烯醇 B、聚氯乙烯，聚醋酸乙烯酯C、聚丙烯，聚乙烯醇 D、聚丙烯酰胺，聚醋酸乙烯酯2、下列测试方法不能用于研究高分子链结构的是()A、红外光谱 B、凝胶渗透色谱C、拉曼光谱 D、核磁共振3、下列流体哪种是牛顿流体？()A、聚乙烯醇缩甲醛胶水 B、油漆C、水 D、颜料4、下列各组聚合物的柔性大小关系正确的是()A、聚二甲基硅氧烷<顺式聚1,4-丁二烯B、聚己二酸乙二醇酯<聚对苯二甲酸乙二醇酯C、聚丙烯<聚4-甲基-1-戊烯D、聚氯乙烯<聚偏二氯乙烯5、下列哪个方法可以测试高分子的分子量()A、IR B、SEMC、XPS D、GPC6、橡胶弹性的本质和下列哪类物质相同()A、固体 B、液体C、液晶 D、气体7、下列关于聚合物的溶解过程描述，正确的是()A、非晶态聚合物先溶胀，后溶解B、晶态聚合物先熔融，再溶胀，然后溶解C、交联聚合物先溶胀，然后溶解D、晶态聚合物先溶胀，然后溶解8、下列哪个参数与聚合物熔体的切粘度测试的大小无关()A、聚合物种类B、时间C、温度D、剪切速率9、聚合物脆断和韧断的根本区别在于()A、脆断的断口平整，韧断的断口不光滑B、脆断的断裂强度大，韧断的断裂强度小C、脆断是屈服前断裂，韧断是屈服后断裂D、脆断的断裂伸长率小，韧断的断裂伸长率大10、下列哪种不是聚合物的力学松弛现象()A、蠕变B、应力松弛C、滞后现象 D、挤出胀大二、填空(每空1分，共10分)聚合物熔体的弹性效应的主要表现有：、、、和无管虹吸现象。在外电场作用下，电介质分子或者其中某些基团中电荷分布发生的相应变化称为极化，包括、、、等四种极化方式。20℃时，某聚合物试样的表面张力为46mN/m，经测量，水在该试样表面的接触角为112°，则根据托马斯-杨方程，计算可得该试样与水之间的界面张力为mN/m。(已知20℃时水的表面张力为72.8mN/m)三、名词解释(每题3分，共30分)1.链段；2.内聚能；3.溶液；4.聚电解质；5.玻璃化转变温度；6.交联；7.蠕变；8.机械强度；9.介电常数；10.表面。四、简答题(每题8分，共24分)1、现有：(1)少量PB通过化学接枝连接到PS基体上所得的接枝共聚物；(2)用阴离子聚合得到的丁二烯和苯乙烯的三嵌段共聚物SBS(S/B为30/70);(3)PS(80%)和PB(20%)的共混物。试从产物的性能上说，各自的名称是什么？2、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？3、试用玻璃化转变的自由体积理论解释：(1)非晶态聚合物冷却时体积收缩速率发生变化；(2)冷却速度愈快，测得的Tg值愈高。五、计算题(16分)一聚合物试样，已知在160℃时黏度为8.0*102Pa·s，试预计Tg(100℃)时及120℃时的粘度。(WLF方程中C1=17.44，C2=51.6)参考答案单选题（每题2分，共20分）1-10ABCDDDABCD填空题（每空1分，共10分）1.可回复的切形变，法向应力效应（或包轴效应，或爬杆效应），挤出物胀大，不稳定流动。（无先后顺序）2.电子极化、原子极化、取向极化、界面极化（无先后顺序）3.，71.41mN/m名词解释（每个3分，共30分）链段：把若干个键组成的能够作为一个独立运动单元的一段链，或者高分子链中作协同运动的独立单元。内聚能：克服分子间作用力，1mol凝聚体汽化时所需要的能量。溶液；当T=时，溶液的化学位为理想溶液的化学位，这是溶液为高分子的理想溶液或溶液。聚电解质：在分子链上带有可离子化基团的聚合物称为聚电解质。玻璃化转变温度：聚合物从玻璃态到粘流态的转变温度，通常取模量下降速度最大处的温度。交联：通过交联剂硫磺、过氧化物等与橡胶反应来完成。蠕变：在一定温度和恒定应力作用下，试样应变随时间增加而逐渐增大的线性。机械强度：材料抵抗外力破坏的能力。介电常数：含有电介质的电容器的电容与相应真空电容器的电容之比。表面：暴露于真空的材料最外层部分。简答题（每题8分，共24分）1.答：（1）HIPS(高抗冲聚苯乙烯)塑料；（2）热塑性弹性体——橡胶；（3）韧性塑料。2.答：（1）由于形成球晶，球晶具有双折射现象，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。

（2）降低温度会增加过冷度，缩短结晶时间，因而皮层厚度增加。3.答：(1）在Tg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由体积的收缩，而在Tg以下，自由体积处于冻结状态，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。（2）当冷却速度愈快，测得的Tg偏大，这是因为：一方面，温度降低，体系的自由体积减小，同时，粘度增大，链段运动的松弛时间增加，速冷导致链段运动在到达理论的Tg以前就被冻结，故测得的Tg值偏高，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Tg值愈高。计算题（16分）解：温度在Tg~Tg+100℃范围内，故而可利用WLF方程：（5分）代入C1=17.44，C2=51.6，得，计算得（3分）同理可得，，代入，可得

高分子物理模拟试题2及答案一、单选题(每小题2分，共20分)1、绝大部分聚合物熔体属于下面哪种流体()A、牛顿流体B、流凝体C、理想宾汉体D、假塑性流体2、水的表面张力随着温度的升高而如何变化？()A、不变B、增大C、减小D、无规律3、测试聚合物的玻璃化转变温度不可依据的性质是()A、比体积B、表面张力C、折射率D、密度4、对于分解温度很高的聚合物而言，Tb、Tg、Tf、Td的大小关系正确的是()A、Tb<Tg<Tf<TdB、Td<Tg<Tf<TbC、Tb<Tg<Td<TfD、Tb<Td<Tg<Tf5、下列哪个是能使聚合物的Tf降低的因素()A、主链、侧基或侧链中含有较大的极性基团B、极性取代基的数量增多C、分子量增加D、取代基的对称性好6、关于橡胶弹性的叙述不正确的是()A、弹性形变量大B、弹性模量小C、高弹性的本质是熵弹性D、未交联的橡胶没有弹性7、描述聚合物粘弹性的四元件模型（即VK模型），可以较完全的描述线性聚合物的哪种力学行为？()A、蠕变及蠕变回复B、应力松弛C、滞后现象D、内耗8、旋转粘度计测试聚合物熔体的()A、零切粘度B、表观粘度C、无穷切粘度D、粘度9、下列哪个不是聚合物分子运动的特点()A、运动单元的多重性B、分子运动有时间依赖性C、分子运动有压力依赖性D、分子运动有温度依赖性10、下列关于GPC的说法，不正确的是()A、凝胶渗透色谱B、可测聚合物的数均分子量、重均分子量C、测试分子量需要参比样D、分子量小的分子先流出二、填空(每空1分，共10分)1、电介质的四种极化方式按照极化过程所需时间由短到长依次为、、、。2、写出简称对应的聚合物名称：PVA，PVDC，PA66。3、电导率的单位是，电阻率的单位是，电导率与电阻率互为关系。三、名词解释(每题3分，共30分)1.构象；2.内聚能密度；3.溶度参数；4.多分散系数；5.自由体积理论；6.张应力；7.滞后现象；8.脆-韧转变点；9.极化；10.界面。四、简答题(每题8分，共24分)1、橡胶高弹性有哪些特征？为什么聚合物具有高弹性？2、画出非晶态聚合物的形变-温度曲线和模量-温度曲线，写出各个区域的名称以及分子运动的形式。3、下图为聚合物典型的DSC曲线，请写出曲线上各峰对应的变化过程的名称。五、计算题(16分)有一溶液，由99*1012个小分子A与108个大分子B(设每个大分子“链段”数x=104)B相混合得到，计算该溶液的混合熵。参考答案单选题(每题2分，共20分)1-10DCBADDABCD填空题(每空1分，共10分)1.电子极化、原子极化、取向极化、界面极化（顺序不能错）2.聚乙烯醇，聚偏二氯乙烯，聚己二酰己二胺（或尼龙66）（顺序不能错）3.S/m(或者Ω-1·m-1)，Ω·m，倒数（顺序不能错）名词解释(每个3分，共30分)1.构象：表示原子或原子基团围绕单键内旋转而产生的空间排布。2.内聚能密度：单位体积凝聚体汽化时所需要的能量。3.溶度参数：是指内聚能密度的平方根。4.多分散系数：表示聚合物试样多分散性的参数，等于重均分子量除以数均分子量，或者Z均分子量除以重均分子量。5.自由体积理论：液体或固体，它的整个体积包括两个部分：一部分是为分子本身占据的，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，提供了分子的活动空间，使分子链可能通过转动和位移而调整构象。升高温度，聚合物体积膨胀，在Tg以下是占有体积的膨胀，在Tg以上以自由体积的膨胀为主。6.张应力：当材料发生张应变时，材料的应力称为张应力，定义为张力F除以垂直于它的截面积A0。7.滞后现象：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现象。8.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转变点。9.极化：在外电场作用下，电介质分子或者其中某些基团中电荷分布发生的相应变化。10.界面：指不同物体或相同物质不同相之间相互接触的过渡部分。四、简答题（每题8分，共24分）1.答：（1）高弹性特征：a.弹性模量很小;b.形变量很大;c.弹性模量随绝对温度的升高正比的增加；d.形变时有明显的热效应。

（2）聚合物具有高弹性因为聚合物的链长很长，具有柔性，聚合物网络存在交联，因而卷曲分子在外力作用下通过链段运动改变构象而舒展开来，除去外力有恢复到卷曲状态。2.图1非晶态聚合物的形变-温度曲线图2非晶态聚合物的模量-温度曲线图1非晶态聚合物的形变-温度曲线图2非晶态聚合物的模量-温度曲线A区——玻璃态区，模量较大，分子运动主要限于振动和短程的旋转运动；B区——玻璃-橡胶转变区或叫玻璃化转变区，模量下降了近1000倍，此区为远程、协同分子运动的开始，即链段运动的开始；C区——橡胶弹性平台区，模量几乎恒定，此区以链段运动为主；D区——橡胶流动区或叫粘流转变区，此区为分子整链运动的开始；E区——液体流动区或叫粘流区，聚合物容易流动，是整链运动，模量很小。3.答：依次为玻璃化转变，结晶，熔融，氧化，分解。五、计算题（16分）解：假定为理想的高分子溶液，则代入数据，得

高分子物理模拟试题3一、单选题(每小题2分，共20分)1、下列关于凝胶渗透色谱的说法，不正确的是()A、又称尺寸排阻色谱B、简称做GPCC、测试分子量需要参比样D、分子量小的分子先流出2、下列哪个不是聚合物分子运动的特点()A、运动单元的多重性B、分子运动有时间依赖性C、分子运动有压力依赖性D、分子运动有温度依赖性3、测试聚合物的玻璃化转变温度不可依据的性质是()A、比体积B、表面张力C、折射率D、密度4、聚乙烯、聚氯乙烯和聚丙烯腈的柔性大小关系正确的是()A、聚乙烯<聚氯乙烯<聚丙烯腈B、聚乙烯<聚丙烯腈<聚氯乙烯C、聚氯乙烯<聚丙烯腈<聚乙烯D、聚丙烯腈<聚乙烯<聚氯乙烯5、下列哪个是能使玻璃化转变温度降低的因素()A、主链、侧基或侧链中含有较大的极性基团B、极性取代基的数量增多C、分子量增加D、取代基的对称性好6、关于橡胶弹性的叙述不正确的是()A、弹性形变量大B、弹性模量小C、高弹性的本质是熵弹性D、未交联的橡胶没有弹性7、下列哪个现象不属于聚合物的粘弹性()A、溶胀B、蠕变C、应力松弛D、滞后8、膜渗透压法测的分子量是()A、B、C、D、9、旋转粘度计测试聚合物熔体的()A、零切粘度B、表观粘度C、无穷切粘度D、粘度10、接触角θ与润湿性的关系，不正确的是()A、θ=0°，液体完全润湿固体B、θ=80°,液体部分润湿固体C、θ=100°,液体部分润湿固体D、θ=150°,液体不润湿固体二、填空(每空1分，共10分)1、聚合物分子量的测定方法可以分为三种、和。2、高密度PE与低密度PE相比，其支化度，结晶度，熔点，拉伸强度。3、银纹的类型可分为、和。三、名词解释(每题2分，共20分)1.界面；2.应力松弛；3.牛顿流体和非牛顿流体；4.疲劳；5.内聚能密度；6.时温等效原理；7.热塑性弹性体；8.脆-韧转变点；9.假塑性流体；10.熔体指数。四、简答题(每题5分，共30分)哪些参数可以表征高分子链的柔顺性？如何表征？什么叫溶度参数？溶剂对聚合物的溶解能力如何判定？试用玻璃化转变的自由体积理论解释：(1)非晶态聚合物冷却时体积收缩速率发生变化；(2)冷却速度愈快，测得的Tg值愈高。画出非晶态聚合物的形变-温度曲线和模量-温度曲线，写出各个区域的名称以及分子运动的形式。5.画出聚合物的五种类型应力-应变曲线，并将对应的力学性能描述写在下方(强弱、硬软、脆韧)。6.为什么涤纶采用熔融纺丝方法，而腈纶却用湿法纺丝？五、计算题(第1.2题每题5分，第3题10分，共20分)某一聚合物完全结晶时的密度为0.936g/cm3,完全非晶态的密度为0.854g/cm3,现知该聚合物的实际密度为0.900g/cm3,试问其体积结晶度应为多少？(5分)现有一块有机玻璃(PMMA)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的作用。已知材料的临界应力强度因子KIC=,安全系数n=1.5,问板材结构是否安全？(5分)某硫化橡胶试样，其网链平均分子量为10000g/mol，密度为1g/cm3。问25℃时拉伸1倍需要多大的应力?(R=8.314J/(K·mol))(10分)

高分子物理模拟试题3参考答案单选题(每题2分，共20分)1-10DCBADDAABC填空题(每空1分，共10分)1.绝对法，相对法，等价法(无先后次序)2.少，高，高，大/高3.应力银纹，环境银纹，溶剂银纹名词解释(每个2分，共20分)1.界面：指不同物体或相同物质不同相之间相互接触的过渡部分。2.应力松弛：在一定温度和恒定形变条件下，试样内部的应力随时间的增加而逐渐衰减的现象。3.牛顿流体是指流动行为符合牛顿流动定律()的流体；非牛顿流体是指流动行为不符合牛顿流动定律的流体。4.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裂形式。5.内聚能密度：单位体积凝聚体汽化时所需要的能量。6.时温等效原理：升高温度与延长时间对分子运动是等效的，对聚合物的粘弹行为也是等效的。7.热塑性弹性体：是一种兼有塑料和橡胶特性，在常温下显示橡胶高弹性，高温下又能塑化成型的高分子材料，又称为第三代橡胶。8.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。9.假塑性流体：即切力变稀液体，又称触变体，是指在幂律方程()中流动指数n<1的聚合物流体，因其流动曲线偏离起始牛顿流动阶段的部分可以看做类似塑性流动的特性，所以称为假塑性流体。10.熔体指数：一定温度、一定负荷下，单位时间(一般以10min计)内流出标准毛细管的聚合物质量(克数)称熔体指数，又称熔体流动速率。简答题(每题5分，共30分)(1)空间位阻参数(或称刚性因子)，值愈大，柔顺性愈差；

(2)特征比Cn，Cn值越小，链的柔顺性越好；

(3)链段长度b，b值愈小，链愈柔顺。(1)溶度参数：是指内聚能密度的平方根；(2)溶剂对聚合物溶解能力的判定有三条原则：a.极性相近原则，即聚合物与溶剂的极性相近的原则，此规律比较粗糙；b.内聚能密度(CED)或溶度参数()相近原则，聚合物与溶剂的CED或相近，溶剂溶解聚合物；c.高分子-溶剂相互作用参数小于原则，小于则聚合物能溶解在所给溶剂中，比小的越多，溶剂的溶解能力越好；大于时聚合物一般不能溶解。(1)在玻璃化转变温度Tg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由体积的收缩，而在Tg以下，自由体积处于冻结状态，所以，聚合物体积收缩只有聚合物占有体积的收缩，因此，体积收缩速率会在Tg有变化。(2)当冷却速度愈快，测得的Tg偏大，这是因为：一方面，温度降低，体系的自由体积减小，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Tg值愈高。4.图1非晶态聚合物的形变-温度曲线图2非晶态聚合物的模量-温度曲线图1非晶态聚合物的形变-温度曲线图2非晶态聚合物的模量-温度曲线A区——玻璃态区，模量较大，分子运动主要限于振动和短程的旋转运动；B区——玻璃-橡胶转变区或叫玻璃化转变区，模量下降了近1000被，此区为远程、协同分子运动的开始，即链段运动的开始；C区——橡胶弹性平台区，模量几乎恒定，此区以链段运动为主；D区——橡胶流动区或叫粘流转变区，此区为分子整链运动的开始；E区——液体流动区或叫粘流区，聚合物容易流动，是整链运动，模量很小。5.6.由于聚对苯二甲酸乙二酯的熔点(260~270℃)远低于分解温度(约为350℃)，可用熔融纺丝。而聚丙烯腈的熔点很高(318℃)，分解温度(220℃)低于熔点，所以不能用熔融纺丝，只能采用溶液纺丝(即湿法纺丝)。五、计算题(第1.2题每题5分，第3题10分，共20分)解：(5分)2.解：应力强度因子因为KI<KIC，所以裂纹稳定、不会扩展，即板材结构安全(1分)。3.解：(2分)(5分)代入数据得(3分)

高分子物理模拟试题4一、单选题(每小题2分，共20分)1、下列哪个聚合物可以熔融态加工()A、PE B、酚醛树脂C、PAN D、Kevlar纤维2、PPTA是下列哪个聚合物的缩写名称()A、聚对苯二甲酸乙二醇酯 B、聚对苯二甲酰对苯二胺C、聚丙烯腈 D、环氧树脂3、下列关于幂律方程中常数n的说法不正确的是()A、n<1时，为假塑性流体 B、n<1时，为切力变稀流体C、n>1时，为假塑性流体 D、n>1时，为膨胀性流体4、万能材料试验机不能测试材料的哪个性能()A、拉伸强度 B、压缩强度C、弯曲强度 D、冲击强度5、关于橡胶的硫化下列哪个说法不正确()A、橡胶硫化必须加硫单质 B、硫化橡胶的弹性比未硫化的要好C、橡胶可以热硫化 D、硫化橡胶是不溶不熔的交联网状结构6、下面关于聚合物分子量测定方法的叙述不正确的是()A、测定方法可分为绝对法、等价法和相对法B、沸点升高、冰点降低、气相渗透方法可以测得数均分子量C、GPC方法可以测得聚合物的数均分子量、重均分子量和分子量分布D、体积排除色谱(SEC)法和凝胶渗透色谱(GPC)法是不同的分子量测试方法7、下面关于聚合物玻璃化转变温度(Tg)的叙述，正确的是()A、主链刚性越好，Tg越低B、取代基的极性越大，Tg越低C、取代基的对称性越好，Tg越低D、分子量增大，Tg降低8、聚氯丁二烯的可能构型有几个()A、7B、6C、5 D、49、下列关于聚合物的结构模型的叙述，不正确的是()A、非晶态聚合物的结构模型中无规线团模型比局部有序模型应用更广泛B、非晶态聚合物的结构模型有两种对立的学说C、晶态聚合物的结构模型有樱状胶束模型、折叠链模型和插线板模型D、晶态聚合物的不同结构模型的观点之间仍然存在争议10、下列关于聚合物的溶解过程描述，不正确的是()A、非晶态聚合物先溶胀再溶解B、晶态聚合物先熔融在溶胀后溶解C、交联聚合物只溶胀不溶解D、晶态聚合物先熔融后溶解二、填空(每空1分，共10分)20℃时，某聚四氟乙烯试样的表面张力为23.9mN/m，经测量，水在该试样表面的接触角为112°，则根据托马斯-杨方程，计算可得该聚四氟乙烯与水之间的界面张力为mN/m。(已知20℃时水的表面张力为72.8mN/m)非牛顿流体的流变行为用幂律方程表示，其中K和n分别叫做和。一定温度、一定负荷下，单位时间(一般以10min计)内流出标准毛细管的聚合物质量(克数)叫做该聚合物的。热机分析仪可以通过测试材料在升温过程中拉伸、压缩、弯曲、穿刺或膨胀等的微形变，得到聚合物的曲线，从曲线上可以得到聚合物的和值，升温速率对这两个值的大小影响。三、名词解释(每题2分，共20分)1.表面；2.牛顿流体和非牛顿流体；3.应变和应力；4.蠕变；5.内聚能；6.机械强度；7.时温等效原理；8.热塑性弹性体；9.溶度参数；10.银纹。四、简答及画图题(每题5分，共30分)1、比较下列两组高分子链的柔性并简要加以解释。(1)(1)(2)(2)2、什么叫内聚能密度？它与分子间作用力的关系如何？3、什么叫高分子θ溶液？它与理想溶液有何本质区别？4、橡胶高弹性有哪些特征？5、简述聚合物增强、增韧的途径和机理。6、画出高聚物流体的流动曲线：图1为切应力与切变速率的关系曲线(纵坐标lg，横坐标lg)，图2为表观粘度与切变速率的关系曲线(纵坐标lg，横坐标lg)；用缠结理论对流动曲线进行解释。五、计算题(每题10分，共20分)1.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？(假定该分子链为自由旋转链。)2.某一聚苯乙烯试样，已知160℃时粘度为Pa·s,试估算Tg(100℃)时及120℃时的粘度。(聚苯乙烯的粘流活化能，气体常数R=8.314J/(K·mol))

高分子物理模拟试题4参考答案单选题（每题2分，共20分）1-10ABCDADCBAB填空题（每空1分，共10分）1.，51.2mN/m2.，稠度系数，流动指数或非牛顿指数3.熔体指数，或熔融指数，或熔体流动速率，或MI，或MFR（答出其中任一个即可）4.形变-温度，Tg或玻璃化转变温度，Tf或粘流温度，有名词解释（每个2分，共20分）表面的严格定义是指暴露于真空的材料的最外层部分，经常将材料与空气或其蒸汽相接触的界面称为表面。牛顿流体是指流动行为符合牛顿流动定律（）的流体；非牛顿流体是指流动行为不符合牛顿流动定律的流体。应变是指当材料收到外力作用而所处的条件却使其不能产生惯性移动时，材料的几何形状和尺寸所发生的变化；而应力是材料发生宏观形变时，内部单位面积上产生的一种抵抗外力的附加内力。蠕变：在一定温度和恒定应力作用下，试样应变随之间增加而逐渐增大的现象。内聚能：克服分子间作用力，1mol的凝聚体汽化时所需要的能量。机械强度：材料抵抗外力破坏的能力。时温等效原理：升高温度与延长时间对分子运动是等效的，对聚合物的粘弹行为也是等效的。热塑性弹性体：是一种兼有塑料和橡胶特性，在常温下显示橡胶高弹性，高温下又能塑化成型的高分子材料，又称为第三代橡胶。溶度参数：是指内聚能密度的平方根。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100μm、宽度为10μm左右、厚度约为1μm的微细凹槽。简答题（每题5分，共30分）（1）主链中含杂环结构越多，柔顺性越差（2）主链中含极性取代基越多，柔顺性越差；极性取代基对称分布，柔顺性好。2.（1）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：J/cm3

（2）内聚能密度在300J/cm3以下的聚合物，分子间作用力主要是色散力；内聚能密度在400J/cm3以上的聚合物，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300-400J/cm3之间的聚合物，分子间相互作用居中。3.（1）高分子θ溶液：是指高分子稀溶液在θ温度下（Flory温度），分子链段间的作用力，分子链段与溶剂分子间的作用力，溶剂分子间的作用力恰好相互抵消，形成无扰状态的溶液。此时高分子—溶剂相互作用参数为1/2,内聚能密度为0.（2）理想溶液三个作用力都为0，而θ溶液三个作用力都不为0，只是合力为0.4.高弹性特征：a.弹性模量很小；b.形变量很大；c.弹性模量随绝对温度的升高正比的增加；d.形变时有明显的热效应。5.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。6.图1切应力与切变速率的关系曲线图2表观粘度与切变速率的关系曲线I区：第一牛顿区；II区：幂律区(假塑区)；III区：第二牛顿区缠结理论的解释：第一牛顿区：低剪切速率时，缠结与解缠结速率处于一个动态平衡，表观粘度保持恒定，定为h0，称零切粘度，类似牛顿流体；幂律区：剪切速率升高到一定值，解缠结速度快，再缠结速度慢，流体表观粘度随剪切速率增加而减小，即剪切稀化，呈假塑性行为；第二牛顿区：剪切速率很高时，缠结遭破坏，再缠结困难，缠结点几乎不存在，表观粘度再次维持恒定，定为h¥，称牛顿极限粘度，又类似牛顿流体行为。计算题（每题10分，共20分）1.解：(2分)（2分）（3分）（4分）2.解：设T1=160℃，T2=100℃，T3=120℃，对应的粘度分别为，聚合物熔体的粘度遵循公式（或），则（写出其中任何一个方程即可，2分）（5分）代入数据，得(1分)解，得（2分）

高分子物理模拟试卷5一、单选题(每小题2分，共20分)1、下列哪个材料是通过熔融纺丝制得的()A、涤纶 B、酚醛树脂C、腈纶 D、密胺树脂2、PET是下列哪个聚合物的缩写名称()A、聚对苯二甲酰对苯二胺 B、聚对苯二甲酸乙二醇酯C、聚丙烯腈 D、环氧树脂3、在流体的应力与应变速率关系的幂律方程中，关于常数n的说法，不正确的是()A、n>1时，为膨胀性流体 B、n<1时，为假塑性流体C、n为稠度系数 D、n为流动指数或非牛顿指数4、材料的冲击强度可以用下列哪个仪器测试()A、万能材料试验机 B、球磨机C、橡胶硫化仪 D、悬臂梁式冲击机5、无转子橡胶硫化仪的硫化原理是()A、加硫单质硫化 B、加增韧剂硫化C、加增塑剂硫化 D、加热硫化6、下面那种方法是可以同时测聚合物的数均分子量、重均分子量及分子量分布的()A、沸点升高 B、冰点降低C、光散射法 D、凝胶渗透色谱法7、下面那个因素会导致聚合物的玻璃化转变温度(Tg)降低()A、主链刚性大 B、取代基的极性大C、取代基的对称性好 D、取代基的位阻大8、某聚氯乙烯样品的聚合度为104，则分子链完全伸展时的长度为()(已知C-C键长为0.154nm)A、1540nmB、3080nmC、4620nm 9、下列关于聚合物的结构模型的叙述，不正确的是()A、非晶态聚合物的结构模型中无规线团模型比局部有序模型应用更广泛B、非晶态聚合物的结构模型有两种对立的学说C、晶态聚合物的结构模型有樱状胶束模型、折叠链模型和插线板模型D、晶态聚合物的不同结构模型的观点之间仍然存在争议10、下列关于聚合物的溶解过程描述，不正确的是()A、非晶态聚合物先溶胀，然后溶解B、晶态聚合物先熔融，再溶胀，然后溶解C、交联聚合物只溶胀，不溶解D、晶态聚合物先熔融，然后溶解二、填空(每空1分，共10分)20℃时，某聚四氟乙烯试样的表面张力为23.9mN/m，经测量，水在该试样表面的接触角为112°，则根据托马斯-杨方程，计算可得该聚四氟乙烯与水之间的界面张力为mN/m。(已知20℃时水的表面张力为72.8mN/m)聚合物粘弹性有静态粘弹性和动态粘弹性之分，粘弹性具体的现象有、、、和。一定温度、一定负荷下，单位时间(一般以10min计)内流出标准毛细管的聚合物质量(克数)叫做该聚合物的。热机分析仪可以通过测试材料在升温过程中拉伸、压缩、弯曲、穿刺或膨胀等的微形变，得到聚合物的与温度的曲线，从曲线上可以得到聚合物的和值，升温速率对这两个值的大小有影响。三、名词解释(每题2分，共20分)1.接触角；2.牛顿流体和非牛顿流体；3.脆-韧转变点；4.时温等效原理；5.滞后现象；6.机械强度；7.内聚能密度；8.溶度参数；9.银纹；10.凝聚态。四、简答题(每题5分，共30分)1、比较下列各组聚合物的Tg高低，并简要加以解释。(1)聚己二酸乙二酯，聚对苯二甲酸乙二酯；(2)聚氯乙烯，聚偏二氯乙烯；(3)聚丙烯，聚4-甲基-1-戊烯。2、图1和图2为聚合物流体的流动曲线，先说明图中三个区域的名称，并用缠结理论对流动曲线进行解释。图1切应力与切变速率的关系曲线图2表观粘度与切变速率的关系曲线3、什么叫高分子θ溶液？它与理想溶液有何本质区别？4、橡胶高弹性有哪些特征？5、讨论温度、应变速率、流体静态压力对拉伸过程中聚合物应力-应变曲线的影响规律。6、试用玻璃化转变的自由体积理论解释：（1）非晶态聚合物冷却时体积收缩速率发生变化；（2）冷却速度愈快，测得的Tg值愈高。五、计算题(共20分)在20℃将10-5mol的聚甲基丙烯酸甲酯（=105,ρ=1.20g/cm3）溶于179g氯仿（ρ=1.49g/cm3）中，试计算溶液的混合熵、混合热和混合自由能。(已知χ1=0.377)(10分)某一聚合物完全结晶时的密度为0.936g/cm3,完全非晶态的密度为0.854g/cm3,现知该聚合物的实际密度为0.900g/cm3,试问其体积结晶度应为多少？(5分)现有一块有机玻璃(PMMA)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的作用。已知材料的临界应力强度因子KIC=,安全系数n=1.5,问板材结构是否安全？(5分)

高分子物理模拟试卷5参考答案单选题（每题2分，共20分）1-10ABCDDDCBAB填空题（每空1分，共10分）1.，51.2mN/m2.蠕变，应力松弛，滞后，内耗（无先后顺序）3.熔体指数，或熔融指数，或熔体流动速率，或MI，或MFR（答出其中任一个即可）4.形变，Tg或玻璃化转变温度，Tf或粘流温度名词解释（每个2分，共20分）接触角：在气液固三相的交汇点，固液界面的水平线与气-液界面在三相交汇点的切线之间的夹角。牛顿流体是指流动行为符合牛顿流动定律（）的流体；非牛顿流体是指流动行为不符合牛顿流动定律的流体。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转变点。时温等效原理：升高温度与延长时间对分子运动是等效的，对聚合物的粘弹行为也是等效的。滞后现象：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现象。机械强度：材料抵抗外力破坏的能力。内聚能密度：单位体积凝聚体汽化时所需要的能量。溶度参数：是指内聚能密度的平方根。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100μm、宽度为10μm左右、厚度约为1μm的微细凹槽。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。简答题（每题5分，共30分）1.答：(1)聚己二酸乙二醇酯<聚对苯二甲酸乙二醇酯，后者主链有刚性基团，故柔性差，Tg高；(2)聚氯乙烯>聚偏二氯乙烯，后者的取代基对称性好，故其柔性好，Tg低；(3)聚丙烯<聚4-甲基-1-戊烯，后者的取代基位阻大，柔性差，Tg低。2.答：I区：第一牛顿区；II区：幂律区(假塑区)；III区：第二牛顿区缠结理论的解释：第一牛顿区：低剪切速率时，缠结与解缠结速率处于一个动态平衡，表观粘度保持恒定，定为h0，称零切粘度，类似牛顿流体；幂律区：剪切速率升高到一定值，解缠结速度快，再缠结速度慢，流体表观粘度随剪切速率增加而减小，即剪切稀化，呈假塑性行为；第二牛顿区：剪切速率很高时，缠结遭破坏，再缠结困难，缠结点几乎不存在，表观粘度再次维持恒定，定为h¥，称牛顿极限粘度，又类似牛顿流体行为。3.（1）高分子θ溶液：是指高分子稀溶液在θ温度下（Flory温度），分子链段间的作用力，分子链段与溶剂分子间的作用力，溶剂分子间的作用力恰好相互抵消，形成无扰状态的溶液。此时高分子—溶剂相互作用参数为1/2,内聚能密度为0.（2）理想溶液三个作用力都为0，而θ溶液三个作用力都不为0，只是合力为0.4.高弹性特征：a.弹性模量很小；b.形变量很大；c.弹性模量随绝对温度的升高正比的增加；d.形变时有明显的热效应。5.温度升高，聚合物从脆性变为韧性，即升温利于增韧；应变速率升高，相当于缩短时间，和降低温度等效，聚合物趋于脆性转变；流体静态压力不仅对聚合物的屈服有很大影响，也对整个应力-应变曲线有很大影响。随着压力的增加，聚合物的模量显著增加，阻止颈缩发生。增加压力聚合物从硬而脆趋于强而韧。6.答：（1）在Tg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由体积的收缩，而在Tg以下，自由体积处于冻结状态，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。（2）当冷却速度愈快，测得的Tg偏大，这是因为：一方面，温度降低，体系的自由体积减小，同时，粘度增大，链段运动的松弛时间增加，速冷导致链段运动在到达理论的Tg以前就被冻结，故测得的Tg值偏高，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Tg值愈高。计算题（每题10分，共20分）1.解：（5分）（5分）解：(5分)3.解：应力强度因子因为KI<KIC，所以裂纹稳定、不会扩展，即板材结构安全(1分)。

高分子物理模拟试卷6一、单选题(每小题2分，共20分)1、下列关于凝胶渗透色谱的说法，不正确的是()A、又称尺寸排阻色谱B、简称做GPCC、测试分子量需要参比样D、分子量小的分子先流出2、下列哪个不是聚合物分子运动的特点()A、运动单元的多重性B、分子运动有时间依赖性C、分子运动有压力依赖性D、分子运动有温度依赖性3、测试聚合物的玻璃化转变温度不可依据的性质是()A、比体积B、表面张力C、折射率D、密度4、聚乙烯、聚氯乙烯和聚丙烯腈的柔性大小关系正确的是()A、聚乙烯<聚氯乙烯<聚丙烯腈B、聚乙烯<聚丙烯腈<聚氯乙烯C、聚氯乙烯<聚丙烯腈<聚乙烯D、聚丙烯腈<聚乙烯<聚氯乙烯5、下列哪个是能使玻璃化转变温度降低的因素()A、主链、侧基或侧链中含有较大的极性基团B、极性取代基的数量增多C、分子量增加D、取代基的对称性好6、关于橡胶弹性的叙述不正确的是()A、弹性形变量大B、弹性模量小C、高弹性的本质是熵弹性D、未交联的橡胶没有弹性7、端基分析法测的分子量是()A、B、C、D、8、旋转粘度计测试聚合物熔体的()A、零切粘度B、表观粘度C、无穷切粘度D、粘度9、下列固体表面对水的接触角θ的说法，不正确的是()A、θ=0°，亲水性表面B、θ=80°,亲水性表面C、θ=100°,亲水性表面D、θ=150°,疏水性表面10、下列哪个现象不属于聚合物的粘弹性()A、蠕变B、应力松弛C、滞后D、溶胀二、填空(每空1分，共10分)1、聚合物分子量的测定方法可以分为三种、和。2、写出聚合物的简称：聚乙烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酰对苯二胺。3、银纹的类型可分为、和。三、名词解释(每题2分，共20分)1.表面；2.蠕变；3.牛顿流体和非牛顿流体；4.疲劳；5.内聚能密度；6.时温等效原理；7.热塑性弹性体；8.结晶度；9.假塑性流体；10.熔体流动速率。四、简答题(每题5分，共30分)哪些参数可以表征高分子链的柔顺性？如何表征？什么叫溶度参数？溶剂对聚合物的溶解能力如何判定？试用玻璃化转变的自由体积理论解释：(1)非晶态聚合物冷却时体积收缩速率发生变化；(2)冷却速度愈快，测得的Tg值愈高。画出非晶态聚合物的形变-温度曲线和模量-温度曲线，写出各个区域的名称以及分子运动的形式。5.画出聚合物的五种类型应力-应变曲线，并将对应的力学性能描述写在下方(强弱、硬软、脆韧)。6.为什么涤纶采用熔融纺丝方法，而腈纶却用湿法纺丝？五、计算题(第1.2题每题5分，第3题10分，共20分)某一聚苯乙烯试样，已知160℃时粘度为Pa·s,试估算Tg(100℃)时及120℃时的粘度。(聚苯乙烯的粘流活化能，气体常数R=8.314J/(K·mol))某硫化橡胶试样，其网链平均分子量为10000g/mol，密度为1g/cm3。问25℃时拉伸1倍需要多大的应力?(R=8.314J/(K·mol))(10分)

高分子物理模拟试卷6参考答案单选题(每题2分，共20分)1-10DCBADDAABCD填空题(每空1分，共10分)1.绝对法，相对法，等价法(无先后次序)2.PE，PP，PMMA，PPTA；3.应力银纹，环境银纹，溶剂银纹名词解释(每个2分，共20分)1.表面：严格定义是指暴露于真空的材料的最外层部分，经常将材料与空气或其蒸汽相接触的界面称为表面。2.蠕变：在一定温度和恒定应力作用下，试样应变随之间增加而逐渐增大的现象。3.牛顿流体是指流动行为符合牛顿流动定律()的流体；非牛顿流体是指流动行为不符合牛顿流动定律的流体。4.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裂形式。5.内聚能：克服分子间作用力，1mol的凝聚体汽化时所需要的能量。6.时温等效原理：升高温度与延长时间对分子运动是等效的，对聚合物的粘弹行为也是等效的。7.热塑性弹性体：是一种兼有塑料和橡胶特性，在常温下显示橡胶高弹性，高温下又能塑化成型的高分子材料，又称为第三代橡胶。8.结晶度：试样中的结晶部分所占的质量分数（质量结晶度）或者体积分数（体积结晶度）。9.假塑性流体：即切力变稀液体，又称触变体，是指在幂律方程()中流动指数n<1的聚合物流体，因其流动曲线偏离起始牛顿流动阶段的部分可以看做类似塑性流动的特性，所以称为假塑性流体。10.熔体流动速率：一定温度、一定负荷下，单位时间(一般以10min计)内流出标准毛细管的聚合物质量(克数)称熔体流动速率，又称熔体指数。简答题(每题5分，共30分)(1)空间位阻参数(或称刚性因子)，值愈大，柔顺性愈差；

(2)特征比Cn，Cn值越小，链的柔顺性越好；

(3)连段长度b，b值愈小，链愈柔顺。(1)溶度参数：是指内聚能密度的平方根；(2)溶剂对聚合物溶解能力的判定有三条原则：a.极性相近原则，即聚合物与溶剂的极性相近的原则，此规律比较粗糙；b.内聚能密度(CED)或溶度参数()相近原则，聚合物与溶剂的CED或相近，溶剂溶解聚合物；c.高分子-溶剂相互作用参数小于原则，小于则聚合物能溶解在所给溶剂中，比小的越多，溶剂的溶解能力越好；大于时聚合物一般不能溶解。(1)在玻璃化转变温度Tg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由体积的收缩，而在Tg以下，自由体积处于冻结状态，所以，聚合物体积收缩只有聚合物占有体积的收缩，因此，体积收缩速率会在Tg有变化。(2)当冷却速度愈快，测得的Tg偏大，这是因为：一方面，温度降低，体系的自由体积减小，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Tg值愈高。4.图1非晶态聚合物的形变-温度曲线图2非晶态聚合物的模量-温度曲线图1非晶态聚合物的形变-温度曲线图2非晶态聚合物的模量-温度曲线A区——玻璃态区，模量较大，分子运动主要限于振动和短程的旋转运动；B区——玻璃-橡胶转变区或叫玻璃化转变区，模量下降了近1000被，此区为远程、协同分子运动的开始，即链段运动的开始；C区——橡胶弹性平台区，模量几乎恒定，此区以链段运动为主；D区——橡胶流动区或叫粘流转变区，此区为分子整链运动的开始；E区——液体流动区或叫粘流区，聚合物容易流动，是整链运动，模量很小。5.6.由于聚对苯二甲酸乙二酯的熔点(260~270℃)远低于分解温度(约为350℃)，可用熔融纺丝。而聚丙烯腈的熔点很高(318℃)，分解温度(220℃)低于熔点，所以不能用熔融纺丝，只能采用溶液纺丝(即湿法纺丝)。五、计算题(第1.2题每题5分，第3题10分，共20分)1.解：设T1=160℃，T2=100℃，T3=120℃，对应的粘度分别为，聚合物熔体的粘度遵循公式（或），则（写出其中任何一个方程即可，2分）（5分）代入数据，得(1分)解，得（2分）2.解：(2分)(5分)代入数据得(3分)

高分子物理模拟试卷7一、单选题(每小题2分，共20分)1、下列哪个材料是通过湿法纺丝制得的()A、腈纶 B、酚醛树脂C、涤纶 D、密胺树脂2、PET是下列哪个聚合物的缩写名称()A、聚对苯二甲酰对苯二胺 B、聚对苯二甲酸乙二醇酯C、聚丙烯腈 D、环氧树脂3、关于流体的应力与应变速率关系的幂律方程的说法，不正确的是()A、K为稠度系数 B、n<1时，为假塑性流体C、n为稠度系数 D、n为流动指数或非牛顿指数4、下列各组聚合物的Tg大小关系正确的是()A、聚二甲基硅氧烷<顺式聚1,4-丁二烯B、聚己二酸乙二醇酯<聚对苯二甲酸乙二醇酯C、聚丙烯<聚4-甲基-1-戊烯D、聚氯乙烯>聚二氯乙烯5、下列哪个方法可以测试聚合物链结构()A、SEM B、TEMC、AFM D、NMR6、下列哪个不是聚合物表面性能表征的方法()A、ATR-IR B、动态接触角C、XPS D、凝胶渗透色谱法7、聚合物平均分子量的大小关系正确的是()A、<<< B、<<< C、<<< D、<<<8、某聚氯乙烯样品的聚合度为104，则分子链完全伸展时的长度为()(已知C-C键长为0.154nm)A、1540nmB、3080nmC、4620nm D、2310nm9、下列关于聚合物的结构模型的叙述，不正确的是()A、非晶态聚合物的结构模型中无规线团模型比局部有序模型应用更广泛B、非晶态聚合物的结构模型有两种对立的学说C、晶态聚合物的结构模型有樱状胶束模型、折叠链模型和插线板模型D、晶态聚合物的不同结构模型的观点之间仍然存在争议10、下列关于聚合物的溶解过程描述，不正确的是()A、非晶态聚合物先溶胀，然后溶解B、晶态聚合物先熔融，再溶胀，然后溶解C、交联聚合物只溶胀，不溶解D、晶态聚合物先熔融，然后溶解二、填空(每空1分，共10分)共聚物的类型包括：、、、和共聚物。聚合物粘弹性有静态粘弹性和动态粘弹性之分，粘弹性具体的现象有、、、和。20℃时，某聚四氟乙烯试样的表面张力为23.9mN/m，经测量，水在该试样表面的接触角为112°，则根据托马斯-杨方程，计算可得该聚四氟乙烯与水之间的界面张力为mN/m。(已知20℃时水的表面张力为72.8mN/m)三、名词解释(每题2分，共20分)1.高斯链；2.凝聚态；3.溶液；4.牛顿流体和非牛顿流体；5.蠕变；6.脆-韧转变点；7.时温等效原理；8.滞后现象；9.机械强度；10.接触角。四、简答题(每题5分，共30分)1、从结构出发，简述下列各组聚合物的柔性差异：（1）聚丙烯腈与碳纤维；（2）无规立构聚丙烯与等规立构聚丙烯；（3）顺式聚1，4-异戊二烯（天然橡胶）与反式聚1，4-异戊二烯（杜仲橡胶）。（4）高密度聚乙烯、低密度聚乙烯与交联聚乙烯。2、试用玻璃化转变的自由体积理论解释：（1）非晶态聚合物冷却时体积收缩速率发生变化；（2）冷却速度愈快，测得的Tg值愈高。3、橡胶高弹性有哪些特征？为什么聚合物具有高弹性？4、画出非晶态聚合物的形变-温度曲线和模量-温度曲线，写出各个区域的名称以及分子运动的形式。5.简述温度和外力作用频率对聚合物内耗大小的影响。6、何谓聚合物的强度？为什么理论强度比实际强度高很多倍？五、计算题(每题10分，共20分)某聚合物在0℃时黏度为1.0*103Pa·s，如果该试样黏度-温度关系服从WLF方程，并假设Tg时的黏度为1.0*1012Pa·s，请计算25℃时的黏度值。（WLF方程中C1=17.44，C2=51.6）在20℃将10-5mol的聚甲基丙烯酸甲酯（=105,ρ=1.20g/cm3）溶于179g氯仿（ρ=1.49g/cm3）中，试计算溶液的混合熵、混合热和混合自由能。(已知χ1=0.377)

高分子物理模拟试卷7参考答案单选题（每题2分，共20分）1-10ABCDDDCBAB填空题（每空1分，共10分）1.无规(或统计)，接枝，嵌段，交替(无先后顺序)2.蠕变，应力松弛，滞后，内耗（无先后顺序）2.，51.2mN/m名词解释（每个2分，共20分）高斯链：链末端距分布可以用高斯函数形式描述的高分子链。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。溶液；当T=时，溶液的化学位为理想溶液的化学位，这是溶液为高分子的理想溶液或溶液。牛顿流体是指流动行为符合牛顿流动定律的流体；非牛顿流体是指流动行为不符合牛顿流动定律的流体。蠕变：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。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转变点。时温等效原理：升高温度与延长时间对分子运动是等效的，对聚合物的粘弹行为也是等效的。滞后现象：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现象。机械强度：材料抵抗外力破坏的能力。接触角：在气液固三相的交汇点，固液界面的水平线与气-液界面在三相交汇点的切线之间的夹角。简答题（每题5分，共30分）1.答：(1)聚丙烯腈为螺旋状链，经氧化、碳化后变成6元环状的碳纤维（梯形），二者的主链构造不同，后者的刚性好。(2）无规立构的PP，不结晶，常温下为橡胶；等规PP容易结晶，常温下为塑料，比较硬。（3）天然橡胶为顺式的，链间距大；杜仲橡胶为反式的，链间距小，易结晶，比顺式的刚性好。（4）HDPE的支链少、结晶度高，是定向聚合得到的，是晶体；LDPE为高压自由基聚合得到的，支链多，不结晶；交联的PE不溶不熔，三者的硬度依次降低。2.答：(1）在Tg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由体积的收缩，而在Tg以下，自由体积处于冻结状态，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。（2）当冷却速度愈快，测得的Tg偏大，这是因为：一方面，温度降低，体系的自由体积减小，同时，粘度增大，链段运动的松弛时间增加，速冷导致链段运动在到达理论的Tg以前就被冻结，故测得的Tg值偏高，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Tg值愈高。3.答：（1）高弹性特征：a.弹性模量很小;b.形变量很大;c.弹性模量随绝对温度的升高正比的增加；d.形变时有明显的热效应。

（2）聚合物具有高弹性因为聚合物的链长很长，具有柔性，聚合物网络存在交联，因而卷曲分子在外力作用下通过链段运动改变构象而舒展开来，除去外力有恢复到卷曲状态。4.图1非晶态聚合物的形变-温度曲线图2非晶态聚合物的模量-温度曲线图1非晶态聚合物的形变-温度曲线图2非晶态聚合物的模量-温度曲线A区——玻璃态区，模量较大，分子运动主要限于振动和短程的旋转运动；B区——玻璃-橡胶转变区或叫玻璃化转变区，模量下降了近1000被，此区为远程、协同分子运动的开始，即链段运动的开始；C区——橡胶弹性平台区，模量几乎恒定，此区以链段运动为主；D区——橡胶流动区或叫粘流转变区，此区为分子整链运动的开始；E区——液体流动区或叫粘流区，聚合物容易流动，是整链运动，模量很小。5.温度很高，分子运动快，应变能跟上应力变化，从而d小，内耗小;温度很低，分子运动很弱，不运动，从而磨擦消耗的能量小，内耗小;温度适中时，分子可以运动但跟不上应力变化，d增大，内耗大。频率很快，分子运动跟不上应力的交换频率，磨察消耗的能量小，内耗小；频率很慢，分子运动时间很充分，应变跟上应力的变化，d小，内耗小；频率适中时，分子可以运动但跟不上应力频率变化，d增大，内耗大。6.强度是指材料抵抗破坏的能力。聚合物材料的破坏可能是高分子主链的化学键断裂或是高分子分子间滑脱或分子链间相互作用力的破坏。在断裂时三种方式兼而有之，通常聚合物理论断裂强度在几千MPa，而实际只有几十MPa。理论强度是人们从化学结构可能期望的材料极限强度，由于高分子材料的破坏是由化学键断裂引起的，因此可从拉断化学键所需作的功计算其理论强度。实际强度受到下述两个因素的影响而远小于理论强度：（1）材料内部微观结构的不均匀和缺陷，（2）应力集中效应。计算题（每题10分，共20分）解：（5分）代入C1=17.44，C2=51.6，得，计算得Tg=-55℃，（3分）用T2=25℃代替T1代入上式，，（1分）求得25.3Pa·s（1分）2.解：（5分）（5分）

高分子物理模拟试卷8一、单选题(每小题2分，共20分)1、下列关于凝胶渗透色谱的说法，不正确的是()A、又称尺寸排阻色谱B、简称做GPCC、测试分子量需要参比样D、分子量小的分子先流出2、下列哪个不是聚合物分子运动的特点()A、运动单元的多重性B、分子运动有时间依赖性C、分子运动有压力依赖性D、分子运动有温度依赖性3、测试聚合物的玻璃化转变温度不可依据的性质是()A、比体积B、表面张力C、折射率D、密度4、聚乙烯、聚氯乙烯和聚丙烯腈的Tg大小关系正确的是()A、聚乙烯<聚氯乙烯<聚丙烯腈B、聚乙烯<聚丙烯腈<聚氯乙烯C、聚氯乙烯<聚丙烯腈<聚乙烯D、聚丙烯腈<聚乙烯<聚氯乙烯5、下列哪个是能使玻璃化转变温度降低的因素()A、主链、侧基或侧链中含有较大的极性基团B、极性取代基的数量增多C、分子量增加D、取代基的对称性好6、关于橡胶弹性的叙述不正确的是()A、弹性形变量大B、弹性模量小C、高弹性的本质是熵弹性D、未交联的橡胶没有弹性7、端基分析法测得的分子量是()A、B、C、D、8、旋转粘度计测试聚合物熔体的()A、零切粘度B、表观粘度C、无穷切粘度D、粘度9、下列固体表面对水的接触角θ的说法，不正确的是()A、θ=0°，亲水性表面B、θ=80°,亲水性表面C、θ=100°,亲水性表面D、θ=150°,疏水性表面10、下列哪个现象不属于聚合物的粘弹性()A、蠕变B、应力松弛C、滞后D、溶胀二、填空(每空1分，共10分)1、牛顿流体、假塑性流体和膨胀性流体的应力与应变速率的关系可以用幂律方程来描述，方程为，当时，为牛顿流体；当时，为膨胀性流体；当时，为假塑性流体。2、写出聚合物的简称：高抗冲聚苯乙烯，聚对苯二甲酸乙二醇酯，高密度聚乙烯。3、银纹的类型可分为、和。三、名词解释(每题2分，共20分)1.应力松弛；2.表面；3.疲劳；4.内聚能密度；5.热塑性弹性体；6.假塑性流体；7.时温等效原理；8.溶度参数；9.银纹；10.拉伸强度。四、简答题(每题5分，共30分)哪些参数可以表征高分子链的柔顺性？如何表征？什么叫溶度参数？溶剂对聚合物的溶解能力如何判定？试用玻璃化转变的自由体积理论解释：(1)非晶态聚合物冷却时体积收缩速率发生变化；(2)冷却速度愈快，测得的Tg值愈高。画出非晶态聚合物的形变-温度曲线和模量-温度曲线，写出各个区域的名称以及分子运动的形式。5.画出聚合物的五种类型应力-应变曲线，并将对应的力学性能描述写在下方(强弱、硬软、脆韧)。6.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。五、计算题(每题10分，共20分)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。（已知聚苯乙烯的Tg=100℃,C1=17.44，C2=51.6）某硫化橡胶试样，其网链平均分子量为10000g/mol，密度为1g/cm3。问25℃时拉伸1倍需要多大的应力?(R=8.314J/(K·mol))(10分)

高分子物理模拟试卷8参考答案单选题(每题2分，共20分)1-10DCBADDAABCD填空题(每空1分，共10分)1.，n=1，n>1，n<1。2.HIPS，PET，HDPE。3.应力银纹，环境银纹，溶剂银纹。名词解释(每个2分，共20分)1.应力松弛：在一定温度和恒定应变条件下，聚合物内部的应力随时间增加而逐渐衰减的现象。2.表面：严格定义是指暴露于真空的材料的最外层部分，经常将材料与空气或其蒸汽相接触的界面称为表面。3.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裂形式。蠕变：在一定温度和恒定应力作用下，试样应变随之间增加而逐渐增大的现象。4.内聚能密度：单位体积凝聚体汽化时所需要的能量。5.热塑性弹性体：是一种兼有塑料和橡胶特性，在常温下显示橡胶高弹性，高温下又能塑化成型的高分子材料，又称为第三代橡胶。6.假塑性流体：即切力变稀液体，又称触变体，是指在幂律方程()中流动指数n<1的聚合物流体，因其流动曲线偏离起始牛顿流动阶段的部分可以看做类似塑性流动的特性，所以称为假塑性流体。7.时温等效原理：升高温度与延长时间对分子运动是等效的，对聚合物的粘弹行为也是等效的。8.溶度参数：是指内聚能密度的平方根。9.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100μm、宽度为10μm左右、厚度约为1μm的微细凹槽。10.拉伸强度：在规定的实验温度、湿度和实验速度下，在标准试样上沿轴施加拉伸载荷直至断裂前试样承受的最大载荷与试样截面的比值。简答题(每题5分，共30分)(1)空间位阻参数(或称刚性因子)，值愈大，柔顺性愈差；

(2)特征比Cn，Cn值越小，链的柔顺性越好；

(3)连段长度b，b值愈小，链愈柔顺。(1)溶度参数：是指内聚能密度的平方根；(2)溶剂对聚合物溶解能力的判定有三条原则：a.极性相近原则，即聚合物与溶剂的极性相近的原则，此规律比较粗糙；b.内聚能密度(CED)或溶度参数()相近原则，聚合物与溶剂的CED或相近，溶剂溶解聚合物；c.高分子-溶剂相互作用参数小于原则，小于则聚合物能溶解在所给溶剂中，比小的越多，溶剂的溶解能力越好；大于时聚合物一般不能溶解。(1)在玻璃化转变温度Tg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由体积的收缩，而在Tg以下，自由体积处于冻结状态，所以，聚合物体积收缩只有聚合物占有体积的收缩，因此，体积收缩速率会在Tg有变化。(2)当冷却速度愈快，测得的Tg偏大，这是因为：一方面，温度降低，体系的自由体积减小，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Tg值愈高。4.图1非晶态聚合物的形变-温度曲线图2非晶态聚合物的模量-温度曲线图1非晶态聚合物的形变-温度曲线图2非晶态聚合物的模量-温度曲线A区——玻璃态区，模量较大，分子运动主要限于振动和短程的旋转运动；B区——玻璃-橡胶转变区或叫玻璃化转变区，模量下降了近1000被，此区为远程、协同分子运动的开始，即链段运动的开始；C区——橡胶弹性平台区，模量几乎恒定，此区以链段运动为主；D区——橡胶流动区或叫粘流转变区，此区为分子整链运动的开始；E区——液体流动区或叫粘流区，聚合物容易流动，是整链运动，模量很小。5.6.答：a.温度升高，粘度下降，在较高温度的情况下，聚合物熔体内自由体积相当大，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<T<Tg+100K时，由于自由体积减小，阶段跃迁速率不仅与其本身的跃迁能力有关，也与自由体积大小有关。

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。五、计算题(第1.2题每题5分，第3题10分，共20分)1.解法一：,（5分）代入C1=17.44，C2=51.6，以及T1=125℃，(T1)=1Hz，Tg=100℃，(T2)=1000Hz，得（2分）两式相减，得（2分）解，得T2=151.3℃（1分）解法二：先由求出(Tg)=2.03*10-6Hz，然后代入中求出T2=151.3℃2.解：(2分)(5分)代入数据得(3分)

高分子物理模拟试卷9一、单选题(每小题2分，共20分)1、下列哪个仪器可以测试熔融指数()A、橡胶硫化仪 B、旋转蒸发仪C、万能材料试验机 D、熔体流动速率仪2、万能材料试验机不能测试材料的什么性能？()A、拉伸 B、压缩C、弯曲 D、流变3、在流体的应力与应变速率关系的幂律方程中，关于常数n的说法，不正确的是()A、n>1时，为膨胀性流体 B、n<1时，为假塑性流体C、n为稠度系数 D、n为流动指数或非牛顿指数4、材料的冲击强度可以用下列哪个仪器测试()A、熔体流动速率仪 B、悬臂梁式冲击机C、橡胶硫化仪 D、球磨机5、无转子橡胶硫化仪的硫化原理是()A、加热硫化 B、加硫单质硫化C、加增塑剂硫化 D、加增韧剂硫化6、下面那种方法是可以同时测聚合物的数均分子量、重均分子量及分子量分布的()A、沸点升高 B、冰点降低C、光散射法 D、凝胶渗透色谱法7、下面那个因素会导致聚合物的玻璃化转变温度(Tg)降低()A、主链刚性大 B、取代基的极性大C、取代基的对称性好 D、取代基的位阻大8、偏光显微镜可以观察或测试聚合物的（）A、玻璃化转变温度B、结晶形态C、形变-温度曲线D、应力-应变曲线 9、从线性无定形聚合物的温度-形变曲线上可以求出聚合物的（）A、Tg和TfB、Tg和TmC、Tb和TfD、Td和Tf10、关于聚合物的热变形温度说法不正确的是()A、和维卡软化点是不是一个概念B、和聚合物的玻璃化转变温度不同C、可用热变形维卡软化点温度试验机测试D、可用热机分析仪测试二、填空(每空2分，共20分)一定温度、一定负荷下，单位时间(一般以10min计)内流出标准毛细管的聚合物质量(克数)叫做该聚合物的。热机分析仪可以通过测试聚合物在升温过程中、、、穿刺或膨胀等方式的微形变，得到聚合物的温度-形变曲线。升温速率过快，Tg、Tf值会偏。无转子硫化仪测试橡胶硫化曲线，表示最佳硫化时间的参数符号为。熔体流动速率其英文缩写名为，还可以叫做。聚合物脆断和韧断的区别在于前者的断裂面，断裂伸长率较。三、简答题(每题10分，共60分)1、(1)万能材料试验机可以测材料的哪些性能?（6分）(2)聚合物的应力-应变实验数据与哪些因素有关？（6分）2、画出常温常压下聚合物的拉伸过程中的应力-应变的5种类型曲线，并标出其所属类型。3、简述温度、应变速率、流体静态压力对拉伸过程中聚合物应力-应变曲线的影响规律。4、图1和图2为聚合物流体的流动曲线，先说明图中三个区域的名称，并用缠结理论对流动曲线进行解释。图1切应力与切变速率的关系曲线图2表观粘度与切变速率的关系曲线5、TMA、DTA、DSC和TGA分别指的是什么测试方法？给出其概念。6、指出图3所示DSC曲线中所列5处对应的聚合物的转变过程。

高分子物理模拟试卷9参考答案单选题（每题2分，共20分）1-10DDCBADCBAD填空题（每空2分，共20分）1.熔体流动速率（或熔融指数，或熔体指数）2.拉伸、压缩、弯曲（无先后次序之分），大。3．t904.MFR，熔融指数5.光滑，小。简答题（每题10分，共60分）1.答：(1)测试材料的拉伸、压缩、弯曲、疲劳等机械强度（或者说应力-应变曲线）。（6分）(2)温度、湿度、拉伸速率（或应变速率）。（6分）2.答：5种类型如下：或者：5种类型在一张图中3.温度升高，分子链