专升本高分子物理模拟题(含答案)

专升本高分子物理模拟题(含答案)1.单项选择题：高分子链能够改变其构象的性质称为（）A.柔顺性B.黏性C.弹性D.塑性答案：A解析：柔顺性的定义就是高分子链由于内旋转能够不断改变其构象的性质，是高分子物理最基本的概念之一，因此选A。2.下列哪种聚合物的玻璃化转变温度Tg最高（）A.聚乙烯B.聚二甲基硅氧烷C.聚苯乙烯D.顺式聚1,4-丁二烯答案：C解析：玻璃化转变温度和分子链的刚性有关，侧基体积越大、极性越强，分子链内旋转位阻越大，刚性越强，Tg越高。聚苯乙烯带有体积较大的苯基侧基，分子链刚性远大于另外三种，聚乙烯Tg约-78℃，聚二甲基硅氧烷Tg约-123℃，顺式聚1,4-丁二烯Tg约-105℃，无规聚苯乙烯Tg约100℃，因此选C。3.高分子溶液在θ条件下，第二维利系数A2等于（）A.大于0B.等于0C.小于0D.无法确定答案：B解析：θ条件是高分子链段和链段间的排斥作用恰好被溶剂化作用抵消，高分子处于无扰状态，此时第二维利系数A2=0，排斥体积为零，因此选B。4.影响聚合物熔点的核心因素是（）A.熔融过程的体积变化B.熔融过程的熵变C.熔融焓和熔融熵，满足=D.分子量大小答案：C解析：根据热力学平衡条件，熔点是熔融过程自由能变化为零时的温度，ΔG=Δ5.下列哪种方法不能测定聚合物的分子量分布（）A.凝胶渗透色谱法B.沉淀分级法C.光散射法D.溶解分级法答案：C解析：光散射法只能测定聚合物的重均分子量和均方旋转半径，无法直接得到分子量分布，凝胶渗透色谱是最常用的分子量分布测定方法，沉淀分级和溶解分级都是传统的分子量分级方法，可以得到分子量分布，因此选C。1.多项选择题：下列因素中，能够提高高分子链柔顺性的有（）A.增加分子链中的孤立双键B.引入非极性侧基且侧基长度增加C.分子间发生交联D.降低分子间作用力答案：AD解析：孤立双键相邻的单键内旋转位垒降低，会提高柔顺性，顺式聚1,4-丁二烯就是典型例子；降低分子间作用力，减少了分子链相互作用对构象改变的阻碍，也会提高柔顺性。引入长的非极性侧基，侧基体积增大会增大内旋转位阻，降低柔顺性；轻度交联对柔顺性影响不大，重度交联会大大限制分子链构象变化，降低柔顺性，因此BC错误，选AD。2.高分子液晶根据形成条件的不同，可以分为（）A.溶致液晶B.热致液晶C.向列型液晶D.近晶型液晶答案：AB解析：按形成条件分类，高分子液晶分为溶致液晶（依靠溶剂溶解形成液晶相）和热致液晶（依靠加热熔融形成液晶相）；向列型、近晶型、胆甾型是按分子排列有序性分类的，因此选AB。3.下列方法中，可以测定聚合物重均分子量的方法有（）A.端基滴定法B.光散射法C.凝胶渗透色谱法D.渗透压法答案：BC解析：端基滴定法和渗透压法测定的是聚合物的数均分子量，光散射法基于不同分子量的高分子散射光强度不同，测定的是重均分子量，凝胶渗透色谱可以通过校正得到数均、重均等各种平均分子量以及分子量分布，因此选BC。1.判断题：聚合物的脆性断裂和韧性断裂，断裂面都发生在屈服点之后。（）答案：错误解析：脆性断裂发生在屈服点之前，断裂前形变量小，没有明显的塑性变形；韧性断裂发生在屈服点之后，断裂前有较大的塑性变形。2.相同化学结构的聚合物，结晶度越高，密度越大，拉伸强度越高。（）答案：正确解析：结晶区分子链排列紧密规整，分子间作用力远大于非晶区，因此结晶度提高会使材料密度、拉伸强度升高。3.玻璃化转变是高分子链段运动的松弛转变，不是热力学一级相变。（）答案：正确解析：玻璃化转变是松弛过程，其测定结果和升温速率、降温速率有关，本质是链段从冻结到运动的转变，不是热力学平衡的一级相变，属于二级转变类的松弛转变。4.高分子的均方末端距和分子量成正比，所以根均方末端距也和分子量成正比。（）答案：错误解析：对于高斯无规线团和自由旋转链，均方末端距和分子量（对应主链键数）成正比，根均方末端距和分子量的平方根成正比，并非和分子量成正比。请解释什么是剪切变稀，并说明高分子熔体发生剪切变稀的原因。答案：剪切变稀是指高分子熔体的粘度随剪切速率增大而降低的现象，也属于假塑性流体的典型流动行为。发生剪切变稀的原因主要有两点：（1）随着剪切速率增大，高分子原本无规交织的线团构象会沿剪切方向取向，分子链之间的缠结被逐步解开，流动阻力减小，因此粘度下降；（2）剪切速率增大时，剪切作用会破坏高分子链间的暂时物理交联点，进一步降低体系的内摩擦，使粘度进一步降低。剪切变稀对高分子加工成型有重要意义，挤出、注射成型过程中，高剪切下粘度降低，更容易充满模腔成型。为什么同一种聚合物的结晶速率对温度呈现单峰分布，即在Tg和Tm之间结晶速率出现最大值？答案：结晶过程分为晶核形成和晶粒生长两个核心步骤，两个步骤都和温度密切相关：（1）当温度高于熔点Tm时，分子热运动剧烈，即使形成小晶核也会被热运动破坏，晶核无法稳定存在，因此结晶速率趋近于零；（2）当温度从高温向下降，接近Tm时，晶粒生长的速率较快，但晶核形成需要克服位垒，热运动足够强时晶核难以稳定生成，晶核形成速率很慢，因此整体结晶速率较低；（3）当温度降低到玻璃化转变温度Tg附近时，分子链段运动被冻结，晶核无法形成，已经形成的晶核也无法通过链段扩散生长，因此结晶速率也趋近于零；（4）在Tg和Tm之间的某个温度，晶核形成速率和晶粒生长速率都达到较高水平，两者叠加后整体结晶速率达到最大值，因此结晶速率随温度变化呈现单峰分布，最大值通常出现在Tm以下约30℃处。聚乙烯试样的数均聚合度是10000，计算其数均分子量，若每个C-C键的键长是0.154nm，键角是109°28′，计算其自由旋转链的均方末端距和均方旋转半径。解：聚乙烯的重复单元为-CH2-CH2-，重复单元分子量M0=28，因此数均分子量―=聚乙烯主链中，每个重复单元包含2个C-C主链键，因此总键数n=自由旋转链均方末端距公式为―=n，键角θ=―=对于高斯