高分子物理课后答案

1、第一章作业题目 略第二章一1、下列四种聚合物中，内聚能密度最大的为（ ）。 A、聚丙烯，B、聚异丁烯，C、聚丁二烯，D、聚氯乙烯2、关于聚合物球晶描述错误的是（ ）。 A、球晶是聚合结晶的一种常见的结晶形态。 B、当从浓溶液析出或由熔体冷结晶时，在存在应力或流动的情况下形成球晶。 C、球晶外形呈圆球形，直径0.5100微米数量级。 D、球晶在正交偏光显微镜下可呈现特有的黑十字消光图像和消光同心环现象。3、液晶纺丝技术是利用（ ）液晶的流变特性进行的。 A、热致向列相 B、溶致向列相 C、热致胆甾相 D、溶致胆甾相4、下列四种研究方法中，最适合鉴别球晶的为（ ）。 A、DSC， B、X-射线衍射

2、， C、偏光显微镜， D、电子显微镜5、结晶度对聚合物性能的影响，错误的描述为（ ）。 A、随结晶度的提高，拉伸强度增加，而伸长率及冲击强度趋于降低； B、随结晶度的提高，相对密度、熔点、硬度等物理性能也有提高。 C、球晶尺寸大，材料的冲击强度要高一些。 D、结晶聚合物通常呈乳白色，不透明，如聚乙烯、尼龙。6、下列说法，表述错误的是（ ）。 A、HIPS树脂具有“海岛结构”。 B、SBS具有两相结构，PS相起化学交联作用。 C、HIPS基体是塑料，分散相是橡胶。D、SBS具有两相结构，橡胶相为连续相。7、聚合物随取向条件的不同，取向单元也不同，取向结构单元包括 和分子链取向，对于结晶聚合物还可

3、能有 的取向。1、答案D、B、B、C、C、B链段、微晶区错的最多的是3、6一、 概念 1、球晶；2、单晶；3、液晶 ；4、高分子合金二、选择题1、关于聚合物片晶描述错误的是（ ）。 A、在极稀(浓度约0.01%)的聚合物溶液中，极缓慢冷却生成 B、具有规则外形的、在电镜下可观察到的片晶，并呈现出单晶特有的电子衍射图 C、聚合物单晶的横向尺寸几微米到几十微米，厚度10nm左右 D、高分子链规则地近邻折叠形成片晶，高分子链平行于晶面。2、下列四种实验方法中，除了（ ），其余方法能测定聚合物的结晶度。 A、密度法， B、广角X射线衍射法， C、DSC法， D、偏光显微镜法3、（ ）是手性分子的典型液

4、晶晶型。 A、向列型， B、近晶A型， C、近晶C型， D、胆甾型4、在热塑性弹性体SBS的相态结构中，其相分离结构为（ ）。 A、PS连续相，PB分散相；B、PB连续相，PS分散相； C、 PS和PB均为连续相；D、PS和PB均为分散相三、填空题1、高分子液晶的晶型有向列相N相、 和胆甾相等。按液晶的形成条件可分为 液晶高分子和溶致液晶高分子。2、研究聚合物的凝聚态结构的常用方法有 、 、电子衍射(ED)、原子力显微镜(AFM)和偏光显微镜(PLM)等。球晶是聚合物结晶的一种常见的特征形式；形成条件：从浓溶液析出，或从熔体冷结晶时，在不存在应力或流动的情况下形成。特征：外形呈圆球形，直径0.

5、5100微米数量级。单晶：即结晶体内部的微观粒子在三维空间呈有规律地、周期性地排列。 特点：一定外形、长程有序。液晶既具有晶体的各向异性又有液体的流动性，其有序性介于液体的各向同性和晶体的三维有序之间，结构上保持着一维或二维有序排列。这种状态称为液晶态。其所处状态的物质称为液晶。多组分聚合物又称高分子合金，在该体系中存在两种或两种以上不同的聚合物，不论组分是否以化学键相连接。二1 D 垂直于晶面，详见书42尾段2D PPT 36页 书50页开始3D 胆甾（手征）型4三1（棒状）近晶相 热致液晶2形态学的研究手段：广角X射线衍射（WAXD），偏光显微镜（PLM），电子显微镜（TEM、SEM），电

6、子衍射（ED）、原子力显微镜（AFM）、小角X射线衍射（SAXD）等。第三章作业题 略思考题、. 试说明影响高聚物可溶性的各种因素，如何为高聚物选择溶剂？2. 当聚合物和温度选定以后，x1 值与溶剂性质有什么关系？当聚合物和溶剂选定以后， x1值与温度有什么关系？分子尺寸与温度又有什么关系？3. 试述 Flory 提出的无干扰尺寸，它在鉴定高聚物时有何实用价值？1 “极性相近”“相似相溶”原则，“溶度参数相近”原则，高分子-溶剂相互作用参数c 1小于1/2原则：c 1 0.5良溶剂c 1 =0.5溶剂 c 1 0.5不良溶剂。 实际应用时，要具体分析聚合物为结晶非结晶，极性非极性，分子量大分子

7、量小等，然后应用三原则解决；实际上溶剂的选择相当复杂，除以上原则外，还要考虑溶剂的挥发性，毒性，溶液的用途，以及溶剂对制品性能的影响和对环境的影响等。 详见书84至852 对某种聚合物，当溶剂选定以后，可以改变温度以满足条件；或选定某一温度后改变溶剂的品种，也可以利用混合溶剂，调节溶剂的成分以达到条件。 T c 1 1/2 A2 0 良溶剂 T c 1 1/2 A2 0 溶剂 T c 1 1/2 A2 0 劣溶剂 根据书101 公式3-88，分子量与温度成反比关系。3 高分子在q 溶剂中的尺寸相当于高分子链的链段间没有相斥和相吸引力时的尺寸，常称为无扰尺寸，此时，第二维利系数A2等于零。T=q

8、 时，高分子溶液的热力学性质与理想溶液的偏差消失。4. 聚合物溶液的渗透压与溶液浓度如下图的结果： 试比较 1、2、3 三结果所得分子量的次序； 若 1 和 3 同样的聚合物在不同溶剂中所得的结果，请讨论这两个体系有何不同？ 若 1 和 2 两线的聚合物具有相同的化学组成，则此两线所用溶剂是否相同？不相同时，哪一线所用的溶剂为较良溶剂？4 纵轴截距可求相对分子质量，斜率可求A2 132； 3的A20，表明在该溶剂中高聚物为无扰态，排除体积为0溶剂.1的为良溶剂； 若平衡则应该相同。5.下列高聚物-溶剂对中，在室温下可溶解的是 ( )1)聚乙烯-二甲苯；2)聚丙烯塑料-十氢萘；3)尼龙-甲酚；4

9、)硫化橡胶-汽油6.分别将下列高聚物熔体在冰水中淬火，所得固体试样中透明度最高的是 ( )1)全同立构聚丙烯；2)聚乙烯；3)聚对苯二甲酸丁二醇酯；4)ABS5 室温溶解的为非晶态聚合物和极性晶态聚合物极性溶剂组合 （3）6 （2） 书48 第四章作业题 略第五章1、画出典型的非晶态线型高聚物的温度形变曲线，说明各区域中分子运动和力学性能的基本特点。当升温速度提高时，该温度形变曲线将怎样变化？2、试述橡胶、纤维和塑料的使用温度范围。3、何谓玻璃化温度？试述四种测定玻璃化温度的方法。并说明在使用玻璃化温度数据时应注意什么？4、从结构出发，排列出下列高聚物玻璃化温度顺序并简要说明理由。a. 聚二甲

10、基硅氧烷；b.聚氯乙烯；c.顺-1，4 聚丁二烯；d.聚苯乙烯；e.聚乙烯。5、下图为高聚物熔体的骤冷样品的差热升温曲线。A、B、C 三个转折点各代表什么温度？为什么？该曲线有何实用价值？如将此样品缓慢冷却至室温，再重作升温曲线，其曲线有何不同？为什么？1三态两区特征 ， 书139 升温速度增大，玻璃态区宽增大，松驰时间短，2 作为塑料使用的聚合物，当温度升高到发生玻璃化转变时，便失去了塑料的性能，变成了橡胶；作为橡胶使用的材料，当温度降低到发生玻璃化转变时，便丧失橡胶的高弹性，变成硬而脆的材料。一般塑料的Tg远高于室温，例如聚氯乙烯为78，聚苯乙烯为100，聚甲基丙烯酸甲酯为105。因而在室

11、温下均可制成塑料制品。橡胶的Tg通常均在零度以下。例如天然橡胶为-73，聚异丁烯橡胶为-70，聚丁二烯合成橡胶为-85，由于Tg很低，所以即使在严寒的冬天也不会失去弹性。 3指非晶态高聚物从玻璃态到高弹态的转变。对晶态高分子来说，玻璃化转变是指其中非晶部分的这种转变。发生玻璃化转变的温度叫做玻璃化温度. 热膨胀法; 温度形变法 ; 热分析法; 波普法4 a硅橡胶Tg = -123 b Tg=87 c聚丁二烯Tg=-105（顺式） d PS Tg=100 e Tg=-68 判断依据凡是使链的柔性增加，使分子间作用力降低的结构因素（如加入增塑剂或溶剂、引进柔性基团）均导致Tg下降极性取代基：极性越

12、大，内旋转受阻程度及分子间相互作用越大，Tg也随之升高。非极性基团:对Tg 的影响主要表现为空间位阻效应，侧基体积越大，位阻越明显， Tg 升高。注意：并不是侧基的体积增大，Tg就一定要提高5 略第六章一、什么是橡胶的高弹性？为什么说橡胶的高弹性是熵弹性？二、为什么橡胶材料在加工时要进行硫化？三、高弹性特点有哪些？四、在橡胶下悬一砝码，保持外界不变，升温时会发生什么现象？1 聚合物（在Tg以上）处于高弹态时所表现出的独特的力学性质，又称橡胶弹性。 高弹形变的本质：橡胶弹性是由熵变引起的，在外力作用下，橡胶分子链由卷曲状态变为伸展状态，熵减小，当外力移去后，由于热运动，分子链自发地趋向熵增大的状

13、态，分子链由伸展再回复卷曲状态，因而形变可逆。2 交联橡胶有高弹性，而未交联橡胶，分子位移，发生永久形变要保持高弹性必须硫化。3 1、弹性模量小；2、形变量大；3、泊松比约为0.5，即橡胶外形变化时其体积接近不变；4、弹性模量随温度上升而增大；5、高弹形变有时间依赖性力学松弛特性；6、形变过程有明显的热效应 PPT10至114 会回缩，即砝码上升。原因参考第三题第四点。第七章1、解释下列术语：粘弹性，时温叠加原理，蠕变，应力松弛，松弛时间，推迟时间。2、一种新的聚合物，遵循凯尔文模型，值符合WLF方程，E符合橡胶弹性理论。聚合物的玻璃化转变温度为5，此时粘度为1x1012Pas 。活性链段的含

14、量为110-4molcm3，实验温度为30。(a)在应力为1106M Pa时聚合物是如何随时间发生蠕变的?作出应变随时间的曲线。(b)简要讨论两种降低蠕变速率的方法。1 聚合物的形变与时间有关，但不成线性关系，两者的关系介乎理想弹性体和理想粘性体之间，聚合物的这种性能称为粘弹性 时温等效原理：升高温度与延长时间对分子运动或高聚物的粘弹行为都是等效的，这个等效性可以借助转换因子aT，将在某一温度下测定的力学数据转换成另一温度下的数据蠕变：恒温、恒负荷下，高聚物材料的形变随时间的延长逐渐增加的现象。 应力松弛定义：在恒温下保持一定的恒定应变时，材料的应力随时间而逐渐减小的力学现象。当应力松弛过程完

15、成63.2%所需的时间称为松弛时间。2 略第八章、画出聚合物的典型应力-应变曲线，并在曲线上标出下列每一项：a、抗张强度；b、伸长率；c、屈服点；d、模量。2、右图为某高聚物在不同温度下测得的拉伸应力-应变曲线，请说明：每条曲线应力-应变关系的特征； 每条曲线实验测定的温度范围； 用曲线c来讨论拉伸过程中，拉伸初期、屈服点后和断裂前等各阶段聚合物微观结果的变化。1 略2 “软”和“硬”用于区分模量的低或高，“弱”和“强”是指强度的大小，“脆”是指无屈服现象而且断裂伸长很小，“韧”是指其断裂伸长和断裂应力都较高的情况，有时可将断裂功作为“韧性”的标志。 a模量大，无屈服现象断裂伸长小，硬而脆；b

16、模量大比a小，出现屈服，强度大，断裂伸长短，硬而强；c模量大，出现屈服，强度大，断裂伸长和断裂应力高，硬而韧；d模量小，断裂伸长和断裂应力较高，软而韧。 a 、T Tg ；b、 T有所上升，但仍较低，小于Tg至少几十度；c 、T升高到Tg以下几十度范围内；d、温度上升到Tg以上 详见书228 屈服点前形变是完全可以回复的，屈服点后高聚物将在恒应力下“塑性流动”，即链段沿外力方向开始取向。屈服发生时，拉伸样条表面产生“银纹”或“剪切带”，继而整个样条局部出现“细颈”。 屈服点以后，大多数高聚物呈现应变软化33、下图是PMMA和HDPE在室温下单轴拉伸得到的应力-应变曲线：请判断哪条是属于PMMA的应力-应变曲线？哪条是属于HDPE的应力-应变曲线？说明图（a）和图（b）中A、Y、B各点称做什么？OA段发生的是什么形变？图（a）的CD段和DB段分别指的是什么？ 果在HDPE中引入交联结构，估计它的模量和拉伸