高分子物理习题课件

1、非晶态聚合物的温度－形变曲线一般表现出

种力学状态，分别为

。2、聚合物的熔融过程是热力学的

过程，而玻璃化转变不是热力学的平衡过程，是个

过程。3、聚合物分子运动的特点有a、运动单元的多重性，b、

，c、

。4、测定玻璃化转变温度的常用的方法有

5、在外力作用下，聚合物在高弹态发生了取向，在粘流态发生分子链取向。练习题6.高分子热运动是一个松弛过程，松弛时间的大小取决于（D）。A、材料固有性质B、温度C、外力大小D、以上三者都有关系。1判断：1.玻璃化温度是塑料的最低使用温度，又是橡胶的最高使用温度。（F）2.聚合物发生粘性流动时，形变是不可逆的。（T）3.聚合物的高弹变形是瞬间发生的。（F）4.玻璃态是高分子链段运动的状态。（F）5.玻璃化转变温度的大小与外界条件无关。（F）6.玻璃化转变是一个松驰过程。（T）2练习:解：（1）主要从链的柔顺性次序考虑，其次序是：Si—O>C—O>C—C偏氯乙烯，因为链间有极性力，Tg高。将下列聚合物按Tg高低次序排列并解释原因：Tg：-123℃；-70℃；-17℃；-80℃3练习题1.示差扫描量热仪(DSC)是高分子材料研究中常用的方法，常用来研究（）。⑴Tg，⑵Tm，⑶分解温度Td，⑷结晶温度Tc，⑸维卡软化温度，⑹结晶度，2.处于高弹态的聚合物，可以运动的单元有（）

A.链段B大分子链C.链节D.侧基E.支链3.下列（）因素会使Tg降低。

A、引入刚性基团B、引入极性基团C、交联D、加入增塑剂4.所有聚合物在在玻璃化转变时，自由体积分数均等于（）。

A、0.5%B、1%C、2.5%55.下列各组聚合物的Tg高低比较正确的是（）。

A、聚二甲基硅氧烷>顺式聚1,4－丁二烯，

B、聚丙稀>聚己内酰胺，

C、聚己二酸乙二醇酯>聚对苯二甲酸乙二醇酯，

D、聚氯乙烯>聚偏二氯乙烯6.聚丙烯酸甲酯的Tg为3℃，聚丙烯酸的Tg为106℃，后者Tg高的主要原因是是因为（）。

A、侧基的长度短B、存在氢键C、范德华力大7.结晶高聚物在Tg以上时（）。

A、所有链段都能运动B、只有非晶区中的链段能够运动C、链段和整个大分子链都能运动8.判断：根据自由体积理论聚合物的自由体积随温度的降低而减小。（）6比较下列两组聚合物Tg的高低1组：前为聚丙烯酸甲酯，酯基具有一定的柔顺性，Tg=3℃；后为聚乙酸乙烯酯，Tg=28℃2组：酯基为柔性取代基，酯基越长，柔性越好。聚甲基丙烯酸甲酯Tg=105℃；聚甲基丙烯酸乙酯Tg=65℃

；聚甲基丙烯酸丁酯Tg=21℃；聚甲基丙烯酸辛酯Tg=-20℃。7①形变温度TgTf③②④图：同一聚合物品种(PMMA)，同一测量条件下不同分子量时的温度形变曲线问题1：判断4条曲线分子量的大小？①<②<③<④???∵Tf是大分子链发生相对位移的温度，分子量↑，分子链越长，内摩擦阻力↑，∴

Tf↑。问题2：为何只有一个Tg？∵Tg为链段运动温度，与分子量关系不大，同一聚合物品种,同一测量条件,链段运动温度能力相同。8练习题1.下列聚合物结晶能力最强的是（A）。

A、高密度聚乙烯，B、尼龙66，

C、聚异丁烯，D、等规聚苯乙烯2.PE、PVC、PVDC的结晶能力大小顺序是（C）。

A、PE﹥PVC﹥PVDCB、PVDC﹥PE﹥PVCC、PE﹥PVDC﹥PVC3.Avrami方程中n=2表示（D）

A.三维生长，均相成核B.三维生长，异相成核

C.二维生长，均相成核D.二维生长，异相成核4.关于结晶聚合物的熔点和熔限下列说法正确的是（C。

A、结晶温度越低，熔点越低，熔限越窄。

B、结晶温度越低，熔点越高，熔限越宽。

C、结晶温度越高，熔点越高，熔限越窄。

D、结晶温度越高，熔点越低，熔限越窄。10例：比较下列聚合物的熔点高低顺序，并用热力学观点说明理由:PET、PP、PE、PB、PTFEPTFE（327℃）>PET（267℃）>PP（176℃）>PE（137℃）>顺1,4聚丁二烯（12℃）解释：Tm＝ΔHm/ΔSm（1）PTFE：由于氟原子电负性很强，原子间的斥力很大，分子链的内旋转很困难，ΔS很小，所以Tm很高。（2）PET：由于酯基的极性，分子间作用力大，所以ΔH大；另一方面由于主链有芳环，刚性较大，ΔS较小，所以Tm较高。（3）PP：由于有侧甲基，比PE的刚性大，ΔS较小，因而Tm比PE高。（4）顺1,4聚丁二烯：主链上孤立双键柔性好，ΔS大，Tm很低。121.关于聚合物的蠕变现象，正确的是（A）？

A.蠕变是不能回复的；B外力去除后，交联聚合物的蠕变过程可以完全回复；C高温下蠕变不明显；D外力很大蠕变不明显.2.下列说法正确的是（D）？

A应力松弛是指恒定应变条件下材料应力逐渐减小到零的现象；B线形聚合物的应力可以松弛到0；C聚合物的刚性越大，应力松弛越慢；

D温度低于Tg时，应力松弛很慢.3.对理想弹性的描述正确的是（ACE）？

A.形变的产生不需要时间；B形变是缓慢恢复的；C应力与应变成正比；D弹簧具有理想弹性；

E形变量总是很大.练习题141、在适当外力作用下（）有明显的粘弹性现象。

A、Tg以下很多B、Tg附近C、Tg以上很多D、f附近2、利用扭摆实验，可测得聚合物材料的（）。

A、动态切变模量和内耗B、杨氏模量和内耗C、杨氏模量和本体模量3、采用Tg为参考温度进行时温转换叠加时，温度高于Tg的曲线，lgαT（）。

A、负，曲线向左移B、正，曲线向右移C、负，曲线向右移4、蠕变与应力松弛速度（）。

A、与温度无关B、随温度升高而增大C、随温度升高而减小5.有关内耗与温度的关系正确的是（）

A.温度升高，内耗增大B.温度升高，内耗减小

C.内耗在某一温度范围出现极大值练习题15判断：1.粘弹性材料的储能模量、损耗模量与内耗都随频率增加而增大。2.在室温下橡胶只能发生高弹形变，塑料只能发生普弹形变6.有关滞后现象的描述正确的是（）？

A刚性聚合物的滞后现象比柔性聚合物明显；B频率越高，滞后现象越明显；C滞后现象随频率的变化出现极大值；D在Tg附近滞后现象严重.7.关于WLF方程，说法正确的为（）。

A、严格理论推导公式B、Tg参考温度，几乎对所有聚合物普遍适用C、温度范围为Tg～Tg＋100℃D、WLF方程是时温等效原理的数学表达式8.Maxwell模型可以用来模拟（）。

A线形聚合物的蠕变行为；B交联聚合物的蠕变行为

C线形聚合物的应力松弛行为;D交联聚合物的应力松弛行为9.Kelvin模型可以用来模拟（）。

A线形聚合物的蠕变行为；B交联聚合物的蠕变行为

C线形聚合物的应力松弛行为;D交联聚合物的应力松弛行为16例1：有一粘弹体,已知其粘性系数η和高弹模量E分别为5×108Pa·s和108N·m-2,当初始应力为10N·m-2时

求:(1)达到松弛时间的残余应力为多少?

(2)松弛10秒钟时的残余应力为多少?

解:(1)松弛时间

当达到松弛时间时,(2)当t=10s时,17

例2：已知PIB在298K时，其应力松弛到105N/m2约需10小时，试计算在253K时应力松弛到同一数值所需的时间。（PIB的Tg为203K）WLF方程分别将T=298K和T=253K带入WLF方程在253K达到同样的力学松弛需要5234h。18已知聚甲基丙烯酸甲酯的应力松弛模量E(t)-T曲线如图所示，画出图中由▲指示状态下应力-应变行为（其它测试条件同）。(1)(2)(3)(4)TbTgTf1234－曲线思考题201、拉伸实验中，应力－应变曲线初始部分的斜率和曲线下的面积分别反映材料的（）。A、拉伸强度、断裂伸长率B、杨氏模量、断裂能C、屈服强度、屈服应力D、冲击强度、冲击能2、在聚甲基丙烯酸甲酯的拉伸试验中，温度升高则（）。Ａ、σB升高、εB降低，B、σB降低、εB升高，C、σB升高、εB升高，Ｄ、σB降低、εB降低，3、在高分子材料的拉伸试验中，提高拉伸速率时，则（）。Ａ、σB升高、εB降低，B、σB降低、εB升高，

C、σB升高、εB升高，Ｄ、σB降低、εB降低4.在（）温度范围内，玻璃态聚合物才具有典型的应力-应变曲线。

A、Tb﹤T﹤TgB、Tg﹤T﹤TfC、Tg﹤T﹤Tm练习题211、韧性聚合物单轴拉伸至屈服点可看到剪切带现象，说法错误的是（A）。A、与拉伸方向平行B、有明显的双折射现象C、分子链高度取向D、每个剪切带由若干个细小的不规则微纤构成2、关于银纹，下列说法错误的是（A）。A、银纹是高度取向的高分子微纤构成。B、银纹处密度为0，与本体密度不同。C、银纹具有应力发白现象。D、银纹具有强度，与裂纹不同。3、杨氏模量、冲击强度、应变、切变速率的量纲分别是（A）。

A、N/m2,J/m2,无量纲,S-1，B、N,J/m,无量纲,无量纲

C、N/m2,J,无量纲,无量纲D、N/m2,J,m,S-14、提高高分子材料拉伸强度的有效途径为（B）。

A、增塑，B、取向，C、加入碳酸钙练习235.下列高聚物拉伸强度较低的是（B）。

A、线形聚乙烯B、支化聚乙烯C、聚酰胺6．随应变速率的增加，高分子材料的脆韧转变温度将小

。7.高密度PE与低密度PE相比，其支化度小，结晶度小，熔点小拉伸强度小，冲击强度大。8.高聚物发生强迫高弹形变的条件是