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高分子物理试卷二答案一、单项选择题（10分）（下面每个小题只有一个答案是正确的，请将正确答案的编号填在右边的括号里。选对者得1分，不选、选错多选均不得分。）1.全同聚乙烯醇的分子链所采取的构象是（A）。（A）平面锯齿链（B）扭曲的锯齿链（C）螺旋链2.下列聚合物找那个，熔点最高的是（C）。（A）聚乙烯（B）聚对二甲苯撑（C）聚苯撑3.聚合物分子链的刚性增大，则黏流温度（B）。（A）降低（B）升高（C）基本不变4.增加聚合物分子的极性，则黏流温度将（C）。（A）降低（B）基本不变（C）升高5.可以用来解释聚合物的零切黏度与相对分子质量之间相互关系的理论是（B）。（A）分子链取向（B）分子链缠结（C）链段协同运动6.在下列情况下，交联聚合物在溶剂中的平衡溶胀比最大的是（C）。（A）高度交联（B）中度交联（C）轻度交联7.光散射的散射体积与sin成（B）。（A）正比（B）反比（C）相等（D）没关系8.高分子的特性黏数随相对分子质量愈大而（A）。（A）增大（B）不变（C）降低（D）不确定9.理想橡胶的泊松比为（C）。（A）21（B）21（C）2110.交联高聚物蠕变过程中的形变包括（B）。（A）普弹形变、高弹形变和黏性流动（B）普弹形变和高弹形变（C）高弹形变和黏性流动二、多项选择题(20分)(下面每个小题至少有一个答案是正确的，请将所有正确答案的编号填写在括号里。全选对者得2分，每错一个扣1分，每少选一个扣0.5分，但不做选择或所选答案全错者不得分。）1.以下化合物，哪些是天然高分子（AC）。（A）蛋白质（B）酚醛树脂（C）淀粉（D）PS2.柔顺性可以通过以下哪些参数定量表征（ABCD）。（A）链段长度（B）刚性因子（C）无扰尺寸（D）极限特征比3.以下哪些方法可以测量晶体的生长速度（AB）。（A）偏光显微镜（B）小脚激光光散射（C）光学解偏振法（D）示差扫描量热法4.有关聚合物的分子运动，下列描述正确的有（ACD）。（A）运动单元具有多重性（B）运动速度不受温度影响（C）热运动是一个松弛过程（D）整个分子链的运动称为布朗运动（E）运动但愿的大小不同，但松弛时间一样5.下列有关聚合物熔体流变性能的叙述，正确的有（ABDE）。（A）大多数聚合物熔体在通常的剪切速率范围内表现为假塑性非牛顿流体（B）在极低的剪切速率范围内，表现为牛顿流体（C）在通常的剪切速率范围内，黏度随剪切速率升高而增大（D）黏度随温度升高而下降（E）在无穷大剪切速率下，在恒定温度下的黏度为常数6.下面有关聚合物黏流活化能的描述，正确的是（AD）。（A）刚性聚合物具有较高的黏流活化能（B）柔性聚合物具有较高的黏流活化能（C）黏流活化能越大，熔体黏度越高（D）黏流活化能越大，熔体黏度对温度越敏感（E）黏流活化能越大，熔体黏度越小7.下列测定聚合物相对分子质量的方法中，属于绝对方法的是（CDE）。（A）黏度法（B）凝胶渗透色谱法（C）膜渗透压法（D）光散射法（E）小角激光光散射法8.下列关于冻胶的描述中正确的是（ACE）。（A）冻胶属于高分子浓溶液范畴（B）分子内交联的冻胶的黏度大于分子间交联的黏度（C）分子内交联的冻胶可得到黏度小浓度大的浓溶液（D）冻胶加热不能溶解和熔融（E）分子内交联的冻胶对纺丝不利9.下列有关滞后现象的描述，正确的是（ADE）。（A）高聚物在交变应力作用下，形变落后于盈利变化的现象（B）刚性聚合物的滞后现象比柔性聚合物明显（C）频率越高，滞后现象越大（D）滞后现象随频率的变化出现极大值（E）在玻璃化温度附近，之后现象严重10.Mawell模型可以用来模拟（C）。（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）交联聚合物的盈利松弛行为（E）牛顿流体的蠕变行为三、选择填空题（15分）（下面每个小题均有多个答案，请将答案编号按要求的顺序填入空格内，顺序全对者得1.5分，其他情况一律不得分。）1.对于单分散性的聚合物，其各种平均相对分子质量之间的相互关系为：（B）（A）（C）（D）。（A）wM（B）zM（C）M（D）nM2.下列聚合物柔顺性排列顺序为：（A）（B）（D）（C）。（A）PE（B）PP（C）PAN（D）PVC3.下列聚合物结晶能力强弱顺序为：（A）（C）（B）。（A）PE（B）PVC（C）PVDC4.三种不同的相对分子质量的聚合物，试样1，试样2和试样3的相对分子质量分别为321,MMM和，若321MMM。它们的临界共溶点的浓度c2大小顺序为：（C）（B）（A）。（A）试样1（B）试样2（C）试样35.有某聚合物三个试样，相对分子质量分别为321,,MMM，若321MMM，在相同条件下，同气象渗透法测定聚合物的相对分子质量，以12/sV对12/作图，得到的直线的截距分别为截距1，截距2，截距3，则截距的大小顺序为：（C）（B）（A）。（A）截距1（B）截距2（C）截距36.下列相同相对分子质量的某聚合物试样，在相同条件下用稀溶液黏度法测得的特性黏数大小顺序为：（A）（C）（B）。（A）线形聚合物（B）较高支化度聚合物（C）较低支化度聚合物7.三种不同相对分子质量的聚合物试样，试样1，试样2和试样3的相对分子质量分别为321,MMM和，若321MMM,它们的临界共溶点的Huggings参数c1大小顺序为（C）（B）（A）。（A）试样1（B）试样2（C）试样38.理想橡胶的三种模量，其大小顺序为：（C）（A）（B）。（A）杨氏模量（B）剪切模量（C）体积模量9.将下列三种聚合物用同样的外力拉伸到一定长度后，保持各自的应变不变，经过相当长的时间后测定其应力，则其大小顺序为：（A）（C）（B）。（A）理想弹性体（B）线形聚合物（C）交联聚合物10.下列聚合物晶体中，熔点的大小顺序是：（A）（B）（C）（A）尼龙—66（B）尼龙—610（C）尼龙—612四、名词解释（15分）自由旋转链；柔性；表观黏度；熔融指数；良溶剂答：自由旋转链：假设高分子链是由n个（n很大）不占体积的键长为l的单键组成，每个单键在键角方向的限制下自由旋转，不受单键内旋转的位垒限制，这种分子链模型成为自由旋转链。柔性：高分子链通过单键内旋转而改变其构象的性质，称为柔性。表观黏度：流体流动中给定应变速率下的应力与应变速率之比值。熔融指数：熔体每10min通过标准口模毛细管的质量，单位为g/10min。良溶剂：当高分子溶液的Huggings参数211时，高分子溶液中溶剂的过量化学位01E，使高分子溶解过程的自发趋势更强，此时的溶剂称为高分子的良溶剂。五、简答题（12分）1.试述高聚物不同于低分子物质的主要结构特点。答：高聚物不同于低分子物质的主要结构特点是：①高分子是由许多结构但愿组成，每一个结构单元相当于一个小分子；②高分子呈链状结构，高分子主链一般都有一定的内旋转自由度，使高分子链具有柔性，而小分子没有柔性；③高分子的相对分子质量具有多分散性，分子运动具有多重性，使同一种化学结构的聚合物具有不同的物理性能；聚合物的凝聚态结构存在晶态和非晶态，其晶态的有序度比小分子低，非晶态的有序度比小分子高。同一种聚合物通过不同的加工工艺，获得不同的凝聚态结构，具有不同的性能。2.为什么等规立构聚苯乙烯分子链在晶体中呈13螺旋构象，而间规立构聚氯乙烯分子链在晶体中呈现平面锯齿型构象？答：等规立构聚苯乙烯带有较大的侧基，为了减小空间位阻，降低分子链的位能，在结晶时分子链要交替采取反式和旁氏构象的螺旋链，此螺旋链刚好每一等同周期转一圈含有三个结构单元，称为13螺旋。间规立构聚氯乙烯由于取代基交替地分布于分子链两侧，空间位阻小，在结晶时可以取全反式的完全伸展的平面锯齿型构象。3.为什么聚丙烯腈只能用溶液纺丝，不能用熔融纺丝，而涤纶树脂可以用熔融纺丝？答：丙烯腈是一种强极性的高分子，分子之间的相互作用很强，因此其黏流温度很高，而且熔体黏度很大。此外，聚丙烯腈热分解温度较低，高温下容易降解。如果使用熔融纺丝，需要很高的纺丝温度，从而导致聚丙烯腈的快速降解，使得纺丝后纤维性能大为下降，从而失去使用价值，因此聚丙烯腈不能用熔融纺丝。而涤纶树脂（聚对苯二甲酸二醇酯）的主链中含有柔性的酯基，使得分子链具有一定的柔性，而且分子的极性较小，分子之间的相互作用较弱，其流动温度相对较低。此外，聚对苯二甲酸乙二醇酯具有较好的热稳定性，分解温度较高，因此可以用熔融纺丝。4.凝胶渗透色谱的普适校正的依据是什么？答：凝胶渗透色谱的普适校正的一局是，由Einstein黏度公式MVNh~5.2][由上式可知，][与M之积与溶质分子的流体力学体积hV成正比。假如在某温度，溶剂和仪器，那么对于给定的淋出体积，下式成立BBAAMM][][则聚合物A和B符合普适标定关系。六、图示题（8分）1.分别画出下列两种情况下聚合物的温度形变曲线，并标明f,TTTmg和的大概位置。（1）结晶度50%，fmTT；（2）结晶度50%,fmTT。解：见图1.说明：由于结晶度大于50%，因此在聚合物中，结晶相为连续相，虽然非晶区也存在玻璃化转变，但是在温度形变曲线上没有转折。对于样品（1），由于其熔点高于其黏流温度，在聚合物融化之前，不能发生流动，因此没有高弹态。当温度高于熔点时，直接进入黏流态。对于样品（2），由于其黏流温度高于其熔点，因此，当聚合物熔融后，先进入高弹态，当温度高于黏流温度后，进入黏流态。图12.画出聚合物的比容随温度的变化曲线，并标出玻璃化温度的位置。解：见图2。说明：在玻璃化温度以下，聚合物的比容随温度变化较为缓慢，在玻璃化温度以上，比容随温度升高增加较快，两条直线的转折处即为玻璃化转变，对应的温度为玻璃化温度gT。图2七、说明题（10分）1.为什么高聚物的相对分子质量对黏流活化能几乎没有影响，对黏流温度却有较大的影响？答：物质的流动是通过分子向周围空穴的跃迁来实现的，黏流活化能就是分子向空穴跃迁时克服周围分子的作用所需要的能量。高聚物的流动不是简单的整个分子的迁移，而是通过链段的相继跃迁来实现的，高聚物的流动单元是链段。因此高聚物的黏流活化能表示的是链段向空穴跃迁时克服周围分子的作用所需要的能量。对于同一聚合物，其链段单元的大小相差不大，也就是说相对分子质量增大，链段大小不变，黏流活化能也几乎不变。因此，高聚物的相对分子质量对其黏流活化能的影响较小。而黏流温度是聚合物开始流动的温度，也就是分子链开始运动的温度，相对分子质量越大，为实现黏性流动所需要协同运动的链段数就越多，分子之间的相互运动需要克服的摩擦阻力也越大，因此必须在更高的温度下才能流动，所以，相对分子质量对黏流温度的影响较大。2.为什么增塑剂与聚合物要有很好的互溶性？答：根据增塑机理，增塑剂的增速作用要发挥充分，增塑剂必须填充到聚合物的分子与分子之间，达到分子水平混合，因此增塑聚合物是均相的浓溶液。要使这种浓溶液的性质稳定，难以分相，就要求增塑剂是聚合物的溶剂，否则即使用机械方法强行混合，体系也不稳定，时间长了会分相，使增塑剂微液滴状态凝结于制品表面，影响增塑剂的效果从而影响制品的性能。所以增塑剂与聚合物要有很好的相容性。八、计算题（10分）1.有一矩形交联的橡胶样条长100mm，宽40mm，厚度为5mm，在26.85℃时，用10N的里可将其沿长度方向拉伸至原长的两倍，如果该橡胶的密度为900kg/m³，计算该橡胶网链的平均相对分子质量。解：已知mml100，mm40，mmt5，KT30085.26℃，NF10，3/900mkg，2，KJk/1038.123，PatFSF4601051054010橡胶的状态方程为)1(20kTN得3242234201090.6)212(3001038.1105)1(mktN又cMNN~0得molgNNMc/109.71002.61090.610900423243~0