高分子物理期末复习参考题

高分子物理期末复习参考题说明：此复习题仅作为复习参考使用，并非考试试题，只是题型和考试类似，希望同学们好好复习。一、填空题：1、降温速度越快，高聚物的玻璃化转变温度Tg越高。2、橡胶弹性的本质是弹性，橡胶在绝热拉伸过程中放热。3、松弛时间τ值越小，表明材料的弹性越。推迟时间τ＇值越小，表明材料的弹性越。4、银纹是在张应力的作用下产生的，银纹内部存在微细凹槽，其方向与外力方向垂直。5、分子链越柔顺，粘流温度越低；高分子极性大，粘流温度越高。6、温度下降，材料断裂强度增大，断裂伸长率减小。7、产生橡胶弹性的条件是、、。8、在交变应力（变）的作用下，应变于应力一个相角δ的现象称为滞后，tanδ的值越小，表明材料的弹性越。9、对于相同分子量，不同分子量分布的聚合物流体，在低剪切速率下，分子量分布的粘度高，在高剪切速率下，分子量分布粘度高。10、高聚物的粘流温度是成型加工的温度，高聚物的分解温度是成型加工的温度。11、高聚物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发生塑性流动，屈服点以后，大多数高聚物呈现应变软化，有些还非常迅速。屈服发生时，拉伸样条表面产生或剪切带,继而整个样条局部出现。二、单项选择题1、下列聚合物中，玻璃化转变温度Tg的大小顺序是（）（1）聚乙烯（2）聚丙烯腈（3）聚丙烯（4）聚氯乙烯A（4）＞（2）＞（3）＞（1）B（2）＞（4）＞（3）＞（1）C（2）＞（4）＞（1）＞（3）D（4）＞（2）＞（1）＞（3）2、下列聚合物中，熔点Tm最高的聚合物是（）A聚邻苯二甲酸乙二酯B聚间苯二甲酸乙二酯C聚己二甲酸乙二酯D聚对苯二甲酸乙二酯3、在下列聚合物中，结晶能力最好的是（）A无规聚苯乙烯B聚乙烯C等规聚苯乙烯D聚苯乙烯—丁二烯共聚物4、交联橡胶以下说法不正确的是（）A形变小时符合虎克定律B具有熵弹性C拉伸时吸热D压缩时放热5、下图是在一定的应力作用下，不同温度下测定的聚合物蠕变性能曲线，下列温度大小顺序正确的是（）AT1＞T2＞T3＞T4BT4＞T3＞T2＞T1CT1＞T3＞T2＞T4DT2＞T3＞T1＞T4T1ε(t)tT2T3T46、聚碳酸酯的应力—应变曲线曲线属于以下的哪一类？（）A硬而脆B软而韧C强而韧D硬而强7、下列聚合物中，拉伸强度最大的聚合物是（）A高密度聚乙烯B尼龙610C尼龙66D聚对苯二甲酰对苯二胺8、聚合物挤出成型时，产生熔体破裂的原因是（）A熔体弹性应变回复不均匀B熔体黏度过小C大分子链取向程度低D法向应力大9、聚丙烯酸钠的Tg为280℃，聚丙烯酸的Tg为106℃，前者Tg高时因为（）A侧基的长度短B存在氢键C范德华力大D存在离子键10、下图为不同相对分子质量高聚物熔体的流动曲线，那种高聚物的相对分子质量最高（）11、可以用时温等效原理研究聚合物的黏弹性，是因为（）A高聚物分子运动是一个与温度、时间有关的松弛过程B高分子分子处于不同的状态C高聚物是由具有一定分布的不同相对分子质量分子组成的D高聚物具有黏弹性12、下列聚合物中，玻璃化转变温度Tg是（）（1）聚氯乙烯（2）聚乙烯（3）聚1，2-二氯乙烯（4）聚偏二氯乙烯A（4）＞（3）＞（1）＞（2）B（3）＞（4）＞（1）＞（2）C（3）＞（1）＞（4）＞（2）D（2）＞（4）＞（1）＞（3）13、下列聚合物中，熔点Tm最高的聚合物是（）ABCD14、PE、PVC、PVDC（聚偏二氯乙烯）的结晶能力大小顺序，以下说法正确的是（）A.PE＞PVDC＞PVCB.PE＞PVC＞PVDCC.PVDC＞PE＞PVCD.PVDC＞PVC＞PE15、橡胶在室温下呈高弹性，但当其受到（）时，在室温下也能呈现玻璃态的力学行为。A长期力的作用B一定速度力的作用C瞬间大力的作用D很大力的作用16、蠕变与应力松弛速度（）A与温度无关B随温度升高而增大lgηlgABCDCH2CH2CH2CHCH3CH2CHCHCH3CH3CH2CHCCH3CH3CH3C随温度升高而减小D前者与温度有关，后者与温度无关17、温度对晶态聚合物的应力—应变曲线有显著影响，下图是在不同温度下测定的聚合物应力—应变曲线，下列温度大小顺序正确的是（）AT4＞T3＞T2＞T1BT1＞T2＞T3＞T4CT2＞T3＞T4＞T1DT1＞T4＞T2＞T318、下列聚合物中，拉伸强度最小的聚合物是（）A聚氯乙烯B聚乙烯C聚1，2-二氯乙烯D聚丙烯19、高聚物为假塑性流体，其黏度随剪切速率的增加而（）A增加B减小C不变D先增加后降低20、以下使Tg增加的因素哪个不正确？（）A压力增加B主链杂原子密度增加C主链芳环增加D侧基极性增加21、下图为不同类型流体的流动曲线，其中（）是宾汉流体的流动曲线。三、判断题1、作为塑料，其使用温度都在玻璃化温度以下；作为轮胎用的橡胶，其使用温度都在玻璃化温度以上。（）2、高聚物在室温下受到外力作用而发生形变，当去掉外力后，形变没有完全复原，这是因为整个分子链发生了相对位移的结果。（）3、随着聚合物结晶度增加，抗张强度和抗冲击强度增加。（）4、橡胶形变时有热效应，在拉伸时放热，而压缩时吸热。（）5、作为超音速飞机座舱的材料—有机玻璃，必须经过双轴取向，改善其力学性能。（）6、因为聚氯乙烯和聚乙烯醇的分解温度低于黏流温度（或熔点），所以只能采用溶液纺丝法纺丝。（）7、银纹实际上是一种微小裂缝，裂缝内密度为零，因此它很容易导致材料断裂。（）8、四氢呋喃和氯仿都与PVC的溶度参数相近，因此两者均为PVC的良溶剂。（）9、在应力松弛实验中，虎克固体的应力为常数，牛顿流体的应力随时间而逐步衰减。（）10、为了获得既有强度又有弹性的黏胶丝，在纺丝过程须经过牵引工序。（）T1σεT2T3T4ABDC四、简答题：1列出下列聚合物的熔点顺序，并用热力学观点及关系式说明其理由。聚对苯二甲酸乙二酯、顺1,4聚丁二烯、聚四氟乙烯解：PTFE（327℃）PET（267℃）顺1,4聚丁二烯（12℃）由于Tm＝ΔHm/ΔSm，ΔH增大或ΔS减少的因素都使Tm增加。（1）PTFE：由于氟原子电负性很强，F原子间的斥力很大，分子采取螺旋构象（136），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，所以总效果Tm较高。（3）顺1,4聚丁二烯：主链上孤立双键柔性好，ΔS大，从而Tm很低。2下列几种聚合物的冲击性能如何？简单说明理由？（T＜Tg）(1)聚苯乙烯（2）聚碳酸酯答案：（1）因主链挂上体积庞大的侧基苯环，故为难以改变构象的刚性链，使冲击性能不好，为典型的脆性聚合物。（2）聚碳酸酯由于主链中酯基在—120℃可产生局部模式运动即β转变，在T＜Tg时，由于外力作用，β转变吸收冲击能，使聚合物上的能量得以分散，因此冲击能好，可以常温塑性加工。3将下列三组聚合物的结晶难易程度排列成序：(1)PP，PVC，PS；(2)聚对苯二甲酸乙二酯，聚间苯二甲酸乙二酯，聚己二酸乙二酯；(3)PA66，PA1010．解：结晶难易程度为：（1）PPPVCPS（2）聚己二酸乙二酯PET聚间苯二甲酸乙二酯（3）尼龙66尼龙10104写出聚乙烯、聚苯乙烯、尼龙66材料抗张强度的大小顺序，为什么？答：抗张强度大小顺序为：尼龙66＞聚苯乙烯＞聚乙烯。在一般情况下，增加聚合物的极性或形成氢键可以使其强度提高。聚苯乙烯侧基为苯环，故聚苯乙烯的抗张强度比聚乙烯高，尼龙66有氢键，拉伸强度更高，所以尼龙66的抗张强度最大。5在橡胶下悬一砝码，保持外界不变，升温时会发生什么现象？简单说明理由。降温时会发生什么现象？解：橡胶在张力（拉力）的作用下产生形变，主要是熵变化，即蜷曲的大分子链在张力的作用下变得伸展，构象数减少。熵减少是不稳定的状态，当加热时，有利于单键的内旋转，使之因构象数增加而卷曲，所以在保持外界不变时，升温会发生回缩现象。降温时橡胶会继续伸长。6指出下列各组聚合物抗张强度哪个高（简单说明理由）？（1）聚对苯二甲酸乙二酯和聚己二酸乙二酯（2）聚乙烯和低密度聚乙烯（3）聚氯乙烯和聚乙烯（4）聚甲基丙烯酸甲酯和聚丙烯酸酯（5）尼龙66和尼龙610。答：（1）答：聚对苯二甲酸乙二醇酯主链中含有苯环，所以抗张强度比聚己二酸乙二醇酯高。（2）低密度聚乙烯由于支化度高，故其拉伸强度比聚乙烯低。（3）聚氯乙烯具有极性基团，故其抗张强度比聚乙烯高。（4）聚甲基丙烯酸甲酯多了一个甲基侧基，极性比聚炳烯酸酯大，故其抗张强度大。（5）尼龙66氢键的密度比尼龙610大，所以其抗张强度大。7将熔融态的聚乙烯（PE）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）和聚苯乙烯（PS）淬冷到室温，PE是半透明的，而PET和PS是透明的。为什么？简要说明理由。解：（1）PE由于结晶能力特别强，将其熔体淬冷也得高结晶度的晶体，晶区与非晶区共存，因而呈现半透明。PET是结晶能力较弱的聚合物，将其熔体淬冷，由于无足够的时间使其链段排入晶格，结果得到的是非晶态而呈透明性。PS没加任何说明都认为是无规立构的。无规立构的PS在任何条件下都不能结晶，所以呈现透明性。五、计算题1、某种硫化天然橡胶的密度为9.5×105g/m3，未交联时的数均相对分子质量为1×105，交联后网链的平均相对分子质量为5×103，在27℃拉伸，拉长一倍时（1）试求需要的应力为多大？（R=8.314J/（mol·K），k=1.380×10-23J/K）（2）已知橡胶，拉伸过程中试样的泊松比为0.5，根据橡胶的弹性理论计算（经过自由末端校正）剪切模量和拉伸模量？1、解：（1）根据橡胶状态方程因为R=8.314J/（mol·K），ρ=9.5×105g/m3，λ=2，T=300K，则σ=8.29×105N/m2（2）根据=4.27×105N/m22、某聚合物的黏弹行为服从Kelvin模型，其中η服从WLF方程。该聚合物在25℃下黏度为6×108Pa.s，E值为8×105N/m2。试求：（1）40℃下该聚合物的黏度为多少？（该聚合物的玻璃化温度为10℃，WLF方程为）3105cM)1(2cMRT533510110521105300314.8105.921GMMMRTGncc265/1028.11027.433)1(2mNGGE75.1105300314.8105.9)1(352cMRT)(6.51)(44.17lgggTTTTTa（2）试写出40℃、4×106Pa应力作用下的蠕变方程（E值为8×105N/m2）。2、解：（1）（2）)1(108104)1()(561057.110456tEteeEt)1(5)(48.25tet113828332832982832981005.4)1048.1/(1061048.1831.2)283298(6.51)283298(44.17lgKKKKK571131372832982833131057.11087.31005.41087.3412.6)283313(6.51)283313(44.17lgKKKKK