2010年北京化工大学年高分子材料基础理论试卷A(含答案).V2

北京化工大学2010——2011学年第一学期《高分子材料基础理论》期末考试试卷课程代码PSE3630T班级：姓名：学号：分数：题号一二三四总分得分一、选择题（多选题，每题2分，共20分）1按主链结构分类，下列高分子中属于杂链高分子的有（）。A、聚氨酯，B、聚苯乙烯，C、聚丙烯，D、聚酰胺，E、聚甲基丙烯酸甲酯2属于聚合度变大的高分子化学反应有（）。A、加聚反应，B、交联，C、自由基聚合，D、接枝，E、扩链反应3，高分子链柔顺性最差的是（）。A、聚氯乙烯，B、聚乙烯，C、聚丙烯，D、聚二甲基硅氧烷4高聚物结晶结构的特点是（）。A、成周期性排列的质点是链段；B、成周期性排列的质点是整个分子；C、成周期性排列的质点是结构单元；D、存在晶格缺陷。5从结构观点分析，下列高聚物中结晶能力最弱的是（）A、聚甲醛B、聚酰胺C、聚碳酸酯D、等规聚丙烯6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。7下列关于聚氯乙烯拉伸取向的描述，正确的有：（）。A、取向温度设定在其Tg以下；B、取向单元可以为链段和整个高分子链；C、取向后聚集态结构为伸直链晶体；D、取向后沿取向方向力学性能提高；E、取向温度越高越好。8降低聚氯乙烯玻璃化转变温度的方法有：（）。A、交联，B、加入增塑剂；C添加碳酸钙；D、提高加工温度9从分子运动观点分析，下列高聚物中抗蠕变能力最强的是()。A、聚苯醚，B、高密度聚乙烯，C、聚氯乙烯，D、聚四氟乙烯10高聚物熔体弹性效应的主要表现现象有（）A、韦森堡效应，B、剪切变稀，C、挤出胀大，D、熔体破裂二、填空题(每空1分，共30分)1高分子，也称高分子化合物，是指分子量很高并由（1）连接的一类化合物，高分子的分子量范围通常为（2），英文缩写（3）。2自由基聚合反应是连锁聚合反应的一种，通常有三个基元反应，即（4），（5）和（6），自由基聚合反应特征是：（7）。3特征温度与高聚物的使用及加工密切相关。高聚物的最低使用温度为（8）温度；非结晶塑料的最高使用温度为（9）；非结晶高聚物的加工温度下限为（10）；结晶高聚物加工温度下限为（11）；高聚物的加工温度上限为（12）。4、高分子平均分子量的表示方法有（13），（14），（15）。平均分子量提高，高聚物的拉伸强度（16），加工流动性（17）。5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（18）和（19）。6高聚物结晶度的测试方法有（20），（21），（22）。7高分子运动的特点是：（23），（24），（25）。8对于下列制品，要求高聚物的内耗是高还是低？轮胎（26），隔音材料（27）。9聚氯乙烯挤出加工时，必须要添加的添加剂有（28），（29）和（30）。三、简答题（共20分，每题5分）1将PP熔体快速冷却至室温后再在沸水中放置一段时间，指出并解释经此过程后PP聚集态结构和力学性能发生的变化？2为经济而有效地降低聚合物加工粘度，从理论上解释对刚性链聚合物（如PC，PEEK）和柔性链聚合物（如SBR，POM）应分别采取何种主要加工措施？3挤出成型结晶性和非结晶性塑料所用螺杆的三段长度设计有何不同？为什么？4提高注射成型背压对塑化质量和塑化效率有何影响？说明原因。四问答题（每题10分，共30分）1若将PET熔体缓冷或迅速投入冷水，所得两种样品有何区别?请画出二者的温度－形变曲线。2示意绘出聚合物熔体在宽切变速率下的流动曲线，并用缠结理论作出解释。3下图为一种结晶性聚合物的拉伸应力-应变曲线，请标明①等温拉伸时，两条曲线对应的拉伸速度的高低；②等速拉伸时，两条曲线对应的温度的高低；说明原因。北京化工大学2010——2011学年第一学期《高分子材料基础理论》期末考试试卷答案一选择题1AD2BDE(BE)，3A4CD5C6C7BD8B9A10ACD二填空题1化学键104~106polymer(P)2链引发链增长链终止慢引发快增长速终止3Tb，TgTfTmTd4数均分子量重均分子量Z均分子量（粘均分子量），提高，变差5弹性模量（杨氏模量），韧性（拉伸断裂能）6密度法X-射线衍射热分析（DSC）7运动单元的多重性时间依赖性温度依赖性8小大9增塑剂润滑剂热稳定剂三简答题1PP熔体快速冷却得到的聚丙烯制品中含有大量小球晶，结晶度较低，这是由于熔体快速冷却，温度降低过快，有利于形成晶核，但PP大分子链来不及运动排列入晶格内，所以球晶尺寸较小，结晶度低，这样的PP再在沸水中放置一段时间后，结晶度将增大，拉伸强度，拉伸模量等力学性能得到提高。2对于PC，PEEK等刚性链聚合物，通常可以采用提高加工温度的方法来降低其粘度，主要因为这类高分子的粘流活化能较大，温度对聚合物粘度影响较大。对于SBR，POM等柔性链高分子，可以采用提高剪切速率的方法来降低其粘度，主要因为该类高分子分子链柔顺性好，大分子链之间容易形成大量的分子链缠结，提高剪切速率有利于分子链解缠，粘度降低比较明显。3对于挤出成型结晶性塑料的螺杆设计：加料段较长些，主要因为在熔融以前，难于压缩；压缩段较短，因为结晶性塑料熔融以后，其粘度会大大降低；应有一定长度的均化段，保证熔融物料保持一定的压力及料流稳定，；对于挤出成型非结晶性塑料的螺杆设计：加料段较短些，因为非结晶性塑料随温度升高，其形变增大，具有一定的流动性；压缩段较长，因为非晶塑料的Tf范围较宽，增加压缩段长度，以使物料吸热软化，完全熔融；应有一定的均化段，保证熔融物料保持一定的压力及料流稳定，；4对于注射成型，注射背压提高，熔体的塑化质量提高，而塑化效率会有所降低，主要因为背压是指螺杆顶部熔料在螺杆转动后退时所受到的压力，背压提高，螺杆后退速度减慢，物料受到剪切作用增强，所以塑化质量提高，但由于物料塑化停留时间增大，在一定时间内塑化好的物料重量减少，所以塑化效率降低。四问答题1PET快速冷却，得到的为非结晶性聚集态结构，所以其温度形变曲线如下：PET缓慢冷却过程中，得到制品的聚集态结构为结晶结构，其温度形变曲线如下：2聚合物熔体在宽剪切速率下的流动曲线：剪切速率较低时，大分子链之间存在大量的分子链缠结点，聚合物熔体粘度较高，且不随剪切速率变化而变化；随着剪切速率增大，在剪切应力作用大，大分子链之间的缠结点被打开，分子链之间发生相对位移更容易，所以聚合物粘度随剪切速率增大而降低；当剪切速率增大到一定程度后，大分子链之间的分子链缠结完全被打开，在剪切应力作用下，其粘度不再发生变化。3（1）等温拉伸时，曲线1对应的拉伸速率高，曲线2对应的拉伸速率低，因为高分子运动具有时间依赖性，高分子链段或大分子链的松弛过程需要一定的时间，在等温拉伸时，拉伸速率高，就预示着外力作用在高分子材料上的时间短，链段运动来不及反应，所以材料表现出应变小，弹性模量高的特性；（2）等速拉伸时，曲线1对应的测试温度低，曲线2对应的测试温度高，因为高分子运动具有温度依赖性，温度升高，链段运动能力提高，相应松弛时间减小，所以在等速拉伸时，较高的环境温度下，链段运动增强，松弛时间减小，材料表现出形变大，弹性模量低等特性。