2022年南昌大学高分子物理期末考试终极解码 .pdf

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1、学而不思则惘，思而不学则殆1.比较下列四组高分子链的柔顺性并简要加以解释。2.某单烯类聚合物的聚合度为104，试估算分子链完全伸展时的长度是其均方根末端距的多少倍？（假定该分子链为自由旋转链。）7.70cos1cos1/cos1cos15 .109154.010*22102,x22,max44nhhnlhnlhlXnXrfmarfnn，则均方根末端距，完全伸直链的长度，3.无规聚丙烯在环己烷或甲苯中、30时测得的空间位阻参数（即刚性因子）=1.76, 试计算其等效自由连接链长度b（已知碳 碳键长为0.154nm,键角为109.5 ）。答：b=0.953nm 精选学习资料 - - - - - -

2、 - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 11 页学而不思则惘，思而不学则殆nm953.05.109cos1)5.109cos1(154.076.1cos1cos176.1cos1cos176.1222max2,2max2022,max202max2,20nlnlhhhhbnlhnlhhhZhhrfrfrf，4. 某聚苯乙烯试样的分子量为416000，试估算其无扰链的均方末端距(已知特征比 cn=12)。答：均方末端距为2276.8nm2。聚苯乙烯的重复单元的M=104， Mn=416000， 则 n=2Xn=Mn/M=8000， l=0.154nm，则22n208

3、.2276154.0*8000*12nmnlCh第二章1.某结晶聚合物的注射制品中，靠近模具的皮层具有双折射现象，而制品内部用偏光显微镜观察发现有Maltese黑十字，并且越靠近制品芯部， Maltese黑十字越大。试解释产生上述现象的原因。如果降低模具的温度， 皮层厚度将如何变化？答：（1）由于形成球晶，球晶具有双折射现象，自然光经过偏振片变为偏振光，通过球晶发生双折射， 分成两束振动方向垂直的偏振光，两束偏振光在与检偏镜平行方向上存在分量， 分量速度不同， 产生相位差而干涉， 使呈现黑十字消光图像，制品外部与模具接触， 冷却速度快，球晶来不及生长而成多层片晶或小球晶，而制品芯部温度高，结晶

4、时间充分，生长为大球晶，因此消光图像更大。（2）降低温度会增加过冷度，缩短结晶时间，因而皮层厚度增加。2. 某一聚合物完全结晶时的密度为0.936 g/cm3，现知该聚合物的实际密度为0.900 g/cm3，试问其体积结晶度应为多少？解：P49公式（ 2-9）561.0854.0936.0854.0900.0acavcx3. 用声波传播法测定拉伸涤纶纤维的取向度。若实验得到分子链在纤维轴方向的平均取向角 为 30 ，试问该试样的取向度为多少？解：P63公式（ 2-14），625.0)1cos3(212f第三章1. 苯乙烯 -丁二烯共聚物 ( =16.7)难溶于戊烷 ( =14.4)和乙酸乙酯

5、( =17.8)。 若选用上述两种溶剂的混合物，什么配比使对共聚物的溶解能力最佳？精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 11 页学而不思则惘，思而不学则殆2. 计算下列三种情况下溶液的混合熵，讨论所得结果的意义。(1) 99 1012个小分子 A与108个小分子 B相混合（假定为理想溶液）；(2) 99 1012个小分子 A与108个大分子 B相混合（设每个大分子 “ 链段” 数x=104）；(3) 99 1012个小分子 A与1012个小分子相混合（假定为理想溶液）。3. 在20 C将10-5mol的聚甲基丙烯酸甲酯（nM1

6、05， =1.20 g/cm3）溶于 179 g氯仿（=1.49 g/cm3）中，计算溶液的混合熵、混合热和混合自由能（已知12=0.377）。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 11 页学而不思则惘，思而不学则殆第四章1. 用 渗 透 压法 测 得 试 样 A和 B 的 摩 尔 质 量 分 别 为 4.20 105 g/mol 和1.25 105g/mol， 试计算 A、 B 两种试样等质量混合物的数均分子量和重均分子量。解：数均分子量molg1092711025110251110402110204110204102511

7、104021102041MxM555555555iiin/.)./()./()./(.)./()./()./(重均分子量molg10725210251501020450MM555iii/.2. 35 时，环己烷为聚苯乙烯（无规立构）的溶剂。现讲 300 mg 聚苯乙烯（=1.05 g/cm3, nM=1.5 105）于 35 溶于 150 mL 环己烷中，试计算： (1)第二维利系数 A2；(2)溶液的渗透压。答：（1）因为 35时，环己烷为聚苯乙烯（无规立构）的溶剂。而且反应温度为 35，所以精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页

8、，共 11 页学而不思则惘，思而不学则殆（2）CAM1RTc23333cm1021500511030010300mc/g.VV-环己烷聚苯乙烯聚苯乙烯23480RTcg/cm.M其中.3.某聚苯乙烯试样，经过分级后，得到5 组分，用光散射法测定了各级分的重均分子量，用黏度法（ 22 、二氯乙烷溶剂）测定了各级分的特性粘数，结果列于下表：410nM0.308 1.55 48.0 56.8 157 (dL/g) 0.0405 0.122 1.38 1.42 2.78 根据上述数据求出粘度公式KM中的两个常数 K和 值。解：由 KM 得：lg lgKlgM，以 lg 对 lgM 作图，斜率即为，截距

9、为 lgK。第五章1. 比较下列各组聚合物的 Tg高低并说明理由：(1) 聚二甲基硅氧烷，顺式聚1,4-丁二烯；(2) 聚己二酸乙二酯，聚对苯二甲酸乙二酯；(3) 聚丙烯，聚 4-甲基-1-戊烯；(4) 聚氯乙烯，聚偏二氯乙烯。解：（1）Tg：聚二甲基硅氧烷 顺式聚 1,4 丁二烯，聚二甲基硅氧烷主链为饱和单键，取代基为非极性对称取代基，链柔性较大，故Tg 较低；（2）聚已二酸乙二醇酯 聚 4甲基 1戊烯， 聚 4甲基 1戊烯碳链较长， 链的柔顺性较大，故 Tg 较低；（4）聚氯乙烯 聚偏二氯乙烯， 聚偏二氯乙烯中极性取代基为对称双取代，偶极矩抵消一部分，整个分子极性减小，内旋转位垒降低，柔性

10、增加，故Tg较低。2. 均聚物 A的熔点为 200 ，熔融热为 8374 J/mol重复单元。如果在结晶的 AB无规共聚物中，单体 B不能进入晶格，试预测含单体B 10%摩尔分数的共聚物的熔点。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 11 页学而不思则惘，思而不学则殆解 ：Au0mmxHRT1T1ln即90837431482732001T1m.ln.解 得4 5 1 . 81 7 8 .mTKC3. 现有某种聚丙烯试样， 将其熔体 10 mL于150 在膨胀计中进行等温结晶，不同时间测得聚合物的体积值如下：t/min 3.2 4

11、.7 7.1 12.6 20 V/mL 9.9981 9.9924 9.9765 9.8418 9.5752 已知聚丙烯晶胞密度为 0.96 g/cm3，完全非晶态时密度为 0.84 g/cm3，结晶完全时体积结晶度为 50%。试用 Avrami方程计算该试样的结晶速度常数K和Avrami指数n。3.21.24811.25nK3. 9 3 7 58 5nn3. 20. 0 1 5 2nk12.61.09181.25nK3. 9 3 7 58 8. 9 5n1 2. 60. 1 3 5nk或：tnkv0vvvtlglglnlgt 3.2 4.7 7.1 12.6 20 lgt 0.505 0.6

12、721 0.8512 1.1004 1.301 V 9.9981 9.9924 9.9765 9.8418 9.5752 VVVVt00.99696 0.98784 0.9624 0.74688 0.32032 lnlg0VVVVt-2.51647 -1.91241 -1.41652 -0.53484 0.05631 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 11 页学而不思则惘，思而不学则殆y = 3.2303x - 4.1266-3-2.5-2-1.5-1-0.500.500.20.40.60.811.21.4所以： n=3.

13、2303 lgK= - 4.1266 K=7.47 10-5215-1894.3211894. 32121107.47693.0693.02lnttttKn17.8 4. 为什么涤纶采用熔融纺丝方法，而腈纶却用湿法纺丝？答：由于聚丙烯腈的熔点很高（318），分解温度（ 220）低于熔点，所以不能用熔融纺丝。 由于聚对苯二甲酸乙二酯的熔点为260270，低于分解温度（约为350），可用熔融纺丝。5. 某一聚苯乙烯试样，已知160 时黏度为 103Pa?S，试估算 Tg(100 )时及120 时的黏度。解：由 WLF 方程： lgaT=)(6.51)(44.178gTTTTaTo)100160(6

14、.51)100160(44.17100160=-9.38 100=2.41012 (Pa s) lg)100120(6.51)100120(44.17100120=-4.87 120=3.2107 (Pa s) 6. 一种聚合物在加工中劣化，其重均分子量从下降到。问加工前后熔融黏度之比是多少？答：2.14. 过程请君自己算。后续资料1.分别画出牛顿流体、理想弹性体、线性和交联聚合物的蠕变曲线及回复曲线。Huggings 参数：自己翻一下书。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 11 页学而不思则惘，思而不学则殆2. 在同一坐标

15、上画出牛顿流体、假塑性流体、 膨胀性流体的表观粘度和剪切速率的关系曲线。答：自己书上找3. 根据自由体积理论，画出自由体积随温度变化的变化情况，并标明玻璃花温度。4.均方旋转半径：假定高分子中包含许多链单元， 每个链单元的质量为mi， 设 从高分子链的质心到第i 个链单元的距离为ri，它是一个矢量，取全部链单元的r i 2 对质量 mi 的平均，就是链的均方回转半径。或者旋转半径的平方值的平均。是标量，越小越柔顺。5.刚性因子：（又称空间位阻参数，刚性比值）:为实测的无扰均方末端距与自由旋转链的均方末端距之比。6.泊松比（英语： Poissons ratio ），又译蒲松比，是材料力学和弹性力

16、学中的名词，定义为材料受拉伸或压缩力时，材料会发生变形， 而其横向变形量与纵向变形量的比值，是一无量纲（无因次）的物理量。当材料在一个方向被压缩， 它会在与该方向垂直的另外两个方向伸长，这就是泊松现象，泊松比是用来反映柏松现象的无量纲的物理量。在均匀各向同性材料中，剪切模量G、杨氏模量 E 和泊松比三个量中只有两个是独立的 。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 11 页学而不思则惘，思而不学则殆思考题1. 假定聚乙烯的聚合度为2000,键角为 109.5, 求伸长链的长度 L与自由旋转链的根均方末端之比值。 并由分子运动观点

17、解释某些高分子材料在外力作用下可以产生很大形变的原因 . 解：对于聚乙烯链n220004000（严格地说应为3999）所以可见高分子链在一般情况下是相当卷曲的，在外力作用下链段运动的结果是使分子趋于伸展。于是某些高分子材料在外力作用下可以产生很大形变，理论上，聚合度2000 的聚乙烯完全伸展可形变36.5倍。注意：公式中的n 为键数，而不是聚合度，本题中n 为 4000，而不是 2000。2. 聚对苯二甲酸乙二酯的平衡熔点2800mT，熔融热9.26uH千焦/摩尔重复单元，试预计相对分子质量从10,000增大到 20,000时，熔点将升高多少度？解：nummPHRTT21101920M17.1

18、041922000008.521921000021nnPPKTm4.5491（对 M110000）KTm2 .5512（对 M220000）熔点升高 1.8。3. 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 11 页学而不思则惘，思而不学则殆4.已知聚苯乙烯 -环己烷体系（）的温度为 34， 聚苯乙烯 -甲苯体系（）的温度低于 34，假定于40在此两种溶剂中分别测定同一聚苯乙烯试样的渗 透压 与黏 度， 问两种 体系 的0cc，2A ，1和，2h，（Mark-Houwink方程中的常数）的大小顺序如何？并问两种体系两种方法所得得试样

19、的相对分子质量之间又有什么关系？解：由于 PS 甲苯体系的 温度更低，可见甲苯是较良的溶剂。根据以下原理：（1）良溶剂中，高分子链由于溶剂化作用而扩张，高分子线团伸展，A2是正值，211，随着温度的降低或不良溶剂的加入，1值逐渐增大。（2）在良溶剂中，线团较为伸展，自然，均方末端距比状态下的数值要大一些。（3）在良溶剂中，线团发生溶胀，而且溶胀程度随M 增大而增大所以在良溶剂中，, ,a ，和均增大。（4）由于线团在不良溶剂中较紧缩，体积较小，从而小相对分子质量部分较多地渗透过膜，使 减小，0cc偏低。归纳起来有以下关系：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 11 页学而不思则惘，思而不学则殆体系温度 溶剂性能A2 12ha 0ccPS环己烷34 较劣小大小小小小偏低PS甲苯M比较两种方法：vOsMM5.精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 11 页