2022年高分子物理 .docx

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1、精品_精品资料_2022一、名词说明、概念1,高分子的柔顺性：高分子能够出现不同程度卷曲构象状态的性质.2,高分子的构型：高分子中由化学键固定了的原子或/ 和原子团的空间排列次序.3,时- 温等效原理：对于某种模式的分子运动,可以在较高的温度下较短的时间内观看到,也可以在较低的温度下较长的时间内观看到,上升温度与延长观看时间是等效的.对高聚物的粘弹行为也是等效的.4,高分子凝胶：高分子间以共价键交联的聚合物溶胀体.5, 聚合物的转变：在肯定条件下,本体聚合物有一种模式的分子运动向另一种模式的分子运动变化,此时,聚合物的力学性能,热力学性能,电学性能乃至化学性能等发生急剧转变,热力学上称为转变,

2、动力学上成为放松.6, 应力集中效应：聚合物试样受到外力作用时,在应力集中物四周的材料承担的实际应力大于平均应力的现象.7, 强迫高弹性：能产生强迫高弹性形变的性质.8, 强迫高弹性形变：在相当大的外力作用下,玻璃态、结晶态聚合物发生的大的弹性形变.9, 取向态聚合物：具有取向的集合态结构的聚合物.10 , 蠕变：在肯定温度、湿度和不太大的恒定外力作用下,形变随时间延长而增大的现象.11 , 聚合物的介电损耗：电解质在交变电场作用下,载流子的运动,高分子的极化,克服内摩擦,将电场功的一部分以热的形式损耗的现象.二、判定下面的说法是否正确,简述缘由1. 球晶较大的聚合物,其透光性均较高.答：球晶

3、一般不透亮,呈半透亮或乳白色.由于球晶尺寸 入射光波长的1/2 较大,晶区和非晶区折光指数不同,显现光的折射、散射.2. 通常使用的聚苯乙烯塑料总是呈脆性的.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_答：聚苯乙烯透亮塑料在外力作用下会显现微裂纹,使光学透亮度下降, 影响塑料的使用性能,在较大的外力作用下微裂纹会进一步进展,以微裂纹的微纤断裂产生附加的空洞开头,逐步进展到临界大小,此后裂纹便快速的增大为裂缝,而微裂纹就连续在裂缝的顶端形成,最终使材料发生断裂而破坏.3. 塑料的最高使用温度是玻璃化转变温度 答：塑料的最高使用温度是玻璃化转变温度和熔点.4. HDPE 在室温下可溶于与其溶度

4、参数相近的溶剂中制成溶液答： HDPE 是非极性结晶聚合物,常温下聚合物不溶于与之溶度参数相近的溶剂中,要加热到 Tm 才可溶.5. 可以通过转变高分子构象转变高分子的立构规整性.答：立构规整性是高分子的近程结构.属于化学性质,要转变立构规整性必需使化学键断裂,而构象是高分子链在空间的不同外形,属于远程结 构,通过单键内旋转来实现.6. 线性非结晶聚合物的在高弹态时只有链段能够重排.答：链段及比链段小的运动单元可以运动,以链段发生重排运动为特点.7. 相同的聚丙烯的标准试片,用电子拉力机在拉伸速度20mm/min下测得的模量比拉伸速度50mm/min下测得的模量低.答：随 T 降低 ： E 、

5、y、B 提高, 减小.增大拉伸速度对拉伸应力应变行为的影响与降低温度是等效的.8. 尼龙 1010 的熔点比尼龙 66 的高. 答：尼龙 1010 ,尼龙 66 ,尼龙 610 中,尼龙 66 的氢键密度最大,而氢键的形成主要是增加了熔融热,因而氢键的密度越大,熔点越高.三、填空题四、问答题1. 为什么说柔顺性是高分子材料独具的特性？答：柔顺性是高分子能够出现不同程度卷曲构象状态的性质.高分子分子量大,可内旋转单键数多,出现的构象数多,可以在相当大的范畴内转变可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_其构象.分子长径比大,多为链状,通常呈卷曲状态,能够大幅度的变化其卷曲程度,因而有良好的

6、柔顺性.而小分子中能发生内旋转的化学键 少,能出现的构象数少,因而出现刚性,不柔顺.所以说,柔顺性是高分子材料独具的特性.2. 列出以下聚合物的熔点次序,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、聚丙烯、聚乙烯、顺1,4 聚丁二烯、聚四氟乙烯.答： PTFE327 PET 267 PP 176 PE 137 顺1,4 聚丁二烯 12由于 TmHm/ Sm,H 增大或 S 削减的因素都使 Tm 增加.1PTFE：由于氟原子电负性很强,F 原子间的斥力很大,分子实行螺旋构象 H136 ,分子链的内旋转很困难, S 很小,所以 Tm 很高.2PET：由于酯基的极性,分子间作用力大,所以H

7、 大.另一方面由于主链有芳环,刚性较大, S 较小,所以总成效 Tm 较高.3PP：由于有侧甲基,比 PE 的刚性大, S 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,S 大,从而 Tm 很低3. 让聚乙烯在以下条件下缓慢结晶,各可能产生什么样的晶体,并简洁分析其结构特点 . 1从极稀溶液中缓慢结晶.2从熔体中结晶. 3极高压力下固体挤出. 4在溶液中剧烈搅拌下结晶.答： 1从稀溶液中缓慢结晶得到的是单晶体.1957 年 Keller 在极稀溶液中,于Tm 邻近缓慢的冷却或滴加沉淀剂是聚乙烯结晶,得到了菱形的聚乙烯折叠链的单晶.2从熔体中结晶,得到的是多晶的球

8、晶,球晶的基本单元仍是折叠链晶片.3在极高压力下得到的是伸直链的晶体.如聚乙烯在226 ,4800 大气压下,结晶8 小时,得到完全伸直链的晶体,其熔点从原先的137 4溶液中剧烈搅拌结晶,得到的是串晶.由于搅拌相当于切应力的作用,使结晶与取向同时进行.串晶由两部分组成,中间为伸直链的脊纤维,四周为折叠链的片晶形成的附晶,由于结晶是在分子链的主线上成核,在垂直方向上长大,因而得到的是串晶.4. 在测定聚合物的力学强度时,为什么对试条的尺寸、外形,测试的温度、湿度有统一规定？可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_答：试样尺寸越大,存在应力集中物的时机越多.外形不同,可能会产生不同的应力

9、集中效应.所以,测试力学性能时要规定试样的外形和尺寸.某种聚合物呈什么方式断裂,不是固定的.既取决于聚合物本身的结构,又与外场条件亲密相关,如外力作用速度、作用力类型、温度、湿度等,所以,测试力学性能时要规定试样的温度和湿度.5. 试分析分子量及其分子量分布对聚合物熔体零切粘度的影响？答： 1分子量的影响：当分子量小于临界分子量MC 时,高聚物的零切粘度与重均分子量成正比,0=K 1MW当分子量大于临界分子量MC 时,零切粘度随分子量增加而急剧增加,0=K 22分子量分布的影响：分子量分布较窄或单分散的高聚物,熔体的剪切粘度主要由重均分子量打算.而分子量分布较宽的高聚物,其粘度可能与重均分子量

10、没有严格的关系,分子量分布曲线上的大分子量尾端对零切粘度及流变行为有特殊重要的影 响.在临界分子量以上,零切粘度与重均分子量的3.4 次方成比例,因此对于分子量分布较宽的高聚物,其高分子量部分对零切粘度的贡献要比低分子量部分大得多.这样,两个重均分子量相同的同种高聚物试样,分子量分布较宽的有可能比窄的有较高的零切粘度.6. 凝胶渗透色谱法测定聚合物分子量分布和平均分子量的方法原理是什么？答：将待讨论的聚合物配成稀溶液 ,引入到装有多孔性填料的色谱柱中 ,用溶解聚合物的溶剂淋洗 ,根据高分子在溶液中尺寸大小不同 ,由大到小依次被淋洗出来 ,通过对淋洗液浓度、体积检测和数据处理 ,可以得到分子量的

11、分布和各种平均分子量 .7. 简述聚合物的溶解过程,并说明为什么大多聚合物的溶解速度都很慢？答：由于聚合物分子与溶剂分子的大小相差悬殊,两者的分子运动速度差异很大,溶剂分子能比较快的渗透进入高聚物,而高分子向溶剂的扩散却特别慢.这样,高聚物的溶解过程要经过两个阶段,先是溶剂分子渗入高聚物内部,使高聚物体积膨胀,称为“溶胀”,然后才是高分子匀称分散在溶剂中,形成完全溶解的分子分散的均相体系.整个过程往往需要较长的时间.高聚物的集合态又有非晶态和晶态之分.非晶态高聚物的分子堆砌比较松散,分子间的相互作用较弱,因而溶剂分子比较简洁渗入高聚物内部使之溶胀和溶解.晶态高聚物由于分子排列规整,堆砌紧密,分

12、子间相互作用力很强,以致溶剂分子渗入高聚物内部特别困难,因此晶态高聚物的溶解要困难得多.非极性的晶态高聚物如PE可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_在室温很难溶解,往往要升温至其熔点邻近,待晶态转变为非晶态后才可溶.而极性的晶态高聚物在室温就能溶解在极性溶剂中.8. 试用高分子物理的原懂得释我们日常生活中遇到的一些现象最少两个？答： 1人的皮肤就是由高分子组成的,是一种弹性体,高分子简洁老化,常蒸桑拿会加速皮肤老化. 2鸡汤最有养分误区：有养分的是蛋白质 ,但是高温烹煮蛋白质变性不溶于水,水里面溶解的是小分子如谷氨酸钠味精主要成分之类的,所以喝起来鲜. 3聚醋酸乙烯 酯常被用作 口香糖 胶基,由于它的玻璃化温度在28 度左右,一般情形下低于其玻璃化温度,其几乎没有流淌性保持很好的外形,而嚼在嘴里高于其玻璃化温度就出现出高弹态.4矿泉水瓶大部分是 PET 的,加热后 特殊是灌入热水后,变成白色.这是由于PET 成型时不结晶,制品为透亮外观.加热后发生冷结晶,结晶度增加,由于结晶的关系,矿泉水瓶 由透亮变成白色.可编辑资料 - - - 欢迎下载