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1、2017年哈尔滨工业大学高分子物理考研复试核心题库一、简答题1 研究高分子材料动态力学性质有什么重要意义？【答案】主要用来研究聚合物的次级松弛。非晶态聚合物在但比链段小的一些运动单元仍能运动，在力学谱图，随后依次称为度出现的内耗峰称为松弛（玻璃化转变）常归因于4个以上_以下，链段运动虽然已经冻结，松弛。低于玻璃化转变的松弛统上会出现多个内耗峰。习惯上把最高温称为次级松弛。松弛常归因于较大的侧基、杂原子链节的运动或短链段的局部松弛模式。松弛，或与主链相连的小侧基（如甲基）的内旋转等。基团的曲柄运动（图）晶态聚合物的主转变为熔点，次级转变对应于晶形转变、晶区内部运动等。 图 曲柄运动示意图 2 低
2、密度聚乙烯（LDPE , 又称高压聚乙烯）、高密度聚乙烯（HDPE ，又称低压聚乙烯）、线型低密度聚乙烯（LLDPE ）和交联聚乙烯在结构和性能上有什么不同？【答案】HDPE 支化度低，可以看成线型结构，因而结晶度高，密度大，制品的拉伸强度和耐热性都较高，但韧性较差。LDPE 支化度高，长短支链不规整，因而结晶度低，密度小，拉伸强度和耐热性较低，但軔性好。产生长支链的原因是自由基聚合时发生链转移。LLDPE 具有规整的非常短小的支链结构，虽然结晶度和密度与LDPE 相似，但其力学性能和耐热性介于LDPE 和HDPE 之间。其分子结构类似于鱼骨，相互位移时会咬住，从而分子间作用力较大，因此某些性
3、能如抗撕裂强度、耐环境应力开裂性、耐穿刺性等甚至优于LDPE 和HDPE 。交联聚乙烯的分子链间形成一些化学键，分子间作用力很大，所以耐热性得到很大提高，可用于电线包层等。交联后拉伸强度和抗冲击强度均增加，并提高了耐磨性、抗化学性等。3 画出线型聚合物典型的蠕变和蠕变回复曲线，并用分子运动观点解释曲线各阶段的特点。如果是交联聚合物，蠕变回复曲线有何明显不同？【答案】从分子机理来看，蠕变包括三种形变：普弹形变、高弹形变和黏流形变（图）。 图 线型聚合物的蠕变和蠕变回复曲线（1）普弹形变：当时刻外力作用在高分子材料上时，分子链内部的键长、键角的改变是瞬间发生的，但形变量很小，称为普弹形变，用表示。
4、时刻，外力除去后，普弹形变能立即完全回复。（2）高弹形变：当外力作用时间和链段运动所需要的松弛时间同数量级时，分子链通过链段运动逐渐伸展，形变量比普弹形变大得多，称为高弹形变，用表示。外力除去后，高弹形变能逐渐完全回复。（3）黏流形变：对于线型聚合物，还会产生分子间的滑移，称为黏流形变，用表示。外力除去后黏流产生的形变不可回复，是不可逆形变。 所以聚合物受外力时总形变可表达为如果是交联聚合物，不存在黏流，即没有 蠕变回复曲线逐渐回复到 4 假定一种聚合物的球晶内分子链都沿表面方向排列生长，就像一团毛线。在正交偏光显微镜下呈现什么图案？如果分子链都像车轮的辐条一样从中心往外生长，又会是什么图案？
5、【答案】都是具有黑十字的球形图案。 5 试述线型非晶态聚合物的形变-温度曲线和模量-温度曲线上的各区域和转折点的物理意义。【答案】典型的形变-温度曲线如图1所示，相应的模量-温度曲线（图2）同样用于反映分子运动（曲线形状正好倒置）。 图1 线型非晶态聚合物的形变-温度曲线 图2 线型非晶态聚合物的模量-温度曲线两条曲线上都有三个不同的力学状态和两个转变（简称三态两转变）。玻璃态：链段运动被冻结，此时只有较小的运动单元（如链节、侧基等）能运动，以及键长、，且遵键角的变化，因而此时的力学性质与小分子玻璃差不多，受力后形变很小（0.01%?0.1%）循Hooke 定律，外力除去立即恢复。这种形变称为
6、普弹形变。玻璃化转变：在3?5几乎所有物理性质都发生突变，链段此时开始能运动，这个转变温度称为玻璃化（转变）温度，记作高弹态：链段运动但整个分子链不产生移动。此时受较小的力就可发生很大的形变（100%?1000%），外力除去后形变可完全恢复，称为高弹形变。高弹态是高分子特有的力学状态。流动温度：链段沿作用力方向的协同运动导致大分子的重心发生相对位移，聚合物呈现流动性，此转变温度称为流动温度，记作黏流态：与小分子液体的流动相似，聚合物呈现黏性液体状，流动产生不可逆形变。6 用图定性地表示和比较下列聚合物的介电常数和介电损耗【答案】根据分子偶极矩的大小和材料被极化的难易程度，画示意图如图所示。与频率的关系： 图 聚合物的介电常数 和介电损耗与频率的关系二、计算题一、简答题考研试题
