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1、东华大学 20 08 -20 09 学年第 1 学期期 末 试题踏实学习，弘扬正气； 诚信做人，诚实考试；作弊可耻，后果自负。课程名称 高分子物理 使用专业 06 级复合材料、高分子材料班级_姓名_学号_一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分试题得分(请将答案全部写在答题纸上!)一、解释下列物理概念（写出必要的表达式）：（30 分，每题 3 分）1. 取向函数；2. 远程结构；3. 构型；4. Huggins 参数；5. 挤出胀大现象( 巴拉斯效应)；6. 非牛顿指数； 7. 脆性断裂； 8. 损耗角正切 tg； 9. 应力弛豫；10.液晶二、单项选择题：（10 分，每题 1 分）1.
2、用来描述高聚物等温结晶的方程是：（ ）(a) Avrami 方程 (b) Huggins 方程 (c) Arrhenius 方程 (d) WLF 方程2. 已知不含成核剂的聚丙烯在等温结晶时生成球晶，则其 Avrami 指数 n 为：（ ）(a) 1 (b) 2 (c) 3 (d) 43. 下列条件中适于制备单晶的是：（ ）(a) 稀溶液 (b) 熔体或浓溶液 (c) 强烈搅拌 (d) 高温高压4. 聚丙烯分子链在晶体所采取的构象是：（ ）(a) 平面锯齿链 (b) 扭曲的锯齿链 (c) 螺旋链 (d) 无规线团5. PE 的聚合度扩大 10 倍，则其自由结合链的均方末端距扩大：（ ）(a)
3、10 倍 (b) 100 倍 (c) 50 倍 (d) 20 倍6. 高分子内旋转受阻程度增加，其均方末端距：（ ）(a) 增加 (b) 减小 (c) 不变 7. 使聚合物熔点降低的因素是：（ ）(a) 晶片厚度增加 (b) 分子间作用力增加 (c) 分子链柔性增加 (d)分子链刚性增加8. 下列物理性能，随结晶度增加而增加的是：（ ）(a) 透明性 (b) 冲击强度 (c) 抗张模量 (d) 伸长率9. 聚乙烯可做为工程材料使用，是由于：（ ）(a) 高结晶性 (b) 分子链刚性大 (c) 分子链柔性大 (d) 内聚能密度大10.比较聚丙烯（PP） 、聚乙烯（ PE） 、聚丙烯腈（PAN）和
4、聚氯乙烯（PVC）柔性的大小，正确的顺序是：（ ）(a) PEPP PAN PVC (b) PEPPPVCPAN (c) PP PE PVCPAN (d) PP PE PAN PVC三、判断对错题（10 分，每题 1 分）1. 通过单键的内旋转可以将无规立构的聚丙烯转变成全同立构的聚丙烯。 （ ）2. 聚乙烯分子链简单、无取代基、结构规整、对称性好，因而柔性高，是橡胶。 （ ）3. 聚合物的结晶温度越高，熔限越大。 （ ）4. 均方末端距大的聚合物，其柔性较好。 （ ）5. 高分子链的柔性随着分子量的增大而减少。 （ ）6. 聚合物的晶态结构比低分子晶体的有序程度要差，存在很多缺陷。 （ ）7
5、. 减少球晶的尺寸可以使材料透明性提高，但会使其强度降低。8. 高分子液晶溶液具有高浓度、低粘度的性质。 （ ）9. 形成氢键或结晶都会使聚合物的玻璃化温度升高。 （ ）10. 柔性聚合物分子链都可以看作是等效自由结合链。 （ ）四、回答问题（50 分）1. 试说明单晶的形成条件和特征。 （7 分）2. 聚合物分子运动有哪些特点？（6 分）3. 全同聚丙烯和无规聚丙烯在结构上有何差异, 造成其性能上有何不同？（8 分）4. 为聚合物选择溶剂要遵循哪些原则? 为什么 PET（聚对苯二甲酸二甲酯）在室温下可溶于间甲酚，而间同聚丙烯却要在 130左右才能溶于十氢萘？（10 分）5. 聚合物熔体为什么
6、会有弹性？（5 分）6. 写出三种测定聚合物分子量的方法, 并说明测定的是什么分子量。 （6 分）7说明分子链结构、结晶温度、添加剂、应力这些主要因素对聚合物结晶速率的影响。 （8 分）答案一、解释下列物理概念（写出必要的表达式）：（30 分，每题 3 分）1. 取向函数: 其大小反映了取向单元对参考方向平行排列的程度。2. 远程结构: 整个分子的大小和在空间的形态，又称高分子的二次结构。 3. 构型：指分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。4. Huggins 参数: 1= (Z2) 12/kT，反映了高分子与溶剂混合过程中相互作用能的变化或溶剂化程度。5. 挤出胀大现象( 巴拉斯效应
7、 ): 当聚合物熔体从喷丝板小孔、毛细管或狭缝中挤出时，挤出物的直径或厚度会明显地大于模口尺寸。6. 非牛顿指数: 高分子流体与牛顿流体的偏离程度。7. 脆性断裂: 在材料屈服之后出现的断裂称为韧性断裂。8. 损耗角正切 tg: 表示在形变过程热损耗的能量。9. 应力弛豫：在一定温度、恒定应变的条件下，试样内的应力随时间的延长而逐渐减小的现象称为应力弛豫。10.液晶：兼具晶体的光学性质和液体流动性质的一类物质。二、单项选择题：（10 分，每题 1 分）1. (a); 2. (c); 3. (a); 4. (c); 5. (a); 6. (a); 7. (c); 8. (c); 9. (a);
8、10. (b)三、判断对错题（10 分，每题 1 分）1.; 2. ; 3. ; 4. ; 5. ; 6. ; 7. ; 8. ; 9. ; 10. 四、回答问题（50 分）1. 试说明单晶的形成条件和特征。 （7 分）答：形成条件：从极稀溶液中缓慢结晶。特征：a.整块晶体具有短程和长程有序的单一晶体结构，呈现多面体规整的几何外形。b.横向尺寸从几微米到几十微米，厚度一般在 10nm 左右。c.晶片中的分子链是垂直于晶面的, 高分子链在晶片中以折叠方式规整地排列。2. 聚合物分子运动有哪些特点？（6 分）答：1.运动单元具有多重性；2.分子运动具有时间依赖性，即弛豫特性； 3.聚合物分子运动具
9、有温度依赖性，观察弛豫现象，升高温度和延长刺激时间是等效的。3. 全同聚丙烯和无规聚丙烯在结构上有何差异, 造成其性能上有何不同？（8 分）答：全同聚丙烯结构规整，容易结晶，室温下不软化，可作纤维、塑料。无规聚丙烯结构不规整，不能结晶，橡胶弹性体4. 为聚合物选择溶剂要遵循哪些原则? 为什么 PET（聚对苯二甲酸二甲酯）在室温下可溶于间甲酚，而间同聚丙烯却要在 130左右才能溶于十氢萘？（ 10 分）答：选择溶剂应依据的原则：（1） “极性相近”原则。溶质和溶剂的极性越相近，二者越易溶。（2） “内聚能密度或溶度参数相近”原则。 越接近，溶解过程越容易。（3）溶剂化原则。尼龙 6 为极性结晶聚
10、合物， ，当它们与极性溶剂相接触时会发生强烈的相互作用，非晶成分放出大量能量使结晶区的部分晶格破坏，成为非结晶区，在适宜的强极性溶剂中往往在室温下即可溶解。而等规聚丙烯为非极性结晶聚合物，溶解往往需要将体系加热到熔点附近时才能发生，外界供给能量使体系温度升高。5. 聚合物熔体为什么会有弹性？（5 分）答：聚合物熔体是一种兼有粘性和弹性的液体，在流动过程中，不仅产生不可逆的塑性形变，同时伴有可逆的高弹形变，即在流动过程中伴随着构象的改变。受到外力时，分子链由卷曲变成伸展，产生高弹形变，当外力除去时，链分子重新卷曲。6. 写出三种测定聚合物分子量的方法, 并说明测定的是什么分子量。 （6 分）)1cos3(sinco21212 f答：端基分析法：数均分子量渗透压：数均分子量光散射：重均分子量粘度法：粘均分子量7说明分子链结构、结晶温度、添加剂、应力这些主要因素对聚合物结晶速率的影响。 （8 分）答：分子链结构：链的结构越简单，对称性越高，分子链的柔性越大，则结晶速度就越快。结晶温度：高温利于结晶生长，低温利于成核，在某一温度，结晶速率最大。添加剂：加入成核剂类的添加剂，使体系中的晶核密度增加，结晶速率提高。应力：可使结晶速率提高。
