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1、高分子物理试题B答案开课学院：材料学院 类 别： 共（ 3 ）页 课 程 号：131101406考试性质：考试适用学期：适用班级：高材、材化、材物专业总分一二三四五.六七八九十10015254020一、解释概念（15分，每题3 分，要求每个概念回答20字以上）1. 高斯链：由z个长度为b的链段自由结合的大分子链称“等效自由结合链”“等效自由结合链”的链段分 布符合高斯函数，又称为“高斯链”。高斯链的统计单元是一个链段。高斯链是确确实实存在的，它体现了 大量柔性高分子的共性。2. 高分子合金： 指二种或多种聚合物组分通过物理或化学方法形成的混合物，有时也称为多组分聚合物3. 蠕变：在一定温度、一
2、定应力的作用下，材料的应变随时间的增加而增大的现象称为蠕变。4. 熵弹性： 交联橡胶拉伸时，内能几乎不变，而主要引起熵的变化。在外力的作用下，橡皮分子链由原来的 蜷曲状态变为伸展状态，熵值由大变小，终态是一种不稳定的体系，当外力除去后，就会自发的回复到初态。 这就说明了高弹性主要是由橡皮内部熵的贡献。橡胶的这种高弹性也称作熵弹性。5. 特性粘度与切粘度：表示高分子溶液趋于零时，单位浓度的增加对溶液增比粘度或相对粘度对数的贡献。特性粘度的单位是浓度单位的倒数，即dl/g或ml/g。切粘度n ：单位切变速 率单位面积上所受到的切应力，其值反映了液体分子间的流动阻力的大小，单位Pa。二、选择答案（2
3、5 分，每题 1 分）A A C B A; C B B C A; B D A C D; D B A A A; A B A C A.三、回答下列问题（40分，每题8 分）1、由于单键的内旋转而产生的分子中原子在空间位置上的变化叫构象。构型：指分子中由化学键所固定的 原子在空间的几何排列。这种排列是稳定的，要改变构型必须经过化学键的断裂和重组。聚丙烯中碳碳单 链是可以转动的，通过单键的转动不能把全同立构的聚丙烯变为“间同立构”的聚丙烯。2、为何称高分子链在其8溶液中处于无扰状态？ 0溶液与理想溶液有何区别？ 选择合适的溶剂和温度，可以使溶剂分子对高分子构象所产生的干扰不计，此时高分子链段间的相互作
4、用等 于链段与溶剂分子间的相互作用，这样的0 条件称为条件，在0 条件下测定的高分子尺寸称为无扰尺寸。无 扰尺寸是高分子本身的结构的反映。当T=0时，f =0，此时高分子“链段”间与高分子链段与溶剂分子 间的相互作用相等，高分子处于无扰状态，排斥体积为零。0温度时，E=o,但厶HmHO，ASm都不 是理想值，只是两者的效应相互抵消。说明高分子溶液是一种假的理想溶液。3、分别示意绘出无规聚甲基丙烯酸甲酯、全同立构聚苯乙烯和交联聚乙烯的温度-形变曲线。并且在图形上 标出特征温度，同时写出对应的物理含义。4、示意画出聚合物动态粘弹性的温度谱，说明温度对聚合物内耗大小的影响。 Tg以下，聚合物应变仅为
5、键长的改变，应变量很小，几乎同应力变化同步进行，tg6很小。 温度升高，玻璃态自橡胶态转变，链段开始运动，体系粘度大，运动摩擦阻力大，tg6较大，（玻璃化转 变区，出现内耗峰）。 温度进一步升高，虽应变值较大，但链段运动阻力减小，tg6减小。 在末端流动区，分子间质的位移运动，内摩擦阻力再次升高，内耗急剧增加。5、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。1.在足够小的切应力下，大分子处于高度缠结的拟网状结 构，由于剪切速率很小，缠结结构破坏的速度等于形成 的速度，粘度保持恒定的最高值，表现牛顿流体的流动 行为。2.随剪切速率的增大，缠结结构被破坏的速度就越 来越大于形
6、成速度，粘度减小，表现假塑性流体的流动 行为。3. 随剪切速率的继续增大，大分子的缠结结构几 乎完全被破坏，来不及形成新的缠结，粘度达到恒定的最低值，第二次表现牛顿流体的流动行为。四、计算题（20分，每题10 分）1.天然橡胶硫化后，网链平均分子量为6000，密度为0.90g/cm3。如果要把长度10cm，截面积0.26cm2的C = RT （九一 +）M九2c试样，在25C下拉长25cm，问需要多大的力？ （R=8.314J/Kmol）2.聚苯乙烯试样，已知160oC时粘度为103Pas,试估算T （100。）时和120C时的粘度。聚甲基丙烯 g酸甲酯试样，已知240oC时粘度为200Pas,试估算250*时和230*时的粘度。（已知聚甲基丙烯酸甲酯的粘流活化能为184kJ/mo1，Tg为100oC）,4(C) -C(T-Tg)一 17.44(T Tg)lg a = lg=5 T划(T)c2 + (T - Tg)51.6(T - Tg)02
