高分子物理习题集及答案 联系客服

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加入增塑剂和共聚都能降低熔点。玻璃化转变温度对加入增塑剂敏感,熔点对共聚敏感

十二.两种聚丙烯丝,在纺丝过程中,牵伸比相同,而分别采用冰水冷却和90℃

热水冷却。将这两种丝加热到90℃,何者收缩率大?为什么?

冷水冷却的收缩率大。 因为冷却定型的目的是使小链段解取向,冰水冷却时小链段解取向不完全。热水冷却定型结晶完善,形成微晶,小链段解取向完全。所以冷水冷却收缩率大。

十三.有两种乙烯和丙稀的共聚物,其组成相同,其中一种在室温时是橡胶状

的,一直到温度降低到-70℃时才变硬;另一种在室温时却是硬而韧又不透明的材料,试解释它们内在结构上的差别。

第一种是乙烯和丙烯的无规共聚物,结构不规整,堆砌不紧密,基本不结晶,Tg较低,室温下呈高弹态。第二种是乙烯和丙烯的嵌段共聚物,是结晶聚合物,室温下处于结晶态,表现为硬而韧且不透明

十四.在聚合物纺丝工艺中,都有牵伸和热定型两道工序,为什么?热定型温

度如何选择?

溶液纺丝牵伸是为了使大分子,大链段,小链段取向。热定型是使小链段解取向。熔融纺丝牵伸是为了使大分子链段取向。热定型使结晶完善,非晶区中小链段解取向。 热定型温度一般在Tg-Tm间

十五.高分子液晶的结构有几种类型?特征如何?液晶性聚合物溶液的 ?-C、

?-T、 ?-?的关系如何?这些关系的意义如何?

根据有序程度分为近晶型,向列型,胆甾型。根据成型条件分为主链型液晶和侧链型液晶。根据晶体呈现的条件分为热致型和溶致型。

十六.Flory的结晶聚合物、非结晶聚合物结构模型的要点是什么?有什么实验事实支持他的模型?

聚合物在结晶时高分子链来不及规整排列折叠,只能是局部一些链段进行位置调整排入晶格,结晶聚合物高分子链基本保持无规卷曲的构象状态,在晶片中,和一个高分子链相邻的是其他高分子链的段落或是同一个高分子链中相距较远的段落,一个高分子可以从一个晶区通过非晶区进入另一个晶区,也可以折回到原来的晶区。小角中子散射(SANS)有力证明

十七.(1)将熔融态的聚乙烯(PE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚苯乙烯(PS)淬冷到室温,PE是半透明的,而PET和PS是透明的。为什么? (2)将上述的PET透明试样,在接近玻璃化温度

下进行拉伸,发现试样外

观由透明变为混浊,试从热力学观点来解释这一现象。

PE结构简单对称规整性好,几乎不能得到完全非结晶的状态,淬冷过程降低了PE的结晶度,晶区和非晶区共存,所以呈现半透明;而PET,PS结构规整性好,处于非晶玻璃态,呈现各向同性,是透明的。

在接近玻璃化温度下拉伸取向使熵减小,同时结晶放热。所以吉布斯自由能<0。PET结晶,试样变浑浊。

十八. 由文献查得涤纶树脂的密度ρc=1.50×103kg·m-3,和ρa=1.335×103kg·m-3,内聚能ΔΕ=66.67kJ·mol-1(单元).今有一块1.42×2.96×0.51×10-6m3的涤纶试样,重量为2.92×10-3kg,试由以上数据计算: (1)涤纶树脂试样的密度和结晶度; (2)涤纶树脂的内聚能密度.

十九.何谓高聚物的取向?为什么有的材料(如纤维)进行单轴取向,有的材料(如薄膜),则需要双轴取向?说明理由

取向:聚合物中,高分子链或和链段或和微晶的某一晶轴或晶面朝着某一方向或平行面择优取向排列,聚合物此时处于取向态。

单轴取向:高分子沿取向方向排列,在取向方向上,强度增高,而垂直于取向方向上,强度不如未取向时,且以物理键相连接,呈各向异性

双轴取向:高聚物双轴取向,成各向同性。以范德华力束缚,性质较均匀 二十.列出下列聚合物的熔点顺序,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 聚四氟乙烯,聚对苯二甲酸乙二酯,聚丙烯,聚乙烯,顺-1.4聚丁二烯 二十一。判断题,判断并说明原因

1.聚合物的结晶和取向都是热力学稳定体系,只是前者是分子排列二维有序,后者是一维或二维有一序。(错) 2.结晶使高聚物的透明性明显提高。(错)

3.折叠链晶、纤维晶、球晶和串晶都是多晶。(错)

4.当高分子取向因子f=0时为完全不取向,f=1是为完全取向。(错) 5高聚物结晶度的大小是衡景晶粒粒大小的标志。(错)

6.聚合物的晶态结构比低分子非晶体的有序程度差,存在很多缺陷。(错) 7.聚合物的非晶态结构比低分子非晶体的有序程度高。(对) 8.光学双折射测定的是晶区和非晶区的平均分子链取向度。(错) 9.声波传播测定的是晶区和非晶区平均链段取向度。(对)

10.液晶态高聚物溶液的粘度随着温度的升高先后出现极大值和极小值。

(错) 11.液晶态高聚物溶液的粘度随着浓度的升高先后出现极大流和极小值。()对 l2.内聚能密度与聚合物分子间作用力有关。(对)

i3.高聚物分了链沿特定方向做平行排列为取向结构。(错)

14.高聚物取向单元沿特定方向做占优势的平行排列为取向结构。(错) 15球晶较大的高聚物的透光性较高。(错)

第三章

一.名词解释

1.聚合物的转变 :在一定条件下,本体聚合物由一种模式分子运动向另一种模式

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改变,热力学上称为改变,动力学称为松弛 2.聚合物的力学状态:聚合物在一定温度范围内,会出现某种特征性的力学性能,以某种模式的分子运动为特征,即某种力学状态 3.玻璃化转变温度 :玻璃态向高弹态转变的温度,即链段开始运动的温度4.黏流温度:高弹态向黏流态转变的温度,即整链开始运动的温度 二.聚合物分子运动有哪些特点?

运动单元的多样性:整链,链段,曲柄,链节,侧基和侧链,微晶等

时间依赖性 温度依赖性 时温等效性

三.画出线型非结晶、线型结晶、线型非结晶的结晶性聚合物及交联聚合物的

温度-形变曲线,说明这些聚合物有哪些力学状态、转变,并说明相应的分子运动机理(考虑分子量、结晶度、交联度)。

四.玻璃化转变的自由体积理论的内容是什么?玻璃化转变时聚合物的自由体

积分数是多少?

聚合物的体积V由高分子占据的体积V0和高分子间的自由体积Vf构成;冷却时

V0,Vf,V都减小;当温度降低到某一数值时,Vf达到临界值,继续降温Vf下降,Vf不变;聚合物玻璃态是等自由体积状态 0.025%

五.影响玻璃化转变的因素有那些?

化学结构的影响:凡是能增大高分子间相互作用能及刚性的因素都能使玻璃化温度增大。结晶的影响:结晶度越大,结晶聚合物中非晶区的玻璃化温度越高。交联的影响:共价交联不考虑共聚的影响Tgx=Tg0+KxP;共价交联考虑共聚的影响Tgx=Tg0+3.9*104/Mc。共聚的影响:增塑剂:加入增塑剂,Tg减小,加入增塑剂越多,Tg降低越多。共混:均相体系只有一个Tg。介于两种物质各自Tg之间,微观非均相,宏观均相体系出现相互靠近的两个Tg。相容性差的保持各自的两个Tg外界条件的影响:提高变温速率和频率。Tg升高,围压力使Tg升高。 六.在热机械曲线上,为什么PMMA的高弹区范围比PS的大? (已知PMMA的

378K,

433—473K;PS的

373K,

383—423K)

PMMA和PS的Tg差不多,都是100℃左右,这是因为PMMA的侧基极性较PS大,应使Tg增加,但PMMA侧基柔性比PS大,侧基比PS小,所以应使Tg减少,这两个因素互相抵消,故Tg差不多。

对于Tf来说,要使高聚物发生流动,分子与分子间的相对位置要发生显著变化。因此分子间作用力的因素很重要。PMMA极性大,分子间作用力,Tf就高,而PS分子间作用力小,Tf就低。