2017年杭州师范大学材料与化工学院821高分子物理考研强化模拟题
● 摘要
一、简答题
1． 聚合物的球晶试样在正交偏光显微镜下通常呈什么图像？
【答案】球晶是从一个晶核在三维方向上一齐向外生长而形成的径向对称的结构，由于是各向异性的，就会产生双折射的性质。因此聚合物球晶在偏光显微镜的正交偏振片之间呈现出特有的黑十字消光图形，黑十字的两臂分别平行于两偏振轴的方向。而除了偏振片的振动方向外；其余部分就出现了因折射而产生的光亮。
2． （1）
和
么情况下可以结晶？什么情况下不能结晶？
（2
）晶？
和为什么不能结
【答案】（1）只有定向聚合的有规立构体才能结晶。 （2）无规共聚破坏了分子链的规整性。
3． 什么是电击穿？聚合物的电击穿有几种机理？
【答案】在强电场下，聚合物从介电状态变为导电状态，称为（介）电击穿。击穿强度（又称介电强度）定义为击穿时电极问的平均电位梯度，即击穿电压式中，料的
一般为
左右。
与样品厚度h 之比，
表征材料所能承受的最大电场强度，是聚合物绝缘材料的一项重要指标。聚合物绝缘材
介电击穿机理可分为本征击穿（电击穿）、热击穿、化学击穿、放电击穿等，往往是多种机理综合发生。
4． 试比较下列几对聚合物熔点的高低，并说明原因：
（1）聚对苯二甲酸乙二酯与聚间苯二甲酸乙二醇酯；（2）聚对苯二甲酰对苯二胺与聚间苯二甲酰间苯二胺；（3）聚己二酸己二胺与聚己二酸己二醇酯。
【答案】均为前者>后者，（1）和（2）均由于间位结构使分子链发生拐折，
较大；（3）
由于聚酰胺的氢键使大于聚酯。
5． 有两种交联程度不同的天然橡胶，已知样品1的交联度高于样品2，试在同一坐标轴上画出这两种天然橡胶样品的温度-形变曲线，并标明两者的玻璃化温度。
【答案】见图。
图
交联度増加，玻璃化温度增加，因此样品1的玻璃化温度较高。交联聚合物不能熔融流动，因此没有黏流态，经过玻璃化转变后进入高弹态。由于样品1的交联度高，因此其模量也较高，相同外力下的形变较小。
6． Flory-Huggins 高分子溶液理论，有下式成立：理符号的意义。
【答案】
为高分子溶液中溶剂的化学势变化，R 为摩尔气体常量，T 为热力学温度，
为
高分子的体积分数，X 为链段数，为Huggins 相互作用参数。
7． 如何用热释电流法（TSC ）研究高分子的运动？
【答案】将聚合物驻极体夹在两电极之间，接上微电流计后程序升温，在热的作用下，激发分子链偶极的运动而发生解取向极化，释放出退极化电荷，在电流计上记录到退极化电流，测得的放电电流随温度的变化称为热释电流谱，又称去极化介电谱或热刺激电流谱。TSC 是研究聚合物分子运动的一种重要手段，用于测定玻璃化转变和次级转变。TSC 属于低频测试，
频率为
分辨率很高。此外，还可以进行分步去极化，即等速升温到第一个电流峰出现后，
再降温，重新等速升温到第二个电流峰出现，依此类推，这样可以单独研究不同大小运动单元的单个松弛过程，进而研究高分子的细微结构。
8． 简述时温等效原理及其应用和重要性。
【答案】从分子运动的松弛性质可知，同一个力学松弛现象，既可在较高的温度下、较短时间内观察到，也可以在较低的温度下、较长时间内观察到。因此，升高温度和延长时间对分子运动和黏弹性都是等效的，这就是时温等效原理。
由于聚合物的松弛时间分布很宽，要想得到某一温度下完整的应力松弛曲线，就要在很宽的时间范围内连续测定模量E , 时间标尺要超越10个数量级。而实际测定时，学数据。例如，可以用来预测聚合物材料的长期使用性能。
9． 橡皮能否溶解和熔化？为什么？
【答案】橡皮是经过硫化的天然橡胶，是交联的聚合物，在与溶剂接触时会发生溶胀，但因
说明式中各物
都很难做到。
有了时温等效原理，就可以用降低温度或升高温度的方法得到太短时间或太长时间无法得到的力
有交联的化学键束缚，不能再进一步使交联的分子拆散，只能停留在最高的溶胀阶段，称为溶胀平衡，不会发生溶解。同样原因加热也不能熔化。
10．解释下列现象：
（1）聚乙烯醇只溶于热水（约90°C）, 不溶于冷水；
（2）聚丙烯腈难溶于冷的二甲基甲酰胺，而易溶于热的二甲基甲酰胺。
【答案】都是由于结晶态聚合物必须加热到熔点附近破坏结晶，才能溶于其良溶剂中。
二、计算题
11．用DSC 测定聚氧化乙烯（PEO ）样品的熔融热为热是
【答案】
12．由文献查得涤纶树脂的密度
的涤纶试样，质量为
【答案】
或
求样品的（质量）结晶度。
今有一块
计算涤纶树脂试样的密度和结晶度。
已知100%结晶的PEO 的熔融
13．现有由10mol 水和0.1mol 高分子组成的水溶性高分子溶液，在10CTC 时水的蒸气压为38mmHg 。（1）试用拉乌尔定律计算每条高分子链所包含的平均链段数目。（2）当链段运动处于完全自由状态，并且每一个链段长度为5nm 时，求该聚合物链的根均方末端距。
【答案】（1）根据拉乌尔定律气压
，
，
，
代入一样）
（2）根据等效自由结合链的公式，
14．某聚苯乙烯试样的甲苯溶液25℃时的第二维里系数为为
求相互作用参数
【答案】查得PS 的密度
则根据
求得
当溶液很稀时以溶液的比体积
代替溶剂摩尔体积
聚合物溶液的比体积
，式中，为溶液中溶剂的蒸气压，
为纯溶剂的蒸
为溶液中溶剂的摩尔分数。设每条高分子链所包含的平均链段数
为
（这里假定链段与溶剂分子的大小
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