2017年南京工业大学材料科学与工程学院801高分子化学与物理之高分子物理考研强化模拟题
● 摘要
一、名词解释
1． 弹性模量
【答案】弹性模量是指材料在弹性变形阶段，其应力和应变成正比例关系（即符合胡克定律）的比例系数。弹性模量的单位是达因每平方厘米。“弹性模量”是描述物质弹性的一个物理量，是一个总称，包括“杨氏模量”、“剪切模量”、“体积模量”等。所以，“弹性模量”和“体积模量”是包含关系。
2． 熵弹性
【答案】熵弹性是指由于系统熵变而引起的弹性。熵是和物质分子排列有序度有关的一种状态函数，当物质系统分子排列有序度降低，混乱程度增加时，系统熵也增大。所以当橡胶受外力变形时，若没有内能变化，则其抵抗变形的收缩力（弹力）完全是由熵的变化而产生的，这种称之为熵弹性。
3． 溶胀平衡
【答案】交联聚合物在溶胀过程中，一方面溶剂力图渗入聚合物内部使其体积膨胀；另一方面，由于交联聚合物体积膨胀导致网状分子链向三维空间伸展，而产生弹性收缩力，力图使分子网收缩。当这两部分相反的作用相互抵消时，达到溶胀平衡。
4． 理想溶液
【答案】理想溶液是指溶液中溶剂分子间，溶质分子间和溶质溶剂分子间的相互作用能都相等；溶解过程没有体积的变化；溶解过程没有焓的变化。
5． 构象
【答案】构象是指由于分子中的某个原子（基团）绕C —C 单键自由旋转而形成的不同的暂时性的易变的空间结构形式。不同的构象之间可以相互转变，一种构象改变为另一种构象时，不要求共价键的断裂和重新形成。构象改变不会改变分子的光学活性。
6． 溶度参数
【答案】溶度参数是表征聚合物-溶剂相互作用的参数。溶度参数可以作为衡量两种材料是否共容的一个较好的指标。当两种材料的溶度参数相近时，它们可以互相共混且具有良好的共容性。能使聚合物的溶胀度或特性黏数最大时的溶剂的溶度参数即为此聚合物的溶度参数。
7． 假塑性流体
【答案】假塑性流体是指无屈服应力，并具有粘度随剪切速率增加而减小的流动特性的流体，其本构方程为
8． 多分散系数
，r 是剪切应力，是粘度的度量，D 是剪切应变速率。 （n 【答案】多分散系数d 是聚合物试样的重均相对分子质量与数均相对分子质量之比或为z 均 相对分子质量与重均相对分子质量之比。聚合物试样相对分子质量分布愈宽，多分散系数d 愈大。 二、简答题 9． 证明聚乙烯的晶片中分子链折叠排列的一种实验方法是，用发烟硝酸刻蚀晶片的表面，产生的分子链碎片用色谱分离，然后用渗透压法测相对分子质量。最短的链碎片的长度应当等于晶片的厚度，第二短的链碎片的长度应当等于晶片厚度的两倍再加上往回折叠时晶体外松散环链的长度。实际实验中观察到这两种链碎片的相对分子质量分别为1260和2530。由于切断的链端有硝基和羰基，相对分子质量应减去60才是聚乙烯链的值。计算晶片的厚度（聚乙烯链节长度为0.253nm ），并与X 射线衍射测得的10.5nm 相比较。色谱的这两个峰的链长之比说明了什么？ 【答案】晶片的厚度为10.8rnn ，与X 射线衍射测定结果相符。两个峰的链长之比的大小说明了链折叠的紧密程度，越小越紧密。 10．为什么只有聚合物才有高弹态？ 【答案】高弹态是基于链段运动而特有的力学状态，而只有聚合物才有链段，所以只有聚合物才有高弹态。 11．为什么大多数合成纤维都是用结晶聚合物制得？ 【答案】成纤聚合物必须有足够的分子间次价力，一般大于聚合物。 12．试分析纤维素分子链为什么是刚性的。 【答案】因为：（1）分子有极性，分子链间相互作用力强；（2）六元吡喃环结构使内旋转困难；（3）分子内和分子间都能形成氢键，尤其是分子内氢键使糖苷键不能旋转，从而大大增加了刚性。 13．为什么碳纤维具有良好的导电性？ 【答案】 由于共轭大键结构。碳纤维采用了先加工成型、后热裂解的方法获得这种共轭结构。将牵伸后的聚丙烯腈纤维进行热裂解环化、进一步脱氢，形成具有双链含氮芳香结构的聚合物，其电导率约为 再热裂解到氮完全消失，则得到电导率高达 的碳纤维。 所以它们通常是结晶 14．为什么聚对苯二甲酸乙二酯从熔体淬火时得到透明材料？为什么对全同聚甲基丙烯酸甲酯进行同样处理时试样是不透明的？ 【答案】聚对苯二甲酸乙二酯的结晶速率很慢，快速冷却时来不及结晶，所以透明。全同聚甲基丙烯酸甲酯结晶能力大、结晶快，所以它的试样总是不透明的。 15．聚乙烯分子链上没有侧基，内旋转势能不大，柔顺性好。为什么该聚合物室温下是塑料而不是橡胶？ 【答案】由于尚度结晶而失去弹性。 16．判断结晶对聚合物下列性能的影响：透明性、密度、拉伸强度、伸长率、冲击强度、硬度、弹性、耐热性、耐化学性。 【答案】结晶度增加使透明性提高，密度増加，拉伸强度提高，伸长率减小，冲击强度降低，硬度増加，弹性降低， 耐热性提高（使塑料的使用下限温度从 （变脆） 性提高（由于结晶中分子排列紧密，更加抗渗透）。 提高到 ，耐化学） 三、计算题 17．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， 18．聚对苯二甲酸乙二酯的平衡熔点 熔融热 重复单元，试预计分子 ，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 量从10000增大到20000时，熔点将升高多少°C? 【答案】分子量是10000，分子量是20000，熔点升高了 计算计算