2017年武汉工程大学材料科学与工程学院807高分子物理考研题库
● 摘要
一、名词解释
1． 熔融纺丝
【答案】熔融纺丝是指将聚合物加热熔融，然后由喷丝头喷成细流，经冷凝牵引成为纤维。
2． 高斯链
【答案】高斯链是指高分子链段分布符合高斯分布函数的高分子链，也称为等效自由结合链。
，相柔性的非晶状线型高分子链，不论处于什么形态（如玻璃态、高弹态、熔融态或高分子溶液）
同分子量的高分子链段都取平均尺寸近乎相等的无规线团构象，称为“等效自由结合链”。因为等效自由结合链的链段分布符合高斯分布函数，又称为高斯链。
3． 高分子溶液
【答案】高分子溶液是聚合物以分子状态分散在溶剂中所形成的均相混合物。
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． 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。
6． 溶解
【答案】溶解是高分子均匀分散在溶剂中，形成以分子状态分散的均相体系。
7． 分辨率
【答案】分辨率是指色谱柱的柱效与分离能力的综合量度。
8． 滞后
【答案】滞后是指聚合物在交变应力作用下应变落后于应力的现象。受到外力时，链段通过
，由此引起应变落后于应力的现象。外力作用的热运动达到新平衡需要时间（受到内摩擦力作用）
频率与温度对滞后现象有很大的影响。
二、简答题
9． 对于分子量不均一的多分散聚合物，分子量常用数均分子量来表示。
（1）给出三种平均分子量的相对大小关系。 重均分子和黏均分子量
（2）聚合物的黏均分子量是使用什么方法测得的？简述其原理。
（3）为什么说这种测定分子量的方法是一种相对法？
【答案】（1）三种平均分子量的相对大小关系为：
（2）①聚合物的粘均分子量是使用粘度法测得的。
②原理：聚合物在良溶剂中充分溶解和分散，其分子链在良溶剂中的构象是无规线团。这样聚合物稀溶液在流动过程中，分子链线团与线团间存在摩擦力，使得溶液表现出比纯溶剂的粘度高。聚合物在稀溶液中的粘度是它在流动过程中所存在的内摩擦的反映，其中溶剂分子相互之间的内摩擦所表现出来的粘度叫做溶剂粘度，以表示，粘度的单位为帕斯卡秒。而聚合物分子相互间的内摩擦以及聚合物分子与溶剂分子之间的内摩擦，再加上溶剂分子相互间的摩擦，三者的总和表现为聚合物溶液的粘度，
以表示。聚合物稀溶液的粘度主要反映了分子链线团间因流动或相对运动所产生的内摩擦阻力。分子链线团的密度越大、尺寸越大，则其内摩擦阻力越大，聚合物溶液表现出来的粘度就越大。聚合物溶液的粘度与聚合物的结构、溶液浓度、溶剂的性质、温度和压力等因素有密切的关系。通过测量聚合物稀溶液的粘度可以计算得到聚合物的分子量，称为粘均分子量。
（3）因为利用粘度法测定的时候是利用作图法求得两直线在Y 轴上的交点得到
直线的外推得到的值，所以说是相对方法。
10．球晶在正交偏光显微镜下呈现的典型图案是什么？球晶的双折射符号如何测定？
【答案】球晶在正交偏光显微镜下具有Maltese 黑十字的球形图案，有时能观察到从中心往外发散的微纤或周期性消光环。球晶的双折射符号通过在正交偏光显微镜上插入石膏一级红波片测定，一、三象限蓝色，而二、四象限黄色为正球晶；反之为负球晶。
11．根据选择溶剂的原则，判断下列聚合物-溶剂体系在常温下哪些可以溶解，哪些容易溶解，哪些难溶或不溶，并简述理由（括号内的数字为其溶度参数，单位为
（1）有机玻璃（18.8）-苯（18.8）;
（2）涤纶树脂（21.8）-二氧六环（20.8）;
（3）聚氯乙烯（19.4）-氯仿（19.2）;
（4）聚四氟乙烯（12.6）-正癸烷（13.1）;
（5）聚碳酸酯（19.4）-环己酮（20.2）;
（6）聚乙酸乙烯酯（19.2）-丙酮（20.2）。
【答案】（1）不溶，因为有机玻璃是极性的，而苯是非极性溶剂，溶度参数中的极性分量差别很大；
（2）不溶，因为亲核聚合物对亲核溶剂；
利用两条）；
（3）不溶，因为亲电聚合物对亲电溶剂；
（4）不溶，因为非极性结晶聚合物很难溶，除非加热到接近聚四氟乙烯的熔点327°C, 而此时溶剂早已气化了；
（5）和（6）易溶，因为虽然为亲核聚合物和亲核溶剂，但它们都在亲核能力顺序的尾部，即亲核作用不强，可以互溶。
12．试比较非晶态聚合物的强迫高弹性、结晶聚合物的冷拉、硬弹性聚合物的拉伸行为和嵌段共聚物的应变诱发塑料一橡胶转变，从结构观点加以分析，并指出其异同点。
【答案】（1）玻璃态聚合物在大外力的作用下发生的大形变其本质与橡胶的高弹形变一样，但表现形式却有差别，此称为非晶体态聚合物的强迫高弹性。强迫高弹性主要是由聚合物的结构决定的。强迫高弹性的必要条件是聚合物要具有可运动的链段，通过链段的运动使链的构象改变。所以分子链不能太柔软，否则在玻璃态是由于分子堆砌的很紧密而很难运动；同时分子链的刚性也不能太大，刚性太大分子链不能运动。
（2）结晶聚合物的冷拉：第一阶段，应力随应变线性的増加试样被均匀的拉长，到达一点后，截面突然变得不均匀，出现细颈。第二阶段，细颈与非细颈部分的截面积分别维持不变，而细颈部分不断扩展，非细颈部分逐渐缩短，直至整个试样完全变细为止。第三阶段，成颈后的试样重新被均匀的拉伸，应力又随应变的增加而增加直到断裂点。在外力的作用下，分子在拉伸方向上开始取向，结晶聚合为中的微晶也进行重排，甚至在某些晶体可能破裂成较小的单位，然后再去向的情况下再结晶。
（3）硬弹性聚合物的拉伸行为：易结晶的聚合物熔体，在较高的拉伸应力场中结晶时，可以得到具有很高弹性的纤维或薄膜材料，而其弹性模量比一般橡胶却要高的多。E.S.Clark 提出一种片晶的弹性弯曲机理。由于在片晶之间存在由系带分子构成的连接点，是使硬弹材料在收到张力时，内部晶片将发生弯曲和剪切弹性变形，晶片间被拉开，形成网格状的结构，因而可以发生较大的形变，而且变形越大，应力越高，外力消失后，靠晶片的弹性回复，网格重新闭合，形变可大部分回复。
（5）嵌段共聚物的应变诱发塑料—橡胶转变：材料在室温下像塑料，在外力的作用下，能够发生很大的形变，移去外力后也能很快的回复。如果接着进行第二次拉伸，则会像橡胶的拉伸过程材料呈现高弹性。经拉伸变为橡胶的试样，在室温下放置较长的时间又能回复拉拉伸前的塑料性质。了解形态变化
（6）异同点：玻璃态聚合物的冷拉温度范围是Tb 到Tg ，而结晶聚合物是Tg 到Tm 。玻璃态聚合物的冷拉只发生分子链的取向，不发生相变，而结晶聚合物的拉伸结晶的破坏、取向和在结晶的过程。结晶聚合物在第二阶段应力基本不变。硬弹性材料拉伸时不出现成颈现象，与结晶聚合物不同。应变诱发塑料一橡胶移去外力，便可迅速回复，不需加热至Tg 或者Tm 。