2017年天津大学化工学院863高分子物理考研题库
● 摘要
一、名词解释
1． 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。
2． 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。
3． 解取向
【答案】解取向是指材料在成型过程中受到拉应力的作用而内部取向，当制品受到加热等影响时，大分子链会解除取向结构的现象。
4． 分子量分布
【答案】分子量分布是组成聚合物中不同分子量聚合物的相对量。通常以分子量分布曲线或分子量分布指数来表示。
5． 应变软化
【答案】应变软化是指材料试件经1次或多次加载和卸载后，进一步变形所需的应力比原来的要小，即应变后材料变软的现象。应变软化过程中，随着应力的加大，应变増长的速率加快。动态恢复、动态重结晶作用以及流体的加入等都有利于应变软化。
6． 次期结晶
【答案】次期结晶是主期结晶完成后在一些残留的非晶态部分和晶体结构不完整的部分继续进行结晶或使球晶中晶粒的堆砌更紧密，晶体内部的缺陷减少或消除使之进一步完善的过程。
7． 柱效
【答案】柱效是指色谱柱的分离效率，用单位柱长的理论塔板数N 表示：为色谱柱的长度，
为淋出体积，为峰宽。
其中L
8． 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
，r 是剪切应力，是粘度的度量，D 是剪切应变速率。 （n 二、简答题 9． 请介绍4种测定聚合物玻璃化转变温度的方法，并筒述其原理。 【答案】（1）膨胀计法：膨胀剂法是测量玻璃化转变温度的一个重要方法，膨胀计内装入适量的受测聚合物，通过抽真空的方法在负压下将对受测聚合物没有溶解作用的惰性液体充入膨胀计内，然后在油浴中以一定的升温速率对膨胀计加热，记录惰性液体柱高度随温度的变化。由于高分子聚合物在玻璃化温度前后体积的突变，因此惰性液体柱高度-温度曲线上对应有折点。折点对应的温度即为受测聚合物的玻璃化温度。 （2）折光率法：利用高分子聚合物在玻璃化转变温度前后折光率的变化，找出导致这种变化的玻璃化转变温度。 （3）热机械法（温度-变形法）：在加热炉或环境箱内对高分子聚合物的试样施加恒定载荷；记录不同温度下的温度-变形曲线。类似于膨胀计法，找出曲线上的折点所对应的温度，即为玻璃化转变温度。 （4）DSC 法：以玻璃化温度为界，高分子聚合物的物理性质随高分子链段运动自由度的变化而呈现显著的变化，其中，热容的变化使热分析方法成为测定高分子材料玻璃化温度的一种有效手段 10．假定无规聚丙烯在状态下测得空间位阻参数 【答案】可以求得PP 的 或PS 的 无规聚苯乙烯在 状态下测得特征比所以PP 较柔顺。 试对比两种分子链的柔顺性（已知C —C 键长为0.154nm ，键角为109.5°）。 11．有三大类聚合物，即半结晶、液晶和非晶。（1）对每一种给出一个例子，给所举例的聚合物命名；（2）假定有一个未知的聚合物不知属于哪一类，请设计实验加以鉴别。 【答案】（1）半结晶聚合物如尼龙-6，注意：所有结晶聚合物都是“半结晶聚合物”。液晶聚合物如芳纶-1414（聚对苯二甲酸对苯二胺）。非晶聚合物如聚苯乙烯。 （2）正交偏光显微镜与DSC 结合可以很好地鉴别这三种聚合物。正交偏光显微镜：半结晶；聚合物有光学图案；液晶聚合物在液晶温区（熔点到清亮点之间）有光学图案（称为“织构”）非晶聚合物没有任何光学图案。DSC :半结晶聚合物有熔融吸热峰（结晶度不高时可观察到玻璃化；液晶聚合物除熔融吸热峰外，还有液晶-各向同性转变和液晶-液晶峰；非晶聚合物只有玻转变） 璃化转变的基线台阶。 12．为什么聚合物熔点远低于热力学预计的平衡熔点 【答案】由于 ？如何测？ 受到结晶形态、结晶完善性、杂质等因素的影响，因此远低于热力学预计的 平衡熔点。利用这些影响因素，可以用外推法测出平衡熔点。 （1）相对分子质量对 的影响。 式中 ， 为杂质的摩尔分数 ， 为重复单元熔融热。杂质可以是增塑剂、共聚物的第二 组分等。相对分子质量对的影响相当于将端基视为杂质处理，因而有 式中，外推到小，所以 为数均聚合度，2为每分子链有两个对结晶没有贡献的端基。以1/Tm 对 作图， 为零，可以求得 （2 ）晶片厚度对的影响。由于熔融首先从结晶表面开始，晶片厚度越大，相对表面积越 越高。根据Lauriten-Hoffman 公式 式中，为表面能，为晶片厚度。以 对作图，外推到为零，可求得 （3 ）结晶温度对的影响。单晶的厚度与相对分子质量无关，但取决于制备的温度，制备 越高，结晶熔点就越高，因为曲线，外推到 时可得到 温度越高单晶越厚。球晶等其他结晶也一样，结晶形成时的温度越接近熔点结晶速率越慢，所得的结晶越大越完善。因而作 （4）无限缓慢结晶。无限缓慢结晶实验是做不到的，但可以利用非常缓慢升温测定熔点。由 于在接近熔点的高温停留足够长的时间，所以得到的结晶的熔点很接近 13．四元件模型是用来模拟聚合物蠕变和回复的：（1）它是模拟哪一类聚合物的蠕变？该模型如何表达高分子的运动机理？（2）对 【答案】（1）线型聚合物。（2） 和 和之间的数值大小有什么要求？为什么？（3）普弹形变的模量大于高弹形变， 黏流形变的黏 写出在恒定外力作用下该模型的蠕变方程。 度比高弹形变的黏度大得多。（3）蠕变方程：程可以简单记忆成Maxwell 模型部分 和V oigt 模型部分 注：四元件模型蠕变方 的加 和。 14．利用高分子稀溶液的依数性质测定其分子量时，常常需要将所测的物理量对溶液浓度外推，求取浓度为零时的外推值作为计算的依据，为什么？在什么条件下不需外推？只需由单一浓度的数据即可计算出正确结果？ 【答案】（1）因为高分子溶液的热力学性质与理想溶液的偏差很大，只有在无限稀释的情况下才基本符合理想溶液的规律，而无限稀释的溶液不可能配制，只能用外推法取浓度为零时的数据。 ，总会使体系的（2）如果选用合适的温度或合适的溶剂（即温度或溶剂下） 为零，此
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