2017年上海大学材料科学与工程学院842高分子化学与物理之高分子物理考研仿真模拟题
● 摘要
一、名词解释
1． 链段
【答案】链段是指高分子主链上由若干个化学键组成的能够独立运动的最小单元。
2． 聚集态结构
【答案】聚集态结构是指高分子链间的几何排列，又称三次结构，也称为超高分子结构。聚集态结构包括晶态结构、非晶态结构、取向结构和织态结构等。
3． 过量化学位
【答案】高分子溶液中溶剂的化学位变化含有两部分，一部分相当于理想溶液中溶剂的化学位变化，另一部分相当于非理想溶液的部分，非理想溶液的部分称为过量化学位。
4． 凝胶
【答案】凝胶是指以化学键形成的交联结构高分子的溶胀体。加热不能溶解也不能熔融。
5． 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。
6． 粘流温度
【答案】粘流温度Tf 是高弹态与粘流态间的转变温度，也称软化温度。
7．
溶剂
【答案】当
的溶剂称为溶剂。
8． 相对黏度
【答案】相对黏度是指溶液黏度与纯溶剂黏度之比。
时，高分子溶液中溶剂的过量化学位为零，高分子溶液处于状态，状态下二、简答题
9． 什么是凝胶？什么是冻胶？各举一例，从化学结构和物理性能两个方面加以比较。
【答案】高分子溶液失去流动性就成为凝胶和冻胶，前者是通过化学键交联的聚合物的溶胀体；后者是范德华力交联形成的，加热仍可熔融或溶解。隐形眼镜是以聚丙烯酸羟乙酯为主成分
的高分子凝胶；而猪皮冻是蛋白质的冻胶。
10．与小分子化合物比较，高聚物的溶解过程有何特点？晶态、非晶态和交联聚合物的溶解行为有何不同？
【答案】由于高分子比溶剂分子的尺寸大得多，高分子的运动速度要比溶剂分子的慢得多，溶剂分子能比较快地渗透进入聚合物，而高分子向溶剂的扩散却很慢。因此，聚合物的溶解过程要经过两个阶段，首先，是溶剂分子渗入聚合物内部，使聚合物体积膨胀，这一阶段称为溶胀；然后，是高分子均匀分散在溶剂中，形成完全溶解的分子分散的均相体系，即高分子溶液。而小分子化合物与溶剂分子的尺寸相当，两者的运动速度也相当，小分子溶质和溶剂分子都能较快相互扩散而形成溶液，因此，小分子化合物的溶解过程没有溶胀的阶段，只有溶解过程。
因为非晶态聚合物的分子堆砌比较松散，分子间的相互作用较弱，因此，溶剂分子比较容易渗入聚合物内部使之溶胀和溶解。而晶态聚合物由于分子排列规整，堆砌紧密，分子间相互作用强，因此，溶剂分子渗入聚合物内部很困难。所以，通常非晶态聚合物比晶态聚合物容易溶解。交联聚合物在溶剂中会发生溶胀，由于有交联化学键的束缚，不能进一步使交联的高分子扩散到溶剂分子中，故交联聚合物只能溶胀，不能溶解。
11．图为某聚合物的形变-温度曲线（升温时），试判断它属于哪一类（结晶或非晶），并回答下列问题：
（1）由曲线所划分的物理状态名称；（2）横坐标所标出的各个温度的名称和物理意义；（3）图中①〜⑦位置所表示的转变或力学状态的名称。
图 某聚合物的形变-温度曲线
【答案】属于结晶性聚合物，但处于非晶态。（1）玻璃态，高弹态，结晶态，皮革态，黏流态。（2）为玻璃化温度，链段开始能运动；为结晶温度，分子链开始结晶；为熔点，结晶开始熔化；为黏流温度，分子链重心开始发生相对位移。（3）①玻璃化转变，②高弹态，③
，⑤熔融转变，⑥高弹态，⑦黏流转变。结晶化转变，④结晶态或皮革态（取决于结晶度的多或寡）
12．判断下列各对聚合物中哪个更易结晶：
（1）间同立构PVC 与全同立构PVC ；（2）线型全同立构PP 与轻度支化的全同立构PP ；（3）苯乙烯-乙烯交替共聚物与苯乙烯-乙烯无规共聚物。
【答案】（1）全同立构PVC ；（2）线型全同立构PP ；（3）苯乙烯-乙烯交替共聚物。
13．高分子溶液在高于、等于、低于温度时，其热力学性质各如何？高分子在溶液中的尺寸形态又如何？ 【答案】
也就是说高分子链在，当T>0时，说明高分子溶液比理想溶液更倾向于溶解，
时
，，即高分子溶液符的溶液中由于溶剂化作用而扩张。当
合理想溶液的规律，高分子链此时是溶解的，但链不溶胀也不紧缩，排斥体积为零，高分子链可以自由贯穿，处于无扰状态。当T<0时，链会紧缩，高分子链凝聚，溶液发生沉淀。
14．什么是高分子的相对分子质量分布？它有哪些表示方法？
【答案】相对分子质量分布是指聚合物试样中各个级分的含量和相对分子质量的关系。它的表示方法有以下两种：
（1）分布曲线。聚合物的级分数可达成千上万，每个级分最小只差一个结构单元，因而可用连续曲线表示分布。常用的分布曲线有微分质量分布曲线、对数微分质量分布曲线和积分（或称
，注意微分质量分布曲线是不对称的，而对数微分质量分布曲线是对称累积）质量分布曲线（图）
的，符合正态分布。相应的还有数量分布曲线，但不常用。
（a ）微分质量分布曲线；（b ）对数微分质量分布曲线；（c ）积分质量分布曲线
图 相对分子质量的质量分布曲线
（2）分布函数。分布曲线在数学上往往可以用某种函数来适应。
（i ）对数正态分布函数
（ii ）董履和函数式中，和 为可调节参数，为峰值处相对分子质量， 为分布宽度参数，随宽度增加而增加。 式中，y 和z 为可调节参数，z 随分布宽度増加而减小，y 和Z 共同决定相对分子质量的峰值位置。
15．试就聚乙烯回答下列问题。
（1）晶体时的分子形态如何？非晶体时分子形态又如何？
（2）高压法和低压法所得到的产品在结构上和性能上主要差别是什么？
（3）两种支链型聚乙烯样品，主链和支链的链节比相同，而支链大小不同，在相同条件下结晶，其结晶度是否相同，可能情况如何？
（4）为什么聚乙烯的内聚能密度小于弹性体，反而作为塑料使用？
（5）结晶度为50%的聚合物，在常温下处于何种力学状态？
【答案】（1）晶体时的分子形态是平面锯齿形，非晶体时的分子形态是无规线团。