2017年哈尔滨工业大学深圳研究生院823高分子材料(高分子材料方向选)之高分子物理考研题库
● 摘要
一、名词解释
1． 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。
2． 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。
3． 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。
4． 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。
5． 熔体流动速率
【答案】熔体流动速率，也指熔融指数，是在标准化熔融指数仪中于一定的温度和压力下，树脂熔料通过标准毛细管在一定时间内（一般lOmin ）内流出的熔料克数，单位为g/10min。熔体流动速率是一个选择塑料加工材料和牌号的重要参考依据，能使选用的原材料更好地适应加工工艺的要求，使制品在成型的可靠性和质量方面有所提尚。
6． 无规线团
【答案】无规线团是指在非晶聚合物中，高分子链为构象符合Gams 分布的柔性链，大量分子链以无规线团状互相穿插，结合在一起，无局部有序结构。
7． 玻璃化转变温度
【答案】从分子结构上讲，玻璃化转变温度是高聚物无定形部分从冻结状态到解冻状态的一种松弛现象。在玻璃化转变温度以下，高聚物处于玻璃态，分子链和链段都不能运动，只是构成分子的原子（或基团）在其平衡位置作振动；而在玻璃化转变温度时分子链虽不能移动，但是链
段开始运动，表现出高弹性质，温度再升高，就使整个分子链运动而表现出粘流性质。
8． 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。
二、简答题
9． 为什么缓慢冷却的涤纶薄片具有脆性，而迅速冷却并经过拉伸后却是韧性很好的薄膜材料？
【答案】前者结晶，后者基本上为非晶。
10．什么是温度？当高于、低于或等于温度时，大分子的自然构象有何不同？为什么？ 【答案】温度是高分子溶液的一个参数。
（1
）当
差。当高于时，高分子溶液中溶剂的过量化学位为零，与理想溶液中溶剂的化学位没有偏温度时，溶剂为高分子的良溶剂，在良溶剂中，高分子链由于溶剂化作用而扩张，高分子线团伸展；
（2）当低于温度时，溶剂为高分子的劣溶剂，在劣溶剂中，高分子链由于溶剂化作用很弱，高分子链紧缩；
（3）当等于温度时，溶剂为高分子的溶剂，在溶剂中，高分子链段与高分子链段的相互作用能等于高分子链段与溶剂的相互作用能，高分子与高分子可以与溶剂分子一样彼此接近，相互贯穿，这样高分子链的排斥体积为零，相当于高分子链处于无干扰状态的无规线团。
11．实测的Awami 指数n 有可能不是整数，为什么？实际聚合物结晶过程在后期与Awami 方程有偏离，为什么？
【答案】聚合物结晶可能出现多种形态，如同时有二维球晶和三维球晶；结晶的成核机理也常出现异相成核和均相成核同时存在的情况。所以会有非整数的Avrami 指数。
实际聚合物结晶过程可以分为两个阶段，符合Awami 方程的直线部分称为主期结晶（初级结，偏离方程的部分称为次期结晶（又称次级结晶在主期结晶完成后，未来得及结晶的部分还会晶）
慢慢结晶，已有的结晶也可能进一步完善化，形成复杂的次期结晶过程。
12．高分子二阶非线性光学材料在分子结构上有何特点。
【答案】二阶非线性光学材料的分子结构上具有非线性光学发色团，以及体系必须是非中心反演对称。无机材料中的铌酸锂、砷化镓等，有机化合物中的2-甲基-4-硝基苯胺等都是性能优良的二阶非线性光学材料。在高分子材料中具有代表性的是共轭的聚丁二炔和非共轭的侧链上接枝诸多介晶基团的高分子侧链液晶。
13．什么是高分子液晶？高分子液晶根据制备方法可分为哪几种类型？各举一种实例。什么是临界浓度？
【答案】具有液晶性的聚合物称为高分子液晶。
高分子液晶根据制备方法可分为热致性和溶致性两类。前者在一定的温度范围内形成液晶，在升温过程中相变过程为：后者则是溶于溶剂并高于一定浓度和低于一定温度时形成液晶，在纯物质中不形成。形成溶致性液晶的最低浓度称为临界浓度。
芳香尼龙是溶致性液晶，如聚对苯二甲酸对苯二胺。芳香聚酯是热致性液晶。例如，商品名V ectra 的芳香聚酯由以下三种结构单元组成：
14．简述Flory-Krigbaum 理论的内容。他们的理论适用于哪种浓度范围？这种理论与
Flory-Huggins 理论的关系如何？
【答案】（1）Flory-Krigbaum 提出了稀溶液理论，以克服似晶格模型没有考虑到的由于稀溶液中高分子链段分布不均匀性问题而带来的偏差；
（2）因此该理论适用于高分子的稀溶液。
（3）与Flory-Huggins 理论的关系
Flory-KrigbaulTl 的基本假定是：
①在高分子稀溶液中链段的分布是不均匀的，可看成在纯溶剂中散布着高分子的链段云。 ②假设在链段云内链段的分布符合高斯分布。
③链段云之间相互贯穿的概率非常小，每个高分子（链段云）都有一个排斥体积 推导出排斥体积的表达式为
式中，为高分子的偏微比体积，
式中，
体积代替得为溶剂分子的体积，m 为一个高分子的质量，F （X ）为一个很复杂的函数。Flory-Krigbaum 把稀溶液中的一个高分子看成体积为的刚性球，
进一步导出为Avogadro 常量，M 为溶质的相对分子质量。将的表达式代入，并以偏摩尔可见，当温度时，
在状态时，高分子的外排斥体积和内排斥体积正好抵消，不存在排斥体积，线团的行为好像无限细（不占体积）的链，处于无扰状态，可以互相贯穿。这时的溶液可看成高分子的理想溶液。当时，高分子链由于溶剂化而扩张，相当于在高分子的外面套了一层由溶剂组成的套管，使卷曲的线团伸展。因而还可以用一个参数扩张因子（或溶胀因子） α表示高分子链扩张的程度
，
.Flory-Krigbaum 从理论上导出
溶剂中
，式中，为常数。状态下，良