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)之高分子物理考研强化模拟题
● 摘要
一、名词解释
1． 高弹形变
【答案】高弹形变是指聚合物在高弹态时，链段运动但整个分子链不产生移动。受较小的力就可发生很大的形变，外力除去后形变可完全恢复的现象。
2． 应力松弛
【答案】应力松弛是指材料在一定的温度和约束承载状态下，总应变（弹性应变和塑性应变）保持不变，而应力随时间的延长逐渐降低的现象。
3． 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。
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． 均方末端距
【答案】均方末端距指线形高分子链的一端至另一端的直线距离的平方的平均值。该物理量用于表征高分子尺寸的大小。
6． 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。
7． 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。
8． 低临界共溶温度
【答案】低临界共溶温度是指低温互溶，高温分相的临界共溶温度，用LCST 表示。
二、简答题
9． 为什么聚合物具有很好的机械强度？
【答案】因为聚合物有很高的相对分子质量，所以也有很强的分子间相互作用力。
10．说明高分子材料产生静电的主要原因。
【答案】聚合物在生产、加工和使用过程中会与其他材料、器件发生接触或摩擦，有静电产生。而聚合物的高绝缘性使静电难以漏导，从而容易积累静电。例如，吸水性低的聚丙烯腈纤维加工时的静电可达15kV 以上。
11．按常识，温度越高，橡皮越软；而平衡高弹性的特点之一却是温度越高，高弹模量越高。这两者是否矛盾？
【答案】不矛盾。（1）T 升高，高分子链的热运动加剧，分子链趋于卷曲构象的倾向增大，回缩力增大，故高弹平衡模量增高。（2）实际形变为非理想弹性形变，形变的发展需要一定的松弛时间。这个松弛过程在高温时比较快，而低温时较慢，松弛时间较长。也就是说，在非平衡态时，按常识观察到的温度越高，发生同样形变的时间越短，即橡皮越软。
12．在相同实验条件下，测得聚电解质磺化聚砜三个分级试样的它们在GPC 柱上，当以DMF 为淋洗剂，获得的GPC 曲线几乎完全相同，如图 （a ）所示。但如果加入适量的无机盐，则不同级分测得的淋洗谱图如图 （b ）所示。试对这一现象加以解释。
（a ）DMF 为淋洗剂；
（b ）加入适量的无机盐
图 聚电解质磺化聚砜的GPC 谱图
【答案】以DMF 为淋洗剂时，由于同电荷相斥，聚合物充分伸展，体积都超过GPC 测试下限，所以在同一淋洗体积流出来。加入适量的无机盐时，由于聚合物上的离子受屏蔽而不能起作
用，聚合物成无规线团状，因此不同相对分子质量有不同体积，可以用GPC 分开。
13．画出广义Voigt 模型的示意图，写出运动方程，指出对数蠕变时间谱。
【答案】广义V oigt 模型示意图如图所示。运动方程
为
为对数蠕变时间谱。
图 广义V oigt 模型示意图
14．模拟线形聚合物的蠕变行为般采用什么模型？
【答案】Maxwell 模型适宜于模拟线形聚合物的应力松她过程，Kelvin 模型适宜于模拟交联聚合物的燸变过程，四元件模型适宜于模拟线形聚合物的蠕变过程。
15．天然高分子能否形成液晶？若能，请举例并说明属于哪一种类型的液晶。
【答案】能，如纤维素及其衍生物、DNA 等。一般属于胆甾型。
16．试举出下列各类聚电解质的例子：
（1）聚阳离子；
（2）聚阴离子；
（3）两性型。
【答案】（1）聚阳离子就是大分子的碱类，如聚（N-丁基4-乙烯基吡啶溴化物）、聚（乙烯亚胺盐酸盐）等；
（2）聚阴离子就是大分子的酸类，如聚丙烯酸钠、苯乙烯-马来酸共聚物等；
（3）两性聚电解质有丙烯酸-乙烯基吡啶共聚物、蛋白质等。
三、计算题
17．一交联聚合物的力学松弛行为可用三个Maxwell 单元并联描述，
其六个参数为
试计算下列三种情况的应力：（1）突然拉伸到原始
长度的两倍；（2）100s 后伸长到原始长度的两倍；（3）
【答案】计算公式为
（1）
（2）
（3）
后伸长到原始长度的两倍。 得