2017年哈尔滨工业大学材料科学与工程学院823高分子材料之高分子物理考研强化模拟题
● 摘要
一、名词解释
1． 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。
2． 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。
3． 无定型聚合物
【答案】无定型聚合物是指分子形状、分子相互排列为无序状态的高分子。
4．
条件（或状态）
【答案】通过选择溶剂和温度使高分子溶液中溶剂的过量化学位为零的条件，这种条件称为条件或状态。
5． 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。
6． 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。
7．
状态（条件） 【答案】状态（
条件）是指通过选择溶剂和温度以满足
液的条件。
8． 介电松弛中的柯尔-柯尔圆（Cole-Cole 圆）
【答案】介质在静电场作用下，所产生的取向极化是一个松弛过程，若是加上个交变电场后，由于松弛过程，取向极化跟不上电场的变化，产生一个相位差，叫做取向极化强度。取向极化和变形极化相加得到总极化度，由之求出复数介电常数，该公式叫做德拜色散关系式，实部是横坐标，虚部是纵坐标，得到的是一个圆，叫柯尔-柯尔圆。
第 2 页，共 41 页 使高分子溶液符合理想溶
二、简答题
9． 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。
10．什么是静电现象？
【答案】任何两个固体，无论其化学组成是否相同，只要它们的物理状态不同，其内部结构中电荷载体能量的分布就不同。这样两个固体接触时，在固-固表面会发生电荷的再分配。在它们
重新分离之后，每一固体将带有比接触或摩擦前更多的正（或负）电荷，这种现象称为静电现象。
11．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。
12．聚合物为什么会有透气性? 如何减少透气性？
【答案】聚合物的透气性是指聚合物能透过气体的能力，它由两个因素决定的：第一是气体或蒸气（渗透物质）与聚合物的溶解能力；第二是气体或蒸气在聚合物中扩散的能力。如果气体不能溶解在聚合物中，就谈不上扩散和透气了。即使气体能溶解在聚合物中，却扩散速度非常慢，也不存在透气性。
聚合物透气性的影响因素：（1）气体或蒸气（渗透物质）与聚合物的溶解能力；（2）气体或蒸气在聚合物中扩散的能力；（3）聚合物中高分子的堆砌密度、高分子的侧基结构、高分子的极性、结晶度、取向、填充剂、湿度和増塑等。
13．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
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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，式中，为常数。状态下，良 溶剂中
14．某实验室有两种动态力学性能测试仪器：振簧仪和扭辫仪。这两种仪器直接测定的量是什么？
【答案】振簧仪直接测定的量是共振频率和半宽频率扭辫仪直接测定的量是振动周期P 和对数减量
15．既然可用几何平均的方法计算理想高斯链均方末端距和均方回转半径，为何还要去推导高斯链的构象统计理论？
【答案】无论是均方末端距还是均方回转半径，都只是平均量，获得的只是高分子链的平均尺寸信息。要确切知道高分子的具体形态尺寸，从原则上来说，只知道一个均值往往是不够的。最好的办法是知道末端距的分布函数，也就是处在不同末端距时所对应的高分子构象实现概率大小或构象数比例，这样任何与链尺寸有关的平均物理量和链的具体形状都可由这个分布函数求出。所以需要推导高斯链的构象统计理论。
16．球晶为什么有大有小？球晶大小对材料的力学性能（模量、冲击强度）有什么影响？在工业生产中如何控制球晶的大小？
【答案】由于晶核出现的早晚不同，以及局部生长条件的不同，球晶尺寸存在分布不均。球晶越大，材料的力学性能越差，由于球晶生长时会将不能结晶的物质排挤出来，它们集中在球晶的边界而形成力学薄弱处，球晶越大问题越严重。退火时球晶能长得较大，泮火或加入成核剂可以减小球晶尺寸。
三、计算题
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