2017年上海交通大学化学化工学院837高分子化学与高分子物理之高分子物理考研强化模拟题
● 摘要
一、名词解释
1． 分辨率
【答案】分辨率是指色谱柱的柱效与分离能力的综合量度。
2． 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。
3． 玻璃化转变
【答案】玻璃化转变对于聚合物来说是非晶聚合物的玻璃态与高弹态之间的转变。其分子运动本质是链段运动发生“冻结”与“自由”的转变。
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． 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。
6． 构象
【答案】构象是指由于分子中的某个原子（基团）绕C —C 单键自由旋转而形成的不同的暂时性的易变的空间结构形式。不同的构象之间可以相互转变，一种构象改变为另一种构象时，不要求共价键的断裂和重新形成。构象改变不会改变分子的光学活性。
7． 液晶态
【答案】液晶态是指物质在熔融状态或在溶液状态下虽然获得了液态物质的流动性，但在材料内部仍然保留有分子排列的一维或二维有序，在物理性质上表现出各向异性，这种兼有晶体和液体部分性质的状态。处于这种状态下的物质叫液晶。
8． 全同立构
【答案】全同立构是指以不对称碳原子取代基的排列方式来区分因含有不对称碳原子而引起旋光异构现象的异构体，取代基排布于高分子主链的同侧就叫做全同立构。
二、简答题
9． 理论上聚乙烯能完全取向和100%结晶，在完全取向时：（1）理论上材料如何断裂？（2）理论断裂强度为多少？（3）在取向方向上的理论模量时多少？
【答案】（1）破坏所有的化学键，断裂后完全成粉末；（2）
10．从积分质量分布曲线求平均相对分子质量？
【答案】用十点法，即在积分质量分布曲线上读取I=5%、15%、25%、... 、95%等10
个点的值，用下式（实际上是定义式）计算：
11．影响聚合物强度的因素是什么？
【答案】影响聚合物强度的因素归纳如下（从中可以总结出提高强度的措施）。
（1）化学结构：链刚性增加的因素（如主链芳环、侧基极性或氢键等）都有助于増加抗张强度极性基团过密或取代基过大，反而会使材料较脆，抗冲击强度下降。
（2）相对分子质量：在临界相对分子质量
加增加，越过（3）支化和交联：交联使和（缠结相对分子质量）之前，相对分子质量増后不变。随相对分子质量増加而增加，不存在临界值。 都提高。但支化使提高，而降低。
和
均提高。取向使 （3） （4）结晶和取向：结晶度增加，提高，但降低。结晶尺寸减小，积的大小。 提高。总之，以上各因素在讨论时主要考虑分子间作用力的大小，而讨论时主要考虑自由体
（5）应力集中物：裂缝、银纹、杂质等缺陷在受力时成为应力集中处，断裂首先在此处发生。纤维的直径越小，强度越高，这是由于纤维越细，纤维皮芯差别越小，缺陷出现的概率越小。根据这个原理，用玻璃纤维增强塑料可以得到高强度的玻璃钢。
（6）添加剂：増塑剂、增量剂（又称填料）、增强剂和增軔剂都可能改变材料的强度。増塑使分子间作用力减小，从而降低了强度。惰性填料（如）只降低成本，强度也随着降低；活性填料有増强作用，如炭黑对天然橡胶的补强效果。纤维状填料有明显的增强作用。塑料增初的方法是共混或共聚，用少量橡胶作为增軔剂改进塑料的脆性。
（7）外力作用速度和温度：在拉伸实验中提高拉伸速度和降低温度都会使强度降低。在冲击实验中升高温度会增加冲击强度。外力作用速度和温度的改变甚至会使材料从脆性变为軔性，或反过来从軔性变为脆性。
12．聚合物的玻璃化转变与小分子的固液转变在本质上有哪些差别？
【答案】（1）小分子固液转变属于热力学一级转变，伴随物态变化，由热力学趋动，温度变化范围较窄，溶解过程温度几乎不变，有熔点。
（2）聚合物的玻璃化转变属于热力学二级转变，不伴随有物态变化，玻璃化转变温度Tg 以下，聚合物处于玻璃态，由于温度低导致分子运动的能量低，不足以克服主链内旋转的位垒，链段处于被冻结状态，松弛时间几乎为无穷大，聚合物具有普弹性。自由体积理论认为，聚合物体积由被分子占据的体积和未被占据的自由体积组成，玻璃态下，链段运动被冻结，自由体积也被
冻结，并保持一恒定值，自由体积“孔穴”的大小及其分布也将基本上维持固定。玻璃态温度就是自由体积达到某一临界值的温度。温度达到Tg 时，分子热运动具有足够的能量，而且自由体积也开始解冻而参加到整个膨胀过程中去，因而链段获得了足够的运动能量和必要的自由空间，从冻结进入运动。聚合物进入高弹态，Tg 转变过程中，分子的运动方式改变。
13．分别画出下列两种情况下聚合物的温度形变曲线，并标明的大概位置。（1）结晶度>50%，（2）结晶度>50%
，
【答案】见图。
图
由于结晶度大于50%，因此在聚合物中，结晶相为连续相，虽然非晶区也存在玻璃化转变，
，由于其熔点高于其黏流温度，在聚合物融化之但是在温度形变曲线上没有转折。对于样品（1）
，由前，不能发生流动，因此没有高弹态。当温度高于熔点时，直接进入黏流态。对于样品（2）
于其黏流温度高于其熔点，因此，当聚合物熔融后，先进入高弹态，当温度高于黏流温度后，进入黏流态。
14．什么是静电现象？
【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。
15．高分子的回转半径和流体力学半径有什么区别？用什么方法测定？
【答案】（1）高分子的回转半径
成正比，与分子量M 成正比。
（2）高分子的流体力学半径
与温度T 成正比，与溶剂粘度得。
可通过测量特性粘度得到。 成反比。可通过测量扩散系数得到。 （3）动态光散射可以用来测定体系的流体力学半径；均方根回旋半径常用静态光散射技术测
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