2017年四川大学高高分子研究所866高分子化学及物理学之高分子物理考研仿真模拟题
● 摘要
一、名词解释
1． 强迫高弹行为
【答案】强迫高弹行为是指处在玻璃态的聚合物，在外力作用下产生百分之几百的大形变，外力去除后，虽然形变无法恢复，但加热到玻璃化温度以上，形变可以自动恢复的一种现象。为区别于普通的高弹形变，称其为强迫高弹形变。
2． 渗透压
【答案】半透膜一边的溶剂向另一边的溶液渗透，当达到渗透平衡时两边液体的静压差称为溶液的渗透压。
3． 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。
4． 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。
5． 内聚能密度
【答案】内聚能密度就是单位体积内lmol 凝聚体为克服分子间作用力汽化时所需要的能量E 。是评价分子间作用力大小的一个物理量，主要反映基团间的相互作用。一般来说，分子中所含基团的极性越大，分子间的作用力就越大，则相应的内聚能密度就越大；反之亦然。
6． 多分散系数
【答案】多分散系数d 是聚合物试样的重均相对分子质量与数均相对分子质量之比或为z 均
相对分子质量与重均相对分子质量之比。聚合物试样相对分子质量分布愈宽，多分散系数d 愈大。
7． 构型
【答案】构型是分子中由于各原子或基团间特有的固定的空间排列方式不同而使它呈现出不同的特定的立体结构。一般情况下，构型都比较稳定，一种构型转变另一种构型则要求共价键的断裂、原子（基团）间的重排和新共价键的重新形成。
8． 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。
二、简答题
9． 简述时温等效原理及其应用和重要性。
【答案】从分子运动的松弛性质可知，同一个力学松弛现象，既可在较高的温度下、较短时间内观察到，也可以在较低的温度下、较长时间内观察到。因此，升高温度和延长时间对分子运动和黏弹性都是等效的，这就是时温等效原理。
由于聚合物的松弛时间分布很宽，要想得到某一温度下完整的应力松弛曲线，就要在很宽的时间范围内连续测定模量E , 时间标尺要超越10个数量级。而实际测定时，
学数据。例如，可以用来预测聚合物材料的长期使用性能。
10．什么是Cole-Cole 图？
【答案】以对作图称为Cole-Cole 图，表征电介质偏离Debye 松弛的程度。半圆形为De-bye 松弛，偏离时得圆弧形图。
11．测定聚氯乙烯和丁腈橡胶共混物的动态力学谱图如图（a ）所示，测定聚苯乙烯和丁苯橡胶的共混物的动态力学谱图如图（b ）所示，这两个谱图说明什么问题？可以从中分析得到哪些结果？
都很难做到。有了时温等效原理，就可以用降低温度或升高温度的方法得到太短时间或太长时间无法得到的力
图 共混物的动态力学谱图
【答案】（a ）是相容性很好的体系，因为储能模量只有一个拐点，损耗模量只有一个峰，说明只有一个（b ）是相容性不好的体系，因为储能模量有两个拐点，损耗模量对应地有两个峰，说明有两个
12．写出三个判别溶剂优劣的参数，并讨论它们分别取何值时，该溶剂分别为聚合物的良溶剂、不良溶剂（非溶剂）、溶剂。高分子在上述三种溶液中的热力学特征以及形态又如何？
【答案】第二维里系数
此时Huggins 参数和溶胀因子α。为良溶剂，
此时为不良溶剂，为溶剂，此时与溶解能自发进行，高分子链在溶液中扩张伸N ; 溶液发生相分离，高分子在溶液中紧缩沉淀
；
理想溶液的偏差消失，高分子链不胀不缩，处于一种自然状态。
13．高分子链有三种稳定构象，即。下列构象的高分子链的内旋转势能是否相等？各分子链的势能是否相等？
（1）（2）（3）（4）式中，…表本在各分子链中都相同的部分。
【答案】内旋转势能均相等。因为内旋转势能是顺式构象与反式构象的势能差，上述各种分子链的反式构象转动到顺式构象都需要克服相同的势能差。
14．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（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。
15．试述线型非晶态聚合物的形变-温度曲线和模量-温度曲线上的各区域和转折点的物理意义。
【答案】典型的形变-温度曲线如图1所示，相应的模量-温度曲线（图2）同样用于反映分子运动（曲线形状正好倒置）。