2017年华北理工大学材料科学与工程学院807材料科学基础考研仿真模拟题
● 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． z 均相对分子质量
【答案】z 均相对分子质量是以z 值为统计权重的平均相对分子质量，
对分子质量为M 的级分的质量。
3． 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。
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． 滞后
【答案】滞后是指聚合物在交变应力作用下应变落后于应力的现象。受到外力时，链段通过
，由此引起应变落后于应力的现象。外力作用的热运动达到新平衡需要时间（受到内摩擦力作用）
频率与温度对滞后现象有很大的影响。
6． 聚集态结构
【答案】聚集态结构是指高分子链间的几何排列，又称三次结构，也称为超高分子结构。聚集态结构包括晶态结构、非晶态结构、取向结构和织态结构等。
7． 解取向
【答案】解取向是指材料在成型过程中受到拉应力的作用而内部取向，当制品受到加热等影响时，大分子链会解除取向结构的现象。
8． 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。
其中，是相
二、判断题
9． 非晶聚合物具有一个确定的玻璃化温度，而结晶聚合物则没有玻璃化温度。（ ）
【答案】×
【解析】由于结晶性的聚合物也难以形成100%的晶体，任何结晶性的聚合物都存在非晶区，随着温度的变化，非晶区也会发生玻璃化转变。因此，玻璃化转变现象在高聚物中是普遍存在的，结晶性聚合物也存在玻璃化温度。
10．银纹就是裂缝。（ ）
【答案】×
【解析】银纹与裂缝不同，银纹的质量不为零，银纹体中包含取向的聚合物。
11．1，4-顺式聚异戊二烯和1，4-反式聚异戊二烯是旋光异构体。（ ）
【答案】×
【解析】1，4-顺式聚异戊二烯和1，4-反式聚异戊二烯属于几何异构或顺反异构。
12．全同立构聚苯乙烯和聚对苯二甲酸乙二酯的结晶速率比聚乙烯的结晶速率快。（ ）
【答案】×
【解析】结晶速率线形链优于支化链，所以聚乙烯的结晶速率应快于全同立构聚苯乙烯。
13．聚合物的黏流温度随相对分子质量增大而升高，尤其是在相对分子质量较小时，影响特别显
著；当相对分子质量达到一定数值后，相对分子质量对黏流温度的影响就不那么显著了。（ ）
【答案】×
【解析】黏流温度是整个高分子链开始运动的温度，相对分子质量越大，分子链运动时的内摩擦阻力也越大，通过链段的协同运动而产生流动也越困难，因此黏流温度随相对分子质量的增大而上升。
三、简答题
14．顺丁烯二酸酐与环氧氯丙烷缩聚反应得到的线形不饱和聚酯，其重复结构单元如下
：
此聚酯有几种可能的有规立体异构体？
【答案】有2种。因为单体顺丁烯二酸酐决定了聚合物中的双键全采取顺式几何异构，而一个不对称碳原子导致有全同和间同两种有规旋光异构体。
15．用什么事实可证明非晶态聚合物中包含一些有序结构（两相球粒模型）？
【答案】实验测得许多合物非晶与结晶密度比
态的完全无序的模型计算为0.85〜0.96，而按分子链呈无规线团形
密度比偏高说明非晶中包含规整排列部分；有些聚合物如聚乙烯、聚酰胺、天然橡胶等结晶速率很快，这用无规线团模型是难以想象的；另外，电子显微镜
发现有直径为5nm 左右的小颗粒（有序区）。
16．聚合物的脆性断裂与韧性断裂有什么区别? 在什么条件下可以相互转化？
【答案】区别：（1）脆性断裂发生在材料屈服之前，材料只有普弹形变，应力-应变关系是线性或接近线性，形变量小，断裂伸长率小于5%，而且在拉伸应力的作用下，微裂纹会迅速发展，最终导致脆性断裂。而在韧性断裂时，材料先发生屈服，随后可以发生大形变，应力应变关系是非线性的，断裂伸长率大于10%，然后由于屈服剪切带的发展导致韧性断裂；
（2）两者断口形貌很不相同，脆性断裂口与外力相垂直，表面平整光滑，截面积几乎没有改变，而韧性断裂的断口不规则，表面粗糙，截面积缩小。脆性断裂和韧性断裂并没有严格的界限。聚合物材料的初性随温度的升高而增大，随应变速率的提高而减小，当降低温度，提高应变速率时，材料从韧性断裂变为脆性断裂。
17．聚合物的溶解过程有什么特点？与聚合物的哪些结构因素有关？
【答案】（1）溶解之前通常都会发生溶胀，线型高分子溶胀后会进一步溶解，网状高分子则只能达到溶胀平衡。
（2）聚合物的相对分子质量越大，溶解越困难。
（3）结晶态聚合物一般都比较难溶解，非极性结晶聚合物往往要加热到接近其熔点才能溶解。总之，交联度越高，相对分子质量越大或结晶度越大，则溶解性越差。
18．用注射成型法把三种热塑性塑料（聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚苯乙烯）加工成长条状试样，料温分别是190℃、280℃和19℃，模温都是20℃。试分析每种试样在厚度方向上（比较表层和内部）可能的聚集态结构，并扼要说明所有这些差别的原因。
【答案】PE 试样表层为小球晶，内部为较大的球晶。PET 试样表层为非晶态，内部有球晶。PS 试样表层和内部均不结晶。注射成型的制品表层的冷却速度快于内部。因为PE 为结晶性聚合物且结晶速率很快，用液氮（-196℃）将其恪体泮火也得不到完全非晶体，注射成型时表层的快速冷却只会使球晶变小。PET 为结晶性聚合物但结晶速率较慢，快速冷却时由于无足够的时间使其链段排入晶格，结果得到的是非晶态而呈透明性。PS 为非结晶性聚合物，任何外界条件都无法使其结晶。
19．写出橡皮弹性的热力学表达式，说明式中各项的意义。根据此热力学表达式设计一种实验来说明理想橡胶的弹性是熵弹性。
【答案】把热力学第一定律和第二定律用于高弹形变，则橡胶形变后的张应力可以看成由熵的变化和热力学能的变化两部分组成：
由于熵不能直接测定，上式变换成
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