2017年天津大学化工学院863高分子物理考研强化模拟题
● 摘要
一、名词解释
1． 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。
2． 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。
3． 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。
4． 高斯链
【答案】高斯链是指高分子链段分布符合高斯分布函数的高分子链，也称为等效自由结合链。
，相柔性的非晶状线型高分子链，不论处于什么形态（如玻璃态、高弹态、熔融态或高分子溶液）
同分子量的高分子链段都取平均尺寸近乎相等的无规线团构象，称为“等效自由结合链”。因为等效自由结合链的链段分布符合高斯分布函数，又称为高斯链。
5． 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。
6． 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。
7． 熔体流动速率
【答案】熔体流动速率，也指熔融指数，是在标准化熔融指数仪中于一定的温度和压力下，树脂熔料通过标准毛细管在一定时间内（一般lOmin ）内流出的熔料克数，单位为g/10min。熔体流动速率是一个选择塑料加工材料和牌号的重要参考依据，能使选用的原材料更好地适应加工工艺的要求，使制品在成型的可靠性和质量方面有所提尚。
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。
其中，是相
二、简答题
9． 用自由基引发聚合的聚乙酸乙烯酯是非晶态聚合物，但经过醇解后所得到的聚乙烯醇却是结晶性聚合物，为什么? 聚乙烯醇大分子是以什么形式进入晶格的？
【答案】由于羟基体积较小，聚乙烯醇分子结构仍有一定规整性，而且羟基间能形成氢键也有利于形成结晶。聚乙烯醇分子链以平面银齿形构象进入晶格。
10．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）。
图1 线型非晶态聚合物的形变-温度曲线
图2 线型非晶态聚合物的模量-温度曲线
两条曲线上都有三个不同的力学状态和两个转变（简称三态两转变）。
玻璃态：链段运动被冻结，此时只有较小的运动单元（如链节、侧基等）能运动，以及键长、
，且遵键角的变化，因而此时的力学性质与小分子玻璃差不多，受力后形变很小（0.01%〜0.1%）
循Hooke 定律，外力除去立即恢复。这种形变称为普弹形变。
玻璃化转变：在3〜5℃几乎所有物理性质都发生突变，链段此时开始能运动，这个转变温度称为玻璃化（转变）温度，记作
高弹态：链段运动但整个分子链不产生移动。此时受较小的力就可发生很大的形变（100%〜1000%），外力除去后形变可完全恢复，称为高弹形变。高弹态是高分子特有的力学状态。
流动温度：链段沿作用力方向的协同运动导致大分子的重心发生相对位移，聚合物呈现流动性，此转变温度称为流动温度，记作
黏流态：与小分子液体的流动相似，聚合物呈现黏性液体状，流动产生不可逆形变。
11．（1）用什么物理量表示松弛过程的快慢？（2）聚合物为什么具有松弛时间谱？
【答案】（1）松弛时间
（2）聚合物是由多重结构单元组成的，其运动是相当复杂的。它的力学松弛过程不止一个松弛时间，而是一个分布很宽的连续的谱，称为松弛时间谱。
12．2-戊烯聚合时可能有几种空间立构异构体？
【答案】4种，即叠同双全同、非叠同双全同、双间同和无规。
13．把一个含有p 个自由取向链段的线形分子，与一个在其主链上含有q 个短支链的支化分子作比较，不作任何计算，试比较其均方末端距的大小，并猜测其形体不对称性的强弱。
【答案】含有P 个自由取向链段的线形分子的均方末端距比一个在其主链上含有q 个短支链的支化分子小，因为含有p 个自由取向链段的线形分子的柔顺性比一个在其主链上含有q 个短支链的支化分子要好。一个在其主链上含有q 个短支链的支化分子比含有P 个自由取向链段的线形分子的形体不对称性强。
14．今有一种聚乙烯醇，若经缩醛化处理后，发现有14%左右的羟基未反应，若用氧化，可得到乙酸和丙酮。由以上实验事实，则关于此种聚乙烯醇中单体的键接方式可得到什么结论？
【答案】若单体为头-尾键接，经缩醛化处理后，大分子链中可形成稳定的六元环，因而只留下少量未反应的羟基（约14%）:
若用氧化处理时，可得到乙酸和丙酮：
若单体为头-头或尾-尾键接，则缩醛化时不易形成较不稳定的五元环，因而未反应的羟基数应更多（＞14%）, 而且经氧化处理时也得不到丙酮，而是乙酸和丁二酸：
可见聚乙烯醇分子链中，单体主要为头-尾键接方式。
15．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。