2017年厦门大学材料科学与工程系830高分子化学与物理之高分子物理考研仿真模拟题
● 摘要
一、简答题
1． 解释下列现象：
； （1）丁腈橡胶的耐油性好（指非极性的机油）
（2）球鞋长期与机油接触会越来越大；
（3）尼龙袜減上一滴40%硫酸会出现孔洞；
（4）聚乙烯醇溶于热水。
【答案】（1）因为丁腈橡胶含有腈基，极性大，所以，它在非极性的机油中难以溶胀，耐油性好。
（2）因为球鞋底通常是用极性较弱的聚异戊二烯等橡胶制成，长期与机油接触，会被非极性的机油溶胀，变得越来越大。
（3）因为尼龙（聚酰胺）与硫酸能形成氢键，从而在室温下尼龙能溶解在硫酸中，所以，尼龙袜溅上一滴40%硫酸会出现孔洞。
（4）因为聚乙烯醇分子链之间有许多氢键，高分子间的相互作用大，又部分结晶，只有提高温度才能使结晶部分熔融并使其溶解，所以，聚乙烯醇溶于热水。
2． 详细讨论聚合物的温度。 【答案】温度又称Hory 温度。Hory 等提出，高分子溶液对理想溶液的偏离是混合时有热的贡献及熵的贡献两部分引起的，即除了由于相互作用能不等（良溶剂中，链段与溶剂间的相互作用能远大于链段之间的相互作用能）所引起的溶液性质的非理想部分外，还有构象数减少所引起的溶液性质的非理想部分。热的贡献可用热参数
学势）可表达如下（忽略
过量偏摩尔混合热又因为的高次项）： 过量偏摩尔混合熵
比较上两式得
定义则
时，此体系得到一 表征，熵的贡献可用熵参数表征。和是量纲一的量。当高分子溶液是稀溶液时，不依赖于任何模型，其超额的偏摩尔自由能（或超额化对于一个特定体系，是一个特征温度，称为Flory 温度。当体系温度
系列特征值，
溶胀因子式中，排除体积为零，所以也称为体系的临界特征温度。在此温度下，高分子链段与溶剂间使分子链伸展的作用力与高分子链
段间使分子卷曲的作用力相等，即大分子链受力平衡，表现出既不伸展也不卷曲的本来面貌，即无扰状态，为研究单个大分子的态和尺寸提供了可能性。又由于处于温度的高分子溶液与理想溶液的偏差消除，为研究单个大分子的情况简化了手续。所以，温度又称为理想温度。当体系温度低于温度时，理论上相对分子质量为无穷大的聚合物组分将从溶液中沉淀出来。
3． 聚乙烯和全同立构聚丙烯均为塑料，而乙-丙共聚物却可以作橡胶，为什么？
【答案】聚乙烯和等规聚丙烯结构规整，堆砌紧密，常温下结晶度比较大，只能用作塑料，而匕烯和丙烯通过无规共聚得到乙丙橡胶，破坏了链的对称性和规整性，所以结晶度大大降低，可以用作橡胶。
4． 何谓玻璃化转变温度？简述一种测量聚合物玻璃化转变温度的方法。
【答案】聚合物玻璃态与高弹态之问的转变称为玻璃化转变，对应的转变温度为玻璃化转变温度。
玻璃化转变温度可以用膨胀计法测定，即直接测量高聚物的体积或比容随温度的变化。从体积或比容对温度曲线两端的直线部分外推，其交点对应的温度作为
准物之间的温度差并以 也可以用差热分析测量，其基本原理是在等速升温的条件下，连续测定被测试样与惰性基对试样温度T 作图，即得差热曲线，曲线上出现一台阶，台阶处所对应的温度即为
5． 为什么说的大小反映了材料绝缘性能的优劣？ 【答案】越大，表示材料介电损耗的越大，材料的绝缘性能就越差。
6． 指出下列各组聚合物的抗张强度哪个较高（简单说明理由）：
（1）聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚己二酸乙二醇酯；（2）聚氯乙烯和低密度聚乙烯；（3）聚苯乙烯和聚碳酸酯；（4）聚甲基丙烯酸甲酯和聚丙烯酸甲酯；（5）尼龙-66和尼龙-1010。
【答案】（1）聚对苯二甲酸乙二醇酯，由于主链有芳环，刚性较大；（2）聚氯乙烯，由于侧基极性；（3）聚碳酸酯，主链芳环的贡献大于侧基芳环的贡献；（4）聚丙烯酸甲酯，侧基极性基团（酯基）的密度较大；（5）尼龙-66, 氢键密度较大。
7． 聚间苯二甲酸双酚A 酯和聚碳酸酯都是部分结晶的聚合物，其介电损耗与温度的关系如图所示。试解释分子结构对介电性能的影响。图中曲线1和分别为非晶和部分结晶的聚间苯二甲酸双酚A 酯。曲线2和分别为非晶和部分结晶的聚碳酸酯。
图 聚间苯二甲酸双酚A 酯和聚碳酸酯的介电损耗与温度的关系
【答案】（1）聚间苯二甲酸双酚A 酯的分子结构比聚碳酸酯更不对称，偶极矩更大；前者的刚性更大，更高。（2）非晶态的分子运动比晶态容易，从而松弛峰高度较大。
8． 用膨胀计法（测定比体积-温度曲线）测得一种非晶态塑料制品的实际使用中，该制品受102Hz 的交变应用作用。该制品的使用温度上限是高于得一种橡胶制品的
限值该如何变化？
【答案】外力的频率增加，作用的时间缩短，增加。对于非晶态塑料制品，使用温度上限高于对于橡胶制品，使用温度的下限值高于
9． 试比较聚苯乙烯与苯乙烯在性能上有哪些差别。 还是低于用膨胀计法测这种橡胶也在102Hz 的动态条件下使用，该橡胶制品使用温度的下
【答案】区别：（1）聚苯乙烯是有一定强度的高聚物，在外观上是固体，在分子结构上没有双键；聚苯乙烯是小分子的液体，分子结构上有双键；（2）苯乙烯做出来的产品比聚苯乙烯做出来的产品要脆。另外苯乙烯暴露在空气中会逐渐被氧化，而聚苯乙烯不会。
10．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。