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1、 《高分子物理》試題 B 答案 開課學(xué)院：材料學(xué)院 類 別： 共（ 3 ）頁 課 程 號： 131101406 考試性質(zhì)：考試 適用學(xué)期： 適用班級：高材、材化、材物專業(yè) 總分 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 100 15 25 40 20 一、解釋概念 （15 分，每題 3 分，要求每個概念回答 20 字以上） 1. 高斯鏈 : 由 z 個長度為 b 的鏈段自由結(jié)合的大分子鏈稱 “等效自由結(jié)合鏈

2、” ?！暗刃ё杂山Y(jié)合鏈” 的鏈段分 布符合高斯函數(shù)，又稱為“高斯鏈” 。高斯鏈的統(tǒng)計單元是一個鏈段。高斯鏈?zhǔn)谴_確實實存在的，它體現(xiàn)了大量柔性高分子的共性。 2. 高分子合金 : 指二種或多種聚合物組分通過物理或化學(xué)方法形成的混合物，有時也稱為多組分聚合物 3. 蠕變 :在一定溫度、一定應(yīng)力的作用下，材料的應(yīng)變隨時間的增加而增大的現(xiàn)象稱為蠕變。 4. 熵彈性 : 交聯(lián)橡膠拉伸時，內(nèi)能幾乎不變， 而主要引起熵的變化。在外力的作用下， 橡皮分子鏈由原來的蜷曲狀態(tài)變?yōu)樯煺範(fàn)顟B(tài)， 熵值由大變小， 終態(tài)是一種不穩(wěn)定的體系， 當(dāng)外力除去后， 就會自發(fā)的回復(fù)到初態(tài)。這就說明了高彈性主

3、要是由橡皮內(nèi)部熵的貢獻(xiàn)。橡膠的這種高彈性也稱作熵彈性。 5. 特性粘度與切粘度： 表示高分子溶液趨于零時，單位濃度的增加對溶液增比 粘度或相對粘度對數(shù)的貢獻(xiàn)。特性粘度的單位是濃度單位的倒數(shù)，即 dl/g 或 ml/g 。切粘度 η ：單位切變速 率單位面積上所受到的切應(yīng)力，其值反映了液體分子間的流動阻力的大小，單位 Pa·S。 二、選擇答案 （25 分，每題 1 分） AACBA; CBBCA; BDACD; DBAAA; ABACA. 三、回答下列問題 （ 40 分，每題 8 分）

4、 1、由于單鍵的內(nèi)旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的分子中原子在空間位置上的變化叫構(gòu)象。 構(gòu)型：指分子中由化學(xué)鍵所固定的 原子在空間的幾何排列。 這種排列是穩(wěn)定的， 要改變構(gòu)型必須經(jīng)過化學(xué)鍵的斷裂和重組。 聚丙烯中碳－碳單 鏈?zhǔn)强梢赞D(zhuǎn)動的，通過單鍵的轉(zhuǎn)動不能把全同立構(gòu)的聚丙烯變?yōu)椤伴g同立構(gòu)”的聚丙烯。 2、為何稱高分子鏈在其 θ 溶液中處于無擾狀態(tài)？ θ 溶液與理想溶液有何區(qū)別？ 選擇合適的溶劑和溫度， 可以使溶劑分子對高分子構(gòu)象所產(chǎn)生的干擾不計， 此時高分子鏈段間的相互作用等 于鏈段與溶劑分子間的相互作用， 這樣的 θ 條

5、件稱為條件， 在 θ條件下測定的高分子尺寸稱為無擾尺寸。 無 擾尺寸是高分子本身的結(jié)構(gòu)的反映。 當(dāng) T ＝ θ時，△ μ 1E =0，此時高分子 “鏈段 ”間與高分子鏈段與溶劑分子 間的相互作用相等，高分子處于無擾狀態(tài)，排斥體積為零。 θ 溫度時，△ μ 1E＝ 0，但△ HM ≠ 0，△ SM 都不 是理想值，只是兩者的效應(yīng)相互抵消。說明高分子溶液是一種假的理想溶液。 3、分別示意繪出無規(guī)聚甲基丙烯酸甲酯、全同立構(gòu)聚苯乙烯和交聯(lián)聚乙烯的溫度 -形變曲線。并且在圖形上 標(biāo)出特征溫度，同時寫出對應(yīng)的物理含義。 4、示

6、意畫出聚合物動態(tài)粘彈性的溫度譜，說明溫度對聚合物內(nèi)耗大小的影響。 ① Tg 以下，聚合物應(yīng)變僅為鍵長的改變，應(yīng)變量很小，幾乎同應(yīng)力變化同步進(jìn)行， tgδ 很小。 ②溫度升高，玻璃態(tài)自橡膠態(tài)轉(zhuǎn)變，鏈段開始運(yùn)動，體系粘度大，運(yùn)動摩擦阻力大， tgδ較大，（玻璃化轉(zhuǎn) 變區(qū)，出現(xiàn)內(nèi)耗峰） 。 ③溫度進(jìn)一步升高，雖應(yīng)變值較大，但鏈段運(yùn)動阻力減小， tgδ 減小。 ④在末端流動區(qū)，分子間質(zhì)的位移運(yùn)動，內(nèi)摩擦阻力再次升高，內(nèi)耗急劇增加。 -1- 5、示意繪出聚合物熔體在

7、寬切變速率下的流動曲線，并 用纏結(jié)理論作出解釋。 1.在足夠小的切應(yīng)力下， 大分子處于高度纏結(jié)的擬網(wǎng)狀結(jié) 構(gòu)，由于剪切速率很小，纏結(jié)結(jié)構(gòu)破壞的速度等于形成 的速度，粘度保持恒定的最高值，表現(xiàn)牛頓流體的流動 行為。2.隨剪切速率的增大， 纏結(jié)結(jié)構(gòu)被破壞的速度就越 來越大于形成速度，粘度減小，表現(xiàn)假塑性流體的流動 行為。 3. 隨剪切速率的繼續(xù)增大，大分子的纏結(jié)結(jié)構(gòu)幾 乎完全被破壞，來不及形成新的纏結(jié)，粘度達(dá)到恒定的 最低值，第二次表現(xiàn)牛頓流體的流動行為。 四、計算題 （ 20 分，每題 10 分） 1．天然橡膠硫化后，網(wǎng)

8、鏈平均分子量為6000，密度為 0.90g/cm 3。如果要把長度 10cm，截面積 0.26cm2 的 RT ( 1 M c 2 ) 試樣，在 25℃下拉長 25cm，問需要多大的力？（ R=8.314J/Kmol ） 2．聚苯乙烯試樣，已知 160oC 時粘度為 103Pa· s，試估算 T g（ 100o C）時和 120oC 時的粘度。聚甲基丙烯 酸甲酯試樣，已知 o 時粘度為 200Pa· s，試估算 o o 240 C 250 C 時和 230 C 時的粘度。（已知聚甲基丙烯酸 甲酯的粘流活化能為 184kJ/mol ， T g 為 100oC） lg aT (T) C1(T Tg ) 17.44(T Tg ) lg C(T Tg ) 51.6(T Tg) (T0) 2 -2-