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高聚物结构与性能

试题参考答案

1、名词解释（2.5×12＝30分）

构型：由化学键决定的原子基团间的空间排列方式

分子链柔顺性：高分子链能够改变其构型的性质

高斯链：又名高斯线团，是末端距分布符合Gauss分布函数的线团。

熔限：高分子晶体的熔融发生在一个温度范围内，称为熔限。

多分散指数：描述高分子的分子量多分散性大小的参数，通常是

Mw/Mn或Mz/Mw

取向：高分子的链段、整链或其晶体结构沿外力方向所作的优先排列。

粘弹性：高分子固体的力学性质兼具纯弹性和纯粘性的特征，称为粘弹

性。

1/2

溶度参数：定义为（CED），用于指导非极性聚合物的溶剂选择。

冷拉：高分子材料在拉伸条件下，发生应力屈服，出现细颈、细颈扩展

所导致的大形变行为。

增韧：即增加聚合物材料韧性，所采用的技术路线有弹性体和刚性粒子

增韧力学损耗：高分子材料在动态力学条件下，应力与应变出现

滞后所导致的机械能损耗

银纹：由于应力或环境因素的影响，聚合物表面所产生的银白色条纹

二、简答题（8×5＝40分）

1．分别写出顺丁橡胶、聚丙烯、聚异丁烯、聚甲醛、聚氯乙烯的结构

式，比较其玻璃化温度的高低，并说明原因。

2．高聚物熔体的流动机理是什么？其流动行为上有什么特征？

答：流动机理：高分子链的重心移动采用高分子链段的协同跃迁的

方式完成，通常称为“蠕动”。

熔体流动的特征有三：

1，高粘度，缘自高分子巨大的分子量；

2，剪切变稀：高分子链受剪切作用时，发生构象变化。

3，弹性效应：高分子流动变形中包含可逆的构象变化，导致其

表现出Barus效应、爬杆效应等现象。

3．何为θ溶液？θ条件下，Huggins参数取何值？此时溶液中高分子链的

构象有何特征？

答：处于θ状态，即高分子链段间作用等于高分子链段与溶剂分子作

用的状态的高分子溶液，称为θ溶液。

此时，Huggins参数为1/2；溶液中高分子链的构象与同温度条件下的

高聚物本体的非晶区构象相同。

4．请说明聚乙烯、尼龙－66和交联顺丁橡胶溶解行为上的差异。

答：PE：非极性、结晶性，需要在高温下采用非极性溶剂溶解；

Nylon－66：极性、结晶性，常温下采用极性溶剂溶解；

交联顺丁：只有熔胀过程，而不溶解

5．试从结晶热力学的角度分析天然橡胶的拉伸结晶现象。

答：天然胶NR，主体成分是顺式聚异戊二烯，具有规整性，可以结

晶。

晶体的熔点：Tm＝△H/△S。由于NR柔顺性大，结晶中的熵变巨大，

导致熔点低，常温下不能结晶；

拉伸条件下，NR分子链的构象变化，结晶的熵变减小，使熔点高于室

温，所以NR在拉伸条件下可以结晶。

3、高分子科学中采用哪些参数表征高分子的分子量大小及其分布？

分子量大小对高聚物的力学性能和流变性质各有什么影响？（15

分）

答：分子量大小：

分子量分布：

分子量对性能的影响：

1，力学性质：分子量的增大使力学强度增高，达到一定限度

后，分子量继续增大对力学强度无明显影响；但材料的韧性

随分子量的增大持续增加。

2，流变性质：分子量增大使高分子熔体的粘度增大

四、什么是蠕变和应力松弛？画出描写线性高分子蠕变行为和应力松弛

的力学模型和曲线，并写出其相应的方程。（15分）

答：蠕变：在一定温度和恒定应力作用下，材料的形变随时间逐渐增

大的现象；

应力松弛：在一定温度和恒定应变条件下，材料的应力所时间逐渐

减小的现象。