【復習筆記】23華工《804高分子物理》考研知識之物理預測...

華工引路人

一、名詞解釋

1.構型：

是指分子中由化學鍵所固定的原子在空間的排列。

2.支化：

在縮聚過程中有官能度＞=3的單體存在，或在加聚過程中，有自由基的鏈轉移反應發生，或雙烯類單體中第二雙鍵的活化等生成支化的或交聯的高分子。

3.自由連接鏈：

假定分子是由足夠多的不占體積的化學鍵自由結合而成，內旋轉時沒有鍵角限制和位壘障礙，其中每個鍵在任何方向取向的幾率都相同。

4.聚集態結構：

是指高分子鏈之間的幾何排列和堆砌狀態，也稱為超分子結構。聚集態可分為晶態、非晶態、取向態、液晶態等，晶態與非晶態是高分子最重要的兩種聚集態。

5.亞濃溶液：

當稀溶液的濃度增大到某種程度后，高分子線團相互穿插交疊，整個溶液中的鏈段分布趨于均一，稱為亞濃溶液。

6.溶脹平衡：

交聯聚合物在溶脹過程中，一方面溶劑力圖滲入聚合物內部使其體積膨脹，另一方面，由于交聯聚合物體積膨脹導致網狀分子鏈向三位空間伸展，而產生彈性收縮力，力圖使分子網收縮，當著兩部分相反的作用相互抵消時，達到溶脹平衡。

7.特性粘度：

濃度趨于0時，單位濃度的增加對溶液的增比濃度或相對粘度對數的貢獻。其數值不隨溶液濃度的大小而變化，但隨濃度的表示方法而異。

8.高彈態：

高彈態是聚合物在Tg ～Tf之間的一種力學狀態，此狀態下聚合物的形變與時間有關，具有松馳特性，表現為可逆的高彈形變，形變量很大，為高彈形變，模量進一步降低，聚合物表現為橡膠行為

9.動態粘彈性：

是應力或應變是交變的條件下得到的粘彈性，滯后現象和力學損耗（內耗）就屬于動態粘彈性。

10.冷拉：

玻璃態聚合物的拉伸與結晶聚合物的拉伸有相似之處，兩種拉伸過程均經歷彈性形變、屈服、發生大形變以及應變硬化等階段，其中大形變在室溫都不能自發回復，而加熱后則產生回復，故本質上兩種拉伸過程造成的大型變都是高彈形變。該現象通常稱為“冷拉”。

二、選擇題

1-5 （BCABB）

6-10（ACCCB）

11-12 （BB）

注意：真題卷的選擇項是三個或是四個

三、判斷題

1-5×√××√，6-10√××√×，11-12×√

四、簡答題

1.構象是由于單鍵內旋轉而引起，而構型是由于化學鍵所固定的原子在空間的排列。改變構象通過單鍵的內旋轉即可達到，而改變構型需通過化學建的斷裂與重組。

不能。首先指出從全同到間同的變化是構型的變化，必須通過化學建的斷裂與重組才能改變構型。而單鍵內旋轉只能改變構象，不能改變構型。

2.首先尼龍和聚乙烯都是結晶性的聚合物,其溶解首先要使晶區熔融才能溶解。而尼龍是極性的聚合物，如果置于極性溶劑之中，和極性的溶劑作用會放出熱量從而使晶區熔融，繼而溶解。聚乙烯是非極性的聚合物，要使其晶區熔融只能升溫至其熔點附近，然后溶于適當的溶劑中才能溶解。所以聚乙烯在常溫下不能溶解在溶劑之中。

3. 聚乙烯分子鏈結構簡單、對稱、柔性好，其結晶能力很強，聚集態為晶態結構。

結晶聚合物為部分結晶，含有晶態和非晶態兩相，晶態密度大于非晶態密度，結晶度越高，密度越大。假定聚合物晶態密度（或比容〉與非晶態密度（或比容）有線性加和，可推得聚合物結晶與聚合物密度ρ，完全結晶聚合物密度ρc，完全非結晶聚合物密度ρa之間的關系。若ρc、ρa已知，通過測定聚合物樣晶密度ρ，即可算得聚合物樣晶的結晶度。

結晶度提高，聚合物的屈服應力、模量、拉伸強度等均提高，而斷裂伸長率降低。非晶態處于玻璃態，結晶度提高，一般沖擊強度下降。

非晶態處于高彈態，結晶度適當提高，一般可提高沖擊強度。

4.

1.一條大分子穿過數個晶胞；

2.晶體中分子鏈取穩定構象，并構象固定；

3.晶胞的各向異性；

4.具有同質多晶現象；

5.結晶的不完善性。

(2）鏈的對稱性:高分子鏈的結構對稱性越高，越容易結晶;

鏈的規整性:規整性越高，越易結晶，鍵接順序應規整，構型應是全同或間同立構;對于二烯類聚合物，反式的結晶能力大于順式;鏈的柔順性應適中:一定的柔順性是結晶時鏈段向結晶表面擴散和排列所必需的。高度結晶材料應同時具備以上三個要求，缺一不可。

5.(1）脆性斷裂發生在材料屈服之前，材料只有普彈形變，應力－應變關系是線性或接近線性，形變量小，斷裂伸長率小于5%，而且在拉伸應力的作用下，微裂紋會迅速發展，最終導致脆性斷裂。而在韌性斷裂時，材料先發生屈服，隨后可以發生大形變，應力應變關系是非線性的，斷裂伸長率大于10%，然后由于屈服剪切帶的發展導致韌性斷裂;

(2）兩者斷口形貌很不相同，脆性斷裂口與外力相垂直，表面平整光滑，截面積幾乎沒有改變，而韌性斷裂的斷口不規則，表面粗糙，截面積縮小。脆性斷裂和韌性斷裂并沒有嚴格的界限。聚合物材料的韌性隨溫度的

升高而增大，隨應變速率的提高而減小，當降低溫度，提高應變速率時，材料從韌性斷裂變為脆性斷裂。

五、分析與計算題

原因:因為是輕度交聯，仍有明顯的玻璃化轉變，由于交聯作用，沒有熔融和粘流。低密度PE由于結晶含量較少，有明顯的玻璃化轉變和熔融轉變，對于低分子量的PE，其Tf低于Tm，所以熔融后直接進入粘流態，對于高分子量PE，其Tf高于Tm，有明顯的粘流轉變。

（2）原因:輕度交聯橡膠因交聯鍵的限制，無明顯的塑性形變，但有普彈形變和高彈形變;低密度PE中的結晶部分類似于交聯點，但由于結晶含量較低，所以在外力的作用下，除發生普彈和高彈形變外，非晶部分仍能發生塑性形變。

（3）原因:輕度交聯橡膠室溫拉伸時應力－應變屬高彈形變，無屈服和冷拉，一般來說，拉伸強度等于斷裂強度;低密度PE屬低結晶度高聚物，拉伸時有屈服，有時有冷拉（與低密度PE的分子量大小有關)，但應力應變曲線與高結晶度PE明顯不同，即低密度PE冷拉不完全，屈服之前有明顯的非線性區。

根據WLF方程：

帶入數據易得，

，解得Tg＝218k，