济南大学高分子物理精品课程
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思考题与指导
思考题与指导
《高分子物理》思考题
第二章&高分子链的结构
1. 重要的名词解释：近程结构、远程结构、单健的内旋转、构型、构象、均方旋转半径
2.构象与构型有何区别？
3. 均方末端距的表示方法有：
说明高分子在哪三种情况下的表达式？哪种可由实验测出？那一种最有实际意义？能说明哪些实际问题？
4. 链的柔性与均方末端距的关系怎样？
5. 何谓高斯链？高斯链与自由结合链的差别？高斯链的本质特征是什么？在什么条件下高分子链呈现为高斯链？即具有高斯链的形态。
6. 大多数高分子链呈蜷曲状态的原因？
7. 比较下列高分子链n=100 n=1000时的最大伸长倍数（C―C链）(1)，无规链（自由结合链）(2)，自由旋转链 (3)，具有刚性比值K＝6.7的高分子链。
答案：2．构型：指分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列
构象：是指分子中的原子或原子团由于C－C单键内旋转而形成的空间排布(位置、形态)
特点：构型是稳定的，要改变构型必须通过化学键的断裂或重组。构象是通过单键的内旋转实现的(热运动)，是不稳定的，具有统计性。由统计规律知道，大分子链蜷曲的几率最大，呈伸直链构象的几率最小
5. 高斯链与自由结合链的区别：
它们的分布函数是一样的，但有很大差别，自由结合链的统计单 元是化学键，而高斯链的统计单元是一个链段，任何化学键都不可能自由旋转和任意取向，而分子中的链段却可以做到，所以前者不存在，后者却体现了大量的柔性高分子的共性具有普遍的代表性。
8. 低密度聚乙烯，高密度聚乙烯和交联聚乙烯的性能应用见下表，试从结构上说明它们性能上的差异？
答：低密度聚乙烯和高密度聚乙烯，在性能上有很大区别，差别的原因，主要是低密度聚乙烯的分子结构不像高密度聚乙烯那样是单纯的线形，而低密度聚乙烯是带有支链的。这些支链的存在，使得低密度聚乙烯的分子排列不规整，因此结晶度和密度较低，而坚韧度，抗拉强度的以及耐容剂性较差，而高密度聚乙烯是支链很少的线形高分子，分子排列规整，形成结晶度高，密度也相应增加，熔点和使用温度都增加。
性能上的差别，导致使用的差别。
低密度聚乙烯
高密度聚乙烯
交联聚乙烯
密度（g/cm3）
结晶度（%）
（x射线衍射法）
抗张强度kg/cm2
断裂伸长率(%)
弹性模量kg/cm2
熔点（℃）
最高使用温度（℃）
软塑料制品播磨材料
因塑料制品管材，棒材，单丝，线缆，工程塑料
海底电缆，电工器材
9. 苯乙烯（St）和丁二烯（B）两单体进行聚合反应，可形成 ABS、SBR、SBS三种共聚物，请写出三者的聚合反应式。由于序列结构的不同导致性能和应用的不同，请解释之
10 请举例说明影响高分子柔性的因素。
11．比较以下两种聚合物的柔顺性，并说明为什么?
解：聚氯丁二烯的柔顺性好于聚氯乙烯，所以前者用作橡胶而后者用作塑料。聚氯乙烯有极性的侧基Cl，有一定刚性。聚氯丁二烯虽然也有极性取代基Cl，但Cl的密度较小，极性较弱，另一方面主链上存在孤立双键，孤立双键相邻的单键的内旋转位垒较小，因为①键角较大（120°而不是109.5°），②双键上只有一个H原子或取代基，而不是两个。
第三章 聚合物凝聚态结构
1. 高分子结晶的特点
1)晶胞由链锻组成.高分子晶体属于分子晶体
2)高分子链在多数情况下以折叠链片晶形态构成高分子晶体
3)高分子链细而长,几何尺寸严重不对称,使得高分子链结晶得到的晶体只能属于低级晶系。
4)结晶不完善,有结晶度的概念
5)结构的复杂性及多重性
2. 用两种方法证明PS本体符合Flory无规现团模型
解：（1）对无规PS本体和溶液分别进行中子小角散射实验，从高聚物本体测得的均方旋转半径和溶液中测得的结果相近，从而证明了无规PS本体为无规线团构象。
（2）在PS本体和溶液中，分别用高能辐射使高分子发生分子内交联。实验结果并未发现本体体系发生内交联的倾向比溶液中更大，说明本体中并不存在诸如紧缩的线团或折叠链等局部有序结构。
错误分析：（1）“结晶聚苯乙烯的均方旋转半径与熔体的均方旋转半径相等。”错误在于普通的聚苯乙烯是非晶的，只有全同聚苯乙烯才能结晶。
（2）“中等角度的中子散射实验……”中子散射与X光散射类似，也是小角度上才能测得的均方旋转半径。
3. 由什么事实可以证明结晶高聚物中有非晶态结构?是否可以说现有的结晶聚合物大多数是不透明的,说明存在非晶态?
解：（1）从结晶聚合物大角X光射线图上衍射花样和弥散环同时出现可以得证。
（2）一般测得的结晶聚合物的密度总是低于由晶胞参数计算的完全结晶的密度。如PE实测0.93～0.96，而从晶胞参数计算出ρc＝1.014g/cm3，可见存在非晶态。
错误分析：“从材料不透明可以证明有非晶的存在”。一般来说有结晶存在时高分子材料常为不透明，这是由于高聚物是结晶与非晶并存，在两相界面上会反射或散射光。但不能说不透明就一定有非晶或有结晶存在，因为填料、缺陷等许多因素都会影响材料的透明性。
4. 判断正误,并举例说明分子在晶体中是规整排列的,所以只有全同立构或间同立构的高分子才能结晶,无规立构的高分子不能结晶
解：错。无规立构不等于没有对称性，况且对称性不是唯一的结构影响因素，柔顺性和分子间作用力也很重要。一些无规立构的聚合物如聚乙烯醇（结晶度达30％）、聚三氟氯乙烯（结晶度达90％以上）等均能结晶。
错误分析：“若两种均聚物有相同类型的结晶结构，也能结晶如两种尼龙”这里将无规立构与无规共聚混为一谈。易混淆的还有“无规线团”。这三种“无规”完全是不同的概念。
(2)两种尼龙无规共聚,能结晶
(3) 球晶是由无规线团和折叠链组成
5. 让聚乙烯在下列条件下缓慢结晶，各生成什么样的晶体？
从极稀溶液中缓慢结晶；
从熔体中结晶；
极高压力下固体挤出；
（4）在溶液中强烈搅拌下结晶。
解：（1）从极稀溶液中缓慢结晶得到的是单晶体。1957年Keller在极稀溶液中，于附近，缓慢地冷却或滴加沉淀剂使聚乙烯结晶，得到了菱形的聚乙烯折叠链的单晶。
（2）从熔体中结晶，得到的是多晶的球晶，球晶的基本单元仍是折叠链晶片。
（3）在极高压力下得到的是伸直链的晶体。如聚乙烯在226℃、4800大气压下，结晶8h，得到完全伸直链的晶体。其熔点由原来的137℃提高到140.1℃。
（4）溶液中强烈搅拌结晶，得到的是串晶。因为搅拌相当于切应力的作用，使结晶与取向同时进行。串晶由两部分组成，中间为伸直链的脊纤维，周围为折叠链的片晶形成的附晶。由于结晶是在分子链的主线上成核，在垂直方向上长大，因而得到的是串晶。
6. 重要的名词解释
凝聚态、球晶、取向
7. 有两种乙烯和丙烯的共聚物，其组成相同（均为65％乙烯和35％丙烯），但其中一种室温时是橡胶状的，一直到稳定降至约－70℃时才变硬，另一种室温时却是硬而韧又不透明的材料。试解释它们内在结构上的差别。
解：前者是无规共聚物，丙烯上的甲基在分子链上是无规排列的，这样在晶格中难以堆砌整齐，所以得到一个无定形的橡胶状的透明聚合物。
后者是乙烯和有规立构聚丙烯的嵌段共聚物，乙烯的长嵌段堆砌入聚乙烯晶格，而丙烯嵌段堆砌入聚丙烯晶格。由于能结晶从而是硬而韧的塑料，且不透明。
错误分析：“前者是交替共聚物”。交替共聚物的结构规则性也很好，也易结晶。
第四章 聚合物的转变与松弛
1.高分子 结晶的特点
（1）高分子晶体属于分子晶体。已知小分子有分子晶体、原子晶体和离子晶体，而高分子仅有分子晶体，且仅是分子链的一部分形成的晶体。
（2）高分子晶体的熔点定义为晶体全部熔化的温度。虽是一级相转变点，但却是一个范围称为熔限，一般为（3～5℃），而小分子的是一个确定的值，一般在0.1℃范围内。高分子的与结晶温度有关。
(3) 高分子链细而长（长径比＝500～2000），如此严重的几何尺寸的不对称性，使得高分子链结晶得到的晶体只能属于较低级晶系（对称性较差的晶系）如单斜与正交晶系（大约各占30％）。至今还没有得到最高级的立方晶系（立方晶系是七大晶系中对称性最好的晶系）。
(4) 高分子的结晶是通过链段的协同运动排入晶格的。由于链段运动有强烈的温度、时间依赖性，所以高分子结晶也具有很强的对温度、时间的依赖性。如把结晶性高分子熔体骤冷可得到非晶或结晶度很低的晶体；而慢冷却，甚至进行热处理（即在最适宜的结晶温度上保温一段时间），得到的则是高结晶度的大晶粒的聚集体。高分子结晶对温度的依赖性表现为结晶有一定的温度范围（～），且在这个温度范围内，存在一个结晶速度最快的温度。同时，高分子结晶速率常数K对温度特别敏感，温度变化1℃，K相差2～3个数量级。
(5) 有结晶度的概念。当结晶性高聚物达到结晶温度时，即处于～之间时，开始结晶。由于高分子结构的复杂性，使得聚合物的结晶要比小分子晶体有更多的缺陷（如非晶区空间、交联、支化、杂质??????），所以结晶总是很不完善，是一种晶区与非晶区共存的体系，所以结晶聚合物实际上是“半结晶聚合物”。按照折叠链的结晶理论，我们如果假设结晶聚合物中只包括完全结晶区和无定形区两部分，则可定义为晶区部分所占的百分数为聚合物的结晶度，常用重量百分数来表示：
(6)? 高聚物的结晶过程分一次结晶（主结晶）和二次结晶（次级结晶）。
由于高分子的相对分子质量大，体系黏度大，分子运动迟缓，因此由完全无序到三维有序必定要经过很长时间，一些暂时没有结晶的分子链在聚合物储存或使用的过程中还会结晶。有人以球晶为例，在球晶相互间没碰撞截顶之前为一次结晶（主结晶），之后的再结晶是二次结晶（次结晶），二次结晶的微观机制是由结晶缺陷所致。Avrami方程在结晶后期与实验的偏离及等温结晶曲线上出现两个台阶，都表明二次结晶的客观存在，如图1和图21。在日常生活中，尼龙袜子越穿越小也与二次结晶有关。
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&&&&&&&图1 等温结晶的图&&&&& 图2结晶过程中比容的变图
2、高聚物结晶行为与小分子物质相比有何共同之处
解：在结晶过程中都是体积收缩的过程。结晶速率随温度的变化趋势都是成单峰形状，（说明结晶过程都是有两阶段组成，即物质内部的质点规态重复的有周期性的排列到晶格中。――晶体）所以我们参照研究小分子物质结晶过程的方法，用Avrami方程来描述高聚物的等温结晶过程。
3、将熔融的PE、PET、PS淬冷到室温，PE是半透明的而PET、PS却是透明的
答案：当光线通过物体时，若全部通过，则此物体透明的，若光线全部被吸收，则此物体为黑色，对于高聚物的晶态结构总是晶区与非晶区共存，而晶区与非晶区的密度不同，物质的折光率又与密度有关，因此，高聚物的晶区与非晶区折光率不同。光线通过结晶高聚物时，在晶区界面上必然发生折射和反射，不能直线通过，故两相并存的结晶高聚物成乳白色，不透明，eg:PE、尼龙等。当结晶度减小时，透明度增加，有些完全非晶的高聚物，光线能完全通过，通常是透明的eg:PMMA、PS等。另外，结晶性polymer要满足充要条件（化学结构的规态性和几何结构的规态性。T和t）才能结晶，否则是不可能的。PE由于结晶能力特别强，用三乙氮（－１９３摄氏度）将其淬冷也得不到完全非晶体。总是晶区与非晶区并存，只不过晶体大些，因而呈半透明。PET是结晶能力较弱的polymer, 将其熔体冷却，由于无足够的时间使其排入晶格，非晶态而呈透明性。PS 没加任何说明都认为是无规的。无规的PS在任何条件下都不能结晶，呈现透明性。
4、请在图中标出下列聚合物的位置：NR、PE、PA－66、PET，并解释之。
解：从影响结晶速率的因素来考虑，一般说来，在相同的结晶条件下，分子量大，结晶速率低。四种聚合物中NR的分子量最大，它的结晶速率最低（分子结构的影响）由于不同高聚物的分子链扩散进入晶格所需的活化能不同，所以分子链结构对结晶速率影响很大。链的结构越简单，对称性越高，取基的空间位阻越小，链的立体规态性越好，结晶速率越大。所以：d的1/t1/2&b、c的1/t1/2b和c高峰位置不同。
Tmax=2.85Tm,由于PA-66分子间能形成氢键，分子间作用力远远超过PE,Tm=ΔH/ΔS,所以前者的Tm远远超过后者。
5. 玻璃化转变的定义、现象、意义、本质
6. 高分子运动的特点
7． 试分析聚三氟氯乙烯是否结晶性聚合物?要制成透明薄板制品，问成型过程中要注意什么条件的控制
解：是结晶性聚合物，由于氯原子与氟原子大小差不多，分子结构的对称性好，所以易结晶。
成型过程中要使制品快速冷却，以降低结晶度并使晶粒更细小，才能得到透明薄板
8.（1）一种半结晶的均聚物经精细测定发现有两个相差不远的Tg，这是什么原因？
（2）PE单晶精细测定发现有三个很接近的Tm，这可能是什么原因？
解：（1）一个较低的Tg是纯非晶部分产生的，另一个较高的Tg是受邻近晶体限制的非晶部分产生的，后者随结晶度增大而升高。
（2）可能分别对应于折叠链结晶、晶区缺陷和与非晶部分相连的链或链端等。
9.举例说明Tg和Tm的影响因素
10．各种因素对形变－温度曲线的影响，并从分子运动角度解释之
第五章 橡胶的高弹性
1.根据已知的结构与性能的关系的知识,写出8种以上可用作rubber的polymer实例及其制备的单体和聚合方法.
2.在乙丙橡胶的制备中常加入一定量的丙烯酸与之共聚,用意何在
3.两种组成基本相同的乙烯-丙稀共聚物,一种适于rubber,而另一种适于plastics.推测其原因,如何验证你的推测?
4.证明橡胶高弹性的本质是熵弹性
5．不受外力作用，橡皮筋受热伸长；在恒定外力作用下，受热收缩，试用高弹性热力学理论解释．
解：（1）不受外力作用，橡皮筋受热伸长是由于正常的热膨胀现象，本质是分子的热运动。
（2）恒定外力下，受热收缩。分子链被伸长后倾向于收缩卷曲，加热有利于分子运动，从而利于收缩。其弹性主要是由熵变引起的，中，f＝定值，所以，即收缩，而且随T增加，收缩增加。
6. 在室温下高分子链具有柔性且不结晶聚合物表现出弹性
第六章 聚合物的流变性
1，表征聚合物熔体的流动性的方法，表观粘度的物理意义？
2、降低柔性链（POM)，刚性链（PC)熔体的粘度应该采取什么措施？
3、为什么结晶聚合的加工温度范围比无定形的窄？
4、.已知PE和PMMA的流动活化能分别为41.8KJ/mol、192.3KJ/mol，PE在473K时的粘度为91Pa?S,PMMA在513K时的粘度为200Pa?S,试求：1)PE在483和463K时的粘度，PMMA在523K和503K时的粘度2）说明链结构对粘度的影响3）说明温度对不同结构的聚合物的粘度的影响。
5、为什么涤纶用熔融纺丝，而腈纶用湿法纺丝？
解：由于聚丙烯腈的熔点很高（Tm＝318℃），分解温度（Td＝220℃）低于熔点，所以不能用熔融纺丝，而只能在适当的溶剂（如DMF）中形成溶液后用湿法纺丝。
由于聚对苯二甲酸乙二酯的熔点为260～270℃，低于分解温度（～350℃），可用熔融纺丝。
6、 名词解释:牛顿流体和非牛顿流体; 切粘度和拉伸粘度;表观粘度.熔融指数
7. 试述高聚物耐热性的指标，及提高耐热性的途径．
解：高聚物的耐热性因在生产及应用中的情况不同，其意义有所不同。对塑料来说，一般指它的Tg（非晶态）和Tm（晶态），对橡胶来说，一般是指它的Tf。而对加工来说，则一般是指Tox（氧化分解温度）或Td（分解温度）。
提高耐热性的主要途径是：
（1）增加聚合物分子间的作用力，如交联。形成氢键或引入强极性基团等。
（2）增加大分子链的僵硬性，如在主链中引入环状结构，苯大的侧基或共轭双键等。
（3）提高聚合物的结晶度或加入填充剂，增强剂等。
7. 指出下列高分子材料的使用温度范围，非晶态热塑性塑料，晶态热塑性塑料，热固性塑料，硫化橡胶，涂料。
解：非晶态热塑性塑料：Tb～Tg
晶态热塑性塑料：Tb～Tm
热固性塑料：Tb～Td
硫化橡胶：Tg～Td
8. 什么是牛顿流体？绝大多数高聚物的熔体与浓溶液在什么条件下是牛顿流体，什么条件下不是牛顿流体，为什么会有此特点？高聚物熔体在外力作用下除流动外，还有何特性？哪些因素使这一特征更明显？
解：（1）牛顿流体：
在流动时服从牛顿流动定律的流体称为牛顿流体。其中为定值与、无关。低分子液体和高分子稀溶液都属于这一类。
（2）高分子熔体与浓溶液的黏度随、变化而变化，与不再成线性关系，这种流体为非牛顿流体，但在0或时为牛顿流体，在中区表现为非牛顿流体，这种现象从下图4流动曲线的分析便可得到解释。
图4高分子熔体的曲线
② II区，假塑区，即非牛顿区。由于增大，使被破坏的大分子的拟网状结构来不及重建。由于结构变化，所以黏度不再为定值，随或变化而变化，其黏度为表观黏度，以示之。其关系如下：
这就是说，流动除大分子重心移动（）外，还伴有弹性形变，所以&。这种随增大而黏度下降的现象叫“切力变稀”，大多数高聚物熔体属于这一类。
③ III区，第二牛顿区：随增大，聚合物中拟网状结构的破坏和高弹形变已达极限状态，继续增大或对聚合物液体的结构已不再产生影响，液体的黏度已下降至最低值。
还有人认为， 很高时熔体中大分子的构象和双重运动的形变来不及适应或的改变，以致熔体的行为表现为牛顿流体的特征，黏度为一常数。这时的黏度叫无穷切黏度，以表示。
④高聚物熔体在外力作用下，除流动外，还伴有弹性。这是大分子流动有大分子重心的移动和链段的伸缩运动所致。大分子重心的移动不能恢复，表现为纯黏性，而链段的运动可恢复，称为弹性。所以，大分子流动的最大特点是具有弹性。当相对分子质量大、外力作用时间短（即作用力速度快）时，温度在熔点或在黏流温度以上不多时，熔体的弹性表现为更明显。因为相对分子质量大，大分子的拟网状的无规线团大，在切应力作用下，先变形，然后才是重心的移动，即对切应力敏感，所以弹性形变明显；外力作用速度快时，大分子链的松弛时间长，来不及响应，链段的松弛时间短，来得及响应，因而弹性形变明显。当温度在或以上不多时，链段的松弛时间不是太短，外力作用时仍能产生响应，仍有弹性。当温度比或高很多时，链段的松弛时间极短，松弛现象不明显，所以弹性表现亦不明显。
第七章 聚合物的粘弹性
1推导弹簧-黏壶串联黏弹性模型的应力-应变方程及当模型施加正弦交变应力时的复数模量和复数柔量表达式。
2.在橡胶下悬挂一砝码，保持外界不变，升温时会发生什么现象
4.有A聚苯乙烯与顺丁橡胶的共混物（20:80重量比）；B苯乙烯与丁二烯无规共聚的丁苯橡胶（平均组成与共混物的组成相同）。试比较两种样品的力学损耗因子与温度的动态力学曲线。
5.粘弹性的本质是由于聚合物分子运动具有松弛特性。
6.动态粘弹性测定方法
按照振动的方式可分为三种：
(1)扭转振动法；(2)摆动振动法；(3)伸缩振动法。
按照施加振动的方法也可分为三种：
(A)自由衰减振动；(B)共振振动；(C)强制振动
7.应力松弛的原因是由于试样所承受的应力逐渐消耗于克服链段运动的内摩擦力。一般分子间
7.应力松弛的原因是由于试样所承受的应力逐渐消耗于克服链段运动的内摩擦力。一般分子间有化学键交联的聚合物，由于不发生粘流形变，应力可以不松弛至零。
蠕变及应力松弛过程有强的温度依赖性，当温度低于Tg时，由于τ很大，蠕变及应力松弛过程很慢，往往很长时间才能察觉；而当温度远大于Tg时，τ很小，蠕变及应力松弛过程极快，也不易察觉；而温度在Tg附近时，τ与测定时间尺度同数量级，因此蠕变及应力松弛现象最为明显。
tgδ与T关系
&&&&&&&&图5 tgδ与T关系&
&&&&&&&&&图6 tgδ与w关系
在Tg以下,形变主要是键长键角改变引起的形变速度很快,几乎跟的上应力的变化,d很小,内耗小.当T→ Tg时,链段开始运动,体系粘度很大,链段运动受的内摩擦阻力很大, 高弹形变明显落后于应力的变化, d较大,内耗较大.
当T↑,链段运动能力增大,d变小内耗变小.因此在玻璃化转变区出现一个内耗极大值.
T→Tf时,粘流态,分子间产生滑移内耗大.
tgδ与w关系
1）.频率很低,链段运动跟的上外力的变化,内耗小,表现出橡胶的高弹性.
2）.频率很高,链段运动完全跟不上外力的变化,内耗小,高聚物呈刚性,玻璃态的力学性质.
3）.外力跟不上外力的比变化,将在某一频率出现最大值,表现出粘弹性
第八章 聚合物屈服和断裂
1.下列几种聚合物的冲击性能如何，如何解释T&Tg）？
①聚异丁烯 ②PE ③聚苯醚 ④PC ⑤ABS ⑥PS
2.影响聚合物强度的因素是什么？
3、指出化学改性和物理改性的途径
4.画出下列力学实验曲线并指出特点。
①不同温度下测定的PMMA的应力－应变曲线。
②不同应变速率下测定的HDPE的应力－应变曲线
③取向聚合物在不同方向拉伸时的应力－应变曲线。
5.试述橡胶增韧脆性PS的机理，并画出增韧前后的应力－应变曲线。
6.证明应力－应变曲线下的面积比例于拉伸试样所作的功。
7.试解释下列术语；
屈服现象与屈服点，银纹，脆化温度与强迫高弹
8.PE和全同立构的PP都是塑料，为什么共聚物可以制成乙丙橡胶
9.说明SBS嵌段共聚物的聚集态结构，并从结构角度考虑说明它的玻璃化转变温度、动态力学性能，拉伸强度透明性的特点。
①高弹形变时模量随着温度增加而 变小 这是因为 分子链运动的能量升高，松弛时间变短 .
② 在室温下橡胶的松弛时间比塑料 短 。
③增强塑料是指 在聚合物基体中加入第二种物质提高聚合物强度而得到的材料 ， 最常用的增强填料是 木粉，碳黑，轻质二氧化硅，
新型高强度填料是碳纤维，石墨纤维，硼纤维，超细金属纤维与晶须纤维。
11、将下列曲线对应的字母填入右边的括弧中
非晶聚合物不同温度下的s－e曲线
12.判断题：
①同一高聚物在不同温度下断裂强度不同
②线性柔性非晶态聚合物只能发生韧性断裂
③脆性断裂是发生在屈服点之前，断裂面光滑，韧性断裂发生在屈服点之后，断裂面粗糙。
④在室温下橡胶只能发生高弹形变，塑料只能发生普弹形变
⑤凡是玻璃化温度低于室温的都可以作橡胶使用
⑥在用膨胀计测定玻璃化转变温度时，升温速度越快得到的玻璃化温度越高，因此降温速度越快，得到的玻璃化温度较低。
⑦聚对叔丁基苯乙烯的玻璃化温度比对正丁基苯乙烯的高。
⑧聚甲醛比氧化乙烯的熔点低
⑨结晶高聚物的晶区的尺寸要大于高分子链长。
⑩分子在晶体中是规整排列的，因此要求聚合物的链柔性要好，规整性和等规度高，所以只有等规立构的高分子能够结晶，无定形的不能结晶。
1.聚异丁烯：冲击性能不好。因为柔性链，活动能力强，链段排列紧密，自由体积少。
聚苯乙烯：主链上有苯环，使之成为难以改变构象的刚性链脆性聚合物，冲击性能不好。
聚苯醚：含有刚性的苯环，难以改变构象，冲击性能不好。
聚碳酸酯：酯基在-120℃发生β转变，在外力作用下，转变吸收冲击能量，使聚合物上的能量得以分散，冲击性好。
ABS树脂：聚苯乙烯本来很脆，但是引入丙烯腈单体后使得强度和冲击强度提高,引入丁二烯单体进行枝接共聚，使得冲击强度大幅度提高，
因为ABS具有多相结构，支化的丁二烯相当于橡胶颗粒分散到连续的塑料相中，相当于大量的应力集中物，在外力作用下可以引发银纹，从而吸收大量的冲击能量所以冲击性能好。
聚乙烯：链节结构极为规整和对称自由体积小，容易结晶，结晶度比较高，由于结晶限制了链段运动，使柔性表现不出来，所以冲击性能不好.高压聚乙烯由于支化多，破坏了规整性，所以冲击性稍好。
2.研究聚合物大的形变，主要用什么方法？说明聚合物两种断裂的特点，并画出两种断裂的应力－应变曲线
常采用拉伸实验法，即在一定的时间和温度下，拉伸聚合物试样，作应力应变曲线，由曲线可以得到E，极限伸长率和抗张强度，再根据断裂前是否发生屈服来判断材料是韧性还是脆性然后根据应力－应变曲线下的面积求得断裂功，它是材料韧性得基本特征量。
说明SBS嵌段共聚物的聚集态结构，并从结构角度考虑说明它的玻璃化转变温度、动态力学性能，拉伸强度透明性的特点。
1）.SBS是室温下呈橡胶弹性，在120℃时是熔融体可塑性成型的弹性体，所以叫热塑性弹体。
聚集态为两相结构，两端为PS，是塑料相，中间为PB，是橡胶相，PS聚集在一起形成微区，为分散相（PS团簇）， PB为连续的橡胶相。在室温时，PS的Tg高于室温，使分子链两端变硬，起物理交联的作用，阻止聚合物链的冷流，而PB的Tg低于室温，仍具有弹性。加热时，PS相被破坏，可以流动成型具有热塑性。
图&8 &SBS热塑性弹性体的聚集态结构示意图
2）Tg：由于两相互不相容，因此共聚物具有各自的玻璃化转变温度。无规共聚丁苯橡胶只有一个。
3.）动态力学性能：因为有两个玻璃化转变温度，所以有两个内耗峰（见图9）。
4）.拉伸强度：SBS嵌段共聚物中PS含量达到28％时，应力－应变行为接近天然橡胶，应力应变曲线与其相似。拉伸强度超过丁苯橡胶（无规共聚）（见图10）
第九章 高分子溶液性能
1、简述聚合物的溶解过程，并解释为什么大多聚合物的溶解速度很慢？
2、高分子溶液的特征是什么? 把它与胶体溶液或低分子真溶液作一比较，如何证明它是一种真溶液．
3、无规聚苯乙烯、等规聚丙烯、尼龙66和硫化橡胶的溶解特点各是什么？
5. 试讨论高分子溶液在高于、等于、低于温度时，其热力学性质各如何?高分子在溶液中的尺寸形态又如何?
6.说明溶剂的优劣对以下条件的影响：
(1)在温度T时聚合物样品的特性黏度
(2)聚合反应釜搅拌功率的高低．
(3)聚合物样品用膜渗透计测定的相对分子质量．
解：（1）劣溶剂中溶液测得的[η]较低，由于线团较紧缩。
（2）由于劣溶剂中溶液的黏度低，它提供较好的迁移性，从而需要较小的搅拌功率。
（3）膜如果是理想的，溶剂优劣将无关，因为膜渗透压仅仅与单位体积溶质的摩尔数有关，而与几何尺寸无关。（即只透过溶剂，而不透过溶质高分子）。但实际上普通的膜能透过一些最小的颗粒，因为劣溶剂使分子线团更紧缩，从而使更多的小分子透过膜，导致了测定的渗透压值偏低，从而相对分子质量偏低。
7.聚合物溶液的渗透压与溶液浓度有如图的结果，①试比较1、2、3三结果所得相对分子质量的次序；②若1和3是同样的聚合物在不同溶剂中所得的结果，请讨论这两个体系有何不同？③若1和2两线的聚合物具有相同的化学组成，则此两线所用溶剂是否相同？不相同时，哪一线所用的溶剂为较良溶剂？
解：①因为 ＝ ，所以 ～c 作图的截距大小与相对分子质量成反比。则1与3所得相对分子质量相同且小于2所得的相对分子质量。
③由于2的相对分子质量大于1的相对分子质量，同一聚合物，相对分子质量大的比相对分子质量小的难溶，所以，同一溶剂溶同一聚合物，相对分子质量大的小于相对分子质量小的。但1与2却有相同的斜率，说明2用的溶剂比1优良。另外，由的相对分子质量依赖性也可得到解释，
8.现有一种高聚物试样，估计其相对分子质量较大（接近1×105），且相对分子质量分布较宽（103～104）。欲准确测定其数均相对分子质量，能否采用VPO法、膜渗透压法和GPC法？为什么？
解：三种方法都不行，其原因如下：
（1）VPO法：VPO法即气相渗透压法，是根据高分子溶液的依数性来测定相对分子质量的。相同重量的聚合物，其相对分子质量大的分子个数少，则产生的凝胶热小，产生的温差小。? 越小，测定结果越不准确。所以，VPO法测相对分子质量的上限由测试技术决定，而下限则由试样的挥发性决定。大多数聚合物是无气态的（低聚物有），因此不存在下限的问题，关键是测的?? 精度。所以，当聚合物相对分子质量大或分布宽时，都导致测不准，相对分子质量当然也测不准。
（2）膜渗透压法：同样也是根据高分子溶液的依数性来测相对分子质量的，其上限由渗透压测定的准确度决定，下限由膜的性质决定。一定重量的聚合物，相对分子质量越大，分子个数越少，渗透压就越小，也就越不容易测的精确；又由于相对分子质量大，达到渗透平衡的时间长，往往有可能在还未真正达到平衡时就测渗透压，造成渗透压测得不准确。相反，相对分子质量太小，小到能透过半透膜，也造成渗透压的测定不准确。显然，当聚合物相对分子质量大或分布宽时，用此法不易测得准确。
1、将PET透明试样，在接近玻璃化温度下进行拉伸，发现试样外观由透明变为混浊，试从热力学观点来解释这一现象。
解：PET在接近进行拉伸，由于拉伸使得大分子链或链段在外力的方向上取向而呈现一定的有序性，使之容易结晶。由于结晶，使之由透明变为混浊。拉伸有利于结晶，在热力学上是这样解释的：根据，已知结晶过程是放热和有序排列的过程，所以&0，&0。要使得结晶过程自发进行，势必要求&0，即&，也就是说越小越好，设未拉伸的非晶态的熵为，结晶后的熵为，拉伸后非晶态的熵为。显然，拉伸的试样＝－，未拉伸试样的＝－。那么就有&（∵&），故拉伸有利于结晶。
2、某一结晶性聚合物分别用注射和模塑两种方法成型，冷却水温都是20℃，比较制品的结晶形态和结晶度．
解：注射成型的冷却速度较快，且应力较大，所以往往生成小球晶或串晶，结晶度较低或不结晶。相反模塑成型的冷却速度较慢，球晶较大，结晶度较高。
3、.让聚乙烯在下列条件下缓慢结晶，各生成什么样的晶体？
从极稀溶液中缓慢结晶；
从熔体中结晶；
极高压力下固体挤出；
在溶液中强烈搅拌下结晶。
解：（1）从极稀溶液中缓慢结晶得到的是单晶体。1957年Keller在极稀溶液中，于附近，缓慢地冷却或滴加沉淀剂使聚乙烯结晶，得到了菱形的聚乙烯折叠链的单晶。
（2）从熔体中结晶，得到的是多晶的球晶，球晶的基本单元仍是折叠链晶片。
（3）在极高压力下得到的是伸直链的晶体。如聚乙烯在226℃、4800大气压下，结晶8h，得到完全伸直链的晶体。其熔点由原来的137℃提高到140.1℃。
溶液中强烈搅拌结晶，得到的是串晶。因为搅拌相当于切应力的作用，使结晶与取向同时进行。串晶由两部分组成，中间为伸直链的脊纤维，周围为折叠链的片晶形成的附晶。由于结晶是在分子链的主线上成核，在垂直方向上长大，因而得到的是串晶。
4、有一聚合物的两个样品，用示差扫描量热法(DSC)测得其比热―温度如图，标出各(??? )处的物理意义，并说明从此图可以得到关于该聚合物结构的哪些结论?
图? 某聚合物的两个样品的DSC谱图
解：（a）Tg? （b）Tc? （c）Tm? （d）Tg? （e）Tm
实线为淬火样品（非晶态）；虚线为退火样品（已结晶）。这一种结晶性聚合物，例如PET。
5、图示的实验得到的三种不同结构的Ps的热机械曲线，请标明各转变点的名称，并从分子运动机理说明这三种Ps各属什么聚集态结构?
解：1、非晶PS；2、非晶IPS；3、结晶IPS
1、非晶PS是典型非晶高聚物的热机械曲线，呈现玻璃态、橡胶态和黏流态三个状态以及Tg和Tf两个转变。
2、非晶IPS是结晶高分子但尚处于非晶态的情况，加热时在高于Tg的温度下出现结晶，由于结晶提高了材料的强度，从而形变量反而减少，进一步升温结晶熔化。
3、结晶IPS加热时只有熔融转变，转变点为Tm。
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