高分子物理大题整理

高化试卷中会有60分左右的原题（包括大题、小题）从平时作业中选出，请大家重视，另外，比较题会以综合的形式出现。 1）比较

? 柔顺性（P21）Tg（P145）（第一、五章） ? Tm(P161)、结晶能力(P152) （第五章） ? 耐热性高低（Tm,Tg），耐寒性（Tg，Tb）（第一、五、十章） ? 拉伸强度(P 244) 、冲击强度(P255) （第八章） ? 耐溶剂（油、水）性（第四章） ? 抗蠕变性（P192）（第七章）

2）画图、解释

? 画图，标出特征点或区域，解释

第五章：ε-T曲线（画图，不同条件时的曲线变化）(三)

用实线画出下表条件1下，给材料施加定应力缓慢升温时的形变-温度(要标示特征温度的具体值)曲线，然后在同一图中用虚线画出条件改变时曲线的变化。 1 2 3 4 5 6 7 8 尼龙66 PE 聚二甲基硅氧烷 PMMA 天然橡胶 聚异丁烯 聚醋酸乙烯酯 PET 条件1 形变-温度曲线(要标示特征温度的具体值)曲线 结晶度为45% 分子量2×104 自由基聚合产品 硫化前 交联度30% 比体积-温度(要标示特征温度的具体值)曲线 降温速率5℃/h DSC曲线 淬冷得到的样品 退火得到的样品

1 2

3 4

降温速率40℃/h 结晶度为25% 分子量2×107 IPP 配位聚合产品 硫化后 交联度70% 条件2 5 6

7 8 7 8

第八章：σ-ε曲线（画图，特征点，条件变化时曲线的变化）(2，3)

★2.在一张图上画出天然橡胶、无规立构聚苯乙烯、聚碳酸酯、全同立构聚丙烯、HDPE、聚氯乙烯在室温和中等拉伸速率下的应力-应变曲线示意图。并说明可从曲线上可得到哪些有用的物理量 （模量和伸长率大小参看表8-2）

★3已知聚甲基丙烯酸甲酯的应力松弛模量E(t)-T曲线如右图所示，指出图中▲标注的温度下材料处于什么力学状态，分别画出四个状态下的应力-应变曲线（其它测试条件同）。

LgE

10 8

3）解释现象和简答 第三四章：三

1.丁腈橡胶的耐油（机油）性好

极性的丁腈橡胶与非极性的机油不相容 2.顺丁橡胶生产的球鞋长期与机油接触会胀大变形 顺丁橡胶在极性相近的机油中会发生溶胀

3.尼龙66室温下可溶于浓硫酸，而等规聚丙烯却要在130℃左右才能溶于十氢萘。 40%硫酸在常温下是极性结晶尼龙的溶剂 4.聚乙烯醇可溶于热水

聚乙烯醇与水都是极性的且含有相似基团，热水加速溶解 5.为什么聚四氟乙烯（Tm=327℃)难以找到合适的溶剂溶解

聚四氟乙烯（Tm=327℃)为非极性结晶聚合物，需要加热到熔点附近才能溶解，很难找到如此高沸点的溶剂。

6苯乙烯-丁二烯共聚物（δ=16.6）不能溶于δ=14.4的戊烷，也不能溶于δ=18.6的乙酸乙酯，但却能溶于这两种溶剂的1：1的混合溶剂中。

戊烷和乙酸乙酯的溶度参数分别比苯乙烯-丁二烯共聚物的δ=16.6偏低和偏高，故故不能溶解，将两种溶剂以1：1的混合时，得到的混合溶剂δ=16.5，可以溶解。 7.聚氯乙烯的δ=19.4，与氯仿（δ=19.0）及环己酮（δ=20.2）均相近，但聚氯乙烯可溶于环己酮而不溶于氯仿。

从溶剂化角度考虑，聚氯乙烯为亲电性的，氯仿同为亲电性，“酸”“酸”不能溶解，而环己酮为亲和性的，“酸”“碱”作用可以溶解。

8..苯和二甲苯有大致相同的δ，但溶解全同聚丙烯却选择后者。

全同聚丙烯为非极性结晶聚合物，需要高温溶解，苯的沸点为80℃，,二甲苯为140℃，

故选用二甲苯。 第五章：6.7,8.9.10

6.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。试解释他们在内在结构上的差别。

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，这样在晶格中分子链难以堆砌整齐，所以不能结晶，乙烯和丙烯结构单元无规构成的链为柔顺链，是室温呈橡胶状的透明聚合物。后者是乙烯和等规立构聚丙烯的嵌段共聚物，各自的长链结构保持独立性，分别排列晶格，从而形成硬而韧的塑料，且不透明。

7.下表中为什么PE和PTFE的内聚能密度相差不大而熔点相差很大? PET和Nylon-66的内聚能相差很大而其熔点却基本相同。 聚合物内聚能密度 J/cm3熔点(℃)

PE 259 137 PTFE 286 327 PET 477 265 Nylon-66 774 264

?Hm

Tm??Sm熔点时

△H与分子间力（内聚能密度）成正比， △S 与熔融前后分子的混乱度的变化有关

PE和PTFE内聚能密度近似，故△H近似，但PE为柔顺链，熔融前后分子的混乱度变化大，即?Sm大，而F的电负性很强故原子之间斥力大，所以高分子链是刚性， ?Sm小。所以PTFE的Tm高。

PET分子间力虽然比Nylon-66（有氢键）小，但因PET主链有苯环故分子链刚性要高于Nylon-66，?Sm也小，所以二者的熔点基本相同。

8.举例说明是否容易结晶和结晶度高的聚合物耐热性就一定是高的？

不一定，例如聚乙烯非常容易结晶，但其Tm只有135℃，而聚碳酸酯虽然不结晶，但其Tg高达150℃，耐热性要高于聚乙烯。所以聚合物的耐热性要综合考虑多层次结构。

9.解释以下实验现象

1）结晶聚合物的熔点与熔限会因结晶温度的不同而发生变化。

高分子晶体的熔点测定是按照开始熔融（或完全熔融时）的温度确定的。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。结晶温度过低（过冷程度高）则分子链活动能力低，结晶不完善，熔限宽，所确定的Tm低，而结晶温度高（接近Tm）时,结晶度高，晶粒完善，故熔限窄，所确定的Tm高。

2）无规聚醋酸乙烯酯为非晶态高聚物，但水解产物聚乙烯醇却能结晶。

无规聚醋酸乙烯酯因侧基无规排列，无法形成三维有序的结晶结构，故为非晶聚合物。而聚乙烯醇由于羟基体积小, 对分子链的几何结构规整性破坏较小,加之分子间的氢键定位效应，因而能形成部分有序排列的结晶结构, 结晶度可达60%。

3）①分别将PE、PET和PS从其熔融态淬冷至室温, PE是半透明的, 而PET和PS是透明的。②将上述的PET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浑浊。③将透明的聚酯薄膜室温下在二氧六环中浸泡数分钟就变成不透明，这是为什么?

(知识点，考试时不写：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，物质的折光率与密度有关。因此，高聚物的晶区与非晶区折

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