2022年天津工业大学0805材料科学与工程高分子物理考研复试核心题

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2017年天津工业大学0805材料科学与工程高分子物理考研复试核心题库（一） (2)

2017年天津工业大学0805材料科学与工程高分子物理考研复试核心题库（二） (8)

2017年天津工业大学0805材料科学与工程高分子物理考研复试核心题库（三） (14)

2017年天津工业大学0805材料科学与工程高分子物理考研复试核心题库（四） (20)

2017年天津工业大学0805材料科学与工程高分子物理考研复试核心题库（五） (27)

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2017年天津工业大学0805材料科学与工程高分子物理考研复试核心题库（一）

说明：本资料为学员内部使用，整理汇编了2017考研复试重点题及历年复试常考题型。————————————————————————————————————————一、简答题

1．低密度聚乙烯（LDPE,又称高压聚乙烯）、高密度聚乙烯（HDPE，又称低压聚乙烯）、线型低密度聚乙烯（LLDPE）和交联聚乙烯在结构和性能上有什么不同？

【答案】HDPE支化度低，可以看成线型结构，因而结晶度高，密度大，制品的拉伸强度和耐热性都较高，但韧性较差。LDPE支化度高，长短支链不规整，因而结晶度低，密度小，拉伸强度和耐热性较低，但軔性好。产生长支链的原因是自由基聚合时发生链转移。

LLDPE具有规整的非常短小的支链结构，虽然结晶度和密度与LDPE相似，但其力学性能和耐热性介于LDPE和HDPE之间。其分子结构类似于鱼骨，相互位移时会咬住，从而分子间作用力较大，因此某些性能如抗撕裂强度、耐环境应力开裂性、耐穿刺性等甚至优于LDPE和HDPE。

交联聚乙烯的分子链间形成一些化学键，分子间作用力很大，所以耐热性得到很大提高，可用于电线包层等。交联后拉伸强度和抗冲击强度均增加，并提高了耐磨性、抗化学性等。

2．为什么改变测试条件会影响测得的值？

【答案】由于玻璃化转变不是热力学的平衡过程，而是与实验时间标尺有关的松弛行为，因此它依赖于测试条件。改变测试条件，测得的值将有所不同。

3．环氧丙烷经开环聚合后，可得到不同立构（无规、全同、间同）的聚合物，试写出它们立构上的不同，并大致预计它们对聚合物性能各带来怎样的影响。

【答案】聚环氧丙烷的结构式如下，存在一个不对称碳原子（有星号的），因而有以下全同、间同和无规立构体：

全同立构

间同立构

无规立构

对性能的影响是：全同立构或间同立构易结晶、熔点高、材料有一定强度，其中全同立构的结晶度、熔点、强度比间同立构略高；无规立构不结晶或结晶度低，强度差。

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第 3 页，共 32 页 4． 试从平衡态高弹形变热力学出发，解释橡胶拉伸时的放热现象。

【答案】橡胶拉伸时分子链由无规排列变得比较有规则排列（取向）

，甚至结晶，这一过程摘值减少。对于等温可逆过程：因为所以即放热。此现象称为高夫-朱尔效应，是橡胶熵弹性的证明。

5． 简述时温等效原理及其应用和重要性。

【答案】从分子运动的松弛性质可知，同一个力学松弛现象，既可在较高的温度下、较短时间内观察到，也可以在较低的温度下、较长时间内观察到。因此，升高温度和延长时间对分子运动和黏弹性都是等效的，这就是时温等效原理。

由于聚合物的松弛时间分布很宽，要想得到某一温度下完整的应力松弛曲线，就要在很宽的时间范围内连续测定模量E ,时间标尺要超越10个数量级。而实际测定时，

都很难做到。有了时温等效原理，就可以用降低温度或升高温度的方法得到太短时间或太长时间无法得到的力

学数据。例如，可以用来预测聚合物材料的长期使用性能。

6． 如何改善结晶聚合物的透明性？

【答案】（1）通过淬火使聚合物来不及结晶，或结晶度很低。（2）通过添加成核剂得到很小尺寸的结晶，当结晶尺寸远小于可见光的波长时不产生光的散射和干涉，聚合物是透明的。 二、计算题

7． 某一聚合物可用单一Maxwell 模型来描述，当施加外力，使试样的拉伸应力为

10s 时，试样长度为原始长度的1.15倍，移去外力后，试样的长度为原始长度的1.1倍，问Maxwell 单元的松弛时间是多少？

【答案】根据Maxwell 模型有：

依题意，当t=10s 时的总应变为

移去外力后，弹簧的形变立即回复，因此减少的应变就是在拉伸应力作用下弹簧产生的应变，

即

则弹簧的模量为

t=10s 时，由黏壶引起的应变为

所以

所以Maxwell 单元的松她时间为

第 4 页，共 32 页 8． （1）均聚物A 的熔点为200°C ，其熔融热为重复单元，如果在结晶的A-B 无规共聚物中，单体B 不能进入晶格，试预测含单体B10.0%摩尔分数的A-B 无规共聚物的熔点。

（2）如果在均聚物A 中分别引入10.0%体积分数的两种增塑剂，假定这两种增塑剂的XI 值分别为0.200和-0.200，试计算这两种情况下聚合物的熔点，并与（1）的结果比较，讨论共聚和增塑对熔点影响的大小，以及不同増塑剂降低聚合物熔点的效应大小。

【答案】⑴

无规共聚物的熔点为Tm=450.82K=17.67°C

（2）

共聚比增塑能使熔点下降的更多，而溶解能力很好的稀释剂即良溶剂比不良溶剂能使高聚物熔点降低的效应更大。

9． 计算下列三种溶液的混合熵：

（1）

个小分子A 和一个大分子B 混合。 （2）

个小分子A 和一个大分子（聚合度每一个链节或结构单元相当于一个小分子）混合。

（3）

个小分子A 和104个小分子B 混合（注：k 的具体数值不必代人，只要算出等于多少k 即可）。比较计算结果可以得到什么结论？ 【答案】

（1）

（2）

（3）

可见同样分子数时，高分子的

比小分子大得多，因为一个高分子在溶液中不仅起到一个

小分子的作用。但此

值又比假定高分子完全切断成个链节的混合熵小，说明一个高分子又起不到个小分子的作用。

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