高分子物理习题集-材料科学与工程学院

《高分子物理》标准化作业本

（仅供内部使用）

沈阳化工学院 材料科学与工程学院

《高分子物理》课程组

2009.1

第一章 高分子链的结构

一、 概念 1、 构型

2、 构象

3、 均方末端距

4、 链段

5、 全同立构

6、 无规立构

二、选择答案

1、高分子科学诺贝尔奖获得者中，（ ）首先把“高分子”这个概念引进科学领域。 A、H. Staudinger, B、K.Ziegler, G.Natta, C、P. J. Flory, D、H. Shirakawa 2、下列聚合物中，（ ）是聚异戊二烯(PI)。

CH2CCH3ClCHCH2nOOC6H4OCOCH2CH2OnA、 C、

CH2 B、

nCOCCNHC6H4NHn

CH D、

3、链段是高分子物理学中的一个重要概念，下列有关链段的描述，错误的是（ ）。 A、高分子链段可以自由旋转无规取向，是高分子链中能够独立运动的最小单位。 B、玻璃化转变温度是高分子链段开始运动的温度。

C、在θ条件时，高分子“链段”间的相互作用等于溶剂分子间的相互作用。

D、聚合物熔体的流动不是高分子链之间的简单滑移，而是链段依次跃迁的结果。 4、下列四种聚合物中，不存在旋光异构和几何异构的为（ ）。

A、聚丙烯，B、聚异丁烯，C、聚丁二烯，D、聚苯乙烯 5、下列说法，表述正确的是（ ）。

A、工程塑料ABS树脂大多数是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯组成的三元接枝共聚物。 B、ABS树脂中丁二烯组分耐化学腐蚀，可提高制品拉伸强度和硬度。

2

C、ABS树脂中苯乙烯组分呈橡胶弹性，可改善冲击强度。 D、ABS树脂中丙烯腈组分利于高温流动性，便于加工。 6、下列四种聚合物中，链柔顺性最好的是（ ）。

A、聚氯乙烯， B、聚氯丁二烯， C、顺式聚丁二烯， D、反式聚丁二烯 7、在下列四种聚合物的晶体结构中，其分子链构象为H31螺旋构象为（ ）。 A、聚乙烯， B、聚丙烯， C、聚甲醛， D、聚四氟乙烯 8、在热塑性弹性体SBS的相态结构中，其相分离结构为（ B ）。

A、 PS－连续相，PB－分散相； B、PB－连续相，PS－分散相； B、 PS和PB均为连续相； D、PS和PB均为分散相 9、自由基聚合制得的聚丙烯酸为（ ）聚合物。

A、全同立构，B、无规立构，C、间同立构，D、旋光 10、热塑性弹性体SBS是苯乙烯和丁二烯的（ ）。

A、无规共聚物， B、交替共聚物， C、嵌段共聚物， D、接枝共聚物 11、下列四种聚合物中，链柔顺性最差的是（ ）。

Cl A、CH2CH2n， B、， C、 D、 12、高分子在稀溶液中或高分子熔体中呈现（ ）。

A、平面锯齿形构象 B、H31螺旋构象 C、无规线团构象 D、双螺旋构象

CH2CHnCH2CHnCN，

CH2CHnCH3

13、高分子科学领域诺贝尔奖获得者中，（ ）把研究重点转移到高分子物理方面，逐渐阐明高分子材料结构与性能之间的关系。

A、H. Staudinger, B、K. Ziegler，G. Natta, C、P. J. Flory, D、H. Shirakawa 14、下列聚合物中，（ ）是尼龙。

CH2CCH3ClCHCH2nOOC6H4OCOCOCH2CH2OnA、 C、

CH2 B、

nCCNHC6H4NHn

CH D、

15、下列说法，表述正确的是（ ）。

A、自由连接链为真实存在，以化学键为研究对象。 B、自由旋转链为理想模型，以链段为研究对象。

C、等效自由连接链为理想模型，以化学键为研究对象。 D、高斯链真实存在，以链段为研究对象。 16、聚乙烯树脂中，（ ）是支化高分子。

A、LLDPE， B、LDPE， C、HDPE，D、交联聚乙烯 17、下列四种聚合物中，链柔顺性最差的是（ ）。

A 聚乙烯， B 聚丙烯， C 顺式聚1,4-丁二烯， D 聚苯乙烯

18、若聚合度增加一倍，则自由连接链的均方末端距变为原值的（ ）倍。

A、0.5 B、1.414 C、2 D、4

19、在下列四种聚合物的晶体结构中，其分子链构象为平面锯齿型的为（ ）。

A、聚乙烯， B、聚丙烯， C、聚甲醛， D、全同立构聚苯乙烯

3

20、下列高分子中，（ ）可以进行重新熔融，二次加工制成新的制品。

交联聚乙烯，B、线性低密度聚乙烯LLDPE，C、硫化橡胶，D、热固性塑料

三、填空题

1、高分子共聚物的序列结构指两种或两种以上共聚单体在分子中的排列，二元共聚物可以分为无规型、交替型、 型和 型共聚物。

2、结晶聚乙烯(PE)的链构象为 构象，聚丙烯PP的链构象为H31螺旋构象，而柔性链高分子在溶液中均呈 构象。

3、构造是指聚合物分子的形状，例如线形高分子， 高分子和 高分子等。 4、构型是指分子中原子在空间的排列，高分子链的构型包括 、 和链接异构。

四、回答下列问题

1、丙烯中碳－碳单链是可以转动的，通过单键的转动能否把全同立构的聚丙烯变为“间同立构”的聚丙烯？说明理由。 2、从链结构和聚集态结构的角度，说明为什么SBS具有热塑性弹性体的性质？若三嵌段结构为BSB，能否成为热塑性弹性体？

4

五、计算题

1、某单烯类聚合物的聚合度为4×104，试计算分子链完全伸展时的长度是其均方根末端距的多少倍？（假定该分子链为自由旋转链）

2、聚丙烯在环己烷或甲苯中、30℃时测得的空间位阻参数（即刚性因子）σ=1.76，试计算其等效自由连接链的链段长度b（已知碳碳键长为0.154nm，键角为109.5°）

3、 某聚苯乙烯试样的分子量为416000，试估算其无扰链的均方末端距（已知特性比Cn=12）

5

第二章 聚合物的凝聚态结构

一、 概念 1、 球晶

2、 单晶

3、 液晶

4、 高分子合金

二、选择答案

1、下列四种聚合物中，内聚能密度最大的为（ ）。

A、聚丙烯，B、聚异丁烯，C、聚丁二烯，D、聚氯乙烯 2、关于聚合物球晶描述错误的是（ ）。 A、球晶是聚合结晶的一种常见的结晶形态。

B、当从浓溶液析出或由熔体冷结晶时，在存在应力或流动的情况下形成球晶。 C、球晶外形呈圆球形，直径0.5～100微米数量级。

D、球晶在正交偏光显微镜下可呈现特有的黑十字消光图像和消光同心环现象。 3、液晶纺丝技术是利用（ ）液晶的流变特性进行的。

A、 热致向列相， B、溶致向列相， C、热致胆甾相， D、溶致胆甾相 4、（ ）是有序性最低的液晶晶型。

A、向列型， B、近晶A型， C、近晶C型， D、胆甾型 5、关于聚合物片晶描述错误的是（ ）。

A、在极稀(浓度约0.01%)的聚合物溶液中，极缓慢冷却生成

B、具有规则外形的、在电镜下可观察到的片晶，并呈现出单晶特有的电子衍射图 C、聚合物单晶的横向尺寸几微米到几十微米，厚度10nm左右 D、高分子链规则地近邻折叠形成片晶，高分子链平行于晶面 6、下列四种研究方法中，最适合鉴别球晶的为（ ）。

A、DSC， B、X-射线衍射， C、偏光显微镜， D、电子显微镜 7、纹影织构是（ ）液晶高分子的典型织构。

6

A、向列型， B、近晶A型， C、近晶C型， D、胆甾型 8、聚合物可以取向的结构单元（ ）。

A、只有分子链 B、只有链段 C、只有分子链和链段 D、有分子链、链段、微晶 9、结晶度对聚合物性能的影响，错误的描述为（ ）。

A、随结晶度的提高，拉伸强度增加，而伸长率及冲击强度趋于降低； B、随结晶度的提高，相对密度、熔点、硬度等物理性能也有提高。 C、球晶尺寸大，材料的冲击强度要高一些。

D、结晶聚合物通常呈乳白色，不透明，如聚乙烯、尼龙。 10、下列四种实验方法中，除了（ ），其余方法能测定聚合物的结晶度。

A、密度法， B、广角X射线衍射法， C、DSC法， D、偏光显微镜法 11、下列模型中，（ ）是描述聚合物非晶态结构的局部有序模型。 A、40年代Bryant提出缨状胶束模型

B、50年代英籍犹太人Keller提出的折叠链结构模型 C、50年代Flory提出无规线团模型

D、70年代美籍华人Yeh提出两相球粒模型 12、（ ）是聚合物最常见的结晶形态。

A、折叠链片晶， B、球晶， C、纤维状晶， D、伸直链晶体 13、（ ）是手性分子的典型液晶晶型。

A、向列型， B、近晶A型， C、近晶C型， D、胆甾型

14、高分子合金的制备方法中，成本最低且较常用的共混方法是（ ）。

A、机械共混 B、溶液共混 C、接枝共聚 D、嵌段共聚 15、下列四种研究方法中，不能测定聚合物结晶度的是（ ）。

A、DSC， B、广角X-射线衍射， C、密度法， D、小角X-射线衍射 16、在热塑性弹性体SBS的相态结构中，其相分离结构为（ ）。

C、 PS－连续相，PB－分散相；B、PB－连续相，PS－分散相； D、 PS和PB均为连续相；D、PS和PB均为分散相 17、下列说法，表述错误的是（ ）。

A、HIPS树脂具有“海岛结构”。 B、SBS具有两相结构，PS相起化学交联作用。 C、HIPS基体是塑料，分散相是橡胶。D、SBS具有两相结构，橡胶相为连续相。 三、填空题

1、测定结晶聚合物的结晶度较为常用的测定方法有密度法、 和 等。

2、高分子液晶的晶型有向列相N相、 和胆甾相等。按液晶的形成条件可分为 液晶高分子和溶致液晶高分子。

3、研究聚合物的凝聚态结构的常用方法有 、 、电子衍射(ED)、原子力显微镜(AFM)和偏光显微镜(PLM)等。

4、聚合物随取向条件的不同，取向单元也不同，取向结构单元包括 和分子链取向，对于结晶聚合物还可能有 的取向。

7

四、回答下列问题

1、 试述聚合物片状单晶和球晶的形成条件及结构特点。

2、何谓聚合物合金，包括哪些类型？聚合物共混需要完全相容吗？为什么？

8

五、计算题

1、已知全同立构聚丙烯完全结晶时的密度为0.936 g/cm3，完全非晶态的密度为0.854 g/ cm3，现有该聚合物试样一块，体积为1.42×2.96×0.51 cm3，重量1.94 g，计算其体积结晶度

2、 用声波传播法测定拉伸涤纶纤维的取向度。若实验得到分子链在纤维轴方向的平均取

向角?为30℃，试问该试样的取向度为多少？

9

第三章 高分子溶液

一、 概念 1.溶度参数：

2. Huggins参数：

3. 第二维利系数：

4. θ 溶液：

二、选择答案

1、下列四种聚合物在各自的良溶剂中，常温下不能溶解的为（ ）。

A、 聚乙烯， B、聚甲基丙烯酸甲酯， C、无规立构聚丙烯， D、聚氯乙烯 2、高分子溶液与小分子理想溶液比较，说法正确的是（ ）。 A、高分子溶液在浓度很小时，是理想溶液。 B、高分子溶液在θ温度时，△μ1E＝0，说明高分子溶液是一种真的理想溶液。 C、高分子溶液在θ条件时，△HM和△SM都不是理想值，不是理想溶液。

D、高分子溶液在θ条件时，高分子链段间与高分子链段和溶剂分子间相互作用不等。 3、聚合物溶度参数一般与其（ ）无关。

A、 分子量 B、极性大小 C、分子间力 D、内聚能密度 4、Huggins参数?1在θ温度下的数值等于（ ） A、0.0， B、0.5， C、1.0， D、2.0

5、溶剂对聚合物溶解能力的判定原则，说法错误的是（ ）。

A、“极性相近”原则 B、“高分子溶剂相互作用参数χ1大于0.5”原则 C、“内聚能密度或溶度参数相近”原则 D、“第二维修系数A2大于0”原则 6、下列四种溶剂（室温下Huggings相互作用参数）中，室温能溶解聚氯乙烯的为（ ）。 A、 四氢呋喃（?1＝0.14）B、二氧六环（0.52）C、丙酮（0.63），D、丁酮（1.74） 7、下列四种溶剂中，对PVC树脂溶解性最好的是（ ）。 A 环己酮， B 苯， C 氯仿， D 二氯乙烷

8、同一种聚合物在（ ）中，其分子链的均方末端距最大。 A、良溶剂， B、浓溶液， C、熔体， D、θ溶液

10

第九章 聚合物的流变性

一、 概念

1、牛顿流体：

2、非牛顿流体：

3、假塑性流体：

4、表观粘度：

5、韦森堡效应（包轴效应）：

6、巴拉斯效应（挤出物胀大现象）：

二、选择答案

1、下列聚合物中，熔体粘度对温度最敏感的是（ ）。 A、PE B、PP C、PC D、PB 2、大多数聚合物熔体在剪切流动中表现为（ ）。

A、 宾汉流体， B、假塑性流体， C、膨胀性流体， D、牛顿流体 3、聚合物的粘流活化能一般与（ ）有关。

A、温度 B、切应力 C、切变速率 D、高分子的柔顺性4、下列四种聚合物中，粘流活化能最大的为（ ）。

A、高密度聚乙烯，B、顺丁橡胶，C、聚二甲基硅氧烷，D、聚苯乙烯

5、对于同一种聚合物，在相同的条件下，流动性越好，熔融指数MI越（ 耐热性越好，则维卡软化点越（ ）。

A、高、高 B、低、低 C、高、低 D、低、高 6、 下列方法中不能测定聚合物熔体粘度的是：（ ）

A、 毛细管粘度计 B、旋转粘度计 C、乌氏粘度计 D、落球粘度计

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；材料的

）三、填空题 1、假塑性流体的粘度随应变速率的增大而 ，用幂律方程 表示时，n 1。 2、聚合物熔体的弹性响应包括有 ， 与 。 3、对于相同分子量，不同分子量分布的聚合物流体，在低剪切速率下，分子量分布 的粘度高，在高剪切速率下，分子量分布 的粘度高。

四、回答下列问题

1、就流动性而言，PC对温度更敏感，而PE对切变速率更敏感，为什么？

2、示意绘出聚合物熔体在宽切变速率下的流动曲线，并用缠结理论作出解释。

3、为什么涤纶采用熔融纺丝方法，而腈纶却采用湿法纺丝？

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4、简述聚合物流体产生挤出物胀大效应的原因，以及温度、剪切速率和流道长径比对胀大的影响。

五、计算题

1、一种聚合物在加工中劣化，其重均分子量从1×106下降到 8×105。文加工前后熔融粘度之比是多少？

2、聚甲基丙烯酸甲酯试样，已知240oC时粘度为200Pa·s，试估算250oC时和230oC时的粘度。（已知聚甲基丙烯酸甲酯的粘流活化能为184kJ/mol，Tg为100oC）

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第十章 聚合物的电学性能、热性能、光学性能

以及表面与界面性能

一、 概念

1、介电常数：

2、介电损耗：

3、驻极体：

4、热释电谱：

5、静电现象：

6、热性能：

7、表面与界面：

二、选择答案

1、由于导电高分子的发现和发展，（ ）获得了2000年诺贝尔化学奖。

A、H. Staudinger, B、K. Ziegler，G. Natta, C、P. J. Flory, D、H. Shirakawa 2、聚合物的介电损耗因子一般与其（ ）无关。

A、分子量，B、极性大小，C、温度，D、电场频率 3、下列四种聚合物中，介电系数和损耗因子最大的为（ ）。 A、 聚乙烯， B、聚四氟乙烯， C、聚甲基丙烯酸甲酯， D、尼龙6

34

四、回答下列问题

1、分别示意画出聚合物介电损耗的温度谱和频率谱，说明温度和电场频率对聚合物介电损耗的影响。

2、防止聚合物静电的方法有哪些？

35

2、在一具有适当交联度软橡皮试条下端掛一砝码（不是过重），达到平衡形变后，升高温度，会观察到什么现象？为什么？

五、计算题

1、天然橡胶硫化后，网链平均分子量为6000，密度为0.90g/cm3。如果要把长度10cm，截面积0.26cm2的试样，在25℃下拉长25cm，问需要多大的力？（R=8.314J/Kmol）

2、一交联橡胶试片，长2.8cm，宽1.0cm，厚0.2cm，重0.518g，在25℃时，将它拉伸一倍，测定张力为10N, 估算试样的网链的平均分子量。（R=8.314 J/K·mol）

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3、某一硫化橡胶试样，应力为1.5×106N／m2时拉伸比为2.5。是计算该试样1cm3中的网链数。

4、理想橡胶的应力应变曲线的起始斜率是2.0MPa，要把体积4.0cm3的这种橡胶缓慢可逆地拉伸到其原来长度的两倍，需要做多少焦耳的功？

22依据：W?1NkT[? ???3] ；当ε很小时，E＝3N1kT 2

22

第七章 聚合物的粘弹性

一、 概念 1、蠕变

2、应力松弛

3、滞后现象与力学内耗

2、 时温等效原理

5、Blotzmann叠加原理

二、选择答案

1、粘弹性是高聚物的重要特征，在适当外力作用下，（ ）有明显的粘弹性现象。

A、Tg以下很多 B、Tg附近 C、Tg以上很多 D、f附近 2、关于WLF方程，说法不正确的为（ ）。

A、严格理论推导公式 B、Tg参考温度，几乎对所有聚合物普遍适用 C、温度范围为Tg～Tg＋100℃ D、WLF方程是时温等效原理的数学表达式 3、（ ）模型基本上可用于模拟交联聚合物的蠕变行为。

A、 Flory，B、Huggins，C、Kelvin，D、Maxwell 4、（ ）模型可以用于模拟线性聚合物的应力松弛行为。 A、 Flory，B、Huggins，C、Kelvin，D、Maxwell 三、填空题

1、Maxwell模型可模拟线性聚合物的 现象，而Kelvin模型基本上可用来模拟交联聚合物的 行为。

2、WLF方程若以Tg为参考温度，则lg aT= ，WLF方程可定量描述时－温等效原理。根据时－温等效原理，提高试验拉伸速率，力学损耗将向 方向

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移动。

3、聚合物的静态粘弹性主要表现为 和 。 4、一硫化橡胶试样在周期性交变拉伸作用下，应变落后于应力变化的现象称为 现象，对应于同一应力值，回缩时的应变 拉伸时的应变。拉伸曲线下的面积表示 ，回缩曲线下的面积表示 ，两个面积之差表示 。 5、聚合物在交变应力下应变落后于应力的现象称为 。在每一循环变化中，热损耗掉的能量与最大储能量之比称为 。

四、回答下列问题

1、写出麦克斯韦尔模型、开尔文模型的运动方程。这两种模型可以模拟什么样的聚合物的何种力学松弛行为？ 2、“聚物的应力松弛是指维持聚合物一恒定应变所需的应力逐渐衰减到零的现象”，这句话对吗？为什么？

3、画出固定试验温度下，聚合物的内耗与外力频率的关系曲线，并以松弛的观点加以解释和说明。

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4、示意画出聚合物动态粘弹性的温度谱，说明温度对聚合物内耗大小的影响。

5、什么是时温等效原理和WLF方程？它们有何意义？

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/mha2.html