高分子物理期末考试答案

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1、《高分子物理》期末考试试题答案一、列举测定或表征或观察下列性质的方法各三种，列举方法的名称即可，描述过程或原理亦可。(每种方法1分，共30分)1．玻璃化温度：模量-温度曲线，体膨胀计，DSC，粘度2.熔点：DSC，体膨胀计，偏光显微镜，XRD3.平衡熔点：晶片厚度，结晶温度，熔融焓与熔融熵之比4.结晶速率：体膨胀计，DSC，偏光显微镜5.结晶度：DSC，XRD，密度法6.取向度：双折射，声速法，XRD7.韧性：冲击，应力-应变曲线，断裂面8.熔体弹性：挤出胀大，包轴效应，熔体破裂，弹性回复9.数均分子量：端基分析，渗透压

2、，冰点降低，沸点升高，GPC10.第二维利系数：渗透压，光散射，中子散射二、简答题：（每题5分，总计25分）1、从应力-应变曲线中可以获得哪些信息？答：弹性模量，屈服强度，屈服应变，断裂强度，断裂伸长率，韧性2、滞后环代表什么？是怎样造成的？答：代表应变每变化一周的能量损耗。由于分子运动受到阻力，构象松弛需要时间而造成。3、简述玻璃化转变自由体积理论。答：玻璃化转变温度以下只有固有体积的膨胀，玻璃化转变温度以下除固有体积膨胀外，自由体积迅速膨胀，导致体积膨胀出现突变。玻璃化转变点是自由体积分数达到临界值的温度。4、讨论应

3、力松弛过程中结构单元运动方式。答：依次为键长、键角的松弛，链段的松弛，分子链的松弛5、讨论聚合物熔融过程中产生熔限的原因。答：由于晶格完善程度不同而产生。三、计算题：（每题5分，总计45分）1、一种聚合物可用Kelvin模型描述。弹簧模量为5Pa，粘壶粘度为200Pa.s。施加恒定应力10Pa20秒后撤除该应力，求又20秒后该模型上的应变。σ−t/τ−20/40解：γ(20)=1(−e)=2×1(−e)=.0787E−t/τ−20/40γ(40)=γ(20)e=.0787e=.0477或γσ1−t1/τσ2−t2/τ−4

4、0/40−40/40(40)=1(−e)+1(−e)=2×1(−e)−2×1(−e)=.0477EE2、某聚合物的断裂强度(MPa)与温度(K)的关系为σb=177.5−0.52T，屈服强度与温度的关系为σy=300−0.99T，求该聚合物的脆化温度。解：由σb=σy时的温度即为脆化温度可知：177.5−0.52T=300−0.99T解得T=260.6K−15−13、低密度聚乙烯388K下在剪切速率为0.1s时的粘度为10Pa.s，剪切速率为100s时的粘3−1度为10Pa.s，求剪切速率为10s时的粘度。n−1解：根据

5、幂律方程：η=Kγ&解得：n=1/3,K=21544−13故剪切速率为10s时的粘度为η=6.4×10Pa⋅s4、某聚合物的玻璃化温度为0°C，25°C下突加应变后的应力在5秒后松弛到初始值的50%，求30°C下应力松弛到初始值的50%需要多长时间？t25−17.44×25解：lga=lg==−.569Tt516.+250t30−17.44×30lga=lg==−.641Tt516.+300t30lga=lg=−.641+.569=−.072Tt20−.072t=5×10=.095s305、环氧树脂的Tg=120°C，聚

6、丙烯酸酯的Tg=−40°C，二者的共混体系分成两相，其中富环氧树脂相的Tg=95°C，富聚丙烯酸酯相的Tg=−10°C，求两相的组成。（提示：FOX方程）1ww12解：=+TgTgTg121w1−w11富环氧树脂相：=+w=.0901（环氧），w=.0099（聚丙烯酸酯）123683932331w1−w11富聚丙烯酸酯相：=+w=.028（环氧），w=.072（聚丙烯酸酯）122633932336、测得某半结晶样品的双折射为0.042，另外测得晶区与无定形区的取向因子分为fc=0.91，00fa=0.87。设晶相Δn=0

7、.05，无定形相Δn=0.045，求其体积结晶度。200解：Δn=φΔnf+φΔnf111222.0042=φ⋅.005×.091+1(−φ.0)045×.08711得φ=.044917、一结晶聚合物中晶区体积分数为0.5，晶区与无定形区间界面体积分数为0.10，晶区、界3面区、无定形区的密度分别为0.90、0.75和0.65g/cm。求用密度法测定的该样品的体积结晶度。ρ−ρa.0(90×5.0+.075×1.0+.065×)4.0−.065解：φ===.054cρ−ρ9.0−.065ca8、大分子链长对结晶聚合物熔点

8、的影响，可用下式表示：112RMu−=0TmTmΔHuMn0−1已知涤纶树脂的平衡熔点T=540K，摩尔单元融化热ΔH=24.33kJ⋅mol，单元分子量muMu=192，试预计涤纶树脂平均分子量从12000增大到20000时，其熔点升高多少？112RMu112×.8314×.01921−5解：−=(−)=⋅=.10