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101高分子物理 期中考试题 参考答案

一、 名词解释（每小题2分，共16分）
1. 取向
取向是指非晶高聚物的分子链段或整个高分子链，结晶高聚物的晶带、晶片、晶粒等，在外力作用下，沿外力作用的方向进行有序排列的现象。
2. 柔顺性
高分子链能够改变其构象的性质称为柔顺性。
3. 链段
由于分子内旋受阻而在高分子链中能够自由旋转的单元长度。是描述柔性的尺度。
4. 内聚能密度
把1mol的液体或固体分子移到其分子引力范围之外所需要的能量为内聚能。单位体积的内聚能称为内聚能密度，一般用CED表示。
5. 溶解度参数
内聚能密度的平方根称为溶解度参数，一般用δ表示。
6. 等规度
等规度是高聚物中含有全同立构和间同立构总的百分数。
7. 结晶度
结晶度即高聚物试样中结晶部分所占的质量分数(质量结晶度)或者体积分数(体积结晶度)。
8. 液晶
在熔融状态下或溶液状态下，仍然部分保持着晶态物质分子的有序排列，且物理性质呈现各向异性，成为一种具有和晶体性质相似的液体，这种固液之间的中间态称为液态晶体，简称为液晶。
二．选择题（每小题2分，共16分）
1. 测量重均分子量可以选择以下哪种方法： D
A．粘度法 B．端基滴定法
C．渗透压法 D．光散射法
2. 下列那种方法可以降低熔点： B、 D 。
A. 主链上引入芳环； B. 降低结晶度；
C. 提高分子量； D. 加入增塑剂。
3. 多分散高聚物下列平均分子量中最小的是 A
A、 B、 C、 D、
4. 聚合物在溶液中通常呈 C 构象。
A．锯齿形 B．螺旋形
C．无规线团 D．梯形
5. 一般来说，那种材料需要较高程度的取向 B 。
A．塑料 B．纤维
C．橡胶 D．粘合剂
6. 测量数均分子量，不可以选择以下哪种方法： B 。
A．气相渗透法 B．光散射法
C．渗透压法 D．端基滴定法
7. 在聚合物结晶的过程中，有体积 B 的变化。
A、膨胀 B、收缩 C、不变 D、上述情况都有可能
8. 聚合物处于高弹态时，其分子运动的主要单元是 B 。
A、键长 B、链段 C、键角 D、整个分子

三、填空（每小空1分，共18分）
1. 高聚物链段开始运动的温度对应的是该高聚物的 玻璃化 温度。
2. 写出判定聚合物溶解能力的原则中的2个原则： 极性相似原则 、 溶剂化原则（溶解度参数相近原则） 。
3. 凝胶色谱法（GPC）分离不同分子量的样品时，最先流出的是分子量 大 的部分，是依据 体积排除 机理进行分离的。
4. 一般情况下，高聚物的结晶温度区域为 Tg-Tm ，在此区间较高温度下结晶可使高聚物的Tm 较高 ，熔限 较窄 。
5. 已知某高分子的分子量的多分散系数为1，那么其、、、的大小关系为=== 。
6. 液晶的晶型可以分为 近晶型 、 向列型 和 胆甾型 。
7. 高聚物的单晶一般只能在 极稀的溶液中 生成，而在熔体或浓溶液中外力较小时形成__球晶 ___它在偏光显微镜下具有 黑十字消光图像 现象。
8. 单向外力能够促使_链段运动 _，从而使Tg_偏低 __；而提高升温速率会使Tg 偏高 。
四、排序题（每小题4分，共20分）
1．比较下列聚合物的柔顺性：
聚乙烯 聚二甲基硅氧烷 聚甲基丙烯酸甲酯 聚碳酸酯

聚二甲基硅氧烷>聚乙烯>聚甲基丙烯酸甲酯>聚碳酸酯
2．比较结晶难易程度：
PE、PP、PVC、PS

PE>PP>PVC>PS
3、比较下列聚合物的玻璃化温度：
聚乙烯 聚二甲基硅氧烷 聚对苯二甲酸乙二醇酯 聚碳酸酯

聚碳酸酯>聚对苯二甲酸乙二醇酯>聚乙烯>聚二甲基硅氧烷
4．比较结晶难易程度：
聚对苯二甲酸乙二酯、聚间苯二甲酸乙二酯、聚己二酸乙二酯

聚己二酸乙二酯>聚对苯二甲酸乙二酯>聚间苯二甲酸乙二酯
5. 列出下列单体所组成的高聚物熔点顺序。
CH3—CH＝CH2； CH3—CH2—CH＝CH2； CH2＝CH2
CH3CH2CH2CH=CH2； CH3CH2CH2CH2CH2CH=CH2

聚丙烯>聚乙烯>聚丁烯-1>聚戊烯-1>聚庚烯-1

第一单元 微小世界五．简答题（每小题5分，共30分）

6、二氧化碳气体有什么特点？1. (1)由丙烯得到的全同立构聚丙烯有无旋光性?

2、物质变化有快有慢，有些变化只改变了物质的形态、形状、大小，没有产生新的不同于原来的物质，我们把这类变化称为物理变化；有些变化产生了新的物质，我们把有新物质生成的变化称为化学变化。 (2)假若聚丙烯的等规度不高，能不能用改变构象的办法提高等规度?

13、清洁的自来水被用来洗脸、刷牙、洗衣、拖地后就成了污水。解：(1) 高分子链虽然含有许多不对称碳原子，但由于内消旋或外消旋作用，即使空间规整性很好的高聚物，也没有旋光性。
(2)不能。提高聚丙烯的等规度须改变构型，而改变构型与改变构象的方法根本不同。构象是围绕单键内旋转所引起的排列变化，改变构象只需克服单键内旋转位垒即可实现；而改变构型必须经过化学键的断裂才能实现。
2. 为什么聚对苯二甲酸乙二酯从熔体淬火时得到透明体？为什么等规PMMA是不透明的？
解：聚对苯二甲酸乙二酯的结晶速度很慢，快速冷却时来不及结晶，所以透明。等规PMMA结晶能力大，结晶快，所以它的试样是不透明的。
3. 解释为什么PE和聚四氟乙烯的内聚能相差不多，而熔点相差很大。

解：PE与PTFE都是非极性高分子，分子间作用力差不多，即ΔH差不多。但由于氟原子电负性很强，氟原子间的斥力很大，分子链的内旋转很困难，分子刚性很大，从而ΔS很小，Tm很高。
4. 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

16、大量的研究事实说明生命体都是由细胞组成的，生物是由细胞构成的。我们的皮肤表面，每平方厘米含有的细胞数量超过10万个。晶态热塑性塑料：Tb～Tm
热固性塑料：Tb～Td
硫化橡胶：Tg～Td
涂料：<Tg

一、填空：
5. 假如从实验得到如下一些高聚物的热－机械曲线，如图，试问它们各主要适合作什么材料（如塑料、橡胶、纤维等）？为什么？

图 高聚物的温度-形变曲线

1、月球是地球的卫星，月球围绕着地球运动，运动的方向是逆时针方向。解：A、塑料，由于其室温为玻璃态，Tg远高于室温。

13、以太阳为中心，包括围绕它转动的八大行星（包括围绕行星转动的卫星）、矮行星、小天体（包括小行星、流星、彗星等）组成的天体系统叫做太阳系。B、橡胶，由于室温为高弹态，而且高弹区很宽。
C、纤维，由于是结晶高分子，熔点在210℃左右。(当然大多数用作纤维的高分子也可作为塑料)
D、塑料，但经过增塑后可用作橡胶或人造皮革，例如PVC。这是由于室温下为玻璃态，但Tg比室温高不多，可通过加入增塑剂降低Tg使之进入高弹态。

21、血液中的细胞好像运输兵，负责运输吸入的氧气和产生的二氧化碳。6. 解释为什么尼龙6在室温下可溶解在某些溶剂中，而线性的聚乙烯在室温下却不能?
解：首先说明尼龙和聚乙烯都是结晶性的聚合物，其溶解首先要使晶区熔融才能溶解。而尼龙是极性的聚合物，如果置于极性溶剂之中，和极性的溶剂作用会放出热量从而使晶区熔融，继而溶解。聚乙烯是非极性的聚合物，要使其晶区熔融只能升温至其熔点附近，然后溶于适当的溶剂中才能溶解。所以聚乙烯在常温下不能溶解在溶剂之中。