浙江大學(xué)2009–2010學(xué)年 秋冬 學(xué)期 高物 期末卷.doc

浙江大學(xué)20092010學(xué)年 秋冬 學(xué)期 高分子物理 課程期末考試試卷課程號： 09120131 ，開課學(xué)院：_考試試卷：A卷、B卷（請在選定項上打）考試形式：閉、開卷（請在選定項上打），允許帶_計算器_入場考試日期： 2010 年 1 月 25 日,考試時間： 120 分鐘誠信考試，沉著應(yīng)考，杜絕違紀(jì)?？忌彰?學(xué)號： 所屬院系： _題序一二三四五六七八總 分得分評卷人一、選擇題(多選題，每題2分，共20分)1. Among following four polymers, which is the most rigid? ( B )。(A) poly (dimethyle siloxane) (B) polyacrylonitrile(C) polystyrene (D) polyethylene2. Among following methods, which can be used to measure crystallinity of polymers? ( A, B, C, D )。(A) Density method (B) WAXD (C) DSC (D) IR3. 下列相同分子量的聚合物，在相同條件下用稀溶液粘度法測得的特性粘數(shù)最大的為( D )(A)高支化度聚合物 (B)中支化度聚合物 (C)低支化度聚合物 (D)線性聚合物4. For a solution under q condition, which parameters are correct? ( B, C, D )(A) c1=0 (B) DmE=0 (C) A2=0 (D) u(exclusive volume)=05. 下面有關(guān)玻璃化轉(zhuǎn)變的描述，正確的是( A, B, D, E)(A)聚合物玻璃態(tài)與高彈態(tài)之間的轉(zhuǎn)變 (B)鏈段由運動到凍結(jié)的轉(zhuǎn)變 (C)分子鏈由凍結(jié)到運動的轉(zhuǎn)變 (D)自由體積由隨溫度下降而減少到不隨溫度發(fā)生變化的轉(zhuǎn)變 (E)鏈段由凍結(jié)到運動的轉(zhuǎn)變6韌性聚合物單軸拉伸至屈服點時，可看到剪切帶現(xiàn)象，下列說法正確的是（B, C, D ）。 (A) 與拉伸方向平行 (B) 有明顯的雙折射現(xiàn)象 (C) 分子鏈沿外力作用方向高度取向 (D) 剪切帶內(nèi)部沒有空隙7. 聚合物加工中的擠出脹大（巴拉斯效應(yīng)）現(xiàn)象是由于（C, D ）(A) 高分子熔體熱脹冷縮 (B) 高彈形變的儲能超過克服粘滯阻力的流動能量時產(chǎn)生的不穩(wěn)定流動(C) 流動時有法向應(yīng)力差，由此產(chǎn)生的彈性形變在出口模后要回復(fù) (D) 高分子熔體在拉力下產(chǎn)生拉伸彈性形變，來不及完全松弛掉要回復(fù)8. When a polymer is stressed in tension, the ( A ) with the stretch rate increases。(A) B increases and B decrease; (B) B decrease and B increase; (C) B increase and B increase; (D) B decrease and B decrease9. 粘彈性是高聚物的重要特征，在適當(dāng)外力作用下，（ C ）有明顯的粘彈性現(xiàn)象。(A) Tg以下很多 (B) Tg附近 (C) Tg以上很多 (D) Tf以上10. Which are correct about Polystyrene-b-polybutadiene-b-polystyrene (SBS)（A, B, D）: (A) SBS is a thermoplastic elastomers (B) SBS is a block copolymer(C) SBS is a alternative copolymer(D) SBS is obviously two-phase structure, as the continuous phase PB, PS of the dispersed phase. 二、判斷題(每題1.5分，共15分)1. 聚丙烯分子鏈中碳碳鍵是可以旋轉(zhuǎn)的，因此可以通過單鍵的內(nèi)旋轉(zhuǎn)使全同立構(gòu)聚丙烯轉(zhuǎn)變?yōu)殚g同立構(gòu)聚丙烯。( )2. Based on Avrami equation, when polymer forms spherulites (three-dimensional growth of the crystals) with a heterogeneous nucleation mechanism, the Avrami exponent (n) should be 3. ( )3. For polymer blends with a UCST diagram, phase separation will take place when temperature is below the UCST at any composition. ( )4. For a polymer, the viscosity-average molecular mass is larger than its weight-average molecular mass. ( )5. 聚合物的取向態(tài)是一種熱力學(xué)穩(wěn)定狀態(tài)。( )6. The Maxwell element is good at predicting stress relaxation behavior of linear polymer. ( )7. 應(yīng)力應(yīng)變曲線下的面積，反映材料的拉伸斷裂韌性大小。( )8. WLF方程的適用溫度范圍為TgTg50。( )9. 橡膠試樣快速拉伸，由于熵減小放熱等原因?qū)е聹囟壬摺?( )10. 高聚物的應(yīng)力松弛現(xiàn)象，就是隨時間的延長，應(yīng)力逐漸衰減到零的現(xiàn)象。( )三、將下列英文名詞翻譯成中文或中文名詞翻譯成英文，并簡要解釋之（每題3分，共15分）1. Lower critical solution temperature低臨界共溶溫度對于兩組份混合物(聚合物/溶劑或聚合物/聚合物)體系，當(dāng)溫度低于臨界溫度時，體系在所有組成范圍內(nèi)都呈均相狀態(tài)，當(dāng)溫度高于臨界溫度時，體系在某些組成范圍內(nèi)會發(fā)生相分離。2. Polydispersity index多分散指數(shù)可用于表征聚合物的分子量分布。3. 物理交聯(lián)點Physical crosslink橡膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中由永久閉合圈或纏結(jié)點引起的交聯(lián)點。4. Takayanagi model高柳素夫模型用橡膠相和塑料相排列而成的模型。5. Apparent viscosity表觀粘度大多數(shù)高聚物熔體或濃溶液的粘度是隨著剪切應(yīng)力或剪切速率的變化而變化的，因此，特定剪切速率下的粘度被稱為表觀粘度。四、計算題（每題5分，共15分）1. The fusion enthalpy of a polymer measured by differential scanning calorimetry (DSC) is 150 J/g, and the fusion enthalpy of its 100% crysallinity is 200 J/g. What the crystallinity of this polymer? What kind of crystallinity is it?解：Xc=150/200100%=75%為重量分?jǐn)?shù)結(jié)晶度(weight-fraction crystallinity)2Youngs modulus for an elastomer at 25OC is 3MPa, What is the shear modulus? What is the stress if a sample 1cm1cm10cm is stretched to 25cm length at 100OC?解：=25/10=2.5, 假設(shè)泊松比u0.5, G=E/2(1+u)=3/2(1+0.5)=1MPa G=N0kT, G(100)=G(25)*373/298=1.25MPa, =G*(-1/2)= 1.25*106* (2.5-1/2.52)=2.93MPa3. 在一次拉伸實驗中，試樣夾具之間試樣的有效尺寸為：長50mm、寬10mm、厚4mm，若試樣的楊氏模量為35MPa，問加負荷100N該試樣應(yīng)伸長多少。解：E=/, =(l-l0)/ l0 , =F/A0 , =100/(410)=2.5Mpa, =/E=2.5/35=0.07143, l-l0=500.07143=3.57m五、問答題 (共35分)1. 在用凝膠滲透色譜方法測定聚合物分子量時，假如沒有該聚合物的標(biāo)樣，但是有其它聚合物的標(biāo)樣，如何對所測聚合物的分子量進行普適標(biāo)定？需要知道哪些參數(shù)？(8分)參考答案：可以用其它聚合物標(biāo)樣來標(biāo)定所測聚合物的分子量。當(dāng)淋洗體積相同時，二者的特性粘數(shù)與分子量的乘積相等，即：根據(jù)Mark-Houwink方程有：所以需要知道被測聚合物和標(biāo)樣的K，a值(在GPC實驗所用的溶劑中)2. 聚合物纖維熔融紡絲時，在拉伸和冷卻工序之后，通常還有一道熱定形工序，從高分子物理的角度談?wù)勗摴ば虻淖饔谩?8分)參考答案：聚合物紡絲時，在拉伸過程中聚合物鏈產(chǎn)生取向，此時高分子整鏈和高分子鏈段都發(fā)生取向。但是，由于高分子取向是熱力學(xué)不穩(wěn)定狀態(tài)，在放置過程中聚合物鏈發(fā)生松弛，傾向于發(fā)生解取向。聚合物鏈段的長度遠小于整鏈長度，它的松弛時間也遠小于整鏈長度的松弛時間。因此在放置過程中，聚合物鏈段的松弛非常容易發(fā)生，導(dǎo)致聚合物纖維的外形發(fā)生變化。熱定形工序就是在一定溫度下使聚合物鏈段發(fā)生快速的解取向，使得聚合物纖維在放置和使用過程中不易發(fā)生變形。3. What is the time-temperature superposition principle？What is the significance of the principle? (7分)參考答案：對同一個力學(xué)松弛現(xiàn)象，既可以在較高溫度下、較短時間內(nèi)觀察到，也可以在較低高溫度下、較長時間內(nèi)觀察到。因此，升高溫度與延長觀察時間對分子運動是等效的，對高聚物的粘彈行為也是等效的。借助轉(zhuǎn)換因子可將在某一溫度下測定的力學(xué)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成另一溫度下的力學(xué)數(shù)據(jù)。4. 影響聚合物力學(xué)內(nèi)耗的因素是什么？(12分)參考答案：內(nèi)耗的大小與高聚物本身的結(jié)構(gòu)有關(guān)：分子鏈上沒有取代基，鏈段運動的內(nèi)摩擦阻力較小，內(nèi)耗較小；有較大或極性的側(cè)基，鏈段運動的內(nèi)摩擦阻力較大,內(nèi)耗較大;側(cè)基數(shù)目很多，內(nèi)耗就更大。內(nèi)耗受溫度影響較大：Tg以下，高聚物受外力作用形變很小，只有鍵長和鍵角變化，速度很快，幾乎跟得上應(yīng)力的變化，內(nèi)耗很??；溫度升高，向高彈態(tài)過渡，由于鏈段開始運動，而體系粘度還很大，鏈段運動時受到摩擦阻力比較大，因此高彈形變顯著落后于應(yīng)力的變