1、第一章1. 与小分子相比，高分子结构具有哪些特点？为什么具有这些特点？答：（1）高分子分子量高；高分子链由成千上万个相当于小分子链的结构单元所组成。（2） 大分子具有链状结构；大分子由基本链节通过共价键或配位键重复连接而成链状结构。（3）多分散性；高分子主链的单键内旋转造成不同的构想，使其分子尺寸不同。（4） 结构的不均一性；2. 高分子的近程结构有哪些？每一种结构举出一个例子说明近程结构对性能的影响。（1） 结构单元化学组成，如PE的非极性结构使其不易水解（2） 链接结构（3） 分子链的构型；如聚丁二烯，顺式结构，分子链之间距离大，不易结晶，室温下是弹性很好的橡胶。（4） 支化与交联；如高压
2、聚乙烯，支化破坏了分子规整性，使密度、结晶度、熔点、硬度等降低。（5） 共聚物的结构；ABS树脂是由聚丙烯、丁二烯、苯乙烯组成的三元接枝共聚物，耐腐蚀性高的抗压强度和硬度，高的抗冲压强，良好的成型性能。3. 为什么碳链高分子如聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）纺丝时不需要干燥，而杂链高分子如尼龙6（PA6）、聚对苯二甲酸乙二酯（PET）却必须干燥？答：因为PE、PA的主链的非极性结构使其不容易水解；而PA6、PET的主链为极性结构易水解。4. 为什么维纶生产是，需要对其原料聚乙烯醇头-头或尾-尾结构的含量加以控制？答：因为只有聚乙烯醇的投喂结构可以进行缩甲醛化。5. 全同或间同的PP可以结晶，而无
3、规PP不结晶？答：因为全同或间同的PP结构规整，等同周期小，分子链的距离小，故容易结晶，而无规PP则相反，故不易结晶。6. 顺式聚丁二烯及顺式聚异戍二烯可做橡胶使用，而其反式产物却能结晶？答：因为顺式产物分子链之间距离大，等同周期大，不易结晶，故室温下弹性较好，可做橡胶，而反式则相反。7. 低压聚乙烯比高压聚乙烯的密度、熔点、抗拉压度高，为什么？答：因为高压聚乙烯的支化破坏了分子规整性，使密度、结晶度、熔点、硬度降低。8. 为什么只有聚合物才有柔性？影响柔性有哪些因素？答：高分子链中许多原子和基因可以围绕共价键进行内旋转，而柔性就是指高分子链发生不同程度卷曲的特性。影响因素：（1）主链的结构（
4、2）取代基（3）支链和交联（4）分子间作用力（5）分子链长短（6）分子链规整性（7）外界因素 温度、外力、溶剂9. 如何表征高分子链的柔性？答：（1）均方旋转半径，半径愈大，高分子线团愈疏松，柔性愈小(2) 均方末端：均方末端距越小，柔性越大(3) 空间位组参数6，6越小，分子越柔顺(4) 链段长度，越短越柔顺(5) 极限特征比Coo，Coo值越小，分子越柔顺(6) 分子无扰的尺寸A：A值愈小，分子链愈柔顺。第二章10. PE,PET,PA66,等规PP,PTFE等在晶体、结晶分子链采用什么构想。答：PE：具有锯齿形的反式构想PET：苯环和锯齿平面在同一平面内，分子链相互间以范德华距离相互平行
5、排列PA66：呈T形排列，分子链呈平面锯齿型结构，分子间以氢键相连。等规PP：采用螺旋构象，即在一个等同周期内，反式构想和旁氏构想交替出现，并重复三次，构成一个等同周期。PTFE：全反式构象，采用螺旋构象，等同周期为16.8，由13个单体组成，旋转6周。11. 单晶，球晶，伸直链片晶，串晶四种晶体形态形成的条件是什么？主要有哪些特征？答：单晶：条件：从极稀溶液中缓慢结晶。特征：a.整块晶体具有短程和长程有序的单一晶体结构，呈现多面体规整的几何外形。 b.横向尺寸从几微米到几十微米，厚度一般在10nm左右。 c.晶片中的分子链是垂直于晶面的, 高分子链在晶片中以折叠方式规整地排列。 球晶：条件：
6、从熔体冷却结晶或从浓溶液中析出，在不存在应力或流动的情况下形成的 特征：a外形呈球状，其直径通常在0.5-100微米之间 b具有径向对称晶体的性质 c由许多径向发射的长条扭曲晶片组成的多晶聚集体 d镜片中分子链的方向总是垂直于球晶的半径方向 e晶片之间和镜片内部尚存在部分由链接链组成的非晶部分伸直链片晶：条件：a聚合物在高压和高温下结晶 b聚合物球晶在低于熔点的温度下加压热处理也可得到伸直链片晶特征：a分子链是平行于晶面方向排列，晶片厚度基本上等于伸直链片晶的分子链长度 b晶体中晶片的厚度并不是均一的，其厚度与聚合物的分子量分布相对应串晶：形成条件：聚合物溶液和熔体在应力作用下或强烈的流动场（
7、剪切场或拉伸场）中形成。特征：a.具有伸直链结构的中心线，中心线周围间隔地生长着折叠链的片晶。 b.应力越大，伸直链组分越多。12. 影响高分子结晶能力的主要因素有哪些？举例说明。答：（1）链的对称性：大分子链的化学结构对称性越好，就越容易结晶 聚乙烯聚氯乙烯聚二氯乙烯 （2）链的规整性：主链含不对称碳原子分子链，如具有空间构型的规整性，则仍可结晶，否则就不能结晶。 聚取代烯烃：具有空间规整性则仍可结晶，无规立构不能结晶 二烯类聚合物：结晶能力 顺式构型反式构型（3） 共聚物结晶能力： 无规共聚物：会破坏链的对称性和规整性，是结晶能力降低 嵌段共聚物：各嵌段基本上保持着相对独立性，能结晶嵌段形
8、成晶胞（4） 分子链的柔性：太大：难结晶；太小，不易结晶；不大不小最好。 聚二甲硅氧烷：柔性太大，不易结晶（5） 支化：使对称性规整性被破坏，结晶能力降低。 高压聚乙烯（支化）低压聚乙烯（线性）（6） 交联：轻度交联尚能结晶，高度交联则失去结晶能力（7） 分子间力：作用力大，柔性下降，影响结晶能力。氢键有利于晶体稳定。 PA6，PA66形成分子间氢键，结晶稳定。13. 试述内因（分子链结构，分子量）及外因（结晶温度、添加剂、小分子液体、应力、压力）对聚合物结晶速率的影响。答：内因：A分子链结构：越简单，对称性越高，柔性越大，结晶速度越快 B分子量：岁分子来那个增大，结晶速率降低。 外因：A温度
9、：主要因素，高温速率快。 B添加剂：加入成核剂，力学性能提高，透明性增加。 C小分子液体：渗入无定形分子结构内部，促进高分子链扩散运动，发生诱导结晶 D压力：一段结晶性聚合物熔点附近难结晶，高压下可结晶 E应力：通常条件下难结晶聚合物，应力作用下却可结晶14. 聚合物为什么会出现熔融？结晶温度与容限关系如何？答：因为结晶聚合物中含有完善程度不同的晶体，熔融过程中，不完善的晶体就爱那个在较低温度下熔融，较完善晶体须在较高温度下才能熔融，因而出现一个容限。结晶温度低的聚合物容限宽，起始融化浓度低。15. 聚合物的结晶度对其动力学性能、光学性能、热性能、染色性能有什么影响？举例说明。答：A动力学性能
10、：结晶度越高，密度、熔点、硬度、拉伸强度、弹性模量提升，但伸长率， 冲击强度下降。B光学性能：光线在晶区界面发生折射与反射，不能直接透过，不透明。C染色性能：染料分子只能进入非晶区，结晶度高不利于染色。D热性能：结晶使最高使用温度接近熔点。16. 测定聚合物结晶度有哪些主要的方法？答：（1）广角x光衍射法（2）密度测定结晶度法（3）红外光谱法测结晶度（4）差式扫描量法测结晶度第三章17.聚合物有哪些取向单元，取向前后哪些性质会发生变化？答：非结晶态有链段取向和分子链取向，晶态有晶粒取向。取向前各方向性能相同，呈各向同性，取向后呈各向异性。力学性能：抗张强度及绕曲疲劳强度在取向方向上大大增强，而
11、与其垂直方向降低。热学性能：Tg增加，结晶聚合物密度和结晶度增加光学性能：出现双折射现象18. 如何表征材料的取向度？取向因子F的物理意义是什么？答：为了比较材料取向程度，引入了取向度的概念，赫尔曼取向函数：f=1/2（cos-1），为取向单元相对于参考方向的夹角 物理意义：反映了取向单元对参考方向平行排列的程度。19. 常用测纤维取向的方法有哪些？分别测定的是哪种取向？答：双折射法：光波在聚合物中传播时，会产生双折射现象，利用折光率之差衡量取向度，测的是高聚物晶区非晶区总效果，是链段的取向。声速法测取向函数：声波在分子链方向传播速度与其垂直方向传播速度的不同来衡量取向度，测整个分子链取向特征
12、。X射线衍法：拉伸取向过程中，随取向度增加，环形衍射变成圆弧并逐渐缩短，最后成为衍射点，测聚合物晶区的取向。二色性法：染色二色性：测无定形区或晶区边界处大分子取向。 红外二色性：测纤维中大分子的取向。20. 一般来说聚合物要具有何种结构才会呈现液晶性能？答：（1）要有刚性分子结构：分子的长度和宽度比例1，呈棒状或近似棒状。（2）桥键结构：分子中具有液态下维持分子有序排列的凝聚力，通常含有强极性基因，对位苯撑，高度极化基因或氢键。（3）末端含有柔性基团：-OR,-COOR,-OOCR，提供液晶流动性。21.液晶聚合物有哪些独特的流变特性？答：（1）粘度-浓度 一般聚合物溶液：浓度上升，粘度上升，
13、溶致性液晶聚合物。 A浓度低时，刚性高分子在溶液中均匀分散，无规取向，形成均匀的各向同性溶液。 B浓度达到C1，体系开始建立有序结构区域，形成向列型液晶，是粘度迅速下降，同性异性共存。 C浓度继续增加，各向异性相所占比例增加，粘度减少，直至C2，体系成为均匀的各向同性溶液达到最小值。（2） 粘度-温度一般聚合物溶液：聚合物温度升高导致粘度的下降。液晶态溶液：出现一极小值，与相态变化密切相关。当液晶体系的温度逐渐升高，其粘度会因分子迁移性的提高而减小；另一方面，当温度升高至体系转变为各向同性液体时，其粘度因相态转变而升高。（3） 液晶体系的流变学特征：高浓度，低粘度，低切变速率下的高取向度。22
14、. 如何表征聚合物共混物的相容性？答：（1）共混物相分离热力学：Gm=Hm-TSm（Gm0不相容）（2） 聚合物-聚合物体系相图。（3） 共混物向分离的动力学。23. 举2个例子说明聚合物共混物的结构形态对其性能的影响。答：例1：尼龙6/聚丙烯共混体系尼龙6：极性较大；聚丙烯：非极性体系的相容性差，呈现一种宏观的相分离，分散相尺寸可达十几微米。力学性能很差， 无实际使用价值。例2：EPDM弹性体/聚丙烯共混物EPDM：乙烯-丙烯-丁二烯三元共聚物10-15%体系部分相容：当分数尺寸在0.2-0.5um范围内时，共混物在-20和-40的无缺口抗冲强度分别提高了13和17倍。相容性适中的共混物，往
15、往能保持各自组分的特性，而是材料具有更佳的综合性能。第四章24. 聚合物分子运动有哪些特点？高分子特有的运动单元是什么？答：（1）运动单元的多重性：A高分子链整体运动，重心的移动，比如熔体的流动B链段的运动主链内旋转，构想的改变C小尺寸单元的运动，键长键角的改变，链节侧基运动。（2） 时间依赖性，弛豫特性：由于聚合分子间次价键作用力较强，各运动单元的运动都需要克服这种内摩擦力，需要一定时间。（3） 温度的依赖性：升温加速高聚物各种分子运动过程，使弛豫时间表小。25. 如何理解聚合物分子运动的时温等效现象。答：对于同一弛豫过程，既可以在较低温度，较长时间内来实现，也可以在较高温度，较短时间来实现
16、。升高温度和延长观察时间对分子运动具有等同的效果。26. 何谓玻璃化转变温度？影响Tg有哪些因素？为什么说它是聚合物材料使用中一个非常重要的参数？答：玻璃化转变温度是非晶态聚合物链段开始运动或“冻结”的温度影响因素：主链结构；侧基；分子量；共聚；共混；增塑剂；交联作用；结晶作用。因为对非晶聚合物来说Tg是塑料的最高使用温度，又是橡胶的最低使用温度27. 自由体积理论是如何解释玻璃化转变的？如何解释冷却速率越快测定的Tg越高？答：自由体积随温度的下降而降低，到某一温度时，自由体积达到最低值，链段运动被冻结，分子链构象不能再调整，聚合物进入玻璃态。玻璃态下自由体积也被冻结，并保持以恒定值。解释：（
17、1）若冷却速度极慢，即在每一温度下停留的时间都比该温度下链段运动的弛豫时间长，则聚合物内的自由体积可通过链段的不断运动达到相平衡的体积。比体积随温度线性下降，不发生偏折直至自由体积被完全冻结状态。（2） 若冷却速度增加，链段来不及运动至平衡体积，实际体积大于该温度的平衡体积，曲线将在此温度发生偏折。（3） 冷却速度愈快，在某一温度下停留的时间就愈短，曲线发生偏折的温度就愈高，测得的Tg也愈高。28. 高聚物粘性流动有哪些特点？影响粘流温度Tf的主要因素是什么？答：（1）高聚物流动是通过链段的协同位移运动来完成的 (2)高分子流动不符合牛顿流体的流动规律（3）高分子流动时伴有高弹形变。因素：（1
18、）分子结构的影响（2）分子量（3）外力大小和作用时间29. 从聚合物结构和性能出发，解释聚乙烯和聚丙烯的玻璃化转变温度都比较低，但室温下聚乙烯和等规聚丙烯却都可以作为塑料使用。答：因为它们的结晶度高达40%以上，由于晶区相互连接，贯穿整个材料，它在Tg上仍不软化，其最高使用温度可提高到接近材料的熔点。30. 为什么聚合物通常有一个相对稳定的玻璃化转变温度，但没有一个确定的粘流温度？答：由于聚合物分子量具有多分散性，而分子量愈大，Tg愈高，然而当分子量升到一定程度对Tg影响不大。第五章31. 聚合物的高弹态有哪些特点？从热力学定律出发推导外力一部分用于橡胶内能的变化，一部分用于熵的变化。答：特点
19、：（1）弹性形变大，弹性模量低 （2）高弹模量随温度上升而增加 （3）具有明显的热弹性效应 （4）具有明显的弛豫特性由热力学第一定律可知，体系内能变化：dV=dQ-dW而对于橡胶而言体积对外所做功包括体积变化和长度变化：dW=pdV-fdL并且由热力学第二定律dQ=TdS，则dU=TdS-pdV+fdL而橡胶在拉伸时体积无变化：dV=Tds+fdL由该式可知：外力作用在橡胶上，一部分用于内能变化，一部分用于熵变化。32. 为什么只有柔性聚合物才适合做橡胶？答：因为只有柔性聚合物高分子链能发生不同程度的卷曲，而聚合物的高弹态形变是由单键内旋转引起的链段运动产生的，而非柔性聚合物不能或很难发生单键
20、内旋转。33. 为什么说聚合物的高弹态是一种熵弹性？答：因为聚合物的高弹形变是单键内旋转引起的链段运动产生的，在理想条件下，假如内旋转是完全自由的，橡胶在拉伸形变时内能不发生变化，外力所做功全部转变为高分子链构象熵的减少，这样的高弹体称为理想高弹体，这样的弹性称为熵弹性。34. 聚合物力学性能的最大特点是高弹性和黏弹性，试说明聚合物为什么具有高弹性和黏弹性，它们的本质是什么？答：高弹性：因为聚合性具有一定的柔性，而在外力作用下能产生由单键内旋转引起的键段运动，并呈现出高弹性，所以聚合物具有高弹性。本质：熵弹性 黏弹性：分子间存在内摩擦作用，分子运动需要时间，分子响应与外力达不到平衡。本质：由于
21、聚合物分子运动具有弛豫特性。35. 什么是高聚物的力学滞后和内耗？表征高聚物动态黏弹态的参量有哪些？答：滞后：高聚物在交变的应力作用下，形变落红与应力变化与位相，这种现象叫滞后内耗：当应变落后于应力时，则发生之后现象，每一循环变化有部分能量被消耗掉，转化为热能，这部分能量用来提供运动时克服内摩擦力。参量：E-动态模量，表示在形变过程中由于弹性形变而储存的能量。 E”-损耗模量，表示在形变过程热损耗的能量Tan-损耗角正切，表示在形变过程热损耗的能量36.解释下列现象产生的原因：（1） 日常生活中。发现松紧带越来越松（2） 塑料雨衣挂在墙上，随着时间延长，在挂钩处雨衣的变形越大答：（1）答：因为
22、橡胶具有黏性形变特征，在外力作用到一定时间后，外力作用时间和整个分子链运动所需要的弛豫时间有相同的数量级时，则会产生分子间的相对滑移，而外力除去时无法恢复，所以松紧带越用越松。第六章37. 聚合物溶解有哪些特点？答：（1）溶解时间长，分溶胀和溶解两点 （2）溶解度与高聚物分子量有关，分子量越大，溶解度越小，交联度越大，溶胀度越小。 （3）结晶聚合物溶解困难，结晶聚合物先熔融后溶解。38. 极性结晶聚合物（如PET,PA6）的溶解与非极性结晶聚合物（如PE,等规PP）溶解条件有何不同？为什么？答：（1）极性结晶聚合物在适宜的强极性溶剂中往往室温下即可，非晶成分先与极性溶剂相接触，发生强烈相互作用
23、，放出大量能量，使晶区部分晶格破坏，然后再溶解。（2） 非极性聚合物室温下只有微小溶胀而不能溶解、需要将体系加热到熔点附近才能溶解，结晶度越高，溶解越困难，溶解度也越小。39. 溶剂选择要遵循哪些原则？答：（1）极性相近原则：极性大溶质溶于极性大的溶剂；极性小的溶质溶于极性小的溶剂，溶质与溶剂的极性越相近，越易溶。（2） 内聚能密度或浓度参数相近原则：越接近，溶解过程越容易40.在溶剂、良溶剂和不良溶剂中，x1、U1E分别为何值？答：（1）良溶剂中， X10.5 1E0.5 1E0 (3)溶剂中， X1=0.5 1E=0第七章41.了解四种测定分子量的方法（端基分析法、渗透压、光散射、粘度法）
24、的基本原理、适用范围、分别测定的是什么分子量？除了分子量外还能 哪些物理量？答：（1）.端基分析 原理：线型聚合物的化学结构明确，且分子链端带有可供定量化学分析的基因，则测定链端基因的数目，就可确定已知重量样品中的大分子数目；分子量上限 3*104测的是数均分子量（2）. 渗透压法原理：利用依数性，测定数均分子量。适用范围 5*104以上测得数均分子量和第二维利系数A2（3）.光散射原理：利用光的散射性质测定分子量。适用范围 1*104 以上测得重均分子量 Mw 第二维利系数A2和均方半径S2 （4）.粘度法原理：利用高聚物溶液的粘度与分子量关系测定。适用范围 1*103 以上测得的是 粘均分
25、子量42.第二位力系数A2的物理意义是什么？它和X1有什么关系？A2、X1晕溶剂的性质、大分子在溶液中形态有什么关系？答：A2是表征高分子链段与溶剂分子之间的相互作用A2=（X1）/V1P22 (1) T=温度：X1=0.5 ；A2=0（2）T温度：X10.5；A20（3）T温度：X10.5；A2043.为什么粘度法测分子量是一种相对方法？K、a如何确定？答：因为在实验室过程中需要用已知分子量的对比样品来确定K值和值所以称为相对方法K值和值是通过制备若干分子量均一的聚合物试样，分别用绝对方法测定其分子量和特性粘度来确定。第八章44. 聚合物熔体为什么会有弹性？答：高聚物流体是一种兼具粘性和弹性
26、的液体，在流动过程中，不仅产生不可逆的塑性形变，同时伴有可逆的高弹形变，特别是当分子量大，外力作用时间短或速度很快，温度在熔点以上不多时，弹性效应显著。因此说聚合物熔体有弹性。45. 聚合物有哪些典型的弹性现象？表征其弹性可用哪些参数？答：（1）爬杆效应：当聚合物熔体在容器中进行搅拌时，因受到旋转剪切的作用，流体会沿内筒壁或轴上升，发生包轴或爬杆现象。原因（表征）：法向应力差。（2） 挤出胀大现象：当聚合物熔体从喷丝板小孔、毛细管或狭缝中挤出时，挤出物的直径或厚度会明显地大于模口尺寸。表征：胀大比B：挤出物直径最大值与模口直径之比。（3） 不稳定流动-熔体破裂现象：聚合物在挤出时，当剪切速率过
27、大超过某临介值时，随剪切速率的继续增大，挤出物的外观将依次出现粗糙、不光滑、粗细不均，周期性起伏直至破裂成碎块，这些统称为不稳定流动或弹性湍流，最严重的是熔体破裂。原因：熔体的弹性。高分子熔体粘度高，粘滞阻力大，在较高的剪切速率下，弹性形变增大，当弹性形变的储能达到或超过克服粘滞阻力的流动能量时，导致不稳定流动的发生。将聚合物这种因弹性形变储能引起的湍流称为高弹湍流。表征：a临界剪切应力，熔体挤出时，当剪切应力接近105N/m2，熔体破裂b临界粘度降，随着剪切速率的增大，当熔体粘度降至零切粘度的0.025倍时，熔体破裂C弹性雷诺数：将熔体破裂条件与分子本身的松弛时间和外界剪切速率关联起来第九章
28、46. （虎克）弹性形变、高弹形变与强迫高弹相变各有什么特点？后二者有何异同？产生强迫高弹形变的原因是什么？答：弹性形变：服从胡克定律，应变量较小，由键长键角变化引起。 高弹形变：受外力发生大形变，外力去除后可回复强迫高弹形变：高分子在大外力作用下链段运动，外力出去后除达一定条件外不能自发回复.相同点：大形变，本质上都是高分子链段的运动，构象改变，卷曲伸展。不同点：普通高弹形变，TTg 外力除去后形变自发回复 强迫高弹形变：TTg，大外力作用下，外力除去不能自发回复，只有达Tg以上。原因：外力的作用减小了高分子链段运动的弛豫时间，使得玻璃态被冻结的链段能越过位垒而运动。47. 为什么纤维取向后其断裂强度大大提高？答：纤维单轴取向后，高分子链沿着外力方向平行排列，故沿取向方向断裂时破坏主价键的比例大大增加，而主价链的强度比范德华力的强度高数十倍。48. 影响聚合物拉伸强度的因素？答：（1）高分子链结构（2）分子量和分子量分布的影响（3）结晶（4）取向（5）应力集中物（6）测试或使用条件：温度，应变速率
