第五章 聚合物的转变与松弛

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1、第五章聚合物的转变与松弛（无答案）一、概念1、玻璃化转变（温度）2、次级转变3、均相成核与异相成核4、内增塑作用与外增塑作用二、选择答案1、高分子热运动是一个松弛过程，松弛时间的大小取决于（D）。A、材料固有性质B、温度C、外力大小D、以上三者都有关系。2、示差扫描量热仪(DSC)是高分子材料研究中常用的方法，常用来研究（B）。⑴Tg，⑵Tm和平衡熔点，⑶分解温度Td，⑷结晶温度Tc，⑸维卡软化温度，⑹结晶度，⑺结晶速度，⑻结晶动力学A、⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻B、⑴⑵⑶⑷⑹⑺⑻C、⑴⑵⑶⑷⑸D、⑴⑵⑷⑹3、下列聚合物的结晶能力最强的为（A）。A

2、、高密度聚乙烯，B、尼龙66，C、聚异丁烯，D、等规聚苯乙烯4、非晶态聚合物的玻璃化转变即玻璃－橡胶转变，下列说法正确的是（C）。A、Tg是塑料的最低使用温度，又是橡胶的最高使用温度。B、玻璃态是高分子链段运动的状态。C、玻璃态可以看作是等自由体积分数状态。D、玻璃化转变是热力学平衡的一级相转变，不是一个松驰过程。5、聚合物的等温结晶过程可以用（A）方程来描述。A、Avrami，B、Boltzmann，C、Mark－Houwink，D、WLF6、下列四种聚合物中，熔点最高的是（C）。氢键A、聚乙烯，B、聚丙烯，C、聚己内酰胺，D、聚己二酸

3、乙二醇酯7、Tg是表征聚合物性能的一个重要指标。（D）因素会使Tg降低。A、引入刚性基团B、引入极性基团C、交联D、加入增塑剂8、下列四种方法中，测定Tg比其它方法得到的高，并且灵敏度较高的是（B）。A、热分析(DSC)，B、动态力学分析仪(DMA)，C、热机械法(TMA)，D、膨胀计法9、示差扫描量热仪（DSC）是高分子材料研究中常用的方法，可得到很多信息，如研究结晶度、结晶速度、固化反应等，但下面的温度（D）不用它来测量。A、玻璃化转变温度B、熔点C、分解温度D、维卡软化温度10、结晶聚合物的熔点和熔限与结晶形成的温度有关，下列说法正

4、确的是（C）。A、结晶温度越低，熔点越低，熔限越窄。B、结晶温度越低，熔点越高，熔限越宽。C、结晶温度越高，熔点越高，熔限越窄。D、结晶温度越高，熔点越低，熔限越窄。11、非晶聚合物的分子运动，（A）对应主级松弛。A、链段运动，B、曲柄运动，C、侧基运动，D、局部松弛12、下列各组聚合物的Tg高低比较正确的是（D）。A、聚二甲基硅氧烷>顺式聚1,4－丁二烯，B、聚丙稀>聚己内酰胺，C、聚己二酸乙二醇酯>聚对苯二甲酸乙二醇酯，D、聚氯乙烯>聚偏二氯乙烯三、填空题1、非晶态聚合物的温度－形变曲线一般表现出种力学状态，分别为。2、聚合物的熔融过

5、程是热力学的5过程，而玻璃化转变不是热力学的平衡过程，是个过程。3、聚合物分子运动的特点有a、运动单元的多重性，b、分子运动的时间依赖性，c、分子运动的温度依赖性。4、玻璃化转变理论主要是自由体积理论，玻璃态可以看作等自由体积分数状态。5、测定玻璃化转变温度的常用方法有膨胀计法、量热法和热机械法等。四、回答下列问题1、试以松弛的观点解释为什么聚合物的Tg会随升降温速度的提高而升高？由于玻璃化转变不是热力学的平衡过程，测量Tg时，随着升温速度的提高，所得数值偏高。因此所得Tg愈高。玻璃化温度是链段运动松弛时间与实验的观察时间相当的温度，快速

6、升温，观察时间短，松驰时间也短，故在高温发生玻璃化转变。2、列出三种测定高聚物玻璃化转变温度的实验方法，并简述其基本原理。1）膨胀计法：玻璃化转变前后，热膨胀系数有显著的变化，用膨胀计法测量聚合物的体积或比容随温度的变化，从体积或比容对温度曲线两端的直线部分外推，其交点对应的温度为Tg。（2）量热法：玻璃化转变时，比热容发生突变，在DSC曲线上表现为基线向吸热方向偏移，产生一个台阶，出现台阶点对应的温度为Tg。（3）温度一形变法（热机械法）：玻璃化转变时，模量有显著的变化。将一定尺寸的非晶态聚合物在一定应力作用下，以一定速度升高温度，同时

7、测定样品形变随温度的变化，可以得到温度－形变曲线(也称为热－机械曲线)，确定出Tg。3、分别示意绘出无规聚甲基丙烯酸甲酯、全同立构聚苯乙烯和交联聚乙烯的温度-形变曲线。并且在图形上标出特征温度，同时写出对应的物理含义。（考虑分子量、结晶度、交联度）。4、写出下列聚合物的结构式，判断它们的熔点高低顺序并说明理由。A、聚乙烯，B、顺式聚1，4－丁二烯，C、尼龙66，D、尼龙1010熔点高低顺序：C>D>A>B熔融为一级相转变△G＝△H－T△S＝0∴△H熔融热与分子间作用力强弱有关，分子间作用力大，△H越大→Tm越高；△S为溶解前后分子混乱程度

8、的变化，与分子链柔顺性有关。分子链柔性差，△S越小→Tm越高。C、D有氢键，分子间作用力大，故熔点较A和B高；C的氢键密度更大，故C的熔点高于D；B有孤立双键，链的柔性更大，故B的熔点小于A。