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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 高分子物理答案 第三版）第1章 高分子的链结构1.写出聚氯丁二烯的各种可能构型；等；2构象与构型有何区分？聚丙烯分子链中碳碳单键是可以旋转的,通过单键的内旋转是否可以使全同立构聚丙烯变为间同立构聚丙烯？为什么？答：1）区分：构象是由于单键的内旋转而产生的分子中原子在空间位置上的变化,而构型就是分子中由化学键所固定的原子在空间的排列；构象的转变不需打破化学键,而构型的转变必需断裂化学键；2）不能,碳-碳单键的旋转只能转变构象,却没有断裂化学键,所以不能转变构型,而全同立构聚丙烯与间同立构聚丙烯是不同的构型；3. 为什么等规立构聚丙乙烯分子链在晶体
2、中呈 31螺旋构象,而间规立构聚氯乙烯分子链在晶体中呈平面锯齿构象？答1）由于等归立构聚苯乙烯的两个苯环距离比其范德华半径总和小,产生排斥作用,使平面锯齿形极不稳固,必需通过 C-C键的旋转,形成 31螺旋构象,才能满意晶体分子链构象能最低原就；2）由于间规聚氯乙烯的氯取代基分得较开,相互间距离比范德华半径大,所以平面锯齿形构象是能量最低的构象；4. 1 / 22 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 22 页精选学习资料 - - - - - - - - - 哪些参数可以表征高分子链的柔顺性？如何表征？答：1）空间位阻参数 或称刚性因子）, 值愈大,柔顺性愈差；2）特点比 C
3、n,Cn值越小,链的柔顺性越好；3）连段长度 b,b值愈小,链愈柔顺；5聚乙烯分子链上没有侧基,内旋转位能不大,柔顺性好；该聚合物为什么室温下为塑料而不是橡胶？答：这是由于聚乙烯分子对称性好,简洁结晶,从而失去弹性,因而在室温下为塑料而不是橡胶；6. 从结构动身,简述以下各组聚合物的性能差异：1）聚丙烯睛与碳纤维；2）无规立构聚丙烯与等规立构聚丙烯；3）顺式聚 1,4-异戊二烯 自然橡胶）与反式聚 1,4-异戊二烯 杜仲橡胶）；4）高密度聚乙烯、低密度聚乙烯与交联聚乙烯；7. 比较以下四组高分子链的柔顺性并简要加以说明；2 / 22 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 22
4、 页精选学习资料 - - - - - - - - - 解：8. 某单烯类聚合物的聚合度为 104,试估算分子链完全舒展时的长度是其均方根末端距的多少倍？假定该分子链为自由旋转链；）答：81.6倍9. 无规聚丙烯在环己烷或甲苯中、30时测得的空间位阻参数 =1.76,试运算其等效自由连接链长度知碳碳键长为 0.154nm, 键角为109.5 ）；解：b=1.17nm 10. 3 / 22 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 22 页精选学习资料 - - - - - - - - - 某聚苯乙烯试样的分子量为,试估算其无扰链的均方末端距 已知特点比 Cn=12）；答：均方末端距为
5、 2276.8nm2第2章 聚合物的凝结态结构1.名词说明凝结态,内聚能密度,晶系,结晶度,取向,高分子合金的相容性；凝结态：为物质的物理状态,是依据物质的分子运动在宏观力学性能上的表现来区分的,通常包括固体、液体和气体；内聚能密度：CED 定义为单位体积凝结体汽化时所需要的能量,单位：晶系：依据晶体的特点对称元素所进行的分类；结晶度：试样中的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）；取向：聚合物的取向是指在某种外力作用下,分子链或其他结构单元沿着外力作用方向的择优排列；高分子合金的相容性：两种或两种以上高分子,通过共混形成微观结构均一程度不等的共混物所具有的亲和性；2.
6、什么叫内聚能密度？它与分子间作用力的关系如何？如何测定聚合物的内聚能密度？答：1）内聚能密度：定义为单位体积凝结体汽化时所需要的能量,单位：2）内聚能密度在 以下的聚合物,分子间作用力主要是色散力；内聚能密度在 以上的聚合物,分子链上有强的极性基团或者分子间能形成氢键；内聚能密度在 之间的聚合物,分子间相互作用居中；3.聚合物在不同条件下结晶时,可能得到哪几种主要的结晶外形？各种结晶外形的特点是什么？答：1）可能得到的结晶外形：单晶、树枝晶、球晶、纤维状晶、串晶、柱晶、伸直链晶体；2）外形特点：单晶：分子链垂直于片晶平面排列,晶片厚度一般只有树枝晶：很多单晶片在特定方向上的择优生长与积累形成树
7、枝状；球晶：呈圆球状,在正交偏光显微镜下出现特有的黑十字消光,有些显现同心环；纤维状晶：晶体呈纤维状,长度大大超过高分子链的长度；串晶：在电子显微镜下,串晶形如串珠；柱晶：中心贯穿有伸直链晶体的扁球晶,呈柱状；伸直链晶体：高分子链舒展排列晶片厚度与分子链长度相当；4.测定聚合物的结晶度的方法有哪几种？简述其基本原理；不同方法测得的结晶度是否相同？为什么？4 / 22 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 22 页精选学习资料 - - - - - - - - - 答：1）密度法,X射线衍射法,量热法；2）密度法的依据：分子链在晶区规整堆砌,故晶区密度大于非晶区密度；X射线衍射法
8、的依据：总的相干散射强度等于晶区和非晶区相干散射强度之和；量热法的依据：依据聚合物熔融过程中的热效应来测定结晶度的方法；3）不同,由于结晶度的概念缺乏明确的物理意义,晶区和非晶区的界限很不明确,无法精确测定结晶部分的量,所以其数值随测定方法不同而不同；5.高分子液晶的分子结构有何特点？依据分子排列有序性的不同,液晶可以分为哪几种晶型？如何表征？答：1）高分子液晶分子结构特点：1. 分子主干部分是棒状 筷形）,平面状 碟形）或曲面片状 碗形）的刚性结构,以瘦长棒状最为常见；子中含有对位苯撑,强极性基团,可高度极化或可形成氢键的基团,因而在液态下具有维护分子作某种有序排列所需要的凝结力；c.分子上
9、可能含有肯定的柔性结构；2）液晶晶型：a.完全没有平移有序向列相即 N相,用单位矢量 表示；b.一维平移有序 层状液晶）近晶A；c.手征性液晶,包括胆甾相）和手征性近晶相；d.盘状液晶相；3）液晶态的表征一般为：a.偏光显微镜下用平行光系统观看；b.热分析法；c.X射线衍射；d.电子衍射；e.核磁共振；f. 电子自旋共振；g.流变学；h.流变光学；6.简述液晶高分子的争论现状,举例说明其应用价值；答：液晶高分子被用于制造防弹衣,缆绳及航空航天器大型结构部件,可用于新型的分子及原子复合材料,适用于光导纤维的被覆,微波炉件,显示器件信息传递变电检测7.取向度的测定方法有哪几种？举例说明聚合物取向的
10、实际意义；用声速法测定；3）广角X射线衍射法；4）红外二向色性；5）偏正荧光法；8.某结晶聚合物的注射制品中,靠近模具的皮层具有双折射现象,而制品内部用偏光显微镜观看发觉有字,并且越靠近制品芯部,黑十字越大；试说明产生上述现象的缘由；假如降低模具的温度,皮层厚度将如何变化？答：1）由于形成球晶,球晶具有双折射现象,自然光经过偏振片变为偏振光,通过球晶发生双折射,分成两束振动方向垂直的偏振光,两束偏振光在与检偏镜平行方向上存在重量,重量速度不同,产生相位差而干涉,使出现黑十字消光图像,制品外部与模具接触,冷却速度快,球晶来不及生长而成多层片晶或小球晶,而制品芯部温度高,结晶时间充分,生长为大球晶
11、,因此消光图像更大；2）降低温度会增加过冷度,缩短结晶时间,因而皮层厚度增加；9.采纳“ 共聚” 和“ 共混” 方法进行聚合物改性有何异同点？解：略；10.简述提高高分子合金相容性的手段答：提高高分子合金的相容性一般用加入第三组分增溶剂的方法；增溶剂可以是与 A、B两种高分子化学组成相同的嵌段或接枝共聚物,也可以是与 A、B的化学组成不同但能分别与之相容的嵌段或接枝共聚物；5 / 22 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 22 页精选学习资料 - - - - - - - - - 11.某一聚合物完全结晶时的密度为 0.936g/cm3, 完全非晶态的密度为 0.854g/c
12、m3, 现知该聚合物的实际密度为0.900g/cm3, 试问其体积结晶度应为多少？依据晶胞参数 ,验证聚乙烯分子链在晶体中为平面锯齿形构象；2如聚乙烯无定形部分的密度 a=0.83g/cm3, 试运算密度 =0.97g/cm3 聚乙烯试样的质量结晶度；13.用声波传播测定拉伸涤纶纤维的取向度；如试验得到分子链在纤维轴方向的平均取向角取向度为多少？第3章 高分子溶液1.溶度参数的含义是什么？“ 溶度参数相近原理” 判定溶剂对聚合物溶解才能的依据是什么？答：1）溶度参数：是指内聚能密度的平方根；0,要使 0,越小越好,又由于.,所以与 越相近 就越小,所以可用“ 溶度参数相近原理” 判定溶剂对聚合
13、物的溶解才能；2.什么叫高分子 溶液？它与抱负溶液有何本质区分？答：1）高分子 溶液：是指高分子稀溶液在 温度下 Flory温度）,分子链段间的作用力,分子链段与溶剂分子间的作用力,溶剂分子间的作用力恰好相互抵消,形成无扰状态的溶液；此时高分子溶剂相互作用参数为能密度为 0.2）抱负溶液三个作用力都为 0,而 溶液三个作用力都不为 0,只是合力为3.Flory-Huggins 晶格模型理论推导高分子溶液混合熵时作了哪些假定？混合热表达式中 参数的物理意义是什么？答：1）假定：a.溶液中分子排列也像晶体中一样,为一种晶格排列；b.高分子链是柔性的,全部构象具有相同的能量；c.溶液中高分子“ 链段
14、” 是匀称分布的,即“ 链段” 占有任一格子的几率相同；2）物理意义：反映高分子与溶剂混合时相互作用能的变化；4.什么叫排斥体积效应？Flory-Kingbuam 稀溶液理论较之晶格模型理论有何进展？答：1）排斥体积效应：在高分子稀溶液中,“ 链段” 的分布实际上是不匀称的,高分子链以一个被溶剂化了的松懈的链球散布在纯溶剂中,每个链球都占有肯定的体积,它不能被其他分子的“ 链段” 占有；2）进展：把“ 链段” 间的排斥体积考虑进去,更符合实际；5.高分子合金相分别机理有哪两种？比较其异同点；解：略；6.苯乙烯-丁二烯共聚物 =16.7）难溶于戊烷 =14.4）和醋酸乙烯 =17.8）；如选用上
15、述两种溶剂的混合物,什6 / 22 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 22 页精选学习资料 - - - - - - - - - 么配比时对共聚物的溶解才能正确？解：7.运算以下三种情形下溶液的混合熵,争论所得结果的意义；1）99e12 个小分子 A与1e8个小分子 B相混合假定为抱负溶液）；2）99e12 个小分子 A与1e8个小分子 B设每个大分子“ 链段” 数）相混合 假定符合匀称场理论）；3）99e12 个小分子 A与1e12个小分子 B相混合 假定为抱负溶液）；答：1）；2）；3）. 结果说明,绝大多数高分子溶液,即使在浓度小时,性质也不听从抱负溶液的规律,混合熵
16、比小分子要大十几倍到数十倍,一个高分子在溶液中可以起到很多个小分子的作用,高分子溶液性质与抱负溶液性质偏差的缘由在于分子量大,分子链具有柔顺性,但一个高分子中每个链段是相互连接的,起不到的作用,混合熵比 xN个小分子来得小；8.在20将10-5mol 的聚甲基丙烯酸甲酯 =105, =1.20g/cm3）溶于179g氯仿=1.49 g/cm3）中,试运算溶液的混合熵、混合热和混合自由能；已知1=0.377答：；7 / 22 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 22 页精选学习资料 - - - - - - - - - 9.假定共混体系中,两组分聚合物 微分分布曲线：表示聚合物
17、中分子量 ；积分分布曲线：表示聚合物中分子量小于和等于某一值的全部级分所占的质量分数或摩尔分数；转换：2.测定聚合物数均和重均分子量的方法有哪几种？每种方法适用的分子量范畴如何？8 / 22 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 22 页精选学习资料 - - - - - - - - - 答：1测定数均分子量的方法：端基分析法、沸点上升、冰点下降、气相渗透压2测量重均分子量的方法：光散射法 3.证明渗透压法测得的分子量为数均分子量；答：渗透法测定分子量依据为时,所以：即渗透压法测得分子量为数均分子量；4.采纳渗透压法测得试样 A和B和摩尔质量分别为 4.20e5g/mol 和1
18、.25e5g/mol,试运算 A、B两种试样等质量混合物的数均分子量和重均分子量；答：；5.35 时,环己烷为聚苯乙烯 无规立构）的 溶剂；现将 300mg 聚苯乙烯 其次维利系数 A2；2溶液的渗透压；答：1）；2）6.某聚苯乙烯试样经分级后得到 5个级分；用光散射法测定了各级分的重均分子量,用粘度法 =2 =.其中/证明：1）=1.42910 / 22 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 22 页精选学习资料 - - - - - - - - - 9.现有一超高分子量的聚乙烯试样,欲采纳 方法测定其分子量和分子量分布,试问：1）能否挑选 GPC 法的常用溶剂 THF？假
19、如不行,应当挑选何种溶剂？2）常温下能进行测定吗？为什么？3）如何运算该试样的数均、重均和粘均分子量；第5章 聚合物的转变与放松1.以分子运动观点和分子间物理缠结概念说明非晶态聚合物随着温度上升粘弹行为的 4 个区域,并争论分子量对应力放松模量线的影响规律；答：1）a.玻璃态区,玻璃化温度以下,分子运动主要限于振动和短程的旋转运动；b.玻璃-橡胶转变区,可解读为远程、协同分子运动的开头；c.橡胶-弹性平台区,由于分子间存在几个链段平行排列的物理缠结,聚合物出现远程橡胶弹性；动区,物理缠结来不及放松,材料仍旧表现为橡胶行为,温度上升,发生解缠作用,导致整个分子产生滑移运动,即产生流动,这种流淌是
20、作为链段运动结果的整链运动；2）聚合物分子量越高,橡胶-弹性平台就越长；2.争论结晶、交联聚合物的模量-温度曲线和结晶度、交联度对曲线的影响规律；解：略；3.写出四种测定聚合物玻璃化温度的方法,简述其基本原理；不同试验方法所得结果是否相同？为什么？答：的主要机理是克服原子间的主价力和次价力,膨胀系数较小；b.量热法,聚合物在玻璃化时的热学性质的变化；c.温度-形变法,利用11 / 22 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 22 页精选学习资料 - - - - - - - - - 聚合物玻璃化转变时形变量的变化来测定其玻璃化温度；d.核磁共振法,利用电磁性质的变化争论聚合物
21、玻璃化转变的方法；2）不同,略；4.聚合物的玻璃化转变是否是热力学相变？为什么？聚合物的玻璃化转变并不是一个真正的热力学相变；由于非晶态聚合物发生玻璃化转 变 时 , 其 体 积 , 焓 或 熵 是 连 续 变 化 的 , 而 K, 和 INCLUDEPICTURE * MERGEFORMATINET 显现不连续的变化,要使体系达到热力学平稳,需要无限缓慢的变温速率和无限长的测试时间,试验上不行能做到,因此,玻璃化温度的测定过程体系不能满意热力学平稳条件,转变过程是一个放松过程,所测得的玻璃化温度不是一个真正的热力学相变； 5.试用玻璃化转变的自由体积理论说明：1）非晶态聚合物冷却时体积收缩速
22、率发生变化；冷 却 速 度 愈 快 , 测 得 的 Tg 值 愈 高 ； 答 ：1） 在 INCLUDEPICTURE * MERGEFORMATINET 合物体积收缩时,包括聚合物分子占有体积的收缩以及自 由体积的收缩,而在 INCLUDEPICTURE * MERGEFORMATINET 以下,自由体积处于冻结状态,所以,聚合物体积收缩只有聚合物占有体积的收缩,因此,体积收缩速率会有变化；_clip_image004_0001.gif * MERGEFORMATINET 偏大,这是由于：一方面,温度降低,体系的自由体积减小,同时,粘度增大,链段运动的放松时间增加,另一方面,冷却速率打算了试
23、验的观看时间,而玻璃化温度是链段运动的放松时间与试验的观 察 时 间 相 当 时 的 温 度 , 故 冷 却 愈 快 , 观 察 时 间 愈 短 , 测 得 的 INCLUDEPICTURE gif * MERGEFORMATINET 值愈高；6.玻璃化转变的热力学理论基本观点是什么？答：热力学争论说明,相转变过程中自由能是连续的,而与自由能的导数有关的性质发生不连续的变化；非晶态聚合物发生玻璃化转变时,其体积、焓或熵是连续变化的,但 K、 INCLUDEPICTURE * MERGEFORMATINET 显现不连续的变化；实际上,玻璃化温度的测定过程体系不能满意热力学的平稳条件,转变过程是
24、一个放松过程,所得 INCLUDEPICTURE 12 / 22 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 22 页精选学习资料 - - - - - - - - - * MERGEFORMATINET 值依靠于变温速率及测试方法力作用速率）7.聚合物晶体结构和结晶过程与小分子晶体结构和结晶过程有何差别？造成这些差别的缘由是什么？答：. . . . . . .摧.$. d. d.嬁 .愁$摧. .y.）小分子有分子晶体、原子晶体和离子晶体,而高分子晶体仅有分子晶体,且仅是分子链的一部分形成的晶体；这是由于高分子的分子链很长,可穿越多个晶胞；2）小分子的熔点是一个确定值,而高分子的
25、熔点是一个范畴值；3）高分子有结晶度的概念,而小分子没有；这是由于高分子结构的复杂性,使得聚合物结晶要比小分子结晶有更多的缺陷,所以结晶总是很不完善,有晶区和非晶区,用结晶读表示；4）高聚物的结晶过程分一次结晶 主结晶）和二次结晶 次级结晶）；这是由于高分子的相对分子质量大,体系黏度大,分子运动迟缓所引起的；8.测定聚合物结晶速度有哪些方法？简述其原理和主要步骤；答：；原理：聚合物结晶过程中,从无序的非晶态排列成高度有序的晶态,由于密度变大,会发生体积收缩即可争论结晶过程；主要步骤：方法是将试样与跟踪液 通常是水银 装入一膨胀计中,加热到聚合物熔点以上,使其全部熔融；然后将膨胀计移入恒温槽内,
26、观看毛细管内液柱的高度随时间的变化；2）偏光显微镜法和小角激光光散射法；原理：用单位时间里球晶半径增加的长度作为观看温度下球晶的径向生长速度；主要步骤：将试样熔融后立刻进行等温结晶,观看球晶的半径随时间的增长变化,以球晶半径对时间作图,可得始终线； 9.比较以下各组聚合物的 Tg 高低并说明理由：1）聚二甲基硅氧烷,顺式聚 1,4-丁二烯；INCLUDEPICTURE * MERGEFORMATINET ：聚二甲基硅氧烷顺式聚1,4-丁二烯2）聚己二酸乙二醇酯,聚对苯二甲酸乙二醇酯；LUDEPICTURE * MERGEFORMATINET 乙 二 醇 酯 聚 对 苯 二 甲 酸 乙 二 醇
27、酯 3 ） 聚 丙 烯, 聚 4- 甲 基 -1- 戊 烯 ；INCLUDEPICTURE * MERGEFORMATINET 丙 烯 聚 4- 甲 基 -1- 戊 烯 _clip_image004_0001 . 瑘潓瑦慷敲 . 捩潲潳瑦传晦捩罥 .q. .揓. . . . 偼. .考. .老. . 考. . 污敳老. 獡灓捡.亀来瑡癩 .亀浵敢呲灹 .厀畯捲噥污敵耄 . 耈湕瑩慎敭3 3 s3 3 3 s3 3 3 s s 3 ss 3 s 3 攚溏9.A.C川C.T炾j.k. n. 曚. .2. .攅 楬.a巉.竸.e沜. 考. . 峿巿廿.嬀笀. . . . . .娀.楔葲汶.繎.第6章
28、橡胶弹性1.高弹性有哪些特点？为什么聚合物具有高弹性？在什么情形下要求聚合物充分表达高弹性？什么情形下应设法防止高弹性？答：1）高弹性特点：a.弹性模量很小；b.形变量很大；c.弹性模量随肯定温度的上升正比的增加；d.形变时有明显的热效应；2）略3）略2.试述交联橡胶平稳态髙弾形变热力学分析的依据和所得结果的物理意义；答：依据：热力学第肯定律和其次定律,物理意义：橡胶变形后的张应力可以看成是由熵的变化和内能的变化两部分组成；只有熵才能奉献的弹性叫熵弹性,橡胶拉伸时内能变化很小,主要是熵的变化；内能的变化是橡胶拉伸时放热的缘由；3简述橡胶弹性统计理论的争论现状与展望,说明橡胶弹性唯象理论的优缺点
29、；答：略；4什么叫热塑性弹性体？举例说明其结构与性能关系；答：1）热塑性弹性体是一种兼有塑料和橡胶特性、在常温下显示橡胶高弹性、高温下又能塑化成型的高分子材料,又称为第三代橡胶；15 / 22 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 22 页精选学习资料 - - - - - - - - - 答：Pa 7.一硫化橡胶试样,应力为 1.5 106N/m2 时拉伸比为 2.5.试运算该试样 1cm3 中的网链数；答：8.1）利用橡胶弹性理论,运算交联点间平均分子量为 0.925g/cm3 的弹性体在 23时的拉伸模量和切变模量； 如考虑自由末端校正,模量将怎样转变？E=1.366M
30、pa, G=0.455 Mpa 2 E=1.229Mpa, G=0.410 Mpa 9.称取交联后的自然橡胶试样,于 25在正癸烷溶剂中溶胀；达溶胀平稳时,测得体积溶胀比为剂相互作用参数 1=0.42,聚合物的密度 2=0.925g/cm3, 溶剂的摩尔体积为 195.86cm3/mol, 试运算该试样的剪切模量GR=8.3145J/K mol；答：；第7章 聚合物的粘弹性1.举例说明聚合物的蠕变、应力放松、滞后和内耗现象；为什么聚合物具有这些现象？这些现象对其的使用性能存在哪些利弊？2.简述温度和外力作用频率对聚合物内耗大小的影响；画出聚合物的动态力学普示意图,举出两例说明谱图在争论聚合物结
31、构与性能方面的应用；3.指出Maxwell 模型、Kelvin模型和四元件模型分别相宜于模拟哪一类型聚合物的那一种力学放松过程？答：Maxwell 模型相宜于模拟线形聚合物的应力放松过程,Kelvin模型相宜于模拟交联聚合物的蠕变过程,四元件模型相宜于模拟线形聚合物的蠕变过程；4.什么是时温等效原理？该原理在猜测聚合物材料的长期使用性能方面和在聚合物加工过程中各有哪些指导意义？答：1）上升温度与延长时间对分子运动是等效的,对聚合物的粘弹行为也是等效的,这就是时温等效原理；2）需要在室温条件下几年甚至上百年完成的应力放松试验实际上是不能实现的,但可以在高温条件下短期内完成；或者需要在室温条件下几
32、十万分之一秒或几百万分之一秒中完成的应力放松试验,可以在低温条件下几个小时甚至几天内完成；5.定量说明放松时间的含意；为什么说作用力的时间相当时,放松现象才能被明显地观看到？答：1）放松时间 是粘性系数和弹性系数的比值；2）假如外加应力作用时间极短,材料中的粘性部分仍来不及响应,观看到的是弹性应变；反之,如应力作用的时间极长,弹性应变已经回复,观看到的仅是粘性流体奉献的应变,材料可考虑为一个简洁的牛顿流体；只有在适中的应16 / 22 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页,共 22 页精选学习资料 - - - - - - - - - 力作用时间,材料的粘弹性才会出现,应力随时间
33、逐步衰减到零,这个适中的时间正是放松现象的内部时间尺度放松时间 ；6.简述聚合物粘弹理论的争论现状与展望；答：略；7.一某种聚合物材料作为两根管子接口法兰的密封垫圈,假设该材料的力学行为可以用 模型来描述；已知垫圈压缩应变为 0.2,初始模量为 3e6N/m2, 材料应力放松时间为 300d,管内流体的压力为 0.3e6N/m2, 试问多少天后接口处将发生泄露？答：208d；8.将一块橡胶试片一端夹紧,另一端加上负荷,使之自由振动；已知振动周期为 0.60s,振幅每一周期削减 5%,试计算：1）橡胶试片在该频率 或振幅）下的对数减量 ）和损耗角正切2）假如 =0.02,问多少周期后试样的振动振
34、幅将削减到起始值的一半？答：1）；2）21；9.分别写出纯粘性液体 粘滞系数 ）、抱负弹性体 弹性模量 E）、Maxwell 单元和Kelvin单元EK, k）在t=0时加上一恒定应变速度 K后应力 ）随时间 t）的变化关系,并以图形表示之；解：1）=KEt, 图形为一过原点直线；2）=K, 图形为一水平直线；17 / 22 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页,共 22 页精选学习资料 - - - - - - - - - , 图形为一条斜率逐步减小的曲线；4）=KEt+ K 图形为始终线,与纵轴交点在横轴上方；10.设聚丙烯为线性粘弹体,其柔量为 D-1t 的单位为 s,应力
35、状态如下：=0 t0 =1MPa 0t 1000s=1.5MPa 1000st 2000s试运算1500s时,该材料的应变值；答：11.在频率为 1Hz条件下进行聚苯乙烯试样的动态力学性能试验,125显现内耗峰；请运算在频率上述试验时,显现内耗峰的温度；已知聚苯乙烯的 Tg=100）答：151.3 18 / 22 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页,共 22 页精选学习资料 - - - - - - - - - 12.某聚合物试样, 25时应力放松到模量为 需要10h；试运算-20时放松到同一模量需要多少时间？该聚合物的 Tg=-70）答：13.某聚合物的粘弹行为听从 Kelv
36、in模型,其中 值听从WLF 方程,E值听从橡胶弹性统计理论；该聚合物的玻璃化温度为5,该温度下粘度为 1e12Pa s,有效网链密度为 1e-4mol/cm3；试写出 30、1e6Pa 应力作用下该聚合物的蠕变方程；答：第8章 聚合物的屈服和断裂1.名词说明：脆-韧转变点；细颈；剪切带；银纹；应力集中；疲惫；脆-韧转变点：在肯定应变速率下,作断裂应力和屈服应力分别与温度 T的关系曲线,两条曲线的交点就是脆韧屈服转变点；细颈：高分子材料试样条在拉伸试验中,试条某点的横截面突然快速下降的现象；剪切带：只发生在局部带状区域内的剪切变形；银纹：聚合物在张应力作用下,于材料某些薄弱地方显现应力集中而产生局部的塑性形变和取向,以至在材料表面或内部垂直于应力方向上显现长度为 100m、宽度为 10m左右、厚度约为 1m的微细凹槽；应力集中：受力材料在外形、尺寸急剧变化的局部或内部缺陷 孔、裂缝等）的邻近显现应力显著增大的现象；疲惫：材料或构件