2024年3月5日发(作者：杨兴)

共20题，每题5分。

一、讨论题：

1-1、写出下列聚合物熔点的高低顺序并说明理由。

A、聚乙烯，B、聚丙烯，C、尼龙66，D、尼龙1010

答：从高到低依次是：D、C、B、A。理由：氢键，氢键密度，分子链柔性。

1-2 温度和切变速率对聚乙烯和聚碳酸酯熔体流动性的影响不同，解释原因。

答：聚乙烯（柔性链），温敏；聚碳酸酯（刚性链），切敏。

1-3非牛顿指数n与Avrami指数n各表征聚合物的哪种性质？分别讨论n的不同取值范围所对应的聚合物行为变化。

答：非牛顿指数n表征聚合物流体的表观粘度随剪切速率变化的规律，n>1膨胀性流体，n<1为假塑性流体。

Avrami指数n表征聚合物结晶过程结晶成核维数，n=成核维数+时间维数，n值越小，表示异相成核为主。

1-4 仅分子量不同的两种聚合物样品，哪个玻璃化温度高？哪个熔点高？解释原因。

答：高分子量样品，玻璃化温度升高，熔点升高。原因均为链末端的影响。链末端带有多余的自由体积，导致末端越多（分子量越低），玻璃化温度越低。末端与主链结构不同，作为杂质，含量越高（分子量越低），熔点越低。

1-5 讨论聚合物中球晶、串晶、横晶的生成条件与成核方式。

答：球晶：点成核；浓溶液中析出或熔体冷却结晶

串晶：行成核；取向状态下结晶

横晶：面成核；熔体在应力作用下结晶

二、作图题(示意图即可)：

2-1 分子量为5万的聚丙烯熔体从220C以10C/min冷却至室温，然后马上以10C/min加热到200C的DSC谱图。

2-2 分子量为20万的线形聚异丁烯在25C下的模量-时间曲线。

103s1速率拉伸时的应力-应变曲2-3 聚氯乙烯在30C、+25C和+70C以线。

2-4 聚丙烯与高抗冲聚苯乙烯在20C拉伸时的体积应变V/V对应变作图的曲线。

2-5 室温下对分子量为10万的聚氯乙烯样品加载一个载荷，画出样品的蠕变曲线。

2-6对SBS样品进行动态力学测试，画出tan对温度的实验曲线。

2-7 淬冷聚对苯二甲酸乙二醇酯进行介电测试，画出介电常数对温度的曲线。

2-8 线形低密度乙烯进行流动性能测试，画出表观粘度对剪切速率的曲线。

2-9 等温测定聚对苯二甲酸丙二醇酯的结晶速率，画出结晶程度对时间的曲线。

2-10 画出Kevlar的浓硫酸溶液的浓度与表观粘度的关系曲线。

三、计算题：

3-1已知全同立构聚丙烯完全结晶时的密度为0.936 g/cm3，完全非晶态的密度为0.854 g/ cm3，现有该聚合物试样一块，体积为1.42×2.96×0.51 cm3，重量1.94 g，计算其体积结晶度。

解：m1.940.905g/cm3

V1.422.960.51Ca0.9050.8540.62

ca0.9360.8543-2 某聚合物试样，25℃时应力松弛到模量为105N/m2需要5hr。试计算20℃时松弛到同一模量需要多少时间？（已知该聚合物的Tg = 70℃）

解：lgt25tt17.44(2570)17.44(2070)lg25lg20t20tTgtTg51.6(2570)51.6(2070)

11.38.582.72t2552.6103hr

2.720.001910t203-3 某取向聚合物中的链段30%的链段平行于参考方向，30%的链段垂直于参考方向，40%的链段与参考方向夹角为30，求此聚合物的Hermans取向因子。解解：cos20.3(cos00)20.3(cos900)20.4(cos300)20.30.30.6f11(3cos21)(30.61)0.4

22

3-4 Kelvin模型的弹簧模量为108Pa，粘壶粘度为1010Pa.s。t=0时刻施加应力2MPa，t=25s去除该应力，计算t=50s时的应变。

解：  = 100s。

5022(1e50/100)(1e25/100)0.00345

1001003-5 欲使高分子量聚乙烯熔体的零切粘度减小一半，重均分子量必须降低多少？

解：0KM3.4，所以M=0.816M’

0M1()3.4

0'M'2

2024年3月5日发(作者：杨兴)

共20题，每题5分。

一、讨论题：

1-1、写出下列聚合物熔点的高低顺序并说明理由。

A、聚乙烯，B、聚丙烯，C、尼龙66，D、尼龙1010

答：从高到低依次是：D、C、B、A。理由：氢键，氢键密度，分子链柔性。

1-2 温度和切变速率对聚乙烯和聚碳酸酯熔体流动性的影响不同，解释原因。

答：聚乙烯（柔性链），温敏；聚碳酸酯（刚性链），切敏。

1-3非牛顿指数n与Avrami指数n各表征聚合物的哪种性质？分别讨论n的不同取值范围所对应的聚合物行为变化。

答：非牛顿指数n表征聚合物流体的表观粘度随剪切速率变化的规律，n>1膨胀性流体，n<1为假塑性流体。

Avrami指数n表征聚合物结晶过程结晶成核维数，n=成核维数+时间维数，n值越小，表示异相成核为主。

1-4 仅分子量不同的两种聚合物样品，哪个玻璃化温度高？哪个熔点高？解释原因。

答：高分子量样品，玻璃化温度升高，熔点升高。原因均为链末端的影响。链末端带有多余的自由体积，导致末端越多（分子量越低），玻璃化温度越低。末端与主链结构不同，作为杂质，含量越高（分子量越低），熔点越低。

1-5 讨论聚合物中球晶、串晶、横晶的生成条件与成核方式。

答：球晶：点成核；浓溶液中析出或熔体冷却结晶

串晶：行成核；取向状态下结晶

横晶：面成核；熔体在应力作用下结晶

二、作图题(示意图即可)：

2-1 分子量为5万的聚丙烯熔体从220C以10C/min冷却至室温，然后马上以10C/min加热到200C的DSC谱图。

2-2 分子量为20万的线形聚异丁烯在25C下的模量-时间曲线。

103s1速率拉伸时的应力-应变曲2-3 聚氯乙烯在30C、+25C和+70C以线。

2-4 聚丙烯与高抗冲聚苯乙烯在20C拉伸时的体积应变V/V对应变作图的曲线。

2-5 室温下对分子量为10万的聚氯乙烯样品加载一个载荷，画出样品的蠕变曲线。

2-6对SBS样品进行动态力学测试，画出tan对温度的实验曲线。

2-7 淬冷聚对苯二甲酸乙二醇酯进行介电测试，画出介电常数对温度的曲线。

2-8 线形低密度乙烯进行流动性能测试，画出表观粘度对剪切速率的曲线。

2-9 等温测定聚对苯二甲酸丙二醇酯的结晶速率，画出结晶程度对时间的曲线。

2-10 画出Kevlar的浓硫酸溶液的浓度与表观粘度的关系曲线。

三、计算题：

3-1已知全同立构聚丙烯完全结晶时的密度为0.936 g/cm3，完全非晶态的密度为0.854 g/ cm3，现有该聚合物试样一块，体积为1.42×2.96×0.51 cm3，重量1.94 g，计算其体积结晶度。

解：m1.940.905g/cm3

V1.422.960.51Ca0.9050.8540.62

ca0.9360.8543-2 某聚合物试样，25℃时应力松弛到模量为105N/m2需要5hr。试计算20℃时松弛到同一模量需要多少时间？（已知该聚合物的Tg = 70℃）

解：lgt25tt17.44(2570)17.44(2070)lg25lg20t20tTgtTg51.6(2570)51.6(2070)

11.38.582.72t2552.6103hr

2.720.001910t203-3 某取向聚合物中的链段30%的链段平行于参考方向，30%的链段垂直于参考方向，40%的链段与参考方向夹角为30，求此聚合物的Hermans取向因子。解解：cos20.3(cos00)20.3(cos900)20.4(cos300)20.30.30.6f11(3cos21)(30.61)0.4

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3-4 Kelvin模型的弹簧模量为108Pa，粘壶粘度为1010Pa.s。t=0时刻施加应力2MPa，t=25s去除该应力，计算t=50s时的应变。

解：  = 100s。

5022(1e50/100)(1e25/100)0.00345

1001003-5 欲使高分子量聚乙烯熔体的零切粘度减小一半，重均分子量必须降低多少？

解：0KM3.4，所以M=0.816M’

0M1()3.4

0'M'2