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剪切带和银纹都属于塑性形变，是聚合物产生韧性的原因。

柔量：模量的倒数称为柔量，可用来表示形变的难易程度。 零剪切黏度：即剪切速率趋近于零的表观剪切黏度。

松弛时间谱：由于高分子运动单元的多重性，其运动单元的大小不同，相应的松弛时间的长

短也不一致。松弛时间的分布是很宽的，在一定范围内可以认为是一个连续的分布，称为松弛时间谱。

银纹：某些聚合物在受到拉伸应力时，会产生许多微小的裂纹，这些裂纹由于光的折射，看

上去是发亮的，所以称为银纹。

脆性断裂：在材料出现屈服之前发生的断裂。

滞后环：由橡胶的拉伸—压缩循环的应力—应变曲线所构成的闭合曲线。

简单题

2、试述橡胶的热力学方程的意义，并解释其拉伸过程中的放热效应和具有负的膨胀系数。 答：橡胶的热力学方程是：

其物理意义是：橡胶的张力是由于形变时内能发生变化和熵发生变化所引起的。 因为橡胶的高弹形变是可回复的，即其形变过程是可逆的。在恒温可逆过程中：

而橡胶在拉伸过程中的熵变是减小的，即 故

即橡胶在拉伸过程中放热。

由热力学第一定律可知：体系内能的变化dU等于体系吸收的热量dQ减去体系对外所作的功dW，即

而橡胶在形变过程中内能和体积几乎不发生变化，即 故

当体系受热时： 则

即体系受热升温时，橡胶收缩，故其具有负的膨胀系数。

3、试讨论聚合物力学损耗对温度与外力作用频率的依赖关系，并举例说明它们在研究聚合物结构与性能关系上的应用。 答：在Tg以下，高聚物受外力作用形变很小，这种形变主要是由键长和键角的改变引起的，速度很快，几乎完全跟得上应力的变化，δ很小，所以内耗很小。温度升高，在向高弹态过渡时，由于链段开始运动，而体系的黏度还很大，链段运动时受到摩擦阻力比较大，更多精品文档

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因此高弹形变显著落后于应力的变化，δ较大，内耗也大。当温度进一步升高时，虽然形变大，但链段运动比较自由，内耗也小了。因此，在玻璃化转变区域将出现一个内耗的极大值，称为内耗峰。向黏流态过渡时，由于分子之间相互滑移，因而内耗急剧增加。 外力作用频率很低时，高分子的链段运动完全跟得上外力的变化，内耗很小，高聚物表现出橡胶的高弹性；在外力作用频率很高时，链段运动完全跟不上外力的变化，内耗也很小，高聚物显得刚性，表现出玻璃态的力学性质。只有在中间区域，链段运动跟不上外力的变化，内耗在一定的频率范围内将出现一个极大值，这个区域中材料的粘弹性表现得很明显。

根据内耗在玻璃化温度附近出现极大值的特点，可以利用聚合物的动态力学性质测定聚合物的玻璃化温度，比如DMA。

5、试讨论提高高分子材料抗张强度及冲击强度的途径。 答：提高高分子材料抗张强度的途径有： 1）、从高分子的结构入手：在主链引入芳杂环，增加分子之间的相互作用，交联，增大聚合物的相对分子质量等，都有利于提高抗张强度。 2）、对于结晶性的聚合物，提高结晶度可以提高抗张强度。 3）、通过取向。 4）、加入填料进行增强。 5）、与高抗张强度的其他聚合物共混。

提高聚合物冲击强度的途径有：提高聚合物的相对分子质量，取向，适度交联，增塑，共混等。

是非题

1、拉伸试验中，材料横向单位宽度的减小与纵向单位长度的增加之比值为泊松比，泊松比理论上的取值范围为0—0.5，因此，聚合物的泊松比不可能超过0.5，一般在0.2—0.5之间。

2、模量为应力-应变曲线起始部分的斜率，也就是应力与应变的比值，由于应变是没有量纲的，因此，模量的单位与应力相同。

3、玻璃态高聚物的强迫高弹形变，其本质与橡胶的高弹形变是一样的，都是由于链段被激发而引起的，只是两者的表现形式不同而已。

4、脆化温度是高聚物由韧性断裂转变成脆性断裂的临界温度，因此它既是韧性断裂的最低温度，也是脆性断裂的最高温度。

5、当聚合物的断裂强度高于屈服强度时，在聚合物发生断裂前先发生屈服，出现冷拉，其断裂方式应该是韧性断裂。

6、银纹和剪切带是高分子材料在外力作用下发生的两种常见的塑性形变。

7、高分子材料在外力作用下发生破坏时，首先将发生在未取向区域的分子间力的破坏，随后应力集中到取向的主链上，引起分子链的断裂，因此高分子材料的破坏不是首先通过分子链的断裂发生的。

8、Maxwell模型只适用于模拟线性聚合物的应力松弛过程。

9、银纹与裂缝不同，银纹的质量不为零，银纹体中包含取向的聚合物。 10、银纹产生后，在压力下或在玻璃化温度以上退火时会回缩或消失，因此银纹具有可逆性。 外力作用在橡胶上，引起内能和熵的变化。 11、橡胶的弹性模量可用下式计算：

E=3N0kT 更多精品文档

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从上式可以看出，橡胶的弹性模量是随温度的升高而增大的。

12、理想弹性体在形变过程中内能保持不变，即在拉伸时只有熵变对弹性有贡献。 13、交联橡胶的应力-应变关系并不符合虎克定律。

14、聚合物的模量不仅与温度有关，还与拉伸速率有关，一般来说，拉伸速率提高，测得的模量增大。

图示题 1解：

说明：牛顿流体的形变随时间线性发展，外力出去后，形变不能回复，留下永久形变。

理想弹性体能在瞬间产生与外力相适应的形变，即其形变的产生是不需要时间的，瞬间达到平衡形变，只要外力不变，形变也保持不变。但外力去除后，形变立刻回复。 没有交联的线性聚合物在恒定载荷下，表现出典型的蠕变行为，形变随时间逐渐发展，出去外力后，形变将逐渐回复。由于线性分子间没有化学交联，形变过程中会产生分子间的相对滑移，即黏性流动，这部分形变是不能回复的，因此外力除去后，会留下部分永久形变；而交联聚合物则可完全回复。

2解：说明：硬脆性聚合物在拉伸中表现 出脆性断裂，具有很高的模量和 较小的断裂伸长率；而硬韧型聚

合物拉伸过程中出现屈服和冷拉， 具有较高的模量和较大的断裂 伸长率。

3解：如右图。

σb为断裂强度；

σy为屈服强度； εb为断裂伸长率 εy为屈服伸长率

A点事开始产生细颈的位置。

4答：交联橡胶在不受外力时，受热后体积膨胀，因此具有正的线膨胀系数。

而在恒定外力作用下橡胶受热时，由于分子运动加剧而使得橡胶的回复力增大，如果

外力保持不变，则橡胶会回缩，因此具有负的膨胀系数。

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一、选择题。

1、下列聚合物中属于杂链高分子的是（ ）

A聚氯乙烯 B聚甲醛 C聚丙烯酸甲酯 D聚丙烯 2、下列聚合物中分子链柔性最好的是（ ）

A聚苯乙烯 B聚甲基丙烯酸甲酯 C聚氯乙烯 D 1,4-聚丁二烯 3、下列聚合物中有旋光结构的是（ ）

A聚乙烯 B聚四氟乙烯 C聚苯乙烯 D聚偏氯乙烯 4、下列聚合物中有几何异构体的是（ ）

A 1,4-聚丁二烯 B 1,2-聚丁二烯 C聚丙烯 D聚醋酸乙烯 5、下列结晶聚合物中熔点最低的是（ ）

A聚酰胺 B聚氨酯 C聚酯 D聚乙烯

6、下列方法中可测得聚合物溶液的第二维利系数的是（ ）

A凝胶色谱法 B端基分析法 C稀溶液黏度法 D膜渗透压法 7、光散射法测得的高分子相对分子质量为（ ）

A数均相对分子质量 B重均相对分子质量 C黏均相对分子质量D z均相对分子质量 8、交联橡胶拉伸时（ ）

A放热 B吸热 C无热效应 D不确定 9、交联橡胶的模量随温度升高而（ ） A升高 B下降 C不变 D不确定

10、升温速率越快，测得的聚合物玻璃化温度（ ） A升高 B越高 C不变 D不确定 11、描述高分子链构象的物理量是（ ）

A等规度 B相对分子质量 C结晶度 D均方末端距

12、高分子链的柔性越好，其等效自由结合链的链段长度（ ） A不变 B变化不大 C越大 D越小

13、若只考虑头-尾键接方式，聚丁二烯可能存在的构型有（ ） A 2种 B 3种 C 4种 D 5种

14、下列结晶聚合物中熔点最高的是（ ） A聚酰胺 B聚氯乙烯 C聚丙烯 D聚酯 15、用Avrami方程可以计算聚合物的（ ）

A相对分子质量 B结晶速度 C玻璃化温度 D结晶温度 16、高分子的相对分子质量越大，其在溶液中的溶解度（ ） A不变 B变化不确定 C越大 D越小

17、当聚合物溶于良溶剂时，则溶液的过量化学位（ ） A大于零 B小于零 C等于零 D无法确定 18、Voigt模型（并联）可以用来描述（ ）

A线性高聚物的应力松弛过程 B交联高聚物的应力松弛过程 C交联高聚物的蠕变过程 D线性高聚物的蠕变过程 19、拉伸速率越快，测得的聚合物断裂强度（ ） A升高 B越高 C不变 D不确定

20、下列聚合物的结构属于二级结构的是（ ） A构型 B构象 C支化 D晶态结构 21、下列结晶聚合物中熔点最高的是（ ）

A聚乙烯 B聚丙烯 C聚氯乙烯 D聚四氟乙烯 更多精品文档