高分子物理习题集-答案

?(扩张因子) >>1 >1 =1 <1 注:扩张因子是没讲的内容!

第四章 非晶态高聚物

4.按要求绘制示意图

(1)两个不同分子量的线型非晶高聚物的形变—温度曲线和模量—温度曲线(试样MA>MB)

(2)体型酚醛树脂和低硫化度丁二烯橡胶的模量—温度曲线 (3)增塑和未增塑高聚物的模量—温度曲线 答案: (1) (2) (3)

第 9 页 共 13 页

7.写出下列高聚物的结构单元,并比较其玻璃化温度的大小;

A.聚氯乙烯 聚异丁烯 聚偏二氯乙烯 聚碳酸酯

B.聚丙烯酸 聚丙烯酸甲酯 聚甲基丙烯酸甲酯 聚丙烯酸乙酯 答案: A、

所以A组高聚物的玻璃化温度大小比较如下:PC>PVC > PVDF > PIB B、

所以B组高聚物的玻璃化温度大小比较如下:

聚丙烯酸>聚甲基丙烯酸甲酯>聚丙烯酸甲酯>聚丙烯酸乙酯

8.天然橡胶的松弛活化能近似为1.05KJ/mol(结构单元),试估计一块天然橡胶由27℃升温到127℃时,其松弛时间缩短了几倍? 答案: 或者:

9.已知增塑聚氯乙烯的玻璃化温度为338K,黏流温度和473K时的黏度各为多少?

Tf???0e?ERT??300???1.11??400????0e?ERT??300????400??0.1??300???400???0.9??300???400??0.9??300?所以,其松弛时间缩短了0.1倍。

为418K,流动活化能

△Eη=8.31KJ/mol,433K时的黏度为5Pa·S,求此增塑聚氯乙烯在338K

第 10 页 共 13 页

答案:根据WLF方程

lg??433K?(Tg)??17.44(433?Tg)51.6?(433?Tg)??17.44(433?338)??11.301551.6?(433?338)lg?(Tg)?lg?(433K)?11.30155?lg5?11.3015?12.0005所以此聚氯乙烯在338K(Tg)时的黏度为:? 因为473K高于338+100K(Tg+100)

?T??10g12Pas??E??所以要求473K温度下聚氯乙烯的黏度,要使用阿累尼乌斯公式 ??Aexp??RT?? ?473K???exp??E???E???e?0.1953?0.8226??

??433K?R?473R?433??

所以此聚氯乙烯在473K时的黏度为:

? ?473??0.8226??433??0.8226?5?4.11Pas第五章 晶态高聚物

10.比较下列高聚物熔点之高低: A.聚乙烯、聚氧化乙烯、聚氧化甲烯

B.聚己二酸乙二酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯 C.尼龙-1010、尼龙-610 D.尼龙-6、尼龙-7 答案:熔点从高到低排序为

A组:聚氧化甲烯(聚甲醛)>聚乙烯>聚氧化乙烯

B组:聚对苯二甲酸乙二酯>聚对苯二甲酸丁二酯>聚己二酸乙二酯 C组:尼龙-610>尼龙-1010 D组:尼龙-7>尼龙-6

12.在注射成型聚碳酸酯时,若模具温度较低,则制品很快冷却到100℃以下,试分析所得制品能否结晶,为什么?

答案:所得制品通常为非晶态,因为从分子结构上考虑,聚碳酸酯分子结构对称规整,具有结晶能力,但是由于分子中含有较大的苯环结构及较大的侧基,分子运动能力较差,结晶条件非常苛刻,所以制品快速冷却的情况下,常得到非晶态结构。

18.是否容易结晶和结晶度高的聚合物其熔点就一定是高的?以下几种高聚物哪种容易结晶?哪种熔点高?

第 11 页 共 13 页

答案:容易结晶的聚合物其熔点并不一定高。

例如,下列几种高聚物中,聚乙烯很容易结晶、聚碳酸酯则不容易结晶,而聚乙烯熔点则远低于聚碳酸酯的熔点。这些高聚物中,熔点的比较(由高到低排序)

聚碳酸酯>尼龙66>聚丙烯>聚乙烯。

第六章 高聚物的力学性能

5210Nm7.由聚异丁烯的时-温等效组合曲线可知,在298K时,其应力松弛到

约需10小时,试计算在253K达到同一数值所需的时间。(已知聚异丁烯的玻璃化温度为203K)

答案:根据题中条件,可以使用WLF方程计算

t?T??17.44(T?Tg) lg?t?Tg?51.6?(T?Tg)

Tg=203K,分别将T=298K和T=253K带入WLF方程,得出

t?253? lg t?298???11.3015lg??8.5827t?203?t?203?

上述两式相减得:

t?298? lg??2.7188t253??

t?298??10hr?t?253??5234hr所以:聚异丁橡胶在253K达到同样的力学松弛需要的时间为:5324h。 室温等效原理补充题:以0.1℃/分的升温速度测得PS的Tg=100 ℃,试问在升温速度改为10 ℃/分时,PS的Tg=?

答案: ?17.44(T?Tg)lgaT?51.6?(T?Tg)

aT??00.1??0.01?10代入上式解得:T?106.50C即升温速度为100C/分的Tg?106.50C第 12 页 共 13 页

联系客服:779662525#qq.com(#替换为@)