05年《高分子材料導論》試卷答案及評分標準
一、填空題（20分,每空1分）：
1、材料按所起作用分類,可分為功能材料和結構材料兩種型別。
2、按照聚合物和單體元素組成和結構變化,可將聚合反應分成
加成聚合反應和縮合聚合反應兩大類。
3、大分子鏈形態有伸直鏈、摺疊鏈、螺旋鏈、無規線團四種基本型別。
4、合成膠粘劑按固化型別可分為化學反應型膠粘劑、熱塑性樹脂溶液膠粘劑、熱熔膠粘劑三種。
5、原子之間或分子之間的繫結力稱為結合鍵或價鍵。
6、高分子聚合物溶劑選擇的原則有極性相近、溶解度引數相近、
溶劑化原則。
7、液晶高分子材料從應用的角度分為熱致型和溶致型兩種。
8、製備高聚物/粘土奈米複合材料方法有插層聚合和插層復合兩種。
二、解釋下列概念（20分,每小題4分）：
1、 材料化過程：由化學物質或原料轉變成適於一定用場的材料,其轉變過程稱為材料化過程或稱為材料工藝過程。
2、 複合材料：由兩種或兩種以上物理和化學性質不同的物質,用適當的工藝方法組合起來,而得到的具有復合效應的多相固體材料稱之為複合材料。
3、 聚合物混合物介面：聚合物的共混物中存在三種區域結構：兩種聚合物各自獨立的相和兩相之間的介面層,介面層也稱為過渡區,在此區域發生兩相的粘合和兩種聚合物鏈段之間的相互擴散。
4、 共混法則：共混物的效能與構成共混物的組成均質材料的效能有關,一般為其體積分數或摩爾分數與均質材料的效能乘積之和。或是倒數關係。
5、 奈米複合材料：是指複合材料結構中至少有乙個相在一維方向上是奈米尺寸。所謂奈米尺寸是指1nm~100nm的尺寸範圍。
奈米複合材料包括均質材料在加工過程中所析出奈米級尺寸增強相和基體相所構成的原位複合材料、奈米級尺寸增強劑的複合材料以及剛性分子增強的分子複合材料等。
三、比較下列各組聚合物的柔順性大小,並說明理由（5分,每小題2.5分）：
1、 聚丙烯與聚苯烯
聚丙烯》聚苯烯,原因：隨著長鏈上側基體積的增大,限制了分子鏈的運動,分子的柔性降低。
2、 聚乙烯、氯化聚乙烯和聚氯乙烯
聚乙烯》氯化聚乙烯》聚氯乙烯,原因：隨著長鏈上氯原子的增加,分子間作用力增強,分子的柔性降低。
四、比較下列各組聚合物的tg大小,並說明理由（5分,每小題2.5分）：
1、 聚丙烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇和聚丙烯腈
聚丙烯《聚氯乙烯《聚乙烯醇《聚丙烯腈,原因：隨著分子鏈上側基的極性增強,分子鏈產生的內旋轉受到限制越大,是其tg增高。
2、 聚（3、3-二甲基—1-丁烯）、聚苯乙烯和聚乙烯基咔唑
聚（3、3-二甲基—1-丁烯）《聚苯乙烯《聚乙烯基咔唑,原因：隨著分子鏈上側基體積的增大,分子運動越困難,所以tg增高。
五、按照給出條件鑑別高分子材料（6分,每小題3分）：
1、請指出1、2、3分別是hdpe、ldpe、uhmwpe中的哪一種聚合物？
答案：1、2、3分別是hdpe、ldpe、uhmwpe。
2、請指出1、2分別是pc、hips中的哪一種聚合物？
答案：1、2分別是pc、hips。
六、寫出製備下列高分子材料的單體名稱及反應式（8分,每小題2分）：
1、 錦綸6t
答案：單體是對苯二甲酸和己二胺 （１分）
反應式：
（１分）
2、 pip
答案：單體是異戊二烯 （１分）
反應式：
（１分）
3、 芳綸1313
答案：單體是間苯二甲酸和間苯二胺 （１分）
反應式：
（１分）
4、 abs
答案：單體是丙烯腈、苯苯乙烯和丁二烯 （１分）
反應式： （１分）
七、回答下列問題（36分,每小題6分）：
1、 高分子材料與小分子化合物相比具有什麼特點？
答案：高分子是一種許許多多原子由共價鍵聯結,且鏈上的成鍵原子都共享成鍵電子的相對分子質量很大（104～107,甚至更大）的化合物。如果把一般的小分子化合物看作為「點」分子,則高分子恰似「一條鏈」。
正是由於高分子的長鏈結構,使其與小分子物質相比具有種種高分子的特性,歸納如下：
1）高分子是由很大數目的結構單元組成,每一結構單元相當於乙個小分子,它可以是一種均聚物,也可以是幾種共聚物。結構單元以共價鍵相鏈結,形成線性分子、支化分子、網狀分子等等。
2）一般高分子的主鏈都有一定的內旋**由度,可以使主鏈彎曲而具有柔性。並由於分子的熱運動,柔性鏈的形狀可以不斷改變,如化學鍵不能作內旋轉,或結構單元間有強烈的相互作用,則形成剛性鏈,而且有一定的形狀。
3）高分子是由很多結構單元所組成,與小分子相比,其分子間的范德華力超過了組成大分子的化學鍵能,不易汽化,或用蒸餾法進行純化。
4）只要高分子鏈中存在交聯,既是交聯度很小,高聚物的物理力學效能也會發生很大變化,最主要的是不溶解和不熔融。
5）高聚物的聚集態有晶態和非晶態之分,高聚物的晶態比小分子晶態的有序差很多,存在很多缺陷。但高聚物的非晶態卻比小分子液態的有序程度高。
6）要將高聚物加工成為有用的材料,往往要在樹脂中加入填料、各種助劑、色料等。當兩種以上高聚物共混改性時,高分子材料的織態結構是決定材料的效能的重要因素。
2、 pc效能有哪些優缺點？
答案：pc的優良效能：
（1）力學效能 pc具有均衡的剛性和韌性,拉伸強度高達61～70mpa,有突出的衝擊強度,在一般工程塑料中居首位,抗蠕變效能優於聚醯胺和聚甲醛。
（2）熱效能與聚醯胺和聚甲醛不同,pc是非結晶性塑料,但由於主鏈中存在苯環,使pc具有較高的耐熱性,它的玻璃化轉變溫度和軟化溫度分別高達150℃和240℃,最高使用溫度可達135℃。pc具有優良的耐寒性,脆化溫度為－100℃,因此可在－100～130℃的範圍內使用。
（3）透明性 pc的透光率為87％～91％,由於它兼具抗衝擊性和耐熱性,因此綜合性能優於聚苯乙烯、有機玻璃等其它透明塑料。
（4）其它效能吸水率低、成型收縮率小、尺寸精度高,並在廣泛的溫度範圍內具有良好的電效能。還具有優良的耐化學腐蝕性以及自熄、易增強、阻燃、元毒、易著色等優點。
pc的主要缺點：
熔體粘度大,流動性差,使成型製件的殘餘應力大,容易產生應力開裂；
耐溶劑、耐鹼性差；高溫時易水解；
摩擦因數大、無自潤滑性、不耐磨損、耐疲勞性差。
3、 用銀紋—剪下帶—空穴理論解釋ps中加入丁苯橡膠後衝擊強度提高的現象。
答案：銀紋-剪下帶-空穴理論認為,橡膠顆粒的主要增韌機理包括三個方面：①引發和支化大量銀紋並橋接裂紋兩岸；②引發基體剪下形變,形成剪下帶；③在橡膠顆粒內及表面產生空穴,伴之以空間之間聚合物鏈的伸展和剪下並導致基體的塑性變形。
在ｐｓ中加入了丁苯橡膠後,橡膠顆粒充作應力集中中心（假定橡膠相與基體有良好的粘合）,誘發大量銀紋,而且還能支化銀紋,另外能夠對銀紋進行橋接。
橡膠顆粒的另乙個重要作用是引發剪下帶的形成,剪下帶可使基體剪下屈服,吸收大量形變功。此外剪下帶不僅是消耗能量的重要因素,而且還終止銀紋使其不致發展成破壞性的裂紋。此外,剪下帶也可使已存在的小裂紋轉向或終止。
（１分）
在衝擊應力作用下,橡膠顆粒發生空穴化作用,這種空穴化作用將裂紋或銀紋尖端區基體中的三軸應力轉變成平面剪下應力,從而引發剪下帶。剪下屈服吸收大量能量,從而大幅度提高抗衝擊強度。
綜上所述,ps中加入丁苯橡膠後衝擊強度提高。
４、聚合物共混改性的優點有哪些？
答案：聚合物共混是獲得綜合性能優異的高分子材料的卓有成效的途徑,共混已成為高分子材料改性的極重要的手段,其主要優點體現在以下幾個方面。
1）綜合均衡各聚合物組分的效能,取長補短,消除各單一聚合物組分效能上的弱點,獲得綜合性能優異的高分子材料。
2）使用少量的某一聚合物可以作為另一聚合物的改性劑,改性效果顯著。
3）通過共混可改善某些聚合物的加工效能。
4）聚合物共混可滿足某些特殊效能的需要,製備一系列具有嶄新效能的高分子材料。
5、力降解可導致聚合物哪些效能的變化？
答案：聚合物在塑煉、破碎、擠出、磨碎、拋光、一次或多次變形以及聚合物溶液的強力攪拌中,由於受到機械力的作用,大分子鏈斷裂、分子量下降的力化學現象稱為力降解。力降解的結果使聚合物效能發生顯著變化：
①聚合物分子量下降,分子量分布變窄
②產生新的端基及極性基團,力降解後大分子的端基常發生變化。非極性聚合物中可能生成極性基團,鹼性端基可能變成酸性,飽和聚合物中生成雙鍵等。
③溶解度發生改變例如高分子明膠僅在40℃以上溶於水,而力降解後能完全溶於冷水。溶解度的變化是分子量下降、端基變化及主鏈結構改變所致。
④可塑性改變例如橡膠經過塑煉可改善與各種配合劑的混煉性以便於成型加工。這是分子量下降引起的。
其它,如大分子構型、力學強度、物理、化學性質都可能改變。另外,某些聚合物如pmma,在一定條件下還會降解產生單體和齊聚物。
⑤力結構化和化學流動某些帶有雙鍵、-次甲基等的線型聚合物在機械力作用下會形成交聯網路,稱為力結構化作用。根據條件的不同,可能發生交聯或者力降解和力交聯同時進行。例如聚氯乙烯在180℃塑煉時,同時發生力化學降解和結構化。
6、解釋聚四氟乙烯稱為「塑料王」的原因？
聚四氟乙烯分子結構具有以下特點：
1、碳-氟鍵是鍵能很高的一種鍵,因此,碳-氟鍵的斷裂需要很高的能量。從加熱提供熱能角度看,即使加熱至500℃也不會斷裂；
高分子材料試題及答案
高分子材料 1 名詞解釋 20 1 高聚物高聚物指由許多相同的 簡單的結構單元通過共價鍵重複連線而成的高分子量 通常可達10 4 10 6 化合物。2 配位聚合又稱齊格勒 納塔型 聚合或插入聚合。單體分子首先在活性種的空位處配位，形成某些形式 的配位絡合物。隨後單體分子插入過渡金屬 mt 碳 c 鏈...
高分子材料
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