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高分子物理
- 非晶态聚合物在（ ）温度范围内拉伸可以产生强迫高弹形变。
- 键长固定，键角固定，内旋转自由的理想链是（ ）。
- 非晶聚苯乙烯分子中可能呈现的构象是（ ）。
- 以下哪种聚合物只能溶胀不能溶解（ ）。
- 下列高分子中，（ ）可以进行重新熔融，二次加工成新的制品。
- 分子链刚性增加时，以下哪些正确（ ）。
- 下列哪个过程的熵变增加（ ）。
- WLF方程不能用于（ ）。
- 高分子的几何形状主要有（ ）。
- 关于银纹，以下哪条正确（ ）。
名词解释：玻璃化转变温度
名词解释：银纹
名词解释：损耗因子
名词解释：自由结合链
名词解释：熔限
树脂基复合材料具有比强度高、密度小等优点，是四大航空结构材料之一，但其韧性不好，请设计适宜的增韧方法，并阐明机理？
一粉末涂料厂利用尼龙作为原料，涂料施工时要求粉末熔融温度均匀，请在水冷和油冷两种工艺中选择一种适宜的冷却工艺，并分析原因。
某橡胶的玻璃化转变为-30℃，试分别描述该橡胶在-60℃和40℃下的典型应力应变行为，并用高分子的分子运动知识解释二者区别。
硅橡胶是航空常用密封材料之一，强度不足是其主要的问题，如何基于纳米二氧化硅实现增强增韧？
- 排序并指明原因。
（1）玻璃化转变温度：（a）聚乙烯；（b） 聚丁二烯；（c）聚氯乙烯；（d）聚丙烯腈；（e）聚丙烯。
现有一聚合物试样，玻璃化转变温度为27℃，实验测得其在37℃下应力松弛方程为
,基于时温等效原理计算其67℃下应力松弛方程。现有一线性高分子，4秒时受到1MPa应力并开始蠕变，40秒时应变为0.35，此时应力增加为3MPa，应变立即变为0.39，80秒后撤去所有外力，120秒时的应变为0.16，假定松弛时间为4秒，试画出其粘弹性模型，并计算模型参数、48秒、84秒时的应变值。
A:Tm~Tf B:Tb~Tm C:Tb~Tg D:Tg~Tf
答案:Tb-Tf 之间AI参考:正确选项是【C:Tb~Tg】。非晶态聚合物在玻璃化转变温度（Tg）和熔融温度（Tf）之间有一个高弹态，在这个温度范围内拉伸可以产生强迫高弹形变。因此，选项C Tb~Tg符合这个条件。而选项A的Tm和Tf分别是熔融和玻璃化转变的温度，非晶态聚合物不会在这个温度范围内产生高弹形变；选项B的Tb是玻璃化转变的起始温度，非晶态聚合物在Tb以下的温度下不会产生高弹形变；选项D的Tf~Tf是熔融温度范围，非晶态聚合物在此温度范围内可以产生高弹形变。'
A:受阻旋转链 B:自由旋转链 C:自由结合链 D:等效自由结合链
答案:自由连接链|高斯链AI参考:不用分析，只需要给出正确选项【单选题】键长固定，键角固定，内旋转自由的理想链是（B）自由旋转链。自由旋转链的特点是键长和键角固定，并且分子内可以自由旋转。而受阻旋转链则是在旋转过程中受到其他分子的阻碍。自由结合链则是指分子内的各个基团可以自由地相互作用形成新的结构。等效自由结合链是一种特殊的自由旋转链，其特点是可以在一定的范围内自由旋转并且可以形成多种不同的结构。因此，选项B自由旋转链是最符合题意的答案。'
A:无规线团 B:完全伸直链 C:螺旋链 D:折叠链
答案:无规线团
A:聚氯乙烯塑料 B:聚苯乙烯塑料 C:聚丙烯纤维 D:交联橡胶
答案:橡皮
A:硫化橡胶 B:交联聚乙烯 C:低密度聚乙烯 D:固化交联环氧树脂
答案:线性低密度聚乙烯
A:韧性增加 B:Tg增加 C:Tf增加 D:拉伸强度增加
AI参考:正确选项为：B:Tg增加 C:Tf增加 D:拉伸强度增加。分子链刚性增加时，链段的柔性减小，分子间相互作用力增强，分子链间的堆砌密度增大，导致熔体的弹性模量增大，即拉伸强度增大；分子链间的距离增大，自由体积减少，交联密度增大，结晶区域的尺寸增大，所以熔融温度Tf将增加；同时分子链间作用力的增强也使非晶区的分子运动受到抑制，导致玻璃化转变温度Tg将增加。因此选项BCD均为正确选项。'
A:橡胶拉伸 B:结晶熔化 C:解取向 D:取向
A:测松弛时间 B:分子量 C:测结晶度 D:测粘度
A:线型 B:交联 C:圆形 D:支化
A:透明性增加 B:加速环境应力开裂 C:内部不是空的 D:可通过退火消失
AI参考:自由结合链（Free-Radical Cycle）是指在一个自由基的诱导下，其他分子（包括分子碎片和复杂的大分子）产生化学反应并与之结合，形成一个更大、更稳定的分子链的过程。这种链式反应可能对物质结构产生显著影响，尤其是在有机化学和生物化学中。'
AI参考:熔限，名词解释为：在材料受热熔化时，开始熔化的温度和最后固化的温度范围。'
AI参考:正确选项为： 树脂基复合材料增韧方法有： 1. 纤维增韧法：通过加入纤维来提高复合材料的韧性和强度。纤维可以承受拉伸、压缩、剪切等作用力，将应力均匀地分散到更大的区域，从而增强材料的韧性。 增韧机理：纤维的加入使材料形成了一个复杂的增强网络结构，这些结构可以吸收和分散能量，使得在材料受到冲击时能够迅速分散冲击力，减少应力集中和裂纹扩展的可能性，从而增强材料的韧性。 其他可能的增韧方法还包括添加弹性体增韧剂、表面涂层等方法，可以根据具体情况选择合适的方法。 需要注意的是，在选择增韧方法时，需要考虑到材料的特性、加工工艺、成本等因素，以达到最佳的增韧效果。同时，对于复合材料的设计和制备也需要考虑到材料性能的一致性和稳定性，以确保最终产品的质量和可靠性。"
AI参考:选择油冷工艺。 原因： * 油冷工艺冷却效果好，可以更好地控制粉末熔融温度的均匀性。 * 水冷工艺可能会导致粉末涂料中的水分含量过高，影响涂料的性能和品质。而尼龙粉末涂料通常要求较高的干燥温度，因此需要选择适合的冷却工艺来保证涂料的品质和性能。 * 油冷工艺不会对粉末涂料产生不良影响，且成本较低，易于操作和维护。 因此，综合考虑，油冷工艺是适宜的冷却工艺选择。"
AI参考:正确选项为：-60℃下的橡胶处于玻璃态，橡胶分子运动非常缓慢，几乎不发生形变，应力与应变几乎呈线性关系；40℃下的橡胶处于高弹态，橡胶分子运动非常活跃，形变显著，应力与应变呈非线性关系。 解释： -60℃下的橡胶处于玻璃态，分子链处于高度有序的排列状态，分子运动非常缓慢，形变极小。此时橡胶的应力主要由化学键力决定，形变主要由外力施加引起。由于分子链的运动受到很大程度的限制，应力与应变几乎呈线性关系。 40℃下的橡胶处于高弹态，分子链处于较为无序的排列状态，分子运动非常活跃，形变显著。此时橡胶的应力主要由分子链的柔顺性决定，形变主要由分子链的运动引起。由于分子链的运动受到较小的限制，应力与应变呈非线性关系。 总的来说，橡胶在低温下的典型应力应变行为主要受分子链运动限制的影响，而在高温下的典型应力应变行为则主要受分子链柔顺性的影响。这就是二者区别的主要来源。"
AI参考:正确选项是：通过纳米二氧化硅对硅橡胶进行改性，可以增强其强度并改善其韧性。 纳米二氧化硅可以与硅橡胶中的基体树脂进行反应，形成均匀的纳米复合材料，从而提高硅橡胶的强度和韧性。通过添加适量的纳米二氧化硅，可以有效地改善硅橡胶的力学性能，使其更加适合作为航空领域的密封材料。因此，纳米二氧化硅是一种有效的增强增韧材料，可以解决硅橡胶强度不足的问题。"
AI参考:正确选项是：（d）聚丙烯腈。 聚乙烯、聚丁二烯、聚氯乙烯、聚丙烯这些高分子化合物都存在玻璃化转变温度，这是高分子化合物材料的重要物理性质之一。聚丙烯腈（简称PP）具有最低的玻璃化转变温度（约为-25°C），并且相较于其他几种材料而言，它在室温下的力学性能较好。而其他选项的玻璃化转变温度通常比聚丙烯高，比如聚乙烯在约-36°C左右，聚氯乙烯在约-10°C左右。因此，聚丙烯腈在室温下的稳定性较好，适合用于制作各种塑料制品。 原因分析： 1. 玻璃化转变温度是高分子化合物材料的重要物理性质之一，可以通过热分析方法测定。 2. 聚丙烯腈的玻璃化转变温度最低，室温下的力学性能较好，适合用于制作各种塑料制品。 3. 其他选项的玻璃化转变温度通常比聚丙烯高，不适合用于制作各种塑料制品。 4. 聚丙烯腈具有广泛的应用领域，如纤维、薄膜、纤维增强塑料等。 综上所述，选择（d）聚丙烯腈作为正确答案。"
AI参考:应答：在67℃下，聚合物试样的应力松弛方程为$sigma = σ_{0}e^{- t/2}$。 推理过程：根据时温等效原理，高温度下的松弛过程可以用相应的玻璃化转变温度下的松弛过程来描述。由于玻璃化转变温度为27℃，因此已知的37℃下的松弛方程在67℃下同样适用。将37℃下的松弛方程中的时间t用67℃下的时间t代替，得到新的松弛方程$sigma = σ_{0}e^{- t/5}$。将温度从37℃升高到67℃，时间t增加了30个单位，根据指数函数的性质，即当底数不变时，指数函数在对数图上平移，因此新的松弛方程变为$sigma = σ_{0}e^{- t/2}$。由此可以得出结论，在67℃下，聚合物试样的应力松弛方程为$sigma = σ_{0}e^{- t/2}$。"
AI参考:根据您提供的信息，我们可以使用线性粘弹性模型来描述这个线性高分子材料的粘弹性行为。这个模型通常由三个参数组成：储能模量（G）、损耗模量（G）和松弛时间（t）。 首先，根据您提供的数据，我们可以画出这个线性高分子材料的粘弹性模型。由于您没有给出具体的软件或公式，我将使用文字描述来帮助您理解。 模型的形状通常为： E = G * (1 - exp(-t / t)) + G * (exp(-t / t))^n 其中E为应变，t为时间，t为松弛时间，G和G为模量，n为蠕变指数。 根据您提供的数据，可以得出以下参数： * 初始应力（应力峰值）为1 MPa； * 应变在4秒时为0.35； * 应变在40秒时立即变为0.39； * 应变在80秒后为0.16； * 松弛时间为4秒。 将这些参数代入上述模型中，可以得到G和G的值。由于数据中没有给出n的值，我们无法精确计算模量n的值。但是，根据经验，n通常接近于1。 接下来，我们可以通过这些参数来预测48秒和84秒时的应变值。由于数据中没有给出具体的松弛时间或蠕变指数，我们只能做出大致的预测。假设松弛时间为4秒且蠕变指数接近于1，那么我们可以得出以下预测： * 48秒时的应变值约为0.29； * 84秒时的应变值约为0.36。 请注意，这些预测值是基于假设的参数值和经验公式得出的，实际值可能会有所不同。此外，由于数据中没有给出具体的应力-应变曲线或模量随时间的变化曲线，我们无法进行更精确的预测或分析。"
