高分子物理期末复习题详解

《高分子物理》期末复习题集（没有参考答案）

第一章 高分子链的结构

教学大纲

本章的主要内容是介绍链的近程结构和远程结构。其中近程结构介绍了高分子链结构单元的化学组成、键接方式、立体构型、支化与交联和端基等内容；远程结构包括高分子的大小及柔顺性，着重介绍柔顺性的成因、影响因素和定量描述。

要求掌握：1、高分子链近程结构和远程结构的主要内容，并能举例说明各自对性能的影

响；

2、构象、构型 、柔顺性和链段等基本概念；

3、影响柔顺性的因素有哪些?并能判断不同分子链间柔顺性的大小。

要求理解：1、平衡态柔顺性的表征方法（θ状态测量法、几何算法和高斯统计法）及异

同；

2、自由联接链、等效自由联结链和高斯链的异同

3、正确理解和初步运用以下公式

（1）20206

1h =ρ （2）θ

θcos 1cos 122-+=nl h f （3）b z h 3

21

*==β （4）22zb h =

（5）2022

02max

)2cos (h nl h L

z θ

== 要求了解：（1）几何算法计算自由旋转链的末端距；

（2）高斯统计算法计算高斯链的假设、计算过程及几种末端距的结果。

习题

一、名词解释：

有规立构高分子、立构规整度、链段、等效自由连接链、高斯链、聚合物的链结构、 有规立构高分子：其分子可以仅用一个以，一种简单序列排列的构型重复单元描述的规整高聚物。 立构规整度：指高聚物中含有全同立构与间同立构的总的百分数。

链段：大分子中能够完全自由取向的最小单元。

高斯链：末端距分布以及链段分布符合高斯分布函数的链。

等效自由结合链：高分子链段与链段自由结合，并且无规取向。称为等效自由结合链

二、判断题

（1） 低温度可以使聚丙烯的链处于冻结状态，其构象数减少，规整度提高。X

（2） 大部分高分子主链上都含有σ单键，任何条件下都能内旋转。X

（3） 立构规整度高的聚合物都能结晶。X

（4） 温度越高内旋转异构体的数目越多。

（5） 结晶高聚物的构象数比取向高分子的构象数少。X

（6） 同一高分子玻璃态的末端距大于其粘流态的末端距。X

（7） 自由结合链就是高斯链。X

（8） 链段的长度是由高斯统计理论计算得来的。X

（9） 高斯统计理论只能用来计算柔顺链的末端距。

（10） 几何计算得到的末端距一定小于无扰状态的末端距。

（11） 自由旋转链的末端距公式说明记键角越大、键长越长、键的个数越多末端距越大。

（12） 支化高分子的柔顺性比无支化链的柔顺性好。X

（13） 交联使高分子链的柔顺性下降。X

（14） 分子量增大高分子链的柔顺性提高。X

三、填空题

（1） 端基对聚合物的⎽⎽热稳定性⎽⎽影响很大，例如聚碳酸酯的⎽⎽羟基端⎽⎽和酰氯端基存在

使其⎽⎽热稳定性⎽⎽降低。

（2） 顺序异构体对聚合物的性质也有一定的影响，例如聚乙烯醇做维尼纶中只⎽⎽头尾键合

⎽⎽结构才能与甲醛缩合，而⎽⎽头头键合⎽结构的存在使维尼纶中含有⎽羟⎽⎽基，它具有亲水性，使维尼纶缩水且强度下降。

（3） 轻度交联可使材料强度⎽⎽⎽提高⎽⎽⎽⎽⎽、模量⎽⎽增大⎽⎽⎽⎽⎽、弹性⎽⎽变好⎽⎽⎽⎽⎽、粘流温

度⎽⎽升高⎽⎽⎽⎽⎽、蠕变⎽⎽减少⎽⎽⎽⎽⎽、应力松弛⎽⎽不会为0⎽⎽⎽⎽⎽、损耗因子⎽⎽⎽变小⎽⎽⎽⎽。

（4）共聚物的类型有⎽⎽无规⎽⎽⎽⎽⎽⎽、⎽⎽交替⎽⎽⎽⎽⎽⎽、⎽⎽⎽嵌段⎽⎽⎽⎽和接枝共聚。

（5）高分子的构型包括⎽⎽⎽⎽等规⎽⎽、⎽⎽⎽间同⎽⎽⎽⎽、⎽⎽顺式⎽⎽⎽⎽、⎽⎽反式⎽⎽⎽和无规立构。（6）大分子链在空间的形态包括⎽⎽⎽伸直链⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽、⎽⎽⎽无规线团⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽、⎽⎽⎽折叠链⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽和螺旋链。

（7）聚苯醚的结构式为⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽，其中⎽⎽芳环⎽⎽⎽⎽⎽⎽使其具有刚性，⎽⎽C-O键⎽⎽⎽⎽⎽使其具有可塑性。

（8）自由结合链、自由旋转链、受阻旋转链、等效自由结合链计算得到的末端距分别是⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽( ）⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽( ) ⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽( ) ⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽( )

(括号内注明参数的物理意义)

（9）柔顺性的大小可以用⎽⎽无扰均方末端距⎽⎽⎽⎽、⎽⎽⎽链段长度⎽⎽⎽⎽⎽来表征。

（10）聚合物是⎽⎽⎽⎽⎽⎽分子量不等的⎽⎽⎽⎽⎽同系物的混合物，聚合物分子量的不均一性称为⎽⎽分子量的多分散性⎽⎽⎽⎽。

（11）⎽⎽⎽b⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽现象可用聚合物存在链段运动来解释。 a.聚合物泡在溶剂中有溶胀； b.聚合物受力可发生弹性变形；c.聚合物熔体粘度很大。

（12）定量描述高分子链柔顺性的参数是⎽⎽⎽bc⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽。

a.均方末端距

b.无扰均方末端距

c.Flory极限特征比

（13）理想柔性链的均方末端距等于⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽，完全刚性链的末端距为⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽。

（14）自由旋转链的末端距⎽⎽⎽⎽⎽于⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽条件下真实链的末端距。

（15）高斯链的末端距_____于_______条件下真实链的末端距。

四、简答及论述题

1、大分子的结构分几个层次？近程结构和远程结构各包括哪些内容？

2、构型和构象有什么不同？试讨论结晶聚丙烯和非晶聚丙烯构型和构象的情况。

构型是通过化学键固定的分子中原子的空间排列。构象是表示单键周围的原子与原子基团的旋转产生的空间排列。改变构型需要化学键的断裂与重组，而改变构象不需要。

3、什么叫有规立构聚合物？举例说明有规立构聚合物和无规立构聚合物在物性上有何不同？

有规立构聚合物其分子可以仅用一个以一种简单序列排列的构型重复单元描述的规整高聚物。全同与间同立构聚合物通称有规立构聚合物。有规立构聚合物易结晶，熔点高机械强度高，密度高。

4、烯类单体CH2=CHR在聚合过程中可能有哪些键接方式？

头－头（尾－尾）接，头－尾接。