高分子物理习题
高分子物理练习题
第一部分高聚物的结构一、名词解释:交联、构型、构象、链段、柔顺性、热塑性弹性体、聚集态、内聚能密度、结晶度、熔点、熔限、取向、共混高聚物、液晶、等规度、等规立构(全同立构)、间规立构(间同立构)、键接异构、支化因子g、末端距、均方末端距、均方旋转半径(均方回转半径)、自由结合链、等效自由结合链、刚性因子(空间位阻参数)、无扰尺寸、单晶、球晶二、选择1.当主链由下列饱和单键组成时,其柔顺性的顺序为()A.-C-O->-Si-O->-C-C- B.-Si-O->-C-C->-C-O- C.-Si-O->-C-O->-C-C-2. PS, PP, PE 三者柔顺性的顺序为()A. PP<PS<PEB. PE<PP<PSC. PS<PP<PE3. 比较聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯腈(PAN)、聚乙烯(PE)之间的柔性,顺序正确的是()A.PE>PP>PVC>PAN B. PE>PP>PAN>PVCC. PP>PE>PVC>PAND.PAN>PVC>PP>PE4. PE, PVC, PVDC结晶能力的强弱顺序是( )A. PE>PVC>PVDCB. PVDC>PE>PVCC. PE>PVDC>PVC5. 已知含有成核剂的聚丙烯在等温结晶时生成球晶,则其Avrami指数n为()A.2B.3C.46. 下列哪些聚合物不适合作弹性体()A. 聚异戊二烯B. 天然橡胶C. 聚丁二烯D. 聚氯乙烯7.下面那些因素不可以提高结晶速率()A. 溶剂 B.拉伸C. 增大相对分子量D.成核剂8. 下列结构不属于一级结构范畴的是()A. 化学组成B. 顺反异构C. 头-尾键接D. 相对分子质量9.下列有关高分子结构的叙述不正确的是()A. 高分子是由很多结构单元组成B.高分子链具有一定的内旋转自由度C.结晶性的高分子中不存在非晶态 D.高分子是一系列同系物的混合物10.等规度是指高聚物中()A.全同立构的百分数 B 间同立构的百分数C 全同立构和间同立构的总的百分数D 顺反异构的百分数11.聚丙烯酸甲酯的T g为3℃,聚丙烯酸的T g为106℃,后者高是因为( )A 侧基的长度短B 存在氢键C 范德华力大12. 高分子的下列性质中,随高分子的柔顺性增加的是( )A 结晶能力B TgC Tm13. 自由结合链的尺寸扩大10倍,则聚合度需扩大( )A 10倍B 100倍C 50倍14. 高分子内旋转受阻程度越大,其均方末端距( )A 越大B 越小C为区域恒定值15. 聚异丁烯分子链的柔顺性比PP( )A 差B一样 C 好16. 聚异戊二烯可能有( )种有规立构体A.3B.4C.5D.617. 聚乙烯的分子间作用力主要是( )A 氢键B 静电力C 诱导力D 色散力18. 下列高聚物中分子间作用力较小的是( )A 聚顺丁二烯B聚酰胺6 C 聚氯乙烯19. 可用于描述无规PS的聚集态结构的模型是()A 缨状微束模型B 无规线团模型C 插线板模型20. 下列物理性能,随结晶度增加而增加的是()A 透明性B 密度C 冲击强度21. 下列条件中适于制备球晶的是()A.稀溶液B.熔体 C 高温高压22. 一般来说,需要较高取向程度的是()A 橡胶B 纤维C塑料23. 聚乙烯可以作为工程塑料使用,是因为()A 高结晶性B内聚能密度大C分子链刚性大24. 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25. 用显微镜观察球晶半径随时间的变化,从而求得的结晶速度参数是()A t1/2B Avrami公式中的速率常数K C结晶线生长率26. 全同聚丙烯的分子链在晶体中所采取的构象是()A 平面锯齿链B扭曲锯齿链 C 螺旋链27 可用来描述高聚物等温结晶过程的方程是()A WLF方程B Arrhenius方程C Avrami方程28 高聚物的本体结晶通常发生在()A 熔点以下的任何温度B Tg以下的任何温度C Tm与Tg之间29 在高聚物结晶过程中拉伸,则会导致()A 熔点升高B 熔点下降C 熔点不变30 如果重复单元中的主链碳原子数相同,则聚氨酯、聚酰胺和聚脲的熔点大小顺序是()A 聚氨酯<聚酰胺<聚脲B 聚氨酯<聚脲<聚酰胺C聚酰胺<聚氨酯<聚脲31 退火使结晶度()A 增加B 减小C 不变32 高分子晶体不会有的晶系是()A立方晶系B正方晶系C单斜晶系D三斜晶系E菱形晶系33.下列聚合物的结构中属于二级结构的是()。
高分子物理练习题
第一部分高聚物的结构一、名词解释:交联、构型、构象、链段、柔顺性、热塑性弹性体、聚集态、内聚能密度、结晶度、熔点、熔限、取向、共混高聚物、液晶、等规度、等规立构(全同立构)、间规立构(间同立构)、键接异构、支化因子g、末端距、均方末端距、均方旋转半径(均方回转半径)、自由结合链、等效自由结合链、刚性因子(空间位阻参数)、无扰尺寸、单晶、球晶二、选择1.当主链由下列饱和单键组成时,其柔顺性的顺序为()A.-C-O->-Si-O->-C-C- B.-Si-O->-C-C->-C-O- C.-Si-O->-C-O->-C-C-2. PS, PP, PE 三者柔顺性的顺序为()A. PP<PS<PEB. PE<PP<PSC. PS<PP<PE3. 比较聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯腈(PAN)、聚乙烯(PE)之间的柔性,顺序正确的是()A.PE>PP>PVC>PAN B. PE>PP>PAN>PVCC. PP>PE>PVC>PAND.PAN>PVC>PP>PE4. PE, PVC, PVDC结晶能力的强弱顺序是( )A. PE>PVC>PVDCB. PVDC>PE>PVCC. PE>PVDC>PVC5. 已知含有成核剂的聚丙烯在等温结晶时生成球晶,则其Avrami指数n为()A.2B.3C.46. 下列哪些聚合物不适合作弹性体()A. 聚异戊二烯B. 天然橡胶C. 聚丁二烯D. 聚氯乙烯7.下面那些因素不可以提高结晶速率()A. 溶剂 B.拉伸C. 增大相对分子量D.成核剂8. 下列结构不属于一级结构范畴的是()A. 化学组成B. 顺反异构C. 头-尾键接D. 相对分子质量9.下列有关高分子结构的叙述不正确的是()A. 高分子是由很多结构单元组成B.高分子链具有一定的内旋转自由度C.结晶性的高分子中不存在非晶态 D.高分子是一系列同系物的混合物10.等规度是指高聚物中()A.全同立构的百分数 B 间同立构的百分数C 全同立构和间同立构的总的百分数D 顺反异构的百分数11.聚丙烯酸甲酯的T g为3℃,聚丙烯酸的T g为106℃,后者高是因为( )A 侧基的长度短B 存在氢键C 范德华力大12. 高分子的下列性质中,随高分子的柔顺性增加的是( )A 结晶能力B TgC Tm13. 自由结合链的尺寸扩大10倍,则聚合度需扩大( )A 10倍B 100倍C 50倍14. 高分子内旋转受阻程度越大,其均方末端距( )A 越大B 越小 C为区域恒定值15. 聚异丁烯分子链的柔顺性比PP( )A 差 B一样 C 好16. 聚异戊二烯可能有( )种有规立构体A.3B.4C.5D.617. 聚乙烯的分子间作用力主要是( )A 氢键B 静电力C 诱导力D 色散力18. 下列高聚物中分子间作用力较小的是( )A 聚顺丁二烯 B聚酰胺6 C 聚氯乙烯19. 可用于描述无规PS的聚集态结构的模型是()A 缨状微束模型B 无规线团模型C 插线板模型20. 下列物理性能,随结晶度增加而增加的是()A 透明性B 密度C 冲击强度21. 下列条件中适于制备球晶的是()A.稀溶液B.熔体 C 高温高压22. 一般来说,需要较高取向程度的是()A 橡胶B 纤维 C塑料23. 聚乙烯可以作为工程塑料使用,是因为()A 高结晶性 B内聚能密度大 C分子链刚性大24. 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25. 用显微镜观察球晶半径随时间的变化,从而求得的结晶速度参数是()A t1/2B Avrami公式中的速率常数K C结晶线生长率26. 全同聚丙烯的分子链在晶体中所采取的构象是()A 平面锯齿链 B扭曲锯齿链 C 螺旋链27 可用来描述高聚物等温结晶过程的方程是()A WLF方程B Arrhenius方程C Avrami方程28 高聚物的本体结晶通常发生在()A 熔点以下的任何温度B Tg以下的任何温度C Tm与Tg之间29 在高聚物结晶过程中拉伸,则会导致()A 熔点升高B 熔点下降C 熔点不变30 如果重复单元中的主链碳原子数相同,则聚氨酯、聚酰胺和聚脲的熔点大小顺序是()A 聚氨酯<聚酰胺<聚脲B 聚氨酯<聚脲<聚酰胺 C聚酰胺<聚氨酯<聚脲31 退火使结晶度()A 增加B 减小C 不变32 高分子晶体不会有的晶系是()A立方晶系B正方晶系C单斜晶系D三斜晶系E菱形晶系33.下列聚合物的结构中属于二级结构的是()。
高分子物理模拟习题+参考答案
高分子物理模拟习题+参考答案一、单选题(共80题,每题1分,共80分)1、“由于单键的内旋转而产生的分子中原子的空间位置上的变化。
”是下列选项中哪一个名词的解释。
()A、构型B、高聚物的取向C、蠕变D、构象正确答案:D2、玻璃化转变温度不能用以下哪种仪器测定。
()A、扭辫仪B、熔融指数仪C、膨胀计正确答案:B3、在()温度范围内,玻璃态聚合物才具有典型的应力-应变曲线。
A、Tb﹤T﹤TgB、Tg﹤T﹤TmC、Tg﹤T﹤Tf正确答案:A4、以下哪个专业术语是“macromolecular compound” 的中文解释。
()A、零切黏度B、蠕变C、高聚物D、银纹质(体)正确答案:C5、下列动态力学试验中直接测定储能剪切模量的是( )。
A、超声法B、扭摆法C、单悬臂梁弯曲共振法正确答案:C6、当相对分子质量增加时,以下哪种性能减小或下降。
()A、可加工性B、熔点C、抗张强度7、判断材料刚与软的指标是()。
A、弹性模量B、单位体积的断裂能C、断裂强度正确答案:A8、下列高聚物拉伸强度较低的是()。
A、支化聚乙烯B、聚酰胺-6C、线形聚乙烯正确答案:A9、比较聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯腈 (PAN)、聚乙烯(PE)四者之间的柔性,下列顺序正确的是 ( )。
A、PE > PP > PVC > PANB、PE > PP > PAN > PVCC、PP > PE > PVC > PAND、PAN > PVC > PP > PE正确答案:A10、高聚物多分散性越大,其多分散系数d值()。
A、越大于1B、越小于1C、越接近1正确答案:A11、确:⑴ 高聚物的力学性质是固体弹性和液体粘性的综合;A、全对B、⑴ ⑶ 对C、⑴ ⑵对D、⑵ ⑶对正确答案:A12、下列有关聚合物溶解过程的描述不正确的是 ( ) 。
A、极性聚合物在极性溶剂中易溶解B、交联度大的聚合物在相同溶剂中的溶胀度小C、溶解在相同溶剂中, 分子量大D、极性聚合物要在较13、以下哪个专业术语是“external force”的中文解释。
高分子物理习题
⾼分⼦物理习题第⼀章绪论⼀、选择题1.GPC对⾼聚物进⾏分级的依据是(B)A.⾼聚物分⼦量的⼤⼩B.⾼分⼦流体⼒学体积⼤⼩C.⾼分⼦末端距⼤⼩D.⾼分⼦分⼦量分布宽度2.下列哪些⽅法获得的是数均分⼦量(BCD)A.粘度法B.冰点下降C.沸点升⾼D.渗透压E.超离⼼沉降F.光散射法3.聚合物分⼦量越⼤,则熔体粘度(A)对相同分⼦量聚合物⽽⾔,分⼦量分布越宽,则熔体粘度(B)A.增⼤B.降低C.相等D.不变4.某⼀⾼聚物试样A的分⼦量约为3×104,试样B的分⼦量约为7×105,测定试样A的分⼦量应采⽤(A)(B)等⽅法。
测出的分别是(C)(D)分⼦量。
测定试样B的分⼦量则宜采⽤(E)(F)等⽅法,测出的分别是(G)(各H)分⼦量。
A.膜渗透压B.粘度法降低C.数均D.粘均E.光散射F.凝胶渗透⾊谱法G.重均H.各种平均5.分⼦量相同的线形聚⼄烯和⽀化聚⼄烯的混合试样,当采⽤的溶解度分级时不能将它们分开,这是由于(AB)⽽采⽤GPC法则能将它们分开,这是由于(CD)⾸先被淋洗出来的是(E)A.两者分⼦量相同B.溶解度相同C.它们的分⼦尺⼨不⼀样D.流体⼒⽴体积不同E.线性聚⼄烯6.聚合物没有⽓态是因为(B)A .聚合物不耐⾼温B .聚合物分⼦间⼒很⼤C .聚合物的结构具多分散性D .聚合物的分⼦量具多分散性7.下列哪些⽅法获得的是数均分⼦量(BCD )A .粘度法B .冰点下降C .沸点升⾼D .渗透压E .超离⼼沉降F .光散射法8.不同⽤途和不同成型⽅法对聚合物分⼦量的⼤⼩有不同的要求。
通常是(C )A .合成纤维分⼦量最⾼,塑料最低9.下列那种⽅法可测定聚合物的数均分⼦量(B )A .超速离⼼沉降;B .膜渗透压C .黏度D .光散射⼆、问答与计算题1. 某⾼聚物10,0000M η=,已知Mark-Houwink ⽅程中4110/d g -K =?I ,α=0.8 Huggins ⽅程中常数κ=0.33(1)计算c =0.0030g/ml 时,溶液的相对粘度r η。
高分子物理练习题(含答案)
高分子物理练习题(含答案)一、单选题(共70题,每题1分,共70分)1、聚合物的导电性随温度升高而()。
A、降低B、升高C、保持不变正确答案:B2、以下使Tg增加的因素哪个不正确。
()A、压力增加B、主链杂原子密度增加C、主链芳环增加正确答案:B3、要使熔融纺丝时不易断裂,应选用的原料为()。
A、相对分子质量分布较宽B、相对分子质量较高C、相对分子质量较低正确答案:B4、“大分子链结构单元的键接顺序不同所引起的异构体。
”是下列选项中哪一个名词的解释。
()A、次级松弛B、键接异构C、脆性断裂D、增塑作用正确答案:B5、结晶型聚合物的结晶温度范围是()。
A、Tg~TmB、Tg~TdC、Tm~TdD、Tb~Tg正确答案:A6、以下哪个专业术语是“internal plasticization”的中文解释。
()A、增塑剂B、增塑作用C、内增塑作用D、外增塑作用正确答案:C7、根据时温等效原理,将曲线从高温移至低温,则曲线应在时间轴上( )。
A、左B、右C、上D、下正确答案:B8、以下哪个专业术语是“DTA”的中文解释。
()A、次价力B、单晶C、差热分析D、胆甾型正确答案:C9、在注射成型中能最有效改善聚甲醛熔体流动性的方法是()。
A、提高加工温度B、增大分子量C、提高注射速率正确答案:C10、在什么温度下高分子线团较大。
()A、大于θ温度B、小于θ温度C、θ温度正确答案:A11、蠕变与应力松弛速度()。
A、随温度升高而增大B、随温度升高而减小C、与温度无关正确答案:A12、以下哪个专业术语是“anti-aging agent”的中文解释。
()A、交联剂B、降解反应C、防老剂D、抗氧剂正确答案:C13、高聚物在成型加工过程中经缓慢冷却后得到的产品具有( )。
A、脆性B、刚性C、柔韧性D、弹性正确答案:A14、下列方法可以提高聚合物的拉伸强度的是( )。
A、提高支化度B、橡胶共混C、加入增塑剂D、提高结晶度正确答案:D15、以下哪个专业术语是“orientation force”的中文解释。
《高分子物理》练习题及解答
《高分子物理》练习题一、名词解释1. 等规度2. 键接方式(键接结构)3. 等效自由结合链4.构型5.切应力双生互等定律6.应变二、简析题1. 讨论玻璃态聚合物的高弹形变和橡胶高弹形变的异同?2. 画出非晶态聚合物在适宜的拉伸速率下,在玻璃化转变温度以下几十度时的应力-应变曲线,并标出聚合物的屈服强度、聚合物的断裂强度、聚合物的断裂伸长率,并指出从应力-应变曲线上可以获得哪些信息。
3.从热力学角度讨论拉伸对聚合物结晶过程、结晶形态和熔点的影响。
除此之外,列举两个措施提高结晶聚合物的熔点?4.什么是银纹?银纹与裂纹有什么差别和联系?聚合物材料中出现银纹是否总是有害的?《高分子物理》练习题答案一、名词解释1. 等规度:全同异构体和间同异构体合称等规异构体,等规异构体所占的百分数。
2. 键接方式(键接结构):指结构单元在高分子链的连接方式,有头-尾键接和头-头键接两种。
3. 等效自由结合链:实际的高分子链并不是自由内旋转的,在旋转时还有空间位阻效应以及分子间的各种远程相互作用,但是只要链足够长,并且有一定的柔性,则仍然可把它当成自由结合链进行统计处理,即当成等效自由结合链。
4. 构型:指分子中由化学键所固定的原子、原子团在空间的几何排列。
5.切应力双生互等定律:韧性聚合物拉伸到屈服点时,常看到试样出现与拉伸方向成大约45°倾斜的滑移变形带。
由于两个45°都会产生,所以这种性质又称为双生互等定律。
6.应变:当材料在外力作用下,材料的几何形状和尺寸就要发生变化,这种变化称为应变。
二、简析题1.讨论玻璃态聚合物的高弹形变和橡胶高弹形变的异同?相同点:玻璃态聚合物在大应力条件下发生的这种高弹形变本质上与橡胶态,聚合物的高弹形变是相同的,它们都是由链段运动所导致的高弹形变。
不同点:(1)橡胶的高弹形变发生在Tg温度以上(橡胶态),链段本身就具有了运动能力;因此在小应力下就可以发生大形变;(2)橡胶的高弹形变当外力去除后可以自动回复;(3)玻璃态聚合物的高弹形变发生在Tg 温度以下(玻璃态),链段本身不具备运动能力,只是在很大的应力下使链段的运动解冻了,才可以发生大形变,而且这种大形变只有当加热到Tg 温度附近时才可以回复。
高分子物理习题库(含答案)
高分子物理习题库(含答案)一、单选题(共50题,每题1分,共50分)1、普通高分子的特性黏数随溶液浓度的增大而()A、不变B、增大C、降低D、不确定正确答案:A2、聚乙烯的典型晶片的厚度约为12.5 nm,那么分子链垂直穿过晶片时碳原子的数目为( )(假定C—C键长为0.154 nm,键角为θ=109.5°)A、10B、100C、200正确答案:B3、橡胶的使用温度范围是( )A、Tg—Tf 之间B、Tf 以上C、Tg 以上正确答案:A4、Maxwell模型可以用来描述()A、蠕变过程B、线形高聚物的应力松弛过程C、交联高聚物的应力松弛过程正确答案:B5、当高聚物的相对分子质量足够大时。
高聚物的黏流活化能随相对分子质量增大而( )A、减小B、先增大后减小C、增大D、保持不变正确答案:D6、已知含有成核剂的聚丙烯在等温结晶时生成球晶,则其Avrami指数为A、2B、3C、4正确答案:B7、退火使结晶度A、增加B、减小C、不变正确答案:A8、HDPE的结晶度比LDPEA、高B、低C、相等正确答案:A9、淬火使结晶度A、增加B、减小C、不变正确答案:B10、理想溶液形成过程中体积变化△VM 为( )A、不确定B、△VM<0C、△VM =0D、△VM>0正确答案:C11、等规度是指高聚物中A、顺反异构体的百分数B、全同立构的百分数C、间同立构的百分数D、全同和间同立构的总的百分数正确答案:D12、在恒温、恒压下,溶解过程自发进行的必要条件是()。
A、不确定B、△Gm<0C、△Gm=0D、△Gm>0正确答案:B13、拉伸使聚合物的结晶度( )。
A、增大B、减小C、不变正确答案:A14、聚合物的相对分子质量具有A、单分散性B、单一性C、多分散性正确答案:C15、杨氏模量的单位是( )。
A、NB、N/m²C、比例常数,没单位正确答案:B16、下列有关高分子结构的叙述不正确的是A、高分子链具有一定的内旋转自由度B、结晶性的高分子中不存在非晶态C、高分子是一系列同系物的混合物D、高分子是由许多结构单元组成的正确答案:B17、用稀溶液黏度法测得的相对分子质量是A、数均相对分子质量B、重均相对分子质量C、黏均相对分子质量正确答案:C18、凝胶色谱柱内载体的粒间体积愈大,其扩展效应(A、没影响B、愈大C、不确定D、愈小正确答案:B19、高分子溶液的黏数(比浓黏度)随溶液浓度的增大而()A、降低B、不确定C、不变D、增大正确答案:D20、聚合物与溶剂间的相互作用参数越小,则溶胀度越( )。
高分子物理练习题库及参考答案
高分子物理练习题库及参考答案一、单选题(共81题,每题1分,共81分)1.以下哪个专业术语是“polyaddition reaction”的中文解释。
()A、双轴取向B、加聚反应C、解聚反应D、键接异构正确答案:B2.交联橡胶以下哪一条不正确。
()A、拉伸时吸热B、形变很小时符合胡克定律C、具有熵弹性正确答案:A3.以下哪个专业术语是“external plasticization”的中文解释。
()A、外增塑作用B、内增塑作用C、增塑作用D、增塑剂正确答案:A4.以下哪个专业术语是“AFM”的中文解释。
()A、接触角方法B、原子力显微镜C、二级离子质谱D、衰减全反射红外光谱正确答案:B5.玻璃化转变温度不能用以下哪种仪器测定。
()A、熔融指数仪B、扭辫仪C、膨胀计正确答案:A6.高密度聚乙烯的英文缩写是()。
A、HDPEB、LDPEC、PPD、PAN正确答案:A7.下列聚合物中分子链刚性最大的是 ( )。
A、聚乙烯B、聚二甲基硅氧烷C、聚丙烯D、聚甲醛正确答案:B8.高分子溶液的θ温度是()。
A、高分子溶液的临界共溶温度B、高分子溶液的第二维里系数A2=0 时温度C、高分子溶液的相互作用参数χ1=0时温度正确答案:B9.在()温度范围内,玻璃态聚合物才具有典型的应力-应变曲线。
A、Tg﹤T﹤TfB、Tb﹤T﹤TgC、Tg﹤T﹤Tm正确答案:B10.以下哪个专业术语是“segment”的中文解释。
()A、链段B、熔限C、银纹质(体)D、特性黏度正确答案:A11.在半晶态聚合物中,发生下列转变时,判别熵值变大的是()。
A、结晶B、高弹态转变为玻璃态C、拉伸取向D、熔融正确答案:D12.以下哪个专业术语是“viscous flow temperature”的中文解释。
()A、聚电解质B、特性黏度C、黎流温度D、黎流态正确答案:C13.在注射成型中能最有效改善聚甲醛熔体流动性的方法是()。
A、提高加工温度B、增大分子量C、提高注射速率正确答案:C14.下列方法中,可以明显降低聚合物熔点的是()。
《高分子物理》课程习题
《高分子物理》课程习题习题与思考题一1、解释下列名词:(1) 构型;(2) 构象;(3) 链段;(4) 热力学柔性;(5) 力学柔性;(6) 均方末端距;(7) 高斯链;(8) 全同立构2、试讨论线型聚戊二烯可能有哪些不同的构型。
3、聚丙烯中碳-碳单链是可以转动的,通过单键的转动能否把全同立构的聚丙烯变为“间同立构”的聚丙烯?4、什么是高聚物的结构?5、什么是链结构?6、什么是近程结构(一次结构)?7、如何区分高聚物的化学结构和物理结构?8、什么是高分子的键接结构?一般高分子都有哪几种键接结构?键接结构的不同对聚合物的性能有无影响?9、按高分子主链结构的不同,高分子可划分为哪几类?10、什么是高分子的构型?试讨论线型聚异戊二烯可能有哪些不同的构型。
11、支化或交联对高聚物的性能有何影响?12、试由分子结构分析高聚物的许多物理性能与低分子物质不同的主要原因。
13、什么是等规度?14、什么是定向聚合?15、什么是远程结构?16、什么是高聚物分子量的多分散性(分子量分布)?如何表征?17、什么叫做高分子的构象(二次结构)?假若聚丙烯的等规度不高,能否用改变构象的办法提高其等规度?说明原因。
18、什么是无规线团?19、什么是高分子链段?20、什么是内旋转?21、什么是高分子链的柔顺性?它与内旋转及链段的关系如何?22、什么是末端距?什么是均方末端距?什么是均方(旋转)半径?23、什么是自由连接(结合)链?24、什么是自由旋转链?25、什么是等效自由链?26、已知高分子主链中的键角大于90。
,定性讨论自由旋转链的均方末端距与键角的关系。
27、假定聚乙烯的聚合度为2000,键角为109.5。
,求伸直链的长度L max与自由旋转链的根均方末端距之比值。
并由分子运动观点解释某些高分子材料在外力作用下产生很大形变的原因。
28、试论分子结构对高分子链柔顺性的影响。
29、试论外界因素(温度、外力)对高分子链柔顺性的影响30、试比较下列聚合物分子链的柔顺性,并按柔顺性由大一小以>排列。
高分子物理习题集
1、高聚物结构包括 高分子的链结构 和高分子的聚集态结构,高分子的聚集态结构又包括 晶态结构 、 非晶态结构 、 取向态结构 和 液晶态结构以及织态结构 ;2、高分子链结构单元的化学组成有 碳链高分子 、 杂链高分子 、元素高分子和 梯形和双螺旋型高分子,元素高分子有 有机元素高分子 和 无机元素高分子 ;3、高分子的结晶形态有 折叠链片晶 、 串晶 、 伸直链片晶 和 纤维状晶 ;4、高聚物的晶态结构模型主要有 缨状胶束模型或两相模型、 折叠链结构模型 、 隧道-折叠链模型 、 插线板模型 ;高聚物的非晶态结构模型主要有 无规线团模型 和 折叠链缨状胶束粒子模型或两相球粒模型 ;5、测定分子量的方法有 端基分析法 、 气相渗透法 、 膜渗透法 、光散射法 、 粘度法 和 凝胶色谱法 ;6、提高高分子材料耐热性的途径主要有 增加链刚性 、增加分子间作用力 、 结晶;7、线性高聚物在溶液中通常为 无规线团 构象,在晶区通常为 伸直链或 折叠链 现象;8、高聚物稀溶液冷却结晶易生成 单晶 ,熔体冷却结晶通常生成 球晶 ;熔体在应力作用下冷却结晶常常形成 串晶 ;9、测定高聚物M n 、M w 、M η的方法分别有 膜渗透法 、 光散射法 、和 粘度法 ;测定高聚物相对分子质量分布的方法有 沉淀分级法 和 GPC ;其基本原理分别为 溶解度 和 体积排除 ;10、高聚物的熔体一般属于 假塑性 流体,其特性是 粘度随剪切速率增加而减小 ;高聚物悬浮体系、高填充体系、PVC 糊属于 胀塑性 流体,其特征是 粘度随剪切速率增加而增加 ;11、对于聚乙烯自由旋转链,均方末端距与链长的关系是 222nl h ;12、当温度T= θ 时,第二维里系数A 2= 0 ,此时高分子溶液符合理想溶液性质;13、测定PS 重均相对分子质量采用的方法可以是 光散射法 ;14、均相成核生长成为三维球晶时,Avranmi 指数n 为 4 ;15、蠕变可用 四元件或Voigt 模型 模型来描述;16、作橡胶、塑料和纤维使用的聚合物之间的主要区别是非 相对分子质量、模量和内聚能密度 ;17、制备高分子合金的方法有 物理或化学共混 ;18、目前世界上产量最大的塑料品种是聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯三种;合成纤维品种是涤纶、尼龙、腈纶三种;合成橡胶品种是丁苯橡胶、顺丁橡胶两种;19、高分子液晶根据分子排列方式和有序程度不同,分为近晶型、向列型、胆甾型三类;20、聚异丁烯-甲苯溶液的特性粘数随温度的上升而下降 ;21、乙酸乙烯含量为45%的EVA比含量为15%的EVA弹性大 ;22、双酚A型聚碳酸酯的玻璃化温度比聚对苯二甲酸己二醇酯的玻璃化温度高 ;23、聚对苯二甲酸乙二醇酯的结晶速度比聚乙烯的结晶速度慢 ;24、高分子溶液的混合熵比同样分子数目的小分子溶液的混合熵大得多;25、等规聚丙烯晶体中分子链处于螺旋构象;26、处于非晶态的结晶性高聚物慢速加热到T g以上时,会发生结晶现象;27、Z均相对分子质量与重均相对分子质量比较, Z均更能反映高分子的流动性;28、运用WLF方程时,应注意适用的温度范围;29、硬PVC中加入增塑剂,泊松比增加 ;30、高分子链在良溶剂中的末端距比在不良溶剂中的末端距大得多;31、通常假塑性流体的表观粘度比真实粘度小 ;32、用NaOH来中和聚丙烯酸水溶液时,比浓粘度变得越来越大 ,但NaOH过量时,比浓粘度又变小了;33、在高分子溶液中可以由参数χ1和αA2判断高聚物在溶液中的形态;可以由2h和2s表征分子的尺寸;34、Keller由 X射线衍射的实验事实证明了结晶高聚物有非晶结构;Flory由SANS 的实验结果证明了非晶态高聚物是由无规线团结构组成;35、聚乙烯的单晶片的形状通常是菱形或截顶菱形的,而聚甲醛单晶片的形状通常是六角形的;36、聚苯乙烯的极性比聚三氟氯乙烯的极性小 ,而前者的熔点比后者高 ;37、尼龙-6的结晶速度比顺式1,4-聚戊二烯的结晶速度快 ;38、聚乙烯晶体中,分子链处于平面锯齿形构象;39、对于非晶态的非极性高聚物,可根据溶度参数相近原则选择溶剂,对于非晶态的极性高聚物,可根据溶剂化原则和三维溶度参数相近原则选择溶剂;40、高聚物的化学结构对其熔点的影响主要是①分子间力 ,②分子链构象 ;41、高聚物加工的上限温度为分解温度 ,下限温度为流动温度 ;42、SBS的使用温度为T g以上 ;43、PE、IPP和PVC中,T g较高的是 PVC ,较低的是 PE ;44、橡胶拉伸时放热;45、PE、POM和聚氧化乙烯中,T m较高的是 POM ,较低的是聚氧化乙烯 ;46、重均相对分子质量与数均相对分子质量比较起来, 前者更能反映高分子的力学性质;47、刚性高分子的低温脆性小于柔性高分子;48、聚丙烯和聚乙烯比较,T g较高 ;49、高聚物的熔融指数越大,表示其流动性越好 ;50、PE总是比PMMA不透明,因为前者结晶 ;51、粘弹性材料的法向应力比粘性材料的法向应力大 ;52、高分子液晶根据介晶元在分子链中的位置不同,可分为主链型液晶与侧链型液晶;53、大分子链无缠结的线形高聚物处于粘流态时,其零剪切粘度与相对分子质量的关系符合3.4次方幂律 ;54、高弹形变时,模量随温度增加而增加 ,这是因为温度升高时分子热运动加剧,从而回缩力增大 ;55、制备高分子合金的方法有物理共混包括机械共混、溶液浇铸共混等、化学共混包括溶液接枝、溶胀聚合等 ;56、高分子链的柔顺性越大,它在溶液中的构象数越多 ,其均方开端距越小 ;57、聚异戊二烯可以生成六种有规异构体,它们是顺式1,4加成聚异戊二烯,反式1,4加成聚异戊二烯,全同1,2加成聚异戊二烯,间同1,2加成聚异戊二烯,全同3,4加成聚异戊二烯,间同3,4加成聚异戊二烯, ;58、聚合物在高压电场下,每单位厚度能承受到被击穿的电压称为击穿场强或介电强度;59、升温速度越快,高聚物的玻璃化转变温度T g越高 ;60、MH方程中指数α对于θ溶剂为 0.5 ,对于刚性棒聚合物为 2 ;61、作为电容器的高分子材料应当介电常数大和介电损耗小;作为绝缘用的高分子材料,应当介电常数小和电导率小;62、极性聚合物在外加电场的作用下会发生诱导极化和偶极极化;聚合物的极性越大,介电常数越大;聚合物的极性越大,介电损耗越大 ;63、自由体积理论认为,高聚物在玻璃化温度以下时,体积随温度升高而发生的膨胀是由于固有体积的膨胀 ;64、在用体积-温度曲线测定玻璃化转变温度的实验中,如降温T g以下某一温度时保持恒温,则总体积会减小增大、减小、不变;65、在压力的作用下,聚合物的T g会降低 ,熔点T m会升高 ;66、若某对称聚合物的T m为137℃,则其T g估计值为 -68℃ ;67、橡胶弹性与气体的弹性类似,弹性的本质是熵弹性,具有橡胶弹性的条件是长链、足够柔性与交联 ;橡胶在绝热拉伸过程中放热,橡胶的模量随温度的升高而升高 ;68、橡胶在溶剂中达到溶胀平衡时,相互作用参数X越小,溶胀程度越大 ;69、橡胶达溶胀平衡时,交联点之间的相对分子质量越大,高聚物的体积分数越小 ,越有利于溶胀;70、已知某交联聚合物溶于溶剂中,平衡时的体积分数Ф2=0.5,若将此交联聚合物的网链相对分子质量增大1倍后溶于同一溶剂中,则平衡时的体积分数Ф2= 0.33 ;71、理论上塑料和纤维的最高使用温度分别为 T g和 T m ;72、通常T g在室温以上的聚合物作为塑料使用,而T g在室温以下的作为橡胶或弹性体使用;73、测量聚合物T g方法有膨胀计法、温度-形变曲线法、 DSC法、介电松弛法 ;74、所有聚合物在T g时,自由体积分数均等于 2.5% ,粘度均等于 1012 Pa·s ;75、聚合物流体一般属于假塑性流体 ,粘度随着剪切速率的增大而减小 ,用幂律方程表示时,则n 小于 1大于、小于、等于;76、通常假塑型流体的表观粘度小于大于、小于、等于其真实粘度;77、聚合物相对分子质量越大,则熔体粘度越大;对相同相对分子质量的聚合物而言,相对分子质量分布越宽,则熔体的零切粘度越大 ;78、聚合物熔体的弹性响应包括有可回复的切形变 , 法向应力效应与挤出物胀大 ;79、PVC与HDPE相比,其T g较高、柔顺性较差、σt较大、流动性较差 ;80、聚合物样品在拉伸过程中出现细颈是屈服的标志,细颈的发展在微观上是分子中链段或晶片的取向过程;81、根据Tresca判据,在单轴拉伸时发生屈服的判据为 1/2σ1 =1/2σy =σs ;82、银纹的密度约为本体的 50%或40% ,银纹中分子链垂直于银纹的长度方向,加热退火会使银纹消失 ;83、相比于脆性断裂,韧性断裂的断裂面较为粗糙 ,断裂伸长率较大 ,并且在断裂之前存在屈服 ;84、随应变速率的增加,高分子材料的脆韧转变温度将降低 ;85、聚合物静态粘弹性现象主要表现在蠕变和应力松弛 ;86、理想弹性体的应力取决于应变 ,理想粘性体的应力取决于应变速度 ;87、粘弹性材料在交变应变作用下,应变会落后应力一个相角δ,且δ在 0~π/2 范围之内,δ的值越小,表明材料的弹性越好 ;88、在交变应变的作用下,材料的储能模量与应变同相, 损耗模量与应变的相差为π/2 ;89、Maxwell 模型是一个粘壶和一个弹簧 串 联而成,适用于模拟 线性 聚合物的 应力松弛 过程;Kevlin 模型是一个粘壶和一个弹簧 并 联而成,适用于模拟 交联 聚合物的 蠕变 过程;90、松弛时间为松弛过程完成 63.2% 或1- 1/e 所需的时间,温度越高,高分子链运动的松弛时间越 短 ;91、松弛时间τ的物理意义是 松弛过程完成63.2% 所需要的时间 ,τ值越小,表明材料的弹性越 差 ;92、根据时温等效原理,将曲线从高温移至低温,则曲线应在时间轴上 右 移;93、聚合物的松弛行为包括 应力松弛 、 蠕变 、 滞后 和 内耗 ;94、高分子链的柔顺性增加,聚合物的T g 减少 、T m 减少 、T f 减少 、T b 增加 、结晶能力 增加 、溶解能力 增加 、粘度 增加 、结晶速率 增加 ;95、随着聚合物的柔顺性增加,链段长度 减小 、刚性比值 减小 、无扰尺寸减小 、极限特征比 减小 ;96、增加温度,聚合物的σt 减小 、σi 增加 、粘度 减小 、柔顺性 增加 、τ 减小 、蠕变 增加 ;97、取向可使聚合物在取向方向上的σt 增加 、σi 工厂增加 、E 增加 ,断裂伸长率 增加 、可使聚合物的结晶度 增加 、高分子液晶相的流体在取向方向上的粘度 减小 、流动性 减小 ;98、随着聚合物的相对分子质量增加,聚合物的σt 增加 、σi 增加 、硬度 增加 、T g 临界相对分子质量之前 增加 、T f 增加 、T m 增加 、粘度 增加 、熔融指数 减小 、结晶速率 减小 、熔解性 减小 、可加工性 减小 、柔顺性 增加 ;99、分子作用力增加,聚合物的T g 增加 、T f 增加 、粘度 增加 、柔顺性 减小 、内耗 增加 ;100、适度交联可使聚合物的T g 增加 、T f 增加 、流动性 减小 、结晶度 减小 、应力松弛 减小 、蠕变 减小 ;101、结晶度提高,聚合物的σt 增加 、σi 减小 、硬度 增加 、断裂伸长率 减小 、密度 增加 、耐热性能 增加 、透光性 减小 ;102、链段长度增加表明聚合物的刚性 增加 、均方末端距 增加 、应力松弛 减小 、蠕变 减小 、流动性 减小 、T g 增加 、T f 增加 、T m 增加 ;103、根据平均场理论,聚合物溶于小分子溶剂的单位摩尔混合自由能=)ln ln (2112211ϕχϕϕn n n RT G m ++=∆ ;104、高分子合金出现相分离时,如果扩散是由低浓度向高浓度扩散,则相分离机理为 旋节线 机理、;如果相分离过程中相区浓度保持不变,则分离机理为 成核生长 机理;105、现有PS-苯溶液,选用甲醇作为沉淀剂进行沉淀分级;溶液浓度为2%时分级效率比溶液浓度为0.5%的分级效率差好、差、相同;106、测定聚合物溶度参数通常有粘度法、溶胀度法和滴定法三种方法; 107、高聚物在θ条件下,超额化学位△μ1E =0,其高分子链段间以及链段与溶剂分子间的相互作用相等、溶液呈现无扰状态 ;此时χ1等于 0.5 ,A2等于0 ;108、增塑可使聚合物的T g降低、T f降低、T m降低、σt降低、σi提高、% 提高、η降低、柔顺性提高、流动性提高 ;109、柔性聚合物的凝聚态结构可能为晶态和非晶态 ;110、用X射线法表征结晶聚合物,结果出现德拜环和弥散环共存,这说明结晶聚合物中晶区和非晶区共存;111、球晶在偏光显微镜下观察发现有Maltese黑十字,目前认为产生的结构原因是片晶辐射状生长形成球晶 ;112、高温高压下PE会生成伸直链晶;PE在适当条件下会生成环带球晶,偏光显微镜下观察等间距的消光同心环 ;113、液晶为有序液体,分子结构中必须含有刚性结构方能形成液晶,或为棒状,其长径比至少为 4/1 ;或为盘状,其长径比至多为 1/4 ;114、某热致液晶聚合物可出现近晶A和向列两种液晶相,则从低温至高温依次出现的聚集态为晶体K 、近晶A相液晶S A、向列相液晶N 、液体l ;115、高分子液晶根据生成方式的不同,可分为溶致液晶与热致液晶;116、多组分聚合物相容性的表征方法包括测量T g、电子显微镜、膜或溶液的光学透光率等;117、当向PP内加入抗氧剂时,抗氧剂一般只存在于非晶区,这有利于抗氧剂产生作用; 118、单晶是在极稀的溶液浓度和很慢的冷却速度下形成的;119、共聚使PE的结晶能力下降、结晶度减小、室温溶解能力增加、链的规整性被破坏 ;120、Avrami方程中的指数n的物理意义是成核生长维数 ;121、高聚物的结晶速率由成核速率和生长速率共同决定;122、晶片厚度越厚,熔点越高 ;可用于表征结晶速度的参数为 t1/2或 k ;123、聚合物的结晶过程中,成核方式有均相成核和非均相成核两种;124、结晶聚合物熔融过程与低分子晶体熔融过程的差别在于前者有熔限 ;125、用GPC进行分子分级时,相对分子质量大的先淋洗出来;126、用膜渗透压法可测定数均相对分子质量,用光散射法可测定重均相对分子质量,用粘度法可测定粘均相对分子质量;127、在利用光散射法测定相对分子质量时,利用Zimm作图法可以得到均方旋转半径2S、第二维里系数A2、重均相对分子质量M 3个参数;w128、通常用于测定聚合物的相对分子质量分布的GPC法,其中文名称为凝胶渗透色谱 ; 129、DSC方法可测定的参数包括结晶度、结晶速度、熔点和玻璃化温度其它还有比热、液晶相转变温度、各类热焓等;130、聚合物的相对分子质量具有多分散性 ,依据不同的测定方法可得到数均、重均、 Z均、粘均等相对分子质量;131、测定相对分子质量的方法有端基分析、膜渗透法、气相渗透法、光散射、 GPC ;132、聚合物的构型是由化学键所决定的原子空间排布,检测构型可采用 NMR或红外方法;如果主链中含有不对称碳原子,该聚合物将可能存在全同、间同、无规三种构型;133、正己烷存在 27 种稳定构象组合;134、高斯链的均方末端距与相对分子质量的 1 次方成正比;135、聚合物在溶液中通常呈无规线团构象,在晶区中通常为平面锯齿或螺旋 ; 136、在θ状态下,聚合物分子链的均方末端距= nl2或Zb2 ,其值小于良溶剂分子链的均方末端距;137、高分子物理的核心问题是要解决聚合物的结构与性能之间的关系;138、一般可溶、可溶的聚合物通常具有线形结构;一般不溶、不溶的聚合物通常具有网状结构、又称为交联聚合物;139、低压聚乙烯结晶时相对分子质量和结晶温度有以于关系示意图;图中1为130℃等温结晶;2为快速冷却结晶;图 A 为正确的关系示意图;140、请正确选择 A;B;A;B;C;D ;141、结晶性高聚物有以下4种结晶形态:A单晶;B串晶;C球晶;D伸直链晶体;其生成条件一般为:高压下结晶生成 D ;高速搅拌时结晶生成 B ;浓溶液或熔体结晶生成C ;极稀溶液中结晶生成 A ;142、银纹是在张力或溶剂的作用下产生的,银纹内部存在银纹质微纤 ,其方向与外力方向平行 ;。
高分子物理作业习题
高分子物理习题:第一章高分子链的结构一、概念与名词高聚物的结构高分子链结构聚集态结构近程结构远程结构化学结构物理结构构型旋光异构全同立构间同立构无规立构有规立构等规度几何异构顺反异构键接异构序列序列分布数均序列长度支化度交联度IPN Semi-IPN 构象单键内旋转链段近程相互作用远程相互作用无规线团柔顺性平衡态柔顺性动态柔顺性末端距均方末端距根均方末端距均方回转半径最可几末端距自由结合链自由旋转链伸直链等效自由结合链高斯链无扰尺寸空间位阻参数特征比一级近程排斥力二级近程排斥力热塑性聚合物热固性聚合物热力学链段长度动力学链段长度二、基本理论与基本问题1.下列哪种聚合物是热塑性的()a.硬质橡胶b.酚醛树脂c.硫化橡胶d.HDPE2.高压聚乙烯因为在聚合时压力很大,所以产品的密度也高,低压聚乙烯因为聚合时压力低,所以产品密度也低。
()3.所谓自由旋转链,就是键角(θ),内旋转角(θ)均不受限制的高分子链。
()4.高分子在晶体中是规则排列的,只有全同立构或间同立构的高分子才能结晶,无规立构高分子(也有例外)不能结晶。
()5.HPPE聚合时压力很大,LPPE聚合时压力很小。
所以二者的密度a、HPPE>LPPEb、HPPE<LPPEc、HPPE=LPPE6.分子量相同的大分子链,链越柔顺则线团尺寸()a、越小b、越大c、基本不变7.下列高聚物,单个分子链柔顺性最大的是()a、聚已二酸乙二醇酯b、聚丙烯(全同)c、聚二甲基硅氧烷8.α-取代烯烃聚合物,当不对称碳原子在链中的排列方式为DLDL……,则这种聚合物的立构属于()a、全同b、无规c、间同9.高顺1,4-聚异戊二烯在室温下为()a、塑料b、橡胶c、纤维10.按高聚物结构层次的划分,高分子链的构型属于()a、一次结构b、二次结构c、三次结构11.下列三种高聚物中,耐热性最好的是( )a、聚酰亚胺b、尼龙-66c、芳香尼龙12.哪种聚合物在室温下透气性更好()a、等规聚丙烯b、无规聚丙烯13.下列哪种聚合物是热塑性()a、硬质橡胶b、HDPE14.下列哪种聚合物是支链聚合物()a、HDPEb、等规聚丙烯c、LDPE15.等规聚丙烯的大分子链,在晶体中呈螺旋构象。
高分子物理习题
高分子物理习题高分子物理习题第一章高分子链的结构1. 解释下列名词:A. 碳链高分子解:分子的主链全部由碳原子以共价键相连接的,如聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯腈等,它们大多由加聚反应制得。
B. 构象由单键内旋转而产生的分子链在空间的不同形态,它属于高分子的远程结构。
C. 构型分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。
包括几何(顺反)异构和旋光(立体)异构,它属于高分子的近程结构。
D. 链段高分子主链上,由若干链节组成的刚性部分称为链段。
链段越长,它所包含的结构单元越多,分子链的柔顺性越小。
E. 聚碳酸酯、环氧树脂、尼龙66、聚芳砜等工程塑料,主要由缩聚和开环聚合反应得到,它们属于杂链高分子。
F. 取向结构解:在某些外力场(如拉伸应力或剪切应力)作用下,高分子链、链段或微晶可以沿外力作用方向择优排列的结构。
取向结构对材料的力学、光学、热性能影响显著。
G. 刚性因子刚性因子(空间位阻参数)σ: 即无扰均方末端距与FRC的均方末端距比值的平方根。
链的内旋转阻碍愈大,分子尺寸愈扩展,σ值愈大,柔顺性愈差。
2. 构象与构型有何区别?聚丙烯分子链中碳-碳单键是可以旋转的,通过单键的内旋转是否可以使全同立构聚丙烯变为间同立构聚丙烯?解: 构型是指分子中由化学键所固定的原子在空间的排列,而构象是由于单键的内旋转而产生的分子在空间的不同形态。
分子的构型是稳定的,要改变构型必须经过化学键的断裂和重排,仅由键的内旋转是不能实现构型的转变。
全同立构和间同立构是旋光异构体,属于构型异构,所以不能通过C-C单键的内旋转来使全同立构聚丙烯变为间同立构聚丙烯。
1.试写出聚异戊二烯的可能构型?解: 1,4-加成顺式、反式、头头、头尾1,2-加成全同、间同、无规、头头、头尾 23,4-加成全同、间同、无规、头头、头尾1. 如何区分支化和交联的同种聚合物。
解:支化高分子是热塑性的聚合物,它可在适当的溶剂中溶解,加热会熔融;交联高分子与支化高分子有质的区别。
高分子物理作业习题
高分子物理习题:第一章高分子链的结构一、概念与名词高聚物的结构高分子链结构聚集态结构近程结构远程结构化学结构物理结构构型旋光异构全同立构间同立构无规立构有规立构等规度几何异构顺反异构键接异构序列序列分布数均序列长度支化度交联度IPN Semi-IPN 构象单键内旋转链段近程相互作用远程相互作用无规线团柔顺性平衡态柔顺性动态柔顺性末端距均方末端距根均方末端距均方回转半径最可几末端距自由结合链自由旋转链伸直链等效自由结合链高斯链无扰尺寸空间位阻参数特征比一级近程排斥力二级近程排斥力热塑性聚合物热固性聚合物热力学链段长度动力学链段长度二、基本理论与基本问题1.下列哪种聚合物是热塑性的()a.硬质橡胶b.酚醛树脂c.硫化橡胶d.HDPE2.高压聚乙烯因为在聚合时压力很大,所以产品的密度也高,低压聚乙烯因为聚合时压力低,所以产品密度也低。
()3.所谓自由旋转链,就是键角(θ),内旋转角(φ)均不受限制的高分子链。
()4.高分子在晶体中是规则排列的,只有全同立构或间同立构的高分子才能结晶,无规立构高分子(也有例外)不能结晶。
()5.HPPE聚合时压力很大,LPPE聚合时压力很小。
所以二者的密度a、HPPE>LPPEb、HPPE<LPPEc、HPPE=LPPE6.分子量相同的大分子链,链越柔顺则线团尺寸()a、越小b、越大c、基本不变7.下列高聚物,单个分子链柔顺性最大的是()a、聚已二酸乙二醇酯b、聚丙烯(全同)c、聚二甲基硅氧烷8.α-取代烯烃聚合物,当不对称碳原子在链中的排列方式为DLDL……,则这种聚合物的立构属于()a、全同b、无规c、间同9.高顺1,4-聚异戊二烯在室温下为()a、塑料b、橡胶c、纤维10.按高聚物结构层次的划分,高分子链的构型属于()a、一次结构b、二次结构c、三次结构11.下列三种高聚物中,耐热性最好的是( )a、聚酰亚胺b、尼龙-66c、芳香尼龙12.哪种聚合物在室温下透气性更好()a、等规聚丙烯b、无规聚丙烯13.下列哪种聚合物是热塑性()a、硬质橡胶b、HDPE14.下列哪种聚合物是支链聚合物()a、HDPEb、等规聚丙烯c、LDPE15.等规聚丙烯的大分子链,在晶体中呈螺旋构象。
高分子物理学习题(1-6)
(2004 . 春季学期:2.16 --- 6.11) - 中国科学院研究生院玉泉园区主讲:魏高原教授(北京大学化学与分子工程学院高分子科学与工程系)1. 为什么说至1953年底,人类对大分子的客观存在已不再存任何怀疑?有关高分子的第一本专著于何年问世?作者是谁?书名又是什么?为什么说高分子物理是连接高分子化学与高分子工程学的一座桥梁?2. 何时何地由谁观察到等温拉伸(硫化或未硫化)橡胶试样时有少许胀开(即拉胀性或负泊松比现象)? DNA的双螺旋属高分子结构分类中的几级结构?手性液晶呢? 3. 写出由下列取代的二烯经加聚反应得到的聚合物,若只考虑单体的1,4加成,和单体的头-尾相接,则理论上可有几种立体异构体?CH3– CH = CH – CH = CH – COOOCH34. 氯乙烯(CH2=CHCl)和偏氯乙烯(CH2=CCl2)的共聚物,经脱除和裂解后,产物有苯、氯苯、间二氯苯、1,3,5-三氯苯等,其比例大致为10:1:1:10(重量),据此对这两种单体在共聚物中的序列分布可得出什么结论?5. 聚氯乙烯用锌粉在二氧六环中回流处理,结果发现有86%左右的氯被脱除,产物中有环丙烷结构,而无C=C结构,就此实验事实,说明聚氯乙烯链中单体的键接方式。
6. 环氧丙烷经开环聚合后,可得到不同立构的聚合物(无规、全同、间同),试写出它们立构上的不同,并大致预计其对聚合物性能的影响。
7. 试以线型聚异戊二烯为例,讨论其主要的近程链结构问题。
天然橡胶硫化后,其近程链结构有何变化?主要包括哪些研究内容?8. 某碳链聚α-烯经,平均分子量为<M>=1000M0(M0为链节分子量),试计算该聚合物的弹性限度(L max/(<h2>fr)1/2),进而说明为何高分子链在自然状态下总是卷曲的。
9. 等效自由联接链或高斯链与自由联接链的主要区别是什么?两者等链节点数n时的均方半径为何具有相同的对n的依赖关系?假定σ2为两者均方末端距之比,并且聚丙烯主链上的键长为 0.154 nm,键角为 109.5 °,根据实验数据σ= 1.76 [温度30℃,溶剂为环己烷或甲苯],计算其等效自由联接链的链段长度ℓe。
高分子物理习题集及答案
第一章高分子链的结构一.解释名词、概念1.高分子的构型:高分子中由化学键固定了的原子或原子团在空间的排列方式2.全同立构高分子:由一种旋光异构单元键接形成的高分子3.间同立构高分子:由两种旋光异构单元键接形成的高分子4.等规度:聚合物中全同异构和间同异构的高分子占高分子总数的百分数5.高分子的构象:由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态6.高分子的柔顺性:高分子能够呈现不同程度卷曲构象状态的性质7.链段:高分子中能做相对独立运动的段落8.静态柔顺性:由反式微构象和旁氏微构象构象能之差决定的柔顺性,是热力学平衡条件下的柔顺性9.动态柔顺性:高分子由一种平衡构象状态转变成另一种平衡构象状态所需时间长短决定的柔顺性10.等效自由连接链:在一般条件下,高分子链中只有部分单键可以内旋转,相邻的两个可以内旋转的单键间的一段链称为链段,这样可以把高分子链看作是由链段连接而成的,链段之间的链不受键角的限制,链段可以自由取向,这种高分子链的均方末段距以及末端距分布函数的表达式与自由连接链相同,只是把链数n转换成链段数n,把键长l换成链段长l,这种链称为等效自由链接链11.高斯链:末端距分布服从高斯分布的链12.高分子末端距分布函数:表征高分子呈现某种末端距占所有可能呈现末端剧的比例二.线型聚异戊二烯可能有哪些构型?答:1.4-加成有三种几何异构,1.2加成有三种旋光异构,3.4加成有三种旋光异构三.聚合物有哪些层次的结构?哪些属于化学结构?哪些属于物理结构?四.为什么说柔顺性是高分子材料独具的特性?答:这是由高分子的结构决定的,高分子分子量大,具有可以内旋转的单键多,可呈现的构象也多,一般高分子长径比很大,呈链状结构,可以在很大程度内改变其卷曲构想状态。
对于小分子,分子量小,可内旋转的单键少,可呈现的构象数也不多,且小分子一般呈球形对称,故不可能在很大的幅度范围内改变其构象状态五.通常情况下PS是一种刚性很好的塑料,而丁二烯与苯乙烯的无规共聚物(B:S=75:25)和三嵌段共聚物SBS(B:S=75:25)是相当好的橡胶材料,从结构上分析其原因。
高分子物理习题集及答案
第一章 高分子链的结构1 写出由取代的二烯(1,3丁二烯衍生物)CH 3CH CH CH CH COOCH 3经加聚反应得到的聚合物,若只考虑单体的1,4-加成,和单体头-尾相接,则理论上可有几种立体异构体?解:该单体经1,4-加聚后,且只考虑单体的头-尾相接,可得到下面在一个结构单元中含有三个不对称点的聚合物:CH CH CH CH CH 3COOCH 3n即含有两种不对称碳原子和一个碳-碳双键,理论上可有8种具有三重有规立构的聚合物。
2 今有一种聚乙烯醇,若经缩醛化处理后,发现有14%左右的羟基未反应,若用HIO 4氧化,可得到丙酮和乙酸。
由以上实验事实,则关于此种聚乙烯醇中单体的键接方式可得到什么结论?解:若单体是头-尾连接,经缩醛化处理后,大分子链中可形成稳定的六元环,因而只留下少量未反应的羟基:CH 2CH CH 2CH CH 2CH CH 2OCH 2CH OCH 2O CH CH 2CH 2CH OH同时若用HIO 4氧化处理时,可得到乙酸和丙酮:CH 2CH CH 2OHCH CH 2OHCH OHHIO 4CH 3COHO+CH 3COCH 3若单体为头-头或尾-尾连接,则缩醛化时不易形成较不稳定的五元环,因之未反应的OH 基数应更多(>14%),而且经HIO 4氧化处理时,也得不到丙酮:CH 2CH CH OHCH 2CH 2CH OHOHCH 2OCHO2OCHCH 2CH 2CHOHCH 2CH CH OHCH 2CH 2CH OHOH4CH 3COHO+OH COCH 2CH 2COHO可见聚乙烯醇高分子链中,单体主要为头-尾键接方式。
3 氯乙烯(CH 2CHCl)和偏氯乙烯(CH 2CCl 2)的共聚物,经脱除HCl 和裂解后,产物有:,Cl,ClCl,ClCl Cl等,其比例大致为10:1:1:10(重量),由以上事实,则对这两种单体在共聚物的序列分布可得到什么结论?解:这两种单体在共聚物中的排列方式有四种情况(为简化起见只考虑三单元):CH2CHClCH2CClCl +(V)(D) V V VV V DD D VD D D这四种排列方式的裂解产物分别应为:,Cl,ClCl,ClCl Cl而实验得到这四种裂解产物的组成是10:1:1:10,可见原共聚物中主要为:V V V、D D D的序列分布,而其余两种情况的无规链节很少。
高分子物理习题-第一章
高分子物理习题-第一章1.下列那些聚合物没有旋光异构,并解释原因。
A .聚乙烯B .聚丙烯C .1,4-聚异戊二烯D .3,4-聚丁二烯E .聚甲基丙烯酸甲酯F .硫化橡胶2、写出下列各组高聚物的结构单元,比较各组内几种高分子链的柔性大小并说明理由。
1)聚乙烯,聚丙烯,聚苯乙烯 2)聚乙烯,聚乙炔,顺式1,4聚丁二烯3)聚丙烯,聚氯乙烯,聚丙烯腈 4)聚丙烯,聚异丁烯5)聚氯乙烯,1,4-聚2-氯丁二烯,1,4-聚丁二烯6)聚乙烯,聚乙烯咔唑,聚乙烯基叔丁烷7)聚丙烯酸甲酯,聚丙烯酸丙酯,聚丙烯酸戊酯8)聚己二酰己二胺,聚对苯二甲酸对苯二胺9)聚对苯二甲酸乙二醇酯,聚对苯二甲酸丁二醇酯3、一个高分子链的聚合度增大100倍,其链的尺寸(末端距)扩大了多少倍?4.今有三种嵌段共聚物M-S-M ,实验中测定,当聚苯乙烯嵌段(S )的质量百分数为50%时,在苯溶剂中S 段的均方根长度为10.2nm 。
当C-C 键角为109°28′、键长为0.15nm ,假定内旋转不受位垒限制时,求出共聚物中S 段和M 段(PMMA )的聚合度。
5. 比较聚乙烯、聚丙烯腈、聚氯乙烯、1,4-聚异戊二烯、Kevlar 这些聚合物的柔性,并说明你排序的理由。
6. 某单烯类聚合物的聚合度为104,试计算分子链完全伸展时的长度是其均方根末端距的多少倍?(假定该分子链为自由旋转链)。
并由分子运动观点解释某些高分子材料在外力作用下可以产生很大变形的原因。
7、 PE 自由旋转链的均方末端距是自由结合链的均方末端距的( )倍。
A 、 2B 、4C 、6.7D 、 2.58、下列聚合物柔顺性排列顺序正确的为( )。
A 、PP > PMMA > PIB B 、 PIB > PP > PMMAC 、 PMMA > PP > PIBD 、PIB > PMMA > PP以下题目选作:1)假定聚丙烯中键长为0.154nm ,键角109.5o ,无扰尺寸A=483510nm -⨯,刚性因子(空间位阻参数) 1.76σ=,求其等效自由结合链的链段长度b 。
《高分子物理》习题
第 1 章高分子链的结构1. 写出聚氯丁二烯的各种可能构型。
2. 构型与构象有何区别?聚丙烯分子链中碳-碳单键是可以旋转的,通过单建的内旋转是否可以使全同立构的聚丙烯变为间同立构的聚丙烯?为什么?3. 为什么等规立构聚苯乙烯分子链在晶体中呈31 螺旋构象,而间规立构聚氯乙稀分子链在晶体中呈平面锯齿构象?4. 哪些参数可以表征高分子链的柔顺性?如何表征?5. 聚乙烯分子链上没有侧基,内旋转位能不大,柔顺型好。
该聚合物为什么室温下为塑料而不是橡胶?6. 从结构出发,简述下列各组聚合物的性能差异:(1)聚丙烯腈与碳纤维;(2)无规立构聚丙烯与等规立构聚丙烯;(3)顺式聚1,4-异戊二烯(天然橡胶)与反式聚1,4-异戊二烯;(4)高密度聚乙烯、低密度聚乙烯与交联聚乙烯。
7. 某单烯类聚合物的聚合度为104,试估算分子链完全伸展时的长度是其均方根末端距的多少倍?(假定该分子链为自内旋转链)。
8. 无规聚丙烯在环己烷或甲苯中、30C时测得的空间位阻参数(即刚性因子)c=1.76,试计算其等效自由连接链的链段长度b(已知碳—碳键长为0.154nm, 键角为109.5。
)。
9. 某聚苯乙烯试样的分子量为416000,试计算其无扰链的均方末端距(已知特征C n= 12)。
第2章聚合物的凝聚态结构1. 名词解释凝聚态:内聚能密度:晶系:结晶度:取向:高分子合金的相容性:2. 什么叫内聚能密度?它与分子间作用力的关系如何?如何测定聚合物的内聚能密度?3. 聚合物在不同条件下结晶时,可能得到哪几种主要的结晶形态?各种结晶形态的特征是什么?4. 测定聚合物结晶度的方法有哪儿种?简述其基本原理。
不同方法测得的结晶度是否相同?为什么?5. 高分子液晶的分子结构有何特点?根据分子排列有序性的不同, 液晶可以分为哪几种晶型?如何表征?6. 简述液晶高分子的研究现状,举例说明其应用价值。
7. 取向度的测定方法有哪几种?举例说明聚合物取向的实际意义。
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例1 : 有一粘弹体,已知其粘性系数η和高弹模量E分别为5×108Pa· s 和108N· m-2,当初始应力为10 N· m-2时 求: (1)达到松弛时间的残余应力为多少? (2)松弛10秒钟时的残余应力为多少?
解: (1)松弛时间
5 109 5s 9 E 10 当达到松弛时间时,
8. 将下列聚合物按结晶速率排序 12345 (1)PE (2)PVA (3) iPP (4) PET (5)NR
11
例:比较下列聚合物的熔点高低顺序,并用热力学观点说明 理由: PET、PP、PE、PB、PTFE
PTFE(327℃) > PET(267℃) > PP (176℃)> PE (137℃) >顺1,4聚丁二烯(12℃) 解释: Tm=ΔHm/ΔSm (1)PTFE:由于氟原子电负性很强,原子间的斥力 很大,分子链的内旋转很困难,ΔS很小,所以Tm很高。 (2)PET:由于酯基的极性,分子间作用力大,所以 ΔH大;另一方面由于主链有芳环,刚性较大,ΔS较小, 所以Tm较高。 (3)PP:由于有侧甲基,比PE的刚性大,ΔS较小, 因而Tm比PE高。 (4)顺1,4聚丁二烯:主链上孤立双键柔性好,ΔS大, Tm很低。
1
判断:
1. 玻璃化温度是塑料的最低使用温度,又是橡胶的最高使 用温度。( F ) 2. 聚合物发生粘性流动时,形变是不可逆的。( T ) 3. 聚合物的高弹变形是瞬间发生的。( F ) 4. 玻璃态是高分子链段运动的状态。( F) 5. 玻璃化转变温度的大小与外界条件无关。( F ) 6. 玻璃化转变是一个松驰过程。 ( T)
3
解释下列聚合物Tg温度高低次序的原因:
CH 2 CH
CH2 CH Cl
CH 2 CH
Tg :-10 ℃;
CH2 CH CN
CH 3
87℃;
CH 3 O C CH 3 O C O
100℃
CH 3 O CH 3
104 ℃;
150℃;
220℃
从侧基的极性和大分子主链上有芳杂环影响链的 内旋转运动这两种因素考虑
6
比较下列两组聚合物Tg的高低
H CH2 C O
CH3 CH2 C O
n
H
n
CH2
C
n
C O CH3
O C O
CH3 CH2 C O
n
CH3
C O
CH3
C O C2H5 C3H7
C4 H 9
1组:前为聚丙烯酸甲酯,酯基具有一定的柔顺性,Tg=3℃; 后为聚乙酸乙烯酯,Tg=28℃ 2组:酯基为柔性取代基,酯基越长,柔性越好。聚甲基丙烯 酸甲酯Tg=105℃;聚甲基丙烯酸乙酯Tg=65℃ ;聚甲基丙烯酸 7 丁酯Tg=21℃;聚甲基丙烯酸辛酯Tg=-20℃。
0 e t / 0 e 1 10 0.368 3.68N m2
(2) 当t=10s时,
0e
t /
0e
2
1.35N m
2
17
例2: 已知PIB在298K时,其应力松弛到105N/m2约需10小时, 试计算在253K时应力松弛到同一数值所需的时间。(PIB的Tg为 203K)
8
思考: 1. 将熔融态的PE,PET和PS淬冷到室温,PE是半 透明的,而PET和PS是透明的。为什么?若将 上述PET透明试样在Tg下拉伸,发现试样外观 由透明变为混浊,解释这一现象。 例2. 试分析聚三氟氯乙烯是否结晶性聚合物?要制成 透明薄板制品,成型过程中要注意什么条件的控制?
3. 透明的聚酯薄膜在室温二氧六环中浸泡数分钟就变为 不透明。为什么?
lg
t 298 t 253
2.7188
t 298 10hr
在253K达到同样的力学松弛需要5234h。
18
练习:有三种材料的应力-应变曲线如下图所示
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 哪种材料的弹性模量最高? 哪种材料的断裂强度最高? 哪种材料在断裂前没有明显的塑性变形? 哪种材料的伸长率最大? 哪种材料的断裂能最大? 判断顺丁橡胶、尼龙6、聚苯乙烯分别对应哪种材 料的曲线?
作业:1,2,4
13
练习题
1. 关于聚合物的蠕变现象,正确的是( A )? A. 蠕变是不能回复的;B 外力去除后,交联聚合物的蠕 变过程可以完全回复;C 高温下蠕变不明显;D 外力很 大蠕变不明显. 2. 下列说法正确的是( D )? A 应力松弛是指恒定应变条件下材料应力逐渐减小到零 的现象;B 线形聚合物的应力可以松弛到0;C 聚合物 的刚性越大,应力松弛越慢; D 温度低于Tg时,应力松弛很慢. 3. 对理想弹性的描述正确的是( ACE )? A. 形变的产生不需要时间;B 形变是缓慢恢复的;C 应 力与应变成正比;D 弹簧具有理想弹性; E 形变量总是很大.
5
5. 下列各组聚合物的Tg高低比较正确的是( )。 A、聚二甲基硅氧烷>顺式聚1,4-丁二烯, B、聚丙稀>聚己内酰胺, C、聚己二酸乙二醇酯>聚对苯二甲酸乙二醇酯, D、聚氯乙烯>聚偏二氯乙烯 6. 聚丙烯酸甲酯的Tg为3℃,聚丙烯酸的Tg为106℃,后者 Tg高的主要原因是是因为( )。 A、侧基的长度短 B、存在氢键 C、范德华力大 7. 结晶高聚物在Tg以上时( )。 A、所有链段都能运动 B、只有非晶区中的链段能 够运动 C、链段和整个大分子链都能运动 8. 判断:根据自由体积理论聚合物的自由体积随温度的降 低而减小。( )
19
思考题
已知聚甲基丙烯酸甲酯的应力松弛模量E(t)-T曲线如图所示, 画出图中由▲指示状态下应力-应变行为(其它测试条件 同)。
1
(1) (2)
2 3
(3)
(4)
4
Tb Tg Tf
-曲线
20
练习题
1、拉伸实验中,应力-应变曲线初始部分的斜率和曲线 下的面积分别反映材料的( )。 A、拉伸强度、断裂伸长率 B、杨氏模量、断裂能 C、屈服强度、屈服应力 D、冲击强度、冲击能 2、在聚甲基丙烯酸甲酯的拉伸试验中,温度升高则( )。 A、σB升高、εB降低, B、σB降低、εB升高, C、σB升高、εB升高, D、σB降低、εB降低, 3、在高分子材料的拉伸试验中,提高拉伸速率时,则 ( )。 A、σB升高、εB降低, B、σB降低、εB升高, C、σB升高、εB升高, D、σB降低、εB降低 4. 在 ( )温度范围内,玻璃态聚合物才具有典型的应力应变曲线。 A、Tb﹤T﹤Tg B、Tg﹤T﹤Tf C、 Tg﹤T﹤Tm
12
练习题
1. 如果加一重物于交联橡皮筋,保持恒定的张力,当加热 该橡胶时,重物位置如何变化?( ) A. 升高 B 降低 C 不变 2. 有关橡胶高弹性的描述正确的是( )? A 弹性模量低 B 形变量较小 C 能弹性 D 压缩时放热 3. 产生高弹性的分子结构特征是 ( )? A 分子链具有一定柔性 B 分子之间具有强烈的相互作用 C 分子链之间化学键连接 D 常温下能够结晶 E 相对分子质中淬火,所得试样透明度最高的是( C ) A. 全同立构聚丙烯;B. 聚乙烯;C. 聚对苯二甲酸丁二醇酯; D. 尼龙-6
6. 高聚物的本体结晶通常发生在( C) A.熔点以下的任何温度 B . T g以下的任何温度 C.Tm 和T g 之间 7. 随高分子链柔顺性的增加,聚合物的T g 降低 ,Tm 降低 ,结晶能力 升高 ,结晶速度 升高 。
14
练习题
1、在适当外力作用下( )有明显的粘弹性现象。 A、Tg以下很多 B、Tg附近 C、Tg以上很多 D、f附近 2、利用扭摆实验,可测得聚合物材料的( )。 A、动态切变模量和内耗 B、杨氏模量和内耗 C、杨氏模量 和本体模量 3、采用Tg为参考温度进行时温转换叠加时,温度高于Tg的曲线, lgαT( )。 A、负,曲线向左移 B、正,曲线向右移 C、负,曲线向右 移 4、蠕变与应力松弛速度( )。 A、与温度无关 B、随温度升高而增大 C、随温度升高而减 小 5. 有关内耗与温度的关系正确的是( ) A. 温度升高,内耗增大 B. 温度升高,内耗减小 C.内耗在某一温度范围出现极大值
WLF方程
lg
t Tg
t T
17.44(T Tg ) 51.6 (T Tg )
分别将T=298K和T=253K带入WLF方程
lg
t 298 t 203
11.3015 lg
t 253 t 203
8.5827
t 253 5234hr
2
练习:
将下列聚合物按Tg高低次序排列并解释原因:
CH 3 Si CH 3 O
CH 3 CH 2 C CH 3
Cl CH 2 C Cl
CH2O
解:(1)主要从链的柔顺性次序考虑,其次序是: Si—O > C—O > C—C 偏氯乙烯,因为链间有极性力,Tg高。 • Tg :-123 ℃; -70 ℃; -17℃; -80℃
形变
③ ② ① ④
图:同一聚合物 品种(PMMA), 同一测量条件下 不同分子量时的 温度形变曲线
温度
Tg
Tf 问题1:判断4条曲线分子量的大小? ① <② <③ <④
???
∵Tf是大分子链发生相对位移的温度,分子量↑, 分子链越长,内摩擦阻力↑,∴ Tf ↑。 问题2:为何只有一个Tg ? ∵ Tg为链段运动温度,与分子量关系不大,同一聚合 物品种,同一测量条件,链段运动温度能力相同。
4
练习题
1. 示差扫描量热仪(DSC)是高分子材料研究中常用的方 法,常用来研究( )。 ⑴Tg, ⑵Tm, ⑶分解温度Td, ⑷结晶温度Tc, ⑸ 维卡软化温度, ⑹结晶度, 2. 处于高弹态的聚合物,可以运动的单元有( ) A. 链段 B大分子链 C. 链节 D. 侧基 E. 支链 3. 下列( )因素会使Tg降低。 A、引入刚性基团 B、引入极性基团 C、交联 D、加 入增塑剂 4. 所有聚合物在在玻璃化转变时,自由体积分数均等于 ( )。 A、0.5% B、1% C、2.5%