《高分子物理》课程习题思考题
高分子物理学习题 第一章 答案
高分子物理学思考题及习题第1章思考题1-1 重要概念:高分子化合物;高分子材料(聚合物);天然高分子材料;人工合成高分子材料;塑料;橡胶;纤维;功能高分子;结构单元;聚合度;线形分子链(线形高分子);支化分子链(支化高分子);交联网络(交联高分子)。
1-2 了解高分子材料的分类法与命名法。
1-3 与小分子化合物与小分子材料相比,高分子化合物与高分子材料的结构有哪些重要特点使之具有独特的性能？将这些特点牢记在心。
1-4 仔细阅读关于高分子材料的“多分散性与多尺度性”、“软物质性”及“标度性”的说明,理解其意义。
1-5 了解高分子物理学的核心内容与主要学习线索,体会“高分子物理学就是研究高分子材料结构、分子运动与性能的关系的学说”。
1-6 阅读“高分子物理学发展简史及研究热点”一节,了解当前高分子物理学的热点问题与发展方向。
1-7 根据生活经验,列举一些适合用作塑料、橡胶或纤维的聚合物名称。
1-8 下列一些聚合物(我国的商品名称):丁苯橡胶,氯丁橡胶,硅橡胶,环氧树脂,脲醛树脂,聚氯乙烯,聚碳酸脂,涤纶,锦纶,腈纶。
试分别写出各自结构单元的化学结构式及合成所需单体的化学结构式。
第一章习题可能与高分子化学学习内容重复,可不做。
第2章思考题及习题2-1重要概念:近程结构;远程结构;构型;构象;无规线团;内旋转;内旋转势垒;分子链柔顺性(静态与动态);链段;均方末端距;均方旋转半径;自由连接链;自由旋转链;等效自由连接链;Kuhn等效链段;高斯链;θ条件/θ状态;Flory特征比(刚性因子)。
(1)近程结构:包括构造与构型。
构造就是指链中原子的种类与排列,取代基与端基的种类,单体单元的排列顺序,支链的类型与长度等。
构型就是指由化学键所固定的链中原子或基团在空间的排列。
注意:近程结构相当于“链的细节”。
构造着重于链上的原子的种类、数目比例、相互连接关系。
构型涉及空间立体异构(顺反异构、旋光异构)。
(2)远程结构:包括分子的大小、构象与形态,链的柔顺性。
高分子物理何曼君版课后思考题答案解析
第二章1、假若聚丙烯的等规度不高，能不能用改变构象的办法提高等规度?说明理由。
不能。
全同立构和间同立构是两种不同的立体构型。
构型是分子中由化学键解：所固定的原子在空间的几何排列。
这种排列是稳定的，要改变构型必须经过化学键的断裂和重组。
构象是围绕单键内旋转所引起的排列变化，改变构象只需克服单键内旋转位垒即可实现。
2、末端距是高分子链的一端到另一端达到的直线距离，解：因为柔性的高分子链在不断的热运动，它的形态是瞬息万变的，所以只能用它们的平均值来表示，又因为末端距和高分子链的质心到第i个链单元的距离是矢量。
它们是矢量，其平均值趋近于零。
因此，要取均方末端距和均方回转半径；轮廓长度是高分子链的伸直长度，高分子链有柔顺性，不是刚性链，因此，用轮廓长度描述高分子尺度不能体现其蜷曲的特点。
5、解：无论是均方末端距还是均方回转半径，都只是平均量，获得的只是高分子链的平均尺寸信息。
要确切知道高分子的具体形态尺寸，从原则上来说，只知道一个均值往往是不够的。
最好的办法是知道末端距的分布函数，也就是处在不同末端距时所对应的高分子构象实现概率大小或构象数比例，这样任何与链尺寸有关的平均物理量和链的具体形状都可由这个分布函数求出。
所以需要推导高斯链的构象统计理论。
第三章1、高分子与溶剂分子的尺寸相差悬殊，两者的分子运动速度差别很大，溶剂分子能较快渗入聚合物，而高分子向溶剂的扩散缓慢。
（1）聚合物的溶解过程要经过两个阶段，先是溶剂分子渗入聚合物内部，使聚合物体积膨胀，称为溶胀；然后才是高分子均匀分散在溶剂中，形成完全溶解的分子分散的均相体系。
对于交联的聚合物，在与溶剂接触时也会发生溶胀，但因有交联的化学键束缚，不能再进一步使交联的分子拆散，只能停留在溶胀阶段，不会溶解。
（2）溶解度与聚合物分子量有关，分子量越大，溶解度越大。
对交联聚合物来说，交联度大的溶胀度小，交联度小的溶胀度大。
（3）非晶态聚合物的分子堆砌比较松散，分子间的相互作用较弱，因此溶剂分子比较容易渗入聚合物内部使之溶胀和溶解。
高分子物理习题解答
⾼分⼦物理习题解答《⾼分⼦物理》习题思考题第⼀章⾼分⼦链的结构（1）⼀解释名词、概念1.⾼分⼦构型答：⾼分⼦中由化学键固定的原⼦、原⼦团在空间的排列⽅式。
2.全同⽴构⾼分⼦答：由同⼀种旋光异构单元键接⽽成的⾼分⼦。
3.间同⽴构⾼分⼦答：由两种旋光异构单元交替键接形成的⾼分⼦。
4.等规度答：聚合物中全同⽴构和间同⽴构总的百分数。
5.数均序列长度答：链节序列的平均数。
6.⾼分⼦的构象答：⾼分⼦在空间的形态。
7.⾼分⼦的柔顺性答：⾼分⼦链能够改变其构象的性质成为柔顺性。
8.链段答：⾼分⼦中能够独⽴运动的最⼩单位称为链段。
把若⼲个键组成的⼀段链作为⼀个独⽴运动的单元。
9.静态柔顺性答：⾼分⼦链构象能之差决定的柔顺性，叫静态柔顺性。
10.动态柔顺性答：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的长短决定的柔顺性，叫动态柔顺性。
11.等效⾃由连接链:柔性的⾮晶状线型⾼分⼦链，不论处于什么形态(如玻璃态、⾼弹态、熔融态或⾼分⼦溶液)，相同分⼦量的⾼分⼦链段都取平均尺⼨近乎相等的⽆规线团构象，称为“等效⾃由结合链”12.⾼斯链：。
因为等效⾃由结合链的链段分布符合⾼斯分布函数，⼜称为⾼斯链。
13.⾼分⼦末端距：指线形⾼分⼦链的⼀端⾄另⼀端的直线距离。
14.Hp q答：表⽰单螺旋分⼦链的构象类型。
其中p表⽰螺旋构象中⼀个等同周期所包含的结构单元数，q表⽰在此周期中所包含螺旋的圈数。
⼆. 线性聚异戊⼆烯可能有哪些构型？答：8种， 1. 1,4加成：2种，顺式和反式2. 1,2加成：3种，全同，间同和⽆规3. 3,4加成：3种，全同，间同和⽆规三. 聚合物有哪些层次的结构？那些属于化学结构？那些属于物理结构？答：聚合物结构的层次分⼦链结构聚集态结构近程结构远程结构结晶态结构⾮晶态结构取向态结构液晶态结构织态结构构造构型⼤⼩形态在聚合物层次结构中，近程结构属于化学结构，⽽远程结构和聚集态结构属于物理结构。
四.为什么说柔顺性是⾼分⼦材料独具的特性？答：柔顺性是分⼦链能够呈现出不同程度卷曲构象状态的性质。
高分子物理思考题
高分子物理思考题高分子物理简答题1.同样是都是高分子材料，在具体用途分类中为什么有的是县委，有的是塑料，有的是橡胶？同样是纯的塑料薄膜，为什么有的是全透明的，有的是半透明的？答：高分子材料的用途分类取决于材料的使用温度和弹性大小，当材料的使用温度在玻璃化温度Tg以下，是塑料，Tg以上则为橡胶，否则会软化。
而透明度的问题在于该材料是否结晶，结晶的塑料薄膜是透明的，非结晶的则不透明或半透明。
2.假若聚丙烯的等规度不高，能不能用改变构想的办法提高等规度？说明理由。
答：构象：由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态，称为构象。
聚丙烯的等规度是由构型不同的异构体所产生的旋光异构所引起的，由于头-头键接的聚丙烯，其有全同立构、间同立构和无规立构等异构体。
而且构型是由分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列，构象仅仅是由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态。
所以当聚丙烯的等规度不高时，用改变构象的方法是无法提高其等规度的，需要破坏化学键，改变构型，才能提高等规度。
3.理想的柔性高分子链可以用自由连接或高斯链模型来描述，但真实高分子链在通常情况下并不符合这一模型，原因是什么？这一矛盾是如何解决的？答：在采用自由连接链或高斯链模型描述理想的柔性高分子链时，我们假设单键在结合时无键角的限制，内旋转时也无空间位阻，但真实高分子链不但有键角的限制，在内旋转时也存在空间位阻，因此使真实高分子链在通常情况下并不符合这一模型。
对于真实高分子链我们用等效自由结合链来描述，把由若干个相关的键组成的一段链，算作一个独立的运动单元，键称作“链段”，令链段与链段自由结合，并且无规取向，这种链称为等效自由结合链。
4.高分子溶解过程与小分子相比，有什么不同？答：因为聚合物分子与溶剂分子的大小相差悬殊，两者的分子运动速度差别很大，溶剂分子能比较快的渗透进入高聚物，而高分子向溶剂的扩散却非常慢，这样，高聚物的溶解过程要经过两个阶段，现实溶剂分子渗入高聚物内部，是高聚物体积膨胀，称为溶胀，然后才是高分子均匀分散在溶剂中，形成完全溶解的分子分散的均相体系。
《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》思考题与习题合集
聚合物的电学性能及其它性能1. 名词解释：取向极化，介电损耗，电击穿，介电松弛谱，导电聚合物。
2. 高分子在电场中的极化有哪几种形式？各有什么特点？3. 比较聚合物介电损耗和力学损耗的异同点。
4. 讨论影响聚合物介电常数和介电损耗的因素。
5. 结构型导电聚合物的分子结构与导电性关系如何？举例说明。
6. 简述提高聚合物的耐热性和热稳定性的方法。
7. 讨论提高聚合物透明性的途径。
- 1 -高分子的分子量和分子量分布1. 解释下列名词：第二维利系数，相对粘度，增比粘度，比浓粘度，特性粘数，相对分子质量分布宽度指数，流体力学体积，GPC ，GPC 标定曲线（相对分子质量-淋出体积标定曲线）。
2. 已知聚苯乙烯试样中含有相对分子质量为104和l05两组分，试求下列两种情况下的n M 、w M ：（1）两组分分子数相同； （2）两组分重量相同。
3. 试计算100摩尔相对分子质量为105的聚乙烯分别与10摩尔相对分子质量为l04和106的聚乙烯混合时的n M 和w M ，并讨论计算的结果。
4. 测定聚合物数均和重均相对分子质量的方法有哪几种？每种方法适用的相对分子质量范围如何？5. 证明渗透压法测得的相对分子质量为数均相对分子质量，而光散射法测得的相对分子质量为重均相对分子质量。
6. 为什么说用粘度法测定相对分子质量是相对的方法，而不是绝对的方法？7. 粘度法测相对分子质量中，K 、α值是如何定出的？8. 试比较聚电解质与非聚电解质稀溶液粘度变化的特点。
9. 简述GPC 方法测定聚合物相对分子质量和相对分子质量分布的基本原理。
10. 现有一超高相对分子质量的聚乙烯试样，欲采用GPC 方法测定其相对分子质量和相对分子质量分布，试问：(1) 能否选择GPC 法的常用溶剂THF ？如果不行，应该选择何种溶剂？ (2) 常温下能进行测定吗？为什么？11. 什么叫相对分子质量微分分布曲线和积分分布曲线？两者如何相互转换？ 12. 相对分子质量分布的研究方法有哪几类？简述其原理及优缺点。
高分子物理思考题
《高分子物理》课程习题思考题（王经武执笔，第六次修订）第一章高分子链的结构（Ⅰ）一．解释名词、概念1．高分子的构型2.全同立构高分子3.间同立构高分子4.等规度5.平均（数均）序列长度 6.高分子的构象7.高分子的柔顺性8.链段9.静态柔顺性10.动态柔顺性11.H pq 二．线型聚异戊二烯可能有哪些构型?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？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。
六．若聚丙烯的等规度不高，能否用改变构象的方法提高其等规度？为什么？七．天然橡胶和古塔玻胶在结构上有何不同？画出示性结构式。
八．有些维尼纶的湿强度低、缩水性大，根本原因是什么？九．高分子最基本的构象有哪些？在不同条件下可能呈现的典型的构象有哪些?十．链段的组成、大小有什么特点？第一章高分子链的结构（Ⅱ）一．解释名词、概念1.等效自由连接链2.高斯链3.高分子末端距分布函数二．已知两种聚合物都是PE，如何鉴别哪一种是HDPE，哪一种是LDPE？举出三种方法并说明其依据。
三．假设一种线型聚乙烯高分子链的聚合度为2000，键角为109.5º，C-C键长为1.54Å，求：（1）若按自由连接链处理，＝？（2）若按自由旋转链处理，＝？（3）若在无扰条件下的溶液中测得高分子链的=6.76nl2，该高分子链中含有多少个链段？链段的平均长度是多少？（4）计算/，/，/，并说明三个比值的物理意义。
四．求：（1）聚合度为5×104的线型聚乙烯的均方末端距（作为自由旋转链），用两种方法计算；（2）求这种聚乙烯的最可几末端距；（3）末端距为10 Å、100 Å的几率。
五．试分析纤维素的分子链为什么是刚性的。
《高分子物理》课程习题思考题
《高分子物理》课程习题思考题（王经武执笔，第六次修订）第一章高分子链的结构（Ⅰ）一．解释名词、概念1．高分子的构型2.全同立构高分子3.间同立构高分子4.等规度5.平均（数均）序列长度 6.高分子的构象7.高分子的柔顺性8.链段9.静态柔顺性10.动态柔顺性11.H pq 二．线型聚异戊二烯可能有哪些构型?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？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。
六．若聚丙烯的等规度不高，能否用改变构象的方法提高其等规度？为什么？七．天然橡胶和古塔玻胶在结构上有何不同？画出示性结构式。
八．有些维尼纶的湿强度低、缩水性大，根本原因是什么？九．高分子最基本的构象有哪些？在不同条件下可能呈现的典型的构象有哪些?十．链段的组成、大小有什么特点？第一章高分子链的结构（Ⅱ）一．解释名词、概念1.等效自由连接链2.高斯链3.高分子末端距分布函数二．已知两种聚合物都是PE，如何鉴别哪一种是HDPE，哪一种是LDPE？举出三种方法并说明其依据。
三．假设一种线型聚乙烯高分子链的聚合度为2000，键角为109.5º，C-C键长为1.54Å，求：（1）若按自由连接链处理，＝？（2）若按自由旋转链处理，＝？（3）若在无扰条件下的溶液中测得高分子链的=6.76nl2，该高分子链中含有多少个链段？链段的平均长度是多少？（4）计算/，/，/，并说明三个比值的物理意义。
四．求：（1）聚合度为5×104的线型聚乙烯的均方末端距（作为自由旋转链），用两种方法计算；（2）求这种聚乙烯的最可几末端距；（3）末端距为10 Å、100 Å的几率。
五．试分析纤维素的分子链为什么是刚性的。
_高分子物理课后习题答案（详解）
_⾼分⼦物理课后习题答案（详解）⾼分⼦物理答案详解（第三版）第1章⾼分⼦的链结构1.写出聚氯丁⼆烯的各种可能构型。
等。
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？为什么？答：（1）区别：构象是由于单键的内旋转⽽产⽣的分⼦中原⼦在空间位置上的变化，⽽构型则是分⼦中由化学键所固定的原⼦在空间的排列；构象的改变不需打破化学键，⽽构型的改变必须断裂化学键。
（2）不能，碳-碳单键的旋转只能改变构象，却没有断裂化学键，所以不能改变构型，⽽全同⽴构聚丙烯与间同⽴构聚丙烯是不同的构型。
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，⽽间规⽴构聚氯⼄烯分⼦链在晶体中呈平⾯锯齿构象？答（1）由于等归⽴构聚苯⼄烯的两个苯环距离⽐其范德华半径总和⼩，产⽣排斥作⽤，使平⾯锯齿形（…ttt…）构象极不稳定，必须通过C-C键的旋转，形成31螺旋构象，才能满⾜晶体分⼦链构象能最低原则。
（2）由于间规聚氯⼄烯的氯取代基分得较开，相互间距离⽐范德华半径⼤，所以平⾯锯齿形构象是能量最低的构象。
4.哪些参数可以表征⾼分⼦链的柔顺性？如何表征？答：（1）空间位阻参数（或称刚性因⼦）σ，σ值愈⼤，柔顺性愈差；（2）特征⽐Cn，Cn值越⼩，链的柔顺性越好；（3）连段长度b，b值愈⼩，链愈柔顺。
5．聚⼄烯分⼦链上没有侧基，内旋转位能不⼤，柔顺性好。
该聚合物为什么室温下为塑料⽽不是橡胶？答：这是由于聚⼄烯分⼦对称性好，容易结晶，从⽽失去弹性，因⽽在室温下为塑料⽽不是橡胶。
8.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？（假定该分⼦链为⾃由旋转链。
）答：81.6倍9.⽆规聚丙烯在环⼰烷或甲苯中、30℃时测得的空间位阻参数（即刚性因⼦）δ=1.76,试计算其等效⾃由连接链长度b（已知碳—碳键长为0.154nm,键⾓为109.5°）。
高分子物理实验思考题@中科大
1．为什么在计算机模拟实验1（用“分子模拟”软件构建全同立构聚丙烯分子、聚乙烯分子并计算它们末端的直线距离）中我们一再把第一个碳原子到最后一个碳原子的距离叫做末端距离，而不称通常所说的根均方末端距？2．你对计算机在高分子科学中的应用有多少了解？3．在考虑高分子链内旋转空间位阻时，高分子链的尺寸如何变化？4．在“二维高分子链形态的计算机模拟”实验中采用的是改进后的四位置模型，与原四位置模型相比，改进的四位置模型有哪些优点？5．描述一个在良溶剂中的高分子链形态要用哪种模型？而θ溶剂中的高分子链形态又有何特征？需用哪种模型描述？6．影响高分子链形态的因素有哪些？结合本课程相关实验结果和所学高分子物理知识进行讨论。
7．在“密度梯度管法测定聚合物的密度和结晶度”实验中，如何选择重液和轻液密度，重液和轻液密度差的大小对密度梯度曲线有何影响？8．如何由密度计算聚合物的结晶度？9．你还知道哪些测定聚合物结晶度的方法？为什么不同测定方法测得的聚合物结晶度不能相互比较？10．聚合物结晶有何特点？形态特征如何？结晶温度对球晶形态有何影响？11．解释正交偏光系统下聚合物球晶的黑十字消光现象。
12．与光学显微镜相比较，用小角激光光散射法研究晶态聚合物的球晶结构有什么优点？13．你还知道哪些小角激光光散射法在固体聚合物研究中的应用？14．油浸法测定合成纤维的双折射反映的是什么尺寸范围内的取向？15．你还知道哪些测定聚合物取向的方法，它们各自代表什么尺寸范围内的取向？16．为什么用不同方法测得的玻璃化温度是不能相互比较的？17．为什么说膨胀计法是测定聚合物玻璃化温度的经典方法，任何其它的测定结果都要来与膨胀计法的结果相比较？18．你还知道哪些测定聚合物玻璃化温度的实验方法，它们各自的优缺点是什么？19．聚合物的形变－温度曲线与其分子运动有什么联系? 不同分子结构和不同聚集态结构的聚合物应有什么样的形变－温度曲线?20．聚合物的形变－温度曲线对聚合物的加工和应用有何实际意义?21． 为什么由形变－温度曲线测得的T B g B 和T B f B 值只是一个相对参考值? T B g B 和 T B f B值受哪些实验因素的影响?有何影响?22．在实测形变－温度曲线时，刚开始不久曲线会出现有一个平坦的下凹，为什么？ 23． 在作环氧树脂固化时，当达到该温度下平衡扭矩后，如果再增加温度，扭矩又有所增大，但如果作不饱和聚酯的固化时，在增加温度就没有扭矩继续增大的现象，这是为什么？ 24．动态扭振法与其它动态力学方法（如动态扭辨法或动态振簧法）相比各有什么优缺点？ 25．为什么在粘弹谱仪测定聚合物的动态力学性能时要在聚合物试样上施加予应力？ 26．你对另外两个在实验室中常用的动态力学实验（扭摆和扭辫、振簧）有多少了解？ 27． 动态振簧法的频率范围一般是20 Hz 到1000 Hz ，为了使动态振簧法测得的玻璃化转变温度更接近于由膨胀计测得的值，曾设法扩展动态振簧法的频率范围的下限，对此你有什么看法?28． 拉伸实验既有形状的改变又有体积的变化，所以从物理的观点来看，它不是一个基本的形变类型，但却在实践中大量应用拉伸实验，为什么？29．你对聚合物材料拉伸时特有的应变软化现象是如何理解的？ 30．什么是聚合物的屈服现象？典型的聚合物应力-应变曲线有几类？ 31．影响拉伸试验的因素有哪些？ 32．“银纹”实验中，制样过程中为何要将样品的两边磨平？ 33．银纹主要出现在样品的哪些区域？为什么？ 34．为什么说银纹是聚合物特有的现象，它与聚合物材料的断裂有什么关系？ 35．测定聚合物表面电阻系数时，保护电极起什么作用？ 36．聚合物电介质的电阻系数温度依赖性与金属的有何不同？为什么？ 37．近年来已经发现聚合物还可能是半导体、导体甚至超导体，你对此有多少了解？ 38．溶胀法测定交联聚合物的交联度有什么优点和局限性？ 39．样品交联度过高或过低对结果有何影响？为什么？ 40． 从高分子结构和分子运动角度讨论线形聚合物、交联聚合物在溶剂中的溶胀情况有何区别？41．从手册上查Mark-Houwink 经验式[]a KM η=中K 、a 值时要注意什么? 42．能否先测纯溶剂的流出时间再测溶液的流出时间？如果这样做，对实验结果有何影响？43．配制高分子溶液时，选择多大浓度较为适宜？44．你对测定聚合物分子量的其它方法有多少了解？45．用乌氏粘度计测定高分子稀溶液粘度时在什么情况下需要校正？如何校正？46．从高分子溶液的相对粘度对浓度作图进一步理解在纯溶剂流出时间比较短时进行动能校正的必要性。
高分子物理何曼君版课后思考题标准答案
第二章1、假若聚丙烯的等规度不高，能不能用改变构象的办法提高等规度?说明理由。
不能。
全同立构和间同立构是两种不同的立体构型。
构型是分子中由化学键解：所固定的原子在空间的几何排列。
这种排列是稳定的，要改变构型必须经过化学键的断裂和重组。
构象是围绕单键内旋转所引起的排列变化，改变构象只需克服单键内旋转位垒即可实现。
2、末端距是高分子链的一端到另一端达到的直线距离，解：因为柔性的高分子链在不断的热运动，它的形态是瞬息万变的，所以只能用它们的平均值来表示，又因为末端距和高分子链的质心到第i个链单元的距离是矢量。
它们是矢量，其平均值趋近于零。
因此，要取均方末端距和均方回转半径；轮廓长度是高分子链的伸直长度，高分子链有柔顺性，不是刚性链，因此，用轮廓长度描述高分子尺度不能体现其蜷曲的特点。
5、解：无论是均方末端距还是均方回转半径，都只是平均量，获得的只是高分子链的平均尺寸信息。
要确切知道高分子的具体形态尺寸，从原则上来说，只知道一个均值往往是不够的。
最好的办法是知道末端距的分布函数，也就是处在不同末端距时所对应的高分子构象实现概率大小或构象数比例，这样任何与链尺寸有关的平均物理量和链的具体形状都可由这个分布函数求出。
所以需要推导高斯链的构象统计理论。
第三章1、高分子与溶剂分子的尺寸相差悬殊，两者的分子运动速度差别很大，溶剂分子能较快渗入聚合物，而高分子向溶剂的扩散缓慢。
（1）聚合物的溶解过程要经过两个阶段，先是溶剂分子渗入聚合物内部，使聚合物体积膨胀，称为溶胀；然后才是高分子均匀分散在溶剂中，形成完全溶解的分子分散的均相体系。
对于交联的聚合物，在与溶剂接触时也会发生溶胀，但因有交联的化学键束缚，不能再进一步使交联的分子拆散，只能停留在溶胀阶段，不会溶解。
（2）溶解度与聚合物分子量有关，分子量越大，溶解度越大。
对交联聚合物来说，交联度大的溶胀度小，交联度小的溶胀度大。
（3）非晶态聚合物的分子堆砌比较松散，分子间的相互作用较弱，因此溶剂分子比较容易渗入聚合物内部使之溶胀和溶解。
高分子物理思考题名词解释
是反映材料形变过程由于弹性形变而储存的能量。
损耗模量（E″）
是反映材料形变过程以热损耗的能量。
高斯链
将一个原来含有n个键长为l、键角θ固定、旋转不自由的键组成的链，视为一个含有Z个长度为b的链段组成的等效自由连接链，其分布符合高斯分布函数，故称作这种高分子链称为“高斯链”。
无扰链和无扰尺寸
只受近程作用、不受远程作用的分子链。
在θ条件下测得的高分子尺寸称为无扰尺寸。
极限特征比(C∞)
特征比Cn定义为无扰链与自由连接链均方末端距的比值，当n→∞时，对应的特征比Cn可定义为极限特征比(C∞)
蠕变
指在一定的温度和较小的恒定应力作用下，材料的应变随时间的增加而增大的现象。
蠕变函数[ψ（t）]
当应力作用时间足够长时，应变趋于平衡。
应力松弛
在恒定温度和形变保持不变的情况下，聚合物内部的应力随时间增加而逐渐衰减的现象。
滞后
聚合物在交变应力作用下应变落后于应力的现象称为滞后现象。
力学内耗（ψ）
黏性材料应变跟不上应力变化，因而在循环变化过程中要消耗能量，这种消耗称为力学内耗或内耗。
交联橡胶的状态方程
交联度
用交联密度或两个相邻交联点之间的数均分子量或每立方厘米交联点的摩尔数来表示。
交联点密度（μ/V0）
交联聚合物里面交联键的多少，一般用网链分子量的大小来表示。
交联点的功能度（ϕ）
ϕ=2N/μ
溶胀效应
溶剂分子进入橡胶交联网络，使其溶胀，体系网链密度降低，平均末端距增加，进而模量下降。
玻璃化转变温度（Tg）
模量下降速度最大出的温度，是非晶态高分子材料固有的性质，是高分子运动形式转变的宏观体现。
自由体积理论
高分子物理(2)
高分子物理思考题答案第-章高分子链的结构1.构型（configuration）是指分子中由化学键所固定的原子在空间的排列。
构造(Architecture)是指聚合物分子的各种形状。
构造：一般为线型，还有支化高分子、接技梳型高分子、星型高分子、交联网络高分子、树枝状高分子、“梯形”高分子、双螺旋型高分子等。
聚氯丁二烯的各种可能构型:（1）1,4--加成有顺，反结构（2）1，,2加成有头-尾、头-头、尾-尾三种键合方式；其中头-头键合方式又有全同，间同，无规立构2.聚乙烯分子链上没有侧基，内旋转位能不大，柔顺性好。
该聚合物为什么室温下为塑料而不是橡胶？答：这是由于聚乙烯分子对称性好，容易结晶，从而失去弹性，因而在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（杜仲橡胶）。
（4）高密度聚乙烯、低密度聚乙烯与交联聚乙烯。
答：结构包括构型和构象。
（1）聚丙烯腈和碳纤维的结构分别为CH2HC nHCCNCHCCNHCNPAN取代基的极性大，相互作用力大，分子链内旋转受阻严重，柔顺性很差。
具有高的硬度和刚性。
碳纤维是由PAN高温环化、芳构化制得，分子具有梯形结构，分子链刚性更大，可用作耐高温聚合物的增强填料。
（2）无规立构的PP，不结晶，常温下为橡胶；等规PP容易结晶，常温下为塑料，比较硬。
（3）天然橡胶为顺式的，链间距大；杜仲橡胶为反式的，链间距小，易结晶，比顺式的刚性好。
（4）HDPE的支链少、结晶度高，是定向聚合得到的，是晶体；LDPE为高压自由基聚合得到的，支链多，不结晶；交联的PE不溶不熔，三者的硬度依次降低。
3.比较下列四组高分子链的柔顺性并简要加以解释。
(4)中取代基对称排列，分子偶极矩极小，易内旋转；3中极性取代基较中比例大，分子内旋转困难，故柔顺性最差。
高分子物理思考题名词解释
溶剂分子渗入聚合物内部，即溶剂分子和高分子的某些“链段”混合，使高分子体积膨胀。
溶度参数(δ)
内聚能密度的平方根。
Huggins参数（χ1）
反映高分子与溶剂混合时相互作用能的变化。
θ溶液
溶液的化学位为理想溶液的化学位时的溶液。
渗透压第二维利系数（A2）
表征了高分子“链段”与溶剂分子之间的相互作用，它与高分子溶液中的形态有密切关系，取决于体系和实验温度。
第2章
凝聚态
高分子的凝聚态是指高分子链之间的几何排列和堆砌状态，包括固体和液体。
内聚能
克服分子间作用力，1mol的凝聚体汽化时所需的能量。
单晶
有一定外形，短程有序和长程有序贯穿整块的晶体物质。
球晶
当结晶性聚合物从浓溶液中析出或从熔体冷却结晶时，在不存在应力或流动的情况下，都倾向于生成这种结晶形态。
片晶厚度
是指应变达到极大值的（1- e-1）倍（0.632倍）时所需的时间。
时温等效原理
聚合物的同一力学松弛现象，既可以在较高的温度下、较短的时间内观察到，也可以在较低的温度下、较长时间内观察到。因此，升高温度与延长时间对分子运动是等效的，对聚合物的黏弹行为也是等效的。
移动因子或平移因子（aT）
是聚合物在不同温度下、同一力学响应所需观察时间的比值。
储能模量（E′）
是反映材料形变过程由于弹性形变而储存的能量。
损耗模量（E″）
是反映材料形变过程以热损耗的能量。
损耗角正切（tanδ）
tanδ= E″/ E′，即损耗角正切等于损耗模量与储能模量的比值。
松弛时间（τ）
是指应力降低到起始应力σ（0）的e-1倍（0.368倍）时所需的时间。
推迟时间（τ′）
高分子物理实验思考题
高分子物理实验思考题第一部分：概念题应力、应变、体积电阻率、表面电阻率、瞬时充电电流、吸收电流、漏导电流第二部分：判断题和选择题1、实验测得的维卡软化点可以代表材料的使用温度。
（错）2、维卡软化点是测定热固性塑料于特定的液体传热介质中，在一定的负荷、一定的等速升温条件下，试样被1mm2针头压入1mm时的温度。
（错）3、同类高聚物，分子量越高，其强度、硬度、韧性、缺口冲击等物理性能也会相应有所提高。
（对）4、熔融指数（溶体流动速率）的单位为g/10min。
（对）5、一般导体电阻随温度升高而线性增加，聚合物电阻液随温度升高而增加。
（对）6、测定体积电阻率（或表面电阻率）时，环境湿度和温度对测定结果没有影响。
（错）7、当聚合物倍加于直流电压时，流经聚合物的电流一下就稳定了。
（）8、在测试聚合物的冲击强度时，温度对测试结构没有多大的影响。
（错）9、在测试聚合物的冲击强度时，湿度对尼龙类塑料的冲击强度也有很大的影响。
（对）10、在测试聚合物的缺口冲击强度时，缺口的形状对冲击强度的影响不大。
（错）11、升温速率对测定维卡软化点的温度影响不大。
（）12、同种聚合物，熔融指数越大，分子量越大。
（）13、PC、有机玻璃、PS和尼龙66都是透明的。
（错）14、尼龙66在燃烧时有HCl气味。
（错）15、聚氯乙烯可溶于汽油中。
（）16、聚苯乙烯可溶于甲苯中。
（）17、有机玻璃不溶于氯仿和二甲苯中。
（错）18、将聚氯乙烯放在水中会浮在水面上。
（）19、聚丙烯放在水中会浮在水面上。
（对）20、PS和有机玻璃敲打时会发出清脆的“打铃声”。
（）第三部分：填空题1、在高聚物微量水分测定实验中，当仪器中硅胶变成白色或红色时，则应及时进行更换，否则将影响分析结果；2、有两个试样，可能是未硫化的丁苯橡胶和氯丁橡胶，将两个样品放入水中，其中沉入水中的是氯丁橡胶。
3、有三个聚合物试样，可能是聚氯乙烯、聚丙烯酸树脂和表面光滑的不知名聚合物。
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《高分子物理》课程习题思考题（王经武执笔，第六次修订）第一章高分子链的结构（Ⅰ）一．解释名词、概念1．高分子的构型2.全同立构高分子3.间同立构高分子4.等规度5.平均（数均）序列长度 6.高分子的构象7.高分子的柔顺性8.链段9.静态柔顺性10.动态柔顺性11.H pq 二．线型聚异戊二烯可能有哪些构型?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？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。
六．若聚丙烯的等规度不高，能否用改变构象的方法提高其等规度？为什么？七．天然橡胶和古塔玻胶在结构上有何不同？画出示性结构式。
八．有些维尼纶的湿强度低、缩水性大，根本原因是什么？九．高分子最基本的构象有哪些？在不同条件下可能呈现的典型的构象有哪些?十．链段的组成、大小有什么特点？第一章高分子链的结构（Ⅱ）一．解释名词、概念1.等效自由连接链2.高斯链3.高分子末端距分布函数二．已知两种聚合物都是PE，如何鉴别哪一种是HDPE，哪一种是LDPE？举出三种方法并说明其依据。
三．假设一种线型聚乙烯高分子链的聚合度为2000，键角为109.5º，C-C键长为1.54Å，求：（1）若按自由连接链处理，＝？（2）若按自由旋转链处理，＝？（3）若在无扰条件下的溶液中测得高分子链的=6.76nl2，该高分子链中含有多少个链段？链段的平均长度是多少？（4）计算/，/，/，并说明三个比值的物理意义。
四．求：（1）聚合度为5×104的线型聚乙烯的均方末端距（作为自由旋转链），用两种方法计算；（2）求这种聚乙烯的最可几末端距；（3）末端距为10 Å、100 Å的几率。
五．试分析纤维素的分子链为什么是刚性的。
六．一块交联度比较小的橡皮，是软的还是硬的？为什么？七．说说你用过、见过的高分子制品，各是用什么高分子材料制成的？第二章高分子聚集态结构一．解释名词、概念1.高分子的聚集态结构2.结晶性聚合物3.液晶性聚合物4.球晶5.高分子液晶6.液晶原（介原）7.内聚能密度8.半结晶期9.结晶度10.结晶聚合物的熔点11.取向聚合物12.晶面指数13.胆甾型液晶的螺距二．高分子聚集态结构包括哪些内容？试述高分子聚集态结构有哪些特点及与成型加工条件、性能的关系。
三．列举5种用于聚合物结构研究的近代物理方法。
四．如何从结构上分析某种聚合物属于结晶性聚合物？五．以聚乙烯为例，说明在什么条件下可以形成单晶、球晶、串晶、伸直链片晶，这些形态的晶体特征是什么？为什么在聚合物不易形成100％结晶的宏观单晶体？六．在正交偏光显微镜上观察球晶时，可以看到消光黒十字、明暗相间的同心圆环（消光环，对某些球晶），解释这些现象。
七．选择题1．通常条件下，本体聚合物的结晶温度为：(1)高于T m；(2)低于T g；(3)在T g～T m之间2．熔点最高的聚合物是：（1）聚偏二氯乙烯；（2）聚二氟氯乙烯；（3）聚四氟乙烯3．结晶能力最小的聚合物是：（1）PE；（2）PET；（3）PC4．熔点最低的是：（1）PA66；（2）PA610；（3）PA1010八．试述Avrami方程在本体聚合物结晶动力学研究中的意义。
九．最大结晶速度温度T max和T m的关系如何？十．如何制得尺寸稳定性好、韧性好、透明性也比较好的均聚聚丙烯注塑制品？十一．温度对本体聚合物结晶速度影响的规律是什么？解释其原因。
十二．均聚物A是一种结晶聚合物，若加入10％体积分数的增塑剂（x1=-0.1）或者用10％摩尔的单体B与单体A进行无规共聚（单体B的均聚物为非结晶性聚合物），增塑均聚物A的熔点与AB无规共聚物的熔点何者高？能从中得到什么规律？十三．今有两种HDPE，其平均分子量分别为=8×104，=4×106（T m为137℃，T g 为-68℃）。
（1）选择一种实验方法，做HDPE结晶速度与温度T关系曲线，简要说明实验方法及作图步骤；（2）两种HDPE的～T曲线的异同点是什么？十四．两种聚丙烯丝，在纺丝过程中，牵伸比相同，而分别采用冰水冷却和90℃热水冷却。
将这两种丝加热到90℃，何者收缩率大？为什么？十五．有两种乙烯和丙稀的共聚物，其组成相同，其中一种在室温时是橡胶状的，一直到温度降低到-70℃时才变硬；另一种在室温时却是硬而韧又不透明的材料，试解释它们内在结构上的差别。
十六．在聚合物纺丝工艺中，都有牵伸和热定型两道工序，为什么？热定型温度如何选择？十七．高分子液晶的结构有几种类型？特征如何？液晶性聚合物溶液的-C、-T、-的关系如何？这些关系的意义如何？十八．Flory的结晶聚合物、非结晶聚合物结构模型的要点是什么？有什么实验事实支持他的模型？十九．将氯纶、涤纶同时泡入90℃左右的热水中，现象如何？为什么？二十．有常用的聚丙烯试样一块，体积为 2.14cm3，重量为1.94g。
求这一试样的比容、结晶度（=0.85g/cm3，=0.95g/cm3）。
二十一．如何求得一种结晶聚合物的、？=1.13，求证=1+0.13。
第三章聚合物的分子运动、力学状态和转变一．解释名词、概念1.聚合物的转变2.聚合物的力学状态3.高分子运动的时－温等效原理4.玻璃化转变 5.剪切流动 6.拉伸流动7.假塑性流体8.WLF方程9.离模膨胀10.韦森堡效应11.内应力二．聚合物分子运动有哪些特点？三．聚合物的玻璃化转变在工艺上、科学上的意义是什么？不同方法测得的T g值可以互相比较吗?为什么?四．画出线型非结晶、线型结晶、线型非结晶的结晶性聚合物及交联聚合物的温度－形变曲线，说明这些聚合物有哪些力学状态、转变，并说明相应的分子运动机理（考虑分子量、结晶度、交联度）。
五．线型结晶聚合物在T g温度附近时，链段都能进行重排运动；处于T m温度时，链段和整个高分子都能进行重排运动。
这些说法对吗？为什么？六．塑料都是在T g以下温度使用，纤维的最高使用温度为T m，这些说法对吗？为什么？七．玻璃化转变的自由体积理论的内容是什么？玻璃化转变时聚合物的自由体积分数是多少？八．表征聚合物流体剪切流动时剪切应力与剪切速率关系的幂律方程是什么？如何利用这一方程判断流体的类型？聚合物熔体、浓溶液剪切流动时，于一般条件下属于什么流体？九．聚合物熔体粘性流动的特征是什么？十．何谓聚合物熔体流动速率指数？它与熔体的粘度、分子量有什么关系？十一．聚合物熔体的粘度与T、或的关系如何？有什么实际意义？第四章聚合物溶液的性质一．解释名词、概念1.溶度参数2.Huggins参数3.临界Huggins参数4.平衡溶胀度5.第二维利系数6.θ溶剂、θ温度 7.沉淀点8.过量的溶剂混合化学势9.相对粘度10.增比粘度11.比浓粘度12.特性粘度13.支化因子14.Mark-Houwink方程15.冻胶16.凝胶17.亚浓溶液二．什么是溶胀？什么是溶解？试从分子运动的观点说明线型聚合物和交联聚合物溶胀的最终状态的区别。
三．Huggins参数的物理意义是什么？其值与哪些因素有关？四．如何选择PVC的良溶剂？五．如何制备常用聚丙烯的溶液？六．如何测求出聚合物的溶度参数？七．A2的物理意义如何？A2的大小与哪些因素有关？八．一交联丁苯橡胶试样，25℃于溶剂苯中达到溶胀平衡时，溶胀体重2.116g。
已知：干胶重0.1273g，干胶密度0.941g/cm3，苯的分子量为78，苯的密度为0.8685g/cm3，=0.398，求试样网链的平均分子量。
九．说明聚合物稀溶液热力学性质偏离理想溶液性质的原因。
举出一个表示偏离程度大小的热力学函数，从这一函数分析在什么条件下聚合物稀溶液具有“理想溶液”的性质。
十．由聚合物稀溶液的哪些参数、这些参数等于什么数值时可判定聚合物稀溶液是θ溶液？十一．当T等于θ、高于θ、低于θ时，A2的数值如何？高分子在稀溶液中的形态如何？十二．详细说明聚合物溶液[]的测求。
[]的大小与哪些因素有关？十三．通过测求[]可以得到哪些重要的物理量？十四．已知PS－环己烷体系的θ温度为34℃，PS-甲苯体系的θ温度低于34℃，假如于40℃测定同一种PS试样溶于此两种溶剂的溶液的渗透压和粘度，问：两种溶液的、、A2、[]、、、值的大小顺序如何？两种体系两种方法测得的试样的平均分子量之间有什么关系？十五．有哪些物理量可以表征高分子在稀溶液中的形态？十六．若用不良溶剂，聚合物溶液的[]随温度升高而，是什么原因？若用良溶剂，聚合物溶液的[]随温度升高而。
在θ温度以上不太高的温度范围内，聚合物溶液的[]随温度升高而，为什么？十七．通过研究聚合物稀溶液中高分子散射光强度，可以得到哪些重要物理量？用什么公式计算的？高分子散射光强度包含在这些公式的哪一个物理量中？十八．某PS试样，经精细分级后，得到7个级分，用渗透压法测定了各级分的分子量，并在30℃的苯溶液中测定了各级分溶液的[]，结果如下：×43.25 31.77 26.18 23.07 15.89 12.62 4.8310-4(g/mol)[](ml/g) 147 117 101 92 70 59 29求出公式[]=中的、值。
十九．聚合物增塑的类型有哪些？举例说明聚合物加增塑剂后物理机械性能的变化。
二十．有哪些实验方法可以测求出聚合物溶液的θ温度？一．解释名词、概念1.写出、、、的定义式2.VPO法二．测定聚合物平均分子量的方法有哪些？得到的是何种统计平均分子量？三．可以用哪些实验方法测求出聚合物稀溶液的A2、？四．在25℃的θ溶剂中，测得的浓度为7.36×10-3g/ml的聚氯乙稀溶液的渗透压为0.248g/(cm)2，求此试样的分子量及溶液的第二维利系数，得到的是何种平均分子量？五．用粘度法测定一PS的分子量，查出PS-苯体系在30℃时的=0.99×10-2，=0.74。
称取0.1375g试样，配制成25ml PS-苯溶液，用移液管移取10ml 此溶液注入乌氏粘度计中，于30℃测出流出时间t1=241.6秒；然后依次加入苯5ml、5ml、10ml、10ml稀释，分别测出流出时间为t2=189.7秒、t3=166.0秒、t4=144.4秒、t5=134.2秒，又测得纯苯流出时间t0=106.8秒，求出此试样的分子量。
六．用光散射法测求聚合物的分子量时，如何测求出?如何进行数据处理可得到、()、A2()？七．100g重的分子量为105的试样加入1g重的分子量为103的组分；100g重的分子量为105的试样加入1g重的分子量为107的组分。