高分子物理(何曼君)-习题答案
【高分子物理】第一章作业参考答案
本习题参考答案大部分均来自于《高分子物理》（修订版），何曼君，复旦大学出版社，19901.名词解释●旋光异构体：分子中含有不对称碳原子，能够形成互为镜像的两种异构体，表现出不同的旋光性，称为旋光异构体。
p12●顺序异构体：由结构单元间的联结方式不同所产生的异构体称为顺序异构体，即头尾、头头、无规表示的键接异构。
p6●有规立构高分子：“等规高聚物”。
分子链中旋光异构单元有规律性地排列的高分子。
一般指全同或间同高分子。
p13●立构规整度：“等规度”。
是指高聚物中含有全同立构和间同立构的总的百分数。
p13●链段：我们把由若干个键组成的一段链算作一个独立的单元，称它为“链段”。
P27●柔顺性：高分子链能够改变其构象的性质称为柔顺性。
P17●平衡态柔顺性：静态柔顺性又称平衡态柔顺性，是指大分子链在热力学平衡条件下的柔顺性。
高分子链的平衡态柔顺性，通常用链段长度和均方末端距来表征。
链段是指从分子链划分出来可以任意取向的最小运动单元。
动态柔顺性是指高分子链在一定外界条件下，从一种平衡态构象转变到另一种平衡态构象的速度。
●高斯链：高分子链段分布符合高斯分布函数的高分子链。
P28●受阻旋转链：分子中的某些基团对于分子骨架中环绕单键的旋转造成了阻碍，这种类型的高分子链称为受阻旋转链。
●自由旋转链：假定分子链中每一个键都可以在键角所允许的方向自由转动，不考虑空间位阻对转动的影响，我们称这种链为自由旋转链。
P21●自由联结链：假定分子是由足够多的不占有体积的化学键自由结合而成，内旋转时没有键角限制和位垒障碍，其中每个键在任何方向取向的几率都相等，我们称这种链为自由联结链。
P20●等效自由结合链：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”。
P272.判断下列说法的正误，并说明理由。
（1）错误构象数与规整度无关。
（2）错误共轭双键间的单键实际上具有双键的性质，不能旋转。
（3）错误与结晶条件有关（如淬火样品中可能没有结晶）；正确，具有结晶能力。
高分子物理(何曼君)-习题答案
cos ϕ =
∫
i
2π
0
N (ϕ ) cos ϕdϕ
2π 0 i
∫
i
N (ϕ )dϕ
=
∫
2π
0
∑ N cos ϕ = ∑N
i i
U (ϕ ) ) cos ϕdϕ RT 2π U (ϕ ) ∫0 exp(− RT )dϕ exp(−
(i = 1 ~ 4) = 0.4521
（2）以知键角θ=112°，cosθ=-0.3746
h∗ =
⑵
1
β
=
o 2 N l = 398( Α) 3
由ω (h)dh = (
o
β
Π
) 3 exp(− β 2 h 2 )4Πh 2 dh，得
o
ω (±10 Α) = 3.5 ×10 −6 ( Α) −1 ω (±100 Α) = 3.37 ×10− 4 ( Α) −1
即在±100Å处的几率比在±10Å处的几率大。 6 某碳碳聚α-烯烃，平均分子量为1000M。 （M。为链节分子量） ，试计算： ⑴完全伸直时大分子链的理论长度； ⑵若为全反式构象时链的长度； ⑶看作Gauss链时的均方末端距； ⑷看作自由旋转链时的均方末端距； ⑸当内旋转受阻时（受阻函数 cos ϕ = 0.438 ）的均方末端距； ⑹说明为什么高分子链在自然状态下总是卷曲的，并指出此种聚合物的弹性限度。 解：设此高分子链为：
CH2
CH
Cl
）和偏氯乙烯（
CH2
CCl2
）的共聚物，经脱除HCl和裂解后，产物有：
CH
CH2 CH CH2 (裂裂) H3C H3C CH2 H3C
+ CH CH2
H3C
C CH2
高分子物理何曼君第3版课后答案
第1章1请你列举出20种⽇常⽇活中经常接触到的⽇分⽇材料，并写出其中10种聚合物的名称和化学式。
解答：常⽇的⽇分⽇材料：聚⽇烯塑料桶、聚丙烯编织袋、涤纶（聚对苯⽇甲酸⽇⽇醇酯）、EVA热熔胶（聚⽇烯和聚醋酸⽇烯酯的共聚物）、顺丁橡胶鞋底、尼⽇袜、ABS塑料、环氧树脂黏合剂、环氧树脂泡沫、聚氨酯泡沫、聚氨酯涂料、油改性聚酯清漆、育秧薄膜（聚氯⽇烯）、电线包⽇（聚氯⽇烯）、有机玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯）、维尼⽇（聚⽇烯醇缩甲醛）、尼⽇66、奶瓶（聚碳酸酯）、聚四氟⽇烯、丁苯橡胶、塑料拖鞋（聚氯⽇烯）、⽇机表⽇的光敏涂料、天然橡胶、复合地板（脲醛树脂）、凉⽇塔（不饱和树脂玻璃钢）等。
2有8本⽇说，它们的厚度不同，分别为250⽇、280⽇、300⽇、350⽇、400⽇、450⽇、500⽇和600⽇，请算出它们的数均⽇数和重均⽇数以及分布宽度指数。
请思考为什么重均⽇数⽇于数均⽇数。
解答：分布宽度指数＝重均⽇数/数均⽇数＝423.61/391.25＝1.08；按书⽇重量统计平均的⽇数为重均⽇数，其值等于每书的⽇数乘以其重量分数的总和。
数均⽇数相当于总⽇数除以书本数。
对于重均⽇数，重的分⽇的权重⽇，数均⽇数的话，权重都是1。
所以重均⽇数⽇于数均⽇数。
3试⽇较聚苯⽇烯与苯⽇烯在性能上有哪些差别。
解答：差别：（1）聚苯⽇烯是有⽇定强度的⽇聚物，在外观上是固体，在分⽇结构上没有双键；苯⽇烯是⽇分⽇的液体，分⽇结构上有双键。
（2）苯⽇烯做出来的产品⽇聚苯⽇烯做出来的产品要脆。
另外苯⽇烯暴露在空⽇中会逐渐被氧化，⽇聚苯⽇烯不会。
4为什么说黏度法测得的分⽇量是相对的分⽇量，渗透压法测得的是数均分⽇量，光散射法测得的是重均分⽇量？解答：（1）黏度法是由公式得到，⽇α⽇是从得到。
在测α时所⽇到的[η]是通过相对黏度和增⽇黏度计算得到。
因此[η]不是溶剂的绝对黏度，那么得到的分⽇量也是相对的分⽇量。
（2）渗透法测定分⽇量依据为时所以即渗透压法测得分⽇量为数均分⽇量。
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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 OHCH 2CH OHCH 2CH OHCH 2CH 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 OH4CH 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 2C HCl）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。
何曼君第三版高分子物理答案
课后作业答案: 第一章2、 W 1=250/(250+280+300+350+400+450+500+600)=250/3130=0、0799 W 2=0、0895 W 3=0、0958 W 4=0、1118 W5=0、1278 W6=0、1438 W7=0、1597 W8=0、19171113910.07990.08950.09580.11180.12780.14380.15970.19170.002556250280300350400450500600n i iM w M====+++++++∑424w i i M w M ==∑; 22(1)12903wn nnM M M σ=-=; 22(1)15173w w V M d =-=4、粘度法测定分子量,得到的数据为不同浓度的溶液流经乌氏粘度计的两到标志线所需的时间。
粘度一方面与聚合物的分子量有关,另一方面也与聚合物分子的结构、形态与在溶剂中的扩张程度有关。
因此,粘度法测得的分子量为相对分子量。
渗透压法测定分子量,得到的数据为不同浓度的溶液对应的平衡渗透压,与溶液中溶剂与溶质的摩尔分数有关,因此测得的就是数均分子量。
光散射法测定分子量,就是将固定波长的光线通过不同浓度的溶液,而散射光的强度就是由各种大小不同的分子所贡献的。
因此测得的分子量为重均分子量。
5、如知道分子量的数量微分分布函数N(m)与质量微分分布函数W(m),则可通过下式求出n M 与w M 、01()()n M N m MdM W N dMM ∞∞==⎰⎰()w M W m MdM ∞=⎰6、 2i iiiiiwiiii iiiin M W M M W M n MW ===∑∑∑∑∑1i iiiini i i ii i iin MWM W W nM M ===∑∑∑∑∑ 1/()iiiM W M ααη=∑ ; 以为α值在-1到1之间,因此nw MM M η≤≤7、今有一混合物,有1克聚合物A 与2 克同样类型的聚合物B 组成,A 的分子量M A = 1×105 g .mol -1; B 的分子量M B = 2×105 g .mol -1。
高分子物理第三版-何曼君等著湘大版参考答案
高分子物理第三版，何曼君等著参考答案——湘潭大学版（Ps：答案由个人和网上资料共同整理得到，如有错误，敬请原谅！）第一章4.为什么说黏度法测得的分子量是相对的分子量，渗透压法测得的是数均分子量，光散射法测得的是重均分子量？答：①黏度法是由公式1i i i M W M ααη⎛⎫= ⎪⎝⎭∑得到，而α又是从[]KM αη=得到。
在测α时所用到的[]η是通过相对粘度0r ηηη=和增比粘度0sp ηηηη-=计算得到。
因此[]η不是溶剂的绝对粘度，那么得到的分子量也是相对的分子量。
②渗透压法的测定是建立在溶液的依数性质基础上的，而公式()()001ii i ii i i C C ii iii iniiC nCM RT RTCRTCRTCM Cn MM →→∏=∏====∑∑∑∑∑∑可知，测得的是数均分子量M n 。
③在光散射法中常用90θ=时的瑞利比90R 计算溶质的分子量。
9000()()C i ii iiiC i i wi iiiiR KCMC M w M R K C M KCKCKCM Cwθ→→=====∑∑∑∑∑因此测得的是重均分子量M w 。
7.今有一混合物，由1g 聚合物A 和2g 同类型的聚合物B 组成。
A 的分子量M A =1×105g •mol -1;B 的分子量M B =2×105g •mol -1。
计算该混合物的数均分子量M n 重均分子量M w 和多分散指数d 。
解：55555512 1.5101211021011102210 1.6710121.1i iini ii iiwi iwnn M M nw M M wM d M +===⨯+⨯⨯⨯⨯+⨯⨯===⨯+==∑∑∑∑8.利用高分子稀溶液的依数性质测定其分子量时，常常需要将所测得的物理量对溶液浓度外推，求取浓度为零时的外推值作为计算依据，为什么？在什么条件下不需要外推？只需要由单一浓度的数据即可计算出正确结果？答：①因为高分子溶液的热力学性质与理想溶液的偏差很大，只有在无限稀释的情况下才基本符合理想溶液的规律，而无限稀释的溶液不可能配制，只能用外推法取浓度为零时的数据。
高分子物理第三版-何曼君等著湘大版参考答案
高分子物理第三版，何曼君等著参考答案——湘潭大学版（Ps：答案由个人和网上资料共同整理得到，如有错误，敬请原谅！）第一章4.为什么说黏度法测得的分子量是相对的分子量，渗透压法测得的是数均分子量，光散射法测得的是重均分子量？答：①黏度法是由公式1i i i M W M ααη⎛⎫= ⎪⎝⎭∑得到，而α又是从[]KM αη=得到。
在测α时所用到的[]η是通过相对粘度0r ηηη=和增比粘度0sp ηηηη-=计算得到。
因此[]η不是溶剂的绝对粘度，那么得到的分子量也是相对的分子量。
②渗透压法的测定是建立在溶液的依数性质基础上的，而公式()()001ii i ii i i C C ii iii iniiC nCM RT RTCRTCRTCM Cn MM →→∏=∏====∑∑∑∑∑∑可知，测得的是数均分子量M n 。
③在光散射法中常用90θ=时的瑞利比90R 计算溶质的分子量。
9000()()C i ii iiiC i i wi iiiiR KCMC M w M R K C M KCKCKCM Cwθ→→=====∑∑∑∑∑因此测得的是重均分子量M w 。
7.今有一混合物，由1g 聚合物A 和2g 同类型的聚合物B 组成。
A 的分子量M A =1×105g •mol -1;B 的分子量M B =2×105g •mol -1。
计算该混合物的数均分子量M n 重均分子量M w 和多分散指数d 。
解：55555512 1.5101211021011102210 1.6710121.1i iini ii iiwi iwnn M M nw M M wM d M +===⨯+⨯⨯⨯⨯+⨯⨯===⨯+==∑∑∑∑8.利用高分子稀溶液的依数性质测定其分子量时，常常需要将所测得的物理量对溶液浓度外推，求取浓度为零时的外推值作为计算依据，为什么？在什么条件下不需要外推？只需要由单一浓度的数据即可计算出正确结果？答：①因为高分子溶液的热力学性质与理想溶液的偏差很大，只有在无限稀释的情况下才基本符合理想溶液的规律，而无限稀释的溶液不可能配制，只能用外推法取浓度为零时的数据。
何曼君第三版高分子物理答案
课后作业答案： 第一章2、 W 1=250/(250+280+300+350+400+450+500+600)=250/3130=0.0799 W 2=0.0895 W 3=0.0958 W 4=0.1118 W5=0.1278 W6=0.1438 W7=0.1597 W8=0.19171113910.07990.08950.09580.11180.12780.14380.15970.19170.002556250280300350400450500600n i iM w M====+++++++∑424w i i M w M ==∑； 22(1)12903wn nnM M M σ=-=； 22(1)15173w w V M d =-=4、粘度法测定分子量，得到的数据为不同浓度的溶液流经乌氏粘度计的两到标记线所需的时间。
粘度一方面与聚合物的分子量有关，另一方面也与聚合物分子的构造、形态和在溶剂中的扩张程度有关。
因此，粘度法测得的分子量为相对分子量。
渗透压法测定分子量，得到的数据为不同浓度的溶液对应的平衡渗透压，与溶液中溶剂和溶质的摩尔分数有关，因此测得的是数均分子量。
光散射法测定分子量，是将固定波长的光线通过不同浓度的溶液，而散射光的强度是由各种大小不同的分子所奉献的。
因此测得的分子量为重均分子量。
5、如知道分子量的数量微分分布函数N 〔m 〕和质量微分分布函数W(m),那么可通过下式求出n M 和w M .01()()n M N m MdM W N dMM ∞∞==⎰⎰()w M W m MdM ∞=⎰6、 2iiiiiiwiiii iiiin M W M M W M n MW ===∑∑∑∑∑1i iiiinii i iii iin MWM W W nMM ===∑∑∑∑∑ 1/()i i iM W M ααη=∑ ； 以为α值在-1到1之间，因此n w M M M η≤≤7、今有一混合物，有1克聚合物A 和2 克同样类型的聚合物B 组成，A 的分子量M A = 1×105 g ．mol -1; B 的分子量M B = 2×105 g ．mol -1。
高分子物理课后答案何曼君第三版完整版
高分子物理课后答案何曼君第三版标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]高分子物理课后答案,何曼君,第三版第三章高分子的溶解过程与小分子相比有什么不同高分子与溶剂分子的尺寸相差悬殊，两者运动分子运动速度差别很大，现是溶剂分子渗入高聚物内部，是高聚体膨胀，称为“溶胀”，然后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。
对于交联的高分子只停留在溶胀阶段，不会溶解。
第二维里系数A2的物理意义第二维利系数的物理意义是高分子链段和链段间的内排斥与高分子链段和溶剂分子间能量上相互作用、两者相互竞争的一个量度。
它与溶剂化作用和高分子在溶液里的形态有密切关系。
良溶剂中，高分子链由于溶剂化作业而扩张，高分子线团伸展，A2是正值；温度下降或在非良溶剂，高分子线团收缩，A2是负值；当链段与链段、溶剂与高分子链段相互作业想等时，高分子溶液符合理想溶液的性质，A2为零，相当于高分子链处于无扰状态。
高分子的理想链和真实链有哪些区别①理想链是一种理论模型，认为化学键不占体积，自由旋转，没有键角和位垒的限制，而真实链有键角限制和位垒的限制。
②理想链没有考虑远程相互作用和近程相互作用，而真实链要考虑链节与链节之间的体积排除和链与周围环境的相互作用以及链与链之间的相互作用等。
高分子的稀溶液、亚浓溶液、浓溶液有哪些本质的区别三种溶液最本质的区别体现在溶液中和高分子无规线团之间的相互作用和无规线团的形态结构不同：① 稀溶液：高分子线团是相互分离的，溶液中高分子链段的分布也是不均一的；线团之间的相互作用可以忽略。
②浓溶液：大分子链之间发生相互穿插和缠结，溶液中链段的空间密度分布趋于均一。
② 亚浓溶液：亚浓溶液介于稀溶液和浓溶液之间，高分子线团开始相互穿插交叠，整个溶液中链段的分布趋于均一；高分子线团与临近线团开始相互作用。
第四章一般共混物的相分离与嵌段共聚物的微相分离在本质上有何差别由于嵌段共聚物的嵌段间不相容而发生相分离，平均相结构微区的大小只有几十到几百纳米，即微相分离，两相之间的作用力是化学键。
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第三章高分子的溶解过程与小分子相比有什么不同？高分子与溶剂分子的尺寸相差悬殊，两者运动分子运动速度差别很大，现是溶剂分子渗入高聚物内部，是高聚体膨胀，称为“溶胀” ，然后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。
对于交联的高分子只停留在溶胀阶段，不会溶解。
第二维里系数A2 的物理意义？第二维利系数的物理意义是高分子链段和链段间的内排斥与高分子链段和溶剂分子间能量上相互作用、两者相互竞争的一个量度。
它与溶剂化作用和高分子在溶液里的形态有密切关系。
良溶剂中，高分子链由于溶剂化作业而扩张，高分子线团伸展，A2 是正值；温度下降或在非良溶剂，高分子线团收缩，A2 是负值；当链段与链段、溶剂与高分子链段相互作业想等时，高分子溶液符合理想溶液的性质，A2 为零，相当于高分子链处于无扰状态。
高分子的理想链和真实链有哪些区别？而真①理想链是一种理论模型，认为化学键不占体积，自由旋转，没有键角和位垒的限制，实链有键角限制和位垒的限制。
②理想链没有考虑远程相互作用和近程相互作用，而真实链要考虑链节与链节之间的体积排除和链与周围环境的相互作用以及链与链之间的相互作用等。
高分子的稀溶液、亚浓溶液、浓溶液有哪些本质的区别？三种溶液最本质的区别体现在溶液中和高分子无规线团之间的相互作用和无规线团的形态结构不同：①稀溶液：高分子线团是相互分离的，溶液中高分子链段的分布也是不均一的；线团之间的相互作用可以忽略。
②浓溶液：大分子链之间发生相互穿插和缠结，溶液中链段的空间密度分布趋于均一。
②亚浓溶液：亚浓溶液介于稀溶液和浓溶液之间，高分子线团开始相互穿插交叠，整个溶液中链段的分布趋于均一；高分子线团与临近线团开始相互作用。
第四章一般共混物的相分离与嵌段共聚物的微相分离在本质上有何差别？由于嵌段共聚物的嵌段间不相容而发生相分离，平均相结构微区的大小只有几十到几百纳米，即微相分离，两相之间的作用力是化学键。
两种聚合物共混时，由于混合熵很小，混合晗决定于聚合物之间的相互作用，通常较小，所以两种聚合物混合自由能通常大于零，是分相的。
何曼君第三版高分子物理答案(新版答案)
何曼君第三版高分子物理答案(新版答案)关。
这些性质被称为稀溶液的依数性。
b bc T k M ∆=； f f c T k M ∆= （2）对高分子： 021()()c nnT kk A c c M M →∆=++≈，2A 为第二维利系数。
b bk c M T =∆f fk c M T =∆当存在缔合作用时，所测表现分子量大于真实分子量，fT ∆、bT ∆与溶液浓度成正比，缔合作用使浓度减小，fT ∆、bT ∆减小。
当存在电离作用时，所测表现分子量小于真实分子量，电离作用使浓度增大，fT ∆、bT ∆增大。
12、 []ln ln ln k M ηα=+以[]ln η对ln M 作图得一直线。
（[]ln η 4.99 4.76 4.62 4.52 4.25 4.08 3.37 ln M 12.98 12.67 12.48 12.35 11.98 11.75 10.79） 则直线斜率α=0.74 截距k=0.99×10-213、解：①通常高聚物平均分子量：纤维﹤塑料﹤橡胶纤维：室温下分子的轴向强度很大，受力后形变较小（一般为百分之几到百分之二十），在较广的温度范围内（-50℃--+150℃）机械性能变化较大，模量大；塑料：常温下有一定形状，强度较大，受力后能发生一定形变（一般为百分之几），按聚合物受热行为可分为热塑性和热固性聚合物；橡胶：在室温下具有高弹性，即使受到很小的外力，形变也高达十倍以上，去除外力后可恢复形状，是具有可逆形变的高弹性聚合物。
同是高分子材料，但其分子量大小、分子量分布以及自身的结构、性质决定了其用途。
②不同的塑料薄膜结晶性不同，结晶的高聚物通常不透明，非结晶高聚物通常透明，部分结晶的高聚物是半透明的。
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。
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第三章高分子的溶解过程与小分子相比有什么不同？高分子与溶剂分子的尺寸相差悬殊，两者运动分子运动速度差别很大，现是溶剂分子渗入高聚物内部，是高聚体膨胀，称为“溶胀”，然后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。
对于交联的高分子只停留在溶胀阶段，不会溶解。
第二维里系数A2的物理意义？第二维利系数的物理意义是高分子链段和链段间的内排斥与高分子链段和溶剂分子间能量上相互作用、两者相互竞争的一个量度。
它与溶剂化作用和高分子在溶液里的形态有密切关系。
良溶剂中，高分子链由于溶剂化作业而扩张，高分子线团伸展，A2是正值；温度下降或在非良溶剂，高分子线团收缩，A2是负值；当链段与链段、溶剂与高分子链段相互作业想等时，高分子溶液符合理想溶液的性质，A2为零，相当于高分子链处于无扰状态。
高分子的理想链和真实链有哪些区别？①理想链是一种理论模型，认为化学键不占体积，自由旋转，没有键角和位垒的限制，而真实链有键角限制和位垒的限制。
②理想链没有考虑远程相互作用和近程相互作用，而真实链要考虑链节与链节之间的体积排除和链与周围环境的相互作用以及链与链之间的相互作用等。
高分子的稀溶液、亚浓溶液、浓溶液有哪些本质的区别？三种溶液最本质的区别体现在溶液中和高分子无规线团之间的相互作用和无规线团的形态结构不同：①稀溶液：高分子线团是相互分离的，溶液中高分子链段的分布也是不均一的；线团之间的相互作用可以忽略。
②浓溶液：大分子链之间发生相互穿插和缠结，溶液中链段的空间密度分布趋于均一。
②亚浓溶液：亚浓溶液介于稀溶液和浓溶液之间，高分子线团开始相互穿插交叠，整个溶液中链段的分布趋于均一；高分子线团与临近线团开始相互作用。
第四章一般共混物的相分离与嵌段共聚物的微相分离在本质上有何差别？由于嵌段共聚物的嵌段间不相容而发生相分离，平均相结构微区的大小只有几十到几百纳米，即微相分离，两相之间的作用力是化学键。
两种聚合物共混时，由于混合熵很小，混合晗决定于聚合物之间的相互作用，通常较小，所以两种聚合物混合自由能通常大于零，是分相的。
高分子物理_何曼君 课后答案
的全反式构象如下图所示：
M 0 42, l 1.54 , 109.5.
解法一
2 h0 835 104 nm M
2
L反 nl sin
2
2
（1）
h2 835 104 nm M l0 0 1.17nm L反 5.99 103 (nm) M
N0 L反
CH2O CH2 CH OH CH OH CH2 CH2 CH OH O CH2 O OH CH2 CH CH CH2 CH
CH2
CH OH
CH OH
CH2
CH2
CH OH
HIO4
CH3 C O
OH
+
OH C O
CH2 CH2 C O
OH
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（ 有：
i
（2）以知键角 θ=112°，cosθ=-0.3746
1 cos 1 cos Nl 2 ( )( ) 1 cos 1 cos h K 2 Nl Nl 2 1 0.3746 1 0.4521 ( )( ) 5.83 1 0.3746 1 0.4521
20 20
2 由 X 射线衍射法测得规整聚丙烯的晶胞参数为 a=6.666 ,b=20.87 ,c=6.488 ，交角 =98.12 ，为单斜晶系，每个晶胞含有四条 H31 螺旋链（如图所示）。 试根据以上数据，预测完全结晶的规整聚丙烯的比容和密度。
v
解：比容
V abc sin M (3 4) M 0 / N A
3 由文献查得涤纶树脂的密度
1
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同时若用HIO4氧化处理时，可得到乙酸和丙酮：
CH2 CH OH CH2 CH OH CH2 CH OH HIO4 CH3 C O OH
+
CH3 C O
CH3
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HIO4氧化处理时，也得不到丙酮：
n2 5 × 10 −6 = = 4.5 × 10 −6 n1 + n2 1.109 + 5 × 10 −6
（3）体积分数
φ2 =
1.009 ×10 −3 V2 = = 0.012 V1 + V2 9.899 ×10 − 2 + 1.009 ×10 −3
φ1 = 1 − φ 2 = 1 − 0.012 = 0.998
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）
CH3 CH CH CH CH COOCH3
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：
−3
/ 0.1 = 1× 10 −2 (kg ⋅ L−1 )
10 −3 = 5 ×10 −6 (mol ) 2 ×105 ⋅10 −3 V2 = W2 / ρ 2 = 10 −3 / 0.991 = 1.009 × 10 −3 ( L) n2 = W2 / M 2 = V1 = 0.1 − 1.009 ×10 −3 = 9.899 × 10 − 2 ( L) n1 = W1 / M 1 = V1 ρ1 / M 1 = ∴ x2 = 9.899 ×10 − 2 × 0.874 = 1.109(mol ) 0.078
对于 χ1 = −0.2 同样计算可得：
Tm 2 = 462.18 K = 189 o C
0 （2） Tm1 − Tm = 200 − 189.5 = 10.5o C 0 Tm 2 − Tm = 200 − 189 = 11o C
可见二者的影响差别不大，良溶剂的影响大于不良溶剂的影响。
，当它被氯化时，链上的氢原子被氯原子无规取代，发现当 6 聚乙烯有较高的结晶度（一般为70%） 少量的氢（10~50%）被取代时，其软化点下降，而大量的氢（>70%）被取代时则软化点又上升， 如图示意，试解释之。 解：PE氯化反应可简化表示为：
0.06 =
W1 / 350 100 / 326 + W1 / 350
∴W1 = 6.85 （份）
6 （1）应用半经验的“相似相溶原则” ，选择下列聚合物的适当溶剂：天然橡胶，醇酸树脂，有机 玻璃，聚丙烯腈； （2）根据“溶剂化原则”选择下列聚合物的适当溶剂：硝化纤维，聚氯乙烯，尼 龙 6，聚碳酸酯； （3）根据溶度参数相近原则选择下列聚合物的适当溶剂：顺丁橡胶，聚丙烯，聚 苯乙烯，涤纶树脂。 解： （1）相似相溶原则：
2 σ = (h02 / h 2 fr ) 1
PDMS 1.4-1.6 1.40 4.9
PIP 1.4-1.7 1.83 8
PIB 2.13 1.83 7.3
PS 2.2-2.4 2.00 8
PAN 2.6-3.2 3.26 13
EC 4.2 20 20
L0(nm) 结构单元数/链段
解：以上高分子链柔顺性的次序是：EC<PAN<PS<PIB<PIP ≈ PDMS 适于做纤维用的是 EC、PAN； 适于做塑料用的是 PS、(EC)； 适于做橡胶用的是 PIB、PIP、PDMS。
3 由文献查得涤纶树脂的密度 ρ c = 1.50 × 10 ( kg ⋅ m ) 和 ρ a = 1.335 × 10 ( kg ⋅ m ) ，内聚能
3 −3 3 −3
R 1 1 ln X A − 0 =− Tm Tm ΔH u 1 1 8.31 = − ln 0.1 Tm 449 8.36
∴ Tm = 428.8 K = 156 o C
h∗ =
⑵
1
β
=
o 2 N l = 398( Α) 3
由ω (h)dh = (
o
β
Π
) 3 exp(− β 2 h 2 )4Πh 2 dh，得
o
ω (±10 Α) = 3.5 ×10 −6 ( Α) −1 ω (±100 Α) = 3.37 ×10− 4 ( Α) −1
即在±100Å处的几率比在±10Å处的几率大。 6 某碳碳聚α-烯烃，平均分子量为1000M。 （M。为链节分子量） ，试计算： ⑴完全伸直时大分子链的理论长度； ⑵若为全反式构象时链的长度； ⑶看作Gauss链时的均方末端距； ⑷看作自由旋转链时的均方末端距； ⑸当内旋转受阻时（受阻函数 cos ϕ = 0.438 ）的均方末端距； ⑹说明为什么高分子链在自然状态下总是卷曲的，并指出此种聚合物的弹性限度。 解：设此高分子链为：
cos ϕ =
∫
i
2π
0
N (ϕ ) cos ϕdϕ
2π 0 i
∫
i
N (ϕ )dϕ
=
∫
2π
0
∑ N cos ϕ = ∑N
i i
U (ϕ ) ) cos ϕdϕ RT 2π U (ϕ ) ∫0 exp(− RT )dϕ exp(−
(i = 1 ~ 4) = 0.4521
（2）以知键角θ=112°，cosθ=-0.3746
CH2O CH2 CH OH CH OH CH2 CH2 CH OH O CH2 O OH CH2 CH CH CH2 CH
CH2
CH OH
CH OH
CH2
CH2
CH OH
HIO4
CH3 C O
OH
+
OH C O
CH2 CH2 C O
OH
可见聚乙烯醇高分子链中.666 × 20.87 × 6.488 × sin 98.12 = 1.067(cm3 g −1 ) (3 × 4) × 42 /(6.02 ×10 23 )
密度 ρ =
1 103 = = 0.94 × 103 (kg ⋅ m −3 ) v 1.067
3 −3
文献值 ρ c = 0.95 × 10 ( kg ⋅ m )
解：设加入稀释剂的体积分数为 φ1 ，重量为 W1 ，由溶剂混合法则：
δ P = δ 1'φ1 + δ 1 (1 − φ1 )
19.4 = 19.6(1 − φ1 ) + 16.3φ1
解出 φ1 = 0.06 ， φ 2 = 1 − φ1 = 0.94 ，若取磷酸三苯酯 100 份，其分子量=326，
5 若把聚乙烯看作自由旋转链，其末端距服从Gauss分布函数，且已知C-C键长为1.54Å，键角 为109.5º，试求：
⑴ 聚合度为 5 × 10 的聚乙烯的平均末端距、均方末端距和最可几末端距；
4
⑵ 末端距在+10 Å和+100 Å处出现的几率。 解：⑴
2 h2 fr = nl o 1 − cosθ = 4.7 ×105 ( Α) 2 1 + cosθ o 2 8N h= = l = 448( Α) 3Π Πβ
1 − cos θ 1 + cos ϕ )( ) 1 + cos θ 1 − cos ϕ h ∴K = 2 = Nl Nl 2 1 + 0.3746 1 + 0.4521 =( )( ) = 5.83 1 − 0.3746 1 − 0.4521
2
Nl 2 (
8 假定聚丙烯于30℃的甲苯溶液中，测得无扰尺寸 h / M
2 由X射线衍射法测得规整聚丙烯的晶胞参数为a=6.666 Α ,b=20.87 Α ,c=6.488 Α ，交角 β =98.12 ，
o
o
o
。 为单斜晶系，每个晶胞含有四条H31螺旋链（如图所示） 试根据以上数据，预测完全结晶的规整聚丙烯的比容和密度。 解：比容
v=
V abc sin β = M (3 × 4) M 0 / N A
CH CH CH CH COOCH3 CH3
n
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HIO4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：
o o
( CH2 CH )n X
键长l=1.54Å,键角θ=109.5º
分别计算得
N (0) = exp(
0 ) =1 RT − 12 × 1000 ) = 0.0303 N ( ±60) = exp( 8.31× 413 − 2 × 1000 ) = 0.5584 N (±120) = exp( 8.31× 413 − 25 × 1000 ) = 6.862 × 10 − 4 N ( ±180) = exp( 8.31× 413
2 293K时于 0.1L的容量瓶中配制天然胶的苯溶液，已知天然胶重 10-3kg，密度为 991kg·m-3，分子 （1）溶液的浓度c(kg·L-1)； （2）溶质的摩尔数（n2） 量为 2×105。假定混合时无体积效应。试计算： ； （3）溶质和溶剂的体积分数（Φ1,Φ2）为多少？ 和摩尔分数（x2） 解： （1）浓度 c = W2 / V = 10 （2）溶质摩尔数
第三章 高分子的溶液性质
1 高分子溶液的特征是什么？把它与胶体溶液或低分子真溶液作比较，如何证明它是一种真溶液。 解：从下表的比较项目中，可看出它们的不同以及高分子溶液的特征： 比较项目 分散质点的尺 寸 扩散与渗透性 质 热力学性质 溶液依数性 光学现象 溶解度 溶液粘度 高分子溶液 大分子 10 —10 m 扩散慢，不能透过半透 膜 平衡、稳定体系，服从 相律 有，但偏高 Tyndall 效应较弱 有 很大