高分子物理第一章a
高分子物理第1、2章习题答案
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。
所谓构型（configuration），包括：旋光异构（全同、间同、无规立构），由不对称中心（或手性C原子）的存在而引起的；几何异构（顺、反异构），由主链上存在双键引起的；键接异构（头尾、头头、尾尾相连）。
聚氯丁二烯的各种可能构型有如下六种：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.为什么等规立构聚丙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）由于等规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），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。
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）。
【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。
高分子物理重要知识点
高分子物理重要知识点(1人评价)|95人阅读|8次下载|举报文档高分子物理重要知识点(1人评价)|96人阅读|8次下载|举报文档1 高分子物理重要知识点第一章高分子链的结构 1.1高分子结构的特点和内容高分子与低分子的区别在于前者相对分子质量很高，通常将相对分子质量高于约1万的称为高分子，相对分子质量低于约1000的称为低分子。
相对分子质量介于高分子和低分子之间的称为低聚物（又名齐聚物）。
一般高聚物的相对分子质量为104~106，相对分子质量大于这个范围的又称为超高相对分子质量聚合物。
英文中“高分子”或“高分子化合物”主要有两个词，即polymers和Macromolecules。
前者又可译作聚合物或高聚物；后者又可译作大分子。
这两个词虽然常混用，但仍有一定区别，前者通常是指有一定重复单元的合成产物，一般不包括天然高分子，而后者指相对分子质量很大的一类化合物，它包括天然和合成高分子，也包括无一定重复单元的复杂大分子。
与低分子相比，高分子化合物的主要结构特点是：（1）相对分子质量大，由很大数目的结构单元组成，相对分子质量往往存在着分布；（2）主链有一定的内旋自由度使分子链弯曲而具有柔顺性；（3）高分子结构不均一，分子间相互作用力大；（4）晶态有序性较差，但非晶态却具有一定的有序性。
（5）要使高聚物加工成为有用的材料，需加入填料、各种助剂、色料等。
高分子的结构是非常复杂的，整个高分子结构是由不同层次所组成的，可分为以下三个主要结构层次（见表1－1）：表1-1高分子的结构层次及其研究内容名称内容备注链结构一级结构（近程结构）结构单元的化学组成键接方式构型（旋光异构，几何异构）几何形状（线形，支化，网状等）共聚物的结构指单个大分子与基本结构单元有关的结构二级结构（远程结构）构象（高分子链的形状）相对分子质量及其分布指由若干重复单元组成的链段的排列形状三级结构（聚集态结构、聚态结构、超分子结构）晶态非晶态取向态液晶态织态指在单个大分子二级结构的基础上，许多这样的大分子聚集在一起而成的聚合物材料的结构由于高分子结构的如上特点，使高分子具有如下基本性质：比重小，比强度高，弹性，可塑性，耐磨性，绝缘性，耐腐蚀性，抗射线。
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和命名法。
1-3 与小分子化合物和小分子材料相比，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“多分散性和多尺度性”、“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和主要学习线索，体会“高分子物理学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和发展方向。
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（静态和动态）；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：包括构造和构型。
构造是指链中原子的种类和排列，取代基和端基的种类，单体单元的排列顺序，支链的类型和长度等。
构型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、构象和形态，链的柔顺性。
高分子第一章习题参考答案
高分子第一章习题参考答案1．解释单体、结构单元、重复单元、聚合物、聚合度的涵义。
参考答案：单体——带有某种官能团、并具聚合能力的低分子化合物，或能形成高分子化合物中结构单元的低分子化合物称为单体。
结构单元——构成高分子链并决定高分子结构以一定方式连接起来的原子组合称为结构单元。
重复单元——聚合物中化学组成相同的最小单位称为重复单元（又称重复结构单元或链节）。
聚合物——物理化学性能不因相对分子质量不同而变化的高分子化合物称为聚合物（也称高聚物）。
聚合度——高分子链中重复单元的重复次数称为聚合度。
2．写出聚氯乙烯、聚苯乙烯、涤纶、尼龙—66、聚丁二烯和天然橡胶的分子式。
根据表1-4所列分子量，计算聚合度。
根据这6种聚合物的分子量和聚合度，试认识塑料、纤维和橡胶的差别。
参考答案：聚氯乙烯分子式：聚合度=(50000～150000)/62.5=800～2400聚苯乙烯分子式：聚合度=(100000～300000)/104=961～2885 涤纶分子式：聚合度=(18000～23000)/192=94～120尼龙-66分子式：聚合度=(12000～18000)/226=53～80聚丁二烯分子式：聚合度=(250000～300000)/54=4630～5556 天然橡胶分子式：聚合度=(200000～400000)/68=2941～5882从聚合度来分析，纤维的聚合度最小；塑料的聚合度居中；橡胶的聚合度最大。
3．写出下列单体的聚合反应式，以及单体、聚合物的名称。
a、CH2=CHF参考答案：聚合反应式：单体名称：一氟乙烯；聚合物名称：聚一氟乙烯b、CH2=C（CH3）2参考答案：聚合反应式：单体名称：异丁烯；聚合物名称：聚异丁烯c、HO（CH2）5COOH参考答案：聚合反应式：单体名称：6-羟基己酸；聚合物名称：聚己（内）酯d、CH2CH2CH2O参考答案：聚合反应式：单体名称：1，3-环氧丙烷；聚合物名称：聚亚丙基醚e、NH（CH2）6NH + HOOC（CH2）4COOH参考答案：聚合反应式：单体名称：己二胺和己二酸；聚合物名称：聚己二酰己二胺（尼龙-66）。
东华大学《高分子物理》各章选择判断题
1. 氯乙烯聚合时存在头—尾、头-头或尾—尾键接方式，它们被称为：(a) 旋光异构体 (b) 顺序异构体 （c ） 几何异构体 (d ） 无规立构体2． 1，4—丁二烯聚合可以形成顺式和反式两种构型，它们被称为：(a) 旋光异构体 (b) 几何异构体 (c) 间同异构体 （d) 无规立构体3。
下列哪些因素会使聚合物的柔性增加：(a) 结晶 （b) 交联 (c) 主链上引入孤立双键 （d) 形成分子间氢键4. 下列哪个物理量不能描述聚合物分子链的柔性：（a ） 极限特征比 （b ） 均方末端距 (c ） 链段长度 （d ） 熔融指数5. 高分子内旋转受阻程度增加，其均方末端距:（a ） 增加 （b ） 减小 (c ） 不变 （d ） 不能确定6. 如果不考虑键接顺序，线形聚异戊二烯的异构体数为:(a) 6 （b ） 7 (c ） 8 （d) 97. 比较聚丙烯（PP)、聚乙烯（PE ）、聚丙烯腈(PAN ）和聚氯乙烯（PVC ）柔性的大小，正确的顺序是：（a ） PE 〉PP> PAN 〉 PVC （b ） PE 〉PP 〉PVC>PAN（c) PP 〉 PE >PVC 〉PAN (d ） PP 〉 PE 〉 PAN > PVC8. 同一种聚合物样品,下列计算值哪个最大：(a ） 自由结合链的均方末端距 （b) 自由旋转链的均方末端距(c ） 等效自由结合链的均方末端距 （d ） 一样大9．聚合度为1000的PE ，键长为0.154nm ，则其自由结合链的均方末端距为：(a) 23.7 nm 2 (b ） 47.4nm 2 （c) 71。
1 nm 2 (d ） 94。
8 nm 210。
PE 的聚合度扩大10倍,则其自由结合链的均方末端距扩大：(a ） 10倍 （b ） 20倍 （c) 50倍 （d) 100倍11。
PE 自由结合链的根均方末端距扩大10倍，则聚合度需扩大：(a ） 10倍 （b ） 100倍 (c ） 50倍 (d) 20倍三、判断题：1. 聚合物和其它物质一样存在固态、液态和气态。
高分子物理学习指导参考答案
“高分子物理学习指导”参考答案：第一章：1-18答案：聚乙烯醇1-19答案：（a）聚丙烯酸甲酯；（b）聚甲基丙烯酸乙酯；（c）聚乙酸乙烯酯；（d）聚偏氟乙烯。
1-20答案：6.6％。
1-24答案：（1）顺1,4，反1,4，1,2全同，1,2间同，3,4全同，3,4间同。
（2）顺式全同，顺式间同，反式全同，反式间同，顺式无规，反式无规。
1-25提示：参见例1-6。
1-26答案：有4种。
顺式全同，反式全同，顺式间同，反式间同。
1-28答案：1,2加成有2种；3,4加成有2个不对称碳原子C*，有4种；1,4加成，有顺反结构还加一个C*，有4种。
所以共10种。
1-32提示：四种，即叠同双全同，叠同双间同，非叠同双全同，非叠同双间同。
1-33答案：（1）2种，4种；（2）无；（3）8种。
1-34答案：mmm，mmr，rmr，mrm，rrm，rrr。
1-35提示：4种。
1-36答案：前者4种，后者有头-尾，头-头和无规键接结构的三种顺序异构体，但无旋光异构体。
1-37答案：聚合物上的双键断裂，因而推断原聚合物是反式1,4聚（1,4-二甲基丁二烯）。
1-38提示：由于后者易结晶。
1-39答案：没有差别。
1-40提示：以正庚烷萃取聚丙烯为例。
1-43答案：头-尾键接和头-头键接两种，以前一种为主，因为R对自由基的共轭或超共轭稳定作用以及空间障碍。
1-44答案：<A>n=A%/(R/2)，<B>n=B%/(R/2)。
1-45答案：0.12；0.88。
1-47答案：都是8544个。
1-48答案：丙烯。
1-53提示：从分子间相互作用力考虑。
1-62答案：（1）无规线团构象；（2）平面锯齿形构象；（3）螺旋形构象。
1-64答案：0.65nm。
1-66答案：均相等。
1-69提示：内旋转势垒越小，C-C键越易旋转。
1-70答案：反式最稳定，顺式最不稳定。
1-73答案：不能。
1-74答案：聚苯乙烯侧基很大，为了减少空间阻碍，必须部分采取旁式构象。
高分子物理课后答案
高分子物理课后答案第一章：高分子链的结构一、根据化学组成不同，高分子可分为哪几类？（1、分子主链全部由碳原子以共价键相连接的碳链高分子2、分子主链除含碳外，还有氧、氮、硫等两种或两种以上的原子以共价键相连接的杂链高分子3、主链中含有硅、硼、磷、铝、钛、砷、锑等元素的高分子称为元素高分子4、分子主链不含碳，且没有有机取代基）二、什么是构型，不同构型分别影响分子的什么性能？（构型是指分子中由化学键所固定的原子在空间的几何构型；1、旋光异构影响旋光性2、几何异构影响弹性 3、键接异构对化学性能有很大影响）三、什么是构造，分子构造对高分子的性能有什么影响？（分子构造是指聚合物分子的各种形状，线性聚合物分子间没有化学键结构，可以在适当溶剂中溶解，加热时可以熔融，易于加工成型。
支化聚合物的化学性质与线形聚合物相似，但其物理机械性能、加工流动性能等受支化的影响显著。
树枝链聚合物的物理化学性能独特，其溶液黏度随分子量增加出现极大值。
）四、二元共聚物可分为哪几种类型？（嵌段共聚物、接枝共聚物、交替共聚物、统计共聚物）五、什么是构象？什么是链段？分子结构对旋转位垒有什么影响？（构象表示原子基团围绕单元链内旋转而产生的空间排布。
把若干个链组成的一段链作为一个独立运动的单元，称为链段。
位垒：1、取代基的基团越多，位垒越大2、如果分子中存在着双键或三键，则邻近双键或三键的单键的内旋转位垒有较大下降。
）六、什么是平衡态柔性？什么是动态柔性？影响高分子链柔性的因素有哪些？（平衡态柔性是指热力学平衡条件下的柔性，取决于反式与旁式构象之间的能量差。
动态柔性是指外界条件影响下从一种平衡态构象向另一种平衡态构象转变的难易程度，转变速度取决于位能曲线上反式与旁式构象之间转变位垒与外场作用能之间的联系。
影响因素：一、分子结构：1、主链结构2、取代基3、支化交联4、分子链的长链二、外界因素：温度、外力、溶剂）七、自由连接链？自由旋转链？等效自由连接链？等效自由旋转链？蠕虫状链？（自由连接链：即键长l 固定，键角⊙不固定，内旋转自由的理想化模型。
高分子物理习题答案..
高分子物理习题集-答案第一章高聚物的结构4、高分子的构型和构象有何区别？如果聚丙烯的规整度不高，是否可以通过单键的内旋转提高它的规整度？答：构型：分子中由化学键所固定的原子或基团在空间的几何排列。
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：由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态。
构象的改变速率很快，构象时刻在变，很不稳定，一般不能用化学方法来分离。
不能。
提高聚丙烯的等规度须改变构型，而改变构型与改变构象的方法根本不同。
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，而且分子中的单键内旋转是随时发生的，构象瞬息万变，不会出现因构象改变而使间同PP（全同PP）变成全同PP（间同PP）；而改变构型必须经过化学键的断裂才能实现。
5、试写出线型聚异戊二烯加聚产物可能有那些不同的构型。
答：按照IUPAC有机命名法中的最小原则，CH3在2位上，而不是3位上，即异戊二烯应写成CH2CCH3CH CH21234（一）键接异构：主要包括1，4-加成、1，2-加成、3，4-加成三种键接异构体。
CH2nCCH3CH CH21,4-加成CH2nCCH3CH CH21，2-加成CH2nC CH3CH CH23，4-加成（二）不同的键接异构体可能还存在下列6中有规立构体。
①顺式1，4-加成CH 2CH 2CH 2CH 2C CH 3C HCH 3C CH②反式1，4-加成2CH 2CH 2CH 2C CH 3C HCH 3C CH③1，2-加成全同立构CH 2C C CH 3C C HHH HCH CH 2CH CH 3C C H HCH 2CHCH 3④1，2-加成间同立构C C CH 3CC HH HHCH 3C C H HCH 3RRRR=CHCH 2⑤3，4-加成全同立构CH 2C CH3C CC C HH H HC C H HCH 2C CH 3CH 2C CH3HHH⑥3，4-加成间同立构C C CC HH H HC CH HRRRR=CH 2HH H C CH 36．分子间作用力的本质是什么？影响分子间作用力的因素有哪些？试比较聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚酰胺（尼龙-66）、聚丙烯酸各有那些分子间作用力？ 答：分子间作用力的本质是：非键合力、次价力、物理力。
[工学]201209-高分子物理第一章-高分子链的结构第三次课
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145oC, N2
+
O
假高稀释
HO
C
OH
O
S
O
O
C O
O
聚芳醚类环形低聚物
环状高分子
套环高分子
分子项链
CD
OH O
O
O
HO
HO
OH
O OH OH OH
O
HO O HO
OH
O
OH
O HO
HO
O HO
HO
OH
OH
O
O
O HO
-环糊精
可以进一步转化为聚合物管 (polymer tube)
梯形聚合物 (ladder polymer)
重 点
重点要求掌握构型、构象、均方末端距等基本概 念，高聚物链结构、温度、外力等因素对高聚物 柔性的影响，以及完全伸直链、自由结合链、自 由旋转链的均方末端距的计算。
难 点
正确理解构型、构象等基本概念，高分子链的结 构、内旋转与链柔性之间的关系。区别单链链柔 性与材料的链柔性的不同之处。
目录
1.1.2 高分子链的构型
构型 (Configuration)：分子中由化学键所固定的原子 在空间的几何排列
1.1.2.1 旋光异构 不对称碳原子上基团在空间的排列所引起的异构
现象。 1.1.2.2 几何异构
主链上不饱和键所引起的异构现象，多为顺反异 构。
要改变构型，必须经过化学键的断裂和重组！
1.1.2.1旋光异构
PS、PP、ＰＶＣ、ＰＩＢ、ＰＯＭ、ＰＥＴ、 ＰＢＴ、ＰＰＯ、PAN、PMMA 何为构型，构型不同的异构体分别有哪些？ 何为分子构造？高分子有哪些不同的构造？ 共聚物的序列结构有哪些？
高分子物理 第一章 高分子链结构 课件
型的高分子，每个结构单元都有一个不对称碳 原子（手性中心（Chiral center)，按不对称碳 原子上取代基的排列方式，可得到三种不同的 旋光异构体： 全同 间同立构 无规立构
（有规立构）
问 题
(1) 高分子链是有规立构还是无规立构 取决于什么？ (2) 有同学说：化学键C—C是可以内旋 转的，那么可以通过C—C键的旋转来 改变立构规整性，此提法对不对，为什 么？
二、结构单元的键接方式
键接结构是指结构单元在聚合中是按什么方式键接 成长链高分子的。
问 题
对缩聚物有无此问题？ 对PE有无此问题？ 对单取代烯类单体，有无此问题？ 键接方式有那两种方式？
三、构型与构象： 构型(Configuration)：
指分子中由化学键所固定的原子或基团在 空间的几何排列。 要改变构型必须通过化学键的断裂和重组。
1、空间：原子、分子、球晶、块体 2、时间：折叠链 伸直链 不稳定 稳定 几千年
由 折叠链 → 伸直链
分子运动时间：几秒 → 几千年 3、浓度： 极稀 、 亚浓 、 浓
二、高聚物结构的主要特点
• 大分子链由许多结构单元组成。 • 共价键组成的大分子分子间力很大（远大于共价键键 能），高聚物无气态。 • 大分子链具有内旋自由度，因此高分子链具有刚柔性 之分。 • 凝聚态结构包括：晶态、非晶态、取向态、织态、液 晶态。
（3）实际高分子链 既有键角限制、又有位垒限制 柔性比前两种都差。
二、高分子链的构象统计：
(The Statistical Conformation of Polymer Chain) 长链分子主链单键的内旋转赋予高分子以柔性， 致使高分子链可任意取不同的卷曲程度，高分子链的 卷曲程度可以用高分子链的末端距来度量。
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-第一章(新)1、2
CH3 Si CH3 O
n
R Ti R O n
（4）Inrganic Polymer 无机高分子
主链不含C原子，侧基不是有机基团
Cl P Cl N
n
② 端基 End Group
活泼， 影响热稳定性
如：POM
CH2 O CH2 O CH2 O
PC
OH O C Cl
OH
封端
第一章 高分子的链结构
Structure of Polymer Chain
1.1 聚合物结构的特征和层次
1.2 高分子的近程结构 1.3 高分子的远程结构
1.4 高分子链的构象统计
本章的重点：聚合物结构的层次（化学结构、
物理结构）；
构型； 高分子的构象；高分子的柔顺性（静
态柔顺性，动态柔顺性）；
链段；
Configuration of Polymer
结构单元＝单体单元＝重复单元
CH2 CH CH3
n
PP
PA66
O O
4
NH
CH2
6
NH
C CH2 C
n
结构单元
重复单元
1. Constitutional unit 结构单元：高分子中与参与聚 合的单体相应的部分。 2. Monomeric unit单体单元: 与参与聚合的单体化学 组成相同的结构单元。 3. Mer,monomeric unit 链节: 大体相当于高分子中 的结构单元或重复单元。 4. Repeating unit重复单元: 构成高分子的最小的重 复单位。可分为结构重复单元、构型重复单元、 构象重复单元 结构单元 单体单元 重复单元 链节
一种结构单元形成高分子 的主链，另一种结构单元 形成支链键接在主链上。
高分子物理第1章
优点： （１）大多数都具有好的可塑性； （２）通常来讲加工成型比较容易； （３）原料来源比较丰富，成本低； 缺点： （１）大多数都容易燃烧； （２）耐热性比较差； （３）容易老化；
2.1 主链的化学组成
② 杂链高分子 主链除C原子外还有其它原子如O、N 、S等，并以共价键 联接，缩聚反应而得，如聚对苯二甲酸乙二脂（涤纶） 聚酯聚胺、聚甲醛、聚苯醚、聚酚等
实际上
由于C带有其他的原子或基团，电子云间的排斥作用使 C-C单键内旋转受到阻碍，导致高分子链在空间可能有 的构象数远小于自由内旋转的情况，数目相当多，同样 呈线团状卷曲状态
3. 构象
极端情况：
当高分子链上每个键都能完全自由旋转（自由联接 链），“链段”长度就是键长——理想的柔性链（不 存在）。 当高分子链上所有键都不能内旋转——理想的刚性 分子（不存在），“链段”长度为链长。
CH2
CH
CH
CH
n
反式
nH2C
CH
CH
n CH2
间同 无规
顺式
CH
CH2
③键接异构： 结构单元在高分子链中的连接方式 单烯类单体中，除乙烯分子是完全对称的，其结构单 元在分子链中的键接方法只有一种外，其它单体因有 不对称取代，故有3种连接方式：头-头，尾-尾，头-尾
2.2 高分子链的构型
─ CH 2
O C ─ O ─ C ─ O ─ │ H │ C │ H ─ H │ C │ H ─ O
涤纶
耐热性和强度性能都比纯粹的碳链高聚物要高一些,通 常可以作为工程塑料。 主链带有极性，容易水解、醇解或者酸解。
2.1 主链的化学组成
2.4 共聚物的序列结构
高分子物理详尽讲义
高分子物理(详尽讲义)第一章 高分子链的结构1.1.1 高分子科学的诞生与发展高分子物理是一门新兴的学科,是人们长期的生产实践和科学实验的基础上逐渐发展起来的.高分子学说是一个难产儿,它经历了50年的争论才艰难的诞生,而高分子物理学就是在这个过程中产生的,同时,它也为高分子学说的诞生立下了汗马功劳.直至20世纪30年代末期,高分子学说终于战胜了胶体缔合论,这一时期是高分子学说的争鸣期,是一个重要的里程碑.1.1.2 高分子结构的特点1.高分子由很大数目的结构单元组成2.一般高分子链都有一定的内旋自由度,可以使主链弯曲而具有柔性.3.结构的不均一性4.由于一个高分子包含很多结构单元,因此结构单元见的互相作用对其聚集态结构和物理性能有着十分重要的影响.5.高分子的聚集态有晶态和非晶态之分,高聚物的晶态比小分子晶态的有序度差很多,存在很多缺陷.6.要使高聚物加工成有用的材料,往往需要在其中加入填料,各种助剂,色料等.1.1.3 高分子结构的内容高分子结构的内容可分为链结构与聚集态结构两个组成部分.链结构又分为近程结构与远程结构第二节 高分子链的近程结构1.2.1 结构单元的化学组成高分子链中的重复结构单元的数目称为聚合度端基对聚合物性能的影响不容忽视在适当条件下可用端基分析法测定分子量和支化度1.2.2 链结结构链结结构是指结构单元在高分子链中的连接方式,它也是应县性能的重要因素之一1.2.3 支化与交联支化高分子的化学性质与线型分子相似,但支化对物理机械性能的影响有时相当显著支化高分子又有星型,梳型和无规支化之分,它们的性能也有差别高分子的交联度不同,性能也不同,交联度小的橡胶弹性较好,交联度大的橡胶弹性就差1.2..4 共聚物的结构由两种以上单元所组成的聚合物称为共聚物.二元共聚物可分为统计型、交替型、接枝型和嵌段型四种。
ABS树脂：由 丙烯腈、丁二烯、苯乙烯组成的三元接枝共聚物。
丙烯腈组分有腈基、能使聚合物耐化学腐蚀，提高制品的拉伸强度和硬度；丁二烯组分使聚合物呈现橡胶状韧性，这是制品冲击强度提高的主要因素；苯乙烯组分的高温流动性好，便于成型加工。
高分子物理名词解释(期末复习)
合物的聚合度。测定方法：密度法、x射线衍射法、红外光谱法、DSC法等。
Scherrer 谢勒公式：
晶粒尺寸
高分子液晶和取向
1.高分子液晶：一些物质的结晶结构受热熔融或被溶剂溶解后，表现出流
动性，但结构上仍保持一维或二维有序性，形成兼具晶体和液体性质的过渡 状态，这种中间状态就称为液晶态。
2.液晶：兼具晶体的光学性质和流体流动性的一类物质。 3.形成液晶态的结构因素：刚性的分子结构、棒状或近似棒状的构象、
第九章 聚合物的流变性 牛顿流体：流动过程中其切应力与流速梯度成正比的流体。 非牛顿流体：假塑性流体、胀塑性流体、塑性流体。 假塑性流体：粘度随剪切速率的增加而减小，即剪切变稀，大多高分子属此类。 胀塑性流体：粘度随剪切速率的增加而升高，即剪切变稠，如高聚物悬浮液、 乳胶、高聚物-填料体系等。 熔融指数：在一定温度下，熔融状态的高聚物在一定负荷下，十分钟内从规定 直径和长度的标准毛细管中流出的重量。 橡胶：分子量达数十万，分布较宽，考虑弹性；纤维：分子量数万或稍低，分 布较窄，考虑纤维的纺丝性能；塑料：分子量介于两者之间，分布较窄。 韦森堡效应：当高聚物熔体或浓溶液在搅拌时，受到旋转剪切力作用，流体沿 内筒壁或轴上升，发生包轴或爬杆现象。 离模膨胀（巴斯拉效应）：当高聚物熔体从小孔、毛细管或缝隙中挤出时，挤 出物的直径或风厚度明显大于模口的尺寸的现象。
几何不 对称性（分子的长宽比>4），另外还需具有在液态下维持分子某种有 序结构排列所必须的凝聚力（如强极性基团、氢键等）
(完整版)高分子物理重要知识点
高分子物理重要知识点第一章高分子链的结构1。
1高分子结构的特点和内容高分子与低分子的区别在于前者相对分子质量很高，通常将相对分子质量高于约1万的称为高分子，相对分子质量低于约1000的称为低分子。
相对分子质量介于高分子和低分子之间的称为低聚物(又名齐聚物).一般高聚物的相对分子质量为104~106,相对分子质量大于这个范围的又称为超高相对分子质量聚合物。
英文中“高分子"或“高分子化合物”主要有两个词,即polymers和Macromolecules.前者又可译作聚合物或高聚物;后者又可译作大分子。
这两个词虽然常混用，但仍有一定区别,前者通常是指有一定重复单元的合成产物，一般不包括天然高分子，而后者指相对分子质量很大的一类化合物,它包括天然和合成高分子，也包括无一定重复单元的复杂大分子.与低分子相比，高分子化合物的主要结构特点是：（1）相对分子质量大,由很大数目的结构单元组成，相对分子质量往往存在着分布；（2）主链有一定的内旋自由度使分子链弯曲而具有柔顺性;（3）高分子结构不均一，分子间相互作用力大；（4）晶态有序性较差，但非晶态却具有一定的有序性.（5）要使高聚物加工成为有用的材料，需加入填料、各种助剂、色料等。
高分子的结构是非常复杂的,整个高分子结构是由不同层次所组成的，可分为以下三个主要结构层次（见表1－1）：表1—1高分子的结构层次及其研究内容由于高分子结构的如上特点，使高分子具有如下基本性质：比重小，比强度高，弹性，可塑性，耐磨性，绝缘性,耐腐蚀性，抗射线。
此外,高分子不能气化，常难溶，粘度大等特性也与结构特点密切相关.1.2高分子链的近程结构高分子链的化学结构可分为四类：1.碳链高分子，主链全是碳以共价键相连：不易水解2.杂链高分子，主链除了碳还有氧、氮、硫等杂原子：由缩聚或开环得到，因主链由极性而易水解、醇解或酸解3.元素有机高分子，主链上全没有碳：具有无机物的热稳定性及有机物的弹性和塑性4.梯形和螺旋形高分子：具有高热稳定性由单体通过聚合反应连接而成的链状分子,称为高分子链。
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。
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SBS
图1-11 ABS树脂结构示意图
图1-12 SBS树脂结构示意图
高分子链的远程结构
§1.2 构象
§1.2.1 高分子链的内旋转现象 §1.2.2 高分子链的柔顺性
§1.2.3 高分子链的构象统计
§1.2.4 晶体和溶液中的构象
§1.2.1 高分子链的内旋转现象
高分子的主链通常不是伸直的，它可以卷曲起来， 在空间采取各种形态。这种不规则地蜷曲的高分子 链的构象称为无规线团。 高分子在运动时C—C单键可以绕键轴旋转，称为内 旋转。 高分子的构象（conformation）可定义为由于单键 的内旋转而产生的分子在空间的不同形态。分子主 链中单键（σ键）的内旋转是导致高分子链呈卷曲 构象的原因。图1-6
1. 分子主链全部由碳原子以共价键相联结的碳链高
分子不易水解；例如PE：
图1-2 PE结构示意图
可塑性好、容易成型加工，一般为通用塑料 来源丰富、价廉、产量大、用途广。
2. 分子主链由两种或两种以上的原子以共价键联结 的杂链高分子带有极性，易水解、醇解或酸解， 如聚酯、聚醚、聚酰胺、聚砜；
耐热性好、强度较高，多为工程塑料 带有极性，易水解和酸解。
图1-8 高分子链的支化与交联
星型支化
梳型支化
无规支化
交联网
交联与支化的区别
支化的高分子能溶解能熔融，而交联的高分子是不溶不熔 的，只有当交联度不是太大时能在溶剂中溶胀。热固性塑料 （酚醛、环氧、不饱和聚酯等）和硫化的橡胶都是交联的高分
子。
支化与交联对聚合物性能的影响： 链的支化破坏了分子的规整性，使其密度、结晶度、熔点、硬度等都比线型 高聚物低，而长支链的存在则对聚合物的物理机械性能影响不大，但对其溶 液的性质和熔体的流动性影响较大。例如其流动性要比同类线型高分子熔体 的流动性差。 支化高分子能溶解在某些溶剂中，而交联高分子除交联度不太大时能在溶剂 中发生一定的溶胀外，在任何溶剂中都不能溶解，受热时也不熔融。
R 200/( LA n LB n)
—— ——
上例中R=50；当R为100时，表明是交替共聚；对于嵌 段共聚物，当分子无限长时，R的极限为0；无规共聚 物的R介于这两者之间。 因此：R愈大愈富有交替性，R愈小愈富有嵌段性。
共聚物的结构表征和平均组成的测定——可以由化学法（元 素分析、官能团测定等）和光谱法（红外、紫外、核磁共振 等）以及放射性的测定来得到；还可以通过分级法、凝胶渗 透色谱法（GPC）、折光指数及浊度滴定法来测定。 接枝聚合物用接枝点密度、支链长度和接枝率表征。 举例： 1、甲基丙烯酸甲酯与少量苯乙烯无规共聚，改善树脂流动性。 2、丁二烯和丙烯进行交替共聚，可以得到丁丙胶。 3、 苯乙烯与马来酸酐交替共聚，可作共混物的增容剂。
1.2.4 共聚物的结构
由两种以上单体单元所组成的聚合物称为共聚物。 以由A和B两种单体单元所生成的二元共聚物为例，按其连接 方式可分为以下几种类型：
交替共聚物 无规共聚物 嵌段共聚物 接枝共聚物
共聚物平均组成的测定——可以由化学法（元素分析、官能 团测定等）和光谱法（红外、紫外、核磁共振等）以及放射 性的测定来得到；还可以通过折光指数及浊度滴定法来测定。
头-头（尾 -尾）接
头-尾接
图1-5 单烯类单体的键接方式
顺序异构体：由结构单元间的连接方式不同所 产生的异构体称为顺序异构体。
(2) 双烯类单体形成聚合物的键接方式
双烯类聚合物的键接结构更为复杂，如异 戊二烯在聚合过程中有1,2加聚、3,4加聚和1,4 加聚，分别得到如下产物：
图1-6 双烯类单体的键接方式
基全部处于主链平面的一侧或者说高分子 全部由一种旋光异构单元键接而成。
间同立构(或间规立构)：取代基
相间的分布于主链平面的二侧或者说两种 旋光异构单元交替键接。
无规立构：当取代基在平面两侧作不
规则分布或者说两种旋光异构体单元完全 无规键接时。
(2) 几何异构(顺反异构)
1,4加聚的双烯类聚合物中，由于主链双键的碳原子上的取代基不能绕 双键旋转，当组成双键的两个碳原子同时被两个不同的原子或基团取代 时，即可形成顺反两种构型，它们称作几何异构体。
链 链 结 构
一级结构 （近程结构）
内容
结构单元的化学组成 键接方式 构型（旋光异构，几何异构） 几何形状（线形，支化，网状等 ） 共聚物的结构 二级结构 （远程结构） 构象（高分子链的形状） 相对分子质量及其分布
备注
指单个大分子与基本 结构单元有关的结构
指由若干重复单元组 成的链段的排列形状
三级结构（聚集态结构、 超分子结构）
(1) 旋光异构(空间立构)
饱和碳氢化合物分子中的碳，以4个共价键与4个原子或基团相连，形成 一个正四面体，当4个基团都不相同时，该碳原子称作不 对称碳原子，以C表示，这种有机物能构成互为镜影的两种异构体，表现出不同的旋光性,称 为旋光异构体。
乙烯类聚合物分子的三种立体异构
全同立构(或等规立构)：当取代
支化程度越高，支链结构越复杂，影响高分子材料的使用性 能越大；支化点密度或两相临支化点之间的链的平均分子量 来表示支化的程度，称为支化度。
高分子链之间通过支链联结成一个三维空间网型大分子时即 成为交联结构。所谓交联度，通常用相邻两个交联点之间的 _ _ 链的平均分子量 Mc 来表示。交联度越大， Mc 越小。
☆链接异构是指结构单元在高分子链中的联结方 式，是影响性能的重要因素之一； (1) 单烯类单体形成聚合物的键接方式 对于不对称的单烯类单体，例如CH2=CHR， 在聚合时就有可能有头-尾键接和头-头(或尾尾)键接两种方式（见下图）。 实验证明，在自由基或离子型聚合的产物中， 大多数是头——尾键接的。
SBS
Styrene-Butadiene-Styrene
-CH2-CH=CH-CH2-
Hard
Soft
Hard
Application of SBS
Poly(styrene-butadiene-styrene), or SBS, is a hard rubber, which is used for things like the soles of shoes, tire treads, and other places where durability is important.
概 论
高分子物理的内容主要由三部分组成：
1.
高分子的结构，包括链结构和聚集态结构 2. 高分子的性能，主要是粘弹性、力学性能 3. 分子运动的统计学
第一章 高分子链的结构
高分子结构的内容可分为链结构与聚集态结 构两个组成部分： 1. 链结构是指单个分子的结构和形态，又分为 近程结构和远程结构—— 近程结构属于化学结构，又称一级结构， 包括构造和构型； 远程结构包括分子的大小与形态，链的柔 顺性及分子在各种环境中所采取的构象。远 程结构又称二级结构。
共聚物结构中的序列问题
为描述共聚物的序列结构，常用的参数有各单体单元 的平均序列长度和嵌段数R。例如下面共聚物分子： A B AA BBB A BB AA BBBB AAA B
其中A单体9个，A序列为5段，B单体11个，B序列为5段（短划表示序 列）。
嵌段数R的含义是指在100个单体单元中出现的各种 嵌段的总和。R与平均序列长度的关系是：
橡胶的硫化与交联度影响
天然橡胶(聚异戊二烯)大分子链为线形; 橡胶的硫化是使聚异戊二烯的分子之间产 生硫桥
图1-10 硫化胶结构示意图
未经硫化的橡胶，分子之间容易滑动，受 力后会产生永久变形，不能回复原状，因此 没有使用价值。经硫化的橡胶，分子之间不 能滑移，才有可逆的弹性变形，所以橡胶一 定要经过硫化变成交联结构后才能使用。 交联度小的橡胶（含硫5%以下）弹性较好， 交联度大的橡胶（含硫20—30%）弹性就 差，交联度再增加，机械强度和硬度都将 增加，最后失去弹性而变脆。
3. 元素高分子具有无机物的热稳定性及有机物的弹 性和塑性，如硅橡胶；
4. 分子主链不是一条单链而是像“梯子”和“双 股螺 线”那样的高分子链，如炭纤维；
图1－4 梯形和双螺旋型高分子
1.1.2 高分子链的构型
构型是对分子中的最邻近的原子见的相对位臵
的表征，是指分子中由化学键所固定的原子在 空间的几何排列，要改变构型必须经过化学键 的断裂和重组。 与低分子的有机化合物一样，高分子的构型也 有旋光异构和几何异构和键接异构体。
ABS树脂、HIPS树脂和SBS树脂
4、工程塑料ABS树脂大多数是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯组 成的三元接枝共聚物。 ABS三元接枝共聚物兼有三种组分 的特性，丙烯腈PAN组分耐化学腐蚀性，提高制品拉伸强度 和硬度；丁二烯PB组分呈橡胶弹性，改善冲击强度；苯乙 烯组分利于高温流动性，便于加工。ABS为质硬、耐腐蚀、 坚韧、抗冲击的性能优良的热塑性塑料。 5、高抗冲聚苯乙烯HIPS树脂：少量聚丁二烯接技到PS基体上。 具有“海岛结构”，基体是塑料，分散相是橡胶，起增韧 作用。 6、SBS树脂是用阴离子聚合法制得的苯乙烯和丁二烯的三嵌 段共聚物。其分子链的中段是聚丁二烯，两端是聚苯乙烯， SBS具有两相结构，橡胶相PB连续相，PS形成微区分散在橡 胶相中，起物理交联作用。
§1.2.1 高分子链的内旋转现象
乙烷、丙烷一个构象，正丁烷（ 3 个），戊烷（ 9 个）， … 含n个C的正烷烃有3n-3个构象，所以高分子链的构象数是可 观的天文数字。 C-C单键的内旋转，是高分子具有无穷多构象的原因。
键角的限制和位垒的障碍，使C-C键内旋转也不是完全自由 的。当碳键带有的原子或基团充分接近时，外层电子云将 产生排斥力，使C-C键内旋转时消耗一定能量。
§1.1.3 分子构造
构造(Architecture)是指聚合物分子的各种形状。
一般为线形，还有支化高分子、接技梳形高分子、星形高分子、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 等可以在适当溶剂中溶解，加热可以熔融，易于加 工成型；高分子链上带有长短不一的支链称为支链高分子。 高分子链通过化学键相互连接而形成的三维空间网形大分子 称为交联高分子 支化对物理机械性能的影响有时相当显著：