高分子物理课上讲例题
《高分子物理》课程习题及思考题
《高分子物理》课程习题思考题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。
高分子物理 复习课件
Strain hardening 应变硬化
E
e
A
eA
eA eB
• 第九章 流变 • 流体性质
• 表观粘度和剪切速率的关系 • 粘度的分子量分布的依赖性
各种流体的性质
c
N P N P B D
B
D
t D: 膨胀性流体
N: 牛顿流体 P: 假塑性流体
B: 宾汉流体
表观粘度和剪切速率的关系
Why?
log
低剪切速率时，高分子量部分为主要因素； 高剪切速率时，低分子量部分为主要因素。
对比汇总
• • • • • • • • • • • 构型、构象与构造 结晶与取向 理想溶液与θ溶液 Tg与Tm 均相成核与异相成核 大球晶与小球晶 交联橡胶与热塑性弹性体 高弹形变与强迫高弹形变 脆性断裂与韧性断裂 银纹与裂纹 温敏与切敏性高分子
1 2
=
n
V
i
Fi
=
ρ M0
n
i
Fi
269
CH3 CH2 C C O
303.4 65.5
Fi 3 0 3 .4 2 2 6 9 6 5 .5 6 6 8 .2 1 6 0 5 .9 J cm
0 3
1 2
m ol
1
M V 668.2
1.19g/cm3
第二章 聚集态结构
晶胞密度
c
MZ N AV
V----晶胞体积
其中:
M----结构单元分子量
Z----单位晶胞中单体(即链结构单元)的数目
NA----为阿佛加德罗常数
结晶度
• 由X射线衍射法测得iPP的晶胞参数为 • a＝0.665nm，b＝2.096nm，c＝0.650nm，β ＝99°20ˊ, 为单斜晶系，每个晶胞含有四条H31螺旋链。求其晶胞比容 和密度
《高分子物理》课程例题与解答
《高分子物理》课程例题与解答高分子物理例题部分例1.出异戊二烯加聚形成的聚异戊二烯的可能的结构和名称（只考虑重复单元以头-尾连接）。
解：顺式1,4-聚异戊二烯；反式-聚异戊二烯；全同1,2(或3,4)- 聚异戊二烯；间同1,2(或3,4)- 聚异戊二烯；无规1,2(或3,4) 聚异戊二烯；顺、反1,4-,1,2(或3,4) 聚异戊二烯.例2．试述下列烯类聚合物的构型特点及其名称，式中R表示链节构型是R构型，S表示链节构型是S构型：（1）-R-R-R-R-R-R-；（2）-S-S-S-S-S-S-；（3）-R-S-R-S-R-S-；（4）-S-R-R-S-S-R-。
解：（1）R构型全同立构或等规聚合物；（2）S构型全同立构或等规聚合物；（3）R-S构型交替的间同立构或间规聚合物；（4）R-S 构型链节无规连接的无规立构聚合物。
常见错误分析：“（1）和（2）是均聚物；（3）是交替共聚物；（4）是无规共聚物。
”这里是将构型与共聚序列混为一谈。
例3.两种单体A、B以等物质的量共聚，用图表示三种有代表性的共聚物。
解：-ABABABAB-；-AAAA-BBBB-;-AABABBBA-。
例 4.（1）由丙烯得到的全同立构聚丙烯有无旋光性？（2）假若聚丙烯的等规度不高，能不能用改变构象的方法提高等规度？解：（1）无旋光性。
（2）不能。
提高聚丙烯的等规度需要改变构型，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的变化，改变构象只需要克服单键内旋转位垒即可实现；而改变构型必须经过化学键的断裂和重组才能实现。
例5．近程相互作用和远程相互作用的含义及它们对高分子链的构象有何影响？解：所谓“近程”和“远程”是根据沿大分子链的走向来区分的，并非为三维空间上的远和近。
事实上，即使是沿高分子链相距很远的链节，也会由于主链单键的内旋转而会在三维空间上相互靠得很近。
高分子链节中非键合原子间的相互作用-近程相互作用，主要表现为斥力，如-CH2-CH2-中两个C上的两个H的范德华半径之和为0.240nm,当两个H为反式构象时，其间的距离为0.247nm，处于顺式构象时为0.226nm。
高分子物理习题问题详解
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CH2C3CH 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。
CH2nC3CH CH21,4-加成CH2nC3CH 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 3C C HH H HCH CH 2CH CH 3C C H CH 2CH CH3④1，2-加成间同立构C C 3CC HH HHCH 3C C H CH 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 CH3H⑥3，4-加成间同立构C C CC HH H HC CH HRRRR=CH 2H 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。
高分子物理例题精讲(27例试题)
解：每个CH2基团的相对分子质量为14g/mol，因而链段数ne为 2.5×105/(14×18.5)=9.65×102。链段长le为18.5bsinθ/2,式中 θ=109.5°,b=0.154nm,所以le=2.33nm
解 是因为溶剂诱导结晶，有机溶剂岑如聚合物分子链之间降低了高分 子链间相互作用力，使链段更易运动，从而Tg降低至室温以下而结晶。
例19、已知PE的结晶密度为1000kg/m3,无定型PE的密度为865kg/m3,计算密 度为970kg/m3的线性PE和密度为917kg/m3的支化PE的fcw.解释为什么两者的 结晶度相差那么大？
例4．试述下列烯类聚合物的构型特点及其名称，式中R表示 链节构型是R构型，S表示链节构型是S构型： （1）-R-R-R-R-R-R-； （2）-S-S-S-S-S-S-； （3）-R-S-R-S-R-S-； （4）-S-R-R-S-S-R-。
解：（1）R构型全同立构或等规聚合物；（2）S构型全同立 构或等规聚合物；（3）R-S构型交替的间同立构或间规聚合 物；（4）R-S构型链节无规连接的无规立构聚合物。 常见错误分析： “（1）和（2）是均聚物；（3）是交替共 聚物；（4）是无规共聚物。”这里是将构型与共聚序列混 为一谈。
例17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， 问成型过程中要注意什么条件的控制？ ” 解 是结晶性聚合物，由于氯原子与氟原子大小差不多，分子结构的对
称性好，所以易结晶。
成型过程中要使制品快速冷却，以降低结晶度并使晶粒更细小，才能 得到透明薄板。
例18、透明的聚酯薄膜在室温二氧六环中浸泡数分钟就 变成不透明，这是为什么?
高分子物理课后习题问题详解（详解）
⾼分⼦物理课后习题问题详解（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）由于等归⽴构聚苯⼄烯的两个苯环距离⽐其德华半径总和⼩，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，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）聚丙烯睛与碳纤维；（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。
(1)线性⾼分⼦梯形⾼分⼦(2 ⾮晶⾼分⼦结晶性⾼分⼦(3)柔性(4)⾼密度聚⼄烯为平⾯锯齿状链，为线型分⼦，模量⾼，渗透性⼩，结晶度⾼，具有好的拉伸强度、劲度、耐久性、韧性；低密度聚⼄烯⽀化度⾼于⾼密度聚⼄烯（每1000 个主链C 原⼦中约含15～35 个短⽀链），结晶度较低，具有⼀定的韧性，放⽔和隔热性能较好；交联聚⼄烯形成了⽴体⽹状的结构，因此在韧性、强度、耐热性等⽅⾯都较⾼密度聚⼄烯和低密度聚⼄烯要好。
高分子物理第一讲
38(?)
50.2 55.3
H3C C(CH3)3 18.4
H3CH2C CH2CH3 16.3
一、高分子链结构
例题1、推测各组聚合物的链柔性顺序 （1）聚苯乙烯 < 聚丙烯 < 聚乙烯 < 聚二甲基硅氧烷 ? （2）聚丙烯腈 < 聚氯乙烯 < 聚丙烯 ? （3）纤维素< 聚对苯二甲酸乙二酯 < 聚氧化乙烯 ? （4）聚丙烯腈 < 聚氯乙烯 < 聚丙烯 ? （5）聚1,2二氯乙烯 < 聚氯乙烯 < 聚偏氯乙烯 ? （6）聚丙烯酸己酯 < 聚丙烯酸丁酯 < 聚丙烯酸甲酯 < 聚甲 基丙烯酸甲酯 ? （7）聚1,2-丁二烯< 反式聚1,4-丁二烯 < 顺式聚1,4-丁二烯 ?
（1） 在相同浓度与温度下，两种溶液的粘度有何差别？原因 何在？
（2）若相同温度下分别以上述两种稀溶液体系的比浓渗透压 对浓度作图，其斜率、截距是否有差别？为什么？
（3） 若分别以上述两种溶剂做流动相测试该高分子试样的 GPC，在相同流速与温度下，测得的保留时间及其分布宽度是 否有差别？为什么？
二、高分子溶液
二、高分子溶液
主要概念：
溶解与溶胀、Flory-Huggins参数、溶解熵、溶解焓、 溶解自由能、化学位（势）、一维溶胀因子、Θ溶液 渗透压、第二维里系数、特性粘数、流体力学体积
主要原理：
膜渗透平衡、溶胀平衡、沉降-扩散平衡、沉淀分级、 GPC-流动分级、静态光散射 相关分子量测试与数据处理
二、高分子溶液
（1）由定义式（2-61、62）及公式（2-27）（教科书p36、p23）导出： C=σ2(1+cosθ)/ (1-cosθ) θ= 180°-109.5° 代入公式求结果。
高分子物理习题讲解
⾼分⼦物理习题讲解第⼀章绪论⼀、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》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。
高分子物理习题及答案
高分子物理习题及答案高分子物理习题及答案导言：高分子物理是材料科学与工程领域中的重要分支，研究高分子材料的结构、性质和行为。
在学习高分子物理的过程中，习题是帮助学生巩固知识、理解概念和培养解决问题能力的重要工具。
本文将介绍一些高分子物理习题，并提供详细的解答，希望能够对读者的学习有所帮助。
习题一：一根高分子链的平均质量为M，其平均链长为L。
如果将该高分子链分成n段，每段的平均质量为M/n，平均链长为L/n。
请问，每段的平均长度是多少？解答一：高分子链的平均质量为M，平均链长为L。
将该高分子链分成n段后，每段的平均质量为M/n，平均链长为L/n。
我们可以通过比较两种情况下的链密度来求解每段的平均长度。
在未分段的情况下，链密度可以表示为ρ = M/L。
在分段后的情况下，每段的链密度为ρ' = (M/n) / (L/n) = M/L。
由于链密度不变，我们可以得出每段的平均长度为L/n。
习题二：一根高分子链的平均质量为M，其平均链长为L。
在拉伸过程中，高分子链的平均质量保持不变，但平均链长变为L'。
请问，拉伸过程中高分子链的链密度是否发生变化？解答二：在拉伸过程中，高分子链的平均质量保持不变，但平均链长变为L'。
我们可以通过比较两种情况下的链密度来判断链密度是否发生变化。
在未拉伸的情况下，链密度可以表示为ρ = M/L。
在拉伸后的情况下，链密度为ρ' = M/L'。
由于高分子链的平均质量保持不变，我们可以得出ρ = ρ'。
因此，在拉伸过程中，高分子链的链密度不发生变化。
习题三：一根高分子链的平均质量为M，其平均链长为L。
在加热过程中，高分子链的平均质量保持不变，但平均链长变为L'。
请问，加热过程中高分子链的链密度是否发生变化？解答三：在加热过程中，高分子链的平均质量保持不变，但平均链长变为L'。
我们可以通过比较两种情况下的链密度来判断链密度是否发生变化。
何曼君高分子物理习题1~5
习题库第一章1. 1 高分子链的近程结构 1.1.1 结构单元的化学组成例1－1以下化合物，哪些是天然高分子化合物，哪些是合成高分子化合物 （1）蛋白质，（2）PVC ，（3）酚醛树脂，（4）淀粉，（5）纤维素，（6）石墨，（7）尼龙66，（8）PVAc ，（9）丝，（10）PS ，（11）维尼纶，（12）天然橡胶，（13）聚氯丁二烯，（14）纸浆，（15）环氧树脂 解：天然（1）（4）（5）（6）（9）（12）（14），合成（2）（3）（7）（8）（10）（11）（13）（15）1.1.2 构型例1－2试讨论线形聚异戊二烯可能有哪些不同的构型，假定不考虑键接结构（画出结构示意图）。
解：聚异戊二烯可能有6种有规立构体，它们是：常见错误分析：本题常见的错误如下：23C CCH 2CH 2CH 3HC C C C CC RR R 33CH 3H HHH H H (R =CH CH 2)C C C C CC RR R H HHH H H H H H (R =C(CH 3)CH 2)C C C C C C R RR CH 3CH 33HH HH HH (R =CHCH 2)C C C C C C R RR HH HH HH HH H(R =C(CH 3)CH 2)② 反1,4加成④ 3,4加成全同立构 ③ 1,2加成全同立构⑤ 1,2加成间同立构 ⑥ 3,4加成间同立构（1）将1,2加成与3,4加成写反了。
按IUPAC 有机命名法中的最小原则，聚异戊二烯应写成而不是即CH 3在2位上，而不是在3位上。
（2）“顺1,4加成又分成全同和间同两种，反1,4加成也分成全同和间同两种。
”顺1,4或反1,4结构中没有不对称碳原子，没有旋光异构体。
甲基与双键成120°角，同在一个平面上。
例1－3 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），试写出它们的立构上的不同，并大致预计它们对聚合物性能各带来怎样的影响？解：聚环氧丙烷的结构式如下：存在一个不对称碳原子（有星号的），因而有以下全同、间同和无规立构体。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第二章
例题：聚氯乙烯在二氧六环中用锌粉回流处理，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。
就该事实，说明聚氯乙稀中重复单元的连接方式。
解：若主链中的氯乙烯为头－尾相接，则用锌粉＋二氧六环处理时，脱除Cl原子而形成环丙烷；若为头－头或尾－尾连接，则脱除Cl后主链中应形成双键，所以，测试样品应以头－尾链接为主。
例题：试从分子结构分析聚乙烯的柔顺性，但为什么它呈现塑料的性质？
解：聚乙烯分子主链由饱和单键构成，分子链可以围绕单键进行内旋转；
另外它没有取代基，内旋转时无位阻效应分子链柔顺。
但是它的结构规整易结晶，所以呈现塑料的性质。
例题：假若聚丙烯的等规度不高,能不能用改变构象的办法提高其等规度?
解：不能,只能碳链重排
pp等规度差是构型问题中的键接异构,改变它只能断链重排。
构象改变只是沿着碳链中σ键内旋转,所以说改变构象是不提高其等规度。
第三章
1非晶态线形高聚物溶解过程主要包括两个阶段，即溶胀和溶解过程
2 结晶高聚物的溶解要经过两个阶段，即结晶高聚物的熔融（吸热）和熔融高聚物的溶解。
（2p11）非晶态高聚物的溶解速率和溶解度与分子量有关，分子量越大，溶解速率和溶解度均降低。
（对）
（2p12）只要正确选择溶剂，任何高聚物均可溶解（错）
1 简述聚合物的溶解过程，并解释为什么大多聚合物的溶解速度很慢？
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，溶剂分子能比较快地渗透进入高聚物，而高分子向溶剂地扩散却非常慢。
这样，高聚物地溶解过程要经过两个阶段，先是溶剂分子渗入高聚物内部，使高聚物体积膨胀，称为“溶胀”，然后才是高分子均匀分散在溶剂中，形成完全溶解地分子分散的均相体系。
整个过程往往需要较长的时间。
高聚物的聚集态又有非晶态和晶态之分。
非晶态高聚物的分子堆砌比较松散，分子间的相互作用较弱，因而溶剂分子比较容易渗入高聚物内部使之溶胀和溶解。
晶态高聚物由于分子排列规整，堆砌紧密，分子间相互作用力很强，以致溶剂分子渗入高聚物内部非常困难，因此晶态高聚物的溶解要困难得多。
非极性的晶态高聚物（如PE）在室温很难溶解，往往要升温至其熔点附近，待晶态转变为非晶态后才可溶；
极性的晶态高聚物在室温就能溶解在极性溶剂中。
高聚物的溶度参数通常用下面几种方法求得：Small估算法、粘度法、溶胀法、混合溶剂法
（2x21）下列哪种方法不能用来求算高聚物的溶度参数（ c ）
a Small估算法
b 粘度法
c 称重法
d 溶胀法
何为内聚能密度和溶解度参数？讨论如何利用它们判断：
1）聚合物在溶剂中的溶解性能好坏；
2）溶剂使聚合物溶胀程度的高低；
3）溶液混合自由能的高低。
内聚能密度定义为零压力下单位体积的液体变成气体的气化能。
溶解度参数为内聚能密度的平方根。
聚合物的溶解度参数与溶剂的溶解度参数越接近，则：
1）聚合物在溶剂中越容易溶解；
2）溶剂使聚合物的溶胀程度越高；
3）对混合自由能没有影响。
计算题
2 已知聚乙烯的溶度参数δPE=16.0，聚丙烯的δPP=l7.0，求乙丙橡胶(EPR)的δ (丙烯含量为35％)．并与文献值16.3(J ／cm 3)1/2相比较．已知聚乙烯和聚丙烯的非晶的密度均为0.85
由于乙丙橡胶是非晶态，而聚乙烯和聚丙烯的非晶的密度均为0.85，所以重量百分数等同于体积百分数。
聚合物溶剂的选择，目前尚无很成熟的理论，但在长期的生产实践和科学研究中已总结出一些规律，如 极性相近原则 、 溶解度参数（内聚能密度）相近原则 、 溶剂化作用 、 相互作用参数原则 等。
这些规律对聚合物溶剂的选择有一定的指导意义。
高分子溶液与理想溶液的偏差主要表现在以下几个方面：①高分子溶液的混合熵比采用理想溶液混合熵公式计算的结果大几十倍；②高分子-溶剂体系的混合热 ；③高分子溶液的依数性与理想溶液依数关系有很大偏差。
计算下列三种溶液的混和熵ΔSm ，比较计算结果可以得到什么结论？
⏹ （1）99×104个小分子A 和一个小分子B 相混合。
⏹ （2）99×104个小分子A 和一个大分子（聚合度x ＝104）相混合。
⏹ （3）99×104个小分子A 和104个小分子B 相混合。
(注：K 的具体数值不必代入，只
要算出ΔSm 等于多少K 即可)
35
.00.1765.00.16⨯+⨯=EPR δ
()
2
1335.16cm
J =
可见同样分子数时，高分子的ΔS比小分子大得多，因为一个高分子在溶液中不止起到一个小分子的作用。
但此ΔS值又比假定高分子完全切断成x个链节的混和熵小，说明一个高分子又起不到x个小分子的作用。
问答题
(1)Flory—Huggins用统计热力学方法推导出高分子溶液的混合熵
与理想溶液混合熵
相比，问何者较大？申述其故。
（1）ΔSm比要大得多。
这是因为一个高分子在溶液中不止起一个小分子的作用。
Huggins参数χ1的物理意义如何？一定温度下χ1与溶剂性质（良溶剂、不良溶剂、θ 溶剂）的关系如何？一定溶剂中χ1值与混合热及温度的关系如何？
Huggins参数χ1反映高分子与溶剂相互作用能的变化。
当溶剂为良溶剂时，χ1<1/2
θ溶剂时，χ1＝1/2
不良溶剂时，χ1>1/2。
Huggins参数χ1与混合热成正比
（2p14）θ溶液也即理想溶液，此时溶液微观状态类似理想溶液(链段相互作用力等于链段与溶剂的相互作用力),宏观热力学性质遵循理想溶液的规律。
（错）
第二维利系数为零的聚合物溶液有什么特征？使用θ溶液通过渗透压测定聚合物的分子量，所得曲线会有什么特征？
1）A2＝0，χ1＝1/2，为θ溶剂，此时与理想溶液的偏差消失，高分子链不胀不缩，处于一种自然状态。
2）曲线斜率为0，平行于横轴。
第四章
玻璃化转化温度Tg是非晶热塑性塑料(如PS, PMMA和硬质PVC聚氯乙烯等)使用温度的上限玻璃化转化温度Tg是非晶性橡胶(如天然橡胶, BSR 橡胶、丁苯橡胶等)使用温度的下限
第六章
由大量高聚物的数据归纳得到，
如果晶区与非晶区的密度存在加和性，试证明
可用来粗略估计高聚物结晶度
在应力松弛实验中，虎克固体的应力为常数 对
高聚物在应力松弛过程中，无论线形还是交联聚合物的应力都不能松弛到零 错
例. 一交联橡胶试片，长2.8cm，宽1.0cm，厚0.2cm，质量0.518g，于25℃时将它拉伸1倍，测定张力为1.0kg，估算试样网链的平均相对分子质量。
1、下列哪种力学模型可以模拟交联高聚物的蠕变过程（）。
A、Maxwell模型
B、Voigt模型
C、四元件模型
D、多元件模型
2、Tg温度标志着塑料使用的（）和橡胶使用的（）。
前者常表征塑料的（），后者表征橡胶的（）。
A、最低温度 B 、最高温度C、耐热性D、耐寒性
3、在聚合物的力学松弛现象中,（）和（）属于静态粘弹性，（）和（）属于动态粘弹性。
A.蠕变
B.力学损耗
C.滞后
D.应力松弛
4、下列哪种结晶形态具有黑十字消光图像的（）。
A、纤维状晶
B、球晶
C、单晶
D、树枝晶
5、处于玻璃态下的高聚物，运动被冻结的是（）
A、链段
B、链节
C、侧基
D、支链
6、处于高弹态下的高聚物，下列哪些运动单元不能运动（）
A、整个分子
B、链段
C、链节
D、支链
1. 交联聚合物只能溶胀，不能溶解。
2. 取向是一个松弛过程，存在着取向和解取向的平衡。
3. 聚合物的相对分子质量愈大，其溶解度愈大。
4. 高聚物在应力松弛过程中，无论线形还是交联聚合物的应力都不能松弛到零。
5. 黏流温度越高越不易成型加工。
1. 试述高聚物平衡高弹性的特点、热力学本质和分子运动机理。
答：1) 弹性应变大；2) 弹性模量低；3) T升高，高弹平衡模量增加；4) 快速拉伸，温度升高。
（4分）
热力学本质：熵弹性；（2分）
分子运动机理：链段运动从卷曲构象转变为伸展的构象。
2. 高分子溶液与理想溶液的偏差主要表现在哪几个方面？
①高分子溶液的混合熵比采用理想溶液混合熵公式计算的结果大几十倍；
②高分子-溶剂体系的混合热不为零△HM≠0；
③高分子溶液的依数性与理想溶液依数关系有很大偏差。
4. 简述高分子材料蠕变过程包括的三个形变过程。
（从以下几方面回答：分别包括哪三个形变过程，分子运动机制是什么，是否与时间有关，能否回复）
（i）普弹形变：
聚合物受力时，瞬时发生的高分子链的键长、键角变化引起的形变，形变量较小约为0.2%~1%, 服从虎克定律；当外力除去时，普弹形变立刻完全回复。
（ii）高(滞）弹形变：
聚合物受力时，高分子链通过链段运动产生形变，形变量比普弹形变大得多，但不是瞬间完成，形变与时间相关。
当外力除去后，高弹形变逐渐回复。
（iii）粘性流动：
受力时发生分子链的相对位移，不是瞬间完成。
外力除去后粘性流动不能回复，是不可逆形变。