高分子物理习题集

第一章 高分子链的结构

1.解释名词、概念

等效自由连接链 均方末端距. 链段 均方旋转半径 构象 构型

2．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。

3．某聚α-烯烃的平均聚合度为500，均方末端距为625 nm2，求：（1）表征大分子链旋转受阻的刚性因子σ。（2）作为大分子独立运动的单元—链段长b 。（3）一个大分子含有的链段数Z 。（4）每个链段中结构单元的数目。

4．假定PP 的平均聚合度为2000，键长为 1.54Å，键角为109.5º，θ溶剂中

2

520101.1A ⨯=h ，求等效自由连接链的链段长b 。

5．写出聚异戊二烯德各种可能构型（不包含键接异构）。

6．什么叫做链的构型？全同立构聚丙烯能否通过化学键（C-C 单键）内旋转把〝全同〞变为〝间同〞，为什么？

7．天然橡胶和古塔玻胶在结构上有何不同？ 画出示性结构式。

8. 欲使某自由连接链（单烯类）均方末端距增加10倍，试问其聚合度必须增加多少倍？

9．大分子链柔顺性最根本的原因是什么？表征高分子链柔顺性的物理参数有哪些？它们是如何定义的？

① 11. PE 、PS ②PP 、PAN 、PVC ③PP 、PIB （聚异丁烯）

④PE 与顺1，4聚丁二烯 ⑤聚己二酸乙二醇酯 聚丙烯（全同） 聚二甲基硅氧烷

10 假定PP 于30℃甲苯溶液中，测得无扰尺寸（h 02/M ）=8.35×10-4nm, σ=(h 02/h fr 2

)½=1.76,试求：（1）此聚丙烯的等效自由取向链的链段长。

（2）当聚合度为1000时的链段数。

第二章高分子聚集态结构

第二章习题

1.晶态高聚物的结构模型有哪些？其主要内容是什么？

2.已知聚乙烯为斜方晶系，它的晶格常数分别为a=0.738nm,b=0.495nm,c=0.254nm.试解答如下问题：

（1）推算斜方晶系PE的分子结构（构象）

（2）已知样品的密度ρ=0.97g/cm3，试求单晶格中所含分子链的链节数目。

（3）若聚乙烯无定形部分的密度ρam=0.83g/cm3，求样品的结晶度？

（4）

3. PE因结晶方法、热处理和力学处理不同而呈现出不同的结晶形态，请简述下面各种形态结构的特征及获得该形态结构的特效方法。

（1）单晶（2）球晶（3）拉伸纤维晶（4）非折叠的伸直链晶

4. 何谓溶致液晶高聚物和热致液晶高聚物？

5.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。

6．解释名词、概念

内聚能密度结晶度

7．如何从结构上分析某种聚合物属于结晶性聚合物？

8．两种聚丙烯丝，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？

9．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。

10．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？11．有常用的聚丙烯试样一块，体积为2.14cm3，重量为1.94g。求这一试样的结晶度。（=0.85g/cm3，=0.95g/cm3）。

第三章聚合物溶液的性质

1．解释名词、概念

溶度参数 Huggins参数第二维利系数θ溶剂θ温度相对粘度增比粘度比浓粘度特性粘度

2．定义理想溶液并说明即使在稀溶液范围里高分子溶液也不是理想溶液。

3 试从热力学观点说明为什么溶剂和高聚物的溶度参数越接近，溶解过程是自发的，即越易于溶解。

4 哈金斯参数的物理意义是什么?当聚合物和温度选定之后，哈金斯参数与溶剂的性质有什么关系?当聚合物和溶剂选定之后，哈金斯参数与温度有什么关系?

5 解释为什么尼龙6在室温下可溶解在某些溶剂中，而线性的聚乙烯在室温下却不能?

6 渗透压法和粘度法各测出的是哪种平均分子量?为什么?它们是直接的方法还是间接的方法?

7 二氯甲烷的溶度参数δ=19.8（J/CM3）1/2，环己酮的δ=20.2，聚氯乙烯的δ=19.2。显然，二氯甲烷的δ要比环己酮的δ更接近于聚氯乙烯的δ，但是二氯甲烷对聚氯乙烯的溶解性并不很好，而环己酮则是聚氯乙烯的良溶剂，为什么?

8 苯乙烯一丁二烯共聚物（δ=16.5）不溶于戊烷（δ=14.5）也不溶于乙酸乙酯（δ=18.6），但是可溶于以上两溶剂1：1的混合体系里，为什么？

9．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。

第四章聚合物的分子量及分子量分布

1．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？

2 一个聚苯乙烯样品在甲苯中测得特性粘数[ŋ]为40.5ml/g，已知在甲苯中聚苯乙烯的[ŋ]与分子量M有如下关系（浓度以克/毫升表示）[ŋ]=1.28×10-2M0.7,试求此样品的分子量。

3 在20℃将10-5mol的PMMA（Mn=105,ρ=1.20g/cm3）溶于150gCHCl3（ρ=1.49g/cm3）中，试计算混合熵、混合焓和混合自由能，已知χ1=0.377。

4 下表为实验测定的PS样品各级分的特性粘数[ŋ]和分子量值。计算K和a的值。

[ŋ]ml/g 278 142 138 12.2 4.05

Mw×10-4157 56.8 48.0 1.55 0.308

5 用粘度法测定某一PS样品的分子量，在30℃苯溶液中进行，先称取0.1375克样，配成25ml的PS一苯溶液。移取此溶液10ml注入粘度计中，测流出时间t1=241.6秒，然后依次加入苯5ml、5ml、10ml、10ml稀释，分别测得流出时间t2=189.7秒，t3=166.0秒，t4=144.4秒，t5=134.2秒，最后测得纯苯的流出时间t0=106.8秒，PS一苯体系在30℃时的K=0.99×10-2，α=0.74。试求PS的Mŋ。

6 在25℃的θ溶剂中，测得浓度为7.036×10-3g/ml的PVC溶液的渗透压为0.248g/cm2，求此试样的分子量和第二维利系数A2。

7 下表为聚乙烯样品90℃时在二甲苯中的渗透压测定数据，并已知在这一温度下，二甲苯的ρ=0.8014，聚乙烯ρ=0.8173，计算PE样品的分子量及第二维利系数。

C(g/l) 2.00 4.00 6.00 8.00

π(cm溶剂) 2.585 5.965 9.660 13.935

8 下表为PE样品及分子量为891的基准物三硬脂酸甘油酯在130℃时，在邻二氯苯中测定的VPO数据，试计算此聚合物样品的数均分子量和第二维利系数。

PE 三硬脂酸甘油酯

C(g/l) ΔR C(g/l) ΔR

12.40 0.61 4.41 3.41

20.36 1.44 10.27 7.83

30.54 2.89 15.29 11.84

40.17 4.90 19.88 14.97

9 聚甲基丙烯酸甲酯样品在丁酮中，在不同浓度与不同散射角下测定的光散射数据如下表所示。试计算此聚合物的Mw、A2和γ2。已知λ=546nm，（∂n/∂c）T=0.112ml/g, n=1.3856。

C（g/ml）[R（θ）/(1+cos2θ)]×104

30°60°90°120°

0.00060 0.890 0.695 0.537 0.443

0.00108 1.295 1.040 0.845 0.710

0.00147 1.555 1.300 1.065 0.911

0.00180 1.665 1.427 1.177 1.029

0.00208 1.770 1.525 1.295 1.138