高聚物结构与性能习题

高分子物理练习题

第一部分高聚物的结构一、名词解释：交联、构型、构象、链段、柔顺性、热塑性弹性体、聚集态、内聚能密度、结晶度、熔点、熔限、取向、共混高聚物、液晶、等规度、等规立构（全同立构）、间规立构（间同立构）、键接异构、支化因子g、末端距、均方末端距、均方旋转半径（均方回转半径）、自由结合链、等效自由结合链、刚性因子（空间位阻参数）、无扰尺寸、单晶、球晶二、选择1．当主链由下列饱和单键组成时，其柔顺性的顺序为（）A．-C-O->-Si-O->-C-C- B.-Si-O->-C-C->-C-O- C.-Si-O->-C-O->-C-C-2. PS, PP, PE 三者柔顺性的顺序为（）A. PP<PS<PEB. PE<PP<PSC. PS<PP<PE3. 比较聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚丙烯腈(PAN)、聚乙烯（PE）之间的柔性，顺序正确的是（）A．PE>PP>PVC>PAN B. PE>PP>PAN>PVCC. PP>PE>PVC>PAND.PAN>PVC>PP>PE4. PE, PVC, PVDC结晶能力的强弱顺序是( )A. PE>PVC>PVDCB. PVDC>PE>PVCC. PE>PVDC>PVC5. 已知含有成核剂的聚丙烯在等温结晶时生成球晶，则其Avrami指数n为（）A.2B.3C.46. 下列哪些聚合物不适合作弹性体（）A. 聚异戊二烯B. 天然橡胶C. 聚丁二烯D. 聚氯乙烯7．下面那些因素不可以提高结晶速率（）Ａ. 溶剂 B.拉伸C. 增大相对分子量D.成核剂8. 下列结构不属于一级结构范畴的是（）A. 化学组成B. 顺反异构C. 头-尾键接D. 相对分子质量9．下列有关高分子结构的叙述不正确的是（）A. 高分子是由很多结构单元组成B.高分子链具有一定的内旋转自由度C．结晶性的高分子中不存在非晶态 D.高分子是一系列同系物的混合物10．等规度是指高聚物中（）A．全同立构的百分数 B 间同立构的百分数C 全同立构和间同立构的总的百分数D 顺反异构的百分数11．聚丙烯酸甲酯的T g为3℃，聚丙烯酸的T g为106℃,后者高是因为( )A 侧基的长度短B 存在氢键C 范德华力大12. 高分子的下列性质中,随高分子的柔顺性增加的是( )A 结晶能力B TgC Tm13. 自由结合链的尺寸扩大10倍,则聚合度需扩大( )A 10倍B 100倍C 50倍14. 高分子内旋转受阻程度越大,其均方末端距( )A 越大B 越小C为区域恒定值15. 聚异丁烯分子链的柔顺性比PP( )A 差B一样 C 好16. 聚异戊二烯可能有( )种有规立构体A.3B.4C.5D.617. 聚乙烯的分子间作用力主要是( )A 氢键B 静电力C 诱导力D 色散力18. 下列高聚物中分子间作用力较小的是( )A 聚顺丁二烯B聚酰胺6 C 聚氯乙烯19. 可用于描述无规PS的聚集态结构的模型是（）A 缨状微束模型B 无规线团模型C 插线板模型20. 下列物理性能，随结晶度增加而增加的是（）A 透明性B 密度C 冲击强度21. 下列条件中适于制备球晶的是（）A.稀溶液B.熔体 C 高温高压22. 一般来说，需要较高取向程度的是（）A 橡胶B 纤维C塑料23. 聚乙烯可以作为工程塑料使用，是因为（）A 高结晶性B内聚能密度大C分子链刚性大24. 下列结晶聚合物中熔点最高的是（）A 聚乙烯B 聚丙烯C 聚氯乙烯D 聚四氟乙烯25. 用显微镜观察球晶半径随时间的变化，从而求得的结晶速度参数是（）A t1/2B Avrami公式中的速率常数K C结晶线生长率26. 全同聚丙烯的分子链在晶体中所采取的构象是（）A 平面锯齿链B扭曲锯齿链 C 螺旋链27 可用来描述高聚物等温结晶过程的方程是（）A WLF方程B Arrhenius方程C Avrami方程28 高聚物的本体结晶通常发生在（）A 熔点以下的任何温度B Tg以下的任何温度C Tm与Tg之间29 在高聚物结晶过程中拉伸，则会导致（）A 熔点升高B 熔点下降C 熔点不变30 如果重复单元中的主链碳原子数相同，则聚氨酯、聚酰胺和聚脲的熔点大小顺序是（）A 聚氨酯<聚酰胺<聚脲B 聚氨酯<聚脲<聚酰胺C聚酰胺<聚氨酯<聚脲31 退火使结晶度（）A 增加B 减小C 不变32 高分子晶体不会有的晶系是（）Ａ立方晶系Ｂ正方晶系Ｃ单斜晶系Ｄ三斜晶系Ｅ菱形晶系33.下列聚合物的结构中属于二级结构的是（）。

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B ．塑料分子量最高，合成纤维最低C ．合成橡胶分子量最高，合成纤维最低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。

高聚物结构与性能的答案

高聚物结构与性能试题参考答案一、名词解释（2.5×12 ＝30分）构型：由化学键决定的原子基团间的空间排列方式分子链柔顺性：高分子链能够改变其构型的性质高斯链：又名高斯线团，是末端距分布符合Gauss分布函数的线团。

熔限：高分子晶体的熔融发生在一个温度范围内，称为熔限。

多分散指数：描述高分子的分子量多分散性大小的参数，通常是Mw/Mn或Mz/Mw取向：高分子的链段、整链或其晶体结构沿外力方向所作的优先排列。

粘弹性：高分子固体的力学性质兼具纯弹性和纯粘性的特征，称为粘弹性。

溶度参数：定义为（CED）1/2，用于指导非极性聚合物的溶剂选择。

冷拉：高分子材料在拉伸条件下，发生应力屈服，出现细颈、细颈扩展所导致的大形变行为。

增韧：即增加聚合物材料韧性，所采用的技术路线有弹性体和刚性粒子增韧力学损耗：高分子材料在动态力学条件下，应力与应变出现滞后所导致的机械能损耗银纹：由于应力或环境因素的影响，聚合物表面所产生的银白色条纹二、简答题（8×5＝40 分）1．分别写出顺丁橡胶、聚丙烯、聚异丁烯、聚甲醛、聚氯乙烯的结构式，比较其玻璃化温度的高低，并说明原因。

2．高聚物熔体的流动机理是什么？其流动行为上有什么特征？答：流动机理：高分子链的重心移动采用高分子链段的协同跃迁的方式完成，通常称为“蠕动”。

熔体流动的特征有三：1，高粘度，缘自高分子巨大的分子量；2，剪切变稀：高分子链受剪切作用时，发生构象变化。

3，弹性效应：高分子流动变形中包含可逆的构象变化，导致其表现出Barus效应、爬杆效应等现象。

3．何为θ溶液？θ条件下，Huggins参数取何值？此时溶液中高分子链的构象有何特征？答：处于θ状态，即高分子链段间作用等于高分子链段与溶剂分子作用的状态的高分子溶液，称为θ溶液。

此时，Huggins参数为1/2；溶液中高分子链的构象与同温度条件下的高聚物本体的非晶区构象相同。

4．请说明聚乙烯、尼龙－66和交联顺丁橡胶溶解行为上的差异。

高分子物理练习题

第一部分高聚物的结构一、名词解释：交联、构型、构象、链段、柔顺性、热塑性弹性体、聚集态、内聚能密度、结晶度、熔点、熔限、取向、共混高聚物、液晶、等规度、等规立构（全同立构）、间规立构（间同立构）、键接异构、支化因子g、末端距、均方末端距、均方旋转半径（均方回转半径）、自由结合链、等效自由结合链、刚性因子（空间位阻参数）、无扰尺寸、单晶、球晶二、选择1．当主链由下列饱和单键组成时，其柔顺性的顺序为（）A．-C-O->-Si-O->-C-C- B.-Si-O->-C-C->-C-O- C.-Si-O->-C-O->-C-C-2. PS, PP, PE 三者柔顺性的顺序为（）A. PP<PS<PEB. PE<PP<PSC. PS<PP<PE3. 比较聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚丙烯腈(PAN)、聚乙烯（PE）之间的柔性，顺序正确的是（）A．PE>PP>PVC>PAN B. PE>PP>PAN>PVCC. PP>PE>PVC>PAND.PAN>PVC>PP>PE4. PE, PVC, PVDC结晶能力的强弱顺序是( )A. PE>PVC>PVDCB. PVDC>PE>PVCC. PE>PVDC>PVC5. 已知含有成核剂的聚丙烯在等温结晶时生成球晶，则其Avrami指数n为（）A.2B.3C.46. 下列哪些聚合物不适合作弹性体（）A. 聚异戊二烯B. 天然橡胶C. 聚丁二烯D. 聚氯乙烯7．下面那些因素不可以提高结晶速率（）Ａ. 溶剂 B.拉伸C. 增大相对分子量D.成核剂8. 下列结构不属于一级结构范畴的是（）A. 化学组成B. 顺反异构C. 头-尾键接D. 相对分子质量9．下列有关高分子结构的叙述不正确的是（）A. 高分子是由很多结构单元组成B.高分子链具有一定的内旋转自由度C．结晶性的高分子中不存在非晶态 D.高分子是一系列同系物的混合物10．等规度是指高聚物中（）A．全同立构的百分数 B 间同立构的百分数C 全同立构和间同立构的总的百分数D 顺反异构的百分数11．聚丙烯酸甲酯的T g为3℃，聚丙烯酸的T g为106℃,后者高是因为( )A 侧基的长度短B 存在氢键C 范德华力大12. 高分子的下列性质中,随高分子的柔顺性增加的是( )A 结晶能力B TgC Tm13. 自由结合链的尺寸扩大10倍,则聚合度需扩大( )A 10倍B 100倍C 50倍14. 高分子内旋转受阻程度越大,其均方末端距( )A 越大B 越小 C为区域恒定值15. 聚异丁烯分子链的柔顺性比PP( )A 差 B一样 C 好16. 聚异戊二烯可能有( )种有规立构体A.3B.4C.5D.617. 聚乙烯的分子间作用力主要是( )A 氢键B 静电力C 诱导力D 色散力18. 下列高聚物中分子间作用力较小的是( )A 聚顺丁二烯 B聚酰胺6 C 聚氯乙烯19. 可用于描述无规PS的聚集态结构的模型是（）A 缨状微束模型B 无规线团模型C 插线板模型20. 下列物理性能，随结晶度增加而增加的是（）A 透明性B 密度C 冲击强度21. 下列条件中适于制备球晶的是（）A.稀溶液B.熔体 C 高温高压22. 一般来说，需要较高取向程度的是（）A 橡胶B 纤维 C塑料23. 聚乙烯可以作为工程塑料使用，是因为（）A 高结晶性 B内聚能密度大 C分子链刚性大24. 下列结晶聚合物中熔点最高的是（）A 聚乙烯B 聚丙烯C 聚氯乙烯D 聚四氟乙烯25. 用显微镜观察球晶半径随时间的变化，从而求得的结晶速度参数是（）A t1/2B Avrami公式中的速率常数K C结晶线生长率26. 全同聚丙烯的分子链在晶体中所采取的构象是（）A 平面锯齿链 B扭曲锯齿链 C 螺旋链27 可用来描述高聚物等温结晶过程的方程是（）A WLF方程B Arrhenius方程C Avrami方程28 高聚物的本体结晶通常发生在（）A 熔点以下的任何温度B Tg以下的任何温度C Tm与Tg之间29 在高聚物结晶过程中拉伸，则会导致（）A 熔点升高B 熔点下降C 熔点不变30 如果重复单元中的主链碳原子数相同，则聚氨酯、聚酰胺和聚脲的熔点大小顺序是（）A 聚氨酯<聚酰胺<聚脲B 聚氨酯<聚脲<聚酰胺 C聚酰胺<聚氨酯<聚脲31 退火使结晶度（）A 增加B 减小C 不变32 高分子晶体不会有的晶系是（）Ａ立方晶系Ｂ正方晶系Ｃ单斜晶系Ｄ三斜晶系Ｅ菱形晶系33.下列聚合物的结构中属于二级结构的是（）。

高聚物的结构与性能

9/24/2019
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1.相对分子质量
聚合物的性能决定于平均相对分子量和相对分子量分布。
除少数特殊用途（涂料、胶黏剂等）使用低相对分子量的聚合物外，多数对材料力学性能要求较高的用途都需要聚合物具有较高的相对分子质量。越高越好？
例：聚乙烯：聚合度为1～2时呈气态；聚合度为3～10时为液体；聚合度为10～100时为黏性、力学性能极差的蜡状固体；聚合度超过1000时，开始表现塑料的韧性、强度和成膜特性，并随着聚合度的增加而增加。
5.共聚物序列结构
共聚物性能倾向于组分均聚物性能互补。
不同序列结构的特点： • 无规、交替——
改变了结构单元的相互作用状况，因此其性能与相应的均聚物有很大差别 • 嵌段、接枝—均聚物有一定联系
25
① 无规共聚
两种高分子无规则地平行联结 — A—B—A—A—B—A—A —A—B—B—A— B— 由于两种高分子平行无规则地排列改变了结构单元的相
➢ 自由结合：无键角的限制，也不考虑空间位阻对移动的影响（理想的）
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小分子内旋转：例如最简单的乙烷：如果C—C发生内旋转，则分子内与C
相连的H的相对位置就要发生变化：分子内的旋转受
阻,使得高分子链在
空间可能有的构象数
交叉式反式位能最低
叠同式顺式位能最高
反式，氢原子间距离最远（0.25nm），斥力最小；顺式，氢原子间距离最小（0.228nm），斥力最大；氢原子半径 0.12nm。
远远小于自由内旋转的情况。受阻程度越大，可能有构象数就越少。
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影响旋转的因素
CH3-CH3分子旋转的位垒为11.7kJ·mol-1
◆ 若氢被甲基或卤素(极性、位阻）取代，则位垒增大，取代的基团越多，位垒越大；

高分子物理习题集--答案-

高分子物理习题集-答案之勘阻及广创作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：由于单键内旋转而发生的分子在空间的分歧形态。

构象的改变速率很快，构象时刻在变，很不稳定，一般不克不及用化学方法来分离。

不克不及。

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分歧。

构象是围绕单键内旋转所引起的排列变更，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）酿成全同PP（间同PP）；而改变构型必须经过化学键的断裂才干实现。

5、试写出线型聚异戊二烯加聚产品可能有那些分歧的构型。

答：依照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（一）键接异构：主要包含1，4-加成、1，2-加成、3，4-加成三种键接异构体。

（二）分歧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②反式1，4-加成③1，2-加成全同立构④1，2-加成间同立构⑤3，4-加成全同立构⑥3，4-加成间同立构6．分子间作用力的实质是什么？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：分子间作用力的实质是：非键合力、次价力、物理力。

影响因素有：化学组成、分子结构、分子量、温度、分子间距离。

PE 、PP 是非极性聚合物，其分子间作用力为：色散力；PVC 是极性分子，其分子间作用力为：静电力、诱导力、色散力；尼龙-66是极性分子，结构为其分子间作用力为：静电力、诱导力、色散力，氢键；聚丙烯酸是极性分子，结构为其分子间作用力为：静电力、诱导力、色散力，氢键。

高分子物理聚合物的结构(计算题：均方末端距与结晶度)

聚合物的结构（计算题：均方末端距与结晶度）1.简述聚合物的层次结构。

答：聚合物的结构包括高分子的链结构和聚合物的凝聚态结构，高分子的链结构包括近程结构（一级结构）和远程结构（二级结构）。

一级结构包括化学组成、结构单元链接方式、构型、支化与交联。

二级结构包括高分子链大小（相对分子质量、均方末端距、均方半径）和分子链形态（构象、柔顺性）。

三级结构属于凝聚态结构，包括晶态结构、非晶态结构、取向态结构、液晶态结构和织态结构。

构型：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。

）高分子链的构型有旋光异构和几何异构两种类型。

旋光异构是由于主链中的不对称碳原子形成的，有全同、间同和无规三种不同的异构体（其中，高聚物中全同立构和间同立构的总的百分数称为等规度。

）。

全同（或等规）立构：取代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：取代基相间地分布于主链平面的两侧或者说两种旋光异构单元交替键接无规立构：取代基在平面两侧作不规则分布或者说两种旋光异构单元完全无规键接几何异构是由于主链中存在双键而形成的，有顺式和反式两种异构体。

构象：原子或原子基团围绕单键内旋转而产生的空间分布。

链段：把若干个键组成的一段链作为一个独立运动的单元链节（又称为重复单元）：聚合物中组成和结构相同的最小单位高分子可以分为线性、支化和交联三种类型。

其中支化高分子的性质与线性高分子相似，可以溶解，加热可以熔化。

但由于支化破坏了高分子链的规整性，其结晶能力大大降低，因此支化高分子的结晶度、密度、熔点、硬度和拉伸强度等，都较相应的线性高分子的低。

交联高分子是指高分子链之间通过化学键形成的三维空间网络结构，交联高分子不能溶解，只能溶胀，加热也不能熔融。

高分子链的构象就是由单键内旋转而形成的分子在空间的不同形态。

单键的内旋转是导致高分子链呈卷曲构象的根本原因，内旋转越自由，卷曲的趋势就越大。

高聚物结构与性能的答案

高聚物结构与性能试题参考答案1、名词解释（2.5×12 ＝30分）构型：由化学键决定的原子基团间的空间排列方式分子链柔顺性：高分子链能够改变其构型的性质高斯链：又名高斯线团，是末端距分布符合Gauss分布函数的线团。

熔限：高分子晶体的熔融发生在一个温度范围内，称为熔限。

多分散指数：描述高分子的分子量多分散性大小的参数，通常是Mw/Mn或Mz/Mw取向：高分子的链段、整链或其晶体结构沿外力方向所作的优先排列。

粘弹性：高分子固体的力学性质兼具纯弹性和纯粘性的特征，称为粘弹性。

溶度参数：定义为（CED）1/2，用于指导非极性聚合物的溶剂选择。

冷拉：高分子材料在拉伸条件下，发生应力屈服，出现细颈、细颈扩展所导致的大形变行为。

增韧：即增加聚合物材料韧性，所采用的技术路线有弹性体和刚性粒子增韧力学损耗：高分子材料在动态力学条件下，应力与应变出现滞后所导致的机械能损耗银纹：由于应力或环境因素的影响，聚合物表面所产生的银白色条纹二、简答题（8×5＝ 40 分）1．分别写出顺丁橡胶、聚丙烯、聚异丁烯、聚甲醛、聚氯乙烯的结构式，比较其玻璃化温度的高低，并说明原因。

2．高聚物熔体的流动机理是什么？其流动行为上有什么特征？答：流动机理：高分子链的重心移动采用高分子链段的协同跃迁的方式完成，通常称为“蠕动”。

熔体流动的特征有三：1，高粘度，缘自高分子巨大的分子量；2，剪切变稀：高分子链受剪切作用时，发生构象变化。

3，弹性效应：高分子流动变形中包含可逆的构象变化，导致其表现出Barus效应、爬杆效应等现象。

3．何为θ溶液？θ条件下，Huggins参数取何值？此时溶液中高分子链的构象有何特征？答：处于θ状态，即高分子链段间作用等于高分子链段与溶剂分子作用的状态的高分子溶液，称为θ溶液。

此时，Huggins参数为1/2；溶液中高分子链的构象与同温度条件下的高聚物本体的非晶区构象相同。

4．请说明聚乙烯、尼龙－66和交联顺丁橡胶溶解行为上的差异。

《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。

高分子物理第二章习题及解答

第二章2.1聚合物的晶态和非晶态结构2.1.1内聚能密度例2－1 根据高聚物的分子结构和分子间作用能，定性地讨论表2-3中所列各高聚物的性能。

表2-3线形高聚物的内聚能密度高聚物内聚能密度兆焦/米3 卡/厘米3聚乙烯259 62聚异丁烯272 65天然橡胶280 67聚丁二烯276 66丁苯橡胶276 66聚苯乙烯305 73高聚物内聚能密度兆焦/米3 卡/厘米3聚甲基丙烯酸甲酯347 83聚醋酸乙烯酯368 88聚氯乙烯381 91聚对苯二甲酸乙二酯477 114尼龙66 774 185聚丙烯腈992 237解：（1）聚乙烯、聚异丁烯、天然橡胶、聚丁二烯和丁苯橡胶都有较好的柔顺性，它们适合于用作弹性体。

其中聚乙烯由于结构高度对称性，太易于结晶，从而实际上只能用作塑料，但从纯C－C单键的结构来说本来应当有很好的柔顺性，理应是个橡胶。

（2）聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醋酸乙烯酯和聚氯乙烯的柔顺性适中，适合用作塑料。

（3）聚对苯二甲酸乙二酯、尼龙66和聚丙烯腈的分子间作用力大，柔顺性较差，刚性和强度较大，宜作纤维。

可见一般规律是内聚能密度<70卡/厘米3的为橡胶；内聚能密度70～100的为塑料；>100的为纤维。

2.1.2 比容、密度、结晶度例2－2 由文献查得涤纶树脂的密度ρc=1.50×103kg·m-3，和ρa=1.335×103kg·m-3，内聚能ΔΕ=66.67kJ·mol-1(单元)．今有一块1.42×2.96×0.51×10-6m3的涤纶试样，重量为2.92×10-3kg，试由以上数据计算：(1)涤纶树脂试样的密度和结晶度；(2)涤纶树脂的内聚能密度．解(l) 密度结晶度或(2) 内聚能密度文献值CED＝476(J·cm-3)例2－3 试从等规聚丙烯结晶（α型）的晶胞参数出发，计算完全结晶聚丙烯的比容和密度。

高分子物理作业习题

高分子物理习题：第一章高分子链的结构一、概念与名词高聚物的结构高分子链结构聚集态结构近程结构远程结构化学结构物理结构构型旋光异构全同立构间同立构无规立构有规立构等规度几何异构顺反异构键接异构序列序列分布数均序列长度支化度交联度IPN Semi-IPN 构象单键内旋转链段近程相互作用远程相互作用无规线团柔顺性平衡态柔顺性动态柔顺性末端距均方末端距根均方末端距均方回转半径最可几末端距自由结合链自由旋转链伸直链等效自由结合链高斯链无扰尺寸空间位阻参数特征比一级近程排斥力二级近程排斥力热塑性聚合物热固性聚合物热力学链段长度动力学链段长度二、基本理论与基本问题1.下列哪种聚合物是热塑性的（）a.硬质橡胶b.酚醛树脂c.硫化橡胶d.HDPE2.高压聚乙烯因为在聚合时压力很大，所以产品的密度也高，低压聚乙烯因为聚合时压力低，所以产品密度也低。

（）3.所谓自由旋转链，就是键角（θ），内旋转角（θ）均不受限制的高分子链。

（）4.高分子在晶体中是规则排列的，只有全同立构或间同立构的高分子才能结晶，无规立构高分子（也有例外）不能结晶。

（）5.HPPE聚合时压力很大，LPPE聚合时压力很小。

所以二者的密度a、HPPE>LPPEb、HPPE<LPPEc、HPPE=LPPE6.分子量相同的大分子链，链越柔顺则线团尺寸（）a、越小b、越大c、基本不变7.下列高聚物，单个分子链柔顺性最大的是（）a、聚已二酸乙二醇酯b、聚丙烯（全同）c、聚二甲基硅氧烷8.α-取代烯烃聚合物，当不对称碳原子在链中的排列方式为DLDL……，则这种聚合物的立构属于（）a、全同b、无规c、间同9.高顺1，4-聚异戊二烯在室温下为（）a、塑料b、橡胶c、纤维10.按高聚物结构层次的划分，高分子链的构型属于（）a、一次结构b、二次结构c、三次结构11.下列三种高聚物中，耐热性最好的是( )a、聚酰亚胺b、尼龙-66c、芳香尼龙12.哪种聚合物在室温下透气性更好（）a、等规聚丙烯b、无规聚丙烯13.下列哪种聚合物是热塑性（）a、硬质橡胶b、HDPE14.下列哪种聚合物是支链聚合物（）a、HDPEb、等规聚丙烯c、LDPE15.等规聚丙烯的大分子链，在晶体中呈螺旋构象。

高聚物试题

A、苯乙烯丁二烯乙烯 B、丙烯乙烯苯乙烯
C、乙烯丙烯丁烯 D、乙烯丙烯丁二烯
6、要得到高纯度的聚合级乙烯和丙烯，必须采用( A )
A、深冷分离法 B、汽提 C、闪蒸 D、精馏
7、对于沸点非常接近的异构体的分离，可以采用（ D ）
A、深冷分离法 B、萃取 C、精馏 D、萃取精馏
20、阳离子型聚合给合成高分子工业和分子设计提供了一种由合成控制分子结构的最为精巧有效的方法。（ × ）
A、脲醛树脂 B、纤维素 C、酚醛树脂 D、硫化橡胶
20、乙酸乙烯酯经溶液聚合得到聚乙酸乙烯酯，再转化为聚乙烯醇，工业上一般选择（ C ）为溶剂。
A、己烷 B、石油醚 C、甲醇 D、加氢汽油
二、判断题
1、离子型聚合所用催化剂的共同特点是不能同水及空气中氧、醇、醛、酮等非极性化合物接触。（ × ）
6、如果要求引发剂的分解温度狭窄，则选用高活化能引发剂；如果要求引发剂缓慢分解，则选用低活化能的引发剂。（ √ ）
7、通常间歇法聚合过程中反应是引发剂半衰期的5倍以上。（ × ）
8、高压法生产聚乙烯在釜式反应器操作中可依靠引发剂的注入量控制反应温度。（ √ ）
9、有机玻璃的生产中水浴法一般生产力学性能要求较高的工业产品，空气浴法一般生产民用产品。（ × ）
16、高聚物分子量多分散性越大或低分子量级分含量越多，制成纤维的性能就越差。（ √ ）
17、一种离子型表面活性剂是阳离子型还是阴离子型，决定于和亲水基团相结合的亲油基团的电荷。（ × ）
18、乳液聚合体系中加入少量电解质，不但可以增大乳液的稳定性，还可以增加抗冻性。（ √ ）
19、低温丁苯橡胶的生产中终点的控制主要是要确保门尼合格。（ √ ）

高聚物结构与性能习题

链结构
1. 名词解释
旋光异构体顺序异构体有规立构高分子立构规整度
链段柔顺性平衡态柔顺性高斯链
受阻旋转链自由旋转链自由联结链等效自由结合链
2.利用Fisher投影法画出全同立构和间同立构聚苯乙烯的两种构型。

3.构型和构象有什么不同？试讨论结晶聚丙烯和非晶聚丙烯构型和构象的情况。

4.比较下列各组高分子柔顺性的大小，分别写出它们的结构式并说明柔顺性不同的原因。

（1）聚乙烯聚丙烯聚苯乙烯
（2）聚甲基丙烯酸乙酯聚甲基丙烯酸正丙酯
聚甲基丙烯酸正丁酯聚甲基丙烯酸正辛酯
（3）聚丙烯聚1-丁烯聚1-己烯
（4）聚丙烯酸聚丙烯酸甲酯聚丙烯酸锌
（5）聚偏二氟乙烯聚氟乙烯聚氯乙烯
（6）聚丙烯聚氯乙烯聚丙烯腈
5. 某聚－烯烃的平均聚合度为500，均方末端距为165nm2,试求：
（1）作为大分子独立运动的单元的链段长b？
（2）每个大分子平均包含的链段数z?
（3）每个统计链段包含几个重复结构单元u？。

聚合物结构与性能考试

（2）取代基旁侧基团的极性，对分子链的内旋转和分子间的相互作用都会产生很大的影响。

侧基的极性越强，Tg 越高。

此外，增加分子链上极性基团的数量，也能提高高聚物的Tg。

但当极性基团的数量超过一定值后，由于它们之间的静电斥力超过吸引力，反而导致分子链间距离增大，Tg下降。

取代基的位阻增加，分子链内旋转受阻碍程度增加，Tg升高。

应当强调指出，侧基的存在并不总是使Tg增大的。

取代基在主链上的对称性对Tg也有很大影响，旋转位垒降低，柔性增加，其Tg比聚丙烯为低。

又如，当高聚物中存在柔性侧基时，随着侧基的增大，在一定范围内，由于柔性侧基使分子间距离加大，相互作用减弱，即产生“内增塑”作用，所以，Tg反而下降。

式分子链较硬，Tg较大。

（4）离子键的引入分子链间有离子键可以显著提高Tg。

例如，聚丙烯酸中加入金属离子，Tg会大大提高，其效果又随离子的价数而定。

用Na+使Tg从l06℃提高到280℃；用Cu2+取代Na+， Tg提高到500℃。

其他结构因素的影响（1）共聚无规共聚物的Tg介于两种共聚组分单体的Tg之间，并且随着共聚组分的变化，其Tg在两种均聚物的Tg之间线性或非线性变化。

非无规共聚物中，最简单的是交替共聚，他们可以看成是两种单体组成一个重复单元（2）交联随着交联点的增加，高聚物自由体积减少，分子链的运动受到约束的程度也增加，相邻交联点之间平均链长变小，所以Tg升高。

（3）分子量分子量的增加使Tg增加，特别是在分子量很小时，这种影响明显，当分子量超过一定的程度后，Tg 随分子量变化就不明显了。

（4）增塑剂和稀释剂增塑剂对Tg的影响也是相当显著的，玻璃化温度较高的聚合物在加入增塑剂后，可以使Tg 明显下降。

例如：纯的聚氯乙烯Tg=78℃,在室温下是硬塑料，加入45%的增塑剂后，Tg=-30℃，可以作为橡胶代用品。

淀粉的玻璃化温度在加水前后就有明显的变化。

原理：首先在高于聚合物熔点的一个温度进行等温处理一定时间消除样品的热历史，然后快速将至室温，再以一定的速度升温到聚合物熔点的一个温度进行一定时间的等温处理，然后快速降温到室温，重复相同的操作，调整每次等温处理的温度间隔，最后以10℃/min的升温速度得到热分级处理结果。

高分子结构与性能复习题

高分子结构与性能复习题1.高分子近程结构研究的是：高分子结构单元的化学组成、结构单元的键接方式和序列、结构单元的立体构型和空间排列、支链的类型及长度、交联及交联度、端基和取代基的结构。

2.高分子的堆砌方式包括：晶态结构、非晶态结构、取向态结构、液晶态结构，这些又可称为三级结构。

3.按形成条件液晶可分为：溶致型液晶和热致型液晶，其形成条件分别是：把物质溶解于溶剂内，在一定的浓度范围内形成的液晶称为溶致型液晶；而将物质加热到熔点或玻璃化温度以上形成的液晶称为热致型液晶。

按照液晶高分子的链结构，特别是液晶基元在高分子链上的分布，高分子液晶可以分为：主链型高分子液晶与侧链型高分子液晶。

4.高分子主链除含有C—C键外，还可能有Si—O，C—O等单键，这三种单键内旋转容易程度从高到低依次是：Si—O ，C—O ，C—C ；这是由于C —O键的氧原子周围没有其他的原子和基团，其上的近邻非键合原子间的距离比C一C键上的大。

Si—O键除具有C—O键的特点外，其键长和键角较大，使得近邻非键合原子间的距离更大，内旋转更为容易。

5.高聚物的弹性是指：应力形成应变，外力除去，应变回复；黏性是指：应变随时间延续而增加，除去外力后，应变不再回复。

黏弹性是指：在外力作用下，其应变行为可同时兼有弹性材料和黏性材料的特征。

应变的大小既依赖于应力又依赖于应变速度。

应变既包含有不可回复的永久形变，又有可回复的弹性形变。

即兼具黏性和弹性的性质。

6.高分子链的结构指：单个分子的结构和形态，分为近程结构和远程结构。

高分子链的远程结构又称二级结构，包括：高分子的形态和相对分子质量及相对分子质量分布。

7.链的长短对高分子的柔性影响是：当高分子链很短时，可以内旋转的单键的数目少，分子的构象数少，分子的刚性较大，因此小分子物质没有柔性。

只有当相对分子质量足够大，分子可以有很大的构象数时，分子链的柔性才能体现出来。

8.高分子的凝聚态结构指的是：高分子在凝聚态中的堆砌方式以及织态结构。

高物习题——精选推荐

习题库第1章高分子链的结构1．定义下列术语：1)内氢键;2)内聚能密度;3)构型与构象;4)无规线团;5)热塑弹体; 6)分子链的最可几末端距、平均末端距和均方末端距;7)链段;8）分子链的均方半径;9)分子链的平衡态柔性和动态柔性。

2．如何测定低分子物质的内聚能密度？能否用同样的方法测定高聚物的内聚能密度？3．指出塑料、橡胶和纤维的内聚能密度的大致范围。

为什么聚乙烯的内聚能密度较低但能成为塑料?4．写出聚1,2丁二烯和聚1,2异戊二烯可能的键接方式与构型。

5．1,2二氯乙烷有几种稳定的内旋转异构体？6．间同立构聚丙烯是否能通过内旋转转化为全同立构聚丙烯？7．设1个高分子主链由100个单键组成，每个单键相对于前一个键可以在空间采取2种可能的位置,试计算该高分子链在空间可能采取的构象数。

8．将苯乙烯(S)与顺式1,4丁二烯(B)按20∶80的重量比合成的无规共聚物和SBS 三嵌段共聚物在性能上可能有什么区别？9．SBS 热塑弹体与硫化橡胶在溶解性与热行为上有什么区别？10．为什么只有柔性高分子链才适合作橡胶？金属材料能否出现高达百分之几十至几百的弹性大形变？11．写出下列各组高聚物的结构单元，比较各组内几种高分子链的柔性大小并说明理由:1)聚乙烯，聚丙烯，聚苯乙烯； 2)聚乙烯，聚乙炔，顺式1,4聚丁二烯；3)聚丙烯，聚氯乙烯，聚丙烯腈；4)聚丙烯，聚异丁稀； 5)聚氯乙烯，聚偏氯乙烯； 6)聚乙烯，聚乙烯基咔唑，聚乙烯基叔丁烷； 7)聚丙烯酸甲酯，聚丙烯酸丙脂，聚丙酸戌酯；8)聚酰胺6.6，聚对苯二甲酰对苯二胺；9)聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚对苯二甲酸丁二醇酯。

12．一种聚丙烯高分子链的聚合度为600，在外力作用下最大的拉伸比为10，求该高分子链的均方未端距与2f h 之比。

已知C-C 键的键长 l ＝0.154nm ，键角 α＝109°28'。

13．测得聚丁烯-1分子链的均方半径20ρ＝36nm 2，分子量 n M ＝33600, 求该分子链最大伸长比 max λ。

《高聚物生产技术》习题集

《高聚物生产技术》习题集绪论习题1．什么是高聚物？请指出你见过或用过的高聚物。

2．请简要指出三大合成材料之间的要紧差不。

3．命名下列高聚物。

并写出其单体结构、单体名称、重复结构单元和结构单元。

4．写出下列各对高聚物的聚合反应方程式，注意它们的区不。

（1）聚丙烯酸甲酯和聚醋酸乙烯酯；（2）聚已二酰已二胺和聚已内酰胺；（3）聚丙烯腈和聚甲基丙烯腈。

5．试写出下列单体得到线型高分子的重复结构单元的化学结构。

并指出由单体形成对应高聚物的聚合反应类型。

（1）α-甲基苯乙烯；（2）偏二氰基乙烯；（3）α-氰基丙烯酸甲酯；（4）双酚A＋环氧氯丙烷；（5）对苯二甲酸＋丁二醇；（6）已二酸＋已二胺。

6．写出热固性高聚物与热塑性高聚物的要紧区不。

7．确定下列高聚物的名称，并按主链结构和几何形状进行分类。

（4）第一章习题1．请写出自由基聚合反应的差不多特点。

2．请写出10种以用自由基聚合获得的高聚物。

3．自由基产生于共价键化合物的哪种断裂形式？并指明自由基的特性。

4．比较下列各组单体中进行自由基聚合反应的能力，什么缘故？5．写出以偶氮二异丁腈为引发剂，以氯乙烯为单体的聚合机理。

6．比较下列自由基的活性，讲明缘故。

并讲明对自由基聚合起什么作用？7．画出自由基聚合反应的单体浓度、转化率、产物相对分子质量随时刻的变化曲线。

8．写出乙烯高压聚合时短支链产生的缘故与形式。

9．指明阻碍引发剂引发效率的缘故。

10．在自由基聚合时，如何合理选择引发剂？其中高低活性引发剂并用的优点是什么？11．用碘量法测定60℃下引发剂DCPD的分解速率，引发剂初始浓度为0.0754mol/L。

通过0.2、0.7、1.2、1.7小时后，测得DCPD的浓度分不为0.0660、0.0484、0.0334、0.0228mol/L。

求该温度下，DCPD的分解速率常数和分解半衰期。

12．60℃时苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、氯乙烯分不进行自由基聚合，终止方式有何不同？对产物相对分子质量有何阻碍？13．讲明自由基聚合反应中链转移的形式及对反应的阻碍。

结构与性能考题答案

结构与性能考题答案1.概念1、构型(configuration)：是指分子中通过化学键所固定的原子的空间排列。

2、大分子(macromolecule):是由大量原子组成的，具有相对高的分子质量或分子重量。

聚合物分子(polymermolecule)：由许多重复结构单元组成的，具有相对高的分子质量或分子重量。

3、共聚物(copolymer)：由两种或两种以上单体合成的聚合物。

4、侧基(ide/pendantgroup)：一个分子链的分支。

5、端基(endgroup)：大分子或低聚物分子的末端构造单元。

6、统计共聚物(tatiticalcopolymer)：通过聚合反应的统计处理给出单体单元在共聚物分子中的序列。

7、无规共聚物(randomcopolymer)：具有Bernoullian序列统计的统计聚合物。

在Bernoullian模型中，各键接的构型是相互独立的，不受前面键接构型的影响，故单体单元在分子链中无规则排列。

8、交替共聚物(alternatingcopolymer)：单体单元A和单体单元B 在共聚物分子中交替分布。

9、嵌段共聚物(blockcopolymer)：由通过末端连接的均匀序列的嵌段组成的。

10、星型高分子(tarpolymer)：从一个公共的核伸出三个或多个臂(支链)。

11、构象(conformation)：表示在单键周围的原子和原子基团的旋转产生的空间排列。

12、链段(macromolecularegment)：把若干个键组成的一段链作为一个独立运动的单元。

14、高分子链的柔性(fle某ibilityofpolymerchain)：分子链能够改变其构象的性质。

15、聚合度(degreeofpolymerization)：大分子、低聚物分子、嵌段或分子链中单体单元的数目。

聚合物分子链中连续出现的重复单元(或称链节)的次数。

16、共聚物分子(copolymermolecule)：（1）晶胞(unitcell)：与晶格相对应的晶体结构，即把具体内容还原给晶格，晶格就成了晶胞。