华理--高分子物理课后习题答案--高分子科学教程(第二版)--韩哲文
高分子科学教程答案_韩哲文
《高分子化学》习题与解答第一章、绪论习题与思考题１. 写出下列单体形成聚合物的反应式。
注明聚合物的重复单元和结构单元，并对聚合物命名，说明属于何类聚合反应。
（1）CH 2=CHCl; （2）CH 2＝C (CH 3)2; （3）HO(CH 2)5COOH; （4） ;（5）H 2N(CH 2)10NH 2 + HOOC(CH 2)8COOH ; （6）OCN(CH 2)6NCO + HO(CH 2)2OH ;２. 写出下列聚合物的一般名称、单体和聚合反应式。
（1） （2） （3） （4）（5）（6） ３. 写出合成下列聚合物的单体和聚合反应式：（1） 聚丙烯晴 （2） 丁苯橡胶 （3） 涤纶 （4） 聚甲醛 （5） 聚氧化乙烯 （6） 聚砜４. 解释下列名词：（1） 高分子化合物，高分子材料 （2） 结构单元，重复单元，聚合度；（3） 分子量的多分散性，分子量分布，分子量分布指数； （4） 线型结构大分子，体型结构大分子； （5） 均聚物，共聚物，共混物； （6） 碳链聚合物，杂链聚合物。
５. 聚合物试样由下列级分组成，试计算该试样的数均分子量n M 和重均分子量w M 及分子量分布指数。
级分 重量分率 分子量 1 0.5 1×10420.21×105CH 2CH 2CH 2O [ CH 2 C ]nCH 3COOCH 3[ CH 2 CH ]nCOOCH 3[ CH 2 C=CH CH 2 ]n CH 3[ O C O C ]CH 3CH 3n [ NH(CH 2)6NHOC(CH 2)4CO ]n[ NH(CH 2)5CO ]n3 0.2 5×1054 0.1 1×106６. 常用聚合物分子量示例于下表中。
试计算聚氯乙烯、聚苯乙烯、涤纶、尼龙－66、顺丁橡胶及天然橡胶的聚合度，并根据这六种聚合物的分子量和聚合度认识塑料、纤维和橡胶的差别。
７. 高分子化合物的制备方法有哪几类？试分别举例说明之。
高分子物理课后习题
第1章高分子的链结构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）σ,实测的无扰均方末端距与自由旋转链的均方末端距之比，σ值愈大，内旋转阻碍越大，柔顺性愈差；（2）特征比Cn，无扰链与自由连接链均方末端距的比值，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。
7.比较下列四组高分子链的柔顺性并简要加以解释。
解：（1）聚乙烯＞聚氯乙烯＞聚丙烯腈，取代基极性越大，高聚物柔顺性越差；（2）聚甲醛＞聚苯醚＞聚苯，主链刚性基团比例越大，柔顺性越差，苯环柔顺性比亚甲基差；（3）聚丁二烯＞聚氯丁二烯＞聚氯乙烯；孤立双键的柔顺性较单键主链好，极性取代基是的聚合物柔顺性变差；（4）聚偏二氟乙烯＞聚氟乙烯＞聚二氟乙烯，对称取代的柔顺性优于单取代，取代基比例越大，柔顺性越差；第2章聚合物的凝聚态结构3.聚合物在不同条件下结晶时，可能得到哪几种主要的结晶形态？各种结晶形态的特征是什么？答：（1）可能得到的结晶形态：单晶、树枝晶、球晶、纤维状晶、串晶、柱晶、伸直链晶体；（2）形态特征：单晶：分子链垂直于片晶平面排列，晶片厚度一般只有10nm 左右；树枝晶：许多单晶片在特定方向上的择优生长与堆积形成树枝状；球晶：呈圆球状，在正交偏光显微镜下呈现特有的黑十字消光，有些出现同心环；纤维状晶：晶体呈纤维状，长度大大超过高分子链的长度；串晶：在电子显微镜下，串晶形如串珠；柱晶：中心贯穿有伸直链晶体的扁球晶，呈柱状；伸直链晶体：高分子链伸展排列晶片厚度与分子链长度相当。
4.测定聚合物的结晶度的方法有哪几种？简述其基本原理。
不同方法测得的结晶度是否相同？为什么？答：（1）密度法，X射线衍射法，量热法；（2）密度法的依据：分子链在晶区规整堆砌，故晶区密度大于非晶区密度；X射线衍射法的依据：总的相干散射强度等于晶区和非晶区相干散射强度之和；量热法的依据：根据聚合物熔融过程中的热效应来测定结晶度的方法。
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着。
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。
高分子物理习题参考答案
高分子物理习题参考答案1-6(总23页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--《高分子物理》标准化作业本参考答案沈阳化工学院材料科学与工程学院《高分子物理》课程组第一章高分子链的结构一、概念1、构型：分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。
2、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叫构象。
3、均方末端距：高分子链的两个末端的直线距离的平方的平均值。
4、链段：链段是由若干个键组成的一段链作为一个独立动动的单元，是高分子链中能够独立运动的最小单位。
5、全同立构：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。
6、无规立构：当取代基在主链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而成。
二、选择答案1、高分子科学诺贝尔奖获得者中，（ A ）首先把“高分子”这个概念引进科学领域。
A、H. Staudinger,B、, ,C、P. J. Flory,D、H. Shirakawa2、下列聚合物中，（ A ）是聚异戊二烯(PI)。
A 、 CCH 2n CH CH 23B 、OC NH O C NH C 6H 4C 6H 4n C 、 CHCl CH n D 、OC CH 2CH 2O O n O C3、下列聚合物中，不属于碳链高分子的是（ D ）。
A 、聚甲基丙烯酸甲酯，B 、聚氯乙烯，C 、聚乙烯，D 、聚酰胺4、下列四种聚合物中，不存在旋光异构和几何异构的为（ B ）。
A 、聚丙烯，B 、聚异丁烯，C 、聚丁二烯，D 、聚苯乙烯5、下列说法，表述正确的是（ A ）。
A 、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。
B 、ABS 树脂中丁二烯组分耐化学腐蚀，可提高制品拉伸强度和硬度。
C 、ABS 树脂中苯乙烯组分呈橡胶弹性，可改善冲击强度。
D 、ABS 树脂中丙烯腈组分利于高温流动性，便于加工。
高分子物理习题答案
高分子物理习题答案第一章高分子链的结构3．高分子科学发展中有二位科学家在高分子物理领域作出了重大贡献并获得诺贝尔奖，他们是谁？请列举他们的主要贡献。
答：（1）H. Staudinger（德国）：“论聚合”首次提出高分子长链结构模型，论证高分子由小分子以共价键结合。
1953年获诺贝尔化学奖。
贡献：（1）大分子概念：线性链结构（2）初探[η]=KMα关系（3）高分子多分散性（4）创刊《die Makromol.Chemie》1943年（2）P. J. Flory（美国），1974年获诺贝尔化学奖贡献：（1）缩聚和加聚反应机理（2）高分子溶液理论（3）热力学和流体力学结合（4）非晶态结构模型6．何谓高聚物的近程（一级）结构、远程（二级）结构和聚集态结构？试分别举例说明用什么方法表征这些结构和性能，并预计可得到哪些结构参数和性能指标。
答：高聚物的一级结构即高聚物的近程结构，属于化学结构，它主要包括链节、键接方式、构型、支化和交联结构等，其表征方法主要有：NMR, GC, MS, IR, EA, HPLC, UV等。
而高聚物的二级结构即高聚物的远程结构，主要包括高分子链的分子量、分子尺寸、分子形态、链的柔顺性及分子链在各种环境中所采取的构象，其表征方法主要有：静态、动态光散射、粘度法、膜渗透压、尺寸排除色谱、中子散射、端基分析、沸点升高、冰点降低法等。
高聚物的聚集态结构主要指高分子链间相互作用使其堆积在一起形成晶态、非晶态、取向态等结构。
其表征方法主要有：x-射线衍射、膨胀计法、光学解偏振法、偏光显微镜法、光学双折射法、声波传播法、扫描电镜、透射电镜、原子力显微镜、核磁共振，热分析、力学分析等。
8．什么叫做高分子的构型？试讨论线型聚异戊二烯可能有哪些不同的构型。
答：由化学键所固定的原子或基团在空间的几何排布。
1，2：头-头，全同、间同、无规；头-尾，全同、间同、无规3，4：头-头，全同、间同、无规；头-尾，全同、间同、无规1，4：头-头，顺、反；头-尾，顺、反9．什么叫做高分子构象？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？说明理由。
华东理工大学高分子科学课后答案高分子物理部分第二章
第二章（P255）1．简述聚合物的分子运动特点。
答：聚合物的分子运动的特点是：运动单元的多重性：聚合物的运动单元可以是侧基、支链、链节、链段和整个分子等。
高分子热运动是一个松弛过程：在一定的外界条件下，聚合物从一种平衡状态通过热运动达到与外界条件相适应的新的平衡态，这个过程不是瞬间完成的，需要一定的时间。
高分子热运动与温度有关：随着温度的升高，高分子热运动的松弛时间缩短。
2．试用自由体积理论解释聚合物的玻璃化转变。
答：根据自由体积理论，液体或固体物质的体积是由两部分组成的：一部分是被分子占据的体积，称为已占体积，另一部分是未被占据的以“孔穴”形式分散于整个物质之中的自由体积。
正是由于自由体积的存在，分子链才可能通过转动和位移而调整构象。
自由体积理论认为，当高聚物冷却时，起先自由体积逐渐减少，到某一温度时，自由体积将达到最低值，这时高聚物进入玻璃态。
在玻璃态下，由于链段运动被冻结，自由体积也被冻结，并保持一恒定值。
因此，对任何高聚物，玻璃化温度就是自由体积达到某一临界值时的温度，高聚物的玻璃态可视为等自由体积状态。
3．何谓玻璃化转变温度？简述一种测量聚合物玻璃化温度的方法。
答：聚合物玻璃态与高弹态之间的转变称为玻璃化转变，对应的转变温度为玻璃化转变温度。
玻璃化转变温度可以用膨胀计法测定，即直接测量高聚物的体积或比容随温度的变化。
从体积或比容对温度曲线两端的直线部分外推，其交点对应的温度作为T；g T也可以用差热分析测量，其基本原理是在等速升温的条件下，连续测定被测试g样与惰性基准物之间的温度差△T，并以△T对试样T作图，即得差热曲线，曲线上出现一台阶，台阶处所对应的温度即为T。
g4．试从分子运动的观点说明非晶聚合物的三种力学状态和两种转变。
答：在玻璃态下（T<Tg ），由于温度较低，分子运动的能量很低，不足以克服主链内旋转的位垒，因此不足以激发起链段的运动，链段处于被冻结的状态，只有那些较小的运动单元，如侧基、支链和小链节能运动。
高分子物理习题集及高分子物理学习指导参考答案
1、高聚物结构包括 高分子的链结构 和高分子的聚集态结构，高分子的聚集态结构又包括 晶态结构 、 非晶态结构 、 取向态结构 和 液晶态结构以及织态结构 。
2、高分子链结构单元的化学组成有 碳链高分子 、 杂链高分子 、元素高分子和 梯形和双螺旋型高分子，元素高分子有 有机元素高分子 和 无机元素高分子 。
3、高分子的结晶形态有 折叠链片晶 、 串晶 、 伸直链片晶 和 纤维状晶 。
4、高聚物的晶态结构模型主要有 缨状胶束模型（或两相模型）、 折叠链结构模型 、 隧道-折叠链模型 、 插线板模型 ；高聚物的非晶态结构模型主要有 无规线团模型 和 折叠链缨状胶束粒子模型（或两相球粒模型） 。
5、测定分子量的方法有 端基分析法 、 气相渗透法 、 膜渗透法 、 光散射法 、 粘度法 和 凝胶色谱法 。
6、提高高分子材料耐热性的途径主要有 增加链刚性 、增加分子间作用力 、 结晶。
7、线性高聚物在溶液中通常为 无规线团 构象，在晶区通常为 伸直链 或 折叠链 现象。
8、高聚物稀溶液冷却结晶易生成 单晶 ，熔体冷却结晶通常生成 球晶 。
熔体在应力作用下冷却结晶常常形成 串晶 。
9、测定高聚物M n 、M w 、M η的方法分别有 膜渗透法 、 光散射法 、和 粘度法 。
测定高聚物相对分子质量分布的方法有 沉淀分级法 和 GPC ；其基本原理分别为 溶解度 和 体积排除 。
10、高聚物的熔体一般属于 假塑性 流体，其特性是 粘度随剪切速率增加而减小 。
高聚物悬浮体系、高填充体系、PVC 糊属于 胀塑性 流体，其特征是 粘度随剪切速率增加而增加 。
11、对于聚乙烯自由旋转链，均方末端距与链长的关系是 222nl h 。
12、当温度T= θ 时，第二维里系数A 2= 0 ，此时高分子溶液符合理想溶液性质。
13、测定PS 重均相对分子质量采用的方法可以是 光散射法 。
14、均相成核生长成为三维球晶时，Avranmi 指数n 为 4 。
华东理工大学高分子科学教程课后答案__高分子物理部分解读
习题解答第一章（P235）1.简述聚合物的结构层次答：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和远程结构。
近程结构包括构造与构型，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。
构型是指某一原子的取代基在空间的排列。
近程结构属于化学结构，又称一级结构。
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。
聚集态结构是指高分子材料整体的内部结构，包括晶态结构、非晶态结构、取向态结构、液晶态结构以及织态结构。
前四者是描述高分子聚集体中的分子之间是如何堆砌的，又称三级结构。
织态结构则属于更高级的结构。
2．写出聚异戊二稀的各种可能的构型和名称（只考虑头－尾键接方式）。
解：（1）1，2－聚合：全同立构1，2－聚异戊二稀；间同立构1，2－聚异戊二稀；无规立构1，2－聚异戊二稀。
（2）3，4－聚合：全同（间同，无规）立构－聚3，4－聚异戊二稀。
（3）1，4聚合：顺式（反式）1，4－聚异戊二稀。
注意：一般来说，顺式、反式聚合都是在特定的催化剂下进行的，当催化剂一定时，产物结构就一定，所以不存在无规的几何异构体。
3．已知聚乙烯试样的聚合度为4105⨯，C-C 键长为0.154nm ，键角为109.5︒，试求： （1）若把聚乙烯看作自由旋转链时的聚乙烯试样的均方末端距；（2）若聚乙烯的末端距符合高斯分布时聚乙烯试样的平均末端距和最可几末端距。
解：54101052=⨯⨯=n ；nm l 154.0=； 5.109=θ（1）22522222.4743)154.0(10225.109cos 15.109cos 1cos 1cos 1nm nl nl nl r =⨯⨯==+-⋅=+-⋅= θθ（2）由于聚乙烯的末端距符合高斯分布，因此它应该是自由结合链)(87.44154.014159.33108385nm l n r =⨯⨯⨯=⋅=π)(76.39154.03102325nm l n r =⨯⨯=⋅=*注意：末端距复合高斯分布的链为高斯链，自由结合链和等效自由结合链都是高斯链。
高分子物理练习题库及参考答案
高分子物理练习题库及参考答案一、单选题（共81题，每题1分，共81分）1.以下哪个专业术语是“polyaddition reaction”的中文解释。
（）A、双轴取向B、加聚反应C、解聚反应D、键接异构正确答案：B2.交联橡胶以下哪一条不正确。
（）A、拉伸时吸热B、形变很小时符合胡克定律C、具有熵弹性正确答案：A3.以下哪个专业术语是“external plasticization”的中文解释。
（）A、外增塑作用B、内增塑作用C、增塑作用D、增塑剂正确答案：A4.以下哪个专业术语是“AFM”的中文解释。
（）A、接触角方法B、原子力显微镜C、二级离子质谱D、衰减全反射红外光谱正确答案：B5.玻璃化转变温度不能用以下哪种仪器测定。
（）A、熔融指数仪B、扭辫仪C、膨胀计正确答案：A6.高密度聚乙烯的英文缩写是（）。
A、HDPEB、LDPEC、PPD、PAN正确答案：A7.下列聚合物中分子链刚性最大的是 ( )。
A、聚乙烯B、聚二甲基硅氧烷C、聚丙烯D、聚甲醛正确答案：B8.高分子溶液的θ温度是（）。
A、高分子溶液的临界共溶温度B、高分子溶液的第二维里系数A2=0 时温度C、高分子溶液的相互作用参数χ1=0时温度正确答案：B9.在（）温度范围内，玻璃态聚合物才具有典型的应力-应变曲线。
A、Tg﹤T﹤TfB、Tb﹤T﹤TgC、Tg﹤T﹤Tm正确答案：B10.以下哪个专业术语是“segment”的中文解释。
（）A、链段B、熔限C、银纹质（体）D、特性黏度正确答案：A11.在半晶态聚合物中，发生下列转变时，判别熵值变大的是（）。
A、结晶B、高弹态转变为玻璃态C、拉伸取向D、熔融正确答案：D12.以下哪个专业术语是“viscous flow temperature”的中文解释。
（）A、聚电解质B、特性黏度C、黎流温度D、黎流态正确答案：C13.在注射成型中能最有效改善聚甲醛熔体流动性的方法是（）。
A、提高加工温度B、增大分子量C、提高注射速率正确答案：C14.下列方法中，可以明显降低聚合物熔点的是（）。
华东理工大学出版社 高分子科学 课后答案 高分子物理部分第四章
第四章（P318）1．解释下列名词：柔量；理想网络；松弛时间；时温等效；零切粘度；银纹；脆性断裂；滞后环。
答：（1）柔量：模量的倒数称为柔量，可用来表示形变的难易程度。
（2）理想网络：每个交联点由四个链组成，交联点是无规分布的；两交联点之间的链—网链是高斯链，其末端距符合高斯分布；由这些高斯链组成的各向同性的交联网的构象总数是各个单独网链的构象数的乘积，也就是网络的熵是各个网络链的熵的总和；交联网中的交联点在形变前和形变后都是固定在其平均位置上的，形变时，这些交联点按与橡胶试样的宏观变形相同的比例移动，即符合所谓“仿射”变形的假定。
（3）松弛时间谱：由于高分子运动单元的多重性，其运动单元的大小不同，相应的松弛时间的长短也不一致，短的可以几秒钟，长的可达几天、甚至几年。
松弛时间的分布是很宽的，在一定范围内可以认为是一个连续的分布，称为松弛时间谱。
（4）时温等效：同一个力学松弛现象，既可以在较高的温度下，在较短的时间内观察到，也可以在较低的温度下，在较长的时间内观察到。
因此，升高温度与延长观察时间对分子运动是等效的，对高聚物的粘弹行为也是等效的，这个等效性可以借助于一个转换因子T a 来实现，即借助于转换因子可以将在某一温度下测定的力学数据变成另一温度下的力学数据，这就是时温等效。
（5）零剪切粘度：即剪切速率趋近于零的粘度。
（6）银纹：某些聚合物在受到拉伸应力时，会产生许多微小的裂纹，这些裂纹由于光的折射，看上去是发亮的，所以称为银纹。
（7）脆性断裂：在材料出现屈服之前发生的断裂。
（8）滞后环：由橡胶的拉伸－压缩循环的应力应变曲线所构成的闭合的曲线常称为“滞后圈”。
2．试述橡胶的热力学方程的意义，并解释其拉伸过程中的放热效应和具有负的膨胀系数。
答：橡胶的热力学方程是VT V T l S T l U f ,,⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=，其物理意义是：橡胶的张力是由于形变时内能发生变化和熵发生变化所引起的。
华理--高分子物理课后习题答案--高分子科学教程(第二版)--韩哲文
高分子科学教程(第二版)—高分子物理部分第7章 聚合物的结构 P2371.试述聚合物的结构特点2.简述聚合物的结构层次答：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和远程结构。
近程结构包括构造与构型，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。
构型是指某一原子的取代基在空间的排列。
近程结构属于化学结构，又称一级结构。
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。
聚集态结构是指高分子材料整体的内部结构，包括晶态结构、非晶态结构、取向态结构、液晶态结构以及织态结构。
前四者是描述高分子聚集体中的分子之间是如何堆砌的，又称三级结构。
织态结构则属于更高级的结构。
3．写出聚异戊二稀的各种可能的构型和名称（只考虑头－尾键接方式）。
解：（1）1，2－聚合：全同立构1，2－聚异戊二稀；间同立构1，2－聚异戊二稀；无规立构1，2－聚异戊二稀。
（2）3，4－聚合：全同（间同，无规）立构－聚3，4－聚异戊二稀。
（3）1，4聚合：顺式（反式）1，4－聚异戊二稀。
注意：一般来说，顺式、反式聚合都是在特定的催化剂下进行的，当催化剂一定时，产物结构就一定，所以不存在无规的几何异构体。
4．已知聚乙烯试样的聚合度为4105⨯，C-C 键长为0.154nm ，键角为109.5︒，试求：（1）若把聚乙烯看作自由旋转链时的聚乙烯试样的均方末端距；（2）若聚乙烯的末端距符合高斯分布时聚乙烯试样的平均末端距和最可几末端距。
解：54101052=⨯⨯=n ；nm l 154.0=； 5.109=θ（1）22522222.4743)154.0(10225.109cos 15.109cos 1cos 1cos 1nm nl nl nl r =⨯⨯==+-⋅=+-⋅=θθ （2）由于聚乙烯的末端距符合高斯分布，因此它应该是自由结合链)(87.44154.014159.33108385nm l n r =⨯⨯⨯=⋅=π)(76.39154.03102325nm l n r =⨯⨯=⋅=*注意：末端距复合高斯分布的链为高斯链，自由结合链和等效自由结合链都是高斯链。
高分子科学教程_(韩哲文_主编_著)_华东理工大学出版社_课后答案
~
体的分子分率和重量分率。
（3）粘均分子量
⎟ ⎟⎠
⎞
⎜ ⎜⎝
⎛
⎟ ⎟⎠
⎞
⎜ ⎜⎝
⎛
Σ
Σ +
=
Σ
Σ
=
N M
N M
W
W M
M
i i
a
i i
i
a
i i
a a
v
1 1/ 1/
式中a是高分子稀溶液特性粘度-分子量关系式的系数，一般为0.5-0.9。
13.数均分子量Mn和重均分子量Mw的物理意义是什么?试证明府Mw ≥Mn
第一章绪论
一、习题
1.与低分子化合物比较，高分子化合物有何特征?
解：与低分子化合物相比，高分子化合物有以下主要特征：
(1)高分子化合物分子量很大，分子往往由许多相同的简单的结构单元通过共价键重复连接而成；
(2)即使是一种“纯”的高分子化合物，它也是化学组成相同而分子量不等，结构不同的同系聚合
物的混合物。它具有分子量和结构的多分散性；
亦即M •M −M •M n ≥ 0 w n n
故当M M时，，当时，。i n ≡ M w M n ≡ M M i n ≠ M w M n >
14.聚合度和分子量之间有什么关系？计算中对不同聚合反反应类型的聚合物应注意什么？试举例
加以说明。
解：设Mn为聚合物的分子量，M 0为重复单元的分子量，为聚合度(以重复单元数表征DP
Cl
-
Cl
CH CH2 CH2 CH -
Cl Cl
10.高分子链结构形状有几种？它们的物理、化学性质有什么特点？
解：高分子链的形状主要有直线型、支链型和网状体型三种，其次有星形、梳形、梯形等(它们
高分子物理课后作业及答案
1推导重均分布宽度指数σw2与各种平均分子量之间的关系2i 02020222w w w w wW w W(M)w d(M)W(M)w+Mw d(M)W(M)d(M)2Mw W(M)d(M)+Mw W(M)d(M)M )w Mw Mw M )w Mw i iiii i∞∞2∞∞∞2(M -M (M -M (M -M (M -M (M -2MM M M ∑∑∑⎰⎰⎰⎰⎰222222）σ＝）＝＝）＝）＝） ＝－ ＝(－2＋ ＝(－222w /()w /()ii iiiw iiziiw i iiiiw wz w MM w M M w MM wM M M M ====⇒∑∑∑∑∑∑22 假定某聚合物试样中含有三个组分，其相对分子质量分别为1万、2万和3万，今测得该试样的数均相对分子质量n M 为2万、重均相对分子质量w M 为2.3万，试计算此试样中各组分的摩尔分数和重量分数。
解：（1）221n i i iii i i i w ni i i i iM N M N MW M N M M n M W M M N ⎧=⎪⎪===⎨⎪⎪=⎩∑∑∑∑∑⎪⎩⎪⎨⎧=++⨯=⨯+⨯+⨯=⨯+⨯+1106.4109104101021031021032183828184342414N N N N N N N N N解得 3.01=N ，4.02=N ，3.03=N（2）⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧====∑∑∑∑111i ii w n ii i i n W M W M M M W M W M 或⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=++⨯=⨯+⨯+⨯=⨯+⨯+1103.21031021010211031021032143424144434241W W W W W W W W W解得 15.01=W ，4.02=W ，45.03=W3 从化学结构角度讨论以下各对聚合物为什么存在gT 的差别．CH 2CH 2(1)(150K) 和CH 2CH CH 3(250K)(2)CH 2CH C O 3(283K) 和 CH 2CH O C O CH 3(350K)(3)CH 2CH 2O (232K) 和 CH 2CH (358K)(4)CH 2CH C 2H 5O (249K)和CH 2CH 2CH CH 3C3O (378K)解 （1）后者较高，因为侧基CH 3的内旋转空间障碍，刚性较大。
高分子物理习题解答
高分子物理习题解答高分子物理作业-2-答案聚合物的力学状态及转变1. 解释名词：（1）聚合物的力学状态及转变由于高分子链之间的作用力大于主链的价键力，所以聚合物只具有固态和液态力学状态。
随着温度的升高，分子热运动能量逐渐增加，当达到某一温度时，即可发生两相间的转变。
（2）松弛过程与松弛时间松弛过程：在一定温度和外场（力场、电场、磁场等）作用下，聚合物由一种平衡态通过分子运动过渡到另一种与外界条件相适应的、新的平衡态，这个过程是一个速度过程。
松弛时间τ是用来描述松弛快慢的物理理。
在高聚物的松弛曲线上，?x t ()变到等于?x o 的1/e 倍时所需要的时间，即松弛时间。
（3）自由体积与等自由体积状态分子中未被占据的体积为自由体积；在玻璃态下，由于链段运动被冻结晶，自由体积也被冻结，并保持一恒定值，自由体积“孔穴”的大小及其分布也将基本上维持固定。
因此，对任何高聚物，玻璃温度就是自由体积达到某一临界值的温度，在这临界值以下，已经没有足够的窨进行分子链的构象调整了。
因而高聚物的玻璃态可视为等自由体积状态。
（4）玻璃态与皮革态当非晶态高聚物在较低的温度下受到外力时，由于链段运动被冻结，只能使主链的键长和键角有微小的改变，因此从宏观上来说，高聚物受力变形是很小的，形变与受力和大小成正比，当外力除去后形变能立刻回复。
这种力学性质称为普弹性，非晶态高聚物处于具有普弹性的状态，称为玻璃态；部分结晶聚合物，存在玻璃化转变与高弹态，但由于晶区链段不能运动，此时玻璃化转变不再具有很大弹性的高弹态，而表现为具有一定高弹性、韧而硬的皮革态，即皮革态。
2. 试定性地绘出下列聚合物的形变—温度曲线（画在一张图上）1) 低分子玻璃态物质 2) 线性非晶态聚合物（1M ）3) 线性非晶态聚合物（212,M M M ?212,M M M ?>1M ） 4) 晶态聚合物（1M ）5) 晶态聚合物（212,M M M ?212,M M M ?>1M ） 6) 交联聚合物（交联度较小） 7) 交联聚合物（交联度较大）3. 判断下列聚合物（写出分子式）的T g 的高低，阐述其理由：1) 聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚苯、聚二甲基硅氧烷 2) 聚氯乙烯、聚氯丁二烯、聚偏二氯乙烯、顺式1，4聚丁二烯3) 聚乙烯、聚异丁烯、聚苯乙烯、聚乙烯基咔锉 4) 聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚丙烯腈5) 聚甲基乙烯基醚、聚乙基乙烯基醚、聚正丙基乙烯基醚、聚正丁基乙烯基醚1) 聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚苯、聚二甲基硅氧烷CH 2CH 2n聚乙烯CO C OO CH 2CH 2On聚对苯二甲酸乙二酯n聚苯Si CH 3CH 3On聚二甲基硅氧烷聚二甲基硅氧烷<聚乙烯<聚对苯二甲酸乙二酯<聚苯理由：当主链中引入苯基、联苯基、萘基和均苯甲酸二酰胺基等芳杂环以一，链上可以内旋转的单键比例相对减少，分子链的刚性增大，因此有利于玻璃化温度的提高。
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高分子科学教程(第二版)—高分子物理部分第7章 聚合物的结构 P2371.试述聚合物的结构特点2.简述聚合物的结构层次答：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和远程结构。
近程结构包括构造与构型，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。
构型是指某一原子的取代基在空间的排列。
近程结构属于化学结构，又称一级结构。
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。
聚集态结构是指高分子材料整体的内部结构，包括晶态结构、非晶态结构、取向态结构、液晶态结构以及织态结构。
前四者是描述高分子聚集体中的分子之间是如何堆砌的，又称三级结构。
织态结构则属于更高级的结构。
3．写出聚异戊二稀的各种可能的构型和名称（只考虑头－尾键接方式）。
解：（1）1，2－聚合：全同立构1，2－聚异戊二稀；间同立构1，2－聚异戊二稀；无规立构1，2－聚异戊二稀。
（2）3，4－聚合：全同（间同，无规）立构－聚3，4－聚异戊二稀。
（3）1，4聚合：顺式（反式）1，4－聚异戊二稀。
注意：一般来说，顺式、反式聚合都是在特定的催化剂下进行的，当催化剂一定时，产物结构就一定，所以不存在无规的几何异构体。
4．已知聚乙烯试样的聚合度为4105⨯，C-C 键长为0.154nm ，键角为109.5︒，试求：（1）若把聚乙烯看作自由旋转链时的聚乙烯试样的均方末端距；（2）若聚乙烯的末端距符合高斯分布时聚乙烯试样的平均末端距和最可几末端距。
解：54101052=⨯⨯=n ；nm l 154.0=； 5.109=θ（1）22522222.4743)154.0(10225.109cos 15.109cos 1cos 1cos 1nm nl nl nl r =⨯⨯==+-⋅=+-⋅=θθ （2）由于聚乙烯的末端距符合高斯分布，因此它应该是自由结合链)(87.44154.014159.33108385nm l n r =⨯⨯⨯=⋅=π)(76.39154.03102325nm l n r =⨯⨯=⋅=*注意：末端距复合高斯分布的链为高斯链，自由结合链和等效自由结合链都是高斯链。
5．高分子的构型和构象有什么不同？等规聚丙烯晶体中的螺旋链属于构型范畴还是构象范畴？如果聚丙烯的规整度不高，能否通过单健内旋转来改变构象而提高其规整度？为什么？答：高分子的构型是指分子中由化学健固定的原子在空间的几何排列；高分子的构象是指由于单健内旋转而产生的分子在空间的不同形态。
高分子的构型属于高分子链的近程结构；而高分子的构象属于高分子链的远程结构。
等规聚丙烯晶体中的螺旋链是通过单健内旋转形成的而由晶格固定的形态，当晶体受热融化后，螺旋链会发生变化，因此属于构象范畴。
聚丙烯的规整度不高，不能通过单健内旋转来改变其构象而提高其规整度，因为规整度是由构型决定的，因此要改变规整度，必须通过化学健的断裂和重组。
6．假定有两种聚合物A 和B ，已知5100.2⨯=A M ，6108.1⨯=B M ，在溶液中测得其均方末端距分别为：232104.6nm r A ⨯=；242101.8nm r B ⨯=，扩展因子2=A α；3=B α。
试由以上数据判断哪一种聚合物链的柔顺性好？解法一：222202ααr r r r =⇒=；M r A 20=)(16002104.6)(222320nm nm r A =⨯=；0894.0100.216005=⨯=A A)(90003101.8)(222420nm nm r B=⨯=；0707.0108.190006=⨯=B A因为B A A A >，所以B 的柔顺性较好。
解法二：26.11024101.8108.19104.6)()()()()()(546322022020202020=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⋅⋅⋅⋅=⋅==A AB BB A ABB A BBA A BAM r M r M M r r M r M r A A αα7．已知一聚合物试样中含有分子量为410和510的两组分，试求以下两种情况下的n M 、w M ：（1） 两组分的分子数相同； （2） 两组分的重量相同。
解：已知：4110=M ；5210=M（1）2121==N N N N N ==211111010105442112211112111=+=+=+=+=M M M M N M N M N W W W W 11102=W 45422114542111018.911101011110105.521102110⨯=⨯+⨯=+==⨯=⨯+⨯=+==∑∑W M W M W M M N M N M N M M i i i w ii i n （2）2121==W W ；21W W = 1110101010545211221111=+=+=+=M M M M W M W M W N111111012=-=N45422111082.111110111010⨯=⨯+⨯=+==∑N M N M N M M ii i n 4542211105.511110111010⨯=⨯+⨯=+==∑W M W M W M M ii i w8.试从分子结构分析比较下列各组聚合物的柔顺性大小： （1）聚乙烯，聚丙烯，聚丙烯腈；（2）聚氯乙稀，1，4聚2－氯丁二烯，1，4－聚丁二烯； （3）聚苯，聚苯醚，聚环氧戊烷； （4）聚氯乙烯，聚偏二氯乙烯。
解：（1）聚乙烯>聚丙烯>聚丙烯腈（2）1，4－聚丁二烯>聚1，4聚2－氯丁二烯>氯乙稀； （3）聚环氧戊烷>聚苯醚>聚苯； （4）聚偏二氯乙烯>聚氯乙烯。
9．测定数均分子量和重均分子量分别有哪些主要方法？它们测量的分子量范围通常是多少？答：测定数均分子量的方法有：端基分析法：上限为4103⨯（4102⨯） 沸点升高和冰点下降法：上限可达4103⨯ 蒸汽压（气相）渗透法：上限为4103⨯，下限可到40；膜渗透压法：测定范围为64105.1~10⨯ 测定重均分子量的主要方法有：光散射法：测定范围为7410~10GPC 可同时测得数均和重均分子量。
10．用光散射法测定某聚合物试样的分子量和第二维利系数。
已知：该聚合物在25 ︒C 的丁酮溶液中无内干涉效应，测得的散射光强数据如下：310⨯C （克/厘米3）0.7 1.4 2.2 2.9 90I （相对标度）24374652用苯作标准，90I (苯)＝15，90R (苯)＝51085.4-⨯厘米-1，)(苯n ＝1.4979，3761.1)(＝丁酮n ，230.0=dc dn 毫升/克，波长436=λ纳米，计算此试样的重均分子量和第二维利系数。
解：C A MR KC 290212+= ()()22642134723222224210816.1/104361002.623.03761.114.344----⋅⋅⨯=⋅⋅⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=g m ol cm cmm ol g cm C n n N K λπ()()())(1027.04979.13761.11085.415I 19052590290909090---⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⨯⋅⎪⎪⎭⎫⎝⎛⋅⋅=cm I n n R I I R ＝＝苯苯苯K C /2R 90C (g/cm 3)90903363.02I CR KC ⋅= 561043.11099558.61⨯=⨯=-w M2332/1004.2200408.0g mol cm A -⨯==11．用稀溶液粘度法测定聚苯乙烯试样的分子量，温度为30 ︒C ，溶剂为苯。
溶液浓度为ml g /1075.25-⋅，纯溶剂的流出时间为0t 为106.8秒，溶液流出时间t 为166.0秒，已知该条件下的MHS 方程为ηηM 21099.0][-⋅=,式子Ck Csp2][][ηηη'+=和C Cr2][][ln ηβηη-=中的k '和β之和为1/2，计算此试样的粘均分子量。
解： dl g ml g C /1075.2/1075.235--⋅=⋅=21=+'βk []()Cr sp ηηηln 2-=∴其中：5543.18.1060.1660===t t r η 5543.01=-=r sp ηη[]())/(1731073.11001075.25543.1ln 5543.0225g dl =⨯=⨯⨯-=∴-η[]1731099.074.02=⨯==-M KM a η2424.4lg 74.0=M 733.5lg =M51041.5⨯=M12．用凝胶渗透色谱法测定聚合物分子量为什么要用标样进行标定？若进行普适标定，需知道标样和试样的哪些参数？答：用凝胶渗透色谱法测定聚合物分子量依据的原理是：e BV A M -=ln其中A 、B 为常数，其值与溶质、溶剂、温度、载体及仪器结构有关，因此，在测定分子量之前，必须用已知分子量的标样进行标定，以得到特定条件下的A 、B 值。
若要进行普适标定，需知道标样的分子量，标样和待测样品的MHS 方程中的常数K 、a 的值。
13．分子缔合作用，电离作用和小分子杂质对所测得的聚合物数均分子量有何影响？第8章非晶态聚合物P2651.简述非晶态聚合物的无规线团和两相球粒模型。
2．简述聚合物的分子运动特点。
答：聚合物的分子运动的特点是：运动单元的多重性：聚合物的运动单元可以是侧基、支链、链节、链段和整个分子等。
高分子热运动是一个松弛过程：在一定的外界条件下，聚合物从一种平衡状态通过热运动达到与外界条件相适应的新的平衡态，这个过程不是瞬间完成的，需要一定的时间。
高分子热运动与温度有关：随着温度的升高，高分子热运动的松弛时间缩短。
3．试用自由体积理论解释聚合物的玻璃化转变。
答：根据自由体积理论，液体或固体物质的体积是由两部分组成的：一部分是被分子占据的体积，称为已占体积，另一部分是未被占据的以“孔穴”形式分散于整个物质之中的自由体积。
正是由于自由体积的存在，分子链才可能通过转动和位移而调整构象。
自由体积理论认为，当高聚物冷却时，起先自由体积逐渐减少，到某一温度时，自由体积将达到最低值，这时高聚物进入玻璃态。
在玻璃态下，由于链段运动被冻结，自由体积也被冻结，并保持一恒定值。
因此，对任何高聚物，玻璃化温度就是自由体积达到某一临界值时的温度，高聚物的玻璃态可视为等自由体积状态。
4．何谓玻璃化转变温度？简述一种测量聚合物玻璃化温度的方法。
答：聚合物玻璃态与高弹态之间的转变称为玻璃化转变，对应的转变温度为玻璃化转变温度。
玻璃化转变温度可以用膨胀计法测定，即直接测量高聚物的体积或比容随温度的变化。