高分子科学导论-习题(上册)

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高分子物理习题集--答案-

高分子物理习题集-谜底之巴公井开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, 要改变构型必需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天职歧.构象是围绕单键内旋转所引起的排列变动, 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, 不会呈现因构象改变而使间同PP（全同PP）酿玉成同PP（间同PP）；而改变构型必需经过化学键的断裂才华实现.5、试写出线型聚异戊二烯加聚产物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：主要包括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-加玉成同立构④1, 2-加成间同立构⑤3, 4-加玉成同立构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？试比力聚乙烯、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.7．下列那些聚合物没有旋光异构, 并解释原因.A ．聚乙烯B ．聚丙烯C ．1, 4-聚异戊二烯D ．3, 4-聚丁二烯E ．聚甲基丙烯酸甲酯F ．硫化橡胶答：A ）聚乙烯, , 每个C 原子上对称取代两个氢原子, 分子内无手性碳原子（或称分歧毛病称碳原子）.所以聚乙烯没有旋光异构体存在.B ）聚丙烯, 结构单位为-CH 2-CHCH 3-, 每个结构单位存在一个手性碳原子, 所以聚丙烯具有旋光异构.C ）1, 4-聚异戊二烯, 分子中存在孤立双键, 有顺反异构, 无旋光异构.D ）3, 4-聚丁二烯, 有旋光异构性.E ）聚甲基丙烯酸甲酯, 有旋光异构性.F ）硫化橡胶, 无手性碳原子, 无旋光异构.8．何谓年夜分子链的柔顺性？试比力下列高聚物年夜分子链的柔顺性, 并简要说明理由.答：高分子链能够改变其构象的性质称为柔顺性.这些年夜分子链的柔顺性排序（按柔顺性依次减小排列）：(2)>(1)>(3) > (4) > (5)理由：聚异戊二烯分子中含有孤立双键, 孤立双键相邻的单键的内旋转位垒较小, 分子柔顺性最好, 因为键角较年夜（120o）且双键上只有一个取代基或一个H.CH 2nCOOHH C CH 2nCH 2聚乙烯是结构规整的分子, 氢原子体积小, 分子柔顺性也较好聚氯乙烯含有极性侧基—Cl, 分子间相互作用力较年夜, 分子柔顺性变差聚对苯二甲酸乙二醇酯主链中含有苯环, 使分子链柔顺性更差聚丙烯腈含有强极性侧基, 分子间作用力非常年夜, 内旋转位垒高, 分子链柔顺性最差.9、写出下列各组高聚物的结构单位, 比力各组内几种高分子链的柔性年夜小, 并说明原因.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, 聚异丁烯5）聚氯乙烯, 聚偏氯乙烯6）聚乙烯, 聚乙烯咔唑, 聚乙烯基叔丁烷7）聚丙烯酸甲酯, 聚丙烯酸丙酯, 聚丙烯酸戊酯8）聚酰胺66, 聚对苯二甲酸对苯二胺9）聚对苯二甲酸乙二醇酯, 聚对苯二甲酸丁二醇酯答：1）结构单位分别为：柔顺性比力如下：柔性由年夜到小：聚乙烯>聚丙烯>聚苯乙烯原因：三种高聚物主链结构相同, 侧基取代基体积越年夜, 分子链柔性越小.2）结构单位分别为：柔顺性比力如下：柔性由年夜到小：顺式1, 4聚丁二烯>聚乙烯>聚乙炔原因：顺式1, 4聚丁二烯主链中含有孤立双键, 柔性较年夜, 而聚乙炔分子主链上则是共轭双键, 分子刚性很年夜.3）结构单位分别为：柔顺性比力如下：柔性由年夜到小：聚丙烯>聚氯乙烯>聚丙烯腈原因：主链结构相同, 侧基取代基极性-CN>-Cl>-CH3, 取代基极性越年夜, 分子间相互作用力越年夜, 分子链柔顺性越差, 刚性越年夜.4）结构单位分别为：柔顺性比力：柔性由年夜到小：聚异丁烯>聚丙烯原因：聚异丁烯两个甲基对称双取代, 使分子链柔性增加. 5）结构单位分别为：柔性：聚氯乙烯<聚偏氯乙烯原因同上.6）结构单位分别为：柔顺性：聚乙烯>聚乙烯基叔丁烷>聚乙烯咔唑原因：主链结构相同, 侧基取代基的体积年夜的分子链柔性差. 7）结构单位分别为：柔顺性：聚丙烯酸甲酯<聚丙烯酸丙酯<聚丙烯酸戊酯原因：侧链为脂肪族时, 侧链越长, 分子总的构象数就越多, 分子链越柔顺.8）结构单位分别为：柔顺性：聚酰胺66>聚对苯二甲酸对苯二胺原因：PPTA 主链中含有苯环, 分子链刚性年夜. 9）结构单位分别为：柔顺性：聚对苯二甲酸乙二醇酯<聚对苯二甲酸丁二醇酯原因：PBT 主链中含有4个亚甲基, 使其分子链柔性较年夜.14、一个高分子链的聚合度增年夜100倍, 其链的尺寸扩年夜了几多倍？答：链的尺寸用根均方末端距暗示（以自由连接链为例）：其中N 为键数, l 为键长, θ为键角的补角.当分子链的聚合的增年夜100倍, 也就意味着分子链中键数增年夜100倍.所以链的根均方末端距增年夜了10倍.o, 无扰尺寸A=483510nm -⨯, 刚性因子（空间位阻参数） 1.76σ=, 求其等效自由结合链的链段长度b.答：已知聚丙烯的无扰尺寸A, 且所以, 聚丙烯的分子量.设聚丙烯的键数为n, 则所以, 聚丙烯的等效自由结合链的链段长度b所以, 聚丙烯的等效自由结合链长度b=1.164nm. 16.聚乙烯是塑料, 全同立构的聚丙烯也是塑料, 为什么乙烯和少量丙烯的共聚物却是乙丙橡胶？谜底：聚乙烯分子链柔顺且规整性好, 因此容易结晶, 获得的是240A 83510h nm M -=⨯=2200242422(83510)h h n M A -=⨯==⨯221cos 1cos h Nl θθ+=-结晶态的PE, 虽然其玻璃化温度低于室温, 却可以作为塑料使用.全同立构聚丙烯分子柔顺性也较好, 而且分子链规整性好, 也是容易结晶的高聚物, 常温下作为塑料使用.而乙丙橡胶由于是无规共聚, 分子链上甲基的位置是完全无规的, 因此分子整体规整性被破坏, 难以形成结晶结构, 其Tg 低于室温, 常作为橡胶使用. 20．今有三种嵌段共聚物M-S-M, 实验中测定, 当聚苯乙烯嵌段（S ）的质量百分数为50%时, 在苯溶剂中S 段的均方根长度为10.2nm.当C-C 键角为, 假定内旋转不受位垒限制时, 求出共聚物中S 段和M 段（PMMA ）的聚合度.答：题中条件提示：键角一定, 内旋转不受位垒限制, 那么可以按自由旋转链来处置.所以, 有公式（N —键数, L —键长）θ=180°－109°28′=70°32′ cosθ=1/3(1+cosθ)/(1-cosθ)=2 有所以S 段的聚合度苯乙烯St 的化学式量为104；甲基丙烯酸甲酯 MMA 的化学式量为100若设M 段的聚合度为有M 段的聚合度26、某单烯类聚合物的聚合度为104, 试计算分子链完全伸展时的长度是其均方根末端距的几多倍？（假定该分子链为自由旋转链.）并由分子运动观点解释某些高分子资料在外力作用下可以发生很年夜形变的原因.答：单烯类聚合物, 主链为C 链, 聚合度为104时, 主链中键数所以222fr h NL ='n X '601n X ='11561042100n X ⨯=⨯1223Nl⎛⎫= ⎪⎝⎭12max12228.31NlL ⎛⎫ ⎪====即分子链完全伸展时的长度是其均方根末端距的8.31倍.第二章高分子溶液8．在室温下, 有无溶剂可以使下列各高聚物溶解？为什么？A．聚乙烯B．聚丙烯 C. 聚丙烯腈 D．聚酰胺（尼龙-6）E．聚苯乙烯 F．PMMAG．聚对苯二甲酸乙二酯 H．硫化橡胶 I．固化的环氧树脂答：A．聚乙烯, 结晶聚合物, 非极性, 在室温下无溶剂可溶B．聚丙烯, 同上C．聚丙烯腈：极性结晶高聚物, 室温下可溶于极性溶剂D．聚酰胺（尼龙-6）, 结晶聚合物, 极性, 在室温下有溶剂可溶E．聚苯乙烯, 非晶聚合物, 非极性, 分子堆砌松散, 在室温下有溶剂可溶F．PMMA, 极性非晶聚合物, 分子堆砌松散, 室温下可溶于极性溶剂G．聚对苯二甲酸乙二酯, 同CH．硫化橡胶, 分子间交联, 无溶剂可溶, 可溶胀I, 分子间交联, , 可溶胀11）作PVC）的增塑剂,为了增加相溶性, 尚需加入一种稀释剂分子量所以, 可加入的这种稀释剂的体积分数为0.061.12．由于乙烯醇单体不稳定, 聚乙烯醇由聚醋酸乙烯酯水解制得.纯的聚醋酸乙烯酯（0%水解）是不溶于水的, 然而随着水解度的增加（直至87%水解度）聚合物变得更易溶于水.可是, 进一步提高水解度却减少了室温下的水溶性.简要解释之.并对下列三种物质的耐水性进行排序：聚醋酸乙烯酯, PVA, 维尼纶.答：纯的聚醋酸乙烯酯是不溶于水的, 可以在酸或碱催化时发生醇（水）解.随着水解的进行, 分子链上的醋酸根逐渐转酿成羟基, 羟基的亲水性使聚合物变得更易溶于水.可是水解度增加到87%以后, 年夜量的羟基易形成份子间氢键, 使分子间作用力年夜于水与聚合物之间的相互作用力, 此时聚合物在室温下的水溶性下降. 耐水性：聚醋酸乙烯酯 >维尼纶 >PVA要进行PVA 缩甲醛反应：是将水解制备的PVA 溶解于热水中, 经过纺丝、拉伸形成部份结晶的纤维（晶区不溶于水, 可是无定型区亲水, 且能溶胀）, 在酸做催化剂, 使纤维与甲醛缩合反应.由于几率效应, 缩醛化其实不完全, 尚有孤立的羟基存在.第三章高聚物的分子量及其分子量分布4．今有分子量为1×104和54, 试计算： AB谜底：A ：在分子数相同的的情况下共混时B ：在重量相同的情况下共混时注：式中N 指分子数；指i 分子的摩尔数；w 指重量；5．在253的聚氯乙烯溶液渗透压数据为270Pa, 求此试样的分子量和第二维利系数A 2J/K ·mol ）, 并指出所得分子量是何种统计平均值.谜底：对高分子溶液, 膜渗透压、分子量及溶液浓度之间有如下关系：, 所以A 2=0 （摄氏温度换算成开尔文温度为：25+273.15=298.15K ）因此,.8．今有聚甲基丙烯酸甲酯的苯溶液, 初始浓度i n i i i i i i m n M ==⨯分子的质量分子的摩尔数分子的分子量21()RT A C C M ∏=+346.7510(/)M g mol =⨯C0=0.1190g/100ml, 在25℃测出溶剂的平均流出的时间t0=271.7秒, 溶液的流出时间测定如下：1C ′试求特性黏度[η], 然后用下面公式计算平均分子量谜底：将已知条件列表：1C ′t(平均)C （g/ml ）, 将上图两条直线推至C=0处, 得出截距根据公式：所以：因此, 粘均分子量11．从高分子溶液的光散射、渗透压和黏度的测定中, 分别可以获得哪些有关高分子结构的信息？'12C '12C '23C '13C '14C 0r t t η=1sp r ηη=-ln r Cηsp Cη50.77] 4.6810M η-=⨯50.77465 4.6810M -=⨯91.2210v M =⨯1χ、2S 、2h膜渗透压法测数均分子量方法可以获得下列参数：n M 、2A 、1χ、θ黏度法测黏均分子量方法可以获得下列参数：M η、[]η、[]M η、α、12．试举出三种热力学参数, 用它们对聚合物溶解性能进行判断, 在什么情况下溶剂是良溶剂、一般溶剂、Θ溶剂、非溶剂.谜底：良溶剂溶剂 Θ溶剂非溶剂 1χ<<1/2 <1/2 =1/2 >1/2 2A>>0 >0 =0 <0 θT>>θ T>θ T=θT<θα(扩张因子)>>1>1=1 <1注：扩张因子是没讲的内容！第四章非晶态高聚物4．按要求绘制示意图（1）两个分歧分子量的线型非晶高聚物的形变—温度曲线和模量—温度曲线（试样M A ＞M B ）（2）体型酚醛树脂和低硫化度丁二烯橡胶的模量—温度曲线（3）增塑和未增塑高聚物的模量—温度曲线谜底：（1）（2）（3）9．写出下列高聚物的结构单位,并比力其玻璃化温度的年夜小；A ．聚氯乙烯聚异丁烯聚偏二氯乙烯聚碳酸酯B ．聚丙烯酸聚丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯聚丙烯酸乙酯谜底： A 、所以A 组高聚物的玻璃化温度年夜小比力如下：PC>PVC > PVDF > PIB B 、所以B 组高聚物的玻璃化温度年夜小比力如下：聚丙烯酸>聚甲基丙烯酸甲酯>聚丙烯酸甲酯>聚丙烯酸乙酯10．天然橡胶的松弛活化能近似为 1.05KJ/mol （结构单位）, 试估计一块天然橡胶由27℃升温到127℃时, 其松弛时间缩短了几倍？谜底：或者：所以, 其松弛时间缩短了0.1倍. 11．已知增塑聚氯乙烯的玻璃化温度为338K, 黏流温度f T 为418K, 流动活化能△E η=8.31KJ/mol, 433K 时的黏度为5Pa ·S, 求此增塑聚氯乙烯在338K 和473K 时的黏度各为几多？谜底：根据WLF 方程所以此聚氯乙烯在338K （Tg ）时的黏度为：因为473K 高于338＋100K （Tg ＋100）所以要求473K 温度下聚氯乙烯的黏度, 要使用阿累尼乌斯公式所以此聚氯乙烯在473K 时的黏度为：第五章晶态高聚物1．试绘出高聚物熔体冷却至很高温度时的比容－温度曲线, 标出结晶和非晶过程的特征温度熔点m T 及玻璃化温度g T , 说明高聚物的结晶过程和玻璃化转变过程有何实质的区别.谜底：高聚物的结晶过程的实质是热力学相变过程, 而高聚物的玻璃化转变过程的实质上是体积松弛过程, 因此两者有实质上的分歧.（注意：题中要求画出高聚物熔体冷却到很高温度时的比容温度曲线, 意思是要经历结晶过程和玻璃化转变过程, 而且玻璃化转变过程完成完全.）()1210g T Pa s η=exp E A RT ηη∆⎛⎫= ⎪⎝⎭()()()()()03003004001.110.1400300E RTe τττττττ∆=-∴==()()()()04000.94000.9300300E RT e ττττττ∆=∴==12．比力下列高聚物熔点之高低：A．聚乙烯、聚氧化乙烯、聚氧化甲烯B．聚己二酸乙二酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯C．尼龙－1010、尼龙－610D．尼龙－6、尼龙－7谜底：熔点从高到低排序为A组：聚氧化甲烯（聚甲醛）>聚乙烯>聚氧化乙烯B组：聚对苯二甲酸乙二酯>聚对苯二甲酸丁二酯>聚己二酸乙二酯C组：尼龙－610>尼龙－1010D组：尼龙－7>尼龙－614．在注射成型聚碳酸酯时, 若模具温度较低, 则制品很快冷却到100℃以下, 试分析所得制品能否结晶, 为什么？谜底：所得制品通常为非晶态, 因为从分子结构上考虑, 聚碳酸酯分子结构对称规整, 具有结晶能力, 可是由于分子中含有较年夜的苯环结构及较年夜的侧基, 分子运动能力较差, 结晶条件非常苛刻, 所以制品快速冷却的情况下, 常获得非晶态结构（不能光从冷却到100℃低于其玻璃化温度, 而晦气于结晶, 同时也要考虑分子运动能力对结晶条件的要求, 因为对一些容易结晶的高聚物, 如PE等, 即使是快速冷却, 也经常获得结晶结构）. 16．试从结构上说明片晶是如何堆砌成球晶的？球晶有何实验特征？判断结晶对高聚物下列性能的影响：相对密度, 拉伸强度、伸长率、冲击强度、硬度、弹性、耐热性、耐化学介质性.答：高物书P185, 表6-14.22．（1）指出下列高聚物中哪些具有结晶能力：聚甲醛；乙烯-丙烯交替共聚物；聚碳酸酯；间同立构聚苯乙烯；ABS；聚对苯二甲酸乙二醇酯；尼龙6；已固化环氧树脂；聚乙烯；聚醚醚酮.（2）是否容易结晶和结晶度高的聚合物其熔点就一定是高的？以下几种高聚物哪种容易结晶？哪种熔点高？（1）具有结晶能力的聚合物有：聚甲醛、乙烯-丙烯交替共聚物（单从结构上来说, 这种物质可以结晶, 可是通常很难通过链增长反应制备乙烯-丙烯交替共聚物）、间同立构聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、尼龙6、聚乙烯.（2）谜底：容易结晶的聚合物其熔点其实纷歧定高.一般来说, 链的刚性增加, 排列进入晶格的能力下降, 结晶能力下降, 可是链刚性增加, 熔融熵减小, 聚合物的熔点增年夜.所以容易结晶的聚合物熔点其实纷歧定高.例如, 下列几种高聚物中, 聚乙烯很容易结晶、聚碳酸酯则不容易结晶, 而聚乙烯熔点则远低于聚碳酸酯的熔点.这些高聚物中, 熔点的比力（由高到低排序）聚碳酸酯>尼龙66>聚丙烯>聚乙烯.23. (Tg =100℃180℃)和等规立构聚丙烯（Tg＝-10℃176℃）分别注射成型为如下图所示的长条试样（成型中, 模具温度均为20℃）, 试分析两种试样密度、取向度和熔点沿厚度方向的变动.回答：注射成型聚合物时, 聚合物熔体在模腔中的冷却是不均匀的.因此会造成相应的取向、结晶及收缩的不均匀性.（1）无规立构聚苯乙烯, 任何成型条件下都不能结晶.因此注塑过程中, 熔体进入模腔发生剪切流动, 由于摸壁的摩擦阻力, 速度分布是中间的芯层处较年夜, 靠近模壁处的皮层速度小, 而剪切速率分布则是中间小, 两边年夜.高分子在模腔壁上受到的剪切力年夜, 沿作用方向取向显著, 同时模腔壁上温度低（熔体迅速冷却至20℃, 远低于PS的玻璃化转变温度）, 即该处聚合物分子被迅速冷却固化, 所以密度较低, 取向被保管下来；相对而言, 制品芯层受力较小, 同时温度较高, 冷却缓慢, 分子能够通过布朗运动进行规整排列, 密度较高, 而取向不明显.因此从芯层到皮层会呈现：密度由高到低, 取向水平由低到高（从芯层到皮层取向度先增加再减小, 即取向度最高的点呈现在皮层和芯层的中间某个位置, 也是对的）（因是非晶高聚物, 也就无熔点, 就无熔点的变动）.（2）等规立构聚丙烯, 结晶高聚物, 注塑成型时, 因此注塑过程中, 熔体进入模腔后, 模壁处的熔体迅速冷却, 分子来不及规整的排列进入晶格, 结晶完善水平低, 密度低, 而芯层熔体冷却速率慢, 分子有充沛的时间和温度条件排列进入晶格, 晶体完善水平年夜, 密度高.所以试样从芯层到皮层会呈现：密度由年夜到小, 熔点由年夜到小（球晶尺寸由年夜到小）分布.第六章高聚物的力学性能7, 在298K 时, 其应力10小时, 试计算在253K 到达同一数值所需的时间.（已知聚异丁烯的玻璃化温度为203K ）谜底：根据题中条件, 可以使用WLF 方程计算Tg=203K, 分别将T=298K 和T=253K 带入WLF 方程, 得出上述两式相减得：所以：聚异丁橡胶在253K 到达同样的力学松弛需要的时间为：5324h.℃/分的升温速度测得PS 的Tg=100 ℃, 试问在升温速度改为10 ℃/分时, PS 的Tg=? 谜底：已知25o C 时聚异戊二烯的应力松弛模量-时间曲线, 求丈量时间为1小时, -80o C 时的应力松弛模量. 谜底：这个题要转换思考角度, 即在25oC 时, 测按时间为几多时,测得的模量与-80o C 、丈量时间为1小时所获得的模量值相同！已知聚异戊二烯的Tg=-73o C, 应用WLF 方程和题意假定25o C 时, 测按时间为t （25o C ）, 继续应用WLF 方程在25o C 时, 测按时间为1.35×10时, 测得的模量与-80o C 、丈量时间为1小时所获得的模量值相同.因此, 丈量时间为1小时,-80o C 时的应力松弛模量可从上图查得约为1010N/m 2.9、试总结你所学习的高聚物哪些性质与链段运动有关？谜底：与链段运动有关的聚合物性质：溶胀、橡胶弹性、蠕变、应力松弛、熔体弹性、内耗、玻璃化转变温度.16、为什么高聚物的强度与测试的作用力速度和测试温度有关？谜底：聚合物是一种粘弹性资料, 它的破坏过程也就是一种松弛过程, 因另外力作用速度与温度对聚合物的强度有显著的影响.如果一种聚合物资料在拉伸实验中链段运动的松弛时间与拉伸速度相适应（即链段运动跟的上外力的作用）, 则资料在断裂前可以发生屈服, 呈现强迫高弹性.当拉伸速度提高时, 链段运动跟不上外力的作用, 为使资料屈服, 需要更年夜的外力, 即资料的屈服()()17.44()lg 51.6()g g g T T t T T T t T --=+-()()298lg 11.3015203t t =-()()253lg 8.5827203t t =-000017.44()lg 51.6()0.10.0110:106.510/106.5g T g T g T T a T T a T C C T C υυ--=+-=====代入上式解得即升温速度为分的强度提高了；进一步提高拉伸速度, 资料终会在更高的应力下发生脆性断裂.从时-温等效原理上, 提高拉伸速度即是降高温度, 所以高聚物的强度与测试温度也有类似的关系.18、试比力HDPE和LDPE的抗张强度和冲击强度的年夜小.抗张强度：HDPE>LDPE冲击强度：HDPE<LDPE20．有三种资料的应力-应变曲线如右图所示.哪种资料的弹性模量最高？哪种资料的伸长率最年夜？哪种资料的韧性最高？哪种资料的在断裂前没有明显的塑性变形？判断顺丁橡胶、尼龙6、酚醛塑料分别对应哪种资料的曲线？谜底：资料Ⅰ弹性模量最高资料Ⅲ伸长率最年夜资料Ⅱ韧性最高资料Ⅰ在断裂前没有明显的塑性变形顺丁橡胶对应资料Ⅲ；尼龙6对应资料Ⅱ；酚醛塑料对应资料Ⅰ.第七章高聚物的电学性质和其他性质3．比力介电系数ε的年夜小谜底：介电系数从小到年夜：聚乙烯<聚氯乙烯<聚己二酰己二胺4．比力介电损耗tgδ的年夜小谜底：介电损耗从小到年夜：聚丙烯<聚甲醛<聚甲基丙烯酸甲酯5．在高聚物中加入增塑剂对高聚物的力学损耗及介电损耗有何影响, 为什么？谜底：高聚物中加入增塑剂后, 高聚物的力学损耗峰（或介电损耗峰）向高温方向移动.增塑剂的加入, 是高聚物分子间相互作用力减小, 分子间距离增年夜, 因此分子运动变得容易, 在较低的温度下暗示出明显的力学损耗（介电损耗）.（或者说力学损耗峰对应高聚物的玻璃化转变温度, 当增塑剂加入, 分子运动变得容易, 使Tg下降, 力学损耗峰向高温方向移动.）7．本体聚合和乳液聚合所得的聚苯乙烯, 哪种产物的介电性能好？为什么？谜底：本体聚合获得的聚苯乙烯, 产物纯洁, 杂质少, 产物的介电性能好.12. 塑料加工中有一项技术叫做“高频模塑技术”, 其方法是将极性塑料置于模具中并受高频电场的作用, 几秒钟内原料就熔。

高分子科学导论-习题(一、二)-2016

第1-2章
(1)在酯化反应中季戊四醇、双羟甲基丙酸、领苯二甲酸酐中分别有几个功能团？
(2)交联聚合物具有什么样的特性？
(3)聚苯乙烯和聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)的单体分别是什么？分子量为100,000的聚苯
乙烯和聚对苯二甲酸丁二醇酯的聚合度D p分别为多少？
(4)下列哪种聚合物是热固性的：聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、酚醛树脂、纤维素？
(5)分别用BPO和齐格勒纳塔催化剂（四氯化钛-三乙基铝）引发乙烯聚合，得到的聚乙烯
其可能的端基分别是什么？
(6)聚丙烯的结构式如下所示，请按标准命名法加以命名。

( CH2-CH )n
3
(7)谈谈自己对高分子的认识
(8)端基分别为酰氯（-COCl）和羟基（-OH）的单体可以发生缩聚反应生成聚酯，这个反
应放出的小分子副产物是什么？为了促进反应方向正向进行，可以采取什么方法？
(9)从反应机理上来分析，通过二醇与二异氰酸酯之间的加成反应制备聚氨酯属于什么聚合
反应？
(10)连锁聚合具有什么特点？包括哪些基元反应？
(11)从醋酸乙烯酯制备聚乙烯醇，产物的分子量和聚合度与原料相比有什么样的变化趋势？
(12)简要叙述高分子合成与分子设计的原则。

(13)A和B是两种内酯单体，如果采用羟基化合物为引发剂开环聚合可以制备端基为羟基的
聚合产物。

现需要制备一端为A链段，一端为B链段的共聚物，也称为AB型两嵌段共聚物，请设计两条不同的合成路线来制备这种共聚物。

(14)简要分析老化与降解之间的关系。

(15)研究高分子的降解与回收具有什么样的意义？。

高分子科学导论第二章

24
第二章自由基聚合
歧化终止：链自由基夺取另一个自由基上的氢原子或其他原子而相互终止的反应。此时生成的高分子只有一端为引发剂碎片，另一端为饱和或不饱和结构，两者各半，聚合度与链自由基中的单元数相同。
CH2 CH + X CH X CH2 CH2 CH2 + CH X X CH2
25
第二章自由基聚合
链引发
I R* + M
R* RM* RM2* RM3*
链增长
RM* + M RM2* + M
RMn-1* + M
链终止
RMn* 死聚合物
RMn*
聚合过程中有时还会发生链转移反应，但不是必须经过的基元反应。
2
第二章自由基聚合
引发剂分解成活性中心时，共价键有两种裂解形式：均裂和异裂。均裂的结果产生两个自由基；异裂的结果形成阴离子和阳离子。
C O C O
5
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第二章自由基聚合
烯类单体的碳—碳双键既可均裂，也可异裂，因此可进行自由基聚合或阴、阳离子聚合，取决于取代基的诱导效应和共轭效应。乙烯分子中无取代基，结构对称，因此无诱导效应和共轭效应。只能在高温高压下进行自由基聚合，得到低密度聚乙烯。在配位聚合引发体系引发下也可进行常温低压配位聚合，得到高密度聚乙烯。
卤素原子既有诱导效应（吸电子），又有共轭效应（推电子），但两者均较弱，因此既不能进行阴离子聚合，也不能进行阳离子聚合，只能进行自由基聚合。如氯乙烯、氟乙烯、四氟乙烯均只能按自由基聚合机理进行。除了少数含有很强吸电子基团的单体（如偏二腈乙烯、硝基乙烯）只能进行阴离子聚合外，大部分含吸电子基团的单体均可进行自由基聚合。含有共轭双键的烯类单体，如苯乙烯、α-苯乙烯、丁二烯、异戊二烯等，因电子云流动性大，容易诱导极化，因此既可进行自由基聚合，也可进行阴、阳离子聚合。

《高分子科学导论》习题

《金属学原理》习题第一章金属的晶体结构1.解释下列基本概念单晶体，多晶体，晶体结构，空间点阵，阵点，晶胞，晶向指数，晶面指数，晶向族，晶面族，晶带，晶带定理，晶面间距，面心立方，体心立方，密排立方，多晶型性，配位数，致密度，点缺陷，线缺陷，面缺陷，空位，间隙原子，肖脱基缺陷，弗兰克尔缺陷柏氏矢量，晶界，固溶体，相，组织，中间相2.标出具有下列密勒指数的晶面和晶向：a)立方晶系(421)，(-123)，(130)，[2-1-1]，[311]；b)六方晶系(2-1-11)，(1-101)，(3-2-12)，[2-1-11]，[1-213]。

3.写出FCC、BCC、HCP、（c/a=1.633）晶体的密排面、密排面间距、密排方向、密排方向最小单位长度。

4.晶界的主要特点。

5. 影响固溶体溶解度的主要因素。

第二章金属的结晶1.解释下列基本概念凝固，结晶，过冷度，结构起伏，能量起伏，均匀形核，非均匀形核，临界形核半径，临界形核功，形核率，长大速率，接触角，活性质点，变质处理，光滑界面，粗糙界面，温度梯度2．什么是晶胚？金属结晶时晶胚转变成晶核需满足哪些条件？。

3. 控制晶粒大小或细化晶粒的主要途径有哪些？4. 分析金属铸锭组织的基本构成与特点？第三章合金相结构与二元合金相图1.何为成分过冷？它对合金结晶的长大方式有哪些影响？2．简述共晶系合金的不平衡冷却组织及其形成条件。

第四章铁碳合金相图1.绘制完整的Fe-Fe3C相图，并用组成相填写各相区。

2.分析共析钢的结晶过程，并计算其室温下相组成物的相对含量。

3. 画出纯铁、40钢、T12钢的室温平衡组织，并标注其中的组织。

第五章金属的固态扩散1.解释下列基本概念自扩散，互扩散，间隙扩散，空位扩散，下坡扩散，上坡扩散，稳态扩散，非稳态扩散，扩散系数，柯肯达尔效应，体扩散，表面扩散，晶界扩散2．扩散的机制主要有哪几种？3. 影响原子扩散的因素有哪些？第六章金属与合金的固态相变1. 解释下列基本概念固态相变，一级相变，二级相变，扩散型相变、半扩散型相变，非扩散型相变，共格界面，半共格界面，非共格界面，错配度，惯习面，调幅分解，脱溶转变，连续脱溶，不连续脱溶，马氏体型相变2．固态相变的阻力以及对相变过程的影响。

《高分子科学概论》习题及参考答案

《高分子科学概论》习题及参考答案《高分子科学概论》习题及参考答案聚合物结构与性能的基本理论1、高分子链有哪三种不同的几何形态？分别各举一例线型（HDPE）、支链型（LDPE）和交联型（硫化橡胶、固化的环氧树脂）。

2、比较高分子与小分子在相对分子质量及其分布上的差异小分子的相对分子质量一般在1000以下，高分子的相对分子质量一般在104~106；小分子有确定的相对分子质量，高分子的相对分子质量具有多分散性，是由一系列相对分子质量不等的同系物组成的混合物，通常用平均相对分子质量和分散系数来表示。

3、什么是聚集态结构？按有序性不同，高分子的聚集态结构主要分为哪三种？典型的结晶性（或非结晶性）聚合物有哪些（至少6例）？什么是高分子合金？高分子链与链之间的排列或堆砌结构。

按有序性不同，高分子的聚集态结构主要分为晶态、非晶态和取向态。

典型的结晶性聚合物有：聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚甲醛、尼龙6、尼龙66、聚四氟乙烯等。

由两种或两种以上聚合物混合在一起得到的多组分聚合物体系，称共混聚合物，又称“高分子合金”。

4、聚合物的主要性能包括哪些方面的性能？（至少六种）表征聚合物力学性能和电学的指标主要有哪些？力学性能、电性能、热性能、耐化学介质性、耐老化性、加工性能、溶液性质、燃烧性质等。

表征力学性能的指标主要有：拉伸强度、断裂伸长率、弹性模量、硬度、冲击强度等。

表征电学性能的指标主要有：介电常数、介电损耗、介电强度、表面电阻、体积电阻率。

5、什么是玻璃化（转变）温度？什么是熔融指数？玻璃化温度：是非晶态聚合物的玻璃态与高弹态之间的热转变温度，是链段运动状态由冻结到解冻的转变温度。

室温下用作塑料的聚合物，其玻璃化温度高于室温；玻璃化温度是塑料使用的上限温度。

室温下用作橡胶的聚合物，其玻璃化温度低于室温，玻璃化温度是其使用的下限温度。

熔融指数：在一定温度下，熔融状态的聚合物在一定负荷下，十分钟内从规定直径和长度的标准毛细管中流出的重量（克数），单位g/10min。

材料化学导论习题库高分子材料导论叙述高分子科学在

材料化学导论习题库第一篇高分子材料导论第一章1.叙述高分子科学在科学技术发展中的地位。

2.说出获得诺贝尔奖的高分子科学家的名字和他们的主要贡献。

3.说出十种你日常生活中遇到的高分子的名称。

4.查阅最新的全世界合成材料的年产量，并与图1-2相比较，看又增长了多少？(提示：从当年的“塑料工业”、“橡胶工业”和“合成纤维工业”的有关文章中可查到前一年的数据)5.调查学习高分子的学生毕业后就业的百分比是多少？6.下列产品中哪些属于聚合物？(1) 水；（2）羊毛；(3) 肉；(4) 棉花；(5) 橡胶轮胎；(6)涂料7.写出下列高分子的重复单元的结构式：(1) PE；(2) PS；(3) PVC；(4) POM；(5) 尼龙；(6) 涤纶8．用简洁的语言说明下列术语：（1）高分子；(2) 链节；（3）聚合度；(4) 多分散性；(5) 网状结构；(6) 共聚物9．说出具有下列重复单元的一种聚合物的名称。

A．亚乙基—CH2—CH2—B．苯酚和甲酚缩合后的单元C．氨基酸缩和后的单元10．H（CH2CH2）3000H的分子量是多少？11．平均分子量为100万的超高分子量PE的平均聚合度是多少？12．已知一个PS试样的组成如下表所列，计算它的数均分子量、重均分子量和d。

组分重量分数平均分子量组分重量分数平均分子量1 0.10 20.19 30.24 4 0.18 1.2万2.1万3.5万4.9万56780.110.080.060.047.5万10.2万12.2万14.6万13．按值递增的次序排列数均分子量、重均分子量、Z均分子量和粘均分子量。

14．下列哪一种聚合物是单分散的？（1）天然橡胶；(2) 玉米淀粉；(3) 棉纤维素；(4) 牛奶酪蛋白；(5) 高密度聚乙烯；(6) 聚氯乙烯；(7) β—角蛋白；(8) 尼龙-66；(9) 脱氧核糖核酸；(10) 石腊15．高分子结构有哪些层次？各层次研究的内容是什么？16．什么是高分子的构型？什么是高分子的构象？请举例说明。

高分子物理习题库1

D、PS和PB均为连续相；D、PS和PB均为分散相
17、下列说法，表述错误的是（）。
A、HIPS树脂具有“海岛结构”。B、SBS具有两相结构，PS相起化学交联作用。
C、HIPS基体是塑料，分散相是橡胶。D、SBS具有两相结构，橡胶相为连续相。
三、填空题
1、测定结晶聚合物的结晶度较为常用的测定方法有密度法、和等。
C、球晶尺寸大，材料的冲击强度要高一些。
D、结晶聚合物通常呈乳白色，不透明，如聚乙烯、尼龙。
10、下列四种实验方法中，除了（），其余方法能测定聚合物的结晶度。
A、密度法，B、广角X射线衍射法，C、DSC法，D、偏光显微镜法
11、下列模型中，（）是描述聚合物非晶态结构的局部有序模型。
A、40年代Bryant提出缨状胶束模型
B、50年代英籍犹太人Keller提出的折叠链结构模型
C、50年代Flory提出无规线团模型
D、70年代美籍华人Yeh提出两相球粒模型
12、（）是聚合物最常见的结晶形态。
A、折叠链片晶，B、球晶，C、纤维状晶，D、伸直链晶体
13、（）是手性分子的典型液晶晶型。
A、向列型，B、近晶A型，C、近晶C型，D、胆甾型
A、向列型，B、近晶A型，C、近晶C型，D、胆甾型
8、聚合物可以取向的结构单元（）。
A、只有分子链B、只有链段C、只有分子链和链段D、有分子链、链段、微晶
9、结晶度对聚合物性能的影响，错误的描述为（）。
A、随结晶度的提高，拉伸强度增加，而伸长率及冲击强度趋于降低；
B、随结晶度的提高，相对密度、熔点、硬度等物理性能也有提高。
四、回答下列问题
1、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？说明理由。

高分子科学导论参考详细标准答案

⾼分⼦科学导论参考详细标准答案第⼀章绪论1.在酯化反应中丙三醇、乳酸、均苯四甲酸⼆酐中分别有⼏个功能团？-CH-CH2OHCH(CH3)COOHOH OH3个、2个、4个2.交联聚合物具有什么样地特性？答：线型或⽀链型⾼分⼦链间以共价键连接成⽹状或体形⾼分⼦地过程称为交联.线型聚合物经适度交联后，其⼒学强度、弹性、尺⼨稳定性、耐溶剂性等均有改善.交联聚合物通常没有熔点也不能溶于溶剂，即具有不熔不溶地特点.3.分⼦量为10000地线形聚⼄烯（CH2-CH2）、聚丙烯（CH2-CHCH3）、聚氯⼄烯（CH2-CHCl）、聚苯⼄烯（CH2-CHC6H5）地聚合度D p分别为多少？聚⼄烯：357，聚丙烯：238，聚氯⼄烯：160，聚苯⼄烯：964.下列那些聚合物是热塑性地：硫化橡胶，尼龙、酚醛树脂，聚氯⼄烯，聚苯⼄烯？答：尼龙，聚氯⼄烯，聚苯⼄烯.5.PBS是丁⼆醇与丁⼆酸地缩聚产物，其可能地端基结构是什么？羟基和羧基，即：HO-(….)-OH, HOOC-(….)-COOH, HO-(….)-COOH6.PVA（聚⼄烯醇）地结构式如下所⽰，请按标准命名法加以命名.( CH2-CH )nOH答：聚（1-羟基⼄烯）7.谈谈⾃⼰对⾼分⼦地认识主观题（略）第⼆章⾼分⼦合成与化学反应端基分别为酰氯（-COCl）和羟基（-OH）地单体可以发⽣缩聚反应⽣成聚酯，这个反应放出地⼩分⼦副产物是什么？答：氯化氢2.连锁聚合中包含哪些基元反应？答：包括链引发，链增长，链终⽌等基元反应，此外还有链转移基元反应.连锁聚合需要活性中⼼，活性中⼼可以是⾃由基“free radical”、阳离⼦“cation”或阴离⼦“anion”，因此⼜可分为⾃由基聚合、阳离⼦聚合和阴离⼦聚合.以⾃由基聚合为例：链引发（chain initiation）：I → R*链增长（chain propagation）：R* + M → RM*RM* + M → RM2*RM2* + M → RM3*-------------------------RM(n-1)* + M → RM n*链终⽌（chain termination）：RM n* →死聚合物3.偶合终⽌与歧化终⽌地聚合产物在分⼦量上有什么区别？答：偶合终⽌：⼤分⼦地聚合度为链⾃由基重复单元数地两倍.歧化终⽌：⼤分⼦地聚合度与链⾃由基地单元数相同.4.从纤维素制备醋酸纤维素，产物地分⼦量和聚合度与原料相⽐有什么样地变化趋势？答：Cellulose (纤维素)→Cellulose acetate (醋酸纤维素)：分⼦量增⼤，聚合度基本不变.A和B是两种内酯单体，如果采⽤羟基化合物为引发剂开环聚合可以制备端基为羟基地聚合产物.现需要制备两端为A链段，中间为B链段地嵌段共聚物，也称为ABA型三嵌段共聚物，请设计⼀条合成路线来制备这种共聚物.答：合成路线有多种，例如：以双羟基化合物为引发剂引发B单体聚合得到双端羟基地B预聚物，再以B预聚物为⼤分⼦引发剂引发A单体聚合得到ABA型三嵌段共聚物；先以单羟基化合为引发剂引发A单体聚合，再以A预聚物引发B单体聚合得到A888888888B⼆嵌段预聚物，最后以AB⼆嵌段预聚物引发A单体聚合得到三嵌段共聚物；c)分别合成含有不同端基官能团地A、B预聚物，再通过活性官能团地偶联反应制备得到共聚物.6.简要分析⽼化与降解之间地关系.答：聚合度变⼩地化学反应总称为降解反应，包括解聚和⽆规断链.⽼化是指聚合物在使⽤过程中受到各种物理化学因素地影响⽽造成物理性能地下降.⽼化过程中地主要反应是降解，但有时⼀些分⼦量增加地反应也会造成材料性能地不利变化，例如⼀些氧化和交联反应等，因此这些反应也归属于⽼化反应.7.研究⾼分⼦地降解与回收具有什么样地意义？主观题，答题要点如下：⼀般来说，聚合物地降解都将使得其性能下降，所以在⼤多数地场合下，特别是加⼯和使⽤过程中都需要研究聚合物地降解机理从⽽抑制聚合物性能地下降.P-⾼分⼦材料使⽤量巨⼤，已经成为⼈类社会最重要地材料.但是，⾼分⼦材料地化学稳定性使其消费产物对环境造成了巨⼤地压⼒.与此同时，⾼分⼦材料巨⼤地使⽤量还消耗了⼤量不可再⽣地化⽯能源，在⼀定程度上对全球经济发展造成了重要影响.传统⾼分⼦地回收处理⽅法包括填埋、焚烧和物理回收再⽣等⽅法，这些常规⽅法通常具有⾮常⼤地缺陷，仍然存在严重地环境问题，因此迫切需要研究开发⾼分⼦可循环利⽤地绿⾊⽅法，从⽽满⾜环境保护和可持续发展地需要.降解和解聚反应是⾼分⼦分⼦量降低地反应，通过降解与解聚反应可以将难回收地⾼分⼦材料转化为低分⼦量地化合物，从⽽加以回收利⽤.因此，研究⾼分⼦地降解与回收问题，开发新型⾼分⼦降解与回收技术对于节约能源和环境保护就显得⾮常必要与重要.8.简要叙述⾼分⼦合成与分⼦设计地原则.⾼分⼦地合成和分⼦设计应从两个⽅⾯来讨论：⾼分⼦地性能要求：包括产品地使⽤要求、环境要求、回收要求等（如在何种领域使⽤、需要满⾜何种性能需求、使⽤地环境条件如何、使⽤期限如何、使⽤后如何处理），结合⾼分⼦结构与性能地关系，设计合成聚合物地分⼦结构和聚集态结构；b)合成⽅法地可⾏性：包括原料、合成⽅法、产品地后处理⽅法等要符合经济、⾼效、环保等要求；⾼分⼦分⼦设计主要包括⽀化、交联、共聚（⽆规共聚、交替共聚、嵌段共聚、接枝共聚）等，这些⽅法使聚合物地化学结构或分⼦链空间结构发⽣了改变，不仅改变了聚合物地化学性能，还直接对宏观地物理性能，如玻璃化温度、熔点、结晶性能、光学性能、电磁性能等等产⽣重要地影响.第三章⾼分⼦结构与性能1.聚⼄烯地齐聚物（聚合度低于10）是什么状态地物质？答：饱和直链烷烃，根据C原⼦数⽬地不同可以为⽓态和液态.⾼分⼦地构造（constitution）、构型（configuration）、构象（conformation）分别具有什么含义？答：构造“constitution”即是指聚合物分⼦链中原⼦地种类和排列，取代基和端基种类，单体单元排列顺序，⽀链类型和长度等本⾝地化学结构信息.构型“configuration”是指分⼦链中由化学键所固定地原⼦在空间地⼏何排列.这种排列是化学稳定地，要改变分⼦地构型必须经过化学键地断裂和重建.构象“conformation”是指分⼦链中由单键内旋转所形成地原⼦（或基团）在空间地⼏何排列图像.3.⾼分⼦地结晶具有什么特点，与⼩分⼦相⽐有何异同？答：聚合物地聚集态结构是指⾼分⼦链之间地排列和堆砌结构，也称为超分⼦结构，是决定聚合物本体性质地主要因素.其中，结晶态与⾮晶态是聚合物最常见也是重要地聚集态结构.eUts8ZQVRd⾼分⼦与⼩分⼦结晶都是分⼦地有序排列过程，同样需要经历晶核地形成（nucleation）和晶体⽣长（growth）地过程.两者地不同之处在于：⾼分⼦常见地结晶形态为圆球状晶体，称为“球晶”（spherulite）.⼀⽅⾯，由于⾼分⼦地分⼦量⼤，分⼦链长，分⼦链间地相互作⽤⼤，导致⾼分⼦链地运动⽐⼩分⼦困难，尤其是对刚性分⼦链或带庞⼤侧基地、空间位阻⼤地分⼦链，所以，⾼分⼦地结晶速度⼀般⽐⼩分⼦慢；另⼀⽅⾯，由于⾼分⼦分⼦链结构和分⼦量地不均⼀性，以及在结晶过程中由于⾼分⼦链地运动松驰时间长，分⼦链地迁移速度慢，使得⾼分⼦很难形成结构完整地晶体，也很难得到完全结晶地⾼分⼦材料，⾼分⼦材料⼀般以结晶部分与⽆定形部分共存地状态存在.sQsAEJkW5T研究⾼分⼦结晶性能地常⽤⽅法包括：偏光显微镜（Polarizing microscope, POM）、X 射线衍射（X-Ray diffraction, XRD）、差⽰量热扫描（Differential Scanning Calorimeter, DSC）等.GMsIasNXkA以下⾼分⼦哪些具有顺序异构体，哪些具有⽴构异构体？聚⼄烯（CH2-CH2）、聚丙烯（CH2-CHCH3）、聚苯⼄烯（CH2-CHPh）、聚氯⼄烯（CH2-CHCl）、聚偏氯⼄烯（CH2-CCl2）、聚四氟⼄烯（CF2-CF2）.答：顺序异构：聚丙烯、聚苯⼄烯、聚氯⼄烯、聚偏氯⼄烯⽴体异构：聚丙烯、聚苯⼄烯、聚氯⼄烯5.⾼分⼦地⼒学三态是什么？在不同状态下地⾼分⼦具有什么样地特性.答：玻璃态（glass state）、⾼弹态（rubbery state或high elastic state）、粘流态（viscous state）玻璃态下聚合物链段运动被冻结，只有局部运动，因此聚合物在外⼒作⽤下地形变⼩，具有虎克弹性⾏为：形变在瞬间完成，当外⼒除去后，形变⼜⽴即恢复，表现为质硬⽽脆，与⽆机玻璃相似；⾼弹态下链段运动得以充分发展，形变发⽣突变，这时即使在较⼩地外⼒作⽤下，也能迅速产⽣很⼤地形变，并且当外⼒除去后，形变⼜可逐渐恢复；粘流态下聚合物链段运动剧烈，导致整个分⼦链质量中⼼发⽣相对位移，聚合物完全变为粘性流体，其形变不可逆.6.⾼分⼦地溶解过程有什么样地特点？影响⾼分⼦溶解性能地主要因素有哪些？答：聚合物地溶解是⼀个缓慢过程，包括两个阶段.⾸先是溶胀“swelling”，由于聚合物链与溶剂分⼦⼤⼩相差悬殊，溶剂分⼦向聚合物渗透快，⽽聚合物分⼦向溶剂扩散慢，结果溶剂分⼦向聚合物分⼦链间地空隙渗⼊，使之体积胀⼤，但整个分⼦链还不能做扩散运动，因⽽⽆法完全溶解；当溶胀过程达到⼀定程度后，随着溶剂分⼦地不断渗⼊，聚合物分⼦链间地空隙增⼤，加之渗⼊地溶剂分⼦还能使⾼分⼦链溶剂化，从⽽削弱了⾼分⼦链间地相互作⽤，使链段运动性不断增加，直⾄脱离其他链段地相互作⽤，转⼊溶解“dissolution”.7.简要叙述粘流温度T f、熔点T m、热分解温度T d之间地⼤⼩关系对聚合物熔融加⼯地影响.答：由于晶区限制了形变，因此在晶区熔融之前，聚合物整体表现不出⾼弹态.能否观察到⾼弹态取决于⾮晶区地Tf是否⼤于晶区地Tm.若Tm>Tf，则当晶区熔融后，⾮晶区已进⼊粘流态，不呈现⾼弹态；若TmTf 时才进⼊粘流态.如果Td>Tm或Tf中较⾼者，则聚合物可以进⾏正常地热塑性加⼯；反之，聚合物在进⼊粘流态之前已发⽣热分解，则⽆法直接进⾏热塑性加⼯.第四章⾼分⼦地分析与表征1.为什么要对⾼分⼦进⾏表征与分析？主观题，答题要点：对⾼分⼦进⾏表征与分析是可以对⾼分⼦地分⼦结构与性能加以详细了解，从⽽指导⾼分⼦地合成、使⽤与回收处理.2.如何理解平均分⼦量地概念，⾼分⼦地分⼦量对性能有何重要影响？答：⾼分⼦不是由单⼀分⼦量地化合物所组成，即使是⼀种“纯粹”地⾼分⼦，也是由化学组成相同、分⼦量不等、结构不同地同系聚合物地混合物所组成.这种⾼分⼦地分⼦量不均⼀地特性，就称为分⼦量地多分散性.因此⼀般测得地⾼分⼦地分⼦量都是平均分⼦量，聚合物地平均分⼦量相同，但分散性不⼀定相同.⾼分⼦地平均分⼦量包括数均分⼦量、重均分⼦量、Z均分⼦量和年均分⼦量.⼀般来说：1）Mz > Mw > Mv > Mn，Mv略低于Mw2）Mn靠近聚合物中低分⼦量地部分，即低分⼦量部分对Mn影响较⼤3）Mw靠近聚合物中⾼分⼦量地部分，即⾼分⼦量部分对Mw影响较⼤4）⼀般⽤Mw来表征聚合物⽐Mn更恰当，因为聚合物地性能如强度、熔体粘度更多地依赖于样品中较⼤地分⼦.单独⼀种平均分⼦量不⾜以表征聚合物地性能，还需要了解分⼦量多分散性地程度，分⼦量分布通常以分⼦量分布指数表⽰：即重均分⼦量与数均分⼦量地⽐值，Mw/Mn.平均分⼦量与分⼦量分布对⾼分⼦材料性能有重要影响.⾼聚物地分⼦量只有达到某数值后，才能表现出⼀定地物理性能.但当⼤到某程度后，分⼦量再增加，除其它性能继续再增加外，机械强度变化不⼤.由于随着分⼦量地增加，聚合物分⼦间地作⽤⼒也相应增加，使聚合物⾼温流动粘度也增加，这给加⼯成型带来⼀定地困难.因此，聚合物地分⼦量⼤⼩，应兼顾使⽤和加⼯两⽅⾯地要求.不同⽤途地聚合物应有其合适地分⼦量分布.3.下图为聚乳酸地红外谱图和结构式，试分析主要吸收地归属.答：2900cm-1为-CH3吸收峰，1735cm-1为酯基中羰基吸收峰，1000cm-1~1300cm-1内地两个吸收峰为-C-O-C-吸收峰.测定⾼分⼦分⼦量地常⽤⽅法有哪些？每种⽅法所测定得到地分⼦量分别是什么？其中那种⽅法可以测定分⼦量分布？答：常⽤⽅法包括：粘度法Intrinsic viscosity（粘均分⼦量），光散射法LALLS（重均分⼦量），凝胶渗透⾊谱GPC（重均、数均分⼦量与分⼦量分布）.此外还有冰点降低法、沸点升⾼法、渗透压法、蒸汽压渗透法（均为数均分⼦量）和飞⾏时间质谱、体积排斥⾊谱（可同时得到重均与数均分⼦量及分⼦量分布）.5.使⽤Mark-Houwink⽅程计算⾼分⼦粘均分⼦量时常数K和a受什么条件地影响？答：受溶剂性质及⾼分⼦本⾝构象地影响，溶剂不同、测试温度不同，K值及a值就不同.6.通过核磁分析，可以得到⾼分⼦哪些⽅⾯地信息？答：⽤核磁可以确定⾼分⼦中化学基团地种类和数⽬，还可以测定分⼦量、端基分析、了解结构单元地连接⽅式、结构异构等.Tensile strength 和elongation at breaking 是表征⾼分⼦哪种性能地指标？答：抗张强度是衡量材料抵抗拉伸破坏地能⼒.断裂伸长率是衡量材料地脆韧地能⼒.⼆者都反映了材料地⼒学性能.8.测定⾼分⼦玻璃化转变温度地⽅法有哪些？各有什么特点？答：Tg地测定⽅法：利⽤⽐容，线膨胀系数，折光率，⽐热容，动态⼒学损耗，DSC 等.DSC：玻璃化转变是⼀种类似于⼆级转变地转变，它与具有相变结晶或熔融之类地⼀级转变不同，是⼆级热⼒学函数，有dH/dt地不连续变化，因此在热谱图上出现基线地偏移.从分⼦运动观点来看，玻璃化转变与⾮晶聚合物或结晶聚合物地⾮晶部分中分⼦链段地微布朗运动有关，在玻璃化温度以下，运动基本冻结，到达Tg后，运动活泼，热容量变⼤，基线向吸热⼀侧移动.玻璃化转变温度地确定是基于在DSC曲线上基线地偏移，出现⼀个台阶，⼀般⽤曲线前沿切线与基线地交点来确定Tg.其余⽅法均是利⽤物质在Tg附近性能发⽣急剧变化来进⾏测定.9.研究⾼分⼦地流变性能有什么意义？答：对聚合物流变性能地研究了了解可以指导聚合反应地设计，以制得加⼯性能优良地聚合物；研究聚合物地流变性能对评定聚合物地加⼯性能、分析加⼯过程、正确选择加⼯⼯艺条件、指导配⽅设计均有重要意义；对设计加⼯机械和模具有指导作⽤.10.透射电⼦显微镜（TEM）和扫描电⼦显微镜（SEM）有什么异同？透射电镜是以电⼦束透过样品经过聚焦与放⼤后所产⽣地物像，投射到荧光屏上或照相底⽚上进⾏观察.透射电镜地分辨率为0.1~0.2nm，放⼤倍数为⼏万~⼏⼗万倍.由于电⼦易散射或被物体吸收，故穿透⼒低，必须制备更薄地超薄切⽚（通常为50～100nm）.利⽤TEM可以观测⾼分⼦聚合物及其复合材料地微观结构，形状及分布.从⽽进⼀步了解微观结构对材料性能地影响.扫描电镜是⽤极细地电⼦束在样品表⾯扫描，将产⽣地⼆次电⼦⽤特制地探测器收集，形成电信号运送到显像管，在荧光屏上显⽰样品物体表⾯地⽴体构像，可摄制成照⽚.测试前需要在表⾯喷镀薄层⾦膜，以增加⼆波电⼦数.扫描电镜能观察较⼤地组织表⾯结构，样品图像富有⽴体感.⽤SEM可以观察聚合物表⾯形态；聚合物多相体系填充体系表⾯地相分离尺⼨及相分离图案形状；聚合物断⾯地断裂特征；纳⽶材料断⾯中纳⽶尺度分散相地尺⼨及均匀程度等有关信息.第五章热塑性聚合物⾼分⼦地侧基对材料地刚性有很⼤地影响，试根据⾼分⼦结构⽐较四⼤通⽤塑料PE、PP、PS和PVC刚性地⼤⼩顺序？答：刚性顺序：PVC>PS>PP>PE，侧基体积越⼤，内旋转位阻越⼤，柔顺性越差，刚性越强.侧基极性越⼤，相互作⽤越强，内旋转越困难，柔顺性越差，刚性越强.LDPE（低密度聚⼄烯）、HDPE（⾼密度聚⼄烯）、LLDPE（线性低密度聚⼄烯）在空间拓扑结构上有何不同，其对材料性能地影响是怎样地？答：根据合成⽅法地不同（包括：⾃由基聚合Free radical polymerization；配位聚合Coordinate polymerization；⽓相聚合Gas phase polymerization等），聚⼄烯地链结构也存在较⼤差异，从⽽对材料性能产⽣重要影响.HDPE⼜称低压聚⼄烯，分⼦结构中⽀链很少，近似于线型，分⼦链排列紧密规整，材料具有较⾼地密度和结晶性，因⽽在宏观物理性能上表现为强度与刚性等机械强度⾼，但柔韧性⼀般、易脆、易⽼化等.LDPE⼜称⾼压聚⼄烯，其分⼦结构中含有⽆规长⽀链，妨碍了分⼦链地整齐排布，分⼦间地排列较疏松.因此材料地密度较低、透明性好、柔韧性好、耐应⼒开裂，但相应地刚性和强度较低，易变形.LLDPE是⼀种含有⼤量短⽀链地聚⼄烯，结构类似于梳状⽀化，⽀化程度介于HDPE和LDPE之间，因⽽性能上兼具有⼆者地优点.3.不同⽴构规整度地聚丙烯（PP）性能有何差异？答：全同⽴构和间同⽴构地有序结构使聚合物链段更容易紧密排列，形成结晶结构，即所谓地等规⽴构PP.与⽆规PP相⽐，等规PP具有更⾼地强度，⽓体与有机⼩分⼦更难渗透，因⽽具有更好地耐腐蚀、耐溶剂性以及⽓密性，熔点也有所升⾼.⽆规PP则不能结晶，是⼀种橡胶状地弹性体.4.常见地聚苯⼄烯（PS）品种有哪些？答：聚苯⼄烯（PS）包括普通聚苯⼄烯（GPPS）.聚苯⼄烯.可发性聚苯⼄烯（EPS).⾼抗冲聚苯⼄烯（HIPS）及间规聚苯⼄烯（SPS）.5.ABS共聚物树脂地单体有哪些，这些单体各赋予了ABS什么样地特性？答：单体有：丙烯腈（acrylonitrile）、丁⼆烯（butadiene）、苯⼄烯（styrene）.1,4-丁⼆烯为ABS树脂提供低温延展性和抗冲击性；丙烯腈为ABS树脂提供硬度、耐热性、耐酸碱盐等化学腐蚀地性质；苯⼄烯为ABS树脂提供硬度、加⼯地流动性及产品表⾯地光洁度.6.PVC中地氯原⼦对材料地性能产⽣了哪些影响？答：使PVC具有了难燃性，⾼强度，强地耐腐蚀能⼒.7.常⽤地热塑性加⼯⽅法有哪些？分别适合加⼯什么产品？答：加⼯热塑性塑料常⽤地⽅法有挤出（extrusion）、注塑（injection molding）、压塑（compress molding）、吹塑（blow molding）等.挤出适合加⼯热塑性塑料及橡胶；注塑适合加⼯热塑性塑料及部分热固性塑料；吹塑适合苯⼄烯聚合物、聚氯⼄烯、聚酯、聚氨酯、聚碳酸酯和其他热塑性塑料.第六章⼯程塑料1.什么样地材料称为“⼯程塑料”？答：⼯程塑料是指⼀类可以作为结构材料，在较宽地温度范围内承受机械应⼒，在较为苛刻地化学物理环境中使⽤地⾼性能地⾼分⼦材料.⼀般指能承受⼀定地外⼒作⽤，并有良好地机械性能和尺⼨稳定性，在⾼、低温下仍能保持其优良性能，可以作为⼯程结构件地塑料.聚⼰⼆酰⼰⼆胺和聚⼰内酰胺分别称为“尼龙66”和“尼龙6”.以下两种聚酰胺对应地尼龙分别为？-[NH-(CH2)5-NH-CO-(CH2)8-CO]-，-[NH-(CH2)11-CO]-答：尼龙510，尼龙12尼龙地命名要根据其聚合过程中单体⼆胺和⼆酸上碳原⼦地数量来命名.因此通过戊⼆胺（6个碳）和癸⼆酸（10个碳）缩聚⽽成地尼龙产品命名为尼龙610（⼆胺中碳原⼦数在前，⼆酸中碳原⼦数在后）.⽽由⼗⼆内酰胺开环聚合制备得到地尼龙由于其单体只有⼀种化合物，因此被命名为尼龙12.3.从⾼分⼦单元结构地⾓度分析PET与PBT熔点地差别.答：与PET相⽐，PBT结构单元中地亚甲基数⽬从2个增加到4个，因⽽分⼦链地刚性降低，熔点相对较低.4.三⼤“有机玻璃”是哪3种聚合物？为什么这些聚合物适合⽤作光学材料？答：聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）；聚碳酸酯(PC)；聚苯⼄烯（PS）.PMMA：聚甲基丙烯酸甲酯，俗称亚克⼒（acrylic），透光度⼤约能达到92％，⽽且有较好地耐候能⼒，⼴泛应⽤于热塑型标识牌、飞机挡风玻璃、浴缸等.PC：聚碳酸酯，⾼熔点透明地碳酸酯类聚合物，其中应⽤最⼴泛，⽤量最⼤地为双酚A （bisphenol A）碳酸酯，透光率达到93%，聚碳酸酯制品可⽤于玻璃窗、装置设备、标识牌、可回收塑料瓶、太阳能集电器、商务机器、电⼦产品等领域，此外在压缩光盘（CD）中也有⼴泛应⽤；PS：聚苯⼄烯，普通聚苯⼄烯（GPPS）地侧苯基地空间排列为⽆规结构，即⽆规聚苯⼄烯，使得材料具有很⾼地透明性.这些聚合物由于主链结构有序性较低，为⽆定形地⾮晶聚合物，透明性和光学性能⾮常好，因此可⽤于光学材料.5.试分析均聚甲醛和共聚甲醛结构与性能地差异.答：共聚甲醛与均聚甲醛相⽐，其含有环氧⼄烷地结构单元，⽐甲醛地结构单元多了⼀个亚甲基，因⽽链段地柔韧性有所增加、刚性有所下降.但聚合物中氧含量有所降低，因此热稳定性⽐均聚甲醛有明显提⾼.6.分别写出聚苯醚、聚苯硫醚、聚酰亚胺、聚醚醚酮地英⽂名称与缩写，并列举出这⼏类⼯程塑料地特性.答：聚苯醚：Polyphenylene oxide PPO；聚苯硫醚：Polyphenylene sulfide PPS；聚酰亚胺：Polyimide PI；聚醚醚酮：poly(ether-ether-ketone)；PEEK；相关特性略（详见讲义）.这些聚合物分⼦主链中都含有⼤量刚性地苯环结构，因此具有较⾼地机械性能（强度、模量等）和耐热性能.7.聚硅氧烷俗称为硅胶，其特性和应⽤领域是什么？答：聚硅氧烷（Polysiloxane），也叫硅树脂（Silicone），是⼀类以重复地Si-O键为主链，硅原⼦上直接连接有机基团地聚合物，具有其它聚合物不具备地综合地电、化学以及⼒学性能.这类聚合物具有很多独特地性能，包括较⾼地热氧化稳定性和热稳定性、低地介电损耗、独特地流变和应⼒/应变⾏为、良好地耐溶剂和耐腐蚀性、流变⾏为对温度不敏感、良好地阻燃性燃性、剪切稳定性、⾼地抗压性能以及低地表⾯张⼒等等.聚硅氧烷具有特别宽地温度使⽤范围，可以在-120~200℃甚⾄300o C地温度范围内保持良好地性能，第七章热固性树脂1.热固性树脂与热塑性塑料地定义分别是什么？答：热塑性塑料（thermoplastic）：线性或⽀化⾼聚物，可以多次反复地在加热条件下软化，⽽在冷却条件下凝固为固体；热固性树脂(thermosetting resin)：指在加热、加压下或在固化剂、紫外光等作⽤下，进⾏化学反应，交联固化成为不溶不熔物质地⼀⼤类合成树脂.这种树脂在固化前⼀般为分⼦量不⾼地固体或粘稠液体，在成型过程前能软化或流动，具有可塑性.⼀经固化，再加压加热也不可能再度软化或流动.2.在酯化反应中，伯醇和仲醇哪个地反应活性⼤？答：伯醇地反应活性⼤，因为伯醇地位阻⼩，易于进攻碳正离⼦形成中间产物.3.家装污染中地甲醛地主要来源是什么？答：家装材料中⼤量使⽤地热固性树脂如酚醛树脂等.由于其在固化过程中需要预聚物与甲醛反应，板材中残留地和未参与反应地甲醛在使⽤过程中会逐渐向周围环境释放，是形成室内空⽓中甲醛地主体.4.醇酸树脂固化地机理有哪些？答：⼤多数醇酸树脂都是在不饱和酸如油酸地存在下，由双官能团地醇与羧酸缩聚制得.在氧地存在下，这些醇酸树脂中地不饱和双键可以进⼀步反应形成交联.在酯化反应中，伯醇⽐仲醇具有更⾼地反应活性，因此在适当地温度条件下，⽢油地两个伯羟基先与⼆酸反应得到地线性预聚物，⽽当温度升⾼后，预聚物中残留地仲羟基将继续发⽣反应将线形地分⼦链交联.5.环氧树脂可以与酚醛树脂共聚交联固化，试分析其机理如何？答：酚醛树脂中地酚羟基地活性较⾼，在弱碱性甚⾄是⽆催化剂条件下都可与环氧基顺利反应，从⽽形成更复杂地交联结构.6.聚氨酯是通过逐步聚合制备地聚合物，其反应基团与反应机理是什么？如何调控聚氨酯材料性能？答：反应基团：⼆异氰酸酯，最为⼴泛使⽤地⼆异氰酸酯是甲苯⼆异氰酸酯（TDI, H3C–C6H3(NCO)2）.⼆醇HO–(RO–)n H：端羟基地低分⼦量聚酯和聚醚，分别称为聚酯多元醇和聚醚多元醇.产物最终地交联程度则由反应中加⼊地三元醇（如⽢油）地量来控制.因此通过预聚物、多元醇、⼆异氰酸酯地化学结构地控制即可实现对聚氨酯最终性能地调控.第⼋章纤维1.什么样地材料称为纤维？答：纤维是⼀种长径⽐不低于100:1，具有⼀定柔顺性和强度地线性物，是⽤以制造纺织品地基础原料.2.与天然纤维、⼈造纤维相⽐，合成纤维地优势是什么？答：纤维分为天然纤维（natural fiber）和化学纤维（chemical fiber）两⼤类，其中化学纤维⼜分为⼈造纤维（rayon）和合成纤维（synthetic fiber）.天然纤维与⼈造纤维地原料均来⾃于天然地动植物资源，⽽合成纤维来源于⽯油化⼯产品，因此具有原料易得、加⼯简单、结构与性能多样.3.试⽐较“熔体纺丝”、“湿法纺丝”、“⼲法纺丝”之间地相同与不同之处？答：纺丝是化学纤维⽣产过程中地关键⼯序，改变纺丝地⼯艺条件，可在较⼤范围内调节纤维地结构，从⽽相应地改变所得纤维地物理机械性能.熔体纺丝法是将纺丝熔体经螺杆挤压机由纺丝泵定量压出喷丝孔，使其成细流状射⼊空⽓中，并在纺丝甬道中冷却成丝.熔体纺丝法地主要特点是卷绕速度⾼，不需要溶剂和沉淀剂，设备简单，⼯艺流程短，是⼀种经济、⽅便和效率⾼地成形⽅法.但喷丝头孔数相对较少.溶液纺丝法包括湿法纺丝与⼲法纺丝.湿法纺丝是将溶液法制得地纺丝熔液从喷丝头地细孔中压出呈细流状，然后在凝固液中固化成丝.由于丝条凝固慢，所以湿法纺丝地纺丝速度较低，⽽喷丝板地孔数较熔体纺丝多.湿法纺丝地特点是⼯艺流程复杂，投次⼤、纺丝速度低，⽣产成本较⾼.⼀般在短纤维⽣产时，可采⽤多孔喷丝头或级装喷丝孔来提⾼⽣产能⼒，从⽽弥补纺丝速度低地缺陷.⼲法纺丝是将溶液纺丝制备地纺丝溶液从喷丝孔中压出，呈细流状，然后在热空⽓中因溶剂声速挥发⽽固化成丝.⼲法纺丝制得地纤维结构紧密，物理机械性能和染⾊性能较发，纤维质量⾼.但⼲法纺丝地投资⽐湿纺还要⼤，⽣产成本⾼，污染环境.⽬前⽤于⼲纺丝产⽣地合成纤维较少，仅醋酯纤维和维纶可⽤此法.4.天然纤维（Natural fiber）与⼈造纤维（Rayon）之间存在何种联系？答：天然纤维：指⾃然界原有地，或从经⼈⼯培植地植物中、⼈⼯饲养地动物中获得地纤维.⼈造纤维：是利⽤⾃然界地天然⾼分⼦化合物——纤维素或蛋⽩质作原料，经过⼀系列地化学处理与机械加⼯⽽制成类似棉花、⽺⽑、蚕丝⼀样能够⽤来纺织地纤维.它是由提纯得到地某些线型天然⾼分⼦物为原料，经直接⽤溶剂溶解或制备成衍⽣物后⽤溶剂溶解，之后再经纺丝加⼯制得地多种化学纤维地统称.5.试从聚丙烯结构与性能地特点分析丙纶纤维地优点与缺点.答：优点：聚丙烯为线性结构，不含极性基团，丙纶质轻保暖性好，⼏乎不吸湿，具有较好地耐溶剂性和耐化学腐蚀性.缺点：由于甲基⽀链结构地存在，丙纶热稳定性差，不耐⽇晒，易于⽼化脆损，为此常在丙纶中加⼊抗⽼化剂，⽆极性基团，容易积聚静电.第九章橡胶1.橡胶是⼀类具有何种特性地⾼分⼦材料答：橡胶是⼀类使⽤温度⾼于玻璃化转变温度Tg （即⾼弹态，以便使聚合物链段运动），并且其常规态是⾮晶态地聚合物.弹性体有记忆功能，也就是说，当它们受外⼒时能变形，⼀旦外⼒移除，它们能恢复其原始未受⼒地状态.2.橡胶地硫化是什么过程。

《高分子科学导论》课件

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高分子科学的案例研究和应用实例
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深入研究高分子的物理学和热力学。
高分子科学的表征和研究
高分子表征和界面
深入研究高分子的表面和界面特性。
高分子科学的应用领域
1
高分子电化学和电子学
探索高分子在电化学和电子学领域的应用。

《高分子物理》习题解答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）PV Ac ，（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：23CCCH 2CH 2CH 3H C C C C C C R R R CH 3CH 3CH 3HH HH HH (R =CHCH 2)C C C C C C R R R HH HH HH HHH(R =C(CH 3)CH 2)C C C C C C R RR CH 3CH 3CH 3HH HH HH (R =CHCH 2)CC CC CC R RR H H H H H H 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。

高分子科学导论_部分1(共计613)

Cl
CH3
Vacant site
CH2 CH2
Coordination polymerization
高分子科学导论
配位聚合与自由基聚合和离子聚合不同，后两者链增长时，都是单体分子
与活性链末端发生加成反应，而配位聚合中单体分子是插入催化剂活性中心与
增长链之间，因此也称为“插入聚合”。
Lac2Zn + HO-R H
+
∆
∆
∆: available
CH2=CHCN
+
∆
∆
+: industrialized CH2=CH-OR
+
∆
Chain Polymerization
高分子科学导论
I. Chain initiation
过氧化苯甲酰（Benzoyl Peroxide，BPO）均裂生成活性自由基；
O
O
O
CO OC
2
CO
CH2
CH
+Biblioteka CHCH2 ( CH
CH2
)
y
O
C
ktc
O
O
C
O ( CH2
CH
)
x
CH2
CH
CH
CH2 ( CH
CH2
)
y
O
C
Chain Polymerization
高分子科学导论
III. Chain termination (2) 歧化终止 (Disproportionation): 某链自由基夺取另一链自由基相邻碳原子上的氢原子或其它原子的终止反应。
与之加成，形成单体活性种，而后进一步与单体加成，促使链增长。

高分子材料思考题答案

《高分子材料导论》思考题第一章材料科学概述1．试从不同角度把材料进行分类，并阐述三大材料的特性。

按化学组成分类：金属材料无机材料.有机材料（高分子材料）按状态分类:气态。

固态：单晶.多晶.非晶.复合材料.液态按材料作用分类:结构材料，功能材料按使用领域分类：电子材料。

耐火材料。

医用材料。

耐蚀材料。

建筑材料三大材料：（1）金属材料富于展性和延性，有良好的导电及导热性、较高的强度及耐冲击性。

（2）无机材料一般硬度大、性脆、强度高、抗化学腐蚀、对电和热的绝缘性好。

（3）高分子材料的一般特点是质轻、耐腐蚀、绝缘性好、易于成型加工，但强度、耐磨性及使用寿命较差。

2．说出材料、材料工艺过程的定义。

材料——具有满足指定工作条件下使用要求的形态和物理性状的物质。

由化学物质或原料转变成适用于一定用场的材料，其转变过程称为材料化过程或材料工艺过程。

3．原子之间或分子之间的结合键一般有哪些形式？试论述各种结合键的特点。

离子键：无方向性，键能较大。

由离子键构成的材料具有结构稳定、熔点高、硬度大、膨胀系数小的特点。

共价键：具有方向性和饱和性两个基本特点。

键能较大，由共价结合而形成的材料一般都是绝缘体。

金属键：无饱和性和方向性。

具有良好的延展性，并且由于自由电子的存在，金属一般都具有良好的导电、导热性能。

4．何为非晶态结构？非晶态结构材料有何共同特点？原子排列近程有序而远程无序的结构称为非晶态结构或无定形结构，非晶态结构又称玻璃态结构。

共同特点是：结构长程无序，物理性质一般是各向同性的；没有固定的熔点，而是一个依冷却速度而改变的转变温度范围；塑性形变一般较大，导热率和热膨胀性都比较小。

5．材料的特征性能主要哪些方面？热学、力学、电学、磁学、光学、化学等性能6．什么是材料的功能物性？材料的功能物性包括哪些方面？功能物性，是指在一定条件下和一定限度内对材料施加某种作用时，通过材料将这种作用转换为另一形式功能的性质。

包括：1热电转换性能2光－热转换性能3光－电转换性能4力－电转换性能5磁－光转换性能6电－光转换性能7声－光转换性能7．材料工艺与材料结构及性能有何关系？材料工艺，包括材料合成工艺及材料加工工艺，影响材料的组织结构，因而对材料的性能有显著的影响。

高分子科学导论期末考试题及答案

⾼分⼦科学导论期末考试题及答案名词解释：歧化终⽌：在⾃由基聚合反应中，两个⾃由基进⾏歧化反应形成两个稳定分⼦的终⽌⽅式。

偶合终⽌：在⾃由基聚合反应中，两个⾃由基进⾏偶合形成⼀个稳定分⼦的终⽌⽅式。

动⼒学链长：每个活性中⼼从引发开始到终⽌所消耗的单体分⼦数。

绿⾊⾼分⼦：在⽣产、使⽤和回收中对环境友好的⾼分⼦。

凝胶点：出现凝胶时的反应程度。

解聚：在热作⽤下，⼤分⼦末端断裂，⽣成活性较低的⾃由基，然后按链式机理逐⼀脱除单体⽽降解的反应。

⽼化：⾼分⼦材料在加⼯、使⽤和储存过程中，由于受到各种因素的综合作⽤，聚合物的化学组成和结构发⽣⼀系列变化，导致最后失去使⽤价值。

这⼀现象称为⽼化。

交联：聚合物在热、光、辐射能或交联剂作⽤下分⼦链间以化学键连接起来构成三维⽹状结构或者体型结构的反应。

活性聚合：是指聚合反应在单体消耗完以后活性中⼼不消失，重新加⼊单体后聚合反应能继续进⾏的聚合反应。

配位聚合：单体分⼦⾸先在活性中⼼的空位处配位，然后单体分⼦相继插⼊过度⾦属到碳链中增长形成⼤分⼦的过程。

均缩聚：由⼀种单体进⾏的缩聚反应。

混缩聚：两种具有不同官能团的单体缩聚。

共缩聚：1、在均缩聚反应体系中加⼊相同类型的第⼆种单体。

2、在混缩聚反应体系中加⼊第三甚⾄第四钟单体的缩聚。

平衡缩聚：逆反应速率不等于0的缩聚反应。

⾮平衡缩聚：逆反应速率为0或者很⼩的缩聚反应。

摩尔系数：两组分的初始官能团数⽬之⽐为官能团摩尔系数。

过量百分数：q即为bR’b智能光过量部分aRa量的百分数。

？体型缩聚:凡能形成体型结构缩聚物的缩聚反应。

凝胶点：开始出现凝胶时的临界反应温度。

⽆规预聚体：醇酸树脂在凝胶点前停⽌反应时所获的为⽆规预聚体。

结构预聚体：由于结构明确，且加热下本⾝并不能直接转化成⽹状结构，视为结构预聚体。

阻聚：链转移后若形成低活性的⾃由基后将不能在引发聚合，⽽只能与其他⾃由基进⾏双基终⽌反应，从⽽阻⽌聚合反应进⾏。

诱导期：聚合反应体系中存在阻聚剂时，聚合反应要在阻聚剂耗尽后才能正常开始进⾏，此段不聚合时期称为诱导期。

高分子物理各章节答案第1章

第一章填空题1、对于聚乙稀自由旋转链，均方末端距与链长的关系是（）。

解：2、等规聚丙烯经体中分子链处于（）构象。

解：螺旋3、C5链至少有（）种构象。

解：94、高分子链的柔顺性越大，它在溶液中的构象数越（），其均方末端距越（）。

解：多小5、聚异戊二烯可以生成（）种有规异构体，它们是（）。

解：六顺式1,4加成聚异戊二烯，反式1,4加成聚异戊二烯，全同1,2加成聚异戊二烯，间同1,2加成聚异戊二烯，全同3,4加成聚异戊二烯，间同3,4加成聚异戊二烯判断题1、下列聚合物分子链柔顺性的顺序是（）硅橡胶>聚异丁烯>聚甲基丙烯酸甲酯>聚二甲基苯基醚氧解析：表述正确。

2、-{-CH2CH2-St-}-和-{-CH=CH-St-}-两种聚合物的分子链都含有苯环，所以刚性较好，在室温下都可以作为塑料使用（）解析：高分子链的柔性与实际材料的刚柔性不能混为一谈。

判断材料的刚柔性，必须同时考虑分子内的相互作用以及分子间的相互作用和凝聚状态。

3、不同聚合物分子链的均方末端距越短，表示分子链柔顺性越好（）解析：这种说法是错误的。

4、高斯链的均方末端距远大于自由旋转链的均方末端距（）解析：这种说法是错误的。

5、理想的柔性链运动单元为单键（）解析：表述正确。

对于真实的柔性链运动单元为链段。

6、因为天然橡胶相对分子质量很大，加工困难，故加工前必须塑炼（）解析：表述正确。

7、因为聚氯乙烯分子链柔顺性小于聚乙稀，所以聚氯乙烯塑料比聚乙稀塑料硬（对？）解析：表述正确。

8、无规聚丙烯分子链中的－C－C－单键是可以内旋转的，通过单键内旋转可以把无规立构的聚丙烯转变为全同立构体，从而提高结晶度（）解析：全同立构及无规立构指的是高分子链的构型，而要改变构型，必须经过化学键的断裂和重组。

通过单键内旋转只能改变其构象。

9、主链由饱和单键构成的高聚物，因为分子链可以围绕单键进行内旋转，故链的柔性大，若主链中引入了一些双键，因双键不能内旋转，故主链柔顺性下降（）解析：当主链含有含有孤立双键时，大分子的柔性也比较大，由于双键旁的单键内旋转容易，因此柔性好。

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GAGGAGAGGAFFFFAFAF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。

GAGGAGAGGAFFFFAFAF第一章习题可能与高分子化学学习内容重复，可不做。

（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）。

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第一章绪论
(1)在酯化反应中丙三醇、乳酸、均苯四甲酸二酐中分别有几个功能团？
-CH-CH2 OHCH(CH3)COOH
OH OH
(2)交联聚合物具有什么样的特性？
(3)分子量为10000的线形聚乙烯（CH2-CH2）、聚丙烯（CH2-CHCH3）、聚氯乙烯（CH2-CHCl）、
聚苯乙烯（CH2-CHC6H5）的聚合度D p分别为多少？
(4)下列那些聚合物是热塑性的：硫化橡胶，尼龙、酚醛树脂，聚氯乙烯，聚苯乙烯？
(5)PBS是丁二醇与丁二酸的缩聚产物，其可能的端基结构是什么？
(6)PVA（聚乙烯醇）的结构式如下所示，请按标准命名法加以命名。

( CH2-CH )n
(7)谈谈自己对高分子的认识
第二章高分子合成与化学性能
(1)端基分别为酰氯（-COCl）和羟基（-OH）的单体可以发生缩聚反应生成聚酯，这个反
应放出的小分子副产物是什么？
(2)连锁聚合中包含哪些基元反应？
(3)偶合终止与歧化终止的聚合产物在分子量上有什么区别？
(4)从纤维素制备醋酸纤维素，产物的分子量和聚合度与原料相比有什么样的变化趋势？
(5)A和B是两种内酯单体，如果采用羟基化合物为引发剂开环聚合可以制备端基为羟基的
聚合产物。

现需要制备两端为A链段，中间为B链段的嵌段共聚物，也称为ABA型三嵌段共聚物，请设计一条合成路线来制备这种共聚物。

(6)简要分析老化与降解之间的关系。

(7)研究高分子的降解与回收具有什么样的意义？
(8)简要叙述高分子合成与分子设计的原则。

第三章高分子的结构与性能
(1)聚乙烯的齐聚物（聚合度低于10）是什么状态的物质？
(2)高分子构型（configuration）、构象（conformation）分别具有什么含义？
(3)高分子的结晶具有什么特点，与小分子相比有何异同？
(4)以下高分子哪些具有顺序异构体，哪些具有立构异构体？聚乙烯（CH2-CH2）、聚丙烯
（CH2-CHCH3）、聚苯乙烯（CH2-CHPh）、聚氯乙烯（CH2-CHCl）、聚偏氯乙烯（CH2-CCl2）、聚四氟乙烯（CF2-CF2）。

(5)高分子的力学三态是什么？在不同状态下的高分子具有什么样的特性。

(6)高分子的溶解过程有什么样的特点？影响高分子溶解性能的主要因素有哪些？
(7)简要叙述粘流温度T f、熔点T m、热分解温度T d之间的大小关系对聚合物熔融加工的影响。

第四章高分子的表征与分析
(1)为什么要对高分子进行表征与分析？
(2)如何理解平均分子量的概念，高分子的分子量对性能有何重要影响？
(3)下图为聚乳酸的红外谱图和结构式，试分析主要吸收的归属。

(4)测定高分子分子量的常用方法有哪些？每种方法所测定得到的分子量分别是什么？其
中那种方法可以测定分子量分布？
(5)使用Mark-Houwink方程计算高分子粘均分子量时常数K和a受什么条件的影响？
(6)通过核磁分析，可以得到高分子哪些方面的信息？
(7)Tensile strength 和elongation at breaking 是表征高分子哪种性能的指标？
(8)测定高分子玻璃化转变温度的方法有哪些？各有什么特点？
(9)研究高分子的流变性能有什么意义？
(10)透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）有什么异同？
第五章热塑性聚合物
(1)高分子的侧基对材料的刚性有很大的影响，试根据高分子结构比较四大通用塑料PE、
PP、PS和PVC刚性的大小顺序？
(2)LDPE（低密度聚乙烯）、HDPE（高密度聚乙烯）、LLDPE（线性低密度聚乙烯）在
空间拓扑结构上有何不同，其对材料性能的影响是怎样的？
(3)不同立构规整度的聚丙烯（PP）性能有何差异？
(4)常见的聚苯乙烯（PS）品种有哪些？
(5)ABS共聚物树脂的单体有哪些，这些单体各赋予了ABS什么样的特性？
(6)PVC中的氯原子对材料的性能产生了哪些影响？
(7)常用的热塑性加工方法有哪些？分别适合加工什么产品？
第六章工程塑料
(1)什么样的材料称为“工程塑料”？
(2)聚己二酰己二胺和聚己内酰胺分别称为“尼龙66”和“尼龙6”。

以下两种聚酰胺对应
的尼龙分别为？
-[NH-(CH2)5-NH-CO-(CH2)8-CO]-，-[NH-(CH2)11-CO]-
(3)从高分子单元结构的角度分析PET与PBT熔点的差别。

(4)三大“有机玻璃”是哪3种聚合物？为什么这些聚合物适合用作光学材料？
(5)试分析均聚甲醛和共聚甲醛结构与性能的差异。

(6)分别写出聚苯醚、聚苯硫醚、聚酰亚胺、聚醚醚酮的英文名称与缩写，并列举出这几类
工程塑料的特性。

(7)聚硅氧烷俗称为硅胶，其特性和应用领域是什么？
第七章热固性树脂
(1)热固性树脂与热塑性塑料的定义分别是什么？
(2)在酯化反应中，伯醇和仲醇哪个的反应活性大？
(3)家装污染中的甲醛的主要来源是什么？
(4)醇酸树脂固化的机理有哪些？
(5)环氧树脂可以与酚醛树脂共聚交联固化，试分析其机理如何？
(6)聚氨酯是通过逐步聚合制备的聚合物，其反应基团与反应机理是什么？如何调控聚氨酯
材料性能？。