高分子物理第四版(华幼卿)第1章链结构习题测验答案
高分子物理课后习题答案全金日光华幼卿第
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，通过单键的内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：构象是由于单键的内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范德华半径总和小，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，相互间距离比范德华半径大，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，内旋转位能不大，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。
7.比较下列四组高分子链的柔顺性并简要加以解释。
8.答：81.6倍9.解：b=1.17nm10.答：均方末端距为2276.8nm2。
高分子物理学习题第一章答案
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。
第⼀章习题可能与⾼分⼦化学学习内容重复，可不做。
第2章思考题及习题2-1重要概念：近程结构；远程结构；构型；构象；⽆规线团；内旋转；内旋转势垒；分⼦链柔顺性（静态和动态）；链段；均⽅末端距；均⽅旋转半径；⾃由连接链；⾃由旋转链；等效⾃由连接链；Kuhn等效链段；⾼斯链；θ条件/θ状态；Flory特征⽐（刚性因⼦）。
（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）。
高分子物理习题参考答案
高分子物理习题参考答案《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 、O C NH O C NH C 6H 4C 6H 4n C 、 CH Cl CH 2n 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。
6、下列四种聚合物中，链柔顺性最好的是（ C ）。
A 、聚氯乙烯，B 、聚氯丁二烯，C 、顺式聚丁二烯，D 、反式聚丁二烯7、在下列四种聚合物的晶体结构中，其分子链构象为H31螺旋构象为（ B ）。
高分子物理第一章答案
高分子物理第一章答案【篇一：高分子物理各章节答案第1章】> 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。
(推荐)高分子物理课后答案
第1章 高分子链的结构1. 写出聚氯丁二烯的各种可能构型。
略2. 构型与构象有何区别？聚丙烯分子链中碳－碳单键是可以旋转的，通过单建的内旋转是否可以使全同立构的聚丙烯变为间同立构的聚丙烯？为什么?答：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。
构象：由于分子中的单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态。
全同立构聚丙烯与间同立聚丙烯是两种不同构型，必须有化学键的断裂和重排。
3. 为什么等规立构聚苯乙烯分子链在晶体中呈31螺旋构象，而间规立构聚氯乙稀分子链在晶体中呈平面锯齿构象？答：因为等规PS 上的苯基基团体积较大，为了使体积较大的侧基互不干扰，必须通过C －C 键的旋转加大苯基之间的距离，才能满足晶体中分子链构象能量最低原则；对于间规PVC 而言，由于氢原子体积小，原子间二级近程排斥力小，所以，晶体中分子链呈全反式平面锯齿构象时能量最低。
4. 哪些参数可以表征高分子链的柔顺性？如何表征？答： 空间位阻参数δ212,20⎥⎦⎤⎢⎣⎡=r f h h δ δ越大,柔顺性越差；δ越小，柔顺性越好； 特征比C n 220nl h c n =对于自由连接链 c n =1对于完全伸直链c n =n ，当n→∞时，c n 可定义为c ∞，c ∞越小，柔顺性越好。
链段长度b ：链段逾短，柔顺性逾好。
5. 聚乙烯分子链上没有侧基，内旋转位能不大，柔顺型好。
该聚合物为什么室温下为塑料而不是橡胶？答：因为聚乙烯结构规整，易结晶，故具备了塑料的性质，室温下聚乙烯为塑料而不是橡胶。
6. 从结构出发，简述下列各组聚合物的性能差异：(1) 聚丙烯腈与碳纤维；线性高分子 梯形高分子(2)无规立构聚丙烯与等规立构聚丙烯；非晶高分子 结晶性高分子(3)顺式聚1,4-异戊二烯(天然橡胶)与反式聚1,4-异戊二烯;柔性(4)高密度聚乙烯、低密度聚乙烯与交联聚乙烯。
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著。
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(第四版)课后习题--名词解释
以下为1~6章的名词解释，资料来源为高分子物理（第四版）材料科学基础（国外引进教材），化工大词典，百度百科，维基百科等。
第一章高分子链的结构全同立构：高分子链全部由一种旋光异构单元键接而成间同立构：高分子链由两种旋光异构单元交替键接而成构型：分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列，这种排列是热力学稳定的，要改变构型必需经过化学键的断裂与重组分子构造（Architecture）：指聚合物分子的各种形状，一般高分子链的形状为线形，还有支化或交联结构的高分子链，支化高分子根据支链的长短可以分为短支链支化和长支链支化两种类型共聚物的序列结构：是指共聚物根据单体的连接方式不同所形成的结构，共聚物的序列结构分为四类：无规共聚物、嵌段共聚物、交替共聚物、接枝共聚物接枝共聚物：由两种或多种单体经接枝共聚而成的产物，兼有主链和支链的性能。
嵌段共聚物（block copolymer）：又称镶嵌共聚物，是将两种或两种以上性质不同的聚合物链段连在一起制备而成的一种特殊聚合物。
环形聚合物：它的所有结构单元在物理性质和化学性质上都是等同的超支化聚合物：是在聚合物科学领域引起人们广泛兴趣的一种具有特殊大分子结构的聚合物构象：由于σ单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态。
链段：高分子链上划分出的可以任意取向的最小单元或高分子链上能够独立运动的最小单元称为链段。
链柔性：是指高分子链在绕单键内旋转自由度，内旋转可导致高分子链构象的变化，因为伴随着状态熵增大，自发地趋向于蜷曲状态的特性。
近程相互作用：是指同一条链上的原子或基团之间，沿着链的方向，因为距离相近而产生相互作用远程相互作用：因柔性高分子链弯曲所导致的沿分子链远距离的原子或基团之间的空间相互作用。
远程相互作用可表现为斥力或引力，无论是斥力还是引力都使内旋转受阻，构想数减少，柔性下降，末端距变大。
自由连接链：假定分子是由足够多的不占体积的化学键自由结合而成，内旋转时没有键角限制和位垒障碍，其中每个键在任何方向取向的几率都相同。
高分子物理第四版_华幼卿主编
例13 可以将WLF方程写成适用于任意便利的温度做参考温度，方程 保留原来形式但常数C1和C2值必须改变．利用C1和C2的普适值，计算 以Tg+50℃为参考温度的C1和C2值
192 4
例14 聚乙烯试样长4寸，宽0.5寸，厚0.125寸，加负荷62.5磅进 行蠕变试验，得到数据如下：
t（分） 0.1
1、增加外力作用频率与缩短观察时间是等效的
（√ ）
2、两种聚合物共混后，共混物形态呈海岛结构，这时共混物只有一
个Tg
（╳ ）
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3、交联高聚物的应力松弛现象，就是随时间的延长，应力逐渐衰减
到零的现象
（╳ ）
4、聚合物在橡胶态时，黏弹性表现最为明显
（╳）
5、在室温下，塑料的松弛时间比橡胶短
（╳）
5、理想弹性体的应力取决于（ 应变 ），理想黏性体的应力取决 于（ 应变速度 ）。
6、黏弹性材料在交变应变作用下，应变会（ 落后 ）应力一个相角 δ ，且δ 在（ 0 ）范围之内，δ 的值越小，表明材料的弹性越 （ ）。
7、在交变应变作用下，材料的（ 储能 ）模量与应变同相，
192 4
（ 损耗 ）模量与应变的相位差为（
192 4
5、PS中苯基的摇摆不属于（ C ）
A）次级松弛
B）Tβ 转变
C）Tα 转变
6、对交联高聚物，以下的力学松弛行为哪一条正确（ A ）
A）蠕变能回复到零 B）应力松弛时应力能衰减到零 C）可用四元件模型模拟
7、以下哪个过程泊松比减少（ ） A）硬PVC中加入增塑剂 B）硬PVC中加入SBS共混 C）橡胶硫化的硫含量增加
192 4
例17 将高密度PE的损耗模量 G对温度T作图，在140℃，－40℃ 和－120℃有峰值。结晶的PP的峰值在150℃、130℃、－20℃和－ 150℃。说明每一峰值的意义以及两组峰值之间的差别。
《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。
高分子物理 第一章 习题答案
第一章 习题答案一、 概念1、构象：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。
而构型指2、构型：分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。
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 、K.Ziegler, G .Natta,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 、O C NH O C NH C 6H 4C 6H 4n C 、 CH Cl CH 2n D 、OC CH 2CH O O n O C3、链段是高分子物理学中的一个重要概念，下列有关链段的描述，错误的是（ C ）。
A 、高分子链段可以自由旋转无规取向，是高分子链中能够独立运动的最小单位。
B 、玻璃化转变温度是高分子链段开始运动的温度。
C 、在θ条件时，高分子“链段”间的相互作用等于溶剂分子间的相互作用。
D 、聚合物熔体的流动不是高分子链之间的简单滑移，而是链段依次跃迁的结果。
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。
高分子物理第四版课后题答案
第一章高分子链的结构全同立构：高分子链全部由一种旋光异构单元键接而成间同立构：高分子链由两种旋光异构单元交替键接而成构型：分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列，这种排列是热力学稳定的，要改变构型必需经过化学键的断裂与重组分子构造（Architecture）：指聚合物分子的各种形状，一般高分子链的形状为线形，还有支化或交联结构的高分子链，支化高分子根据支链的长短可以分为短支链支化和长支链支化两种类型共聚物的序列结构：是指共聚物根据单体的连接方式不同所形成的结构，共聚物的序列结构分为四类：无规共聚物、嵌段共聚物、交替共聚物、接枝共聚物接枝共聚物：由两种或多种单体经接枝共聚而成的产物，兼有主链和支链的性能。
嵌段共聚物（block copolymer）：又称镶嵌共聚物，是将两种或两种以上性质不同的聚合物链段连在一起制备而成的一种特殊聚合物。
梯形聚合物：是由两个以上的单链相连生成的带状大分子链，结构类似梯型的聚合物。
远程相互作用：因柔性高分子链弯曲所导致的沿分子链远距离的原子或基团之间的空间相互作用。
远程相互作用可表现为斥力或引力，无论是斥力还是引力都使内旋转受阻，构想数减少，柔性下降，末端距变大。
自由连接链：假定分子是由足够多的不占体积的化学键自由结合而成，内旋转时没有键角限制和位垒障碍，其中每个键在任何方向取向的几率都相同。
（极端理想化假设）自由旋转链：假定链中每一个键都可以在键角所允许的方向自由转动，不考虑空间位阻对转动的影响等效自由连接链：若干个键组成的一链段算作一个独立的单元，称之为“链段”，链段间自由结合，无规取向，这种链的均方末端距与自由连接链的计算方式等效。
高斯链：将一个原来含有n个键长为l、键角θ固定、旋转不自由的键组成的链，视为一个含有Z个长度为b的链段组成的等效自由连接链，其（末端距）分布符合高斯分布函数，故称作这种高分子链称为“高斯链”。
（末端距分布符合高斯分布函数的高分子链称为“高斯链”）。
高分子物理习题解答
《高分子物理》习题思考题第一章高分子链的结构（1）一解释名词、概念1.高分子构型答：高分子中由化学键固定的原子、原子团在空间的排列方式。
2.全同立构高分子答：由同一种旋光异构单元键接而成的高分子。
3.间同立构高分子答：由两种旋光异构单元交替键接形成的高分子。
4.等规度答：聚合物中全同立构和间同立构总的百分数。
5.数均序列长度答：6.高分子的构象答：高分子在空间的形态。
7.高分子的柔顺性答：高分子链能够改变其构象的性质成为柔顺性。
8.链段答：高分子中能够独立运动的最小单位称为段落。
9.静态柔顺性答：高分子链构象能之差决定的柔顺性，叫静态柔顺性。
10.动态柔顺性答：高分子由一种平衡构象状态转变成另一种平衡构象状态所需时间的长短决定的柔顺性，叫动态柔顺性。
11.Hp q答：表示单螺旋分子链的构象类型。
其中p表示螺旋构象中一个等同周期所包含的结构单元数，q表示在此周期中所包含螺旋的圈数。
二. 线性聚异戊二烯可能有哪些构型？答：8种， 1. 1,4加成：2种，顺式和反式2. 1,2加成：3种，全同，间同和无规3. 3,4加成：3种，全同，间同和无规三. 聚合物有哪些层次的结构？那些属于化学结构？那些属于物理结构？答：聚合物结构的层次分子链结构聚集态结构近程结构远程结构结晶态结构非晶态结构取向态结构液晶态结构织态结构构造构型大小形态在聚合物层次结构中，近程结构属于化学结构，而远程结构和聚集态结构属于物理结构。
四.为什么说柔顺性是高分子材料独具的特性？答：柔顺性是分子链能够呈现出不同程度卷曲构象状态的性质。
柔顺性的大小由分子能呈现多少构象数多少决定的。
高分子由于分子量大，分子链中能够内旋转的化学键众多，内旋转使其具有大量不同卷曲程度的构象状态，因而有良好的柔顺性；而小分子中能发生内旋转的化学键少，能呈现的构象数少，因而呈现刚性，不柔顺。
所以说，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。
第四版习题答案
第四版习题答案（第一章）思考题1. 举例说明单体、单体单元、结构单元、重复单元、链节等名词的含义，以及它们之间的相互关系和区别。
答：合成聚合物的原料称做单体，如加聚中的乙烯、氯乙烯、苯乙烯，缩聚中的己二胺和己二酸、乙二醇和对苯二甲酸等。
在聚合过程中，单体往往转变成结构单元的形式，进入大分子链，高分子由许多结构单元重复键接而成。
在烯类加聚物中，单体单元、结构单元、重复单元相同，与单体的元素组成也相同，但电子结构却有变化。
在缩聚物中，不采用单体单元术语，因为缩聚时部分原子缩合成低分子副产物析出，结构单元的元素组成不再与单体相同。
如果用2种单体缩聚成缩聚物，则由2种结构单元构成重复单元。
聚合物是指由许多简单的结构单元通过共价键重复键接而成的分子量高达104-106的同系物的混合物。
聚合度是衡量聚合物分子大小的指标。
以重复单元数为基准，即聚合物大分子链上所含重复单元数目的平均值，以表示；以结构单元数为基准，即聚合物大分子链上所含结构单元数目的平均值，以表示。
2. 举例说明低聚物、齐聚物、聚合物、高聚物、高分子、大分子诸名词的的含义，以及它们之间的关系和区别。
答：合成高分子多半是由许多结构单元重复键接而成的聚合物。
聚合物（polymer）可以看作是高分子（macromolecule）的同义词，也曾使用large or big molecule的术语。
从另一角度考虑，大分子可以看作1条大分子链，而聚合物则是许多大分子的聚集体。
根据分子量或聚合度大小的不同，聚合物中又有低聚物和高聚物之分，但两者并无严格的界限，一般低聚物的分子量在几千以下，而高聚物的分子量总要在万以上。
多数场合，聚合物就代表高聚物，不再标明“高”字。
齐聚物指聚合度只有几~几十的聚合物，属于低聚物的范畴。
低聚物的含义更广泛一些。
3. 写出聚氯乙烯、聚苯乙烯、涤纶、尼龙-66、聚丁二烯和天然橡胶的结构式（重复单元）。
选择其常用分子量，计算聚合度。
高分子物理习题集及答案
第一章 高分子链的结构1 写出由取代的二烯（1，3丁二烯衍生物）CH 3CH CH CH CH COOCH 3经加聚反应得到的聚合物，若只考虑单体的1，4-加成，和单体头-尾相接，则理论上可有几种立体异构体？解：该单体经1，4-加聚后，且只考虑单体的头-尾相接，可得到下面在一个结构单元中含有三个不对称点的聚合物：CH CH CH CH CH 3COOCH 3n即含有两种不对称碳原子和一个碳-碳双键，理论上可有8种具有三重有规立构的聚合物。
2 今有一种聚乙烯醇，若经缩醛化处理后，发现有14%左右的羟基未反应，若用HIO 4氧化，可得到丙酮和乙酸。
由以上实验事实，则关于此种聚乙烯醇中单体的键接方式可得到什么结论？解：若单体是头-尾连接，经缩醛化处理后，大分子链中可形成稳定的六元环，因而只留下少量未反应的羟基：CH 2CH CH 2CH CH 2CH CH 2OCH 2CH OCH 2O CH CH 2CH 2CH OH同时若用HIO 4氧化处理时，可得到乙酸和丙酮：CH 2CH CH 2OHCH CH 2OHCH OHHIO 4CH 3COHO+CH 3COCH 3若单体为头-头或尾-尾连接，则缩醛化时不易形成较不稳定的五元环，因之未反应的OH 基数应更多（>14%），而且经HIO 4氧化处理时，也得不到丙酮：CH 2CH CH OHCH 2CH 2CH OHOHCH 2OCHO2OCHCH 2CH 2CHOHCH 2CH CH OHCH 2CH 2CH OHOH4CH 3COHO+OH COCH 2CH 2COHO可见聚乙烯醇高分子链中，单体主要为头-尾键接方式。
3 氯乙烯（CH 2CHCl）和偏氯乙烯（CH 2CCl 2）的共聚物，经脱除HCl 和裂解后，产物有：，Cl，ClCl，ClCl Cl等，其比例大致为10：1：1：10（重量），由以上事实，则对这两种单体在共聚物的序列分布可得到什么结论？解：这两种单体在共聚物中的排列方式有四种情况（为简化起见只考虑三单元）：CH2CHClCH2CClCl +(V)(D) V V VV V DD D VD D D这四种排列方式的裂解产物分别应为：，Cl，ClCl，ClCl Cl而实验得到这四种裂解产物的组成是10：1：1：10，可见原共聚物中主要为：V V V、D D D的序列分布，而其余两种情况的无规链节很少。
高分子物理课后习题答案(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，通过单键的内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：构象是由于单键的内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范德华半径总和小，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，相互间距离比范德华半径大，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，内旋转位能不大，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。
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第1章链结构习题答案
2. 什么叫构型和构造？写出聚氯丁二烯的各种可能构型，举例说明高分子链的构造。
答：（1）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布。
（2）构造：聚合物分子的各种几何形状。
（3）聚氯丁二烯的各种可能构型：氯丁二烯可以通过不同的聚合方式聚合,得到构造不同的线型聚合物, 即可以有1,2-加聚、1,4-加聚、3,4-加聚三种不同的加成聚合方式，其结构式如
下：
1,2-加聚全同立构： 1,2-加聚间同立构：
H 2C C Cl CH CH 2
H 2C C Cl CH CH 2
H 2C
C Cl CH CH 2
1,2-加聚无规立构：结构式略
1,4-加聚顺式：
C
H 2C
H 2C
Cl
H CH 2
C C
Cl
CH 2H
1,4-加聚反式：
C C
H 2C
H 2Cl
H
CH 2
C C
Cl
CH 2
H
3,4-加聚全同立构： 3,4-加聚间同立构：
CH 2C Cl CH CH 21234
H
C
CCl
CH2 CH2H
C
CCl
CH2
CH2
H
C
CCl
CH2
CH2
H
C
CCl
CH2
CH2
C
H
CCl
CH2
CH2
H
C
CCl
CH2
CH2
CH
CCl
CH2
CH2
3,4-加聚无规立构：结构式略
（4）高分子链的构造实例：线性高分子，支化高分子，交联或网状高分子，星型高分，环状高分子，树枝状高分子等等。
3. 构象与构型有什么区别？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？为什么？
答：构型是对分子中的最近邻原子间的相对位置的表征，也可以说，构型是分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。
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。
构型不同的异构体有旋光异构和几何异构。
特点：稳定、可分离。
构象是由高分子链单键内旋转而造成分子在空间的各种不同形态。
由于热运动，分子的构象在时刻改变着，高分子链的构象是统计性的。
特点：不分离、不稳定；构象数很大，3N-3。
单键的内旋转不能将i-PP变成s-PP。
因为i-PP和s-PP是构型异构体，要将i-PP变成s-PP，必须改变PP分子链的构型，而改变构型则要经过化学键的断裂与重组，单键内旋转只能改变分子链的构象而不能改变其构型。
5. 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(或称为刚性因子),
1
2
2
2
,f r
h
h
σ
⎛⎫
= ⎪
⎪
⎝⎭, 其值越大, 高分子
链的柔顺性越差.
(2)极限特征比,
2
2
lim
n
h
C
nl
∞
→∞
=
, 其值越大, 分子链的柔顺性越差.
(3)链段长度b, 其值越大, 分子链的柔顺性越差.
9. 从结构出发，简述下列各组聚合物的性能差异？
（1）聚丙烯晴与碳纤维
答：聚丙烯晴取代基的极性大，相互作用力大，分子链内旋转受阻严重，柔顺性很差，硬度和刚性较高；碳纤维是由PAN高温环化、芳构化制得，分子呈梯型结构，导致分子链刚性更大，可作为耐高温的聚合物的增强填料。
（2）无规立构聚丙烯与等规立构聚丙烯；
答：前者APP分子链结构不规整，不易结晶，用作弹性体；后者IPP分子链结构规整，容易结晶，作为塑料。
（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）答：天然橡胶为顺式结构，分子链间距离较大，不易结晶，柔韧与弹性好，交联后做橡胶材料；杜仲橡胶为反式结构，分子链的结构规整性好，易结晶，是一种比较特殊塑料（比通用塑料软，比橡胶硬）
（4）高密度聚乙烯、低密度聚乙烯与交联聚乙烯
答：高密度聚乙烯是线性分子结构，易结晶，密度、熔点、结晶度和硬度等方
面均低于低密度聚乙烯；低密度聚乙烯的分子结构的规整度破坏，支化度高，结晶度大大降低；交联聚乙烯是经适度交联，刚性增加，抗形变性好，耐温性和耐溶剂性相应提高。
7. 比较下列四组高分子链的柔顺性并简要加以解释.
(1) > >
取代基的极性大小：极性越大, -CN 极性比-Cl 大，链的柔顺性越差.
(2) > >
主链含有芳杂环, 柔顺性下降; 主链存在共轭双键, 分子链呈刚性，主链中存在-O-键，柔顺性增加；.
(3) < <
式子1内旋转困难（因氯原子基团大）， 主链含有孤立双键, 柔顺性增加.
(4) > >
式子1对称取代基（分子偶极矩极小，易内旋转），分子链柔顺性增加; 极性增加(极性基团密度增加), 柔性下降.
11. 某单烯类聚合物的聚合度为10000, 试估算分子链完全伸展时的长度是其均方根末端距的多少倍? (假设该分子链为自由旋转链).
解: 单烯类聚合物的主链为碳链, 碳-碳键长为 l =0.154nm, 键角为109.5o . 当聚合度为10000时, 其主链上的化学键数目n =20000. 其完全伸展时的长度为:
max cos 0.1542514.52L nl nm θ==⨯= 其自由旋转链的均方末端距为:
CH 2CH 2
n CH 2
H
C n
Cl
CH 2
H C CH 2O n
O n n CH 2CH Cl n n
CH 2C CH Cl CH 2
n CH 2CH CH CH 2CH 2CH F n CH 2C n F F n
H C F H
C F
(
)2
22
2,1cos 200000.1542948.61cos 2514.581.630.8f r h nl
nm nm
nm θθ
+==⨯⨯=-==
12. 无规聚丙烯在环已烷或甲苯中, 30℃时测得的空间位阻参数为1.76, 试计算其等效自由结合链的链段长度.
解: 根据空间位阻参数的定义可知:
22222
20,1cos 1cos f r h h nl
Zb θ
σσθ
+===-,其伸直链长度为: max cos 2L nl Zb θ==,
因此
, 2220max 1.760.1542 1.168h b l nm nm L σ===⨯=
13. 某聚苯乙烯试样的分子量为416000, 试估算其无扰链的均方末端距. (已知特征比c n =12)
解: 聚苯乙烯试样的分子量为416000, 则其聚合度为: 416000
4000104
= 即主链上的化学键的数目为: n =8000.
由特征比的定义可知: 2220,n f j n h C h nl C ==, ()2
22
080000.154122277h nm =⨯⨯=
14 聚乙烯主链C-C 键长l 为0.154nm,键角θ为109.5。
,极限特征比C ∞=7.4.试计算其链段长度b. 解：已知Z=h 2max /h 20, b=
h 2
0/ h max
, h
max =Z
b=nl sin(θ/2),
h
2
0=
Z b 2
由上得知：b=Zb 2/Zb= C ∞.nl 2/h max = C ∞.nl 2/nlsin(θ/2)= C ∞.l/sin(θ/2) （1） b≈0.154×7.4/0.83=1.4nm.（2）。