高分子物理学习题 第一章

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）。

2-2高分子材料的结构层次有哪些？

2-3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。

2-4为什么说分子链内旋转对聚合物结构和性能有重大影响？

2-5为何采用均方末端距和均方旋转半径而不直接用平均末端距和平均旋转半径以及轮廓长度来描述高分子的尺寸？

2-6如何理解链段的概念？

2-7顺-1，4-聚异戊二烯和反-1，4-聚异戊二烯具有相同的化学结构，为什么前者在室温下是橡胶，而后者却是塑料？

2-8聚乙烯、聚甲醛和聚丙烯的链柔性也很好，为什么不是橡胶而是塑料？

2-9命名以下三种共聚物，并预测其主要性能（强度、弹性、硬度、热变形温度等）：（1）75％丁二烯与25％苯乙烯组成的无规共聚物；（2）30％丁二烯与

70%苯乙烯组成的三嵌段共聚物；（3）98％苯乙烯—2％丁二烯的接枝共聚物。 2-10 试从结构上分析高压聚乙烯（LDPE ）、低压聚乙烯（HDPE ）、线形低密度聚乙烯（LLDPE ）和交联聚乙烯在性能上的差异？如何区分支化和交联的同种聚合物？

2-11 自由连接链，自由旋转链，等效自由连接链模型，哪种模型最接近真实高分子链？比较而言，哪种链最柔顺？

2-12 将下列各组高分子按照链柔顺性大小排序，并指明原因。

（1）聚乙烯，聚丙烯，聚苯乙烯；（2）聚丙烯，聚氯乙烯，聚丙烯腈；（3）聚氯乙烯，聚偏氯乙烯；（4）聚丙烯，聚异丁烯；（5）聚丙烯，聚1-丁烯，聚1-己烯；（6）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；（7）聚乙烯，纤维素，聚碳酸酯，顺丁橡胶，聚氯乙烯；（8）聚乙烯，聚甲醛，聚苯乙烯，聚甲基丙烯酸甲酯，纤维素；（9）聚己二酸己二酯，聚对苯二甲酸乙二酯，聚碳酸酯；（10）顺-1，4-聚丁二烯，顺-1，4-聚异戊二烯，聚二甲基硅氧烷，聚丙烯，聚甲基丙烯酸甲酯

2-13 若链的伸直长度L max 一定，试证明以链段为独立运动单元的“等效自由连接链”的均方末端距大于“自由连接链”的均方末端距？

2-14 某α-烯烃的平均聚合度为500，均方末端距为=2θh 25nm 2，试求：1)刚性因子σ；2）作为大分子独立运动单元的链段长b ；3）每个大分子包含的平均链段数N ；4）每个统计链段包含的重复结构单元数。

2-15 已知高分子主链上的键角大于90°，定性地讨论自由旋转链的均方末端距与键角的关系？如果键角为180°，大分子链有无柔顺性可言？

2-16 已知聚乙烯的聚合度n X =1000，在θ溶剂中测得聚乙烯分子链的均方根旋转半径1

22

0S =67.4A

，求聚乙烯分子链的Flory 特征比C 、刚性因子σ和最大伸展倍数。

2-17 在特定溶剂中，不同温度下测得几种聚合物的1

22h A M θ⎛⎫= ⎪⎝⎭值如下表

（其中M 为聚合物的平均分子量）。试求它们的刚性因子σ值。计算的结果与聚异丁烯是橡胶及聚苯乙烯是塑料是否有矛盾？又温度对分子链柔顺性有

14、16和17选作一题。