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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与命名法。

1-3 与小分子化合物与小分子材料相比,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“多分散性与多尺度性”、“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与主要学习线索,体会“高分子物理学就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与发展方向。

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(静态与动态);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:包括构造与构型。构造就是指链中原子的种类与排列,取代基与端基的种类,单体单元的排列顺序,支链的类型与长度等。构型就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)。

(2)远程结构:包括分子的大小、构象与形态,链的柔顺性。

注意:因为高分子的长链形状,才产生了如此多的结构层次。

(3)无规线团:高斯链的空间形态。换言之,无规蜷曲的柔性链的空间形态。

(4)内旋转:sigma键的电子云轴对称,因此形成sigma键的两个原子可以绕键对称轴旋转。

注意:无论高分子或小分子,只要就是sigma键就可内旋转。小分子的三维尺寸差不多,内旋转意义不大;而高分子的长短与粗细相差悬殊,故内旋转能导致高分子链出现天文数字的空间形态。我们一般只关注“主链上单键的内旋转”,不太关心侧基上单键。

(5)内旋转势垒:顺式构象与反式构象的位能差。

注意:参考图2-5。相当于内旋转活化能,内旋转势能峰高度。就是ΔE而不就是Δε。

(6)柔顺性:大分子链通过主链上单键的内旋转可以改变构象与形态的性质。

(7)链段:大分子链上由相邻几个单键组成的能够自由取向的最小单位。

注意:链段实际上不存在,就是一个人为的划分。很多时候算出来的链段长度就是个非整数(譬如聚乙烯,le=8、28倍单键投影长度)。但就是链段有明确的物理意义,即链越柔顺,le越小。

(8)均方末端距:末端距平方的平均值。

注意:如何理解“平均值”?有两种“平均”方法,(1)可只对一个链进行时间平均;(2)也可对所有链(某一时刻)作平均。根据统计力学原理,二者的结果相同。

(9)均方旋转(逥旋)半径:教材上有的

(10)自由连接链:假设(1)组成链的化学键不占有体积;(2)每个化学键都不受键角与内旋转势垒的限制,可在空间中自由取向;(3)化学键(链节)数目足够多(这样才可适用统计规律)。这样的链就就是自由连接链。

(11)自由旋转链:化学键在空间中的取向受键角限制。其它同自由连接链。

(12)等效自由连接链:如果真实高分子链(1)有一定柔性;(2)链的轮廓长度足够长,则可将真实链人为划分成很多链段(足够多),那么真实链可瞧做以链段为统

计单元的自由结合连。称为“等效自由结合链”。

(13)Kuhn等效链段:就就是链段。

(14)高斯链:如果高分子链(1)有一定柔性;(2)链的轮廓长度足够长,则其末端距分布符合高斯函数,称为“高斯链”。自由连接链与等效自由连接链都就是高斯链。

(15)θ条件/θ状态:当研究高分子溶液中高分子链的形态时,可选择特定的溶剂—温度组合,便可消除高分子—溶剂相互作用对链形态的影响。这时链形态只与链化学结构有关。称为θ条件/θ状态。

(16)Flory特征比(刚性因子):教材上有的。

2-2高分子材料的结构层次有哪些?

答:链结构(包括近程结构(一级结构)、远程结构(二级结构));聚集态结构(三级结构);织态结构。。。详细的请瞧课件。只有高分子材料有这么复杂的结构层次。

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。

答:不能。等规度属于构型问题,要改变构型则必须打断化学键进行重新排列。

2-4为什么说分子链内旋转对聚合物结构与性能有重大影响?

答:主链上单键内旋转使得柔性链的形态时刻变化,具有柔顺性。当外界条件(如外力)变化时,链可以调整其形态。橡胶的大尺度弹性形变、高聚物的优良韧性都与此有关。

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

答:末端距与旋转半径都就是矢量,所以平均下来就是0。末端距与旋转半径平方后再平均可消除方向因素,只关心其大小。才可用来表征链的形态。“轮廓长度”contour length就是链完全伸直(平面锯齿形链)的长度。因为高分子链一般就是无规线团的形态,所以单用轮廓长度不足以表征链的形态特征。换言之,轮廓长度只适于表征完全刚性链。

2-6如何理解链段的概念?

答:聚合物分子链上单键的内旋转一方面受到相邻非键合原子与原子团的束缚,另一方面受到链之间相互作用力的阻碍,因此聚合物单键内旋转的位垒比较高。当分子链中某一个单键发生内旋转时,它的运动不就是孤立的,它会带动与其相邻的化学键一起运动,从而在主链上形成了由若干个化学键组成的独立运动的小单元——“链段”。链段就是一个统计概念。

2-7顺-1,4-聚异戊二烯与反-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就是橡胶,而后者却就是塑料?

答:顺-1,4-聚异戊二烯链的等同周期较大,常温下不易结晶。而且就是非极性聚合物,分子间相互作用力很小,链上单键内旋转位垒很小,所以链具有很大的柔性,在宏观上表现很大的变形能力,故就是橡胶。反-1,4-聚异戊二烯链的等同周期短,链很规整,故常温下很容易结晶,链被晶格束缚,不能改变形态,宏观上表现塑料特性。

2-8聚乙烯、聚甲醛与聚丙烯的链柔性也很好,为什么不就是橡胶而就是塑料?答:最主要原因就是链很规整,易结晶,材料的结晶度非常高。

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。

答:(1)丁苯橡胶。弹性好,硬度小,热变形温度低;(2)SBS,热塑性弹性体。弹性好,硬度小,热变形温度低;(3)HIPS,高抗冲聚苯乙烯。强度大,弹性小,硬度大,热变形温度高。

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)与交联聚乙烯在性能上的差异?如何区分支化与交联的同种聚合物?

答:

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?

答:等效自由连接链模型最接近真实高分子链,自由连接链最柔顺。

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。

答:按照链柔性从大到小:

(1)聚乙烯>聚丙烯>聚苯乙烯;

非极性取代基,而且取代基不能变形。则取代基体积越大,内旋转越困难,链柔性越小。

(2)聚丙烯>聚氯乙烯>聚丙烯腈;

取代基极性越大,链柔性越小。

(3)聚氯乙烯<聚偏氯乙烯;

对称取代基,链柔性好。

(4)聚丙烯<聚异丁烯;

对称取代基,链柔性好。

(5)聚丙烯<聚1-丁烯<聚1-己烯;

非极性取代基,而且取代基就是柔性链。则取代基越长,柔性越大。

(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;

非极性取代基,而且取代基就是柔性链。则取代基越长,柔性越大。

(7)顺丁橡胶>聚乙烯>聚氯乙烯>聚碳酸酯>纤维素

纤维素链上有大量刚性环状结构与大量羟基,链间可形成大量氢键,故链刚性最大。聚碳酸酯链上也有很大比例的苯环与碳酸酯基团,都就是刚性结构,故链柔性

也很差。聚氯乙烯链上有极性较强的氯原子,链柔性较差。聚乙烯就是非极性聚合物,链柔性较好。顺丁橡胶链上有大量孤立双键,使得链柔性很好。

(8)聚甲醛>聚乙烯>聚苯乙烯>聚甲基丙烯酸甲酯>纤维素;

PMMA 塑料就是双取代,内旋转更加困难。

(9)聚己二酸己二酯>聚对苯二甲酸乙二酯>聚碳酸酯;

(10)聚二甲基硅氧烷>顺-1,4-聚异戊二烯>顺-1,4-聚丁二烯>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?

答:2202

2nl h zb h ==且b>l,z

将zb=nl 与b>l 二式相乘,可得zb 2>nl 2。证明完毕。

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。

答:(1)0.50.52

022,0250.7261cos109.525000.1541cos109.5f r

h h σ???? ? ?=== ? ?- ?????? ?+??

22025h zb ∴== (2)0

109.525000.154sin 125.762

zb =???= 250.2125.76

b nm ∴== (3)125.766330.2

z =≈ (4)1000 1.58633

u =≈ 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?

答:在90—180范围内,键角越大,则自由旋转链的均方末端距越小。如果键角为

180度,则链成为一刚性棒,没有柔性。

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122

0S =67、4A o

,求聚乙烯分子链的Flory 特征比C 、刚性因子σ与最大伸展倍数。

答:()()0.52

20,22200.522max max 0/ 6.5

6.52/32

f r K h h h nl zb h h λ===?===

2-17 在特定溶剂中,不同温度下测得几种聚合物的122h 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就是橡胶及聚苯乙烯就是塑料就是否有矛盾?又温度对分子链柔顺性有何影响?

答:(1)PIB 的K =7、46;PMMA 的K =9、75;PS 的K =11、85

计算过程以PMMA 为例:

22

2

880.50.52228268068010106801009.75

2102h M nm h K nl nl =?=?????=== ? ? ??????? (2)K 值越大,链的刚性越强,无矛盾。

(3)温度高,柔性好。14、16与17选作一题。

注意:l就是单键的投影长度。

高分子物理习题及答案

一、单项选择题 1.高分子的基本运动是( B )。 A.整链运动 B.链段运动 C.链节运动 2.下列一组高聚物分子中,柔性最大的是( A )。 A.聚氯丁二烯 B.聚氯乙烯 C.聚苯乙烯 3. 下列一组高聚物中,最容易结晶的是( A ). A.聚对苯二甲酸乙二酯 B. 聚邻苯二甲酸乙二酯 C. 聚间苯二甲酸乙二酯 4.模拟线性聚合物的蠕变全过程可采用( C )模型。 A.Maxwell B. Kelvin C. 四元件 5.在半晶态聚合物中,发生下列转变时,判别熵值变大的是( A )。 (1)熔融(2)拉伸取向(3)结晶(4)高弹态转变为玻璃态 6.下列一组高聚物分子中,按分子刚性的大小从小到大的顺序是( ADBFC )。 A.聚甲醛; B.聚氯乙烯; C.聚苯乙烯; D. 聚乙烯;F. 聚苯醚 7..假塑性流体的特征是( B )。 A.剪切增稠 B.剪切变稀 C.粘度仅与分子结构和温度有关 8.热力学上最稳定的高分子晶体是( B )。 A.球晶 B.伸直链晶体 C.枝晶 9.下列高聚物中,只发生溶胀而不能溶解的是( B )。 A. 高交联酚醛树脂; B. 低交联酚醛树脂; C.聚甲基丙稀酸甲脂 10.高分子-溶剂相互作用参数χ 1 ( A )聚合物能溶解在所给定的溶剂中 A. χ 1<1/2 B. χ 1 >1/2 C. χ 1 =1/2 11.判断下列叙述中不正确的是( C )。 A.结晶温度越低,体系中晶核的密度越大,所得球晶越小; B.所有热固性塑料都是非晶态高聚物; C.在注射成型中,高聚物受到一定的应力场的作用,结果常常得到伸直链晶体。 12. 判断下列叙述中不正确的是( C )。 A.高聚物的取向状态是热力学上一种非平衡态;

高分子物理试卷一

高分子物理试卷一 一、单项选择题(10分) (下面每个小题只有一个答案是正确的,请将正确答案的编号填在右边的括号里,选对者得1分,不选,错选或者多选均不得分。) 1、在二氧六环中将锌粉与聚氯乙烯共煮,红外光谱表明产物中有环丙烷结构而无双键,则 反应前聚氯乙烯结构单元的键接顺序是()。 (a)头-尾键接(b)头-头键接(c)头-尾和头-头各占50% 2、某结晶性聚合物在偏光显微镜先呈现十字消光图案,则其结晶形态是()。 (a)单晶(b)串晶(c)球晶(d)片晶 3、比较聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯腈(PAN)之间的柔韧性,正确的顺序是()。 (a)PP>PE>PVC>PAN (b)PE>PP>PVC>PAN (c) PE>PP>PAN>PVC (d) PAN>PVC>PP>PE 4、加入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)2 (b) 3 (c) 4 (d) 5 5、聚甲醛的分子链在晶体中的构象是()。 (a)平面锯齿形(b)扭曲的锯齿链(c)螺旋链 6、大多数聚合物熔体都是属于()。 (a)牛顿流体(b)假塑性非牛顿流体(c)宾汉流体(d)胀塑性非牛顿流体 7、聚合物分子之间形成氢键,会使玻璃化转变温度()。 (a) 升高(b)降低(c)不变 8、通常地,在常温下,下列聚合物溶解最困难的是()。 (a)非晶态非极性聚合物(b)非晶态极性聚合物 (c)晶态非极性聚合物(d)晶态极性聚合物 9、下列方法测定的聚合物相对分子质量数值最大的是()。 (a)膜渗透压法(b)沸点升高法(c)稀溶液粘度法(d)光散射法 10、Maxwell模型可以用来描述()。 (a)蠕变过程(b交联聚合物的应力松弛过程(c)线性高聚物的应力松弛 二、多项选择题(20分) (下面每个题至少有一个答案是正确的,请将所有的正确答案的编号填写在括号里。全选对者得两分,选错一个扣一分,少选一个扣0.5分,但不做选择或所选答案全错者不得分。)1、聚甲基丙烯酸甲酯分子之间的相互作用力包括()。 (a)静电力(b)诱导力(c)色散力(d)氢键 2、用来描述聚合物非晶态结构的模型有()。 (a)樱状微束模型(b)无规线团模型(c)两相球粒模型(d)折叠链模型(e)插线板模型 3、下面哪些聚合物适合做弹性体()。 (a)聚异戊二烯(b)天然橡胶(c)聚丁二烯(d)聚氯乙烯 4、高分子的三级结构包括()。 (a)晶态结构(b)取向结构(c)多相结构(d)液晶态结构 5、支持插线板模型的实验依据是()。 (a)结晶PE均方回转半径与在熔体中的一致

高分子物理何曼君版课后思考题答案

高分子物理何曼君版课后思考题答案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

第二章 1、假若聚丙烯的等规度不高,能不能用改变构象的办法提高等规度?说明理由。不能。全同立构和间同立构是两种不同的立体构型。构型是分子中由化学键解: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。构象是围绕单键内旋转所引起的排列变化,改变构象只需克服单键内旋转位垒即可实现。 2、末端距是高分子链的一端到另一端达到的直线距离, 解:因为柔性的高分子链在不断的热运动,它的形态是瞬息万变的,所以只能用它们的平均值来表示,又因为末端距和高分子链的质心到第i个链单元的距离是矢量。它们是矢量,其平均值趋近于零。因此,要取均方末端距和均方回转半径;轮廓长度是高分子链的伸直长度,高分子链有柔顺性,不是刚性链,因此,用轮廓长度描述高分子尺度不能体现其蜷曲的特点。 5、解:无论是均方末端距还是均方回转半径,都只是平均量,获得的只是高分子链的平均尺寸信息。要确切知道高分子的具体形态尺寸,从原则上来说,只知道一个均值往往是不够的。最好的办法是知道末端距的分布函数,也就是处在不同末端距时所对应的高分子构象实现概率大小或构象数比例,这样任何与链尺寸有关的平均物理量和链的具体形状都可由这个分布函数求出。所以需要推导高斯链的构象统计理论。 第三章 1、高分子与溶剂分子的尺寸相差悬殊,两者的分子运动速度差别很大,溶剂分子能较快渗入聚合物,而高分子向溶剂的扩散缓慢。 (1)聚合物的溶解过程要经过两个阶段,先是溶剂分子渗入聚合物内部,使聚合物体积膨胀,称为溶胀;然后才是高分子均匀分散在溶剂中,形成完全溶解的分子分散的均相体系。对于交联的聚合物,在与溶剂接触时也会发生溶胀,但因有交联的化学键束缚,不能再进一步使交联的分子拆散,只能停留在溶胀阶段,不会溶解。 (2)溶解度与聚合物分子量有关,分子量越大,溶解度越大。对交联聚合物来说,交联度大的溶胀度小,交联度小的溶胀度大。 (3)非晶态聚合物的分子堆砌比较松散,分子间的相互作用较弱,因此溶剂分子比较容易渗入聚合物内部使之溶胀和溶解。晶态聚合物由于分子排列规整,堆砌紧密,分子间相互作用力很强,以致溶剂分子渗入聚合物内部非常困难,因此晶态化合物的溶解比非晶态聚合物要困难得多。

《高分子物理》试题

《高分子物理》试题 开课学院:材料学院类别:共( 3 )页 课程号:考试性质:考试 一、解释概念(15分,每题3分) 1、全同立构 2、球晶 3、高分子合金 4、熵弹性 5、应力松弛 二、选择答案(20分,每题1分) 1、高分子科学诺贝尔奖获得者中,()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. Shirakawa 2、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()。 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。 3、聚苯乙烯在张应力作用下,可产生大量银纹,下列说法错误的是()。 A、银纹是高度取向的高分子微纤构成。 B、银纹处密度为0,与本体密度不同。 C、银纹具有应力发白现象。 D、银纹具有强度,与裂纹不同。 4、提高高分子材料的拉伸强度有效途径为()。 A、提高拉伸速度, B、取向, C、增塑, D、加入碳酸钙 5、下列四种聚合物在各自的良溶剂中,常温下不能溶解的为()。 A、聚乙烯, B、聚甲基丙烯酸甲酯, C、无规立构聚丙烯, D、聚氯乙烯 6、高分子热运动是一个松弛过程,松弛时间的大小取决于()。 A、材料固有性质 B、温度 C、外力大小 D、以上三者都有关系。 7、示差扫描量热仪(DSC)是高分子材料研究中常用的方法,常用来研究()。 ⑴T g,⑵T m和平衡熔点,⑶分解温度T d,⑷结晶温度T c,⑸维卡软化温度,⑹ 结晶度,⑺结晶速度,⑻结晶动力学 A、⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻ B、⑴⑵⑶⑷⑹⑺⑻ C、⑴⑵⑶⑷⑸ D、⑴⑵⑷⑹ 8、你会选()聚合物用作液氮罐的软密封。(液氮沸点为77K) A、硅橡胶, B、顺丁橡胶, C、天然橡胶, D、丁苯橡胶

高分子物理题库定

一、填充题 1一般用Mw来表征聚合物平均分子量比Mn更恰当,因为聚合物的性能如强度、熔体粘度更多地依赖于样品中较大的分子。 2在分子量积分分布曲线上,90%处的分子量与50%处的分子量的比值对高分子量尾端较敏感 3均聚物分子中有且只有一种(真实的、隐含的或假设的)单体。因此,-[O(CH2)5CO]m-[OCH2CO]n-属于共聚物,-[CH2CH2CH2CH(CH3)]n- 属于均聚物。 4结晶高分子由于含有完善程度不同的晶体,没有精确的熔点,而存在熔限。 5根据形成条件的不同,聚合物的液晶分为热致性液晶和溶致性液晶。 6高聚物的增塑主要是由于增塑剂的加入导致高分子链间相互作用力的减弱。 7高分子的特性粘度主要反映了溶剂分子与高聚物分子之间的内摩擦效应,其值决定于前者的性质,但更决定于后者的形态和大小,是一个与后者的聚合物分子量有关的量。 8在用毛细管粘度计测定高分子溶液粘度时,其中奥氏粘度计要求每一测定所取的液体体积必须相同。 9甲苯的玻璃化温度为113K,假如以甲苯作为聚苯乙烯(Tg=373K)的增塑剂, 含有20%体积分数甲苯的聚苯乙烯的玻璃化温度为321K 。 10温度升高对高分子的分子运动有两方面的作用,包括增加能量和使聚合物体积膨胀,增大运动空间 11由于聚三氟氯乙烯容易形成结晶,为了制备透明薄板,成型过程中制品冷却要迅速,使之结晶度低,晶粒尺寸小。 12高聚物悬浮液和乳胶等分散体系通常属于假塑型流体,即流体粘度随剪切速率的增加而降低。 13材料的弹性模量是指在弹性形变范围内单位应变所需应力的大小,是材料刚性的一种表征。 14玻璃态和晶态聚合物的拉伸过程本质上都属于高弹形变,但其产生的温度范围不同,前者在Tb 和Tg 之间,而后者在Tg和Tm 之间产生。 15.用塑料绳绑捆东西,时间久了会变松,这是材料的应力松弛现象 16.稳定高聚物分子三维结构的作用力包括氢键、范德华力、疏水作用和盐键。此外共价二硫键在稳定某些高分子的构象方面也起着重要作用。

高分子物理试卷 及答案

高分子物理试卷二答案 一、单项选择题(10分) 1.全同聚乙烯醇的分子链所采取的构象是( A )。 (A )平面锯齿链 (B )扭曲的锯齿链 (C )螺旋链 2.下列聚合物找那个,熔点最高的是( C )。 (A )聚乙烯 (B )聚对二甲苯撑 (C )聚苯撑 3.聚合物分子链的刚性增大,则黏流温度( B )。 (A )降低 (B )升高 (C )基本不变 4.增加聚合物分子的极性,则黏流温度将( C )。 (A )降低 (B )基本不变 (C )升高 5.可以用来解释聚合物的零切黏度与相对分子质量之间相互关系的理论是( B )。 (A )分子链取向 (B )分子链缠结 (C )链段协同运动 6.在下列情况下,交联聚合物在溶剂中的平衡溶胀比最大的是( C )。 (A )高度交联 (B )中度交联 (C )轻度交联 7.光散射的散射体积与θsin 成( B )。 (A )正比 (B )反比 (C )相等 (D )没关系 8.高分子的特性黏数随相对分子质量愈大而( A )。 (A )增大 (B )不变 (C )降低 (D )不确定 9.理想橡胶的泊松比为( C )。 (A )21 < (B )21 > (C ) 21 10.交联高聚物蠕变过程中的形变包括( B )。 (A )普弹形变、高弹形变和黏性流动 (B )普弹形变和高弹形变 (C )高弹形变和黏性流动 二、多项选择题(20分) 1.以下化合物,哪些是天然高分子( AC )。 (A )蛋白质 (B )酚醛树脂 (C )淀粉 (D )PS 2.柔顺性可以通过以下哪些参数定量表征( ABCD )。 (A )链段长度 (B )刚性因子 (C )无扰尺寸 (D )极限特征比 3.以下哪些方法可以测量晶体的生长速度( AB )。 (A )偏光显微镜 (B )小脚激光光散射 (C )光学解偏振法 (D )示差扫描量热法 4.有关聚合物的分子运动,下列描述正确的有( ACD )。 (A )运动单元具有多重性 (B )运动速度不受温度影响 (C )热运动是一个松弛过程 (D )整个分子链的运动称为布朗运动 (E )运动但愿的大小不同,但松弛时间一样 5.下列有关聚合物熔体流变性能的叙述,正确的有( ABDE )。 (A )大多数聚合物熔体在通常的剪切速率范围内表现为假塑性非牛顿流体 (B )在极低的剪切速率范围内,表现为牛顿流体 (C )在通常的剪切速率范围内,黏度随剪切速率升高而增大 (D )黏度随温度升高而下降 (E )在无穷大剪切速率下,在恒定温度下的黏度为常数 6.下面有关聚合物黏流活化能的描述,正确的是( AD )。

《高分子物理》课程习题思考题

《高分子物理》课程习题思考题 (王经武执笔,第六次修订) 第一章高分子链的结构(Ⅰ) 一.解释名词、概念 1.高分子的构型2.全同立构高分子3.间同立构高分子4.等规度5.平均(数均)序列长度 6.高分子的构象7.高分子的柔顺性8.链段9.静态柔顺性10.动态柔顺性11.H pq 二.线型聚异戊二烯可能有哪些构型? 三.聚合物有哪些层次的结构?哪些属于化学结构?哪些属于物理结构? 四.为什么说柔顺性是高分子材料独具的特性? 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。六.若聚丙烯的等规度不高,能否用改变构象的方法提高其等规度?为什么? 七.天然橡胶和古塔玻胶在结构上有何不同?画出示性结构式。 八.有些维尼纶的湿强度低、缩水性大,根本原因是什么? 九.高分子最基本的构象有哪些?在不同条件下可能呈现的典型的构象有哪些? 十.链段的组成、大小有什么特点? 第一章高分子链的结构(Ⅱ) 一.解释名词、概念 1.等效自由连接链 2.高斯链 3.高分子末端距分布函数 二.已知两种聚合物都是PE,如何鉴别哪一种是HDPE,哪一种是LDPE?举出三种方法并说明其依据。 三.假设一种线型聚乙烯高分子链的聚合度为2000,键角为109.5o,C-C键长为1.54?,求: (1)若按自由连接链处理,=?(2)若按自由旋转链处理,=?(3)若在无扰条件下的溶液中测得高分子链的=6.76nl2,该高分子链中含有多少个链段?链段 的平均长度是多少?(4)计算/,/,/,并说明三个比值的物理意义。 四.求:(1)聚合度为5×104的线型聚乙烯的均方末端距(作为自由旋转链),用两种方法计算;(2)求这种聚乙烯的最可几末端距;(3)末端距为10 ?、100 ?的几率。五.试分析纤维素的分子链为什么是刚性的。 六.一块交联度比较小的橡皮,是软的还是硬的?为什么? 七.说说你用过、见过的高分子制品,各是用什么高分子材料制成的?

高分子物理试卷及答案ans2006A[1]

华东理工大学2005–2006学年第2学期 参考答案《高分子科学基础(下)》课程期末考试试卷 A 2006.06 开课学院:材料学院 ,考试形式:闭卷,所需时间: 120 分钟 考生姓名: 学号: 专业: 班级: 题序 一二三四五六七八总分得分 评卷人 一.单项选择题:(10分) (下面每个小题只有一个答案是正确的,请将正确答案的代号填写在左边的括号里。选对者得1分,不选、选错或多选均不得分) (B)1.高分子链的构象属于聚合物结构层次中的: (A)一级结构; (B)二级结构;(C)三级结构; (D)高级结构 (D)2.下列聚合物中不具有旋光异构的是: (A)聚丙烯; (B)聚苯乙烯; (C)聚氯乙烯; (D)聚偏氯乙烯 (D)3.高分子链中C-C单键内旋转位能最低的状态是: (A)顺式;(B)左旁式;(C)右旁式;(D)反式 (C)4.下列高分子链中柔性最好的是: (A)聚苯撑; (B)聚丙烯; (C)1,4-聚异戊二烯; (D)聚苯乙烯 (D)5.下列聚合物内聚能密度最大的是: (A)1,4-聚丁二烯; (B) 聚苯乙烯;(C) 聚氯乙烯;(D)聚丙烯腈 (B)6.在下列情况下,聚合物滞后现象最为明显的是: (A)玻璃态; (B)玻璃化转变区; (C)高弹态; (D)不确定 (A)7.下列聚合物中玻璃化转变温度最高的是: (A)聚氯乙烯;(B)聚乙烯;(C)氯化聚乙烯;(D)聚二甲基硅氧烷 (D)8.高分子溶解在良溶剂中,则: (A)χ1>1/2, Δμ 1E>0; (B)χ 1 >1/2, Δμ 1 E<0; (C)χ1<1/2, Δμ 1E>0; (D)χ 1 <1/2, Δμ 1 E<0 (A)9.光散射法不可测量的是: (A)数均分子量;(B)重均分子量;(C)第二维利系数;(D)均方末端距(A)10.下列聚合物中综合性能最好(同时具有较高的强度和韧性)的是: (A)ABS树脂;(B)聚丙烯腈;(C)聚丁二烯;(D)聚苯乙烯

高分子物理学(吴其晔)课后答案

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。

高分子物理习题答案

高分子物理习题集-答案 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:由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态。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本不同。构象是围绕单键内旋转所引起的排列变化,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)变成全同PP(间同PP);而改变构型必须经过化学键的断裂才能实现。5、试写出线型聚异戊二烯加聚产物可能有那些不同的构型。 答:按照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)不同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.分子间作用力的本质是什么?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:分子间作用力的本质是: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;

《高分子物理》课程习题及思考题

《高分子物理》课程习题思考题 第一章高分子链的结构(Ⅰ) 一.解释名词、概念 1.高分子的构型2.全同立构高分子3.间同立构高分子4.等规度5.平均(数均)序列长度 6.高分子的构象7.高分子的柔顺性8.链段9.静态柔顺性10.动态柔顺性11.H pq 二.线型聚异戊二烯可能有哪些构型? 三.聚合物有哪些层次的结构?哪些属于化学结构?哪些属于物理结构? 四.为什么说柔顺性是高分子材料独具的特性? 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。六.若聚丙烯的等规度不高,能否用改变构象的方法提高其等规度?为什么? 七.天然橡胶和古塔玻胶在结构上有何不同?画出示性结构式。 八.有些维尼纶的湿强度低、缩水性大,根本原因是什么? 九.高分子最基本的构象有哪些?在不同条件下可能呈现的典型的构象有哪些? 十.链段的组成、大小有什么特点? 第一章高分子链的结构(Ⅱ) 一.解释名词、概念 1.等效自由连接链 2.高斯链 3.高分子末端距分布函数 二.已知两种聚合物都是PE,如何鉴别哪一种是HDPE,哪一种是LDPE?举出三种方法并说明其依据。 三.假设一种线型聚乙烯高分子链的聚合度为2000,键角为109.5o,C-C键长为1.54?,求: (1)若按自由连接链处理,=?(2)若按自由旋转链处理,=?(3)若在无扰条件下的溶液中测得高分子链的=6.76nl2,该高分子链中含有多少个链段?链段 的平均长度是多少?(4)计算/,/,/,并说明三个比值的物理意义。 四.求:(1)聚合度为5×104的线型聚乙烯的均方末端距(作为自由旋转链),用两种方法计算;(2)求这种聚乙烯的最可几末端距;(3)末端距为10 ?、100 ?的几率。五.试分析纤维素的分子链为什么是刚性的。 六.一块交联度比较小的橡皮,是软的还是硬的?为什么? 七.说说你用过、见过的高分子制品,各是用什么高分子材料制成的?

高分子物理习题 答案

高分子物理部分复习题 构象;由于单键(σ键)的内旋转,而产生的分子在空间的不同形态。它是不稳定的,分子热运动即能使其构象发生改变 构型;分子中由化学键所固定的原子在空间的排列。稳定的,要改变构型必需经化学键的断裂、重组 柔顺性;高聚物卷曲成无规的线团成团的特性 等同周期、高聚物分子中与主链中心轴平行的方向为晶胞的主轴,其重复的周期 假塑性流体、无屈服应力,并具有粘度随剪切速率增加而减小的流动特性的流体 取向;高分子链在特定的情况下,沿特定方向的择优平行排列,聚合物呈各向异性特征。 熵弹性、聚合物(在Tg以上)处于高弹态时所表现出的独特的力学性质 粘弹性;外力作用,高分子变形行为有液体粘性和固体弹性的双重性质,力学质随时间变化的特性 玻尔兹曼叠加、认为聚合物在某一时刻的弛豫特性是其在该时刻之前已经历的所有弛豫过程所产生结果的线性加和的理论原理 球晶、球晶是由一个晶核开始,以相同的速度同时向空间各方向放射生长形成高温时,晶核少,球晶大 应力损坏(内耗)、聚合物在交变应力作用下产生滞后现象,而使机械能转变为热能的现象 应力松弛、恒温恒应变下,材料的内应变随时间的延长而衰减的现象。 蠕变、恒温、恒负荷下,高聚物材料的形变随时间的延长逐渐增加的现象 玻璃化转变温度Tg:玻璃态向高弹态转变的温度,链段开始运动或冻结的温度。挤出膨大现象、高分子熔体被强迫挤出口模时,挤出物尺寸大于口模尺寸,截面形状也发生变化的现象 时温等效原理、对于同一个松驰过程,既可以在低温下较长观察时间(外力作用时间)观察到,也可以在高温下较短观察时间(外力作用时间)观察出来。 杂链高分子、主链除碳原子以外,还有其他原子,如:氧、氮、硫等存在,同样以共价键相连接 元素有机高分子、主链含Si、P、Se、Al、Ti等,但不含碳原子的高分子 键接结构、结构单元在高分子链中的联结方式 旋光异构、具有四个不同取代基的C原子在空间有两种可能的互不重叠的排列方式,成为互为镜像的两种异构体,并表现出不同的旋光性 均相成核、处于无定型的高分子链由于热涨落而形成晶核的过程 异相成核、是指高分子链被吸附在固体杂质表面而形成晶核的过程。Weissenberg爬杆效应当插入其中的圆棒旋转时,没有因惯性作用而甩向容器壁附近,反而环绕在旋转棒附近,出现沿棒向上爬的“爬杆”现象。 强迫高弹形变对于非晶聚合物,当环境温度处于Tb<T <Tg时,虽然材料处于 玻璃态,链段冻结,但在恰当速率下拉伸,材料仍能发生百分之几百的大变形 冷拉伸;环境温度低于熔点时虽然晶区尚未熔融,材料也发生了很大拉伸变形 溶度参数;单位体积的内聚能称为内聚物密度平方根 介电损耗;电介质在交变电场中极化时,会因极化方向的变化而损耗部分能量和发热,称介电损耗。 聚合物的极化:聚合物在一定条件下发生两极分化,性质偏离的现象 二、填空题

高分子物理_课程期中考试题参考答案

073高分子物理 课程期中考试题参考答案 一、名词解释(每小题2分,共16分) 1. 取向 取向是指非晶高聚物的分子链段或整个高分子链,结晶高聚物的晶带、晶片、晶粒等,在外力作用下,沿外力作用的方向进行有序排列的现象。 2. 柔顺性 高分子链能够改变其构象的性质称为柔顺性。 3. 链段 由于分子内旋受阻而在高分子链中能够自由旋转的单元长度。是描述柔性的尺度。 4. 内聚能密度 把1mol 的液体或固体分子移到其分子引力范围之外所需要的能量为内聚能。单位体积的内聚能称为内聚能密度,一般用CED 表示。 5. 溶解度参数 内聚能密度的平方根称为溶解度参数,一般用δ表示。 6. 等规度 等规度是高聚物中含有全同立构和间同立构总的百分数。 7. 结晶度 结晶度即高聚物试样中结晶部分所占的质量分数(质量结晶度)或者体积分数(体积结晶度)。 8. 液晶 在熔融状态下或溶液状态下,仍然部分保持着晶态物质分子的有序排列,且物理性质呈现各向异性,成为一种具有和晶体性质相似的液体,这种固液之间的中间态称为液态晶体,简称为液晶。 二.选择题(每小题2分,共16分) 1. 测量重均分子量可以选择以下哪种方法: D A .粘度法 B .端基滴定法 C .渗透压法 D .光散射法 2. 下列那种方法可以降低熔点: B 、 D 。 A. 主链上引入芳环; B. 降低结晶度; C. 提高分子量; D. 加入增塑剂。 3. 多分散高聚物下列平均分子量中最小的是 A A 、n M B 、w M C 、z M D 、M 4. 聚合物在溶液中通常呈 C 构象。 A .锯齿形 B .螺旋形 C .无规线团 D .梯形 5. 一般来说,那种材料需要较高程度的取向 B 。 A .塑料 B .纤维 C .橡胶 D .粘合剂 6. 测量数均分子量,不可以选择以下哪种方法: B 。

高分子物理试题库

高分子物理试题库 一、名词解释 取向:取向是指非晶高聚物的分子链段或整个高分子链,结晶高聚物的晶带、晶片、晶粒等,在外力作用下,沿外力作用的方向进行有序排列的现象。 特性粘度 柔顺性:高分子链能够改变其构象的性质称为柔顺性。 链段:由于分子内旋受阻而在高分子链中能够自由旋转的单元长度。是描述柔性的尺度。 内聚能密度:把1mol 的液体或固体分子移到其分子引力范围之外所需要的能量为内聚能。单位体积的内聚能称为内聚能密度,一般用CED 表示。 溶解度参数:内聚能密度的平方根称为溶解度参数,一般用δ表示。 等规度:等规度是高聚物中含有全同立构和间同立构总的百分数。 结晶度结晶度即高聚物试样中结晶部分所占的质量分数(质量结晶度)或者体积分数(体积结晶度)。 液晶:在熔融状态下或溶液状态下,仍然部分保持着晶态物质分子的有序排列,且物理性质呈现各向异性,成为一种具有和晶体性质相似的液体,这种固液之间的中间态称为液态晶体,简称为液晶。 聚电解质溶液 脆性断裂 时温等效原理 零切黏度 应力松弛 银纹 粘弹性 表观粘度 应力 应变 弹性模量 柔量 泊松比 冲击强度 强迫高弹形变 增塑作用 内增塑作用 外增塑作用 蠕变 动态粘弹性 静态粘弹性 滞后 内耗 牛顿流体 假塑性流体 膨胀性流体 宾汉流体 二.选择题 1. 测量重均分子量可以选择以下哪种方法: D A .粘度法 B .端基滴定法 C .渗透压法 D .光散射法 2. 下列那种方法可以降低熔点: B D 。 A. 主链上引入芳环; B. 降低结晶度; C. 提高分子量; D. 加入增塑剂。 3. 多分散高聚物下列平均分子量中最小的是 A A 、n M B 、w M C 、z M D 、M 4. 聚合物在溶液中通常呈 C 构象。 A .锯齿形 B .螺旋形 C .无规线团 D .梯形

高分子物理试卷一

高分子物理试卷一 一、单项选择题(10分) (下面每个小题只有一个答案就是正确的,请将正确答案的编号填在右边的括号里,选对者得1分,不选,错选或者多选均不得分。) 1、在二氧六环中将锌粉与聚氯乙烯共煮,红外光谱表明产物中有环丙烷结构而无双键,则反 应前聚氯乙烯结构单元的键接顺序就是()。 (a) 头-尾键接(b)头-头键接(c)头-尾与头-头各占50% 2、某结晶性聚合物在偏光显微镜先呈现十字消光图案,则其结晶形态就是()。 (a)单晶(b) 串晶(c) 球晶(d)片晶 3、比较聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯腈(PAN)之间的柔韧性,正确的顺序就是()。 (a)PP>PE>PVC>PAN (b)PE>PP>PVC>PAN (c) PE>PP>PAN>PVC (d) PAN>PVC>PP>PE 4、加入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)2 (b) 3 (c) 4 (d) 5 5、聚甲醛的分子链在晶体中的构象就是()。 (a) 平面锯齿形(b) 扭曲的锯齿链(c) 螺旋链 6、大多数聚合物熔体都就是属于()。 (a)牛顿流体(b)假塑性非牛顿流体(c)宾汉流体(d)胀塑性非牛顿流体 7、聚合物分子之间形成氢键,会使玻璃化转变温度()。 (a) 升高(b) 降低(c) 不变 8、通常地,在常温下,下列聚合物溶解最困难的就是()。 (a)非晶态非极性聚合物(b) 非晶态极性聚合物 (c)晶态非极性聚合物(d) 晶态极性聚合物 9、下列方法测定的聚合物相对分子质量数值最大的就是()。 (a)膜渗透压法(b) 沸点升高法(c)稀溶液粘度法(d) 光散射法 10、Maxwell模型可以用来描述()。 (a)蠕变过程(b交联聚合物的应力松弛过程(c)线性高聚物的应力松弛 二、多项选择题(20分) (下面每个题至少有一个答案就是正确的,请将所有的正确答案的编号填写在括号里。全选对者得两分,选错一个扣一分,少选一个扣0、5分,但不做选择或所选答案全错者不得分。) 1、聚甲基丙烯酸甲酯分子之间的相互作用力包括()。 (a)静电力(b)诱导力(c)色散力(d)氢键 2、用来描述聚合物非晶态结构的模型有()。 (a)樱状微束模型(b)无规线团模型(c)两相球粒模型(d)折叠链模型 (e)插线板模型 3、下面哪些聚合物适合做弹性体()。 (a)聚异戊二烯(b)天然橡胶(c)聚丁二烯(d)聚氯乙烯 4、高分子的三级结构包括()。 (a)晶态结构(b)取向结构(c)多相结构(d)液晶态结构 5、支持插线板模型的实验依据就是()。 (a)结晶PE均方回转半径与在熔体中的一致

高分子物理实验思考题(自整理)讲解

实验一黏度法测定聚合物分子量 1.实验操作中,哪些因素对实验结果有影响? 粘度管口径,粘度管是否垂直及是否干净,溶液密度,人的读数误差,秒表精度等等。 2.如何测定mark-houwink方程中的参数k,α值? 答:将聚合物式样进行分级,获得分子量从小到大比均一的组分,然后测定各组分的平均分子量及特性粘度[η]=kMα,两边取对数,作图得斜率和截距。 实验二偏光显微镜法观察聚合物球晶 1.聚合物结晶体生长依赖什么条件,在实际生产中如何控制晶体的形态? 依赖于分子结构的对称性与规整性,以及温度,浓度,成核剂,杂质,机械力等条件。 ①控制形成速度:将熔体急速冷却生成较小球晶,缓慢冷却则生成较大球晶 ②采用共聚的方法:破坏链的均一性和规整性,生成小球晶3外加成核剂可获得甚至更微小的球晶。 实验三扫描电镜观察物质表面微观结构 1.为什么样品边缘或者表面斜坡处比较亮? 因为扫描电镜收集的是二次电子,通过收集的二次电子成像,而样品的边缘和斜坡处由于形貌都比较尖锐突出,所以对二次电子的反射强度高,因而在边缘和斜坡处的图像比较发亮。 2. 电镜的固有缺陷有哪几种?像闪是怎样产生的? 球差,色差,衍色差,像闪。极革化材料加工精度,极革化材料结构和成分不均匀性影响磁饱和,导致场的不均匀性造成像闪。

实验四DSC,DTA 1.解释DSC和DTA测试原理的差异 DTA是测量试样和参比物的温度差,而DSC使试样和参比物的温度相等,而测的是维持试样和参比物的温度相等所需要的功率 DTA:测温差,定性分析,测温范围大,灵敏性低 DSC:测能量差,定量分析,精度高,测温范围小(相对DTA)灵敏度高 2.同一聚合物样品,TGA测试得到样品分解温度及分解步骤有差异,可能原因是什么? 1,通入气体的种类即气氛不同,N2不参与反应,热效应小,影响不大;2升温速率不同,如果升温速率太快反应温度就会不均匀不能得到准确的峰,相反,试量少一些温度会相对均匀,就可以得到尖锐的峰形和相对准确的峰温;3,实验开始时仪器的校准不准确;4样品用量的多少,用量多一点好,在侧重感相同的情况下,可以得到较高的相对精度。 实验五电子拉力机测定聚合物的应力-应变曲线 1. 拉伸速度对测试结果有何影响? 一般情况下,拉伸速度越大,所测得的强度值越高。在低的拉伸速度下,有充足的时间利于缺陷的发展,从而强度值较小,而较大的拉伸速度下,材料的断裂主要是其化学键的破坏引起,测得的强度值较大。 2. 根据拉伸过程中屈服点的表现、伸长率大小及断裂情况,应力-应变曲线大致可分为几种类型? 目前大致可归纳成5种类型

高分子物理第六章考试题库

高分子物理第六章溶液部分 3-1简述聚合物的溶解过程,并解释为什么大多聚合物的溶解速度很慢?解:因为聚合物分子与溶剂分子的大小相差悬殊,两者的分子运动速度差别很大,溶剂分子能比较快地渗透进入高聚物,而高分子向溶剂地扩散却非常慢。这样,高聚物地溶解过程要经过两个阶段,先是溶剂分子渗入高聚物内部,使高聚物体积膨胀,称为“溶胀”,然后才是高分子均匀分散在溶剂中,形成完全溶解地分子分散的均相体系。整个过程往往需要较长的时间。高聚物的聚集态又有非晶态和晶态之分。非晶态高聚物的分子堆砌比较松散,分子间的相互作用较弱,因而溶剂分子比较容易渗入高聚物内部使之溶胀和溶解。晶态高聚物由于分子排列规整,堆砌紧密,分子间相互作用力很强,以致溶剂分子渗入高聚物内部非常困难,因此晶态高聚物的溶解要困难得多。非极性的晶态高聚物(如PE)在室温很难溶解,往往要升温至其熔点附近,待晶态转变为非晶态后才可溶;而极性的晶态高聚物在室温就能溶解在极性溶剂中。 例3-2.用热力学原理解释溶解和溶胀。解:(1)溶解:若高聚物自发地溶于溶剂中,则必须符合:ΔG=ΔH.TΔS≤0上式表明溶解的可能性取决于两个因素:焓的因素(ΔH)和熵的因素(ΔS)。焓的因素取决于溶剂对高聚物溶剂化作用,熵的因素决定于高聚物与溶剂体系的无序度。对于极性高聚物前者说影响较大,对于非极性高聚物后者影响较大。但一般来说,高聚物的溶解过

程ΔS都是增加的,即ΔS>0。显然,要使ΔG<0,则要求ΔH 越小越好,最好为负值或较小的正值。极性高聚物溶于极性溶剂,常因溶剂化作用而放热。因此,ΔH总小于零,即ΔG<0,溶解过程自发进行。根据晶格理论得ΔH=χ1KTN1φ2(3-1)式中χ1称为Huggins参数,它反映高分子与溶剂混合时相互作用能的变化。χ1KT的物理意义表示当一个溶剂分子放到高聚物中去时所引起的能量变化(因为N1=1,φ1≈1,ΔH≈χ1KT)。而非极性高聚物溶于非极性溶剂,假定溶解过程没有体积的变化(即ΔV=0),其ΔH的计算可用Hildebrand的溶度公式:ΔH=Vφ1φ2(δ1.δ2)2(3-2)式中φ是体积分数,δ是溶度参数,下标1和2分别表示溶剂和溶质,V是溶液的总体积。从式中可知ΔH 总是正的,当δ1..→δ2时,ΔH..→0。一般要求δ1与δ2的差不超过1.7~2。综上所述,便知选择溶剂时要求χ1越小或δ1和δ2相差越小越好的道理。注意:①Hildebrand公式中δ仅适用于非晶态、非极性的聚合物,仅考虑结构单元之间的色散力,因此用δ相近原则选择溶剂时有例外。δ相近原则只是必要条件,充分条件还应有溶剂与溶质的极性和形成的氢键程度要大致相等,即当考虑结构单元间除有色散力外,还有偶极力和氢键作用时,则有ΔH=Vφφ[()(pp)()22122122121hhddδδδδδδ.+.+.]式中d、p、h分别代表色散力、偶极力和氢键的贡献,这样计算的δ就有广义性。②对高度结晶的聚合物,应把熔化热ΔHm和熔化熵ΔSm包括到自由能中,即ΔG=(ΔH+ΔHm).T(ΔS+ΔSm)当

最新高分子物理试卷三答案

高分子物理试卷三答案 一、单项选择题(10分) (下面每个小题只有一个答案是正确的,请将正确答案的编号填在右边的括号里。选对者得1分,不选、选错多选均不得分。) 1.如果不考虑键接顺序,线形聚异戊二烯的异构种类数为(C )。 (A)6 (B)7 (C)8 2. 全同聚乙烯醇的分子链所采取的构象是(A )。 (A)平面锯齿链(B)扭曲的锯齿链(C)螺旋链 3.下列聚合物中,不存在旋光异构体的是(B )。 (A)PP (B)PIB (C)聚异戊二烯 4. 高聚物的黏流温度随相对分子质量的增大而(B )。 (A)保持不变(B)上升(C)下降(D)先上升然后保持不变5.在聚合物的黏流温度以下,描述高聚物的表观黏度与温度之间关系的方程式是(B )。(A)Arrhenius方程(B)WLF方程(C)Avrami方程 6.高聚物的流动模式是(B )。 (A)分子链的整体迁移(B)链段的跃迁 (C)端基的运动 7.同一聚合物的下列三种不同的黏度,最大的是(A )。 (A)零剪切黏度(B)表观黏度(C)无穷剪切黏度 8.两试样的凝胶渗透色谱的淋出体积相等,则它们的下列参数相等的是( D )。 (A)相对分子质量(B)特性黏数(C)Huggins参数(D)流体力学体积 9.下列实验方法,可以测量聚合物损耗模量的是(B )。 (A)DSC (B)DMA (C)拉伸实验 10. Maxwell模型可以用来描述(C )。 (A)蠕变过程(B)交联高聚物的应力松弛过程 (C)线形高聚物的应力松弛 二、多项选择题(20分) (下面每个小题至少有一个答案是正确的,请将所有正确答案的编号填写在括号里。全选对者得2分,每错一个扣1分,每少选一个扣0.5分,但不做选择或所选答案全错者不得分。)1.下面能作为塑料使用的聚二丁烯有(ABD )。 (A)全同1,2-丁二烯(B)间同聚1,2-丁二烯 (C)顺式聚1,4-丁二烯(D)反式聚1,4-丁二烯 2.高分子的二级结构包括(AC )。 (A)构象(B)晶态结构 (C)相对分子质量及其分布(D)键接方式 3.高分子的三级结构包括(ABD )。 (A)晶态结构(B)取向结构(C)多相结构(D)液晶态结构 4.凝聚态结构可以采用哪些方法进行表征(BCD )。 (A)广角X射线衍射(B)红外光谱 (C)电子显微镜(D)小角X射线衍射 5.下列实验方法,可以用来测定玻璃化转变温度的是(ABC )。

关于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[?]=KM?关系 (3)高分子多分散性 (4)创刊《die 》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。答:由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态(内旋转异构体)称为构象。不能用改变构象的办法提高其更规度。等规度是指高聚物中含有全同和间同异构体的总的百分数,涉及的是构型问题,要改变等规度,即要改变构型。而构型是由化学键所固定的原子或基团在空间的几何排布,改变构型必须通过化学键的断裂和重组。 11.假定聚丙烯主链上的键长为纳米,键角为°,根据下表所列数据,求其等效自由结合链的链段长度l e及极限特征比C?。 聚合物溶剂温度(℃)A×104(nm)? 聚丙烯(无规)环已烷、甲苯30 835 答:

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