高分子物理习题答案1-5章
习题解答
第一章
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）PVAc ，（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）
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：
（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
23C C
CH 2CH 2CH 3H
C C C C C
C R
R R CH 3CH 3
3H H
H
H H H (R =CH CH 2)C C C C C
C R
R R H H
H
H H H H H H (R =C(CH 3)CH 2)C C C C C C
R R R CH 3CH 33
H H
H
H H H (R =CH CH 2)C C C C C
C R R R H H H H H H H
H
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 C
CH CH 3CH 2CH 2n
1
2
34
C CH
CH 3
CH 2CH 2n
1
234
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。
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。
性能的影响是：全同或间同立构易结晶，熔点高，材料有一定强度；其中全同立构的结晶度、熔点、强度会比间同立构略高一点。无规立构不结晶或结晶度低，强度差。
常见错误分析：“只存在间同立构，不存在全同立构。”
以上写法省略了H ，根据上述结构式，似乎只存在间同不存在全同。这是一种误解，实际上碳的四个价键为四面体结构，三个价键不会在一个平面上。而在平面上表示的只是一个示意，全同与间同的真正区别在于CH 3是全在纸平面之上（或之下），或间隔地在纸平面之上和之下。
4 试述下列烯类高聚物的构型特点及其名称。式中D 表示链节结构是D 构型，L 是L 构型。 （1） －D －D －D －D －D －D －D － （2） －L －L －L －L －L －L －L －
（3） —D －L －D －L －D －L －D －L － （4） —D －D －L －D －L －L －L － 解：（1）全同立构；（2）全同立构；（3）间同立构；（4）无规立构。
常见错误分析：“（1）和（2）是均聚；（3）是交替共聚；（4）是无规共聚。”这里是将构型与共聚序列混为一谈。
CH 3CH 2CH O n *
C C C C H H CH 3CH 3H H H H O O C C C C H H CH 3CH 3
H H H
H O O O C C C C H H CH 3CH 3H H H H O O C C C C H H CH 3CH 3H H
H H O O
O C C C C H H CH 3CH 3H H H H O O C C C C H H CH 3
CH 3
H H H H O
O O ① 全同
② 间同 ③ 无规 O O CH 3CH 3
O O
CH 3
5.写出由取代的二烯
CH 3—CH ＝CH —CH ＝CH —COOCH 3
经加聚反应得到的聚合物，若只考虑单体的1，4一加成，和单体头一尾相接，则理论上 可有几种立体异构？
解 该单体经1，4一加聚后，且只考虑单体的头一尾相接，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 COOCH 3CH CH CH CH 3CH COOCH 3C H CH CH
CH 3
即含有两种不对称碳原子和一个碳一碳双键，理论上可有8种具有三重有规立构的聚
合物。
（a ）
（b
）
（c ）
（d ）
(e)
(f)
(g) (h)
图l-5 三重有规立构的聚合物
（a ）反式——叠同三重全同立构(trans-erythrotriisotactic) （b ）顺式——叠同三重全同立构(cis-erythro-triisotactic) （c ）反式——非叠同三重全同立构(trans —threotriisotactic) （d ）顺式——非叠同三重全同立构(cis-threo-triisotactic)
（e）反式——非叠同三重间同立构(trans -threoytrisyndiotactic)
（f）顺式——非叠同三重间同立构(cis -threotrisyndiotactic)
（g）反式——叠同三重间同立构(trans -erythreoytrisyndiotactic)
（h）顺式——叠同三重间同立构(cis -erythreotrisyndiotactic)
6.以聚丁二烯为例，说明一次结构（近程结构）对聚合物性能的影响？
解：单体丁二烯进行配位聚合，由于1,2加成与1,4加成的能量差不多，所以可得到两类聚
合物。一类是聚1,2-丁二烯，通式是；另一类是聚1,4-丁二烯，通式是
。每一类都可能存在立体异构，如
由于一次结构不同，导致聚集态结构不同，因此性能不同。其中顺式聚1,4-丁二烯规整性差，不易结晶，常温下是无定形的弹性体，可作橡胶用。其余三种，由于结构规整易结晶，使聚合物弹性变差或失去弹性，不易作橡胶用，其性能之差详见表1-6。
子（g/cm3）剂）温）20℃90℃
全同聚1,2-丁二烯120～125 0.96 难硬，韧，结晶
性
45～55 90～92
间同聚1,2-丁二烯154～155 0.96 难硬，韧，结晶
性
顺式聚1,4-丁二烯4 1.01 易无定形
硬弹性
88～90 92～95
反式聚1,4-丁二烯135～148 1.02 难硬，韧，结晶
性
75～80 90～93
7.聚氯乙烯用锌粉在二氧六环中回流处理，结果发现有86％左右的氯被脱除，产物中有环丙烷结构，而无C＝C结构，就此实验事实，说明聚氯乙烯链中单体的键接方式．
解：聚氯乙烯中头－尾相接的单元脱除Cl 原子后形成环丙烷结构；而头－头相接的单元脱除Cl 原子后形成双键。所以该聚氯乙烯链中单体全部为头－尾相接。 8.有全同立构和无规立构两种聚丙烯，为测定其单体连接顺序，先分别将此两种聚丙烯氯化，并控制每一结构单元平均引入一个C1原子，再脱除HCI ，并进一步热裂解成环，则可得到各种取代苯．由裂解色谱分析得知，全同立构的裂解碎片中， 1，2，4一三甲苯／1，3，5一三甲苯 = 2．5／97．5；而无规立构物的裂解碎片中，这一比例为9．5／90．5。试由以上实验数据，推断这两种聚丙烯大分子链的单体连接顺序。 解：用例1－7的方法，
三单元组－A －A －A －或－B －B －B －均环化得1,3,5三甲苯；而其他三单元组－A －A －B －，－B －A －A －，－A －B －A －，－B －B －A ，－A －B －B －，－B －A －B －均环化得1,2,4三甲苯。所以结论是，无规立构聚丙烯中，单体头－头连接率为9.5％；全同立构聚丙烯中单体头－头连接率为2.5％。
9 (1)由丙烯得到的全同立构聚丙烯有无旋光性?
(2)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? 解：（1）无旋光性。
（2）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；而改变构型必须经过化学键的断裂才能实现。
10.近程相互作用和远程相互作用的含义及它们对高分子链的构象有何影响？
解：所谓“近程”和“远程”是根据沿大分子链的走向来区分的，并非为三维空间上的远和近。事实上，即使是沿高分子长链相距很远的链节，也会由于主链单键的内旋转而会在三维空间上相互靠的很近。
高分子链节中非键合原子间的相互作用——近程相互作用，主要表现为斥力，如
中两个C 原子上的H 原子，两个H 原子的范德华半径之和为0.240nm ，当两个H
原子为反式构象时，其间的距离为0.247 nm ，处于顺式构象时为0.226nm 。
因此，H 原子间的相互作用主要表现为斥力，至于其它非键合原子间更是如此。近程相互排斥作用的存在，使得实际高分子的内旋转受阻，使之在空间可能有的构象数远远小于自由内旋转的情况。受阻程度越大，构象数就越少，高分子链的柔性就越小。远程相互作用可为斥力，也可为引力。当大分子链中相距较远的原子或原子团由于单键的内旋转，可使其间的距离小于范德华距离而表现为斥力，大于范德华距离为引力。无论哪种力都使内旋转受阻，构象数减少，柔性下降，末端距变大。高分子链占有体积及交联和氢键等都属于远程相互作用。
11.计算相对分子质量为106的线形聚苯乙烯分子的均方根末端距． (1)假定链自由取向(即自由结合)． (2)假定在一定锥角上自由旋转．
解：n = 2×106
/104=19231
l = 0.154nm
(1)
22
2,154.019231
?==nl h j f CH CH 2CH 3
CH CH 2CH 3+A B
()nm l n h j
f 4.212
12,==
(2) 222,2cos 1cos 1nl nl h j
f ≈-+=θ
θ
()nm l n h r
f 2.302212,==
12.（1）计算相对分子质量为280 000的线形聚乙烯分子的自由旋转链的均方末端距。键长0.154nm ，键角为109.5°；
（2） 用光散射法测得在θ溶剂中上述样品的链均方根末端为56.7nm ，计算刚性比值； （3） 由自由旋转链的均方末端距求均方旋转半径。 解：（1）2
2,2f r h nl =＝2×2×10000×1.542=949nm 2
(2) ()
1
2
2
20,/f r
h h
σ==1.84
(3)
226
1
h s ==158nm 2
13.已知顺式聚异戊二烯每个单体单元是0.46nm ，而且n h 2.162=，问这个大分子的统计上等效自由结合链的链段数和链段长度。（注：这里n 为单体单元数目） 解：∵22
e e l n h
=，e e l n L =max
联立此两方程，并解二元一次方程得
22max h L n e =，max 2
L h l e = ∵n L 46.0max =
∴()n n n e
013.02
.1646.02==，nm n n l
e
352.046.02.16==
14. 长度足够大的高分子链，可用以链段为统计单元的等效自由取向链来统计处理．今有一
个大分子A ，含有p 个自由取向的链段，另有一个大分子B ，含有q 个自由取向链段．现将B 分子接枝到A 分子的正中链段上，若接枝前后的三种大分子的链段长度不变，其数值均为b ．求从A 分子的一端到此支化分子的另二端A /及B 的均方末端距为多大． 解：
22'
pb h AA =，22
2b q p h AB ??
? ??+= 15.试从下列高聚物的链节结构，定性判断分子链的柔性或刚性，并分析原因．
A ’
(1)
CH 2
C CH 3
3
(2)
CH R
C N H
O
(3)
CH 2
CH CN
(4)
O C CH 3
CH 3
O C O
(5)
C
C
C
C
解：（1）柔性。因为两个对称的侧甲基使主链间距离增大，链间作用力减弱，内旋转位垒降低。
（2）刚性。因为分子间有强的氢键，分子间作用力大，内旋转位垒高。
（3）刚性。因为侧基极性大，分子间作用力大，内旋转位垒高。 （4）刚性。因为主链上有苯环，内旋转较困难。
（5）刚性。因为侧基体积大，妨碍内旋转，而且主链与侧链形成了大π键共轭体系，使链僵硬。
16. 比较以下两种聚合物的柔顺性，并说明为什么?
解：聚氯丁二烯的柔顺性好于聚氯乙烯，所以前者用作橡胶而后者用作塑料。聚氯乙烯有极性的侧基Cl ，有一定刚性。聚氯丁二烯虽然也有极性取代基Cl ，但Cl 的密度较小，极性较弱，另一方面主链上存在孤立双键，孤立双键相邻的单键的内旋转位垒较小，因为①键角较大（120°而不是109.5°），②双键上只有一个H 原子或取代基，而不是两个。 17. 比较以下三个聚合物的柔顺性，从结构上简要说明原因。
解：（1）的刚性最大，因为双键与苯环共轭；（2）的柔性最大，因为双键是孤立双键；（3）介于中间。
18. 下表数据说明了什么?试从结构上予以分析：
聚合物的刚性因子
聚二甲基硅氧烷 1．4
～1．6 聚异戊二烯 1．
5～1．7
CH CH 22n CH CH CH 2n CH 2CH CH 22n
(1)(2)(3)
聚乙烯 1．83
聚苯乙烯 2．2～2．4
硝化纤维素 4．2 解：刚性因子(
)
2
12,20r
f h
h =σ
σ越大，说明分子链刚性越大，或柔性越小。
（1）聚二甲基硅氧烷：由于Si －O 键中氧原子周围没有侧基，而且Si －O 键的键长较大，Si －O －Si 的键角也较大，所以内旋转容易，分子链极为柔顺。
（2）聚异戊二烯：由于双键上的侧基（或原子）数目较单键少，键角120°大于一般单键的109.5°，所以孤立双键邻近的单键内旋转位垒较少，分子链也非常柔顺。
（3）聚乙烯：具有一定柔顺性。
（4）聚苯乙烯：侧基较大，由于空间位阻对内旋转不利，从而刚性比聚乙烯大。 （5）硝化纤维素：主链上的六元环结构使内旋转困难。而且分子间能形成氢键，侧硝酸酯基也有极性，这些因素都大大增加分子刚性。
19. 在特种溶剂中在不同温度时测得下列高聚物的120
()h M
值如下表，试求它们的刚性因子σ。
你计算所得的结果与聚异丁烯是橡胶及聚苯乙烯是塑料有没有矛盾? 又温度对分子链的刚
硬性有什么影响? (提示：先算出21
,2
()f r h M
)。
()2
12,M h A r
f =
先求出()2
02
022,08.3154.042???? ?
?=
??==M M M M M nl M
h
r
f 式中：M 0为链节相对分子质量
代入σ式得，308
.00
M A =σ
高聚物 M 0 温度/℃ σ
聚异丁烯 56 24 1.93 95 1.84 聚甲基丙烯酸甲酯
100
30
2.21
聚苯乙烯 104
25 2.43 70
2.35
可见，（1）聚异丁烯柔性大，是橡胶；聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯刚性大，是塑料。计算结果与实际一致。（2）随着温度提高，σ减少，即刚性减少。
第二章
1 根据高聚物的分子结构和分子间作用能，定性地讨论表2-1中所列各高聚物的性能。
于用作弹性体。其中聚乙烯由于结构高度对称性，太易于结晶，从而实际上只能用作塑料，但从纯C －C 单键的结构来说本来应当有很好的柔顺性，理应是个橡胶。
（2）聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醋酸乙烯酯和聚氯乙烯的柔顺性适中，适合用作塑料。
（3）聚对苯二甲酸乙二酯、尼龙66和聚丙烯腈的分子间作用力大，柔顺性较差，刚性和强度较大，宜作纤维。
可见一般规律是内聚能密度<70卡/厘米3的为橡胶；内聚能密度70～100的为塑料；>100的为纤维。
2. 已知聚丙烯的熔点T m =176℃，结构单元熔化热ΔH u =8.36kJ ·mol -1，试计算：
(1)平均聚合度分别为=DP 6、10、30、1000的情况下，由于端链效应引起的T m 下降为多大?
(2)若用第二组分和它共聚，且第二组分不进入晶格，试估计第二组分占10％摩尔分数时共聚物的熔点为多少?
解 (1)
DP
H R
T T u m m ??=
-2110 式中，T o =176℃=449K ，R=8.31J ·mol -l K -1，用不同DP 值代入公式计算得到：
T m1=337K(104℃)，降低值176—104=72℃ T m2=403K(130℃)，降低值176—130=46℃ T m3=432K(159℃)，降低值176—159=17℃ T m4=448K(175℃)，降低值176—175=1℃ 可见当DP >1000时，端链效应开始可以忽略. (2)由于X A =0.9，X B =0.1
1000
36.89.0ln 31.844911ln 110?-
=?-=-m A u
m m T X H R T T
∴T m =428.8K (156℃)
3. 试推导用密度法求结晶度的公式
a
c a
c W c f ρρρρρρ--?
=
式中ρ为样品密度，ρc 为结晶部分密度，ρa 为非晶部分密度 解：()1w w c c c a V
f V f V =+-
∴
w a c a
c a c c a
V V f V V ρρρρρρ--=
=?
-- 4．证明x m ＝A(1-a ρ/s ρ)，其中A 取决于聚合物的种类，但与结晶度无关。如果某种聚合物的两个样品的密度为1346和1392Kgm -3，通过X 光衍射测得x m 为10％和50％，计算a ρ和c ρ，以及密度为1357Kgm -3的第三个样品的质量结晶度。 解：x m ＝
s
c
ρρ（
a c a s ρρρρ--）＝a c c ρρρ-·（s a s ρρρ-）＝A(1－s a ρρ
)
式中A=
a
c c
ρρρ- 与样品的结晶度无关。
上式两边乘以s ρ， x m s ρ＝A(s ρ-a ρ)
代入两个样品的密度和结晶度值，
13925.013461.0??＝a
a
ρ--13921346
得到a ρ＝1335 Kgm -3。
将第二个样品的数据代入x m s ρ＝A(s ρ-a ρ) 得1/A=0.5×1392/（1392－1335）＝12.21 而1/A=1-a ρ/c ρ，于是
c ρ＝
A a
/11-ρ=
0819
.011335
-=1454 Kgm -3
对于第三个样品，
x m ＝A(1-
s
a
ρρ)＝12.21（1－1335/1357）=0.198（或19.8％） 5. 回答密度梯度管法测定聚合物结晶度实验中的以下几个问题： （1）如何选择轻液和重液？
（2）如何保证梯度分布好并且稳定？ （3）如何提高梯度管的灵敏度？
（4）为什么试样要用轻液浸润？不浸润会有什么后果？
（5）标准玻璃小球的密度是在20℃时标定的，能否在30℃时使用？ 解：（1）a 、两种液体必须能无限混溶且具有体积加和性。混和时不起化学作用。液体最好是无色的。
b 、对被测高聚物应当没有溶解、溶涨或显著的诱导结晶作用。
c 、两种液体的密度值差别应当适当，最合适的情况应使梯度管适合所测定的聚合物
密度范围，又有最小的灵敏度值。
d 、必须具有低的黏度和挥发性。
e 、两种液体的混合物易于分离回收。
f 、价格便宜，或来源方便。 （2）a 、B 杯要搅拌均匀。
b 、掌握好“A 杯轻液刚好能流入B 杯”的操作。
c 、流速掌握在4～6mL/min ，以保证流速u B ＝2u A 。由于B 杯压力头下降，流速u B
有逐渐减慢的趋势，因而要精心控制，但不易太多地调节，以免被动。
d 、移动梯度管必须十分小心，放入玻璃球和样品的动作要很轻。如果在测定过程中
必须取出玻璃小球或样品时，必须用细金属丝做成的网篮以极其缓慢（25分/250mm 即1cm/1分钟）的速度取出。
e 、对于精确的测定，必须恒温进行，因为液体的膨胀系数较大，例如四氯化碳
0.00194/℃，苯0.00105/℃。
（3）适当减小轻液和重液间的密度差。
（4）梯度管上层为轻液，用轻液浸润的玻璃小球投入管中后扰动较小。不浸润会使测定结果偏低，由于试样表面有小气泡而上浮。
（5）可以使用。因为玻璃的体膨胀系数很小，只有0.000025/℃。假定玻璃球是实心的，则从20℃升到30℃时，玻璃球的体积膨胀了0.00025倍，即成为原来体积的1.00025倍，也就是说玻璃球的密度下降为原来的1/1.00025倍。原玻璃球20℃的密度以其上限2.8
计算，则30℃时成为 2.7993，减少了0.0007g/cm 3
,这个数目比实验中梯度管的灵敏度～
0.002 g/cm 3
小，因而不会产生显著误差。如果考虑到玻璃球是空心时，其密度减少的数目将更小。
6. 将下列三组聚合物的结晶难易程度排列成序： (1)PE ，PP ，PVC ，PS ，PAN ；
(2)聚对苯二甲酸乙二酯，聚间苯二甲酸乙二酯，聚己二酸乙二酯； (3)PA 66，PA 1010． 解：结晶难易程度为：
（1）PE>PAN>PP>PVC>PS
（2）聚己二酸乙二酯>PET>聚间苯二甲酸乙二酯
由于聚己二酸乙二酯柔性好，而聚间苯二甲酸乙二酯对称性不好。 （3）尼龙66>尼龙1010
由于尼龙66分子中的氢键密度大于尼龙1010。
7. 有两种乙烯和丙烯的共聚物，其组成相同（均为65％乙烯和35％丙烯），但其中一种室温时是橡胶状的，一直到稳定降至约－70℃时才变硬，另一种室温时却是硬而韧又不透明的材料。试解释它们内在结构上的差别。
解：前者是无规共聚物，丙烯上的甲基在分子链上是无规排列的，这样在晶格中难以堆砌整齐，所以得到一个无定形的橡胶状的透明聚合物。
后者是乙烯和有规立构聚丙烯的嵌段共聚物，乙烯的长嵌段堆砌入聚乙烯晶格，而丙烯嵌段堆砌入聚丙烯晶格。由于能结晶从而是硬而韧的塑料，且不透明。
错误分析：“前者是交替共聚物”。交替共聚物的结构规则性也很好，也易结晶。
8. 为什么聚对苯二甲酸乙二酯从熔体淬火时得到透明体？为什么IPMMA是不透明的？
解：聚对苯二甲酸乙二酯的结晶速度很慢，快速冷却时来不及结晶，所以透明。等规PMMA 结晶能力大，结晶快，所以它的试样是不透明的。
9.试分析聚三氟氯乙烯是否结晶性聚合物?要制成透明薄板制品，问成型过程中要注意什么
条件的控制?
解：是结晶性聚合物，由于氯原子与氟原子大小差不多，分子结构的对称性好，所以易结晶。
成型过程中要使制品快速冷却，以降低结晶度并使晶粒更细小，才能得到透明薄板。10.聚合物在结晶过程中会发生体积收缩现象，为什么? 图2-10是含硫量不同的橡皮在结
晶过程中体积改变与时间的关系，从这些曲线关系能得出什么结论?试讨论之。
图2－10 含硫量不同的橡皮在结晶过程中体积改变与时间的关系
解：结晶中分子链的规则堆砌使密度增加，从而结晶过程中发生体积收缩。
橡胶含硫量增加，减少了结晶能力，结晶程度和结晶速度都下降，表现在曲线最大的体积收缩率％和曲线斜率都减少。
11. 透明的聚酯薄膜在室温二氧六环中浸泡数分钟就变为不透明，这是为什么?
解：称溶剂诱导结晶，有机溶剂渗入聚合物分子链之间降低了高分子链间相互作用力，使链段更易运动，从而T g降低至室温以下而结晶。
12.（1）将熔融态的聚乙烯（PE）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）和聚苯乙烯（PS）淬冷
到室温，PE是半透明的，而PET和PS是透明的。为什么？
T下进行拉伸，发现试样外观由透明（2）将上述的PET透明试样，在接近玻璃化温度
g
变为混浊，试从热力学观点来解释这一现象。
解：（1）当光线通过物体时，若全部通过，则此物体是透明的。若光线全部被吸收，则此物体为黑色。对于高聚物的晶态结构总是晶区与非晶区共存，而晶区与非晶区的密度不同，物质的折光率又与密度有关，因此，高聚物的晶区与非晶区折光率不同。光线通过结晶高聚
物时，在晶区界面上必然发生折射、反射和散射，不能直接通过，故两相并存的结晶高聚物通常呈乳白色，不透明或半透明，如聚乙烯、尼龙等。当结晶度减小时，透明度增加。对于完全非晶的高聚物，光线能通过，通常是透明的，如有机玻璃、聚苯乙烯等。另外结晶性高聚物要满足充要条件（化学结构的规整性和几何结构的规整性，温度和时间）才能结晶，否则是不可能的。PE 由于结晶能力特别强，用液氮（-193℃）将其熔体淬冷也得不到完全非晶体，总是晶区与非晶区共存，因而呈现半透明。PET 是结晶能力较弱的聚合物，将其熔体淬冷，由于无足够的时间使其链段排入晶格，结果得到的是非晶态而呈透明性。PS 没加任何说明都认为是无规立构的。无规立构的PS 在任何条件下都不能结晶，所以呈现透明性。 （2）PET 在接近g T 进行拉伸，由于拉伸使得大分子链或链段在外力的方向上取向而呈现一定的有序性，使之容易结晶。由于结晶，使之由透明变为混浊。拉伸有利于结晶，在热力学上是这样解释的：根据S T H G ?-?=?，已知结晶过程是放热和有序排列的过程，所以H ?<0，S ?<0。
要使得结晶过程自发进行，势必要求G ?<0，即H ?>S T ?，也就是说S ?越小越好，设未拉伸的非晶态的熵为a S ，结晶后的熵为c S ，拉伸后非晶态的熵为a
S '。显然，拉伸的试样
S '?＝c S －a
S '，未拉伸试样的S ?＝c S －a S 。那么就有S ?>S '?（∵a S '>a S ），故拉伸有利于结晶。
13. 三类线形脂肪族聚合物（对于给定的n 值）的熔点顺序如下所示，解释原因。
聚氨酯 聚酰胺 聚脲 解：m m
m
H T S ?=
? 聚氨酯链含有柔性的―O ―键，m S ?较大，因而m T 较低。另一方面聚酰胺与聚氨酯的氢键相差不多，聚酰胺与聚脲有相同的柔顺性，但聚脲的氢键比聚酰胺强的多，即分子间作用力强得多，也就是m H ?较大，从而熔点较高。
14. 让聚乙烯在下列条件下缓慢结晶，各生成什么样的晶体？ （1） 从极稀溶液中缓慢结晶； （2） 从熔体中结晶；
（3） 极高压力下固体挤出； （4） 在溶液中强烈搅拌下结晶。
解：（1）从极稀溶液中缓慢结晶得到的是单晶体。1957年Keller 在极稀溶液中，于m T 附近，缓慢地冷却或滴加沉淀剂使聚乙烯结晶，得到了菱形的聚乙烯折叠链的单晶。 （2）从熔体中结晶，得到的是多晶的球晶，球晶的基本单元仍是折叠链晶片。
（3）在极高压力下得到的是伸直链的晶体。如聚乙烯在226℃、4800大气压下，结晶8h ，得到完全伸直链的晶体。其熔点由原来的137℃提高到140.1℃。
（4）溶液中强烈搅拌结晶，得到的是串晶。因为搅拌相当于切应力的作用，使结晶与取向同时进行。串晶由两部分组成，中间为伸直链的脊纤维，周围为折叠链的片晶形成的附晶。由于结晶是在分子链的主线上成核，在垂直方向上长大，因而得到的是串晶。
15. 由什么事实可证明结晶高聚物中有非晶态结构
解：（1）从结晶聚合物大角X光射线图上衍射花样和弥散环同时出现可以得证。
（2）一般测得的结晶聚合物的密度总是低于由晶胞参数计算的完全结晶的密度。如PE实测0.93～0.96，而从晶胞参数计算出ρc＝1.014g/cm3，可见存在非晶态。
错误分析：“从材料不透明可以证明有非晶的存在”。一般来说有结晶存在时高分子材料常为不透明，这是由于高聚物是结晶与非晶并存，在两相界面上会反射或散射光。但不能说不透明就一定有非晶或有结晶存在，因为填料、缺陷等许多因素都会影响材料的透明性。16. 试用两种方法证明PS本体符合Flory无规线团模型
解：（1）对无规PS本体和溶液分别进行中子小角散射实验，从高聚物本体测得的均方旋转半径和溶液中测得的结果相近，从而证明了无规PS本体为无规线团构象。
（2）在PS本体和溶液中，分别用高能辐射使高分子发生分子内交联。实验结果并未发现本体体系发生内交联的倾向比溶液中更大，说明本体中并不存在诸如紧缩的线团或折叠链等局部有序结构。
错误分析：（1）“结晶聚苯乙烯的均方旋转半径与熔体的均方旋转半径相等。”错误在于普通的聚苯乙烯是非晶的，只有全同聚苯乙烯才能结晶。
（2）“中等角度的中子散射实验……”中子散射与X光散射类似，也是小角度上才能测得的均方旋转半径。
17. 试述聚合物结晶与非晶结构模型。
分析：答题之前，先弄清“模型”这个词的含义。这里的“模型”不是指飞机之类的实物模型，而是指聚合物聚集态的微观结构，是根据一些实验事实，推想出的微观结构的样子。解：（1）结晶高聚物的结构模型：
①两相结构模型，又叫缨状胶束模型或织态结构模型，它是把整块高聚物看出是晶体嵌在无定形之中。
实验依据：X-射线衍射图案中，除有代表晶区结构的衍射环外，还有与非晶区对应的弥散环；高聚物的熔点是个范围；高分子晶体尺寸为100～600×10-8cm，小于高分子链长（10-4～10-3cm）。
模型要点：单个大分子能同时穿过一个或几个晶区和非晶区，所以晶区和非晶区两相共存且不分离；晶区是若干个分子链段规整堆砌而成，链段轴与晶轴平行；非晶区中大分子链仍是无规卷曲且相互缠结；结晶度是晶区所占聚集体中的百分数。
能解释的事实：晶区尺寸小于高分子链长，结晶不完善和熔点是个范围。
不能解释的事实：聚癸二酸乙二醇酯是球晶，用苯腐蚀后，非晶部分消失，只剩下发射状的晶区。这说明晶区与非晶区相互共存，但可分离，另外，现在可制备出结晶度高达90％的聚合物，这用两相结构模型是不能解释的，特别是单晶的发现，使人们对这个模型的真实性表示怀疑。现仍可用于解释快速结晶得到的结晶结构。
②规整折叠链结构模型：把高聚物晶体看出是有链规整折叠的片晶所构成。
实验依据：很多高聚物在适宜的条件下，都能生成单晶体，不同高聚物的单晶外形不同；晶片的厚度大都为10-6cm，但分子链长却为10-4～10-3cm，所以晶片的厚度与相对分子质量无关；电子衍射发现分子链方向与晶片表面垂直。
模型要点：在不影响键长、键角且表面能最小的前提下，整个大分子链是规整地反复地排入晶格的；为了使体系能量更低、更稳定，大分子链折叠时有自动调整厚度的倾向，且晶
片厚度为10-6cm 最合适，这个数值是通过计算得出的。也可作如下的定性解释：若折叠的厚度越小，比表面积就越大，则表面能越小，为了减少表面能，要求折叠的越小越好。但大分子链折叠的厚度越小，拐的弯子就越多，在拐弯处为旁式构象，其余为反式构象。所以，晶片厚度越小，所含的旁式构象就越多，体系的能量就越高，越不稳定。这两种反向作用的结果，使晶片厚度恰好为10-6cm 时最合适。
能解释的事实：高分子为什么能形成单晶，而晶片的厚度又与相对分子质量无关。 不能解释的事实：高聚物取向后，强度增加；X-射线衍射为什么有弥散环？晶体密度小于按晶胞参数计算的理论值。
③松散折叠链模型：
实验依据：电子显微镜、核磁共振和其他实验研究发现，即使在高聚物单晶中，仍然存在着晶体缺陷，特别是有些单晶的表面结构非常松散，使单晶的密度远小于理想晶体的密度值，并测得单晶的结晶度为75～85％。这说明即使是单晶，其表面层在一定程度上也是无序的。基于这些实验事实，Fisher 提出了松散折叠链模型，作为对原来规整折叠链模型的一种修正。
模型要点：在结晶高聚物的晶片中，仍以折叠的分子链为基本结构单元，只是折叠处可能是一个环圈，松散而不规整（相当于非晶区），而在晶片中，分子链的相连链段仍然是相邻排列的。
④插线板模型：Flory 以聚乙烯的熔体结晶为例，进行了半定量的推算，证明由于聚乙烯分子的无规线团在熔体中松弛的时间太长，而实验观察到聚乙烯的结晶速度又很快，结晶时分子链根本来不及作规整的折叠，而只能是局部链段无规地排入晶片中。在同一个晶片中，可以是同一个分子链的链段，也可以是其他大分子链的链段，根本不全是由同一个分子链相连接的链段。因此，对同一层晶片而言，其中链的排列方式与老式电话交换台的插线板相似。晶片表面上的分子链就像插头电线那样，毫无规则，也不紧凑，构成非晶区。所以这种模型称为插线板模型。
⑤伸直链模型：1969年有人用固态聚合制得聚双炔类宏观单晶体，其中大分子链是完全伸直的，如图2-6所示。单晶体积较大，可达厘米级。伸直的分子链方向平行于晶面，晶体的强度很大。另外，聚乙烯在高压下也可以得到完全伸直链的晶体（见图2-1）。
图2-17 聚双炔单晶
⑥隧道－折叠链模型：鉴于实际高聚物结晶大多是晶相与非晶相共存，各种结晶模型都有其片面性，Hosemann 综合了各个结晶模型的特点，提出了一种折衷的模型，称为隧道－折叠链模型。它包括了在高聚物晶态结构中所有可能存在的各种形态。因而特别适用于描述半晶聚合物中复杂的结构形态。
目前晶态的多种模型围绕主要是近邻折叠和基本上无近邻折叠还在争论之中。 （2）高聚物非晶态的结构模型： ①两相模型（或两相球粒模型）：
实验事实：实验测得许多高聚物非晶与结晶密度比≈c
a ρρ/0.85～0.96，而按分子链呈
无规线团形态的完全无序的模型计算c a ρρ/<0.65，这种密度比的偏高说明非晶中包含有规
整排列部分；有些聚合物如聚乙烯、聚酰胺、天然橡胶等结晶速度很快，这用无规线团模型是难以想象的；另外，电子显微镜发现有直径为5nm左右的小颗粒（有序区）。
模型要点：非晶态结构由折叠链构成的粒子相（有序区）和由无规线团构成的粒间相（无序区）组成。用这一模型就可以解释上述实验事实。
②无规线团模型：
实验事实：橡胶的弹性理论完全是建立在无规线团模型的基础上，在小形变下，这个理论能很好地与实验相符；橡胶的弹性模量和应力-温度系数关系并不随稀释剂的加入而有反常的改变；在非晶高聚物的本体和溶液中，分别用高能辐射使高分子发生交联，实验结果并未发现本体体系中发生分子内的交联倾向比溶液中更大；用X光小角散射实验测定含有标记分子的聚苯乙烯本体试样中聚苯乙烯分子的旋转半径，与在溶液中聚苯乙烯分子的旋转半径相近；特别是中子小角散射实验测定一些聚合物本体的回转半径与在 溶液中一样。
模型要点：非晶态结构完全由无序的无规线团组成。
目前非晶态的这两种模型围绕完全无序和局部有序，还在争论之中。
18. 列出下列聚合物的熔点顺序，并用热力学观点及关系式说明其理由。聚对苯二甲酸乙二
酯、聚丙烯、聚乙烯、顺1,4聚丁二烯、聚四氟乙烯
解： PTFE（327℃） > PET（267℃） > PP （176℃）> PE（137℃） >顺1,4聚丁二烯（12℃）由于T m＝ΔH m/ΔS m，ΔH增大或ΔS减少的因素都使T m增加。
（1）PTFE：由于氟原子电负性很强，F原子间的斥力很大，分子采取螺旋构象（136），分子链的内旋转很困难，ΔS很小，所以T m很高。
（2）PET：由于酯基的极性，分子间作用力大，所以ΔH大；另一方面由于主链有芳环，刚性较大，ΔS较小，所以总效果T m较高。
（3）PP：由于有侧甲基，比PE的刚性大，ΔS较小，因而T m比PE高。
（4）顺1,4聚丁二烯：主链上孤立双键柔性好，ΔS大，从而T m很低。
19.列出下列单体所组成的高聚物熔点顺序，并说明理由．
CH3—CH＝CH2；CH3—CH2—CH＝CH2；CH2＝CH2
CH3CH2CH2CH=CH2；CH3CH2CH2CH2CH2CH=CH2
解：聚丙烯>聚乙烯>聚丁烯-1>聚庚烯-1
聚丙烯由于侧甲基的空间阻碍，增加了刚性，从而ΔS较小，T m较PE高。另一方面从聚丁烯-1到聚庚烯-1，随着柔性侧基增长，起了类似增塑的作用，ΔS增大，从而T m较PE 低，侧基越长，T m越低。
20. 解释为什么PE和聚四氟乙烯的内聚能相差不多，而熔点相差很大。PET和尼龙66的内
聚能相差很大，而熔点却基本相同。
解：（1）PE与PTFE都是非极性高分子，分子间作用力差不多，即ΔH差不多。但由于氟原子电负性很强，氟原子间的斥力很大，分子链的内旋转很困难，分子刚性很大，从而ΔS很小，T m很高。
（2）尼龙66的分子间作用力（由于氢键）大于PET，所以ΔH较大，另一方面尼龙66的分子链无苯环，内旋转较容易，柔性大，ΔS较大。ΔH和ΔS的影响相互抵消，从而T m 差不多。
21. 预计由以下单体聚合而成的全同立构聚合物哪一个T m 较高．
H 2C
CH
O CH 3
H 2C
CH
O
解： 的T m 大于
因为前者刚性大，ΔS 较小，T m 较高。
22. 均聚物A 的熔点为200℃，其熔融热为8368J/mol 重复单元，如果在结晶的AB 无规共 聚物中，单体B 不能进入晶格，试预计含单体B10%mol 分数的AB 无规共聚物的熔点。 解：杂质使熔点降低的关系是
B
u m m X H R T T ??=-011 B X ——杂质的mol 分数
单体B 10%，可见为杂质，∴1.0=B X
∵纯单体A 的熔点K T m
?=4730
mol J H u 8368=?重复单元 mol K J R ?=314.8
∴K X H R T T B u
m m ?=?+=??+=8.4511.08368314.847311
11
讨论：如果用()B X -1ln 代入也可，得K ?8.450
23. 如果在上题中的均聚物A 中分别引入10.0%体积分数的增塑剂，假定这两种增塑剂的1x 值分别为0.200和－0.200，1V V u
=，试计算这两种情况下高聚物的熔点，并与上题结果
比较，讨论共聚和增塑对熔点影响的大小，以及不同增塑剂降低聚合物熔点的效应大小。 解：增塑剂使熔点降低的关系是
()
21111
011?χ?-??=-V V H R T T u
u m m 稀释剂的体积分数1.01=?
()2
1110
11
?χ?-?+=u
m m H R T T
()211.01.08638
314
.847311
χ-+=
当2.01=χ时，K T m ?=3.452 当2.01-=χ时，K T m ?=5.451
可见良溶剂（相容性好的增塑剂）比不良溶剂使高聚物T m 降低的效应更大。 共聚作用在降低T m 的效应方面比增塑更有效。 24. 聚对苯二甲酸乙二酯的平衡熔点2800
=m
T ℃，熔融热9.26=?u H 千焦/摩尔重复单元，
试预计相对分子质量从10,000增大到20,000时，熔点将升高多少度？
CH 2O n CH 2CH O n CH 3
解：
n u m m P H R T T 2110??=- 1920=M ，
17
.104192
2000008
.521921000021====n n P P K T m ?=4.5491 （对M 1＝10000） K T m ?=2.5512 （对M 2＝20000）
∴熔点升高1.8°。
25. 简要回答如何设计高T m 的高分子？
解：m H ?大，m S ?小。即分子间作用力大，刚性大的高分子，。
26. 将PET （商品名为Mylar 或Dacron ）从300℃（状态1）快速冷却到室温。产生的材料是刚性的和完全透明的（状态2）。然后将此试样加入至100℃（状态3）并维持在此温度，在此期间它逐渐变为不透明（状态4），接着冷却到室温又发现变硬，此时是不透明而不是透明体（状态5）。该聚合物的T m ＝267℃，T g ＝69℃。画出比容对温度的曲线草图，在图
上标出T m 和T g ，以及上述状态1到状态5所在的位置。
解：如图2－26所示，虚线代表快速冷却时得到的亚稳非晶态（状态2），在T g 到T m 之间退火会结晶化（状态3变化到状态4）。
图2－26 PET 的比容对温度的曲线
27. 区别晶态与取向态。 解：小分子晶体结晶完全，称为晶相。高聚物由于相对分子质量大，体系黏度大，活动迟缓，虽然某些高聚物可以结晶，但结晶很不完善，总是晶区伴随着非晶区，这种晶区与非晶区共存的宏观聚集态叫晶态。高聚物在外力作用下大分子链或链段沿外力方向有序排列，这样的聚集态为取向态，通常为单轴取向和双轴取向。如纤维是单轴取向，薄膜一般为双轴取向。
结晶和取向不同。结晶是分子链紧密堆积、体系能量最低的热力学稳定体系，晶体中分子间排列为三维有序；取向是熵减少的非稳定体系，一般只有一维或二维有序。
28.何谓高聚物的取向？为什么有的材料（如纤维）进行单轴取向，有的材料（如薄膜），则需要双轴取向？说明理由。
解：当线型高分子充分伸展的时候，其长度为宽度的几百、几千甚至几万倍，具有明显的几
何不对称性。因此，在外场作用下，分子链、链段及结晶高聚物的晶片、晶带将沿着外场方向排列，这一过程称为取向。
对于不同的材料，不同的使用要求，要采用不同的取向方式，如单轴取向和双轴取向。单轴取向是高聚物材料只沿一个方向拉伸，分子链、链段或晶片、晶带倾向于沿着与拉伸方向平行的方向排列。对纤维进行单轴取向，可以提高取向方向上纤维的断裂强度和冲击强度（因断裂时主价键的比例增加），以满足其应用的要求。双轴取向是高聚物材料沿着它的平面纵横两个方向拉伸，高分子链倾向于与平面平行的方向排列，但在此平面内分子链的方向是无规的。薄膜虽然也可以单轴拉伸取向，但单轴取向的薄膜，其平面内出现明显的各向异性，在平行于取向的方向上，薄膜的强度有所提高，但在垂直于取向方向上却使其强度下降了，实际强度甚至比未取向的薄膜还差，例如包装用的塑料绳（称为撕裂薄膜）就是这种情况。因此，薄膜需要双轴取向，使分子链取平行于薄膜平面的任意方向。这样，薄膜在平面上就是各向同性，能满足实际应用的要求。
第三章
1 什么是溶度参数δ? 聚合物的δ怎样测定? 根据热力学原理解释非极性聚合物为什么能够溶解在其δ相近的溶剂中? 解：（1）溶度参数是内聚能密度的开方，它反映聚合物分子间作用力的大小。
（2）由于聚合物不能汽化，不能通过测汽化热来计算δ。聚合物的δ常用溶胀度法，浊度法和黏度法测定。
（3）溶解自发进行的条件是混合自由能0
0
S T H F
对于非极性聚合物，一般0>?M H （吸热）， 所以只有当M M S T H ??，∴M H ?越小越好。
()2
2121δδφφ-=?V H M
∴21δδ-越小越好，即1δ与2δ越接近越好。
2. 试指出下列结构的聚合物，其溶解过程各有何特征：
(1)非晶态聚合物，(2)非极性晶态聚合物，(3)极性晶态聚合物，(4)低交联度的聚合物． 解：（1）非极性非晶态聚合物易溶于溶度参数相近的溶剂；极性非晶态聚合物要考虑溶剂化原则，即易溶于亲核（或亲电）性相反的溶剂。
（2）非极性晶态聚合物难溶，选择溶度参数相近的溶剂，且升温至熔点附近才可溶解。 （3）极性晶态聚合物，易溶，考虑溶剂化原则。 （4）低交联度聚合物只能溶胀而不能溶解。
3.由高分子的混合自由能(m G ?)，导出其中溶剂的化学位变化(1μ?)，并说明在 什么条件下高分子溶液中溶剂的化学位变化，等于理想溶液中溶剂的化学位变化． 解:
)ln ln (212211?χ??n n n RT G m ++=?则2
,,11)(n P T m n G ?
??
??????=?μ ???
??????? ?
?+++++??21211212222111ln ln xn n xn n xn n xn n xn n n n n RT χ
?
?
????+??? ??++=22
12111ln ?χ??x RT 当溶液浓度很稀时，
2
22212
1
)1ln(ln 12?????--≈-=<<，
∴???
??
???? ??-+-=?22
12121?χ?μx RT
当2
1
2
=χ，且高分子与溶剂分子体积相等时， 2
212
2122
11
211RTx n n n RT n n xn x RT x RT
V V x -=+-=??????+?-=-=?==?μ，则有：
而理想溶液
[]()
()221
2
11212221111,,11
1
221111ln ln ln ln ln ln ln 2
RTx x RT x RT n n n
RT n n n n n n n n n RT
n G x n x n RT G n P T i
m m ≈-==+=??????++??=????????=?+=?μ 则此时：i
11μμ?=?
4.(1)Flory —Huggins 用统计热力学方法推导出高分子溶液的混合熵
)ln ln (2211??n n R S m +-=? 与理想溶液混合熵)ln ln (22111
X +X -=?n n R S m
相比，问何者较大？申述其故。 (2)Flory —Huggins 推导)ln ln (2211??n n R S m
+-=?的过程中，有何不够合理的情况？
解：（1）ΔS m 比i
m S ?要大得多。这是因为一个高分子在溶液中不止起一个小分子的作用。 （2）主要有三方面不合理：
①没有考虑三种相互作用力不同会引起溶液熵值减小，从而结果偏高。
②高分子混和前的解取向态中，分子间相互牵连，有许多构象不能实现，而在溶液中原来不能实现的构象就有可能表现出来，从而过高地估计解取向态的熵，因而ΔS m 结果偏低。
③高分子链段均匀分布的假定在稀溶液中不合理。应象“链段云”。
高分子物理与化学习题答案
第一章 绪论 1. P16: 名词解释： 单体：能够形成聚合物中结构单元的小分子化合物 结构单元：构成高分子链并决定高分子性质的最小原子组合 重复单元：聚合物中组成和结构相同的最小单位，又称为链节。 高分子： 聚合物：由结构单元通过共价键重复连接而成的大分子 聚合度：即高分子链中重复结构单元的重复次数，是衡量聚合物分子大小的指标。 3. P16写出下列单体的聚合反应式,以及单体/聚合物的名称 1）. 2） 3） 4） 5） 6. P17: 写出下列混合物的数均分子量、重均分子量和分子量分布指数 （1）组分1：质量分数=0.5，分子量=1 x 104 （2）组分2：质量分数=0.4，分子量=1 x 105 （3）组分3：质量分数=0.1，分子量=1 x 106 解： 4 6 41085.11011054.0105.01 /1?=++== ==∑∑∑∑∑∑Mi Wi Wi Mi Wi Wi Ni NiMi M n 5 6541045.1101.0104.0105.0?=?+?+?==∑WiMi Mw 1045.15 ?Mw nCH 2 2CHF n 氟乙烯 聚氟乙烯 nCH 2C(CH 3)CH 2C(CH 3)2n 聚异丁烯 异丁烯 nHO (CH 2)5COOH H O(CH 2)5CO OH n 6-羟基己酸聚己内酯 n n CH 2CH 2CH 2O CH 2CH 2CH 2O 1，3-环丙烷 聚氧化丙撑 n n n H 2N(CH 2)6NH 2HOOC(CH 2)4COOH +2)6NHCO(CH 2)4CO 己二胺己二酸尼龙66
第三章 自由基聚合习题解答 4. P74 写出下列常用引发剂的分子式和分解反应式 (1) 偶氮二异丁腈【见教材P43】 H 3C C CH 3H 3C C CH 3 N N C CH 3 CH 3 2N 2 +(2) 偶氮二异庚腈 CH 2 C CH 3N N C CH 2CH 3 N 2 +CH HC H 3C CH 3 CH 3 CH 2 C CH 3HC CH 3CH 3 （3） 过氧化二苯甲酰【见教材P43】 （4）异丙苯过氧化氢【见教材P43】 （5）过硫酸铵体系【见教材P43】 5. P74 以偶氮异丁腈为例，写出氯乙烯自由基聚合的各基元反应 1.)链引发 (2)链增长: CH 3 C N CN C ·CH 3 CH 3 CH 3 N CH 3 CN C CH 32+N CH 2CHCl ·CH 3 CH 3 C ·+CH 2CH 3 C CH 3 O NH 4H 4N H 4N 2C O O C O O 2+CO C CH 3CH 3O OH C CH 3CH 3O HO +
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 ）。
《高分子物理与化学》试卷A重修(带答案)
高分子化学及物理学》试卷A-2 （本试卷共 1 页） 一、名词解释（20分） 单体 热固性聚合物 阻聚作用 聚合物的嵌段反应 高分子化合物 二、问答题：（60分） 1 比较逐步聚合和链式聚合的异同点。（20分） 2 什么叫做凝胶点？怎样计算？（10分） 要解释（10分） 4 下列各组单体对，预期生成什么类型的聚合物？（10分） 1） r 1=1 , r 2=1; 2） r 1=0 , r 2=0 3） r 1?1 , r 2＝1; 4） r 1=0.6 , r 2=0.04 5 为什么说平衡缩聚反应一般只能得到中等程度分子量的聚合物（10分） 6 橡胶制品常填充碳黑，试说明其道理（10分） 三、计算题（10分） 以等当量的己二酸与己二胺合成聚合度为100的尼龙66，试通过计算说 明怎样控制体系中的水含量？（K 酰胺化＝432） 答案一、名词解释（20分） 单体—合成聚合物的起始原料 热固性聚合物――体型结构的聚合物 阻聚作用――能阻止单体聚合的作用 聚合物的嵌段反应――反应可在聚合物之间进行，也可在聚合物和单体之间进行，反应结果形成嵌段聚合物的反应 高分子化合物――分子量很高的一类化合物，其分子量高达的程度，应该在物理机械性能方面与小分子
物质有显著差别 二、问答题：（60分）（每小题10分） 1比较逐步聚合和链式聚合的异同点。 逐步聚合：1）通过活性中心进行链增长 2）分子量在很短时间内达到很大 3）活性中心浓度低 4）单体转化率逐步增大 链式聚合：1）通过功能基加反应进行链增长2）分子量逐步增大 3）功能基的反应活性相同 4）单体转化率在很短时间内达到很大 2 什么叫做凝胶点？怎样计算？ 出现凝胶时的反应程度。Pc=2/平均官能度 3在推导自由基聚合反应动力学方程时，都做了那些假设？并简要解释 a)长链假设，链引发消耗单体数远小于链增长消耗单体数 b)等活性加热。链增长的活性与链长无关 c)稳态假设。体系中自由基浓度不变 4 下列各组单体对，预期生成什么类型的聚合物？ 1）r1=1 , r2=1; 恒比共聚物 2）r1=0 , r2=0；交替共聚物 3）r1?1 , r2＝1; 嵌段共聚物 4）r1=0.6 , r2=0.04；无规共聚物 5 橡胶制品常填充碳黑，试说明其道理 碳黑加入的目的一方面是补强，另一方面是光屏蔽剂，挡住光对聚合物的照射，保护其分子链不发生光氧老化和降解。 三、计算题（10分） 以等当量的己二酸与己二胺合成聚合度为100的尼龙66，试通过计算说明怎样控制体系中的水含量？（K酰胺化＝432） 解：N水＝432/（100×100）＝4.32×10-2
高分子物理期末考试试卷及答案
一．名词解释（15 分） 1、链段：高分子链上能独立运动（或自由取向）最小单元。 2、溶胀：高聚物溶解前吸收溶剂而体积增大的现象。
3、蠕变：在应力和温度均一定的条件下，高聚物的形变随时间而增大的现象。 4、介电损耗：在交变电场的作用下，电介质由于极化而消耗的电能。、构象5：由于内旋转而产生的高分子链在空间的排列。 二．选择题（20 分）（B）．1高聚物玻璃化转变实质是：B、松弛过程，C、熔融过程。相变过程，、A（B、C、D）下列方法中可测得数均分子量的方法有：2．C、膜渗透压，D、GPC法，E、光散射法。、沸点升高，B粘度法，A、（A、B、D）下列高聚物中，在室温下可以溶解的有：3．A、B 、PET，C、LDPE，D、聚乙酸乙烯酯，E、聚乙烯醇。，-66尼龙4．（C）结晶高聚物熔点高低与熔限宽窄取决于： A、D、相变热，E、结晶温度，、液压大小。 B、结晶速度，C退火时间，（C）．5橡胶产生弹性的原因是拉伸过程中：A、体积变化，B、内能变化， C、熵变。 6．欲获得介电损耗小的PS产品，应选择：（A） A、本体聚合物，B 、乳液聚合物，C 、定向聚合物，D、加有增塑剂的聚合物。 7．下列参数中可作为选择溶剂依据的有：）、D、E（B、C
A、均方末端距， B、溶解度参数δ， C、高聚物-溶剂相互作参数，A，E、特性粘数[ η] 。、第二维利系数D2 8．加工聚碳酸酯时，欲获提高流动性最有效的措施是：（E） A、增加切应力， B、增加分子量， C、采用分子量分布窄的产品， D、降低温度， E、增加温度。（B）．9高聚物的结晶度增加，则：、透明性增加。DB、拉伸强度增加，C、取向度增加，A、抗冲击强度增加，10．在室温下，加一固定重量的物体于橡皮并保持这一恒定张力，当橡皮受热时，重物的位置将： （B） A、下降，B 、上升，C、基本不变，D、无法预测。 三. 根据题意，比较大小分）<”排列）（21（用“”或“> 1．比较玻璃化转变温度Tg 的高低：（B>C>A） A、聚己二酸乙二醇酯， B、聚碳酸酯， C、聚氯乙烯。．较抗蠕变性的大小：2）A>C>B（ A、酚醛塑料， B、聚丙烯， C、聚苯乙烯。 ．比较熔点：3（B>C>A） A、聚乙烯， B、聚四氟烯， C、聚甲醛。
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_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
《高分子物理与化学》试卷B(带答案)
《 高分子化学及物理学》试卷B 一、名词解释（20分） 聚合物 本体聚合 负离子聚合 SBS 热塑性弹性体 解聚反应 二、问答题：（60分）（每小题10分） 1 自由基聚合时转化率、分子量随时间变 化有什么特征？ 3 简要叙述缩聚反应的等活性理论，并说明其在处理问题过程中的 优点。 4 将下列单体和引发剂进行匹配。 单体：聚苯乙烯、聚丙烯腈 聚乙烯基醚 聚异丁烯 聚乙烯 引发剂： 过氧化二苯甲酰、BF 3+H 2O, 金属钠 5 讨论竟聚率r 1, r 2在什么情况下得到交替共聚物和嵌段共聚物？ 6 高分子化学反应的特征是什么？并举例说明 三、计算题（ 10分） 等当量的己二酸与等当量的己二胺进行缩聚反应，试计算其凝胶点，并分析能否形成体型缩聚物？为什么？ 三、写出利用聚苯乙烯的氯甲基化反应制备阴离子交换 树脂反应方程式（10分） 答案 一、名词解释（20分） 聚合物――分子量很高的一类化合物，其分子量高达的程度应该在物理机械性能 方面与小分子物质有显著差别 本体聚合――只有单体本身在引发剂或光等作用下的聚合反应
负离子聚合――聚合反应中，形成的活性中心是碳正离子的一类聚合反应 SBS热塑性弹性体――苯乙烯和丁二烯形成的嵌段共聚物，具有可塑性和弹性。解聚反应――链的断裂发生在末端基上，结果形成单体的聚合物降解反应 二、问答题：（60分）（每小题10分） 1 自由基聚合时转化率、分子量随时间变化有什么特征？ 分子量在很短时间内达到很大，单体转化率逐步增大 2按主链结构聚合物分为哪三类？并各举一例 1）碳链聚合物，如聚乙烯 2）杂链聚合物如尼龙66 3）元素聚合物如聚二甲基硅氧烷 3简要叙述缩聚反应的等活性理论，并说明其在处理问题过程中的优点。 缩聚反应中所有功能基具有相同的活性，与链长无关。使问题简化。 4 将下列单体和引发剂进行匹配。 聚苯乙烯，聚丙烯腈可用金属钠 聚苯乙烯，聚乙烯基醚，聚异丁烯可用 BF 3+H 2 O 聚苯乙烯，聚乙烯可用过氧化二苯甲酰 5讨论竟聚率r 1, r 2 在什么情况下得到交替共聚物和嵌段共聚物？ r 1＝ r 2 ＝1得到交替共聚物，r 1 >1, r 2 >1,或r 1 ?1 , r 2 ＝1得到嵌段共聚物 6 高分子化学反应的特征是什么？并举例说明 不均匀性和复杂性。例如聚乙烯醇缩甲醛，缩醛化可能发生在分子链内部，也 可能发生在分子链之间，且每根分子链山参加缩醛化反应的羟基数不等。 三、计算题（10分） 等当量的己二酸与等当量的己二胺进行缩聚反应，试计算其凝胶点，并分析能否形成体型缩聚物？为什么？ 解：平均官能度＝（2×1＋2×1）/（2+2）＝2 凝胶点＝2/2＝1，说明在反应程度达到1时才形成体型结构聚合物，而实际上根据缩聚反应理论不可能达到1，所以不能形成体型结构聚合物。 四、写出利用聚苯乙烯的氯甲基化反应制备阴离子交换树脂的反应方程式（10分） ZnCl2 ClCH2OCH3NR3 CH2Cl CH23
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 ）。
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 b.X 射线衍射图上同时出现明显的衍射环和模糊的弥散环 c.X 射线衍射图上测得的晶区尺寸远小于高分子链长度 d.PP 的均方回转半径与相对分子质量的关系在熔体中和在晶体中完全一致 6.以下哪些方法可以测量晶体的生长速率()。 a.偏光显微镜 (b)示差扫描量热法 (c)小角激光光散射 (d)光学解偏振法
高分子化学与物理习题
1. 涤纶聚酯属于 ( ) A. 线性饱和脂肪族聚酯 B. 线性芳族聚酯 C. 不饱和聚酯 D. 醇酸树脂 2. 能同时进行自由基聚合，阳离子聚合和阴离子聚合的是 ( ) A. 丙烯腈 B. α—甲基苯乙烯 C. 烷基乙烯基醚 D. 乙烯 3. 在氯乙烯的自由基聚合中，聚氯乙烯的聚合度主要取决于向（） 转移的速率常数。 A.溶剂 B.引发剂 C.聚合物 D.单体 4. 两种单体共聚时得到交替共聚物，则它们的竞聚率应是（） A. r1=r2=0 B. r1= r2 =1 C. r1﹥1，r2﹥1 D. r1﹤1，r2﹤1 5.同时获得高聚合速率和高相对分子质量聚合物的聚合方法是（） A. 溶液聚合 B. 悬浮聚合 C 乳液聚合 D. 本体聚合 6. 制备聚乙烯醇是从下列单体开始的 ( ) ； A、乙烯醇 B、乙醇 C、乙醛 D、醋酸乙烯酯 7. 己二胺和己二酸反应生成聚己二酰己二酸是典型的（）反应的例子； A .缩聚 B. 加聚 C. 开环聚合 D 消去聚合 8 在线形缩聚反应中，延长聚合时间主要是提高（）； A．转化率 B.官能度 C.反应程度 D.交联度 9. 2mol甘油，3mol邻苯二甲酸酐体系f＝（） A. 1.2 B.2.4 C.3.6 D.4.8 10. 在氯乙烯的自由基聚合中，聚氯乙烯的平均聚合度主要取决于向（）转移的速率常数 A溶剂 B引发剂 C聚合物 D单体 11. 过硫酸钾引发剂属于( ) A、氧化还原引发剂 B、水溶性引发剂 C、油溶性引发剂 D、阴离子引发剂 12金属钠能引发（） A.自由基聚合 B.阴离子聚合 C.阳离子聚合 D.缩合聚合 13 凝胶效应现象就是（） A凝胶化 B自动加速效应 C凝固化 D胶体化 14在丙烯配位聚合反应中，引发剂TiCl3属于( ) A、主引发剂 B、共引发剂 C、第三组分 D、载体 15 聚甲醛合成后要加入乙酸酐处理，其目的就是（） A.洗出低聚物 B. 除去引发剂 C.提高聚甲醛热稳定性 D. 增大聚合物相对分子质量 二、解释下列概念 1. 分子量分布指数 2、竞聚率 3、引发剂效率 4、动力学琏长 5、阻聚作用 6、官能度 7、反应程度
高分子物理期终试题及答案
高分子物理期终考试试题 姓名＿＿＿学号＿＿＿＿＿得分＿＿＿＿ 一、选择题(共15分，每小题1分)： 1. 下列三类物质中，具有粘弹性的是（） 1). 硬塑料；2). 硫化橡胶；3) 聚合物熔体；4)三者都有。 2. 大多数聚合物流体属于（） 1). 膨胀型流体(，n>1) 2). 牛顿流体(，n=1) 3). 假塑性流体(，n>1) 4). 宾哈流体() 3. 在注射成型中能最有效改善聚甲醛熔体流动性的方法是（） 1). 增大分子量；2) 提高加工温度；3). 提高注射速率 4. 下列方法中，能提高聚合物模量的是（） 1). 提高支化程度；2). 提高结晶度；3). 加入增塑剂；4). 与橡胶共混 5. 下列方法中，可以降低熔点的是） 1). 主链上引入芳杂环；2). 降低结晶度；3). 提高分子量；4). 加入增塑剂 6. 下列方法中，不能测定聚合物熔体粘度的是（） 1). 毛细管粘度计；2). 旋转粘度计；3). 乌氏粘度计；4). 落球粘度计 7. 下列通用塑料中，使用温度上限为Tm的是 ( ) 1)聚苯乙烯；2)聚甲醛；3)聚氯乙烯；4)有机玻璃 8. 下列高聚物中，使用温度下限为Tg的是( ) 1)聚乙烯；2)聚四氟乙烯；3)聚二甲基硅氧烷；4)环氧塑料 9. 当高分子溶液从凝胶渗透色谱柱中被淋洗出来时，溶液中的分子的分离按 ( ) 1)分子量；2)分子流体力学；3)分子链柔性；4)分子间相互作用能的大小 10.下列高聚物-溶剂对中，在室温下可溶解的是 ( ) 1)聚乙烯-甲苯；2)聚丙烯塑料-四氢萘；3)尼龙-甲酰胺；4)丁腈橡胶-汽油 11.分别将下列高聚物熔体在冰水中淬火，所得固体试样中透明度最高的是 ( ) 1)全同立构聚丙烯；2)聚乙烯；3)聚对苯二甲酸丁二醇酯；4)ABS 12.下列高聚物中，在室温下容易发生屈服冷拉的是 ( ) 1)有机玻璃2)酚醛塑料3)聚乙烯4)天然橡胶 13.将有机玻璃板材用高弹真空成型法成型为飞机座舱盖时，成型温度为( ) 1)Tb-Tg之间，2)Tg-Tf之间3)Tf-Td之间(Tb、Tg、Tf、Td分别为脆化温度、玻璃化转变温度、流动温度和分解温度) 14. 下列高聚物中属无规共聚物的是 ( ) 1)尼龙66；2)聚氨酯热塑弹体；3)丁苯橡胶；4)聚对苯二甲酸乙二醇酯 15. 下列动态力学试验中直接测定储能剪切模量的是( ) 1)超声法；2)单悬臂梁弯曲共振法；3)扭摆法 二、写出下列关系式，并注明公式中各字母代表的意义(10分)： 1. 以Tg为参考温度的WLF方程； 2. 高分子特性粘数与分子量之间的关系； 3. 高聚物结晶度与密度的关系； 4. 硫化橡胶平衡溶胀比与交联点间分子量的关系； 5. 牛顿流体通过毛细管的体积流率与管壁处切变速率之间的关系。 三、解释下列名词(任选5小题，10分)： 1. 溶度参数； 2. 链段； 3. 极限粘度η∞； 4. 断裂韧性K1C；
青岛科技大学高分子化学与物理考研历年真题
青岛科技大学2006年研究生入学考试试卷（A） 考试科目：高分子化学与物理（答案全部写在答题纸上） 高分子化学部分： 一、回答下列问题（35分，每题5分） 1请写出萘-钠/THF引发体系引发苯乙烯聚合的各步反应方程式。此体系是否为活性聚合体系？所得到的聚苯乙烯分子量如何计算，写出表达式。 2请写出BPO引发MMA自由基聚合各基元反应（链引发、链增长、偶合终止、歧化终止）方程式。已知MMA以歧化终止为主，请你根据所写的基元反应方程式给出一个可能的解释。 3自由基聚合出现自动加速现象时，聚合速率是增加还是减少？聚合物分子量是增加还是减少？自由基寿命是增加还是减少？ 4阳离子聚合的特点是什么？请写出BF3/H2O引发体系引发异丁烯聚合时，链增长末端与反离子碎片结合终止的反应方程式。 5请写出3-甲基-1-丁烯在低温下阳离子聚合的可能结构。 6请用平面锯齿结构及费歇尔投影式表达全同聚丙烯的结构。 7 两单体M1、M2共聚合时，r1=0.4; r2=0.6, 比较两单体的相对活性。 二、写出下列聚合物的合成反应式（选做三题）（15分，每题五分） 1 尼龙-6,6 2 丁腈橡胶 3 聚乙烯醇 4 聚环氧乙烷 5 苯乙烯/马来酸酐交替共聚物 三、已知两单体进行自由基共聚的竞聚率为r1=0.52, r2=0.46, 试画出共聚物组成曲线，说明应采取何种措施方可使产物的组成控制在要求的F1=0.50，并得到组成均一的产物。（10分） 四、用1摩尔的己二酸与1摩尔的己二胺反应制备尼龙-6,6。若欲制得聚合度为100的缩聚物，试求体系中所允许的水的残留分数是多少？以及相应的反应程度是多少？已知平衡常数K=280。（15分） 高分子物理部分： 五、简答题(每小题6分，共30分) 1.简述高聚物共混物的聚集态结构的主要特点。 2.玻璃态高聚物在外力下发生强迫高弹形变的原因和条件。 3.PVC：δ=10.98（卡／ｃｍ３）1/2，CI2 CH2 ：δ=9.73（卡／ｃｍ３）1/2两者为何不相容? 4.聚合物熔体大多数属于哪种非牛顿流体?其主要特点是什么? 5.简述分子量对Tg和T f的影响。
高分子物理习题参考答案1-6
《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 2014.3
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 、K.Ziegler, G .Natta, C 、P. J. Flory, D 、H. Shirakawa 2、下列聚合物中，（ A ）是聚异戊二烯(PI)。 A 、 C CH 2n CH CH 23 B 、 O C NH O C NH C 6H 4C 6H 4n C 、 CH Cl CH 2n D 、O C CH 2CH 2O O n O C 3、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
高物试题4卷答案
高分子物理期末考试试题 一名词解释（每题2分，共10分）： 1．玻璃化转变：是分子链段获得了足够的能量，以协同方式开始运动，不断改变构象，所导致的一第列物理性质如形变，模量，比体积，比热，密度，粘度，折光指数，介电常数等发生突变或不连续变化的过程。 2．泊松比：材料拉伸时横向应变与纵向应变比值之负数，是一个反映材料性质的重要参数。 3．力学松弛：高聚物的力学性质随时间的变化。它包括蠕变、应力松驰、滞后、力学损耗。 4.熔融指数：在标准熔融指数仪中，先将聚合物加热到一定温度，使其完全熔融，然后在一定负荷下将它在固定直径、固定长度的毛细管中挤出，以十分钟内挤出的聚合物的质量克数为该聚合物的熔融指数。 5.应变：当材料受到外力作用时，就要发生几何形状和尺寸的改变，这种变化就称为应变。 二、简答题（每题5分，共40分）： 1、为什么聚合物的溶解很慢，多数需经过相当长的溶胀过程方能溶解？ 答：聚合物的分子链很长，因此运动困难。其溶解过程先是小分子
溶剂扩散进入高分子链之间，增大分子间距，破坏分子间作用力，然后才是高分子链与小分子溶剂的相互扩散，帮溶解过程缓慢。 2、聚丙烯腈只能用溶液纺丝，不能用熔融纺丝，而涤纶树脂可用熔融纺丝。为什么？ 答：聚丙烯腈带有强极性的腈基，分子间作用力极大，熔点极高，以至于高于分解温度，所以不能采用熔融纺丝，而只能进行溶液纺丝；而聚酸结构中不含强极性取代基，分子间作用力小，熔点较低，所以可以用熔融法纺丝。 3、聚合物有哪些层次的结构? 答：高分子链的结构（一级结构）：单个高分子链中原子或基团的几何排列情况。包含一次结构和二次结构。 高分子的聚集态结构（二级结构):指具有一定构象的高分子链通过范德华力或氢键的作用，聚集成一定规则排列的高分子聚集体结构。高分子的一次结构：研究的范围为高分子的组成和构型，指的是单个高分子内一个或几个结构单元的化学结构和立体化学结构，故又称化学结构或近程结构。 高分子的二次结构：研究的是整个分子的大小和在空间的形态，又称远程结构。
高分子物理2005试卷及答案
一、名词解释（每题３分，共１５分） θ溶剂：在某一温度下聚合物溶于某一溶剂中，其分子链段间的相互吸引力与溶剂化以及排斥体积效应所表现出的相斥力相等，无远程相互作用，高分子处于无扰状态，排斥体积为0，该溶液的行为符合理想溶液行为，此时溶剂的过量化学位为0，此时的溶液称为θ溶液。 等效自由连接链：将含有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的链段组成的可以自由旋转的链，称为等效自由连接链。 取向：在某种外力的作用下，分子链或者其他结构单元沿着外力作用方向择优排列的结构。银纹：聚合物在张应力的作用下，在材料某些薄弱的地方出现应力集中而产生的局部的塑性形变和取向，以至于在材料的表面或者内部垂直于应力方向出现微细凹槽的现象。 特性粘度：高分子在c→0时，单位浓度的增加对溶液的增比浓度或相对粘度对数的贡献。其数值不随溶液浓度的大小而变化，但随浓度的表示方法而异。 二．选择题：（10× 2） 1．欲使某自由连接链（单烯类）均方末端距增加10倍，其聚合度必须增加倍。 A．10 B．20 C．100 D．50 2．某一结构对称的结晶聚合物，其Tm=210℃，其结晶速度最快的温度在。 A．170℃B．115℃C．－25℃D．210℃ 3．测量重均分子量可以选择以下哪种方法： A．粘度法B．端基滴定法C．渗透压法D．光散射法 4．当一个聚合物稀溶液从θ温度上升10℃时，其第二维利系数A2： A．小于1/2 B．大于1/2 C．大于零D．小于零 5．下列那种方法可以降低熔点：。 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。 6. 下列方法可以提高聚合物的拉伸强度的是。 A. 提高支化度； B. 提高结晶度； C. 加入增塑剂； D. 橡胶共混；. 7．大多数聚合物流体属于。（9，2、）A．膨胀性流体（）B．膨胀性流体（）C．假塑性流体（）D．假塑性流体（） 8、用模型可以用来描述线性聚合物的应力松弛现象。（2.2）A、粘壶与弹簧串连的kelvin 模型B、粘壶与弹簧串连的maxwell模型C、粘壶与弹簧并连的kelvin模型D、粘壶与弹簧并连的maxwell模型 9.根据时温等效原理，将曲线从高温移至低温，则曲线应在时间轴上移。A、左B、右 C、上 D、下 10.多分散高聚物下列平均分子量中最小的是 A、B、C、D、 答案：1.A 2.B 3.D 4.C5.B 6.B7.D 8.B9.B 10.A 三．填空题：（25 ×1） 1．聚合物在溶液中通常呈（1）构象，在晶体中呈（2）或（3）构象。 2. 高聚物的静态粘弹性行为表现有（4）、（5）。 3. 高聚物在极高压力下可以得到的晶体类型是（6），在偏光显微镜下可以观察到 “黑十字”现象的晶体类型是（7）。 4. 高聚物链段开始运动的温度对应的是该高聚物的（8）温度。 5. 橡胶弹性是（9）弹性，弹性模量随温度的升高而（10），在拉伸时(11) 热。 6.相对于脆性断裂，韧性断裂的断裂面较为(12) ，断裂伸长率较(13) ，而且断裂之前 存在(14) 。 7.写出三种测定聚合物结晶度的测定方法: (15) 、(16) 和(17 ) 。
《高分子物理与化学》试卷B重修(带答案)
05-06学年 1 学期 《 高分子化学及物理学》期末考试试卷 （本试卷共 页） 一、名词解释（20分） 聚合物 缓聚作用 聚合物的功能基反应 热塑性聚合物 橡胶的硫化 链节 二、问答题：（70分） 1 比较自由基聚合和缩合聚合的异同点。（20分） 2 什么叫竟聚率，并说明其意义？（10分） 优点。（10分） 4 下列各组单体对，预期生成什么类型的聚合物？（10分） 1） r 1=0 , r 2=0；2） r 1=1 , r 2=1 3） r 1= r 2=0.8；4） r 1=6 , r 2=0.5 5 说明平均官能度与聚合物结构形态的关系（10分） 6 什么是聚合物的分子量多分散性和平均分子量？怎样表示它们？（10分） 三、计算题（10分） 等当量的邻苯二甲酸与甘油进行聚合反应，试计算反应的凝胶点 高分子化学及物理学参考答案及评分标准
一、名词解释（20分） 聚合物――分子量很高的一类化合物，其分子量高达的程度，应该在物理机械性能方面与小分子物质有显著差别 缓聚作用――使聚合反应速率变慢，减缓聚合反应的作用 聚合物的功能基反应――反应仅在侧链自由基上，反应前后聚合度没有多大变化的反应 热塑性聚合物――具有可塑性，加热可以熔融、加入适当溶剂可以溶解的聚合物 橡胶的硫化――橡胶的交联，经过适度交联物理力学性能提高 链节――聚合物分子链上的重复结构单元 二、问答题：（60分）（每小题10分） 1 比较自由基聚合和缩合聚合的异同点。 自由基聚合：1）通过活性中心进行链增长 2）分子量在很短时间内达到很大 3）活性中心浓度低 4）单体转化率逐步增大 缩合聚合：1）通过功能基加反应进行链增长2）分子量逐步增大 3）功能基的反应活性相同 4）单体转化率在很短时间内达到很大 2 什么叫竟聚率，并说明其意义？ r1=k11/k12 , <0r<1, 共聚倾向大于自聚倾向；r＝0, 只能共聚，不能自聚； r> 1, 共聚倾向小于自聚倾向；r＝1, 共聚倾向与自聚倾向相等。 3简要叙述缩聚反应的等活性理论，并说明其在处理问题过程中的优点。 缩聚反应中所有功能基具有相同的活性，与链长无关。使问题简化。 4 下列各组单体对，预期生成什么类型的聚合物？ 1）r1=0 , r2=0；交替共聚物 2）r1=1 , r2=1；恒比共聚物 3）r1= r2=0.8；无规共聚物 4）r1=6 , r2=0.5；嵌段共聚物 5 什么是聚合物的分子量多分散性？怎样表示它们？ 把聚合物分子链长短不一的特性叫做分子量多分散性。 可用分子量分布曲线或者多分散系数表示 三、计算题（10分） 等当量的邻苯二甲酸与甘油进行聚合反应，试计算反应的凝胶点。 解：平均官能度＝（2×3＋3×2）/（2+3）＝2.4 凝胶点＝2/2.4＝0.833