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高分子物理课后习题答案金日光华幼卿第三版

高分子物理课后习题答案金日光华幼卿第三版
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文件排版存档编号:[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]

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?

3.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。

4.(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。

5.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

6.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。

7.(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。

8.哪些参数可以表征高分子链的柔顺性如何表征?

9.答:(1)空间位阻参数(或称刚性因子),值愈大,柔顺性愈差;10.(2)特征比Cn,Cn值越小,链的柔顺性越好;

11.(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?

6.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

7.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。

7.比较下列四组高分子链的柔顺性并简要加以解释。

8. 某单烯类聚合物的聚合度为104,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(假定该分子链为自内旋转链)。

单烯类 完全伸展链 222221cos 2max 3

h n l n l θ-=≈? 自由旋转链 22221cos 21cos h f r n l nl θθ

-==+

9. 无规聚丙烯在环己烷或甲苯中、30℃时测得的空间位阻参数(即刚性因子)σ=,试计算其等效自由连接链的链段长度b(已知碳-碳键长为,键角为。)。 解:221/20[/] 1.76h h f r σ== 220 1.76h =

222221cos 2max 23

h n l n l θ-== 又 max h Zb = 220h Zb = 10. 某聚苯乙烯试样的分子量为416000,试计算其无扰链的均方末端距(已知特征c n =12)。

解:220/12Cn h nl == 4160004000104

Xn == 28000n Xn == 第二章聚合物的凝聚态结构

1. 名词解释

凝聚态:物质的物理状态,是根据物质的分子运动在宏观力学性能上的表现来区分的,通常包括固体、液体和气体。高分子的凝聚态是指高分子链之间的几何排列和堆砌状态,包括固体和液体。

内聚能密度:单位体积的内聚能,CED = E/V m 。内聚能是克服分子间作用力,把1mol 液体或固体分子移至分子引力范围之外所需的能量。 CED 定义为单位体积凝聚体汽化时所需要的能量,单位:

晶系:根据晶体的特征对称元素所进行的分类。

结晶度:试样中结晶部分所占的质量分数(质量结晶度x c m)或者体积分数(体积结晶度x c v)。

取向:聚合物取向是指在某种外力作用下,分子链或其他结构单元沿着外力作用方向择优排列。

高分子合金的相容性:高分子共混物中分子间分子水平的互容程度。

2. 什么叫内聚能密度它与分子间作用力的关系如何如何测定聚合物的内聚能密度

答:内聚能密度是指单位体积的内聚能;CED = E/V m。内聚能是克服分子间作用力,把1mol液体或固体分子移至分子引力范围之外所需的能量,CED<290J/cm3的高聚物,都是非极性高聚物,由于它们的分子链上都不含极性基因,分子间作用力主要是色散力,分子间相互作用力较弱,加上分子链的柔性较好,使这些高聚物材料易于变形,富有弹性,可作橡胶,但聚乙烯是个例外,由于它的结构对称规整易于结晶而失去弹性,只能作塑料使用。

CED>420 J/cm3的高聚物,由于分子链上有强极性基因,或者分子间能形成氢键,分子间作用力大,因而有较好的机械强度和耐热性,再加上分子结构比较规整,易于结晶,取向,使强度更高,可成为优良的纤维材料或工程塑料。

CED∈290~420 J/cm3的高聚物,分子间作用力居中,适合于作塑料使用。

内聚能密度的测试方法主要有:最大溶胀比法、最大特性粘数法。

3. 聚合物在不同条件下结晶时,可能得到哪几种主要的结晶形态各种结晶形态的特征是什么

单晶:形成条件:%~%PE溶液中极缓慢冷却结晶或较高压力下100MP)熔体结晶而成。

结构特点:棱片状,其链长数百纳米,厚度为10nm,晶片厚度与分子量无关,分子链总是垂直于截面。

树枝晶:形成条件:浓度较高、或温度较低、或聚合物分子量太大时,高分子不再形成单晶片,而是倾向于生成树枝晶;

结构特点:单晶的聚集体,多晶结构。

球晶:形成条件:>1%的浓溶液熔体冷却结晶

结构特点:球晶分子链总是垂直于径向,单晶片的变形聚集体;有黑十字消光现象,双折射现象

伸展链晶:形成条件:高温高压熔体附近缓慢结晶高拉伸取向

结构特点:分子链完全伸展,平行排列单向强度大

串晶:形成条件:应力(溶液结晶时边缓慢搅拌边结晶);拉伸挤出时有(双向)应力场作用。

结构特点:折叠链与伸直链不可分离双向强度高

柱晶:形成条件:应力作用下冷却结晶。

结构特点:沿应力方向成行地形成晶核,再向四周生长成折叠链晶片单向强度大。

纤维晶:形成条件:溶液流动,搅拌下结晶;熔体拉伸、剪切。

结构特点:交错连接的微晶和韧性分子链相连构成。

4.测定聚合物的结晶度的方法有哪几种简述其基本原理。不同方法测得的结晶度是否相同为什么

答:(1)密度法,X射线衍射法,量热法;(2)密度法的依据:分子链在晶区规整堆砌,故晶区密度大于非晶区密度;X射线衍射法的依据:总的相干散射强度等于晶区和非晶区相干散射强度之和;量热法的依据:根据聚合物熔融过程中的热效应来测定结晶度的方法。(3)不同,因为结晶度的概念缺乏明确的物理意义,晶区和非晶区的界限很不明确,无法准确测定结晶部分的量,所以其数值随测定方法不同而不同。

5.高分子液晶的分子结构有何特点根据分子排列有序性的不同,液晶可以分为哪几种晶型如何表征?

答:(1)高分子液晶分子结构特点:分子主干部分是棒状(筷形),平面状(碟形)或曲面片状(碗形)的刚性结构,以细长棒状最为常见;b.分子中含有对位苯

撑,强极性基团,可高度极化或可形成氢键的基团,因而在液态下具有维持分子作某种有序排列所需要的凝聚力;c.分子上可能含有一定的柔性结构。

(2)液晶晶型:a.完全没有平移有序—向列相即N相,用单位矢量表示;b.一维平移有序(层状液晶)—近晶A()和近晶C();c.手征性液晶,包括胆甾相(Ch)和手征性近晶相;d.盘状液晶相。

(3)液晶态的表征一般为:a.偏光显微镜下用平行光系统观察;b.热分析法;射线衍射;

d.电子衍射;

e.核磁共振;

f.电子自旋共振;

g.流变学;

h.流变光学。

6.简述液晶高分子的研究现状,举例说明其应用价值。

答:液晶高分子被用于制造防弹衣,缆绳及航空航天器大型结构部件,可用于新型的分子及原子复合材料,适用于光导纤维的被覆,微波炉件,显示器件信息传递变电检测

7.取向度的测定方法有哪几种举例说明聚合物取向的实际意义。

(1)用光学显微镜测定双折射来计算;(2)用声速法测定;(3)广角X射线衍射法;(4)红外二向色性;(5)偏正荧光法。

取向结构对材料的力学、光学、热性能影响显着。

例如:尼龙等合成纤维生产中广泛采用牵伸工艺来大幅度提高其拉伸强度;

摄影胶片片基、录音录像磁带等薄膜材料实际使用强度和耐折性大大提高,存放时不会发生不均匀收缩。

取向通常还使材料的玻璃化温度提高;

对于晶态聚合物,其密度和结晶度提高,材料的使用温度提高。

8.某结晶聚合物的注射制品中,靠近模具的皮层具有双折射现象,而制品内部用偏光显微镜观察发现有Maltese黑十字,并且越靠近制品芯部,Maltese黑十字越大。试解释产生上述现象的原因。如果降低模具的温度,皮层厚度将如何变化?答:(1)由于形成球晶,球晶具有双折射现象,自然光经过偏振片变为偏振光,通过球晶发生双折射,分成两束振动方向垂直的偏振光,两束偏振光在与检偏镜平行方向上存在分量,分量速度不同,产生相位差而干涉,使呈现黑十字消光图像,制品外部与模具接触,冷却速度快,球晶来不及生长而成多层片晶或小球晶,而制品芯部温度高,结晶时间充分,生长为大球晶,因此消光图像更大。

(2)降低温度会增加过冷度,缩短结晶时间,因而皮层厚度增加。

9.采用“共聚”和“共混”方法进行聚合物改性有何异同点

解:答:相同点:二者都可形成两相结构。

不同:“共聚”的高分子合金在相界面处,存在化学键,“共混”的高分子合金在相界面处几乎不存在化学键。

10.简述提高高分子合金相容性的手段

11.答:提高高分子合金的相容性一般用加入第三组分增溶剂的方法。

12.增溶剂可以是与A 、B 两种高分子化学组成相同的嵌段或接枝共聚物,也可以是与A 、B 的化学组成不同但能分别与之相容的嵌段或接枝共聚物。

b. 在不同聚合物的分子之间引入各种特殊的相互作用。

11.某一聚合物完全结晶时的密度为cm3,完全非晶态的密度为cm3,现知该聚合物的实际密度为cm3,试问其体积结晶度应为多少(体积结晶度为)

333

3330.900/0.854/0.046/0.5610.963/0.964/0.082/v

a c

c a g cm g cm g cm X g cm g cm g cm ρρρρ--====-- 12.已知聚乙烯晶体属斜方晶系,其晶胞参数a =,b =,c =。

(1)根据晶胞参数,验证聚乙烯分子链在晶体中为平面锯齿形构象;

(2)若聚乙烯无定形部分的密度ρa = g/cm 3,试计算密度ρ=ρ聚乙烯试样

的质量结晶度。

解:(1)23777

286.02100.738100.495100.25410c A MZ N V ρ??==??????? 与实际测得的聚乙烯密度30.92~0.90/g cm ρ=颇为一致。

(2)1/~1/1/0.831/0.97 1.2048 1.03091/~1/1/0.831/1.0025 1.20480.9975

W a c a c X ρρρρ--===-- 13. 用声波波传播法测定拉伸涤纶纤维的取向度。若实验得到分子链在纤维轴方向的平均取向角θ为30度,试问该试样的取向度为多少

解:221

15(3cos 1)(3cos 31)228

f θδ=-=?-= 第3章 高分子溶液

1.溶度参数的含义是什么“溶度参数相近原理”判断溶剂对聚合物溶解能力的依据是什么?

答:(1)溶度参数:是指内聚能密度的平方根;

(2)依据是:

,因为溶解过程>0,要使<0,越小越好,又因为,所以与越相近就越小,所以可用“溶度参数相近原理”判断溶剂对聚合物的溶解能力。

2.什么叫高分子θ溶液它与理想溶液有何本质区别?

答:(1)高分子θ溶液:是指高分子稀溶液在θ温度下(Flory 温度),分子链段间的作用力,分子链段与溶剂分子间的作用力,溶剂分子间的作用力恰好相互抵消,形成无扰状态的溶液。 此时高分子—溶剂相互作用参数为1/2,内聚能密度为0.(2)理想溶液三个作用力都为0,而θ溶液三个作用力都不为0,只是合力为0.

晶格模型理论推导高分子溶液混合熵时作了哪些假定混合热表达式中Huggins 参数的物理意义是什么

答:(1)假定:a.溶液中分子排列也像晶体中一样,为一种晶格排列;b.高分子链是柔性的,所有构象具有相同的能量;c.溶液中高分子“链段”是均匀分布的,即“链段”占有任一格子的几率相同。

(2)物理意义:1x 反映高分子与溶剂混合时相互作用能的变化。1x kT 法表示一个溶剂分子放到高分子中去时所引起的能量变化。121(2)z x kT

ε-?=

,112M H kTx N φ?=; 1x 与溶剂性质的关系:溶剂的溶解能力越强,1x 值越小;

1x 与温度的关系:111112T x x T θψ????↑↓-=- ???????

4.什么叫排斥体积效应Flory-Kingbuam 稀溶液理论较之晶格模型理论有何进展

答:(1)排斥体积效应:在高分子稀溶液中,“链段”的分布实际上是不均匀的,高分子链以一个被溶剂化了的松懈的链球散布在纯溶剂中,每个链球都占有一定的体积,它不能被其他分子的“链段”占有。

(2)进展:a. 高分子稀溶液中“链段”的分布是不均匀的,而是以“链段

云”形式分布在溶剂中,每一“链段云”可近似成球休;

b .在“链段云”内,以质心为中心,“链段”的径向分布符合高斯分布:

c .“链段石”彼此接近要引起自由能的变化.每一个高分子“链段云”具有排斥体积。

5.高分子合金相分离机理有哪两种比较其异同点。

6.解:略。

7.6.苯乙烯-丁二烯共聚物(δ=)难溶于戊烷(δ=)和醋酸乙烯(δ=)。若选用上述两种溶剂的混合物,什么配比时对共聚物的溶解能力最佳?

8.解:

由溶度参数相近原则可知,当混合物的溶度参数δ为时,溶解能力最佳,设戊烷体积分数为x ,则醋酸乙烯为(1-x )根据公式:δ混=δ1φ1+δ2φ2,所以:+

(1-x )=,x =

故:配比为戊烷比醋酸乙烯约为32/68时溶解能力最佳。

计算下列三种情况下溶液的混合熵,讨论所得结果的意义。

(1)99e12个小分子A 与1e8个小分子B 相混合(假定为理想溶液);

(2)99e12个小分子A 与1e8个小分子B (设每个大分子“链段”数x=1e4)相混合(假定符合均匀场理论);

(3)99e12个小分子A 与1e12个小分子B 相混合(假定为理想溶液)。

答:(1)

;(2);(3)

. (1))10

109910ln 1002.6101010991099ln 1002.61099(314.8)

ln ln ()ln ln (8128

23881212231222112211+??++?????-=+-=+-=?x n x n R x N x N K S M

)10109910ln 1002.6101010991099ln 1002.61099(314.8)

ln ln ()3(121212

2312

12121223122211+??++?????-=+-=?x n x n R S M 结果说明,绝大多数高分子溶液,即使在浓度小时,性质也不服从理想溶液的规律,混合熵

比小分子要大十几倍到数十倍,一个高分子在溶液中可以起到许多个小分子的作用,高分子溶液性质与理想溶液性质偏差的原因在于分子量大,分子链具有柔顺性,但一个高分子中每个链段是相互连接的,起不到x (连段数)个小分子的作用,混合熵比xN 个小分子来得小。

8.在20℃将10-5mol 的聚甲基丙烯酸甲酯(=105, ρ=cm3)溶于179g 氯仿(ρ= g/cm3)中,试计算溶液的混合熵、混合热和混合自由能。(已知χ1=)

答:;;解:混合熵:

混合热:

混合自由能:

9.假定共混体系中,两组分聚合物(非极性或弱极性)的分子量不同但均为单分散的,XA/XB=r 。试写出计算临界共溶温度下组成关系的方程式,画出r 分别为小于

1、等于1和大于1时,该体系的旋节线示意图。

第4章 聚合物的分子量和分子量分布

1.什么叫分子量微分分布曲线和体积分布曲线两者如何相互转换?

(1)微分分布曲线:表示聚合物中分子量(M)不同的各个级分所占的质量

分数或摩尔分数[x(M)];

积分分布曲线:表示聚合物中分子量小于和等于某一值的所有级分所占的质量分数[I(M)]

或摩尔分数。

二者的关系为:

2.测定聚合物数均和重均分子量的方法有哪几种每种方法适用的分子量范围如何?

答:(1)测定数均分子量的方法:端基分析法、沸点升高、冰点下降、气相渗透压(范围<)

(2)测量重均分子量的方法:光散射法()

3.证明渗透压法测得的分子量为数均分子量。

答:渗透法测定分子量依据为时,

所以:即渗透压法测得分子量为数均分子量。

4.采用渗透压法测得试样A 和B 和摩尔质量分别为mol 和mol ,试计算A 、B 两种试样等质量混合物的数均分子量和重均分子量。

答:;

数均分子量:5

55555551025.1)1025.1/(1)10.402/(1)1020.4/(11020.4)1025.1/(1)10.402/(1)1020.4/(1???+??+???+??==∑i

i i n M x M

重均分子量:55510725.21025.15.01020.45.0?=??+??==∑i i

i M M ωω

℃时,环己烷为聚苯乙烯(无规立构)的θ溶剂。现将300mg 聚苯乙烯

(ρ=cm3,=)于35℃溶于150ml 环己烷中,试计算:(1)第二维利系数A2;(2)溶液的渗透压。

答:(1);(2)

6.某聚苯乙烯试样经分级后得到5个级分。用光散射法测定了各级分的重均分子量,用粘度法(22℃、二氯乙烯溶液)测定了各级分的特征粘度,结果如下所示:

试计

算Mark -Houwink 方程[η]=KM α

中的两个参数K 和α。 解:由[η]=KM α得:lg[η]=lgK +αlgM,以lg[η]对lgM 作图,斜率即为α,截距为lgK 。

7.推导一点法测定特性粘度的公式:

(1) [η]=

(2)C

r sp )1(][γγηηη+-=,其中γ=K’/β 证明:(1)

(2)

何曼君第三版高分子物理答案(新版答案)

课后作业答案: 第一章 2、 W 1=250/(250+280+300+350+400+450+500+600)=250/3130=0.0799 W 2=0.0895 W 3=0.0958 W 4=0.1118 W5=0.1278 W6=0.1438 W7=0.1597 W8=0.1917 111 3910.07990.08950.09580.11180.12780.14380.15970.19170.002556 250280300350400450500600n i i M w M = ===+++++++∑424w i i M w M ==∑; 2 2 (1)12903w n n n M M M σ=-=; 22 (1)15173w w V M d =-= 4、粘度法测定分子量,得到的数据为不同浓度的溶液流经乌氏粘度计的两到标志线所需的时间。粘度一方面与聚合物的分子量有关,另一方面也与聚合物分子的结构、形态和在溶剂中的扩张程度有关。因此,粘度法测得的分子量为相对分子量。 渗透压法测定分子量,得到的数据为不同浓度的溶液对应的平衡渗透压,与溶液中溶剂和溶质的摩尔分数有关,因此测得的是数均分子量。 光散射法测定分子量,是将固定波长的光线通过不同浓度的溶液,而散射光的强度是由各种大小不同的分子所贡献的。因此测得的分子量为重均分子量。 5、如知道分子量的数量微分分布函数N (m )和质量微分分布函数W(m),则可通过下式求出n M 和w M . 01 ()()n M N m MdM W N dM M ∞ ∞= = ? ? ()w M W m MdM ∞ = ? 6、 2i i i i i i w i i i i i i i i n M W M M W M n M W = ==∑∑∑∑∑ 1 i i i i i n i i i i i i i i n M W M W W n M M = = = ∑∑∑∑∑ 1/( )i i i M W M αα η=∑ ; 以为α值在-1到1之间,因此n w M M M η≤≤ 7、今有一混合物,有1克聚合物A 和2 克同样类型的聚合物B 组成,A 的分 子量M A = 1×105 g .mol -1; B 的分子量M B = 2×105 g .mol -1。计算该混合物的

高分子物理课后答案何曼君第三版

高分子物理课后答案,何曼君,第三版 第三章 高分子的溶解过程与小分子相比有什么不同? 高分子与溶剂分子的尺寸相差悬殊,两者运动分子运动速度差别很大,现是溶剂分子渗入高聚物内部,是高聚体膨胀,称为“溶胀”,然后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。对于交联的高分子只停留在溶胀阶段,不会溶解。 第二维里系数A2的物理意义? 第二维利系数的物理意义是高分子链段和链段间的内排斥与高分子链段和溶剂分子间能量上相互作用、两者相互竞争的一个量度。它与溶剂化作用和高分子在溶液里的形态有密切关系。良溶剂中,高分子链由于溶剂化作业而扩张,高分子线团伸展,A2是正值;温度下降或在非良溶剂,高分子线团收缩,A2是负值;当链段与链段、溶剂与高分子链段相互作业想等时,高分子溶液符合理想溶液的性质,A2为零,相当于高分子链处于无扰状态。 高分子的理想链和真实链有哪些区别? ①理想链是一种理论模型,认为化学键不占体积,自由旋转,没有键角和位垒的限制,而真实链有键角限制和位垒的限制。 ②理想链没有考虑远程相互作用和近程相互作用,而真实链要考虑链节与链节之间的体积排除和链与周围环境的相互作用以及链与链之间的相互作用等。 高分子的稀溶液、亚浓溶液、浓溶液有哪些本质的区别? 三种溶液最本质的区别体现在溶液中和高分子无规线团之间的相互作用和无规线团的形态结构不同: ① 稀溶液:高分子线团是相互分离的,溶液中高分子链段的分布也是不均一的;线团 之间的相互作用可以忽略。 ②浓溶液:大分子链之间发生相互穿插和缠结,溶液中链段的空间密度分布趋于均一。 ② 亚浓溶液:亚浓溶液介于稀溶液和浓溶液之间,高分子线团开始相互穿插交叠,整 个溶液中链段的分布趋于均一;高分子线团与临近线团开始相互作用。 第四章一般共混物的相分离与嵌段共聚物的微相分离在本质上有何差别? 由于嵌段共聚物的嵌段间不相容而发生相分离,平均相结构微区的大小只有几十到几百纳米,即微相分离,两相之间的作用力是化学键。两种聚合物共混时,由于混合熵很小,混合晗决定于聚合物之间的相互作用,通常较小,所以两种聚合物混合自由能通常大于零,是分相的。而一般共混物两相界面之间的作用力是分子间作用力或氢键,其分相可能是宏观可

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;

高分子物理课后答案

第9章聚合物的流变性 1.什么是假塑性流体?绝大多数聚合物熔体和浓溶液在通常条件下为什么均呈现假塑性流体的性质?试用缠结理论加以解释。 答:(1)流动指数n<1的流体称为假塑性流体; (2)略 2.聚合物的粘性流动有何特点?为什么? 3.为什么聚合物的粘流活化能与分子量无关? 答:根据自由体积理论,高分子的流动不是简单的整个分子的迁移,而是通过链段的相继跃迁来实现的。形象的说,这种流动的类似于蚯蚓的蠕动。因而其流动 活化能与分子的长短无关。,由实验结果可知当碳链不长时,随碳数的增加而增加,但当碳数大于30时,不再增大,因此聚合物超过一定数值后,与相对分子质量无关。 4.讨论聚合物的分子量和分子量分布对熔体粘度和流变性的影响。 答:低切变速率下,当时,略依赖于聚合物化学结构和温度,当 时,与聚合物化学结构,分子量分布及温度无关;增大切变速率,链 缠结结构破坏程度增加,分子量对体系粘度影响减小。 聚合物熔体非牛顿流动时的切变速率随分子量加大向低切变速率移动,剪切引起的粘度下降,分子量低的试样也比分子量高的试样小一些。分子量相同时分子量分布宽的聚合物熔体出现非牛顿流动的切变速率比分布窄的要低的多。 5.从结构观点分析温度、切变速率对聚合物熔体粘度的影响规律,举例说明这一规律在成型加工中的应用。 答:a.温度升高,粘度下降,在较高温度的情况下,聚合物熔体内自由体积相当大,流动粘度的大小主要取决于高分子链本身的结构,即链段跃迁运动的能力,一般分子链越刚硬,或分子间作用力越大,则流动活化能越高,这类聚合物是温敏性的;当温度处于一定范围即Tg

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。

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[η]=KMα关系 (3)高分子多分散性 (4)创刊《die Makromol.Chemie》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0.154纳米,键角为109.5°,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)σ 聚丙烯(无规)环已烷、甲苯30 835 1.76

高分子物理课后答案(何曼君)

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 3 COOCH 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 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 2 CH OH CH 2 CH OH CH 2 CH OH CH 2 CH 2 O CH CH 2 CH 2 CH OH 同时若用HIO 氧化处理时,可得到乙酸和丙酮: CH 2 CH CH 2 OH CH CH 2 OH CH OH 4 CH 3C OH O + CH 3C O CH 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 氧化处理时,也得不到丙酮: CH 2 CH CH OH CH 2 CH 2 CH OH OH CH O CH O 2 CH CH 2 CH 2 CH OH CH 2 CH CH OH CH 2CH 2 CH OH OH 4 CH 3C OH O + OH C O CH 2CH 2C OH O 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 2CH Cl )和偏氯乙烯( CH 2CCl 2 )的共聚物,经脱除HCl 和裂解后,产物 有: ,Cl ,Cl Cl ,Cl Cl 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): CH 2 CH Cl CH 2 C Cl Cl + (V) (D)

高分子物理期末考试试题

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 K γ σ =切,n>1) 2). 牛顿流体(n K γσ =切,n=1) 3). 假塑性流体(n K γ σ =切,n>1) 4). 宾哈流体(γσσ K y +=切) 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δ; 2. 链段; 3. 极限粘度η∞; 4. 断裂韧性K 1C ; 5. 临界分子量; 6.哈金斯参数1χ; 7.对数减量; 8.第二维利系数A 2。

高分子物理(何曼君第三版版)课后习题答案-38页剖析

高分子物理课后习题答案 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 3 COOCH 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 2 CH CH 2 CH CH 2 CH CH 2O CH 2 CH O CH 2 O CH CH 2 CH 2 CH OH 同时若用HIO 4氧化处理时,可得到乙酸和丙酮: CH 2 CH CH 2 OH CH CH 2 OH CH OH 4 CH 3C OH O + CH 3C O CH 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 2 CH CH CH 2 CH 2 CH CH 2O CH O 2 O CH CH 2 CH 2 CH OH CH 2 CH CH CH 2CH 2 CH 4 CH 3C OH O + OH C O CH 2CH 2C OH O 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 2CH Cl )和偏氯乙烯( CH 2CCl 2 )的共聚物,经脱除HCl 和裂解后,产物有: ,Cl ,Cl Cl ,Cl Cl 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): CH 2 CH Cl CH 2 C Cl Cl + (V) (D)

高分子物理何曼君第3版课后答案

第1章 1请你列举出20种?常?活中经常接触到的?分?材料,并写出其中10种聚合物的名称和化学式。 解答:常?的?分?材料:聚?烯塑料桶、聚丙烯编织袋、涤纶(聚对苯?甲酸? ?醇酯)、EVA热熔胶(聚?烯和聚醋酸?烯酯的共聚物)、顺丁橡胶鞋底、尼?袜、ABS塑料、环氧树脂黏合剂、环氧树 脂泡沫、聚氨酯泡沫、聚氨酯涂料、油改性聚酯清漆、育秧薄膜(聚氯?烯)、电线包?(聚氯?烯)、有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)、维尼?(聚?烯醇缩甲醛)、尼?66 、奶瓶(聚碳酸酯)、聚四氟?烯、丁苯橡胶、塑料拖鞋(聚氯?烯)、?机表?的光敏涂料、天然橡胶、复合地板(脲醛树脂)、凉?塔(不饱和树脂玻璃钢)等。 2有8本?说,它们的厚度不同,分别为250?、280?、300?、350?、400?、450?、500?和600?,请算出它们的数均?数和重均?数以及分布宽度指数。请思考为什么重均?数?于数均?数。 解答: 分布宽度指数=重均?数/数均?数=423.61/391.25=1.08; 按书?重量统计平均的?数为重均?数,其值等于每书的?数乘以其重量分数的总和。数 均?数相当于总?数除以书本数。 对于重均?数,重的分?的权重?,数均?数的话,权重都是1。所以重均?数?于数均?数。 3试?较聚苯?烯与苯?烯在性能上有哪些差别。 解答:差别: (1)聚苯?烯是有?定强度的?聚物,在外观上是固体,在分?结构上没有双键;苯?烯是?分?的液体,分?结构上有双键。

(2)苯?烯做出来的产品?聚苯?烯做出来的产品要脆。另外苯?烯暴露在空?中会逐渐被氧化,?聚苯?烯不会。 4为什么说黏度法测得的分?量是相对的分?量,渗透压法测得的是数均分?量,光散射法测得的是重均分?量? 解答:(1)黏度法是由公式得到,?α?是从得到。在测α时所?到的[η]是通过相对黏度和增?黏度计算得到。因此[η]不是溶剂的绝对黏度,那么得到的分?量也是相对的分?量。 (2)渗透法测定分?量依据为时 所以 即渗透压法测得分?量为数均分?量。 (3)在光散射法中常?θ=90°时的瑞利?R90计算溶质的分?量。 因此测得的是重均分?量。 5如果知道聚合物的分?量分布函数或分布曲线,如何求得和? 解答:

东华大学高分子物理07年正考试卷

东华大学20 09 ----20 10 学年第1 学期期末试题踏实学习,弘扬正气;诚信做人,诚实考试;作弊可耻,后果自负。 课程名称高分子物理使用专业07级复合材料、高分子材料 班级___________________姓名_______________学号_____________ (请将答案全部写在答题纸上!) 一、解释下列物理概念(写出必要的表达式):(30分,每题3分) 1. 等同周期; 2. 链段; 3. 半结晶期; 4. 第二位力系数A2; 5. 球晶 6. 力学三态; 7. 取向因子; 8. 冷拉; 9. 贮能模量;10. 特性粘度[η]; 二、单项选择题:(10分,每题1分) 1. 不对称的单烯类单体在聚合时可以头-尾键接和头-头(或尾-尾)键接方式,它们被称为: (a) 旋光异构体(b) 顺序异构体(c) 几何异构体(d) 空间立构体 2. PTFE(聚四氟乙烯)分子链在晶体中采取的构象是: (a) 平面锯齿链(b) 扭曲的锯齿链(c) 螺旋链(d) 无规线团 3. 采用下列哪种测定分子量的方法,可以同时测定均方旋转半径: (a)端基分析法(b)稀溶液粘度法(c)膜渗透压法(d)光散射法 4. 若C-C键长为0.154nm, 则聚合度为1000的聚乙烯自由旋转链的均方末端距为: (a) 47.4nm2(b) 71.1 nm2(c)94.8 nm2 (d ) 142.2 nm2 5. 聚合物在高温高压下可以形成: (a)单晶(b)串晶(c)树枝晶(d)伸直链晶 6. 用硬PVC做成的雨衣长时间悬挂后会变形,这种现象称为: (a)蠕变(b)应力松弛(c)内耗(d)滞后 7. 剪切粘度随剪切速率的增大而减小的流体属于: (a)牛顿流体(b)假塑性流体(c)胀塑性流体(d)宾汉流体 8. 采用以下哪种方法可以测定纤维非晶区取向: (a) 双折射法(b) x-衍射法(c) 染色二色性法(d) 声速法 9. 在良溶剂中Huggins参数:

何曼君 高分子物理课后答案_第三版

第三章 高分子的溶解过程与小分子相比有什么不同? 高分子与溶剂分子的尺寸相差悬殊,两者运动分子运动速度差别很大,现是溶剂分子渗入高聚物内部,是高聚体膨胀,称为“溶胀”,然后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。对于交联的高分子只停留在溶胀阶段,不会溶解。 第二维里系数A2的物理意义? 第二维利系数的物理意义是高分子链段和链段间的内排斥与高分子链段和溶剂分子间能量上相互作用、两者相互竞争的一个量度。它与溶剂化作用和高分子在溶液里的形态有密切关系。良溶剂中,高分子链由于溶剂化作业而扩张,高分子线团伸展,A2是正值;温度下降或在非良溶剂,高分子线团收缩,A2是负值;当链段与链段、溶剂与高分子链段相互作业想等时,高分子溶液符合理想溶液的性质,A2为零,相当于高分子链处于无扰状态。 高分子的理想链和真实链有哪些区别? ①理想链是一种理论模型,认为化学键不占体积,自由旋转,没有键角和位垒的限制,而真实链有键角限制和位垒的限制。 ②理想链没有考虑远程相互作用和近程相互作用,而真实链要考虑链节与链节之间的体积排除和链与周围环境的相互作用以及链与链之间的相互作用等。 高分子的稀溶液、亚浓溶液、浓溶液有哪些本质的区别? 三种溶液最本质的区别体现在溶液中和高分子无规线团之间的相互作用和无规线团的形态结构不同: ①稀溶液:高分子线团是相互分离的,溶液中高分子链段的分布也是不均一的;线团 之间的相互作用可以忽略。 ②浓溶液:大分子链之间发生相互穿插和缠结,溶液中链段的空间密度分布趋于均一。 ②亚浓溶液:亚浓溶液介于稀溶液和浓溶液之间,高分子线团开始相互穿插交叠,整 个溶液中链段的分布趋于均一;高分子线团与临近线团开始相互作用。 第四章 一般共混物的相分离与嵌段共聚物的微相分离在本质上有何差别? 由于嵌段共聚物的嵌段间不相容而发生相分离,平均相结构微区的大小只有几十到几百纳米,即微相分离,两相之间的作用力是化学键。两种聚合物共混时,由于混合熵很小,混合晗决定于聚合物之间的相互作用,通常较小,所以两种聚合物混合自由能通常大于零,是分相的。而一般共混物两相界面之间的作用力是分子间作用力或氢键,其分相可能是宏观可见的,添加增容剂后,并经强烈的机械混合,增容剂提高了两相界面之间的相互作用,可形成稳定的微相分离结构 第五章聚合物的非晶态 3.何谓“松弛”?请举例说明松弛现象。用什么物理量表示松弛过程的快慢? 答:“松弛”过程是指一个从非平衡态到平衡态进行的过程,它首先是很快地进行,然后逐步放慢甚至于时间达到无穷长。√ 例如,一直杆的长度比两刚壁之间的固定距离L稍长;将直杆强制地装入两刚壁之间,在开始时,直杆与刚壁的接触面之间有相互作用的压力P,在直杆内任一截面上也有内压力P;以后,随着时间的增长,这些压力的数值渐渐减小,而且温度越高时减小得越快。岩石和

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;

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课后作业答案: 第一章 2、 W 1=250/(250+280+300+350+400+450+500+600)=250/3130= W 2= W 3= W 4= W5= W6= W7= W8= 111 3910.07990.08950.09580.11180.12780.14380.15970.19170.002556 250280300350400450500600n i i M w M = ===+++++++∑424w i i M w M ==∑; 2 2 (1)12903w n n n M M M σ=-=; 4、粘度法测定分子量,得到的数据为不同浓度的溶液流经乌氏粘度计的两到标志线所需的时间。粘度一方面与聚合物的分子量有关,另一方面也与聚合物分子的结构、形态和在溶剂中的扩张程度有关。因此,粘度法测得的分子量为相对分子量。 渗透压法测定分子量,得到的数据为不同浓度的溶液对应的平衡渗透压,与溶液中溶剂和溶质的摩尔分数有关,因此测得的是数均分子量。 光散射法测定分子量,是将固定波长的光线通过不同浓度的溶液,而散射光的强度是由各种大小不同的分子所贡献的。因此测得的分子量为重均分子量。 5、如知道分子量的数量微分分布函数N (m )和质量微分分布函数W(m),则可通过下式求出n M 和w M . 6、 2 i i i i i i w i i i i i i i i n M W M M W M n M W = ==∑∑∑∑∑ 1/()i i i M W M ααη=∑ ; 以为α值在-1到1之间,因此n w M M M η≤≤ 7、今有一混合物,有1克聚合物A 和2 克同样类型的聚合物B 组成,A 的分子量M A = 1×105 g .mol -1; B 的分子量M B = 2×105 g .mol -1。计算该混合物的数均分子量M n ,重均分子量M W 和多分散指数d 。 解:W1=1/(1+2)=1/3 W2=2/(1+2)=1/3 8、高分子溶液的热力学性质与理想溶液的偏差很大,只有在无限稀释的情况下才符合理想溶液的规律。因此必须求取浓度为零时的外推值作为计算的依据。当高聚物的分子量很大,测定用的溶液浓度又很稀时不需外推。 11、 21()RT A C C M π=+ 以C π 对C 作图得一直线。 ( 3*10C π - ) 则直线截距 3 10.0774*10RT M = ; 453 8.48*10*298 3.26*100.0774*10n M ==

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 )。

高分子物理期中考试题+答案-参考模板

高分子材料学期中考试 1单体单元和结构单元间区别 结构单元:单体在大分子链中形成的 单元。 单体单元:原子种类及个数完全相同 的结构单元 2高分子化合物与聚合物是有区别 聚合物:多种原子以相同的多次重复 的小分子通过共价健连接起 来的分子量在104~107的化 合物。 高分子化合物:大分子(链) 3挂在墙上的雨衣变长(应力与应变)当材料受到外力作用而又不产生惯性移动时,它的几何形状和尺寸会发生变化,这种变化称为应变或形变。4松紧带时间久变松(应力松弛蠕变)在温度、压力恒定的条件下,松紧带的内应力随时间的延长而逐渐较少,形变随时间的延长而增加。 5聚合物材料按照结构完全均匀的理想情况计算得到的理论强度要比聚合的实际强度高出十几倍,甚至上百倍,为什么会这样? 聚合物的实际结构存在着大小不一的缺陷,引起应力的局部集中。 聚合物的拉伸强度与聚合物本身的结构、取向、结晶度、填料等有关,还与载荷速率、温度等外界条件有关。冲击强度在很大程度上取决于试样缺口的特性,此外加工条件、分子量、添加剂等对冲击强度也有影响。 6选择溶剂的原则 一般要根据极性相近,溶剂化,溶解度参数相近的原则来选取溶剂。 7高分子的溶解 高分子溶解是一个比较缓慢的过程,可分为两个阶段:1溶剂化膨胀过程,溶剂分子渗入高分子内部,使高分子胀大;2是高分子均匀分散在溶剂中,形成完全溶解的均相体系。8高密度聚乙烯(HDPE)的力学性能好于低密度聚乙烯(LDPE) HDPE支化度低,结晶度高,且密度大9氯化聚乙烯使聚乙烯变软,玻璃化温度降低 聚乙烯是通过氯化反应后得到的产物。由于Cl的取代,破坏了聚乙烯的结晶性,使聚乙烯变软,玻璃化温度降低。 10聚丙烯的力学性能与聚乙烯相比,其强度、刚度和硬度都比较高 聚丙烯的力学性能与聚乙烯相比,其强度、刚度和硬度都比较高,光泽性也好,但在塑料材料中仍属于偏低的。它的冲击强度较低,但具有优良的抗弯曲疲劳性。 11聚氯乙烯(PVC)的拉伸强度、压缩强度较高,硬度刚度较大 聚氯乙烯分子中含有大量的氯原子,分子极性较大,分子间作用力较强,大分子的堆积程度高,链间距离远较聚乙烯小,所以聚氯乙烯的拉伸强度、压缩强度较高,硬度刚度较大,12聚氯乙烯中加入增塑剂的结果是韧性增加 增塑剂进入大分子之间,使聚氯分子间的距离增大,相互作用力减小,大分子运动能力增加。增塑剂含量越多,拉伸强度、弹性模量较小,而伸长率越大。 13聚苯乙烯(PS)硬而脆,似玻璃状PS结构中存在较大体积的苯基,分子运动受时空间位阻效应的影响,分子链刚性增加,导致PS硬而脆,似玻璃状,断裂伸长率很低,无延展性,在拉伸时无屈服现象。 14聚苯乙烯(PS)具有极好的透明性PS为非晶态聚合物,因此具有极好的透明性,GPPS的透光率达88%-92%,折射率为1.59-1.60,具有良好的光泽性,其透明性仅次于丙烯酸类聚合物。

高分子物理课后习题答案金日光第三版

高分子物理答案(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;

高分子物理课后习题答案

lololj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,举例说明高分子的构造。 等。 举例说明高分子链的构造: 线形:聚乙烯,聚α-烯烃 环形聚合物:环形聚苯乙烯,聚芳醚类环形低聚物 梯形聚合物:聚丙烯腈纤维受热,发生环化形成梯形结构 支化高分子:低密度聚乙烯 交联高分子:酚醛、环氧、不饱和聚酯,硫化橡胶,交联聚乙烯。 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?

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