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高分子物理作业习题

高分子物理习题：

第一章高分子链的结构

一、概念与名词

高聚物的结构高分子链结构聚集态结构近程结构远程结构化学结构物理结构构型旋光异构全同立构间同立构无规立构有规立构等规度几何异构顺反异构键接异构序列序列分布数均序列长度支化度交联度IPN Semi-IPN 构象单键内旋转链段近程相互作用远程相互作用无规线团柔顺性平衡态柔顺性动态柔顺性末端距均方末端距根均方末端距均方回转半径最可几末端距自由结合链自由旋转链伸直链等效自由结合链高斯链无扰尺寸空间位阻参数特征比一级近程排斥力二级近程排斥力热塑性聚合物热固性聚合物热力学链段长度动力学链段长度

二、基本理论与基本问题

1.下列哪种聚合物是热塑性的（）

a.硬质橡胶

b.酚醛树脂

c.硫化橡胶

d.HDPE

2.高压聚乙烯因为在聚合时压力很大，所以产品的密度也高，低压聚乙烯因为聚合时压力低，所以产品密度也低。（）

3.所谓自由旋转链，就是键角（θ），内旋转角（θ）均不受限制的高分子链。（）

4.高分子在晶体中是规则排列的，只有全同立构或间同立构的高分子才能结晶，无规立构高分子（也有例外）不能结晶。（）

5.HPPE聚合时压力很大，LPPE聚合时压力很小。所以二者的密度

a、HPPE>LPPE

b、HPPE

c、HPPE=LPPE

6.分子量相同的大分子链，链越柔顺则线团尺寸（）

a、越小

b、越大

c、基本不变

7.下列高聚物，单个分子链柔顺性最大的是（）

a、聚已二酸乙二醇酯

b、聚丙烯（全同）

c、聚二甲基硅氧烷

8.α-取代烯烃聚合物，当不对称碳原子在链中的排列方式为DLDL……，则这种聚合物的立构属于（）

a、全同

b、无规

c、间同

9.高顺1，4-聚异戊二烯在室温下为（）

a、塑料

b、橡胶

c、纤维

10.按高聚物结构层次的划分，高分子链的构型属于（）

a、一次结构

b、二次结构

c、三次结构

11.下列三种高聚物中，耐热性最好的是( )

a、聚酰亚胺

b、尼龙-66

c、芳香尼龙

12.哪种聚合物在室温下透气性更好（）

a、等规聚丙烯

b、无规聚丙烯

13.下列哪种聚合物是热塑性（）

a、硬质橡胶

b、HDPE

14.下列哪种聚合物是支链聚合物（）

a、HDPE

b、等规聚丙烯

c、LDPE

15.等规聚丙烯的大分子链，在晶体中呈螺旋构象。（）

16.任何一种"无规线团"状高分子链都可以按等效自由结合链处理。（）

17.由于聚乙烯醇分子链每隔一个碳原子便出现一个不对称碳原子，即聚乙烯醇是等规立构高分子，因此可以结晶。（）

18.由于构型和构象都是指分子中原子或基团在空间的不同排列，因此二者并无区别。（）

19.链段是高分子链中最小的独立运动单元，通过热力学性质和动力学性质的测定均可求得其长度，且结果完全相同。（）

20.所谓"自由连接链"就是链段长度等于键长的高分子链。（）

21.根据链结构，将下列聚合物按柔性大小排列成序并说明原因

聚乙烯顺式1，4-聚丁二烯聚丙烯

22.根据链结构，将下列聚合物按柔性大小排列成序并说明原因

聚氯丁二烯聚氯乙烯聚1、2-二氯乙烯

23.根据链结构，将下列聚合物按柔性大小排列成序并说明原因

聚丙烯聚氯乙烯聚丙烯腈

24.根据链结构，将下列聚合物按柔性大小排列成序

聚二甲基硅氧烷聚乙烯聚丙烯聚苯乙烯聚苯

25.末端距分布符合高斯分布的高分子链，均方末端距和均方回转半径间的关系为（）。

26.高分子链中可旋转的单键数目越多，内旋转越（），构象数越（）；链段数越多，链段长度越（），链的柔顺性越（）。

27.α-烯烃单体在聚合时，由于旋光异构体的存在将使这类高分子可能产生（）、（）和（）三种立体异构

28.烯类单体的加成聚合常常会产生不同的单体单元键合方式，其中常见的有（）、（）或（）结构

29.常温下聚乙烯是塑料，而聚异丁烯是弹性体，所以前者的热力学链段长度比后者（），动力学链段长度比后者（）。

30.从分子链尺寸的统计计算法知道，最可几末端距和平均末端距的计算公式为（）和（）。

31.高分子链完全伸直时，其均方末端距的计算公式为（）；而等效自由结合链的均方末端距计算公式为（）。

32.从分子链尺寸的几何计算法知道，自由结合链、自由旋转链、实际高分子链的均方末端题计算公式分别为（）、（）和（）。

33.根据高分子链结构单元的组成及链的结构，我们可以把高分子分成（）、（）、（）、（）和（）五类。

34.高聚物结构是指组成高分子的不同尺度的结构单元在空间的相对排列，它包括（）和（）。

35.由于二次结构是指单个高分子的大小和在空间所存在的各种形状（构象），故又称为（）。

36.表征高分子链柔顺性可以用如下三个参数（）；（）；（）。

37.链的构型是指分子中由化学键所固定的几何排列，这种排列是稳定的，要改变构型必须（），其内容包括（）。

38.由于一次结构是限于研究一个大分子内一个结构单元或几个结构单元间的关系，故又称为（）。

39.近程结构高分子一次结构内容包括（）、（）、（）和（）；高分子的二次结构讨论的内容是（）；高分子的聚集态结构属于（）。

40.交联高聚物的特性是不（）、不（）。

41.写出自由连接链的均方末端距表达式，说明末端距值与分子链柔性的关系（与自由旋转链对照）。

42.通常情况下，动力学链段长度比热力学链段长度大。

43.高压法生产的聚乙烯密度较小，而低压法生产的聚乙烯密度却较大。

44.聚乙烯在晶体中的构象为平面锯齿型，聚丙烯在晶体中的构象为螺旋型。

45.如果PP的等规度不高，可否用改变构象的方法提高等规度？为什么？

三、基本应用与基本计算

1.假定聚丙烯主键长为0.154nm，键角为109.5°，聚丙烯的空间位阻参数ζ=1.76，试求其等效自由结合链的链段长度。

2.假定聚乙烯的聚合度为2000，键角为109.5°，求伸直链的长度Lmax与自由旋转链的根均方末端距之比值，并由分子运动观点解释某些聚合物材料在外力作用下可以产生很大形变的原因。

3.若将聚乙烯看作自由旋转链，其末端距服从Gauss分布函数，且已知C-C键长为0.154nm，键角为109.5°，试求：

(1) 聚合度为5x104，聚乙烯的平均末端距、均方末端距和最可几末端距；

(2) 末端距在±10nm处出现的几率。

4.假定有两种聚合物A和B，其分子量分别为Ma=2.03105；Mb=1.83106，在溶液中测得其均方末端距h2a=6.43103nm2；h2b=8.13104nm2，一维扩张因子αa=2, αb=3，试由以上数据判断哪一种聚合物链的柔顺性好。

5.计算聚合度为13103的PE的自由旋转链根均方末端距（h2f2r）1/2（C-C链键长为0.154nm，cos109O28'=-1/3），如用光散射法测得在θ溶剂中上述样品的根均方回转半径（S20）1/2为

6.74nm，试计算链刚性因子（α=（h20）1/2/（h2f2r）1/2）。

6.影响高分子链柔顺性的因素都有哪些。

7.高分子的构型与构象有何区别？PP的螺旋型链是属于构型问题还是构象问题？如果PP的规整度不高，能否用单键旋转改变构象的办法提高规整度？为什么？

8.高聚物的结构都研究哪些内容。

9.讨论线型聚异戊二烯可能有哪些不同构型？

10.以键为单位统计大分子链的末端距与以链段为单位统计末端距有何异同？哪种方法更符合实际情况？

第二章聚合物的凝聚态结构

一、概念与名词

内聚能与内聚能密度晶体空间点阵晶胞和晶系晶面同质异晶现象单晶多晶非晶聚合物单晶球晶黑十字消光现象结晶度淬火退火液晶取向取向度织态结构高分子合金相容性HIPS 增强材料复合材料活性填料惰性填料

二、基本理论与基本问题

1.两个尼龙-66纤维试样，用双折射法测得的Δn 值完全相同，所以纤维中大分子链的取向状态也完全相同。（）

2.由于高压聚乙烯是在高温高压下聚合而成，因此这种聚乙烯具有伸直链晶片形态。（）

3.等规聚丙烯只有一种结晶形态—单斜晶系，而聚四氟乙烯有多种结晶形态。（）

4.从结构的观点看，聚合物球晶属于（）

a 、单晶体

b 、多晶体

c 、非晶体

5.由（）事实证明了结晶高聚物有（）；Flory 由（）的实验结果证明非晶态高聚物是由（）结构组成的。

6.聚乙烯，等规聚丙烯，聚对苯二甲酸乙二醇酯的晶胞分别属于（）、（）、（）晶系和（）、（）、（）晶格；在晶胞中分子链分别为：（）、（）、（）构象。

7.在挤压拉伸加工的结晶型聚合物薄膜中，其结晶形态主要是（）。

8.塑料、纤维、橡胶三大合成材料，其内聚能密度的大小次序为（）>（）>（）。

9.高分子材料被取向后，在取向方向上力学性能（），在非取向方向上力学性能（）。

10.按照外力作用方式，高分子材料的取向可分为（）和（）两大类。

11.内聚能及内聚能密度如何测定，测定内聚能及内聚能密度有何意义

12.从大量聚合物的ρa 、ρc 数据归纳得到：ρc/ρa=1.13，若晶区与非晶区有线性加和性，试证明下列粗略估计聚合物结晶度的关系式成立：

ρ/ρa =1+0.13Xc v

13.SBS 为热塑性弹性体。

14.

浓度（c ）

左图是聚对苯二甲酰对苯二胺溶液的粘度—浓度曲线，试解释I 、II 区中粘度随浓度的变化而上升或下降的原因

三、基本应用与基本计算

1.若已知聚甲基丙烯酸甲酯的α=β=γ=90°，a=

2.108nm ，b=1.217nm ，c=1.196nm ，测得的ρ=1.23g/cm 3，Mo=100.1，试求每个晶胞单元中的重复结构单元数。

2.由文献查得涤纶树脂的密度ρc=1.503103kg.m -3和ρa=1.3353103kg.m -3，内聚能ΔE=66.67KJ.mol -1（单元），今有一块1.4232.9630.51310-6m 3涤纶试样，重量为2.92310-3kg,试由以上数据计算：

（1）涤纶树脂试样的密度和结晶度；

（2）涤纶树脂的内聚能密度；

（3）涤纶树脂的溶度参数。

3.在聚丙烯的抽丝过程中，若牵伸比相同而分别采用冷水冷却和90℃热水冷却，将这两种聚丙烯丝加热到90℃，冷水冷却的收缩率远大于热水冷却的（PP 的熔点175℃）

4.高聚物的晶体结构与小分子的晶体结构有什么区别？研究高聚物晶体结构有何意义。

5.晶态高聚物的结晶形态共有几种类型，在结构上各有何特点？

6.讨论晶态高聚物结构模型理论的发展过程。

7.高分子的"相容性"概念与小分子的相溶性概念有什么不同，研究高分子的相容性有何意义。

第三章、高分子溶液

一、概念与名词

溶胀无限溶胀有限溶胀溶度参数摩尔吸引常数混合熵混合热混合自由能哈金斯参数过量化学位溶胀度第二维利系数θ溶液θ溶剂θ温度临界共溶温度上临界共溶温度下临界共溶温度冻胶凝胶

二、基本理论与基本问题

1.将高聚物在一定条件下（θ溶剂、θ温度）配成θ溶液，此时（）

a.大分子之间作用力=小分子之间作用力.

b.大分子之间作用力>大分子与小分子之间作用力

c.大分子之间作用力=大分子与小分子之间作用力

d.大分子之间作用力<大分子与小分子之间作用力

2.强极性的晶态高聚物可以在室温下溶解，而非极性的晶态高聚物，只有加热到Tm附近，才能溶解。（）

3.对于混合熵的贡献，一个大分子相当于许多小分子，但又不等于许多小分子。（）

4.在高分子溶液中，可以由（）和（）判断高分子在溶液中的形态。

5.凝胶与冻胶的本质区别在于

（）。

6.凝胶与冻胶的本质区别在于前者的交联键为（）；而后者的交联键为（）。

7.由高分子溶液理论可知，通过（）和（）可判断高分子在溶液中形态，通过（）和（）可表征分子的尺寸。

8.高聚物的溶解一般分（）和（）两个阶段。

9.写出高分子和小分子混合熵的表达式，讨论二者的异同点

10.溶度参数如何测定，根据热力学原理解释非极性聚合物为什么能够溶解在与其溶度参数相近的溶剂中。

三、基本应用与基本计算

1.一种聚合物溶液由分子量M2=13106的溶质（聚合度Xn=104）和分子量M1=13102的溶剂组成，溶液的浓度为1%（质量分数），试计算：

（1）此聚合物溶液的混合熵△Sm

（2）依照理想溶液计算的混合熵△S i m

（3）若把聚合物切成104个单体小分子，并假定此小分子与溶剂构成理想溶液的混合熵△S i m

（4）由上述三种混合熵的计算结果可得出什么结论？为什么？

2.在20℃将1310-5mol的聚甲基丙烯酸甲酯（Mn=13105，ρ=1.20g/cm3）溶于1000ml氯仿(ρ=1.49g/cm3)中，试计算混合熵、混合焓、混合自由能。已知：χ1=0.377。

3.在一根聚乙烯醇纤维下端悬挂一只重量适当的砝码，然后一起浸入盛有沸水的烧杯中，发现只要是砝码悬于水中，则纤维情况不变，但若把砝码沉于烧杯底部，则纤维即被溶解，试解释这种现象。

4.由查表得溶度参数数据如下：二氯甲烷δ1=19.8、环已酮δ1=20.2、PVCδ2= 19.2，很明显二氯甲烷的δ1要比环已酮的δ1更接近PVC的δ2，但实际上，前者对PVC的溶解性并不好，而后者则是PVC的良溶剂，为什么？

5.高聚物溶解过程与低分子溶解过程有何不同，晶态与非晶态聚合物的溶解又有什么区别。

6.高分子溶液与理想溶液的行为有较大偏差，试说明理由

7.高聚物溶解度除了与溶质和溶剂的性质有关外，还与温度和溶质分子量有关，试分析其原因。

第四章、聚合物的分子量和分子量分布

一、概念与名词

级分数量分数重量分数数均分子量重均分子量粘均分子量Z均分子量分子量分布多分散性指数多分散性系数粘度特性粘数爱因斯坦粘度定律瑞利因子Zimm作图法体积排除原理校正曲线普适校正曲线柱效分辨率

二、基本理论与基本问题

1.渗透压法测得的平均分子量，其物理意义（）

a、数均分子量

b、粘均分子量

c、重均分子量

2.多分散性指数d的取值范围为（）

a、≥1

b、>1

c、≥0

3.GPC测定高聚物分子量时，淋洗体积和分子量存在如下关系（）

a、logM=A-B Ve；

b、M=A-BVe；

c、logM=A-BlogVe

4.多分散性聚合物，四种统计平均分子量的关系为（）

a、Mn=Mw=Mη=Mz

b、Mz>Mw>Mη>Mn

c、Mz>Mη>Mw>Mn

5.下列哪种高聚物是单分散的（）

a、HDPE

b、PVC

c、DNA

6.凝胶渗透色谱（GPC）法是按分子的（）将大小不同的分子分开的。通过GPC法可以得到（）和（）等分子量以及（）的数据。

7.高分子的平均分子量有四种定义，其数学表达式分别是（）、（）、（）和（）；渗透压法测得的是（），粘度法测得的是（）。

8.多分散高聚物四种统计平均分子量的大小次序为（）；而单分散高聚物四种统计平均分子量的大小次序为（）；另外当Mark-Houwink指数α=1时（）；α=-1时（）。

9.采用GPC技术能否将分子量相同的线型PE和支化PE分开？为什么？

10.渗透压法测得的分子量为数均分子量。

11.溶液的粘度随着温度的升高而下降，高分子溶液的特性粘数在不良溶剂中随温度的升高而升高，怎样理解。

三、基本应用与基本计算

1.某种高分子溶剂体系Mark--Houwink参数k和α分别是3.0310-3和0.70，假定一试样的浓度为

2.5310-3g/ml，在粘度计中的流过时间为145.4s，溶剂的流过时间为100s，试估计该试样的分子量，并说明其含义。

2.有一个二聚的蛋白质，它是一个有20%解离成单体的平衡体系，当此体系的数均分子量为80000时，求它的单体分子量（Mo）和平衡体系的重均分子量（Mw）各为多少？

3.如果将分子量为1000，000的2克聚苯乙烯与分子量为10,000的2克聚苯乙烯相混，其Mn和Mw各应为多少？

4.已知聚合物的特性粘度与分子量符合[η]=0.03M0.5式，现有M1=104和M2=105两种单分散级分，若将这两种级分混合，欲分别获得Mn=55000和Mw=55000及Mη=55000的三种试样。试求每种试样中两个级分的重量分数各应取多少？

5.在308K的PS-环己烷的溶液中，溶液浓度为c=7.36x10-3kg／l，测得其渗透压为24.3Pa，试根据Flory-Huggins溶液理论求此溶液的A2、χ1和PS的Mn。

6.今有下列四种聚合物试样，

（1）分子量为2x103的环氧树脂；

（2）分子量为2x104的聚丙烯腈；

（3）分子量为2x105的聚苯乙烯；

（4）分子量为2x106的天然橡胶.。

欲测其平均分子量，试分别指出每种试样可采用的最适当的方法（至少两种）和所得平均分子量的统计意义。

C π/c

C 某聚合物用A、B、C三种不同的溶剂所配的溶液分别测定渗透压，并用π/c （c为溶液浓度）对c作图，结果见下图，问：

（1）由(π/c)c=o可以求何种分子量，写出关系式；（2）A、B、C三种溶剂有何不同；

（3）哪一种溶剂为θ溶剂，为什么。

第五章、聚合物的转变与松弛

一、概念与名词

玻璃化转变粘流转变玻璃化温度粘流温度自由体积一级相转变二级相转变玻璃化转变的多维性次级转变内增塑外增塑松弛现象松驰时间松弛时间谱熔限最大结晶速率温度Avami方程

二、基本理论与基本问题

1.聚乙烯的Tg=-120℃，因此在常温时，聚乙烯材料会呈非常柔软的状态。（）

2.线形的晶态高聚物只要处于玻璃化温度以上时，链段就能运动；处于熔点以上时，链段和大分子就能运动。（）

3.热塑性塑料的使用温度都在玻璃化温度以下，橡胶的使用温度都在玻璃化温度以上。（）

4.从结构观点分析，下列高聚物中结晶能力最弱的是（）

a、聚甲醛

b、聚对苯二甲酸乙二醇酯

c、聚碳酸酯

5.哪种聚合物的Tm与Tg差距较大（）

a、HDPE

b、LDPE

6.非晶态聚合物作为塑料使用的最佳温度区间为（）

a、Tb-Tg

b、Tg-Tf

c、Tg以下

7.由于聚乙烯醇分子链每隔一个碳原子便出现一个不对称碳原子，即聚乙烯醇是等规立构高分子，因此可以结晶。（）

8.用膨胀计法测定高聚物的Tg时，升温或降温速度越快，测得的Tg值越低。（）

9.聚碳酸酯，聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯的β松驰，都具有相同的分子运动机理。（）

10.根据结晶难易程度，将下列聚合物排列成序，并说明原因

聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯

11.根据结晶难易程度，将下列聚合物排列成序，并说明原因

聚己二酸乙二酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚间苯二甲酸乙二酯

12.根据结晶难易程度，将下列聚合物排列成序，并说明原因

PE PP PVC PS PAN

13.将下列聚合物按熔点高低排列成序，并说明原因

PA6，PA66，PA1010

14.根据链结构，预计下列聚合物Tg高低次序，并说明原因

聚丙烯酸丁酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚异戊二烯、聚丙烯酸甲酯、聚碳酸酯

15.根据链结构，预计下列聚合物Tg高低次序，并说明原因

聚氯乙烯、聚丁二烯、聚丙烯、聚丙烯腈、聚乙烯、聚乙炔、聚二甲基硅氧烷

16.将下列聚合物按熔点高低排列成序，并说明原因

聚邻苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸乙酯、聚间苯二甲酸乙二酯

17.将下列聚合物按熔点高低排列成序，并说明原因

聚乙烯、聚丙烯、聚异丁烯、聚乙烯基叔丁烷、聚异戊二烯

18.将下列聚合物按熔点高低排列成序，并说明原因

聚乙烯、聚偏二氯乙烯、聚已内酰胺、聚丙烯腈、聚丁二烯

19.将下列聚合物按熔点高低排列成序，并说明原因

聚脲、聚酰胺、聚氨酯、聚乙烯、聚酯

20.根据结晶难易程度，将下列聚合物排列成序，并说明原因

聚四氟乙烯、聚碳酸酯、聚氯乙烯

21.根据链结构，预计下列聚合物Tg高低次序并说明原因

聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚丙烯、聚丙烯腈、聚乙烯

22.根据链结构，预计下列聚合物Tg高低次序并说明原因

聚乙烯、聚丙烯、聚异丁烯、聚丙烯酸、聚碳酸酯

23.根据链结构，预计下列聚合物Tg高低次序并说明原因

聚二甲基硅氧烷、聚丁二烯、聚苯乙烯、聚α-甲基苯乙烯、聚苯醚

24.高聚物的分子量高及分子量分布宽，其结晶速度（）。

25.用非极性的增塑剂增塑高聚物时，与增塑剂的（）成正比，用极性增塑剂时，Tg降低数值与增塑剂的（）成正比。

26.张力可以使聚合物的Tg变（），压力可以使聚合物的Tg变（）。

27.从热力学上讲，晶态高聚物的熔化属于（），与低分子晶体

熔化相比只有程度上的差异，没有（）。

28.玻璃化转变是指线型非晶态聚合物经过某个温度时，由（）过渡到（）的转变过程。降温时，它是大分子链段（）运动的温度。Tg转变是一种与含有50-100个主链碳原子的（）运动有关的运动过程。Tg时，一切聚合物有着相同的（）分数，其值为（）。Tg值通常表示塑料的耐（）性。橡胶的耐（）性。在Tg以下，聚合物还有（）等次级转变，正因为如此使得工程塑料在Tg以下，有一定的（）性。

29.

高分子结晶分几步？可在那两个温度区间形成？总结晶速率

与温度关系如何？

30.腈纶用湿法纺丝，涤纶用熔融法纺丝。

31.PET从Tm以上迅速冷却可得到透明的玻璃体。

32.欲提高高聚物的耐热性，一般可采取哪些措施？

33.塑料在交变外力作用下比在静态外力作用下耐热，而橡胶在静态外力作用下比在动态外力作用下耐寒。

34.影响聚合物结晶速率的因素主要有哪些

35.影响聚合物熔点的因素主要有哪些

36.试从分子运动角度分析高聚物结晶的熔化过程与玻璃化转变过程有什么本质的不同？

37.影响结晶聚合物结晶能力的因素主要有哪些

38.用膨胀计法测定聚合物玻璃化温度时，在Tg前后，试样的比容发生突变，所以水银柱高度-温度曲线将发生偏折。

39.无规聚醋酸乙烯酯通常为非晶态高聚物，但其水解产物聚乙烯醇却是晶态高聚物。

40.解释非晶高分子材料当M（分子量）超过一定程度后，随着分子量的增大，Tf增高，而Tg基本不变的原因。

41.为什么结晶高聚物在Tg-Tm范围内才能结晶？

42.分别画出无规PS，一般分子量PE，超高分子量PE的温度--形变曲线，标出有关转变温度和力学状态。

43.导出高聚物结晶动力学方程（Avrami方程），说明如何应用该方程确定结晶速度和解释结晶机理。

44.聚乙烯为塑料，全同立构聚丙烯也是塑料，而乙丙无规共聚物却是橡胶。

45.结晶聚合物的熔点与熔限会因结晶温度的不同而发生变化。

46.聚合物主链中引入不可内旋转的苯环以后，其熔点便要升高，并且相邻两苯环之间的单键数目越少，则熔点越高。

三、基本应用与基本计算

1.根据实验得到的聚苯乙烯的比容--温度曲线的斜率：T>Tg时，(dv/dT)r=5.5310-4 cm3/g2K；T

2.5310-4cm3/g2K。假如每摩尔链的超额自由体积贡献是53 cm3，试订定从自由体积理论出发得到的分子量对Tg影响的方程中聚苯乙烯的常数K，并写出分子量对聚苯乙烯Tg影响的方程。

2.结晶速度有几种测定方法，从Avrami方程可以得到哪些有意义的物理参数。

3.有两种乙烯和丙烯的共聚物，其组成相同，但其中一种室温时是橡胶状的，温度降至-70℃时才变硬；而另一种在室温时却是韧而透明的材料，试解释它们内在结构的差别。

4.运用自由体积理论，分析非晶态高聚物比容--温度关系随测定过程中升降温速度变化而变化的原因。

5.画出晶态高聚物的温度--形变曲线，并用分子运动论解释。

6.画出非晶态高聚物的温度--形变曲线，并用分子运动论解释。

7.分析高分子热运动特点。

8.讨论分子量、填加剂对高聚物Tg、Tf的影响。

9.画出非晶态高聚物的温度--形变曲线，用松驰理论解释非晶态高聚物的力学三态。

第六章、橡胶弹性

一、概念与名词

应变应力模量柔量泊松比高弹性能弹性熵弹性粘弹性唯象学

二、基本理论与基本问题

1.形变过程中，橡胶材料的泊松比（）

a、等于0.5

b、小于0.5

c、近似于0.5

2.试证明当形变较小而各向同性的材料，在形变前后体积近似不变时，其泊松比为0.5。

3.天然橡胶拉伸时放热，回缩时吸热。

4.聚合物的高弹性都表现在哪些方面

5.不受应力作用的橡皮筋，当受热时伸长；被一负荷拉长的橡皮筋受热时缩短（负荷不改变时）试加以解释。

三、基本应用与基本计算

1.某硫化天然橡胶在27℃拉伸，拉长一倍时，拉应力为7.4kg/cm2，拉伸时泊松比为0.5。根据橡胶弹性理论计算（波兹曼常数K=1.38310-16尔格/开2分子）

（1）1cm3中的网链数；

（2）初始杨氏模量；

（3）初始剪切模量；

（4）拉伸过程中1cm3试样放出的热量。

2.300K时将一橡胶试样拉伸到长度为0.25m需要多大的力？(将单位转换成kg/cm2，设试样的起始长度为0.102m，截面积为2.58310-5m2。交联前数均分子量Mn=33104，交联后交联点间平均分子量Mc=63103，密度ρ=93102kg/m3(300K)。

3.某交联橡胶试样尺寸为：厚度0.2cm；高度1cm；长度2.8cm；质量为0.52g，当在25℃被拉伸至原长的二倍时，拉力为2kg，求此橡胶网链的平均分子量（已知R=8.314J/mol2K）。

4.现有一硫化橡胶试样，其长度为15cm，截面积为0.02 cm2，于25℃被拉伸至断裂，已知断裂负荷为44.4N，断裂时试样长度为起始长度5倍，计算该试样：

（1）断裂时的工程（习用）应力；

（2）断裂功（已知R=8.314J/ mol2K）。

5.用平衡溶胀法测定硫化天然橡胶的交联度得到如下实验数据，橡胶试样重为Wp=2.034310-3 kg；在恒温水浴中于苯中浸泡7-8d达到溶胀平衡后，Wp+Ws=10.023310-3 kg，从手册查得298K苯的密度ρs=0.8683103kg/m3，摩尔体积Vs=39.3310-6m3/mol ，天然橡胶密度ρp=0.99713103kg/m3，天然橡胶与苯的相互作用参数χ1=0.437，由以上数据求交联聚合物网链平均分子量（Mc）。

6.298K时PS的剪切模量为1.253109N2m-2，泊松比为0.35，求其拉伸模量（E）和体积模

量（B）是多少？并比较三种模量的数值大小。

7.在一次拉伸实验中，试样夹具之间试样的有效尺寸为：长50mm、宽10mm、厚4mm，若试样的杨氏模量为35MPa，问加负荷100N该试样应伸长多少。

8.橡胶的高弹性与普弹性相比有哪些特点。

第七章、聚合物的粘弹性

一、概念与名词

静态粘弹现象动态粘弹现象线性粘弹性非线性粘弹性蠕变蠕变推迟时间应力松驰滞后与内耗滞后圈时温等效原理Boltzmann叠加原理

二、基本理论与基本问题

1.同一种高聚物随结晶度增加，其动态粘弹谱中E″峰向高温方向移动，tanδ峰的高度也随之增大。（）

2.高聚物的松驰现象，就是高聚物在外场或热的的作用下，通过运动单元运动，从一个不稳定的准平衡状态逐渐过渡到一个与外界条件相适应的新平衡态。（）

3.高聚物的应力松驰现象，就是随着时间的延长，应力逐渐衰减到零的现象，该说法（）

a、正确

b、不正确

4.从分子运动观点分析，下列高聚物中抗蠕变能力最强的是（）

a、聚砜

b、聚四氟乙烯

c、硬PVC

5.日常生活中，发现松紧带越用越松，其原因是（）

a.松紧带是高聚物材料，在使用过程中产生了玻璃化转变

b.松紧带是高聚物材料，在使用过程中产生了时间-温度等效现象

c.松紧带是高分子材料，在使用过程中产生了力学损耗

d.松紧带是高分子材料，在使用过程中产生了应力松驰现象

6.高聚物的蠕变现象，就是随时间的延长，应变逐渐衰减到零的现象。（）

7.利用高聚物材料减振降噪的原理是高分子材料在动态载荷下，可以产生力学损耗，即可将振动能变成热能。（）

8.聚合物材料在动态实验中，当中等频率（ω=1/a）时，储存模量（E'）和损耗模量（E''）均随频率迅速增大，并且均通过一极大值。（）

9.根据高分子链结构，判断下列聚合物内耗大小并排列成序，

顺丁橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、丁基橡胶

10.由时温等效原理可知，同一个力学松驰行为即可在（）观察到，又可在（）观察到。

11.Maxwell模型主要用于描述（）。

12.理想弹簧与Kelvin模型串联组成的三元件模型可以很好地描述（）。

13.四元件模型可以很好地描述（）。

14.聚合物在玻璃化转变区出现一个内耗峰。

15.在楼板上安装振动装置时，若楼板与机座间安放橡皮垫，楼板的振动大大减弱或完全消失。

16.如果把高分子材料在熔点或玻璃化温度以下进行退火处理，其蠕变速度有何变化。为什么？

三、基本应用与基本计算

1.现有某种聚苯乙烯试样，在频率1赫兹的条件下进行动态力学性能测定，发现该试样在125℃时出现内耗峰，试根据时温等效原理计算频率1000赫兹时进行上述实验出现内耗峰的温度（已知PS的Tg=100℃）

2.某塑料试样在135℃时进行蠕变试验，当达到某一蠕变值时共用时间100s，在该条件下WLF方程的常数为C1=8.86；C2=101.6，问在100℃(Tg)时该试样达到相同蠕变值时需多少时间。

3.聚苯乙烯在同样的应力下进行蠕变，求在423K时比393K的蠕变响应值快多少？已知聚苯乙烯的Tg为358K。

4.有一个粘弹体，已知其η和E分别为53108Pa2s和108 N2m-2，当起始应力为10 N2m-2试求：

（1）达到松弛时间的残余应力为多少？松弛10min时的残余应力为多少？

（2）当起始应力为109 N2m-2时，到达松弛时间的形变率为多少？最大平衡形变率为多少？

5.某聚合物的蠕变行为可近似用下式表示：ε（t）=ε∞（1-e-t/η'），若已知平衡应变值为600%，而应变开始半小时后可达到300%，试求：

（1）聚合物的蠕变推迟时间；

（2）应变量达到400%时所需要的时间；

（3）解释蠕变推迟时间的物意义。

6.写出WLF方程，说明方程中各符号的意义，计算当以Tg+50℃为参考温度时，该方程的常数C1和C2的数值.

7.写出WLF方程，说明方程中各符号的意义，计算当以Tg+50℃为参考温度时，该方程的常数C1和C2的数值.

8.请选择适当模型推导应力松驰过程中应力与时间的关系。

9.请用四元件模型讨论线型高聚物的蠕变过程。

10.请选用适当模型讨论线形高聚物的应力松驰过程。

11.选择适当的力学模型讨论线型高聚物的蠕变过程，并写出其数学表达式。

12.请用Mxwell模型讨论应力松驰过程。

13.从分子运动理论分析线型高聚物的蠕变过程。

第八章、聚合物的屈服与断裂

一、概念与名词

应变软化应变硬化冷流屈服韧性破坏脆性破坏强迫高弹形变冷拉细颈银纹应力集中银纹屈服剪切屈服拉伸强度抗弯强度弯曲模量冲击强度硬度

二、基本理论与基本问题

1.在ζ-ε曲线试验中，在相同温度下，随着拉伸速度的增加，大多数聚合物的杨氏模量、屈服应力及断裂强度均增大。（）

2.ζ-ε曲线测试中，在同样拉伸速度下，随着温度的增加，大多数聚合物的杨氏模量、屈服应力及断裂强度均下降。（）

3.下列高聚物中，拉伸强度最高的是（）

a、LDPE

b、聚苯醚

c、聚甲醛

4.适当温度区间，聚合物都会出现冷拉现象，其中非晶态聚合物的冷拉温度区间为

（）。

5.材料的强弱用物理量（）来衡量；韧脆用物理量（）来衡量，硬软用物理量（）来衡量。

6.橡胶改性聚苯乙烯使其抗冲击性能显著提高。

7.提高拉伸速率，高聚物的屈服应力和拉伸强度都相应提高。

8.试述典型纤维材料的应力--应变曲线特征。

9.画图并简单解释，同一种高聚物在不同温度下的拉伸应力--应变曲线。

三、基本应用与基本计算

1.晶态、非晶态聚合物的冷拉曲线有何不同。

2.从分子运动理论分析非晶态高聚物典型的应力-应变曲线。

3.高聚物的理论强度与实际强度相差巨大，试分析其原因。

4.HIPS的冲击强度较PS提高很多，试从理论上分析其原因。

第九章、聚合物的流变性

一、概念与名词

牛顿流体非牛顿流体幂律定律表观粘度零切粘度无穷大剪切粘度熔融指数门尼粘度巴拉斯效应挤出物胀大现象挤出物胀大比韦森堡效应熔体破裂现象触变体流凝体拉伸粘度动态粘度

二、基本理论与基本问题

1.随着分子量的增加，Tf和ΔEη的变化趋势（）

a、Tf增加，ΔEη基本不变；

b、Tf增加，ΔEη增加；

c、Tf基本不变，ΔEη基本不变。

2.高聚物的粘流活化能越高，其（）

a、分子间作用力越小，分子链越柔顺

b、分子间作用力越小、分子链越刚性

c、分子间作用力越大、分子链越刚性

3.在聚合物成型加工中，要减小柔性高聚物的表观粘度，需提高剪切速率，要减小刚性高聚物的表观粘度，则提高温度更为有效。（）

4.通常聚合物熔体属于非牛顿流体中的（）型流体，其流动行为可以用（）公式描述，式中n值小于（）。

5.加工聚碳酸酯时，可以采用（）有效方法来改善其加工流动性。

6.高聚物在高切变速率下，聚合物的Baras效应公式( )。

7.高聚物熔体的弹性流变效应主要反映在（）、（）和（）三个方面。

8.Baras效应是指（）。

9.韦森堡效应是指（）。

10.熔体粘度随聚合物分子量的增大而增大，但当分子量超过临界值时，粘度与分子量的关系由logη=1.5-2.0logM+A变为logη=3.4logM+A。

11.随着剪切速率的增加，大多数高分子熔体的流动曲线会经历三个区域即第一牛顿区、假塑性区、第二牛顿区。

12.聚碳酸酯熔体粘度受剪切速率的影响较小，而聚甲醛熔体粘度受剪切速率的影响较大。

13.高聚物熔体的流动是通过链段的协同作用来实现的。

14.氯化聚醚和聚碳酸酯在加工中为了改善其加工流动性，各应选用何种加工条件更为有效，为什么？

15.聚合物熔体挤出模口后，发生挤出物胀大现象

16.

零切粘度η 分子量（Mw ） A B C D

左图是零切粘度（ηo ）与分子量(Mw)关系的log ηo-logMw 曲线，在切变速率γ2>γ1的条件下，于B 点分成BC 、BD 两段，试说明曲线上AB 、BC 和BD 各段曲

线的趋势及原因。

三、基本应用与基本计算

1.某聚苯乙烯试样在160℃时的粘度为8.031012Pa 2s ，预计它在玻璃化温度100℃和120℃的粘度分别为多大?

2.已知聚乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯的流动活化能△E η分别为41.8KJ/mol 和267.5kJ/mol ，

聚乙烯在200℃时的粘度为9.13103Pa 2s ，聚甲基丙烯酸甲酯在240℃时的粘度为2.03

107Pa 2s 。

（1）分别计算聚乙烯在210℃以及聚甲基丙烯酸甲酯在250℃时的粘度；

（2）讨论链的结构对粘度的影响；

（3）讨论温度对不同聚合物粘度的影响。

PE ΔE η=41.8KJ/mol 200℃ 9.13103PaS

PMMA ΔE η=267.5 KJ/mol 240℃ 2.23107PaS

3.平行板粘度计中，加入粘度为13103Pa 2s 的高分子熔融物，要使它以1310-2m/s 的速度

相对平移，问需要多大的力？设两平行板间距2.54310-3m ，板面积为6.45310-4 m 2。

4.已知增塑PVC 的Tg=338K ，Tf 为418K ，流动活化能ΔE η=8.31KJ/mol ，433K 时的粘度为5Pa 2s ，求此增塑PVC 在338K 和473K 时的粘度各为多大？

5.实验测定不同分子量的天然橡胶的流动活化能分别为25.8，40.13，53.50，53.90，

54.3KJ.mol -1（单元），而单体体异戊二烯的蒸发热为25.08KJ.mol -1,试求：

（1）上述五种情况下高分子流动时链段各为多长（链段所含碳原子数）；

（2）天然橡胶大分子链段至少应包括几个链节？链段分子量约为多大？

不同分子量的天然橡胶的流动活化能25.8KJ/mol. 40.13 KJ/mol. 53.5 KJ/mol. 53.90 KJ/mol. 54.3 KJ/mol.,而单体的异戊二烯的蒸发热为25.08 KJ/mol.

6.PS 试样在120℃时的粘度为1.3443107Pa 2s ，试用WLF 方程估算该试样在160℃时的粘

度（PS 的Tg=100℃）。

7. γ τ

左图为几种流体的流动曲线，判断其各属哪种类型流体，画出高分子熔体的流动曲线（log η-log γ），并用作图法求出其ηo 、ηa 、η∞。

a b c

8.与小分子相比，高聚物熔体流动具有哪些特点，试用分子运动论讨论。

9.讨论影响高聚物粘流温度的主要因素。

10.从缠结理论出发，分析高聚物熔体和溶液的普适流动曲线

11.毛细管流变仪测定高分子流变性需考虑两种修正，简要说明修正方法。

第十章、聚合物的电学性能、热性能、光学性能以及表面与

界面性能

一、概念与名词

二、基本理论与基本问题

三、基本应用与基本计算

高分子物理习题及参考答案

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χ1（ A ）聚合物能溶解在所给定的溶剂中 A. χ1<1/2 B. χ1>1/2 C. χ1=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； B．结晶高聚物中晶片的取向在热力学上是稳定的； C．取向使材料的力学、光学、热性能各向同性。 13.关于高聚物和小分子物质的区别，下列( D )说法正确 ⑴高聚物的力学性质是固体弹性和液体粘性的综合； ⑵高聚物在溶剂中能表现出溶胀特性，并形成居于固体和液体的一系列中间体系； ⑶高分子会出现高度的各向异性。 A. ⑴⑵对 B. ⑵⑶对 C. ⑴⑶对 D.全对

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 ）。

高分子物理习题集及答案

第一章高分子链的结构一．解释名词、概念 1．高分子的构型：高分子中由化学键固定了的原子或原子团在空间的排列方式2.全同立构高分子：由一种旋光异构单元键接形成的高分子3.间同立构高分子：由两种旋光异构单元键接形成的高分子4.等规度：聚合物中全同异构和间同异构的高分子占高分子总数的百分数5.高分子的构象：由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态6.高分子的柔顺性：高分子能够呈现不同程度卷曲构象状态的性质7.链段：高分子中能做相对独立运动的段落8.静态柔顺性：由反式微构象和旁氏微构象构象能之差决定的柔顺性，是热力学平衡条件下的柔顺性9.动态柔顺性：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长短决定的柔顺性10.等效自由连接链：在一般条件下，高分子链中只有部分单键可以内旋转，相邻的两个可以内旋转的单键间的一段链称为链段，这样可以把高分子链看作是由链段连接而成的，链段之间的链不受键角的限制，链段可以自由取向，这种高分子链的均方末段距以及末端距分布函数的表达式与自由连接链相同，只是把链数n转换成链段数n，把键长l换成链段长l，这种链称为等效自由链接链11.高斯链：末端距分布服从高斯分布的链12.高分子末端距分布函数：表征高分子呈现某种末端距占所有可能呈现末端剧的比例二．线型聚异戊二烯可能有哪些构型? 答：1.4-加成有三种几何异构，1.2加成有三种旋光异构，3.4加成有三种旋光异构三．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？答：这是由高分子的结构决定的，高分子分子量大，具有可以内旋转的单键多，可呈现的构象也多，一般高分子长径比很大，呈链状结构，可以在很大程度内改变其卷曲构想状态。对于小分子，分子量小，可内旋转的单键少，可呈现的构象数也不多，且小分子一般呈球形对称，故不可能在很大的幅度范围内改变其构象状态五．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。答：ps分子上带有刚性侧基苯环，且只通过一个单键与分子相连，再者沿分子链轴方向苯环的密度大，高分子的刚性很好，所以ps是一种刚性很好的塑料。丁二烯和苯乙烯的无规共聚物的分子链中引入了很多孤立双键，使与之相连的单键内旋转变得容易，分子链上虽仍有苯环侧基，但数目少，又是无规共聚，沿分子链轴方向苯环密度小，柔顺性好，三嵌段共聚物中间链段是分子链中含有很多孤立双键且又相当长的聚丁二烯，是一种典型的柔顺链。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？答：不能，碳碳单键的旋转只改变构象，没有化学键的断裂与生成，是物理变化。而要想改变等规度必须改变化学结构。所以，不能用改变构象的方法提高其等规度。

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

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 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。 &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

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

高分子物理习题集及答案资料讲解

高分子物理习题集及答案

第一章高分子链的结构一．解释名词、概念 1．高分子的构型：高分子中由化学键固定了的原子或原子团在空间的排列方式2.全同立构高分子：由一种旋光异构单元键接形成的高分子3.间同立构高分子：由两种旋光异构单元键接形成的高分子4.等规度：聚合物中全同异构和间同异构的高分子占高分子总数的百分数5.高分子的构象：由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态 6.高分子的柔顺性：高分子能够呈现不同程度卷曲构象状态的性质7.链段：高分子中能做相对独立运动的段落8.静态柔顺性：由反式微构象和旁氏微构象构象能之差决定的柔顺性，是热力学平衡条件下的柔顺性 9.动态柔顺性：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长短决定的柔顺性 10.等效自由连接链：在一般条件下，高分子链中只有部分单键可以内旋转，相邻的两个可以内旋转的单键间的一段链称为链段，这样可以把高分子链看作是由链段连接而成的，链段之间的链不受键角的限制，链段可以自由取向，这种高分子链的均方末段距以及末端距分布函数的表达式与自由连接链相同，只是把链数n转换成链段数n，把键长l换成链段长l，这种链称为等效自由链接链11.高斯链：末端距分布服从高斯分布的链 12.高分子末端距分布函数：表征高分子呈现某种末端距占所有可能呈现末端剧的比例二．线型聚异戊二烯可能有哪些构型? 答：1.4-加成有三种几何异构，1.2加成有三种旋光异构，3.4加成有三种旋光异构三．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？答：这是由高分子的结构决定的，高分子分子量大，具有可以内旋转的单键多，可呈现的构象也多，一般高分子长径比很大，呈链状结构，可以在很大程度内改变其卷曲构想状态。对于小分子，分子量小，可内旋转的单键少，可呈现的构象数也不多，且小分子一般呈球形对称，故不可能在很大的幅度范围内改变其构象状态五．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。答：ps分子上带有刚性侧基苯环，且只通过一个单键与分子相连，再者沿分子链轴方向苯环的密度大，高分子的刚性很好，所以ps是一种刚性很好的塑料。丁二烯和苯乙烯的无规共聚物的分子链中引入了很多孤立双键，使与之相连的单键内旋转变得容易，分子链上虽仍有苯环侧基，但数目少，又是无规共聚，沿分子链轴方向苯环密度小，柔顺性好，三嵌段共聚物中间链段是分子链中含有很多孤立双键且又相当长的聚丁二烯，是一种典型的柔顺链。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？

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

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。 7.比较下列四组高分子链的柔顺性并简要加以解释。解：

高分子物理练习题

第一部分高聚物的结构一、名词解释：交联、构型、构象、链段、柔顺性、热塑性弹性体、聚集态、内聚能密度、结晶度、熔点、熔限、取向、共混高聚物、液晶、等规度、等规立构（全同立构）、间规立构（间同立构）、键接异构、支化因子g、末端距、均方末端距、均方旋转半径（均方回转半径）、自由结合链、等效自由结合链、刚性因子（空间位阻参数）、无扰尺寸、单晶、球晶二、选择 1．当主链由下列饱和单键组成时，其柔顺性的顺序为（） A．-C-O->-Si-O->-C-C- B.-Si-O->-C-C->-C-O- C.-Si-O->-C-O->-C-C- 2. PS, PP, PE 三者柔顺性的顺序为（） A. PPPP>PVC>PAN B. PE>PP>PAN>PVC C. PP>PE>PVC>PAN D.PAN>PVC>PP>PE 4. PE, PVC, PVDC结晶能力的强弱顺序是( ) A. PE>PVC>PVDC B. PVDC>PE>PVC C. PE>PVDC>PVC 5. 已知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 6. 下列哪些聚合物不适合作弹性体（） A. 聚异戊二烯 B. 天然橡胶 C. 聚丁二烯 D. 聚氯乙烯 7．下面那些因素不可以提高结晶速率（）Ａ. 溶剂 B.拉伸 C. 增大相对分子量 D.成核剂 8. 下列结构不属于一级结构范畴的是（） A. 化学组成 B. 顺反异构 C. 头-尾键接 D. 相对分子质量 9．下列有关高分子结构的叙述不正确的是（） A. 高分子是由很多结构单元组成 B.高分子链具有一定的内旋转自由度 C．结晶性的高分子中不存在非晶态 D.高分子是一系列同系物的混合物 10．等规度是指高聚物中（） A．全同立构的百分数 B 间同立构的百分数 C 全同立构和间同立构的总的百分数 D 顺反异构的百分数 11．聚丙烯酸甲酯的T g为3℃，聚丙烯酸的T g为106℃,后者高是因为( ) A 侧基的长度短 B 存在氢键 C 范德华力大 12. 高分子的下列性质中,随高分子的柔顺性增加的是( ) A 结晶能力 B Tg C Tm

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