《高分子物理习题集及答案》 目录 习题部分 第一章高分子链的结构 第二章高分子聚集态结构， 第三章聚合物溶液 第四章聚合物分子量及分子量分布】 第五章聚合物的转变与松弛 第六章橡胶弹性 第七章聚合物的粘弹性.。 第八章聚合物的力学性能 参考答案 第一章. 第二章 第三章， 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章
《高分子物理习题集及答案》 - 2 - 目 录 习题部分 第一章 高分子链的结构. 第二章 高分子聚集态结构. 第三章 聚合物溶液. 第四章 聚合物分子量及分子量分布. 第五章 聚合物的转变与松弛 . 第六章 橡胶弹性. 第七章 聚合物的粘弹性. 第八章 聚合物的力学性能. 参考答案 第一章. 第二章. 第三章. 第四章. 第五章. 第六章. 第七章. 第八章
《高分子物理习题集及答案》 必 言 《高分子物理习题集》是在参考《高分子物理习题集》（华东理工大学出版）、《高 分子物理学习指导》（董炎明编）、湖北工业大学的精品课程中的高分子物理部分习题、 《高分子物理》教材。本习题集是根据教材《高分子物理》（复旦大学出版社）来编写 的。以上面三本习题集为主线共同编成的这本习题集。本习题集是在收集了教学一线广 大师生的意见和要求，并且根据他们在教学一线的经验来共同完成的。按照新修订的《高 分子化学及物理教学大纲》的要求精选而成，较系统地再现了《高分子物理》课程中的 基本概念、重要观点、基本原理和重要的工艺过程。内容包括： 第一章：高分子链的结构 第二章：高分子聚集态结构 第三章：聚合物溶液 第四章：聚合物分子量及分子量分布 第五章：聚合物的转变与松弛 第六章：橡胶弹性 第七章：聚合物的粘弹性 第八章：聚合物的力学性能 共八个章节，涵盖了高分子物理中的所有知识点，题目包括问答题、填空题、选择 题、判断题、简单的计算题等题型。含有多层次的题型适合不同层次的学生学习使用。 可供在校普通和成人院校本专科学生学习、研究生和工程硕士入学考试复习使用，适合 低年级研究生学习使用，同时对讲授《高分子物理》课程的教师作教学参考资料之用， 本习题集还包含部分《聚合物成型加工原理》的部分内容，其中部分内容适合作为部分 专业课的习题。习题集附有参考答案，供解题时参考。 3
《高分子物理习题集及答案》 - 3 - 前 言 《高分子物理习题集》是在参考《高分子物理习题集》（华东理工大学出版）、《高 分子物理学习指导》（董炎明编）、湖北工业大学的精品课程中的高分子物理部分习题、 《高分子物理》教材。本习题集是根据教材《高分子物理》（复旦大学出版社）来编写 的。以上面三本习题集为主线共同编成的这本习题集。本习题集是在收集了教学一线广 大师生的意见和要求，并且根据他们在教学一线的经验来共同完成的。按照新修订的《高 分子化学及物理教学大纲》的要求精选而成，较系统地再现了《高分子物理》课程中的 基本概念、重要观点、基本原理和重要的工艺过程。内容包括： 第一章：高分子链的结构 第二章：高分子聚集态结构 第三章：聚合物溶液 第四章: 聚合物分子量及分子量分布 第五章：聚合物的转变与松弛 第六章：橡胶弹性 第七章: 聚合物的粘弹性 第八章：聚合物的力学性能 共八个章节，涵盖了高分子物理中的所有知识点，题目包括问答题、填空题、选择 题、判断题、简单的计算题等题型。含有多层次的题型适合不同层次的学生学习使用。 可供在校普通和成人院校本专科学生学习、研究生和工程硕士入学考试复习使用，适合 低年级研究生学习使用，同时对讲授《高分子物理》课程的教师作教学参考资料之用。 本习题集还包含部分《聚合物成型加工原理》的部分内容，其中部分内容适合作为部分 专业课的习题。习题集附有参考答案，供解题时参考
《高分子物理习题集及答案》 第一章高分子链的结构 一、选择题 1.苯乙烯分子中可能呈现的构象是( ) A)无规线团 B)折叠链 C)螺旋链 2.以下哪种聚合物不存在旋光异构体( A)聚丙烯 B)聚异丁烯 C)聚异戊二烯 3.以下哪种天然高分子是单分散的( A)天然橡胶 B)牛奶骆蛋白 C)纤维素 4.纤维与塑料、橡胶相比( A)强度较大 B)相对分子质量较大 C)内聚能密度较小 二、填空题 1.对于聚乙稀自由旋转链，均方末端距与链长的关系是()。 2.等规聚丙烯经体中分子链处于（ )构象。 3.C5链至少有()种构象。 4.高分子链的柔顺性越大，它在溶液中的构象数越()，其均方末端距越()。 5.聚异戊二烯可以生成（)种有规异构体，它们是（)。 三、判断题 1.下列聚合物分子链柔顺性的顺序是 () 硅橡胶>聚异丁烯>聚甲基丙烯酸甲酯>聚二甲基苯基醚氧 2.-{-CH2CH2-St-}-和-{CH=CH-St-}-两种聚合物的分子链都含有苯环，所以刚性较好， 在室温下都可以作为塑料使用 () 3.不同聚合物分子链的均方末端距越短，表示分子链柔顺性越好 () 4.高斯链的均方末端距远大于自由旋转链的均方末端距 () 5.理想的柔性链运动单元为单键 6.因为天然橡胶相对分子质量很大，加工困难，故加工前必须塑炼 () 7.因为聚氯乙烯分子链柔顺性小于聚乙稀，所以聚氯乙烯塑料比聚乙稀塑料硬() 8.无规聚丙烯分子链中的一C一C一单键是可以内旋转的，通过单键内旋转可以把无规 立构的聚丙烯转变为全同立构体，从而提高结晶度 9.主链由饱和单键构成的高聚物，因为分子链可以围绕单键进行内旋转，故链的柔性 大，若主链中引入了一些双键，因双键不能内旋转，故主链柔顺性下降() 10.由于单键的内旋转，导致高分子链具有全同，间同等立体异构现象 ()
《高分子物理习题集及答案》 - 4 - 第一章 高分子链的结构 一、选择题 1．苯乙烯分子中可能呈现的构象是（ ） A）无规线团 B）折叠链 C）螺旋链 2．以下哪种聚合物不存在旋光异构体（ ） A）聚丙烯 B）聚异丁烯 C）聚异戊二烯 3. 以下哪种天然高分子是单分散的（ ） A）天然橡胶 B）牛奶骆蛋白 C）纤维素 4. 纤维与塑料、橡胶相比 （ ） A）强度较大 B）相对分子质量较大 C）内聚能密度较小 二、填空题 1．对于聚乙稀自由旋转链，均方末端距与链长的关系是（ ）。 2．等规聚丙烯经体中分子链处于（ ）构象。 3．C5 链至少有（ ）种构象。 4． 高分子链的柔顺性越大，它在溶液中的构象数越（ ），其均方末端距越（ ）。 5．聚异戊二烯可以生成（ ）种有规异构体，它们是（ ）。 三、判断题 1．下列聚合物分子链柔顺性的顺序是 （ ） 硅橡胶>聚异丁烯>聚甲基丙烯酸甲酯>聚二甲基苯基醚氧 2．-{-CH2CH2-St-}-和-{-CH=CH-St-}-两种聚合物的分子链都含有苯环，所以刚性较好， 在室温下都可以作为塑料使用 （ ） 3．不同聚合物分子链的均方末端距越短，表示分子链柔顺性越好 （ ） 4．高斯链的均方末端距远大于自由旋转链的均方末端距 （ ） 5．理想的柔性链运动单元为单键 （ ） 6．因为天然橡胶相对分子质量很大，加工困难，故加工前必须塑炼 （ ） 7．因为聚氯乙烯分子链柔顺性小于聚乙稀，所以聚氯乙烯塑料比聚乙稀塑料硬（ ） 8．无规聚丙烯分子链中的－C－C－单键是可以内旋转的，通过单键内旋转可以把无规 立构的聚丙烯转变为全同立构体，从而提高结晶度 （ ） 9．主链由饱和单键构成的高聚物，因为分子链可以围绕单键进行内旋转，故链的柔性 大，若主链中引入了一些双键，因双键不能内旋转，故主链柔顺性下降 （ ） 10．由于单键的内旋转，导致高分子链具有全同，间同等立体异构现象 （ ）
《高分子物理习题集及答案》 11.由于单键的内旋转，可以将大分子的无规状链旋转成折叠链或螺旋状链 ) 12.大分子链呈全反式锯齿形构象是最稳定的构象 () 13.聚丁二烯中顺式结构的Tm比反式结构的Tm更低 ( 14.对位芳族取代聚合物的Tm比相应间位取代聚合物的Tm要高 15.不存在自由结合链，但等效自由结合链是真是存在的 16。只要聚合物的化学组成相同，它们的性能也必然相同 ( 17.全同立构聚合物具有旋光性 18。只要一个碳原子上有两个取代基时，则聚合物的柔顺性必然降低 () 19.PE的分子链简单、无取代基、结构规整、对称性好、因而柔性高，是橡胶() 20.分子构造对性能十分重要，短支化链可降低结晶度，长支化链则会改善材料的流动 性能 () 四、问答题 例1-1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 例1-2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)。 例1-3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？ 例14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。 (I)-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- 例15计算在平面锯齿形间同和全同PVC链中最近邻的两个氯原子的中心之间的 距离。氯原子的范德华直径为0.362nm,从该计算结果，你能得到关于全同PVC链的什 么信息？ 例1-6写出由取代的二烯CHCH=CHCH=CH-COOCH 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？ 5
《高分子物理习题集及答案》 - 5 - 11．由于单键的内旋转，可以将大分子的无规状链旋转成折叠链或螺旋状链 （ ） 12．大分子链呈全反式锯齿形构象是最稳定的构象 （ ） 13．聚丁二烯中顺式结构的 Tm 比反式结构的 Tm 更低 （ ） 14．对位芳族取代聚合物的 Tm 比相应间位取代聚合物的 Tm 要高 （ ） 15．不存在自由结合链，但等效自由结合链是真是存在的 （ ） 16．只要聚合物的化学组成相同，它们的性能也必然相同 （ ） 17．全同立构聚合物具有旋光性 （ ） 18．只要一个碳原子上有两个取代基时，则聚合物的柔顺性必然降低 （ ） 19．PE 的分子链简单、无取代基、结构规整、对称性好、因而柔性高，是橡胶（ ） 20．分子构造对性能十分重要，短支化链可降低结晶度，长支化链则会改善材料的流动 性能 （ ） 四、问答题 例 1-1 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 例 1-2 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）。 例 1-3 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？ 例 1-4 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。 ⑴—D－D－D－D－D－D－D－ ⑵—L－L－L－L－L－L－L－ ⑶—D－L－D－L－D－L－D－L－ ⑷ —D－D－L－D－L－L－L－ 例 1-5 计算在平面锯齿形间同和全同 PVC 链中最近邻的两个氯原子的中心之间的 距离。氯原子的范德华直径为 0.362nm，从该计算结果，你能得到关于全同 PVC 链的什 么信息？ 例 1-6 写出由取代的二烯 CH3—CH＝CH—CH＝CH—COOCH3 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？
《高分子物理习题集及答案》 例1-7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？ 例1-8在聚乙烯醇PVA)溶液中加入HⅢO4,假定1、2一乙二醇结构全都与HⅢO4 作用使分子链断裂.在加入前测得PVA的数均相对分子质量为35000，作用后相对分子 质量为2200。试求PVA中头头相接结构的百分数（即每100个结构单元中头头结构数） 例1-9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。 例1-10氯乙烯和偏氯乙烯的共聚物，经脱除HC1和裂解后，产物有等， 其比例大致为10：1：10（重量），由以上事实，对这两种单体在共聚物中的序列分布可 得到什么结论？ c 公公 例1-11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HC1,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。 例1-12两种单体A、B以等摩尔量共聚，用图表示三种有代表性的共聚物。 例1-13()由丙烯得到的全同立构聚丙烯有无旋光性？ (2)假若聚内烯的等规度不高，能不能用改变构象的办法提高等规度？ 例1-14现有四种碳链高分子，设其中每一种高分子链是由若干个顺式(C)和反式(T) 的构象按下列四种方式连接的： (a)T-T-T-T-T:(b)T-C-C-C-T: (e)C-C-C-C-C:(d)T-T-C-T-T. 试画出上述四种高分子链的形状示意图：比较它们末端距的长度大小。 例1-15计算丁烷分子中与2位碳和3位碳相连的氢原子当处于反式和顺式构象时 的最小距离。 例116近程相互作用和远程相互作用含义及它们对高分子链的构象有何影响？ 例1-17C-C键1=1.54×100m,求聚合度1000的自由结合链的(6。 例1-18链的尺寸扩大10倍，则聚合度需扩大多少倍？ 例119无规行走n步，若考虑成n步和步(n=+)，原点为A,步后的 -6-
《高分子物理习题集及答案》 - 6 - 例 1-7 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？ 例 1-8 在聚乙烯醇(PVA)溶液中加入 HIO4，假定 1、2－乙二醇结构全都与 HIO4 作用使分子链断裂．在加入前测得 PVA 的数均相对分子质量为 35000，作用后相对分子 质量为 2200。试求 PVA 中头头相接结构的百分数(即每 100 个结构单元中头头结构数)。 例 1-9 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。 例 1-10 氯乙烯和偏氯乙烯的共聚物，经脱除 HCl 和裂解后，产物有等， 其比例大致为 10：1：10(重量)，由以上事实，对这两种单体在共聚物中的序列分布可 得到什么结论? 例 1-11 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。 例 1-12 两种单体 A、B 以等摩尔量共聚，用图表示三种有代表性的共聚物。 例 1-13 (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? 例 1-14 现有四种碳链高分子，设其中每一种高分子链是由若干个顺式(C)和反式(T) 的构象按下列四种方式连接的： (a) T—T—T—T—T； (b) T—C—C—C—T； (c) C—C—C—C—C； (d) T—T—C—T—T． 试画出上述四种高分子链的形状示意图；比较它们末端距的长度大小。 例 1-15 计算丁烷分子中与 2 位碳和 3 位碳相连的氢原子当处于反式和顺式构象时 的最小距离。 例 1-16 近程相互作用和远程相互作用含义及它们对高分子链的构象有何影响？ 例 1-17 C－C 键 10 l m 1.54 10 ，求聚合度 1000 的自由结合链的 1 2 2 h 。 例 1-18 链的尺寸扩大 10 倍，则聚合度需扩大多少倍？ 例 1-19 无规行走 n 步，若考虑成 1 n 步和 2 n 步（ 1 2 n n n ），原点为 A， 1 n 步后的
《高分子物理习题集及答案》 地点为B,m,步后的地点为C,证明(AC2〉=(AB)+(BC),AB,AC,BC为点之间的 距离。 例1-20详细推导具有六个单键的分子的自由旋转均方末端距公式.假定键长 0.154m,键角为10928°，计算h,值（注：不能直接代入，=2nl2计算）. 例1-21计算相对分子质量为10°的线形聚苯乙烯分子的均方根末端距. ()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. 例1-22己知高分子主链中键角大于90°，定性地讨论自由旋转的均方末端距与键 角的关系。 例1-23假定聚乙烯的聚合度为2000，建角为1095°，求伸直链的长度L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高分子材料在外力作用下 可以产生很大变形的原因。 例1-24〈cosp)=0时的自由旋转链的(h〉与高斯链的(h2)。相比大多少？假定 cos0=V3。 例1-25(1)计算相对分子质量为280000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9溶剂中上述样品的链均方根末端为56.7m,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。 例1-26若把聚乙烯看作自由旋转链，其末端距服从Gauss分布函数，且已知CC 键长为0.154nm,键角为109.5°，试求： ()聚合度为5×10的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±1nm和±10nm处的几率那个大. 例1-27计算M=250000gmo的聚乙烯链的均方根末端距，假定为等效自由结合 链，链段长为18.5个C-C键。 例1-28试比较下列高分子链。当键数分别为=100和n=1000时的最大拉伸倍数： (1)无规线团高分子链： (2)键角为0的自由旋转链 (3)聚乙烯链，已知下列数据和关系式： 反式(0)p0,U(0=0:旁式(g或g) 2=±120，U(g或g=3.34 kJmol
《高分子物理习题集及答案》 - 7 - 地点为 B， 2 n 步后的地点为 C，证明 2 2 2 AC AB BC ，AB，AC，BC 为点之间的 距离。 例 1-20 详细推导具有六个单键的分子的自由旋转均方末端距公式．假定键长 0.154nm，键角为 109'28°，计算 2 f ,r h 值(注：不能直接代入 2 2 h , 2nl f r 计算)． 例 1-21 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． 例 1-22 已知高分子主链中键角大于 90°，定性地讨论自由旋转的均方末端距与键 角的关系。 例 1-23 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高分子材料在外力作用下 可以产生很大变形的原因。 例 1-24 cos 0 时的自由旋转链的 2 h 与高斯链的 2 0 h 相比大多少？假定 cos 1 3 。 例 1- 25 （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。 例 1-26 若把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 5×104 的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±1nm 和±10nm 处的几率那个大． 例 1-27 计算 M=250000g∙mol-1 的聚乙烯链的均方根末端距，假定为等效自由结合 链，链段长为 18.5 个 C-C 键。 例 1-28 试比较下列高分子链。当键数分别为 n=100 和 n=1000 时的最大拉伸倍数； (1) 无规线团高分子链； (2) 键角为 θ 的自由旋转链； (3) 聚乙烯链，已知下列数据和关系式： 反式(t)φi=0, U(t)=0;旁式(g 或 g / ) ζ2=±120,U(g 或 g / )=3.34kJ·mol-1
《高分子物理习题集及答案》 8-定Nasa/含空 N=m(导 例1-29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。 例1-30现有一种三嵌段共聚物M一S一M,当S段重量百分数为50%时，在苯溶 液中S段的均方根长度为10.2m,假定内旋转不受限制，C一C键角为10928，键长为 0.15m,分别求出S段和M段（两个M一样长）的聚合度(M为甲基丙烯酸甲酯，S为苯 乙烯)。 例1-31现有由10摩尔水和0.1摩尔高分子组成的水溶性高分子溶液，在100℃ 时水蒸汽压为38mmHg,用拉乌尔定律试计算每根高分子链所包含的平均链段数目：当 链段运动处于完全自由状态，并且每一个链段长度为5m时，求该高聚物链的均方根末 端距的大小。 例1-32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 3) ④—0 60d 例1-33试分析纤维素的分子链为什么是刚性的。（提示：从纤维素链节结构分析 阻碍内旋转的因素) -8
《高分子物理习题集及答案》 - 8 - 例 1-29 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。 例 1-30 现有一种三嵌段共聚物 M—S—M，当 S 段重量百分数为 50％时，在苯溶 液中 S 段的均方根长度为 10.2nm，假定内旋转不受限制，C—C 键角为 109°28'，键长为 0.15nm，分别求出 S 段和 M 段(两个 M 一样长)的聚合度(M 为甲基丙烯酸甲酯，S 为苯 乙烯)。 例 1-31 现有由 10 摩尔水和 0．1 摩尔高分子组成的水溶性高分子溶液，在 100℃ 时水蒸汽压为 38mmHg，用拉乌尔定律试计算每根高分子链所包含的平均链段数目；当 链段运动处于完全自由状态，并且每一个链段长度为 5nm 时，求该高聚物链的均方根末 端距的大小。 例 1-32 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． 例 1-33 试分析纤维素的分子链为什么是刚性的。(提示：从纤维素链节结构分析 阻碍内旋转的因素) (1) CH2 C CH3 CH3 (2) CH R C N O H (3) CH2 CH CN (4) O C CH3 CH3 O C O (5) C C C C exp( ) kT E N t t cos cos , 3 1 3 1 i j t Nt t Nt
《高分子物理习题集及答案》 P=N 例1-34比较以下三个聚合物的柔顺性，从结构上简要说明原因 )fch-cH=cH⊙-cH,h 2)←CH-CH-cH,O-Ch 6)十C-CH,-CH,〈O-CHh 例1-35评价主链带有间隔单键和双键的聚磷腈的柔顺性。其结构示意如下： 例1-36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 1.51.7 聚乙烯 1.83 聚苯乙烯 2.2~2.4 硝化纤维素 4.2 例137在特种溶剂中在不同温度时测得下列高案物的（零产值如下表，试求它们 的刚性因子。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( M 聚合物 温度（℃） 24 PIB 795 95 757 PMMA 30 680 25 735 PS 70 710 例1-38己知聚次甲基的聚合度为10，链的刚性因子。=6.5，试计算： 聚次甲基链在孤立无扰状态时的理论最大拉伸比)x为多大？ 9
《高分子物理习题集及答案》 - 9 - 例 1-34 比较以下三个聚合物的柔顺性，从结构上简要说明原因。 例 1-35 评价主链带有间隔单键和双键的聚磷腈的柔顺性。其结构示意如下： 例 1-36 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 聚乙烯 1.83 聚苯乙烯 2.2～2.4 硝化纤维素 4.2 例 1-37 在特种溶剂中在不同温度时测得下列高聚物的 2 1 0 2 ( ) h M 值如下表，试求它们 的刚性因子 ζ。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 2 1 , 2 ( ) f r h M )。 聚合物 温度（℃） PIB 24 95 795 757 PMMA 30 680 PS 25 70 735 710 例 1-38 已知聚次甲基的聚合度为 104，链的刚性因子 ＝6.5，试计算： 聚次甲基链在孤立无扰状态时的理论最大拉伸比 λmax为多大? CH2 CH CH CH2 n CH CH CH2 CH2 n CH2 CH2 CH2 CH2 n (1) (2) (3) 10 ( ) ( ) 2 2 1 4 0 nm M h
《高分子物理习题集及答案》 第二章高分子聚集态结构 一、选择题 1.结晶度增加，以下哪种性能增加( A)透明性 B)抗张强度 C)冲击强度 2.球晶的制备应从( A)稀溶液 B)熔体 C)高温高压下 3.一般来说，哪种材料需要较高程度的取向( A)橡胶 B)塑料 C)纤维 4.结品度不能用以下哪种仪器测量( A)膨胀计法 B)双折射法 C)热分析法 5.以下哪种方法不能提高PP的透明性( A)迅速冷却 B)加成核剂 C)与非晶的PVC共混 6.可用于描述PS的聚集态结构模型是( A)缨状微束模型 B)无规线团模型 C)插线板模型 7.某聚合物薄膜，当温度升至一定温度时就发生收缩，这是由于( ) A)大分子解取向 B)内应力释放 C)导热不良 8.刚性因子8较小的是( A)PE B)PVC C)聚丙烯腈 9.高分子的柔顺性增加，以下哪个方面增加( A)结晶能力 B)T C)Ts 10.以下聚合物，哪一个最柔顺（ A)-(-CH=CH-CH2-st-)- B)-{-CH2-CH=CH-st-)- C)-(-CH2-CH2-CH2-st-) 11.单晶的制备应从( A)稀溶液 B)浓溶液 C)稀溶液加搅拌 二、填空题 1.线型高聚物在溶液中通常为( )构象，在晶区通常为( )成()网象 2.高聚物稀溶液冷却结晶生成( ),熔体冷却结晶通常生成( )。熔体在应力 作用下冷却结晶常常形成( ）。 3.均相成核生长成为三维球晶时，AVRAMI指数n为( 4.高分子液晶根据分子排列方式和有序程度不同，分为()()()三类。 5.KeLLer由()的实验事实证明了结晶高聚物有()结构。Flory由() 的实验结果证明了非品态高聚物之由()结构组成。 -10-
《高分子物理习题集及答案》 - 10 - 第二章 高分子聚集态结构 一、选择题 1．结晶度增加，以下哪种性能增加（ ） A）透明性 B）抗张强度 C）冲击强度 2．球晶的制备应从 （ ） A）稀溶液 B）熔体 C）高温高压下 3．一般来说，哪种材料需要较高程度的取向（ ） A）橡胶 B）塑料 C）纤维 4．结晶度不能用以下哪种仪器测量（ ） A）膨胀计法 B）双折射法 C）热分析法 5．以下哪种方法不能提高 IPP 的透明性（ ） A）迅速冷却 B）加成核剂 C）与非晶的 PVC 共混 6．可用于描述 PS 的聚集态结构模型是（ ） A）缨状微束模型 B）无规线团模型 C）插线板模型 7．某聚合物薄膜，当温度升至一定温度时就发生收缩，这是由于（ ） A）大分子解取向 B）内应力释放 C）导热不良 8．刚性因子 δ 较小的是（ ） A）PE B）PVC C）聚丙烯腈 9．高分子的柔顺性增加，以下哪个方面增加（ ） A）结晶能力 B）Tm C）Tg 10．以下聚合物，哪一个最柔顺 （ ） A）-{-CH=CH-CH2-st-}- B）-{-CH2-CH=CH-st-}- C）-{-CH2-CH2-CH2-st-}- 11．单晶的制备应从 （ ） A）稀溶液 B）浓溶液 C）稀溶液加搅拌 二、填空题 1．线型高聚物在溶液中通常为（ ）构象，在晶区通常为（ ）或（ ）现象。 2．高聚物稀溶液冷却结晶生成（ ），熔体冷却结晶通常生成（ ）。熔体在应力 作用下冷却结晶常常形成（ ）。 3．均相成核生长成为三维球晶时，AVRAMI 指数 n 为（ ）。 4．高分子液晶根据分子排列方式和有序程度不同，分为（ ）（ ）（ ）三类。 5．KeLLer 由（ ）的实验事实证明了结晶高聚物有（ ）结构。Flory 由（ ） 的实验结果证明了非晶态高聚物之由（ ）结构组成
《高分子物理习题集及答案》 6.聚乙稀的单晶片的形状通常是( )的，而聚甲醛单晶片的形状通常是( 7.尼龙一6的结晶速率比顺式1,4一聚戊二烯的结晶速度()。 8.聚乙稀晶体中，分子链处于( )构象。 9.对于非晶态的非极性高聚物，可根据( )原则洗择溶剂，对千非品态的极性高 聚物，可根据()原则和( )原则选择溶剂。 10.PE总比PMMA不透明，因为前者( 11.高分子液晶根据介晶元在分子中的不同位置，可分为()液晶和()液晶 12.随着聚合物的柔性增加，链段长度( ),刚性比值( 无扰尺寸()，极限特征比( 三、判断题 1.作为超音速飞机座舱的材料：有机玻璃，必须经过双轴去向，改善其力学性能() 2.为获得既有强度又有弹性的黏胶丝，在纺丝过程中须经过牵伸工序 () 3.分子在晶体中是规整排列的，所以只有全同立构或间同立构的高分子才能结晶，无 规立构的高分子不能结晶 4.聚合物的结晶和取向都是热力学的稳定体系，只是前者分子排列三维有序，后者是 一维或二维有序 () 5,分子在晶体中是规整排列的，所以只有全同立构或间同立构的高分子才能结晶，无 规立构的高分子不能结晶 () 6.随聚合物结晶度的增加，抗张强度和抗冲击强度增加 ( 7.当高分子的取向因子=0时为完全不取向，=1时为完全取向 ( 8.单晶、树枝状晶、串晶、球晶等都是多晶体 9.聚合物的结晶态结构比低分子晶体的有序程度差很多，存在很多缺陷 10.聚合物的结晶度的大小与测定方法无关，是一个不变的数值 11.聚合物在结晶中的构象只有一个 12.结晶使聚合物的光学透明性明显增加 13.球晶较大的聚合物，其透光性均较高 14.聚合物相对分子质量较小，分子运动容易则聚合物容易结晶 15.在用膨胀计测定结晶聚合物的熔点时，升温速率越慢，熔点越高 四、问答题 例2-1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
《高分子物理习题集及答案》 - 11 - 6．聚乙稀的单晶片的形状通常是（ ）的，而聚甲醛单晶片的形状通常是（ ）。 7．尼龙－6 的结晶速率比顺式 1，4－聚戊二烯的结晶速度（ ）。 8．聚乙稀晶体中，分子链处于（ ）构象。 9．对于非晶态的非极性高聚物，可根据（ ）原则选择溶剂，对于非晶态的极性高 聚物，可根据（ ）原则和（ ）原则选择溶剂。 10．PE 总比 PMMA 不透明，因为前者（ ）。 11．高分子液晶根据介晶元在分子中的不同位置，可分为（ ）液晶和（ ）液晶。 12．随着聚合物的柔性增加，链段长度（ ），刚性比值（ ）， 无扰尺寸（ ），极限特征比（ ）。 三、判断题 1．作为超音速飞机座舱的材料:有机玻璃，必须经过双轴去向，改善其力学性能（ ） 2．为获得既有强度又有弹性的黏胶丝，在纺丝过程中须经过牵伸工序 （ ） 3．分子在晶体中是规整排列的，所以只有全同立构或间同立构的高分子才能结晶，无 规立构的高分子不能结晶 （ ） 4．聚合物的结晶和取向都是热力学的稳定体系，只是前者分子排列三维有序，后者是 一维或二维有序 （ ） 5．分子在晶体中是规整排列的，所以只有全同立构或间同立构的高分子才能结晶，无 规立构的高分子不能结晶 （ ） 6．随聚合物结晶度的增加，抗张强度和抗冲击强度增加 （ ） 7．当高分子的取向因子 f＝0 时为完全不取向，f＝1 时为完全取向 （ ） 8．单晶、树枝状晶、串晶、球晶等都是多晶体 （ ） 9．聚合物的结晶态结构比低分子晶体的有序程度差很多，存在很多缺陷 （ ） 10．聚合物的结晶度的大小与测定方法无关，是一个不变的数值 （ ） 11．聚合物在结晶中的构象只有一个 （ ） 12．结晶使聚合物的光学透明性明显增加 （ ） 13．球晶较大的聚合物，其透光性均较高 （ ） 14．聚合物相对分子质量较小，分子运动容易则聚合物容易结晶 （ ） 15．在用膨胀计测定结晶聚合物的熔点时，升温速率越慢，熔点越高 （ ） 四、问答题 例 2-1 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