第一章绪论
一、选择题
1．GPC对高聚物进行分级的依据是（B）
A．高聚物分子量的大小B．高分子流体力学体积大小
C．高分子末端距大小D．高分子分子量分布宽度
2．下列哪些方法获得的是数均分子量（BCD）
A．粘度法B．冰点下降C．沸点升高
D．渗透压E．超离心沉降F．光散射法
3．聚合物分子量越大，则熔体粘度（A）
对相同分子量聚合物而言，分子量分布越宽，则熔体粘度（B）
A．增大B．降低C．相等D．不变
4．某一高聚物试样A的分子量约为3×104，试样B的分子量约为7×105，测定试样A的分子量应采用（A）（B）等方法。测出的分别是（C）（D）分子量。
测定试样B的分子量则宜采用（E）（F）等方法，测出的分别是（G）（各H）分子量。
A．膜渗透压B．粘度法降低C．数均D．粘均
E．光散射F．凝胶渗透色谱法G．重均H．各种平均5．分子量相同的线形聚乙烯和支化聚乙烯的混合试样，当采用的溶解度分级时不能将它们分开，这是由于（AB）而采用GPC法则能将它们分开，这是由于（CD）首先被淋洗出来的是（E）
A．两者分子量相同B．溶解度相同C．它们的分子尺寸不一样D．流体力立体积不同E．线性聚乙烯
6．聚合物没有气态是因为（B）
A ．聚合物不耐高温
B ．聚合物分子间力很大
C ．聚合物的结构具多分散性
D ．聚合物的分子量具多分散性
7．下列哪些方法获得的是数均分子量（BCD ）
A ．粘度法
B ．冰点下降
C ．沸点升高
D ．渗透压
E ．超离心沉降
F ．光散射法
8．不同用途和不同成型方法对聚合物分子量的大小有不同的要求。通常是（C ）
A ．合成纤维分子量最高，塑料最低
B ．塑料分子量最高，合成纤维最低
C ．合成橡胶分子量最高，合成纤维最低
9.下列那种方法可测定聚合物的数均分子量（B ）
A ．超速离心沉降；
B ．膜渗透压
C ．黏度
D ．光散射
二、问答与计算题
1. 某高聚物10,0000M η=，已知Mark-Houwink 方程中4110/d g -K =?I ，α=0.8 Huggins 方程中常数κ=0.33
（1）计算c =0.0030g/ml 时，溶液的相对粘度r η。
（2）如α=1，已知M η值，能否得到有关该高聚物分子量多分散性的信息，为什么？
2. 在25℃、θ溶液中测得浓度7.36×-3g/cm 3的PVC 溶液的渗透压力0.248g/cm 2，
求该试样的分子量和A 2。（R=8.48×104g·cm/K·mol ）
3. 假定某一高聚物含分子量分别为10000、20000、30000三个级份，若由渗透压法和光散射法测出该样品分子量分别为20000及30000，计算该样品中三种级分的重量分数。
4. 1）根据高分子链构象统计理论，如何计算高分子的链段长度？实验上如何
获得计算中所需的各参数？2）何谓高分子的临界分子量？列举至少3种测定高聚物临界分子量的原理与实验方法？
5. 说明测定高聚物粘均分子的基本原理、主要仪器和测试方法。
6. 同低分子物相比，高聚物的分子量有什么不同？一般有几种表示方法？写出对应的表达式，如何用分子量表达聚合物的多分散性？
7. 下列聚合物在常温下能否找到溶剂溶解并说明理由。
无规PP、全同PS、HDPE、PAN、PMMA、NBR
8. 证明：M z≥M w≥M n，说明为什么M w/M n可表征分子量分布宽度。（8%）
9. GPC是测定高聚物分子量和分子量分布的主要工具之一，试简述GPC测定高聚物分子量分布的原理。
10. 写出高聚物分子量与分子量分布的数学表达方式。
11. 简述GPC的分离机理，用该技术可以测得聚合物哪些结构参数？说明测得参数对聚合物性能的影响。
12. 某一PS试样溶于苯，配成浓度为0.55g/100ml的溶液，用乌氏粘度计于25℃下测得如下数据：
已知在该温度下，PS-苯体系K=0.99×10-2ml/g，α=0.74，求PS的分子量。
13. 用粘度法、凝胶渗透色谱法（GPC）测定聚合物分子量时，直接测得的物理量是什么？得到的是何种统计分子量？如何求得分子量？
14. 采用GPC技术能否将分子量相同的线形聚乙烯和支化聚乙烯分离开？说明
理由。
15. 用以四氢呋喃为淋洗液的GPC 仪测定聚氯乙烯的分子量分布。若已知该仪器以聚苯乙烯为标样的校正曲线，如何得到聚氯乙烯的分子量分布？
16. 现有分子量分别为4.20×105和1.25×105的两个样品，试求其等质量混合物的数均分子量、重均分子量及多分散系数。
17. 分子量W M =1.0×106和n M =4.3×105某试样，由于混入了3%（重量）的分子量为3.0×104其低分子量组分，问混合样的W M 和n M 各为多少？从计算结果你能得出什么结论？
18. 某窄分散试样的分子量为105，当混入了重量分数为1%的第二组份窄分布试样（M=107）后，混合物的M n 和M w 分别为1.01×105，2.0×105；若混入第二组份的分子量变成103时，则混合物试样的M n 和M w 分别是多少？比较M n 和M w 变化，你能得出什么结论。
19. 在25℃、θ温度下，测得浓度为7.36×10-3克/ml 的聚氯乙烯溶液（密度为0.886克/ml ）的渗透压Δh 为0.28cm 。试求该试样的数均分子量以及此溶液的第二维里系数，相互作用参数。
20. 什么叫分子量微分分布曲线和积分分布曲线？两者如何相互转换？
N(M)称为分子量的数量微分分布函数．W(M)称为分于量的重量微分分布函数．有些实验，不能直接测定重量微分分布面数，直接得到的是其重量积分分布函数，用
I(M)表示。二者的关系为：
21. 测定聚合物数均和重均分子量的方法有哪些？每种方法适用的分子量围如何？
答：数均分子量测试方法：端基分析法、依数法、渗透压法
重均分子量测试方法：光散射法、小角X 光衍射法
P81表4-1
22. 证明渗透压测得的分子量为数均分子量。 证明：n i
i
i i i
i i i i i i i i c M RTc M n M RTC C M C RTC M C RT 10====∑∑∑∑∑→π 即证. 23. 采用渗透压测得试样A 和B 的摩尔质量分别为 4.20×105 g/mol 和
1.25×105g/mol ，试计算A 、B 两种试样等质量混合的数均分子量和重均分子量。
24. 35℃时，环已烷为聚苯乙烯(无规立构)的θ溶剂。现将300mg 聚苯已烯(ρ＝1.05 g/cm 3，n M ＝1.5×105)于 35℃溶于环己烷中，试计算：(1)第二维利系数A z ；
(2)溶液的渗透压。
解：数均分子量：
重均分子量：
55510725.21025.15.01020.45.0?=??+??==∑i i
i M M ωω
25. 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℃、二氯乙烷溶剂)测定了各级分的特性粘度，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 。
26 推导一点法测定特性粘度的公式：
（1）)ln (21][r sp C
ηηη-= （2）C
r sp )1(][γγηηη+-=，其中γ＝K’/β （1）)ln (21][r sp C
ηηη-= （2）C
r sp )1(][γγηηη+-=，其中γ＝K’/β 解：由 c c
c
K c r sp
22][][ln ][][ηβηηηηη-='+=，假定21=+'βK ，可得（1）式； 假定r K ='β/，可得（2）式。
27. 三醋酸纤维素－二甲基甲酰胺溶液的Zimm 图如下所示。试计算该聚合物的分子量和旋转半径。 (λ＝5.461×10－1nm ，n （DMF ）＝1.429)
28．现有—超高分子量的聚乙烯试样，欲采用GPC方法测定其分子量和分子量分布，试问：
(1) 能否选择GPC法的常用溶剂THF？如果不行，应该选用何种溶剂?
(2) 常温下能进行测定吗?为什么?
(3) 如何计算该试样的数均、重均和粘均分子量。
答：（1）不能选择常用溶剂THF，因为THF与超高分子量的聚乙烯极性不同，它们的溶解度参数相差较大；应选择四氢萘或十氢萘作为溶剂；
（2）不能测量，140℃以上超高分子量的聚乙烯才能溶解；
29. 指出重均分子量和数均分子量最重要的测试方法各一种，它们适用的分子量围，可用于测定哪些热力学参数和分子参数？
30. 写出凝胶渗透色谱测定分子量分布的简要原理？
31. 写出最重要的一种测定重均分子量的方法，并指出还可用于测定那些热力学参数和分子参数？
32. 写出重均分之量和数均分之量最重要的测试方法各一种，并指出还可以用于测定那些热力学参数和分子参数？
33. 试说明高分子材料溶解的物理过程？并进一步分析：提高高分子材料的溶解
能力从分子结构上应如何考虑？
34. 简述能够估算高聚物 （A ）链段分子量 （B ）临界分子量 （C ）交联点间分子量（D ）非牛顿分子量的实验方法（为方便起见，可用图示法或公式表示）。
35. 分子量W M =1.0×106和n M =4.3×105某试样，由于混入了3%（重量）的分子量为3.0×104其低分子量组分，问混合样的W M 和n M 各为多少？从计算结果你能得出什么结论？
36. 简述GPC 的分离机理，用该技术可以测得聚合物哪些结构参数？说明测得参数对聚合物性能的影响。
37. 某一PS 试样溶于苯，配成浓度为0.55g/100ml 的溶液，用乌氏粘度计于25℃下测得如下数据：
已知在该温度下，PS-苯体系K=0.99×10-2ml/g ，α=0.74，求PS 的分子量。
38. 聚合物的Mn Mw 与分子量分布有哪些方法可以测定？
39. 有两种试样
（1）100g 分子量为105 的聚合物中，加入1g 分子量为103的聚合物
（2）100g 分子量为105 的聚合物中，加入1g 分子量为107的聚合物
试求两种试样的Mn 与Mw 以及d 值，其结果说明了什么？
40. 粘度法则定分子量的关系式中，如何实验测定K 及α值?(设计实验；作图及
计算方法)
41. 简述GPC测定分子量及分子量分布的原理。
42. 总结讨论测定分子量的方法，那些是绝对方法?哪些是相对方法?其优缺点如何？
43. 有两种尼龙66试样，用端基分析法测定分子置，二试样的重量均为0.311g，以0.0259N KOH标准溶液滴定，消耗KOH溶液均为0.38mL。
a．若试样A的结构为H-[NH-(CH2)--NHCO-(CH2)4-CO-]OH，试求试样A 的分子量。b 若试样B的数均分子星为6.32×106，试推测试样B的分子结构。
第二章高分子链的结构
一、选择题
1. X—射线衍射不能直接测定的性质为：（D）
A．结晶度B．晶胞尺寸C．取向度D．晶胞密度2. 下列哪个聚合物没有旋光异构（D）
A．聚丙烯B．1.4-聚异戊二烯
C．拉伸过程完成63.2%的时间D．松弛过程剩余36.8%的时间
3. 大分子链柔性愈好，则链段长度（B）
A．越长B．越短C．无法预测
4. 聚合物没有气态是因为（B）
A．聚合物不耐高温B．聚合物分子间力很大
C．聚合物的结构具多分散性D．聚合物的分子量具多分散性
5. 高密度聚乙烯和低密度聚乙烯的差别在于（A）
A．构型B．构象
6．NR的中文名称是（A）
A. 天然橡胶
B. 高密度聚乙烯
C. 丁苯橡胶
D. 聚丙烯
E. 聚对苯二甲酸乙二醇酯
F. 丁基橡胶
7．HDPE的中文名称是（B）
A. 天然橡胶
B. 高密度聚乙烯
C. 丁苯橡胶
D. 聚丙烯
E. 聚对苯二甲酸乙二醇酯
F. 丁基橡胶
8．SBR的中文名称是（C）
A. 天然橡胶
B. 高密度聚乙烯
C. 丁苯橡胶
D. 聚丙烯
E. 聚对苯二甲酸乙二醇酯
F. 丁基橡胶
9．PP的中文名称是（D）
A. 天然橡胶
B. 高密度聚乙烯
C. 丁苯橡胶
D. 聚丙烯
E. 聚对苯二甲酸乙二醇酯
F. 丁基橡胶
10．PET的中文名称是（E）
A. 天然橡胶
B. 高密度聚乙烯
C. 丁苯橡胶
D. 聚丙烯
E. 聚对苯二甲酸乙二醇酯
F. 丁基橡胶
11．NBR的中文名称是（F）
A. 天然橡胶
B. 高密度聚乙烯
C. 丁苯橡胶
D. 聚丙烯
E. 聚对苯二甲酸乙二醇酯
F. 丁基橡胶
12．自由旋转链的均方末端距比相应的自由联结链的均方末端距（B）
A. 小
B. 大
C. 相等 C. 无法判断
13．与链段运动有关的高聚物性能有（ABCDE）
A. Tg
B. Tm
C. 蠕变
D. Tf
E. 应力松驰14．高聚物的结构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（ABCD）
A. 高分子的链结构
B. 高分子的分子结构
C. 高分子的聚集态结构
D. 高分子的单体单元结构
15. 单体单元的键合属于（C）
A. 高分子的聚集态结构
B. 高分之链的远程结构
C. 高分子的近程结构
D. 高分子的织态结构
16.按照单体单元的键合序列，二元共聚物有下列哪几种类型（ABCD）
A无规型B交替型C接枝型D嵌段型
17. 乙烯类高聚物分子有下列哪几种立体构型（ACD）
A无规立构B顺式立构C间同立构D全同立构E反式立构18．分子主链中除含有碳外，还有氧，氮，硫等原子，这样的分子叫做（C）
A. 碳链高分子
B. 元素高分子
C. 杂链高分子
D. 梯形高分子
19. PE是（A）
A. 碳链高分子
B. 杂链高分子
C. 元素高分子
D. 梯形高分子
20. 分子中各原子在空间的相对位置和排列叫做（A）
A. 构象
B. 构型
C. 键合方式
D. 近程结构
21. 双烯聚合物存在（D）有不对称碳原子的聚合物存在（C）
A. 几何异构
B. 立体异构
C. 旋光异构
D. 顺反异构
22. 辛烷具有（B）个可能的稳定构象
A. 38
B. 37
C. 36
D. 35
23．下列哪个聚合物没有旋光异构（D）
A．聚丙烯B．1.4—聚异戊二烯C．拉伸过程完成63.2%的时间D．松弛过程剩余36.8%的时间
24．下列三种高聚物中，分子链柔顺性最大的是（B）
A．聚苯B．顺式1.4—聚丁二烯C．聚苯乙烯
25．天然橡胶与杜仲胶在结构上的差异属（D）
A．化学组成不同；B．键接结构不同；
C．立体构型不同；D．几何构型不同
26. 下列聚合物中柔顺性最好的是（A）
A．聚二甲基硅氧烷 B. PE C. PET D. PP
27．下列聚合物中柔顺性最差的是（B）
A. PPO
B. 聚苯
C. PMMA
D. PP
28．下列聚合物中柔顺性最好的是（A）
A. 聚氯丁二烯
B. 聚偏氯乙烯
C. PVC
D. PAN
29. 下列聚合物中柔顺性最差的是（D）
A. PE
B. PP
C. PVC
D. PAN
30．下列高聚物属于热塑性的有（BC）
A．低硫化度天然橡胶B．PVC C．PMMA D．体型酚醛树脂
二．名词解释
1．链节和链段：高分子链中划分出来的可任意取向（运动）的最小链长。2．大分子链的末端距、高斯链：线形高分子链的一端至另一端的直线距离；n 个键长为l,键角固定，旋转不自由的等效自由连接链
3．聚合物分子运动的多重性指的是：高聚物分子运动的多样性；高聚物分子运动的时间依赖性；高聚物分子运动的温度依赖性
4．高分子的构型为：分子中由化学键所固定的原子或基团在空间的几何排列构象定义为：由于单键旋转而形成的空间排布
三、问答题
1. 聚丙烯于C-C单键可以旋，能否通过其旋使无规立构聚丙烯变为等规立构聚丙烯？为什么？
无规立构聚丙烯与等规立聚丙烯是两种不同构型，无规PP转变为等规PP 必须有化学键的断裂和重排。
2. 简要指出高分子链柔性的含义、原因、种类、表征方法以及链结构对其的影响。
3. 写出聚氯丁二烯的各种可能构型。
4. 构型与构象有何区别？聚丙烯分子链中碳－碳单键是可以旋转的，通过单建的旋转是否可以使全同立构的聚丙烯变为间同立构的聚丙烯？为什么?
答：构型：是指分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。
构象：由于分子中的单键旋转而产生的分子在空间的不同形态。
全同立构聚丙烯与间同立聚丙烯是两种不同构型，全同PP 转变为间同PP 必须有化学键的断裂和重排。
5. 等规立构聚苯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：因为等规PS 上的苯基基团体积较大，为了使体积较大的侧基互不干扰，必须通过C －C 键的旋转加大苯基之间的距离，才能满足晶体中分子链构象能量最低原则；对于间规PVC 而言，由于氢原子体积小，原子间二级近程排斥力小，所以，晶体中分子链呈全反式平面锯齿构象时能量最低。
6. 哪些参数可以表征高分子链的柔顺性？如何表征？
答： 空间位阻参数δ 212,20?????
?=r f h h δ δ越大,柔顺性越差；δ越小，柔顺性越好；
特征比C n 220nl h c n =
对于自由连接链 =1对于完全伸直链c n =n ，当n→∞时，c n 可定义为c ∞，c ∞越小，柔顺性越好。
链段长度b ：链段逾短，柔顺性逾好。
7. 聚乙烯分子链上没有侧基，旋转位能不大，柔顺型好。该聚合物为什么室温下为塑料而不是橡胶？
答：因为聚乙烯结构规整，易结晶，故具备了塑料的性质，室温下聚乙烯为塑料
而不是橡胶。
8. 从结构出发，简述下列各组聚合物的性能差异：聚丙烯腈与碳纤维；
线性高分子 梯形高分子
9. 从结构出发，简述下列各组聚合物的性能差异：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
10．从结构出发，简述下列各组聚合物的性能差异：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
11. 从结构出发，简述下列各组聚合物的性能差异：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、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，隔水和隔热性能较好；
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。
12. 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
-==
+
1/2221/22222max 32n l h h f r nl ???? ?==== ? ?????
13. 等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＝1.76，试计算其等效自由连接链的链段长度b(已知碳－碳键长为0.154nm ，键角为109.5。)。 解：221/20[/] 1.76h h f r σ== 220 1.76h =
2221cos 3.0976 6.19521cos h f r nl nl θθ
-=?=+ 222221cos 2max 23
h n l n l θ-== 又 max h Zb = 220h Zb =
220/max 6.1952/
6.1952) 1.168b h h nl l nm ==== 14. 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 == 222012128000(0.154)h nl nm ==??
15. 试述高分子的高分子结构对高分子链柔顺性的影响，并分析讨论高分子链柔顺性对聚合物宏观性能的影响？（10）
解：分子结构对链的柔顺性有很大的影响。（1）主链结构，若主链全部由单键组成，一般链的柔顺性较好；（2）取代基的极性大，相互作用大，分子链旋转受阻严重，柔顺性变差；（3）若支链很长，阻碍链的旋转起主导作用时，柔顺性下降；对于交联结构，当交联程度达到一定程度时，则大大影响链的柔顺性，（4）一般分子链越长，构象数目越多，链的柔顺性越好；（5）分子间作用较大，聚合物中分子链所表现出的柔顺性越小，（6）分子结构越规整，结晶能力越强，链的柔顺性就表现不出来，聚合物呈刚性。
微观柔性≠宏观柔性
16. 何谓高分子链的柔性？何谓自由连接链和高斯链？它们的相互关系是什么？
高分子链的柔顺性：指高分子链能够改变其构象的性质
自由连接链：即链长固定，链角不固定，旋转自由的理想化的模型
高斯链：因为等效自由结合链的链段分布符合高斯分布函数，又称等效自由结合链
两者的相互关系：高斯链的链段分布函数与自由连接链的分布函数相同，但两者之间却有很大的差别。自由连接链是不存在的，而高斯链却体现了大量柔性高分子的共性它是确确实实存在的。此外，高斯链包括自由连接链，后者是前者的一个特例。
17. 高斯链的本质特征是什么？在什么条件下大分子链呈现为高斯链？
链段 n是一很大的值每一个键不占有体积可任意取向
18. 讨论高分子结构对链的柔顺性的影响，并比较下列高分子链的柔顺性，说明原因：
聚氯乙烯，聚碳酸酯，聚甲醛，聚乙炔
聚乙烯，聚二甲基硅氧烷，纤维素，聚甲基丙烯酸甲酯
19. 高分子链具有柔顺性的本质是什么?如何表征分子链的柔顺性?
20. 影响高分子链柔顺性的因素有哪些?试简要讨论。
21. 红外光谱法与核磁共振法研究高分子链结构依据哪些光谱特征？可以研究哪些高分子链的近程结构？
22. 按聚合物热稳定性从小到大排列下列聚合物
A 聚甲基丙烯酸甲酯
B 聚α---甲基苯乙烯
C 聚四氟乙烯D聚苯乙烯
23. 为什么高压聚乙烯比低压聚乙烯的密度低？聚合物结构有何差异？聚合机理有何不同？低密度聚乙烯的结构是怎样产生的？
24. 高分子长链柔性的实质是什么？近程相互作用是怎样影响高分子链柔性的？远程相互作用又是怎样影响高分子链柔性的？
25. 试从分子结构分析高聚物的许多性能不同于小分子物质的原因。
26. 共聚是高聚物改性的一个重要手段，试简述共聚物的主要类型，并举例讨论不同类型共聚物的分子结构与性能的差异？
27. 试述分子结构对高分子链柔顺性的影响，并分析讨论高分子链柔顺性对聚合物宏观性能。
28. 试从分子结构与分子间作用能两个方面讨论聚乙烯，聚氯乙烯，聚异丁烯和尼龙66之间性能差异的的原因。
30. 高密度聚乙烯和低密度聚乙烯的性能有什么差异？从结构上分析产生的原因。
31. 提出三种参数定量表征真实高分子链的柔性，写出该参数的名称与数学表达式，阐述如何表征，提出测定该参数的一种实验方法。
32. 已知聚苯乙烯试样的分子量为104000，其刚性系数为2.17，试求：
（1）自由结合链的均方末端距
（2）真实链的均方回转半径
33. 聚丙烯于C-C单键可以旋，能否通过其旋使无规立构矛丙烯变为等规立构聚丙烯？为什么？
34. 为什么把高分子链称为“高斯链”？高斯链与自由结合链的差别？在什么条件下高分子链呈现为高斯链？
35. 为什么把高分子链称为高斯链？分别写出自由结合链，自由旋转链和等效自由结合链的均方末端距的表达式？高分子的均方末端距是在什么条件下测定的？
36. 试计算分子量为2．8×105聚乙烯分子在下列情况下的均方末端距：
a．高斯链；己知C—C 链长为0．154nm
b ．自由旋转链：已知键角为 109。28’，
c. 受阻旋转：已知 cosα＝ 0.215；
d. 伸直链。
37.己知高分子主链中的键角大于900，定性地讨论自由旋转链的均方末端距与键角的关系。 自由旋转链
θ=180°-键角
键角=90° cos θ=0 平均建角是90度的自由旋转链
键角=180° cos θ=1 →∞ 伸直链
键角=90~180° θ减小 cos θ增大 变得僵硬
38. 假定聚乙烯的聚合度为2000，夹角为109.50，求伸直链的长度Lmax 与自由旋转链的根均方末端距之比值。并从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形变的原因。
解：伸直链的长度Lmax=﹝2/3﹞1/2·n l n =2*2000-1=3999
根均方末端距(h 2
f..r )1/2= ﹝2﹞1/2·n l
则比值为：36.5
39. 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.( 不考虑键接异构)
答：构型是指分子 中由化学键所固定的原子在空间的排列。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。构型不同的异构体有旋光异构体、集合异构体和间接异构体。
线形聚异戊二烯可能存在键接异构，有1,2－加成、3,4－加成和1,4－加成三种加成方式。
22fr 1cos 1cos h Nl θθ
+=-
对于1,4－加成，存在几何异构，有顺式构型和合反式构型之分。
1,2－或3,4－加成存在旋光异构，包括全同立构、间同立构和无规立构三种。
40. 试由分子结构分析高聚物的许多物理面性能与低分子物质不同的主要原因. 高聚物的分子结构特点：
1）高分子是由很大数目（102~105数量级）的结构单元组成的。
2）一般高分子的主链都有一定的旋转自由度，可以使主链弯曲而具有柔性。（由于热运动而具有许多不同的构象）。
3）高分子结构的不均一性。即使是相同的条件下的反应产物，各分子的分子量，键接顺序，空间构型，支化、交联以及共聚物的组成及序列结构等存在着或多或少的差异。
4）由于一个高分子链含有很多结构单元，因此，结构单元间的相互作用对聚集态结构和物理性能有着十分重要的影响。
5）晶态和非晶态高聚物的有序度与相应状态和低分子的有序度有较大的差别。
6）高聚物材料中，常加入填料及各种其它助剂，两种以上高分子共混改性还存在着所谓织态结构。
41. 什么叫做分子构象？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.
42. 假定聚乙烯的聚合度为2000，键角为109.5°。求伸直链的长度Lma 与自由旋度0.26链的根均方木，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产生很大形变的原因。
解： max cos 2L nl θ??= ???
180109.522000cos 2l ?-???=??= ???
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
一、单项选择题 1．高分子的基本运动是（ B ）。 A．整链运动 B．链段运动 C．链节运动 2．下列一组高聚物分子中，柔性最大的是（ A ）。 A.聚氯丁二烯 B.聚氯乙烯 C.聚苯乙烯 3. 下列一组高聚物中，最容易结晶的是( A ). A.聚对苯二甲酸乙二酯 B. 聚邻苯二甲酸乙二酯 C. 聚间苯二甲酸乙二酯 4．模拟线性聚合物的蠕变全过程可采用（ C ）模型。 A.Maxwell B. Kelvin C. 四元件 5.在半晶态聚合物中，发生下列转变时，判别熵值变大的是（ A ）。 （1）熔融（2）拉伸取向（3）结晶（4）高弹态转变为玻璃态 6.下列一组高聚物分子中，按分子刚性的大小从小到大的顺序是（ ADBFC ）。 A.聚甲醛； B.聚氯乙烯； C.聚苯乙烯； D. 聚乙烯；F. 聚苯醚 7．.假塑性流体的特征是（ B ）。 A．剪切增稠 B．剪切变稀 C．粘度仅与分子结构和温度有关 8.热力学上最稳定的高分子晶体是（ B ）。 A．球晶 B．伸直链晶体 C．枝晶 9.下列高聚物中，只发生溶胀而不能溶解的是（ B ）。 A. 高交联酚醛树脂； B. 低交联酚醛树脂； C.聚甲基丙稀酸甲脂 10.高分子-溶剂相互作用参数χ 1 （ A ）聚合物能溶解在所给定的溶剂中 A. χ 1<1/2 B. χ 1 >1/2 C. χ 1 =1/2 11.判断下列叙述中不正确的是（ C ）。 A．结晶温度越低，体系中晶核的密度越大，所得球晶越小； B．所有热固性塑料都是非晶态高聚物； C．在注射成型中，高聚物受到一定的应力场的作用，结果常常得到伸直链晶体。 12. 判断下列叙述中不正确的是（ C ）。 A．高聚物的取向状态是热力学上一种非平衡态；
高分子物理试卷一 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 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 ）。
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：
高分子物理模拟试卷（一） 一、名词解释（5×3） θ溶剂 等效自由连接链 取向 银纹 特性粘度 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T m =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A 2： 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（,1n Kr n σ=>） B ．膨胀性流体（,1n Kr n σ=<） C ．假塑性流体（,1n Kr n σ=>） D ．假塑性流体（ ,1n Kr n σ=<） 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
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
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 √ √ 一、名词解释（10分，1个2分） 1、内聚能密度：单位摩尔体积的内聚能⊿E ，叫做“内聚能密度CED ”。CED =⊿E/Vm 。 2、Huggins 参数：KT Z KT z x εε≈-=)2(1，式中1x 称为Huggins 参数，它反映高分子与溶剂混合 时相互作用。 3、柔顺性：高分子链能够改变其构象的性质。 4、应力集中： 5、增塑作用： 二、填空题（20分，一空1分） 1、与时间无关的非牛顿流体包括_ __、_ __、 _ ____ __等三种。 2、非晶态聚合物的溶解过程分为 溶胀 和 溶解 两步。 3、聚合物的力学松弛现象中，_____________和_______________属于动态粘弹性。 4、Maxwell 模型是由弹簧和粘壶 而成，可用来描述线型聚合物的 ； Kelvin 模型则是由弹簧和粘壶 而成，可用来描述交联聚合物的 。 5、聚合物分子运动的特点表现在三个方面，即__ _ _、___ _ 、_ ___。 6、非晶态聚合物的取向单元有__ __ __、__ ____。 高分子物理 2小时 高分子041，高分子042 7、非晶聚合物用作塑料时其使用温度范围为，而结晶聚合物作为塑 料使用时的有效使用温度范围是；交联橡胶的使用温度围是。 8、GPC对聚合物分子量进行分级的依据是 。 三、选择题（20分，1～9题选一个最合适的答案，10题为多选。） 1、_______________属于高分子链远程结构的范畴。 A 伸直链 B 结构单元的化学组成 C 结晶结构 D 分子链的几何形状 2、下列说法中，不正确的是_______________。 A 聚合物不存在气态 B 结晶聚合物是部分结晶的 C 聚合物存在立方晶系 D 聚合物存在单晶 3、高分子溶液在θ状态时，______________。 A A2 = 0 B A2 = 1/2 C χ1 = 0 D A2 > 0 4、渗透压法测定的平均分子量为______________。 A 数均分子量 B 重均分子量 C Z均分子量 D 粘均分子量 5、从热力学观点来讲，聚合物的高弹性是______。 A 熵弹性 B 能弹性 C 熵弹性和能弹性 D 熵弹性或能弹性 6、在____________，聚合物将出现一个内耗的极大值。 A 玻璃态 B 高弹态 C 晶态 D 玻璃化转变区 7、聚乙烯能作为塑料使用，是因为 A 。 A．聚乙烯内聚能密度很高B．聚乙烯的玻璃化转变温度很高 C．聚乙烯的结晶度很高 8、非晶态聚合物中强迫高弹形变出现的温度条件为____________。 A T > T g B T < T g 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 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 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？ 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. PP高分子物理试卷A
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