高分子物理第一章答案
【篇一：高分子物理各章节答案第1章】
> 1、对于聚乙稀自由旋转链，均方末端距与链长的关系是（）。解： 2、等规聚丙烯经体中分子链处于（）构象。
解：螺旋
3、c5链至少有（）种构象。
解：9
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（）。解：多
小
5、聚异戊二烯可以生成（）种有规异构体，它们是（）。
解：六
顺式1,4加成聚异戊二烯，反式1,4加成聚异戊二烯，全同1,2加成聚异戊二烯，间同1,2加成聚
异戊二烯，全同3,4加成聚异戊二烯，间同3,4加成聚异戊二烯
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
解析：表述正确。
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（）
解析：高分子链的柔性与实际材料的刚柔性不能混为一谈。判断材
料的刚柔性，必须同时考
虑分子内的相互作用以及分子间的相互作用和凝聚状态。
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
（）
解析：这种说法是错误的。
4、高斯链的均方末端距远大于自由旋转链的均方末端距（）
解析：这种说法是错误的。
5、理想的柔性链运动单元为单键（）
解析：表述正确。对于真实的柔性链运动单元为链段。
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（）
解析：表述正确。
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（对？）解析：表述正确。
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（）
解析：全同立构及无规立构指的是高分子链的构型，而要改变构型，必须经过化学键的断裂和重组。通过单键内旋转只能改变其构象。
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（）
解析：当主链含有含有孤立双键时，大分子的柔性也比较大，由于
双键旁的单键内旋转容易，因此柔性好。
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（）
解析：全同立构及无规立构指的是高分子链的构型，而要改变构型，必须经过化学键的断裂和重组。通过单键内旋转只能改变其构象。
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（）解析：表述正确。
12、大分子链呈全反式锯齿形构象是最稳定的构象（）
解析：表述正确。
13、聚丁二烯中顺式结构的tm比反式结构的tm更低（）
解析：表述正确。
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
（）
解析：表述正确。
15、不存在自由结合链，但等效自由结合链是真是存在的（）
解析：表述正确。
16、只要聚合物的化学组成相同，它们的性能也必然相同（）
解析：聚合物的化学组成相同，但键合方式、分子构型与构象等不同，其性能也会不同。
17、全同立构聚合物具有旋光性（）
解析：这种说法是错误的。
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（）
解析：这种说法是错误的。
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（）解析：这种说法是错误的。
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
（）
解析：表述正确。
名词解释;
1、线性、线形与线型
2、合金与高分子合金
合金：是由两种或两种以上的金属与非金属经一定方法所合成的具有金属特性的物质。高分子合金:不同的高聚物共混以后，也可以使材料得到单一的高聚物所不具有的性能.通过共混可以改性某种高分子材料，也可以使材料具有优良的综合性能，这类高聚物共混体系就是高分子合金
3、共混与共聚
4、链段长度与链的持续长度
5、聚合物与齐聚物
6、近程结构与远程结构近程结构：构成大分子链的结构单元的化学组成和物理结构。远程结构：由数目众多结构单元构成的分子链的长短及其空间形态和结构。
7、塑料、橡胶与纤维
8、碳链高分子与元素高分子
碳链高分子：分子主链全部由碳原子以共价键相连接的高分子。
元素高分子：主链主要含有硅、硼、磷、铝、钛、砷、锑等元素的高分子
9、链结构与聚集态结构
链结构：链结构是指单个高分子的结构和形态。
聚集态结构：是指高分子链间的几何排列，又称三次结构，也称为超高分子结构。聚集态结构包括晶态结构、非晶态结构、取向结构和织态结构等。
10、支化与交联
支化：链状高分子产生分支
交联:高分子链之间通过支链联结成一个三维空间网状大分子
11、静态柔顺与动态柔顺
静态柔顺：又称平衡态柔性，指的是高分子链处于较稳定状态时的
卷曲程度。
动态柔顺：又称动力学柔性，指分子链从一种平衡态构象转变成另
一种平衡态构象的容易程度。
12、折叠链与伸直链
折叠链：分子链通过规整反复折叠形成晶片，折叠表面为无定形区，其余部分都是完善的晶体
伸直链：伸直链晶体聚合物在非常高的压力下结晶时所形成的分子
链完全伸展开且平行规整排列的片状晶体。晶片厚度和分子链长相当，其大小同分子量有关。这种晶体熔点最高，相当于无限厚片晶
的熔点，同时一般的热处理条件对伸直链片晶的厚度没有影响。是
高分子热力学上最稳定的一种聚集态结构。
13、自由结合链、自由旋转链与等效自由结合链
自由结合链：假定高分子是由足够多的不占有体积的化学键自由结
合而成，内旋转时没有键角限制和位垒障碍，其中每个键在任何方
向取向的几率都相等。
自由旋转链：假定分子链中每一个键都可以在键角所允许的方向自
由转动，不考虑空间位阻对转动的影响。
等效自由结合链：由若干个化学键组成的一段链可作为一个能独立
运动的单元，称为链段，令链段与链段自由结合，并且无规取向，
称为等效自由结合链。
14、旋光异构与几何异构
几何异构体：1，4－加成的双烯类聚合物，由于内双键上的基团在
双键两侧排列的方式不同而有顺式构型与反式构型之分。
旋光异构：两种有机物构成互为镜影的异构体，表现出不同的旋光性，称为旋光异构。
15、热塑性塑料与热固性塑料
热塑性：一般是线形或支链形聚合物具有可反复加热软化或熔化成
型的性质。
热固性：是指线形聚合物在加热或外加交联剂存在发生交联反应形
成不熔不溶交联聚合物的性质。
16、链段与链接
链段：把由若干个键组成的一段链作为一个独立运动的单元，称为
链段。
17、构型与构象
构型：构型指分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。这
各排列是稳定的，要改变构型必须经过化学键的断裂和重组。
构象：由于单元内旋转而产生的分子在空间的不同形态。
18、均方末端距与均方旋转半径
均方末端距：平均末端距或末端距的平方的平均值。
均方半径：由组成分子链的所有链段的质心至整个分子链质心矢量
距离的均方值。
19、聚合物与大分子
聚合物：由千百个原子彼此以共价键结合形成相对分子质量特别大、具有重复结构单元的化合物。
大分子：一般把相对分子质量超过一万的化合物称为大分子化合物
20、无规立构、无规取向、无规线团、无规共聚
无规立构：由两种旋光异构单元完全无规键接而成。
无规共聚：两种单体无序连接
无规线团(random coil)：自由状态下高分子链的形态，常用作高分
子链的代名词
21、间同、无规
间同：取代基相间地分布于主链平面的两侧或者说两种旋光异构单
元交替键接无规：取代基在平面两侧作不规则分布或者说两种旋光
异构单元完全无规键接
22、线形聚合物与体形聚合物
线形聚合物：2-2官能度的单体进行缩聚反应，产物为线性聚合物
体形聚合物：3个或3个以上官能度的单体在加聚过程中有自由基的链转移反应发生或者双烯类单体中第二双键的活化等，均可生成支
化或交联结构的高分子。
23、结构异构与立体异构
立体异构(stereoisomerism)是在有相同分子式的化合物分子中，原
子或原子团互相连接的次序相同，但在空间的排列方式不同，与构
造异构同属有机化学范畴中的同分异构现象。
24、柔性链与刚性链
柔性链是主链上具有柔性基团的高分子链。
刚性链指主链不能内旋转，或虽有内旋转但并不改变链的方向，因
而分子不会弯曲而形成的棒状高分子链；或者由于链内基团间的相
互作用(
重要图形分析：
在下列各图中的圆中标上合适的数码；
1、高分子链的空间构型见下图
答案：从上至下：2，3，1
2、聚乙烯分子的骨架形状可有以下几种类型见下图
【篇二：第三版_高分子物理课后习题答案(详解)】>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：
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？
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。
7.比较下列四组高分子链的柔顺性并简要加以解释。
解：
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？（假定该分子链为自由旋转链。）
答：81.6倍
解：
b=1.17nm
10.某聚苯乙烯试样的分子量为416000，试估算其无扰链的均方末
端距（已知特征比cn=12）。
答：均方末端距为2276.8nm2。
2章聚合物的凝聚态结构
1.名词解释
凝聚态，内聚能密度，晶系，结晶度，取向，高分子合金的相容性。凝聚态：为物质的物理状态，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。
内聚能密度：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。
单晶：单晶，即结晶体内部的微粒在三维空间呈有规律地、周期性
地排列
球晶：当聚合物从浓溶液中析出或从熔体中冷却结晶时，并且在不
存在应力或流动的情况下，会形成外观几何形状为球体的结晶形态。液晶：兼有部分晶体和液体性质的过渡状态。
结晶度：试样中的结晶部分所占的质量分数
（质量结晶度
积结晶度）。
取向及取向度：聚合物的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的择优排列。
相容性：两种或两种以上高分子，通过共混形成微观结构均一程度不等的共混物所具有的亲和性。
多组分聚合物：又称高分子合金，由两种或两种以上高分子材料构成的复合体系，是由两种或两种以上不同种类的树脂,或者树脂与少量橡胶,或者树脂与少量热塑性弹性体,在熔融状态下,经过共混,由于机械剪切力作用,使部分高聚物断链,再接枝或嵌段,亦或基团与链段交换，从而形成聚合物与聚合物之间的复合新材料。
自组装：是指基本结构单元(分子，纳米材料，微米或更大尺度的物质）自发形成有序结构的一种技术。
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：（1）内聚能密度：ced
定义为单位体积凝聚体汽化时所需要的能量，单位：
（2）内聚能密度在300以下的聚合物，分子间作用力主要是色散力；内聚）或者体积分数（体
能密度在400 以上的聚合物，分子链上有强的极性基团或者分子间能形成
之间的聚合物，分子间相互作用居中。氢键；内聚能密度在300-400
晶形态的特征是什么？ 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
答：单晶：形成条件：0.01%~0.1%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？分类方法有哪几种？液晶态如何表征？答：（1）高分子液晶分子结构特点：液晶高分子与液晶小分子化合物相比，具
【篇三：高分子物理第四版(华幼卿)第1章链结构习题
答案】
>2. 什么叫构型和构造？写出聚氯丁二烯的各种可能构型，举例说明高分子链的构造。答：（1）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布。（2）构造：聚合物分子的各种几何形状。
（3）聚氯丁二烯的各种可能构型：氯丁二烯可以通过不同的聚合方式聚合,得到构造不同的线型聚合物, 即可以有1,2-加聚、1,4-加聚、3,4-加聚三种不同的加成聚合方式，其结构式如
cl下：
1234
ch2chch21,2-加聚全同立构： 1,2-加聚间同立构：
2
2
2
h2ch2ch2c
1,2-加聚无规立构：结构式略
1,4-加聚顺式：
cl
h2c
c
hh2c
cl
2
c
ch2h
cl
h
ch2
c
2
1,4-加聚反式：
cl
h2c
c
h2h
ch2
ch2
ch2
h
cch22
ch2
3,4-加聚全同立构：3,4-加聚间同立构： ch2
h
h2
ch2
h2
ch2
h2
ch2
hc2
3,4-加聚无规立构：结构式略
（4）高分子链的构造实例：线性高分子，支化高分子，交联或网状高分子，星型高分，环状高分子，树枝状高分子等等。
3. 构象与构型有什么区别？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：构型是对分子中的最近邻原子间的相对位置的表征，也可以说，构型是分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。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。构型不同的
异构体有旋光异构和几何异构。特点：稳定、可分离。
构象是由高分子链单键内旋转而造成分子在空间的各种不同形态。
由于热运动，分子的构象在时刻改变着，高分子链的构象是统计性的。特点：不分离、不稳定；构象数很大，3n-3。
单键的内旋转不能将i-pp变成s-pp。因为i-pp和s-pp是构型异构体，要将i-pp变成s-pp，必须改变pp分子链的构型，而改变构型
则要经过化学键的断裂与重组，单键内旋转只能改变分子链的构象
而不能改变其构型。
5. 哪些参数可以表征高分子链的柔顺性？如何表征？
?h?????
?h2?
f,r??答：(1)空间位阻参数(或称为刚性因子), , 其值越大, 高分子
20
链的柔顺性越差.
2h0
c??lim2
n??nl(2)极限特征比, , 其值越大, 分子链的柔顺性越差.
(3)链段长度b, 其值越大, 分子链的柔顺性越差. 9. 从结构出发，简
述下列各组聚合物的性能差异？（1）聚丙烯晴与碳纤维
答：聚丙烯晴取代基的极性大，相互作用力大，分子链内旋转受阻
严重，柔顺性很差，硬度和刚性较高；碳纤维是由pan高温环化、
芳构化制得，分子呈梯型结构，导致分子链刚性更大，可作为耐高
温的聚合物的增强填料。（2）无规立构聚丙烯与等规立构聚丙烯；答：前者app分子链结构不规整，不易结晶，用作弹性体；后者
ipp分子链结构规整，容易结晶，作为塑料。
（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）答：天然橡胶为顺式结构，分子链间距离较大，不易结晶，柔韧与弹性好，交联后做橡胶材料；杜仲橡胶为反式结构，分子链
的结构规整性好，易结晶，是一种比较特殊塑料（比通用塑料软，
比橡胶硬）（4）高密度聚乙烯、低密度聚乙烯与交联聚乙烯
答：高密度聚乙烯是线性分子结构，易结晶，密度、熔点、结晶度
和硬度等方面均低于低密度聚乙烯；低密度聚乙烯的分子结构的规
整度破坏，支化度高，结晶度大大降低；交联聚乙烯是经适度交联，刚性增加，抗形变性好，耐温性和耐溶剂性相应提高。
7. 比较下列四组高分子链的柔顺性并简要加以解释.
h
ch2ch2nch2ch2
cln
h
ccn
取代基的极性大小：极性越大, -cn极性比-cl大，链的柔顺性越差.
och2o(2)nnn
ch2chch2
n
cl
ch
ch2
n
ch2
chch
ch2
n
式子1内旋转困难（因氯原子基团大），主链含有孤立双键, 柔顺
性增加.
f
hhchchch22nnn
fff
式子1对称取代基（分子偶极矩极小，易内旋转），分子链柔顺性
增加; 极性增加(极性基团密度增加), 柔性下降.
11. 某单烯类聚合物的聚合度为10000, 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? (假设该分子链为自由旋转链).
解: 单烯类聚合物的主链为碳链, 碳-碳键长为 l =0.154nm, 键角为109.5o. 当聚合度为10000时, 其主链上的化学键数目n =20000. 其
完全伸展时的长度为:
lmax?nlcos?
?0.154??2514.5nm 其自由旋转链的均方末端距为:
221?cos?2
h2?nl?20000?0.154?2?948.6nm??f,r
1?cos?
2514.5nm??81.630.8nm
12. 无规聚丙烯在环已烷或甲苯中, 30℃时测得的空间位阻参数为1.76, 试计算其等效自由结合链的链段长度.
解: 根据空间位阻参数的定义可知:
22
h02??2h2f,r??nl
1?cos?
?zb2,其伸直链长度为: lmax?nlcos??zb,
1?cos?
?1.762?0.154nm2?1.168nm
13. 某聚苯乙烯试样的分子量为416000, 试估算其无扰链的均方末端距. (已知特征比cn=12)
解: 聚苯乙烯试样的分子量为416000, 则其聚合度为: 即主链上的化学键的数目为: n =8000.
416000
?4000 104
h02??2l因此, b?lmax
222
由特征比的定义可知: h02?cnh2f,j?nlcn,
h0?8000?0.154?12?2277?nm?
2
h/ h, h
2
0max
max=z
h
2
0=
z b2