高分子物理习题测验

1、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.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.某一高聚物试样A的分子量约为3X04,试样B的分子量约为7X105,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

2、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.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.聚合物没有气态是因为（B）A.聚合物不耐高温A.聚合物不耐高温C.聚合物的结构具多分散性B.聚合物分子问力很大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

3、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.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.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 M 10,0000 ,已知 Mark-Houwink 方程中 1 104d / g , a =0.8Huggins方程中常数k =0.33（1）计算c=0.0030g/ml时，溶液的相对粘度。（2）如a=1已知疝值，能否得到有关该高聚物分子量多分散性的信息

4、， 为什么？.在25C、8溶液中测得浓度7.36页g/cm3的PVC溶液的渗透压力0.248g/cm2, 求该试样的分子量和 A20 （ R=8.48 X 04g cm/K mol）.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。. 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？.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。.同低分

5、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？.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.证明：MzM wMn,说明为什么Mw/M n可表征分子量分布宽度。（8%）. 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。.写出高聚物分子量与分子量分布的数学表达方式。.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。.某一 PS试样溶于苯，配成浓度为0.55g/100ml的溶液，用乌氏

6、粘度计于25c 下测得如下数据：试液纯溶剂10ml 溶剂(I)I +5ml苯(II)n +5ml苯(m)m +5ml苯(IV)IV +5ml苯(V)流出时问（S）106.8214.6189.7166.0144.4134.2已知在该温度下，PS-苯体系K=0.99X10-2ml/g, a =0.74求PS的分子量。.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？.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。.用以四氢吠喃为淋洗液的 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

7、的校正曲线，如何得到聚氯乙烯的分子量分布？.现有分子量分别为4.20 105和1.25汉05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。.分子量Mw=1.0汉06和Mn=4.3汉05某试样，由于混入了 3% (重量)的分子 量为3.0 M04其低分子量组分，问混合样的Mw和Mn各为多少？从计算结果你能 得出什么结论？.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Mn和Mw分别为1.01 X05, 2.0 X05;若混入第二组份 的分子量变成103时，则混合物试样的 Mn和Mw分别是多少？比较 Mn和Mw变 化，你

8、能得出什么结论。.在25C、8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 Ah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。.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)表小。二者的关系为：aM聚合物分子垃的I聚合物分子垃的I聚合物分子般的质量微分分布曲线质且积分分布曲线.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

9、量范围 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.证明渗透压测得的分子量为数均分子量。Mi：Mi：1RTC- RTc=即证.HiMiMn证明：c 0 RT & RTC， i MiCi.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。. 35c时，环已烷为聚苯乙烯(无规立构)的8溶剂。现将300mg聚苯已烯(尸 1.05 g/cm3, Mn = 1.505)于35c溶于环己烷中，试计算： 第二维利系数Az； (

10、2)溶液的渗透压。解：数均分子量:成2必 52器券;Lt严触 +砌黯篝左方13。重均分子量:_ _ _ 5_ 5_ 5iM i0.54.201050.51.251052.725105.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（22C、二氯乙烷溶剂）测定了各级分的特性粘度，结果如下所示:瓦x IO-40.308匕5548.01570.04050.1121.3L422.78试计算Mark-Houwink方程刀手KM ”中的两个参数K和微lg向lgM作图，斜率即为%截解：由“手KM”得：lg汨lgK+algM lg向lgM作图，斜率即为%截26推导一点法测定特

11、性粘度的公式:(D1 C .2( sp ln r(D1 C .2( sp ln r)(2)T其中产K(1 )C(1)1 C2( sp ln r)(2)sp(1，其中产K）C解：由spcln 解：由spcln rcK 2c,假定K2c1,2,可得（D式;可得（2）式27.三醋酸纤维素一二甲基甲酰胺溶液的分子量和旋转半径。27.三醋酸纤维素一二甲基甲酰胺溶液的分子量和旋转半径。（壮5.461 X0 1nmZimm图如下所示。试计算该聚合物的,n (DMF) =1.429)28.现有一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?

12、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；应选择四氢蔡或十氢蔡作为溶剂；(2)不能测量，140c以上超高分子量的聚乙烯才能溶解；.指出重均分子量和数均分子量最重要的测试方法各一种，它们适用的分子量范围，可用于测定哪些热力学参数和分子参数？.写出凝胶渗透色谱测定分子量分布的简要原理？.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？.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

13、以用于测定那些热力学参数和分子参数？.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?.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）。.分子量Mw=1.0X 106和M；=4.3X 105某试样，由于混入了 3% （重量）的分子量为3.0X 104其低分子量组分，问混合样的 Mw和Mn各为多少？从计算结果 你能得出什么结论？.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。.某一 PS试样溶于苯，配成浓度为0.55

14、g/100ml的溶液，用乌氏粘度计于25c 下测得如下数据：试液纯溶剂10ml 溶剂(I)I +ml 苯(II)n +5ml苯(m)m +ml 苯苯(IV)IV +ml 苯苯(V)流出时问（S）106.8214.6189.7166.0144.4134.2已知在该温度下，PS-苯体系K=0.99Xl0-2ml/g, a =0.74,求PS的分子量.聚合物的Mn Mw与分子量分布有哪些方法可以测定？.有两种试样100g分子量为105的聚合物中，加入1g分子量为103的聚合物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？.粘度法则

15、定分子量的关系式中，如何实验测定 K及a值？（设计实验；作图及计算方法).简述GPC测定分子量及分子量分布的原理。.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？.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-(CH 2)-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6.32X 106,试推测试样B的分子结构。第二章高分子链的结构、选择题. X一射线衍射不能直接测定的性质为：（D）A.结晶度B.晶

16、胞尺寸C.取向度D.晶胞密度.下列哪个聚合物没有旋光异构（A.聚丙烯C.拉伸过程完成63.2%的时间.大分子链柔性愈好，则链段长度A,越长B,越短.聚合物没有气态是因为（B）A.聚合物不耐高温C.聚合物的结构具多分散性D）B. 1.4-聚异戊二烯D,松弛过程剩余36.8%的时间（B）C.无法预测B.聚合物分子问力很大D.聚合物的分子量具多分散性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

17、二甲酸乙二醇酯F.丁基橡胶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.无法判断与链段运动有关的高聚物性能有（ABCDE）

18、A. TgB. TmC.蠕变 D. TfE.应力松驰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A.高分子的链结构C.高分子的聚集态结构15.单体单元的键合属于（C）A.高分子的聚集态结构C.高分子的近程结构B.高分子的分子结构D.高分子的单体单元结构B.高分之链的远程结构D.高分子的织态结构.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.乙烯类高聚物分子有下列哪几种立体构型（ACD）A无规立构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.分子主链中除含有碳外，还有氧，氮，硫等原

19、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. 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.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.内双烯聚合物存在（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.旋光异才D.顺反异构.辛烷具有（B）个可能的稳定构象383738373635.下列哪个聚合物没有旋光异构（D）A.聚丙烯 B. 1.4一聚异戊二烯C,拉伸过程完成63.2%的时间D,松弛过程剩余36.8%的时间.下列三种高聚物中，分子链柔顺性最大的是（B）A.聚苯B.

20、顺式1.4一聚丁二烯C,聚苯乙烯.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.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.下列聚合物中柔顺性最差的是（B）A. PPOB.聚苯C. PMMAA. PPOB.聚苯C. PMMAD. PP.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.下列聚合物中柔顺性最差的是（D）A. PE B. PP C. PVC D. PAN.下列高聚物属于热塑性的有（BC）A .低硫化度天然橡胶A .低硫化度天然橡胶B. P

21、VC C. PMMA D.体型酚醛树脂二.名词解释.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。.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；个键长为1,键角固定，旋转不自由的等效自由连接链.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.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 象定义为：由于单键内旋转而形成的空间排布三、问答题.聚丙烯于C-C单键可以内旋，能否通过其内旋使无规立构聚丙烯变为等规立 构聚丙烯？为什么？PP无规立构聚丙烯与等规立聚丙烯是两种不同构型，无规

22、PP转变为等规PP必须有化学键的断裂和重排。.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。.写出聚氯丁二烯的各种可能构型。.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 的内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：由于分子中的单键内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。.等规立构聚苯乙烯分子链在晶体中呈 3i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

23、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；对于问规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。.哪些参数可以表征高分子链的柔顺性？如何表征？空间位阻参数6hZ2&越大,柔顺性越差；6空间位阻参数6hf,r好;特征比CnCn2nl对于自由连接链cn=1对于完全伸直链cn=n,当n - 0cM, cn可定义为c、5越小，柔顺性越好。链段长度b:链段逾短，柔顺性逾好。.聚乙烯分子链上没有侧基，内旋转位能不大，柔顺型好。该聚合物为什么室温

24、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。.从结构出发，简述下列各组聚合物的性能差异：聚丙烯月青与碳纤维；线性高分子梯形高分子.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.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.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

25、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。.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 h2 max n2l21cos- - n2l23自由旋转链hfr n2l2os- 2nl21 cos1/2 1/222. 2 h2 max3nn2Xn2 104h2f gr2nl2.3 3 313.等规聚丙烯在环己烷或甲苯中、30c时测得的

26、空间位阻参数（即刚性因子）（7= 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 ）0解：褚/子 fgr1/2 1.76 甫 1.762-2 .21 cos2h2f gr 3.0976 nl2 6.1952nl2cos22 2 1 cos 2 2 2 f_ 2 2h max n l - n l 又 h max Zb ho Zb3b ho / h max 6.1952 nl2 / 虐nl 6.1952 /（5g） 1.168 nm.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 cn= 12）。解：Cn h2/nl2

27、 12 Xn 416000 4000 n 2Xn 8000 1042_2_2h0 12nl 12 8000 （0.154nm）.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，分子链内旋转受 阻严重，柔顺性变差；（3）若支链很长，阻碍链的内旋转起主导作用时，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

28、，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w宏观柔性.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，内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。止匕外，高斯链包括自由连接链，后者是前者 的

29、一个特例。.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.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，聚乙烘聚乙烯，聚二甲基硅氧烷，纤维素，聚甲基丙烯酸甲酯.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？.影响高分子链柔顺性的因素有哪些？试简要讨论。.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？.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a-甲基苯乙烯 C聚四氟乙烯 D聚苯乙烯.为什么高压聚乙烯比低

30、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？.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？.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。.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？.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。.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。.高密度聚乙烯和低密度聚乙烯的性能有什么差异？从结构

31、上分析产生的原 因。.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。.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.聚丙烯于C-C单键可以内旋，能否通过其内旋使无规立构矛丙烯变为等规立 构聚丙烯？为什么？.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？.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？.试计算分

32、子量为2. 8M05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. 154nmb.自由旋转链：已知键角为109。28,c. 受阻内旋转：已知cos后 0.215;d. 伸直链.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。自由旋转链吃Nl自由旋转链吃Nl231 cos0=180 -键角键角=90cos (=0平均建角是90度的自由旋转链键角=180cos 0=1 -00 伸直链键角=901808减小cos 8增大 变得僵硬.假定聚乙烯白勺聚合度为2000,夹角为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

33、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= 2/31/2 n l n =2*2000-1=3999根均方末端距(h2fr )1/2= 21/2 n l则比值为：36.5.什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。对于1,4-加成，存在几何异构，有顺式构型和合反

34、式构型之分1,2或3,4加成存在旋光异构，包括全同立构、问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（102105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内旋转自由度，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

35、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。.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.假定聚乙烯白勺聚合度为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：Lmax nl cos 二180 109.52 20001 180 109.52 20001 cos一21/2、.40001 1/2、.40001

36、、2 8 80001Lmax.正2 1 cos nLmax.正1 cos36.52在外力作用，分子链可设计力方向取向，由上述比值可知，取向能产生很大的形变。.假定聚丙烯主链上的键长为1.54?,键角为109.5；根据1-6所列数据，求 其等效自由结合链的链段长主比之值。解：无规聚丙烯:一 1/2由表 1-6知 A h；/M8.35 10 2mmh：/*1/21.76A分子的无扰尺寸0 空间位阻参数由 A 得：h： Ah：/*1/21.76A分子的无扰尺寸0 空间位阻参数由 A 得：h： A2gM1cm 0.1464n222 1 cos(180109.5 )hfr1.76 n 0.1541 co

37、s(180 109.5 )0.147nh0 0.147n(nm2)Lmaxnl cos nl cos35.25 (nm) 2L2 max ne至(nl cos35.25 )0.1076n0.147n1e h2/ Lmax 1.169nm (or： 1e h2/ne 1.169nm).现有苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯三嵌段共聚物 MM SSL SS MM L L M。实 验中测定出苯乙烯嵌段-(S) n-的重量百分数为50%时，在溶剂苯中测得S段的oo均方根长度为100 。当C-C键角为109028,键长为1.5时，假定内旋转不受位 垒限制时，求出聚物中S段和M段的聚合度.S 链段中：l =1.5?,

38、9 =10928?h2f,r =2nl2即 1002=2n1.52n=2193Ps=2193/2=1097甲基丙烯酸甲酯的质量=苯乙烯的质量2PMMA*100=1097*104故M段聚合度=570.红外研究结果表明，PMA经200c热降解后产物大分子链中存在五元、六元环结构，请画出它们的结构式，并分析其形成的原因。(PMA=聚甲基丙烯酸).微弱结晶的聚氯乙烯若其分子链呈平面锯齿形，问此晶体的立体构型属于何 种空间立构？等同期为多长？(己知：氯原子范德华半径为1.8A,碳-碳键长l为1.54A,键角Q为109.5.高分子链的构型与构象有何不同？举两例说明构型对聚合物性能的影响。.设聚乙烯的分子量

39、为28000,在0溶液中测得其真实链的均方旋转半径为 5.35 x 10-17 m2试求：(1)聚乙烯的真实链的h2(2)刚性因子.何为聚合物的柔性？它对tg有何影响？.聚合物为何没有气态？.如果C-C键长为0.154纳米，C-C-C键欠为1095 ,试问成片3,螺放构象为全同立构聚丙烯链等同周期为多少。解：H31螺旋构象的全同立构PD:每一个C-C-C结构单元长度为：23s180 了5 即 2l cos35.25d 2lsin万设一个结构单元在等同周期上的投影为y,则y上底面见图2. 22y d x（1 、，（1 、，3）x21.3 22 ,3d0.646nm0.646nm第三章高分子溶液一

40、.选择.用于分级的高分子溶液应选择（B）A. 8溶液B.稀溶液 C.浓溶液 D.理想溶液.高分子-溶剂体系的xi为0.5时，稀溶液中的高分子（BC）A.沉淀析出B.处于无扰状态 C.没有沉淀析出D.无法预测.下列高聚物中，哪些在室温下可以溶解（ABD）A.尼龙一66B .涤纶 C.高密度PE D.聚醋酸乙烯酯.下列参数中，哪些可作为选择溶剂的依据（CDE）A .均方末端距B .模量E和模量G C.溶度参数6D.相互作用参数xiE.第二维利系数A2F,特性粘度.在良溶剂中，线型聚合物能够（A）交联聚合物不能溶解，只能（B）A.溶解 B.溶胀.通常非极性的结晶聚合的在（加热）下溶解，而非晶态聚合物

41、的溶解对（温 度）要求不高。A.加热 B.温度C.降温 D.压力.欲用乙醴（6 =7.4和乙月青（6=11.9溶解氯醋共聚物（6=10.45,最佳比乙 醴占（B） %、乙月青占（A） %。A. 67.8 B, 32.3 A , 42.3 B, 23.48,下列在室温下有溶剂的高聚物是（BCDHI ）A. PE B. PA-66 C. PS D. PMMA E,硫化橡胶 F. PPG.酚醛塑料H.定向聚合PS I,聚乙酸乙烯酯.下列在室温下无溶剂的高聚物是（AEFG）A. PE B. PA-66 C. PS D. PMMA E.硫化橡胶 F. PPG.酚醛塑料H.定向聚合PS I,聚乙酸乙烯酯.

42、反映高分子在溶液中形态的参数有（A）-A ，2rA. Xi, A2,h ,a, B.选择溶剂的原则是（ABC）A.相似相溶观则B.内聚内密度或溶度6 C.相似规则溶剂化规则.交联高聚物交联点间的平均分子量 Me越大，则交联度（A）溶胀度（B）A.小B.大6C.相等.高分子一溶剂体系的X1为0.5时，稀溶液中的高分子（BC）A.沉淀析出B.处于无扰状态C.没有沉淀析出D.无法预测.聚合物分子量趋于无穷大时的临界共溶温度Tc为（B）A.脆化温度Tb B. 8温度 C.流动温度Tf. Q溶液中，高分子的排斥体积等于（C）A.较大正值；B.较小正值；C.零； D.负值二、问答题.磷酸-苯酯（6 1=1

43、9.6是聚氯乙烯（6=19.4的增塑剂，为了加强它们之间的 相溶性，需加入一种稀释剂（6 2=16.3求其加入的最佳量。.高分子在良溶剂、不良溶剂和 8溶剂中各具有什么形态？在上述三种溶剂中， 第二维利系数A2和相互作用参数X1有什么区别？.溶解聚合物的溶剂可根据内聚能密度（6）相近的经验规律来进行选择，已知 聚丙烯月青的6 =15.4甲醇的6 =14.5试问聚丙烯月青能否溶解于甲醇中？为什么？ 从理论上加以解释。.高分子的溶度参数为何不能象低分子那样采取蒸发热的方法获取？试列举常用的几种测定高分子溶度参数的方法，并任选其中一种说明其原理。. 25c下实验测得聚苯乙烯试样在甲苯(I)和丁酮(H

44、)中的( 城为(城 工 (城n,试推测该聚合物试样的在上述两溶剂中下列各物理量的大小。(1)比浓渗透压、一C(4)流体力学体积、V(1)比浓渗透压、一C(4)流体力学体积、Vn数、a(7)粘均分子量、MMn(10)柔顺性参数、A数、k1(2)第二维里系数、A2(5)排出体积、U(8)线性扩张因子、a(11) Huggins 参数、X1(3)均方未端距、h2(6) M-H方程中指(9)数均分子量、(12)Huggins 常.溶度参数的含义是什么？溶度参数相近原则”判定溶剂对聚合物溶解能力的依据是什么？答：溶度参数：内聚能密度的平方根为溶度参数。依据:1,/21; 2 2Gmix H mix T

45、SmixHmix A B 121Vm.什么叫高分子8溶液？它与理想溶液有何区别？8溶液：AuE =0, “链段”间与“链段”和溶剂间相互作用抵消，无扰状 态，排斥体积为00区别：8溶液：。 =0, “链段”间与“链段”和溶剂间相互作用抵消，无扰状 态，排斥体积为0理想溶液：不存在 u1E. Flory-Huggins晶格模型理论推导高分子溶液混合嫡时作了哪些假定？混合 热表达式中Huggins参数的物理意义是什么？答：假定：一个格子中只能放一个溶剂分子或一个聚合物链段，高分子可以自由卷曲，所有构象具有相同的能量，链段与溶剂分子可以在晶格上相互取代聚合物链段均匀分布，高分子具有相同的聚合度，配位

46、数Z不依赖于组分xi反映高分子与溶剂混合时相互作用能的变化。XikT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。Xi （z 2） 12 , Hm kTXiNi 2； kTXi与溶剂性质的关系：溶剂的溶解能力越强，Xi值越小；IXi与温度的关系：T Xi QXi万 i T i.什么叫排斥体积效应？ Flory-Huggins稀溶液理论较之品格模型理论有何进 展？答：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，称为排斥体积。进展：a.高分子稀溶液中 链段”的分布是不均

47、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。.苯乙烯一丁二烯共聚物（-I6.7）难溶于戊烷（-I4.4）和醋酸乙烯（17.8）o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？解：由溶度参数相近原则可知，当混合物的溶度参数6为16.7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：6混=8 电十 也，所以：14.4x+17.8 （1 x） =16.7, x = 0.32故：配比为戊烷比醋酸乙烯

48、约为 32/68时溶解能力最佳。11.计算下列三种情况下溶液的混合嫡，讨论所得结果的意义。99 X1012个小分子A与108个大分子B相混合（假定为理想溶液）99X1012个小分子A与108个大分子B相混合（设每个大分子 链段 数x=104）相混合（假定符合均匀场理论）；99X1012个小分子A与1012个大分子B相混合（假定为理想溶液）。解：（1）SMiK (N11nxi N21nx2)R(n11nxi n21nx2) TOC o 1-5 h z 99 1012 99 1012108108、8.314 (23 In128231n128)6.02 102399 1012 108 6.02 10

49、99 10108(2) Sm8.314(2) Sm8.314R(n11n 1 n2 1n 2)121299 1099 10(一一一 231n 一一 一12-8一46.02 102399 10108 1048484108 104108 104一一 一 231n 一一 一12-8 一4)6.02 102399 10108 104SMR(n11nxin2 1nx2)8.314 (99 10126.02 8.314 (99 10126.02 10231n99 101299 1012 1012101210126.02 1 023 ln 99 1012 1012).在20c将105mo1聚甲基丙烯酸甲酯（

50、Mn=105, p= 1.20g/cm3）溶于179克 氯仿（p= 1.49 g/cm3）中，试汁算溶液的混合嫡、混合热和混合自由能；（已知为 =0.377）解：混合嫡:SmR(n1 1n58.314 (10 SmR(n1 1n58.314 (10 5n2 1n 2)10 5 1051n 5咤10 5 105179179179 ,1 49、1n.49)119.5 10 5 1051791.201.491.201.49混合热:Hmxi RTnHmxi RTni 20.377 8.314 (27320) 10179/1.4955(1010 /1.20) (179/1.49)混合自由能:GmRT(n

51、混合自由能:GmRT(n11n 1 n21n 2 x1nl 2)10 5 1058.314 293 (10 5 In -5 1 .2.01010179Sn119.5179149 13.试说明高10101790.377 10 5(10 0.377 10 5(10 51.201.49179/1.49、5 Z)10 /1.20) (179/1.49)1.201.49.高分子材料溶解的物理过程？并进一步分析提高高聚物的溶解性能从分子结构上应如何考虑？.简述高聚物的溶解过程。.选择高聚物溶剂的三原则是什么？试判断下列聚合物能溶解在哪些溶剂中， 并说明依据。天然橡胶(未硫化)，聚苯乙烯，聚氯乙烯，聚丙烯月

52、青，尼龙.已知聚苯乙烯一环已烷体系(I)的温度(Florg温度)为35C ,聚苯乙烯一 甲苯体系(H )的 温度低于35C,假定于40c在这两种溶剂中分别测定同一聚苯 乙烯试样的渗透压与粘度，比较两种体系下列各值的大小，说明理由。/C c 0(2) A2(3) x1,.,._2(5) h.在室温下，能选到溶解聚乙烯、聚苯乙烯、涤纶、硫化橡胶的溶剂吗？为什 么？.粘度法测定聚合物分子量的误差可能由哪些方面引起；.在相同温度下，用不同溶解能力的溶剂测定 PMMA渗透压及粘度，讨论溶剂优良程度对所测PMMA的Mn, A2及4值的影响。.非晶态高聚物，非极性晶态聚合物，极性晶态聚合物和交联聚合物的溶解

53、和溶 胀有何特点.试述8条件下高分子溶液性质的特征？及两种测定8温度的实验方法及原理？.聚乙烯醇溶于水中，纤维素与聚乙烯醇的极性相似，问纤维素是否溶于水？ 为什么？.同一种高聚物在下列那种溶液中链的均方末端距最大？并做简要说明良溶剂的稀溶液中（2）劣溶剂的稀溶液中良溶剂的浓溶液中（4）劣溶剂的浓溶液中.实验测得某窄分散聚苯乙烯试样在Q溶剂和良溶剂中的特性粘数分别0.370.77（d1/g）,己知它们的 Mark-Houwink 常数分别为 8.2 X10-2, 0.97 x 10-2 （mImo.5 g-0.5）。Flory 常数分别为 2.84X 1023, 2.1 x 1023（moI-1

54、）,试计算试样在该两种溶剂中的 Mark-Houwink指数，均方根末端距（A）以及流体力学扩 张因子（a”）和一维扩张因子（a）。.何谓高分子Q溶液？简述两种聚取高分子溶剂结构 Q温度的方法（作图法）。.同一种聚苯乙烯试样在某一温度下的三种不同溶剂中的比浓渗透压（ 一）随 c溶液浓度（c）的变化如图所示。指出1、2、3三体系溶液的第二维里系数（A2）、 相互作用参数（Xi）、溶剂优劣性大小及该聚合物在三体系中的数均分子量（Mn）、粘均分子量（Mv）大小的变化趋势。.试举例说明溶解下列高聚物溶剂的原则是什么？1）非极性非结晶；2）非极性结晶；3）极性非结晶；4）极性结晶。28.已知聚苯乙烯一环

55、已烷体系（I ）的温度（Florg温度）为35C ,聚苯乙烯一 甲苯体系（H ）的 温度低于35C,假定于40c在这两种溶剂中分别测定同一聚苯 乙烯试样的渗透压与粘度，比较两种体系下列各值的大小，说明理由。/c 0/c 0A2xi-2(4)(5) h29.写出高分子溶液的渗透压方程，并回答下列问题(1)与理想溶液的渗透压方程有何区别(2)据什么理论推导而成该方程在测定聚合物结构与性能上有何应用价值？.试提出三种参数判断聚合物溶剂的优劣，写出该参数的数学表达式，指出判 断的标准，提出测定该参数的一种试验方法。.已知聚丙烯在0溶剂中的无扰尺寸 A为0.0835nm,试求(1)真实链的刚性系数(2)

56、等效自由结合链的链段长度.写出溶度参数哈金斯参数第二维里系数排除体积以及扩张因子等参数 的数学表达式及物理意义。阐述它们的应用价值，提出测定该参数的一种试验方 法。.已知非晶态的聚乙烯的密度为 0。85g/cm3 ,其内聚能为8.58KJ/mol ,试计 算：(1)聚乙烯的内聚能密度(2)聚乙烯的溶度参数.写出两个判别溶剂优劣的参数，它们为何值时，该溶剂是高聚物的良溶剂、 不良溶剂和8溶剂？高聚物在上述溶剂中的形态如何？.试提出三种参数判断聚合物溶剂的优劣，写出该参数的数学表达式，指出判 断的标准，提出测定该参数的一种试验方法。.何谓溶胀与溶解？试从分子运动的观点说明线型高分子和交联高分子溶胀

57、的 最后结果的区别。答：溶解是指溶质分子通过分子扩散与溶剂分子均匀混合成为分子分散的均相体系。溶胀是溶剂分子渗透进入高聚物中， 使高聚物体积膨胀，交联高聚物不能被 溶剂溶解，仅能吸收大量溶剂而溶胀，溶胀的条件与线型高聚物形成溶液的条件 相同。.何谓溶度参数？高聚物的溶度参数如何测定？答：定义内聚能密度的平方根 6为溶剂的溶度参数：(AE/V) 1/2;高聚物 的溶度参数只能用间接法测定，对于非极性溶液体系来说，如果我们能找到某种 溶剂，它与高聚物能以任何比例互溶， 互相不发生反应或缔合，而且溶解过程没 有体积和始的变化，这种溶剂的 6值就可以作为该高聚物的溶度参数。通常采 用的实验测定方法是粘

58、度法或交联后的溶胀度法， 选择若干中溶度参数不同的液 体作为溶剂，分别测定高聚物在这些溶剂中的极限粘数， 极限粘数极大值所对应 的溶度参数可作为高聚物的溶度参数。同样，测定交联高聚物在不同溶剂中的平 衡溶胀比Q值，把Q的极大值所对应的溶剂的溶度参数作为聚合物的溶度参数。还可由结构单元中各基团或原子的摩尔引力常数 F直接计算得到：2 (式 V中F为图聚物中各基团的摩尔引力常数，V为重复单兀的摩尔体积)。.根据选择溶剂的规则，各举一例选择相应高聚物的适当溶剂。答：对于非品态的非极性高聚物，根据公式Hm /V 1 2 ( 1 2)2,等式的左面表示单位体积溶液的混合热，如果 占1和6 2愈接近，则

59、H愈小，两种液体愈 能相互溶解。如聚苯乙烯是弱极性的，62=9.1,因此溶度参数5 1在8.9-10.8的甲苯、苯、氯仿、顺二氯乙烯、苯胺等极性不大的液体都是它的溶剂，而极性 太强的丙酮(6 1=10.0)却不能溶解聚苯乙烯。对于非晶态的极性高聚物，则按公式：Hm V 12Kl 2)2 ( 12)2(式中是指极性部分的溶度参数，Q 是指非极性部分的溶度参数)要求溶剂的溶度参数和极性都要与高聚物接近才能使其溶解。例如极性很强的聚 丙烯月青不能溶解在溶度参数与它接近的乙醇、甲醇、苯酚、乙二醇等溶剂中，这是因为这些溶剂的极性太弱了。而只有极性分数在 0.682至0.924的二甲基甲酰 胺、二甲基乙酰

60、胺、乙月青、二甲基亚碉、丙二月青和碳酸乙烯酯等才能使其溶解。结晶性非极性高聚物的溶剂选择：由于它的溶解包括两个过程，其一是结晶部分 的熔融，其二是高分子与溶剂的混合，两者都是吸热过程， 从比较大，即使溶 度参数与高聚物相近的液体，也很难满足 HT4 Sm的条件，因此只能提高温度， 使丁4Sm增大，才能溶解，例如聚乙烯要在 120c以上才能溶于四氢蔡、对二甲 苯等非极性溶剂中；聚丙烯要在135c才溶于十氢蔡中。结晶性极性高聚物，如 果能与溶剂生成氢键，即使温度很低也能溶解。如尼龙在室温下能溶于甲酸、 冰 醋酸、浓硫酸和酚类；涤纶树酯能溶于苯酚、问甲酚与邻氯苯酚等，聚甲醛能溶 于六氟丙酮水合物。.