高分子物理習題

1、第一章 緒論一、選擇題1GPC對高聚物進行分級的依據是（B）A高聚物分子量的大小 B高分子流體力學體積大小 C高分子末端距大小 D高分子分子量分布寬度2下列哪些方法獲得的是數均分子量（BCD）A粘度法 B冰點下降 C沸點升高D滲透壓 E超離心沉降 F光散射法3聚合物分子量越大，則熔體粘度（A）對相同分子量聚合物而言，分子量分布越寬，則熔體粘度（B）A增大 B降低 C相等 D不變4某一高聚物試樣A的分子量約為3×104，試樣B的分子量約為7×105，測定試樣A的分子量應采用（A）（B）等方法。測出的分別是（C）（D）分子量。測定試樣B的分子量則宜采用（E）（F）等方法，測出的

2、分別是（G）（各H）分子量。A膜滲透壓 B粘度法降低 C數均 D粘均 E光散射 F凝膠滲透色譜法 G重均 H各種平均 5分子量相同的線形聚乙烯和支化聚乙烯的混合試樣，當采用的溶解度分級時不能將它們分開，這是由于（AB）而采用GPC法則能將它們分開，這是由于（CD）首先被淋洗出來的是（E）A兩者分子量相同 B溶解度相同 C它們的分子尺寸不一樣D流體力立體積不同 E線性聚乙烯 6聚合物沒有氣態(tài)是因為（B）A聚合物不耐高溫 B聚合物分子間力很大 C聚合物的結構具多分散性 D聚合物的分子量具多分散性7下列哪些方法獲得的是數均分子量（BCD）A粘度法 B冰點下降 C沸點升高 D滲透壓 E超離心沉降 F光

3、散射法8不同用途和不同成型方法對聚合物分子量的大小有不同的要求。通常是（C）A合成纖維分子量最高，塑料最低 B塑料分子量最高，合成纖維最低 C合成橡膠分子量最高，合成纖維最低9.下列那種方法可測定聚合物的數均分子量（B）A超速離心沉降； B膜滲透壓 C黏度 D光散射二、問答與計算題1. 某高聚物，已知Mark-Houwink方程中 ，=0.8Huggins方程中常數=0.33（1）計算c=0.0030g/ml時，溶液的相對粘度。（2）如=1，已知值，能否得到有關該高聚物分子量多分散性的信息，為什么？2. 在25、溶液中測得濃度7.36×-3g/cm3的PVC溶液的滲透壓力0.248g

4、/cm2，求該試樣的分子量和A2。（R=8.48×104g·cm/K·mol）3. 假定某一高聚物含分子量分別為10000、20000、30000三個級份，若由滲透壓法和光散射法測出該樣品分子量分別為20000及30000，計算該樣品中三種級分的重量分數。4. 1）根據高分子鏈構象統(tǒng)計理論，如何計算高分子的鏈段長度？實驗上如何獲得計算中所需的各參數？2）何謂高分子的臨界分子量？列舉至少3種測定高聚物臨界分子量的原理與實驗方法？5. 說明測定高聚物粘均分子的基本原理、主要儀器和測試方法。6. 同低分子物相比，高聚物的分子量有什么不同？一般有幾種表示方法？寫出對應的表

5、達式，如何用分子量表達聚合物的多分散性？7. 下列聚合物在常溫下能否找到溶劑溶解并說明理由。無規(guī)PP、全同PS、HDPE、PAN、PMMA、NBR8. 證明：Mz MwMn，說明為什么Mw/ Mn可表征分子量分布寬度。（8%）9. GPC是測定高聚物分子量和分子量分布的主要工具之一，試簡述GPC測定高聚物分子量分布的原理。10. 寫出高聚物分子量與分子量分布的數學表達方式。11. 簡述GPC的分離機理，用該技術可以測得聚合物哪些結構參數？說明測得參數對聚合物性能的影響。12. 某一PS試樣溶于苯，配成濃度為0.55g/100ml的溶液，用烏氏粘度計于25下測得如下數據：試液純溶劑10ml溶劑（

6、）+5ml苯（）+5ml苯（）+5ml苯（）+5ml苯（）流出時間（S）106.8214.6189.7166.0144.4134.2已知在該溫度下，PS-苯體系K=0.99×10-2ml/g，=0.74，求PS的分子量。13. 用粘度法、凝膠滲透色譜法（GPC）測定聚合物分子量時，直接測得的物理量是什么？得到的是何種統(tǒng)計分子量？如何求得分子量？14. 采用GPC技術能否將分子量相同的線形聚乙烯和支化聚乙烯分離開？說明理由。15. 用以四氫呋喃為淋洗液的GPC儀測定聚氯乙烯的分子量分布。若已知該儀器以聚苯乙烯為標樣的校正曲線，如何得到聚氯乙烯的分子量分布？16. 現有分子量分別為4.2

7、0×105和1.25×105的兩個樣品，試求其等質量混合物的數均分子量、重均分子量及多分散系數。17. 分子量=1.0×106和=4.3×105某試樣，由于混入了3%（重量）的分子量為3.0×104其低分子量組分，問混合樣的和各為多少？從計算結果你能得出什么結論？18. 某窄分散試樣的分子量為105，當混入了重量分數為1%的第二組份窄分布試樣（M=107）后，混合物的和分別為1.01×105，2.0×105；若混入第二組份的分子量變成103時，則混合物試樣的和分別是多少？比較和變化，你能得出什么結論。19. 在25、溫度下，

8、測得濃度為7.36×10-3克/ml的聚氯乙烯溶液（密度為0.886克/ml）的滲透壓h為0.28cm。試求該試樣的數均分子量以及此溶液的第二維里系數，相互作用參數。20. 什么叫分子量微分分布曲線和積分分布曲線？兩者如何相互轉換？N(M)稱為分子量的數量微分分布函數W(M)稱為分于量的重量微分分布函數有些實驗，不能直接測定重量微分分布面數，直接得到的是其重量積分分布函數，用I(M)表示。二者的關系為：21. 測定聚合物數均和重均分子量的方法有哪些？每種方法適用的分子量范圍如何？答：數均分子量測試方法：端基分析法、依數法、滲透壓法 重均分子量測試方法：光散射法、小角X光衍射法 P81

9、表4-122. 證明滲透壓測得的分子量為數均分子量。證明： 即證.23. 采用滲透壓測得試樣A和B的摩爾質量分別為4.20×105 g/mol 和1.25×105g/mol，試計算A、B兩種試樣等質量混合的數均分子量和重均分子量。24. 35時，環(huán)已烷為聚苯乙烯(無規(guī)立構)的溶劑。現將300mg聚苯已烯(1.05 g/cm3，1.5×105)于 35溶于環(huán)己烷中，試計算：(1)第二維利系數Az；(2)溶液的滲透壓。解：數均分子量：重均分子量：25. 某聚苯乙烯試樣經分級后得到5個級分。用光散射法測定了各級分的重均分子量，用粘度法(22、二氯乙烷溶劑)測定了各級分的

10、特性粘度，結果如下所示：試計算MarkHouwink方程KM中的兩個參數K和。解：由KM得：lglgKlgM，以lg對lgM作圖，斜率即為，截距為lgK。26 推導一點法測定特性粘度的公式： （1） （2），其中K/（1） （2），其中K/解：由 ，假定，可得（1）式； 假定，可得（2）式。27. 三醋酸纖維素二甲基甲酰胺溶液的Zimm圖如下所示。試計算該聚合物的分子量和旋轉半徑。 (5.461×101nm，n（DMF）1.429)28現有超高分子量的聚乙烯試樣，欲采用GPC方法測定其分子量和分子量分布，試問： (1) 能否選擇GPC法的常用溶劑THF？如果不行，應該選用何種溶劑?

11、(2) 常溫下能進行測定嗎?為什么? (3) 如何計算該試樣的數均、重均和粘均分子量。答：（1）不能選擇常用溶劑THF，因為THF與超高分子量的聚乙烯極性不同，它們的溶解度參數相差較大；應選擇四氫萘或十氫萘作為溶劑；（2）不能測量，140以上超高分子量的聚乙烯才能溶解；29. 指出重均分子量和數均分子量最重要的測試方法各一種，它們適用的分子量范圍，可用于測定哪些熱力學參數和分子參數？30. 寫出凝膠滲透色譜測定分子量分布的簡要原理？31. 寫出最重要的一種測定重均分子量的方法，并指出還可用于測定那些熱力學參數和分子參數？32. 寫出重均分之量和數均分之量最重要的測試方法各一種，并指出還可以用于

12、測定那些熱力學參數和分子參數？33. 試說明高分子材料溶解的物理過程？并進一步分析：提高高分子材料的溶解能力從分子結構上應如何考慮？ 34. 簡述能夠估算高聚物 （A）鏈段分子量 （B）臨界分子量 （C）交聯點間分子量（D）非牛頓分子量的實驗方法（為方便起見，可用圖示法或公式表示）。35. 分子量=1.0×106和=4.3×105某試樣，由于混入了3%（重量）的分子量為3.0×104其低分子量組分，問混合樣的和各為多少？從計算結果你能得出什么結論？36. 簡述GPC的分離機理，用該技術可以測得聚合物哪些結構參數？說明測得參數對聚合物性能的影響。37. 某一PS試樣

13、溶于苯，配成濃度為0.55g/100ml的溶液，用烏氏粘度計于25下測得如下數據：試液純溶劑10ml溶劑（）+ml苯（）+5ml苯（）+ml苯苯（）+ml苯苯（）流出時間（S）106.8214.6189.7166.0144.4134.2已知在該溫度下，PS-苯體系K=0.99×10-2ml/g，=0.74，求PS的分子量。38. 聚合物的Mn Mw 與分子量分布有哪些方法可以測定？39. 有兩種試樣（1）100g分子量為105 的聚合物中，加入1g分子量為103的聚合物（2）100g分子量為105 的聚合物中，加入1g分子量為107的聚合物試求兩種試樣的Mn 與Mw 以及d值，其結果

14、說明了什么？40. 粘度法則定分子量的關系式中，如何實驗測定K及值?(設計實驗；作圖及計算方法)41. 簡述GPC測定分子量及分子量分布的原理。42. 總結討論測定分子量的方法，那些是絕對方法?哪些是相對方法?其優(yōu)缺點如何？43. 有兩種尼龍66試樣，用端基分析法測定分子置，二試樣的重量均為0.311g，以0.0259N KOH標準溶液滴定，消耗KOH溶液均為0.38mL。 a若試樣A的結構為H-NH-(CH2)-NHCO-(CH2)4-CO-OH，試求試樣A 的分子量。b 若試樣B的數均分子星為6.32×106，試推測試樣B的分子結構。第二章 高分子鏈的結構一、選擇題1. X射線衍

15、射不能直接測定的性質為：（D）A結晶度 B晶胞尺寸 C取向度 D晶胞密度2. 下列哪個聚合物沒有旋光異構（D）A聚丙烯 B1.4-聚異戊二烯 C拉伸過程完成63.2%的時間 D松弛過程剩余36.8%的時間3. 大分子鏈柔性愈好，則鏈段長度（B）A越長 B越短 C無法預測4. 聚合物沒有氣態(tài)是因為（B）A聚合物不耐高溫 B聚合物分子間力很大 C聚合物的結構具多分散性 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別在于（A）A構型 B構象6NR的中文名稱是（A）A. 天然橡膠 B. 高密度聚乙烯 C. 丁苯橡膠 D. 聚丙烯 E. 聚對苯二甲酸乙二醇酯 F. 丁基橡膠7 HDPE

16、的中文名稱是（B）A. 天然橡膠 B. 高密度聚乙烯 C. 丁苯橡膠 D. 聚丙烯 E. 聚對苯二甲酸乙二醇酯 F. 丁基橡膠8 SBR的中文名稱是（C）A. 天然橡膠 B. 高密度聚乙烯 C. 丁苯橡膠 D. 聚丙烯 E. 聚對苯二甲酸乙二醇酯 F. 丁基橡膠9 PP的中文名稱是（D）A. 天然橡膠 B. 高密度聚乙烯 C. 丁苯橡膠 D. 聚丙烯 E. 聚對苯二甲酸乙二醇酯 F. 丁基橡膠10 PET的中文名稱是（E）A. 天然橡膠 B. 高密度聚乙烯 C. 丁苯橡膠 D. 聚丙烯 E. 聚對苯二甲酸乙二醇酯 F. 丁基橡膠11 NBR的中文名稱是（F）A. 天然橡膠 B. 高密度聚乙烯

17、C. 丁苯橡膠 D. 聚丙烯 E. 聚對苯二甲酸乙二醇酯 F. 丁基橡膠12自由旋轉鏈的均方末端距比相應的自由聯結鏈的均方末端距（B）A. 小 B. 大 C. 相等 C. 無法判斷13與鏈段運動有關的高聚物性能有（ABCDE）A. Tg B. Tm C. 蠕變 D. Tf E. 應力松馳14高聚物的結構指組成高分子的不同尺度的結構單元在空間的相對排列，它包括（ABCD）A. 高分子的鏈結構 B. 高分子的分子結構C. 高分子的聚集態(tài)結構 D. 高分子的單體單元結構15. 單體單元的鍵合屬于（C）A. 高分子的聚集態(tài)結構 B. 高分之鏈的遠程結構C. 高分子的近程結構 D. 高分子的織態(tài)結構16

18、.按照單體單元的鍵合序列，二元共聚物有下列哪幾種類型（ABCD）A無規(guī)型 B交替型 C接枝型 D嵌段型 17. 乙烯類高聚物分子有下列哪幾種立體構型（ACD）A無規(guī)立構 B順式立構 C間同立構 D全同立構 E反式立構18分子主鏈中除含有碳外，還有氧，氮，硫等原子，這樣的分子叫做（C）A. 碳鏈高分子 B. 元素高分子 C. 雜鏈高分子 D. 梯形高分子19. PE是（A）A. 碳鏈高分子 B. 雜鏈高分子 C. 元素高分子 D. 梯形高分子20. 分子中各原子在空間的相對位置和排列叫做（A）A. 構象 B. 構型 C. 鍵合方式 D. 近程結構21. 內雙烯聚合物存在（D） 有不對稱碳原子的聚

19、合物存在 （C） A. 幾何異構 B. 立體異構 C. 旋光異構 D. 順反異構22. 辛烷具有（B）個可能的穩(wěn)定構象A. 38 B. 37 C. 36 D. 3523下列哪個聚合物沒有旋光異構（D）A聚丙烯 B1.4聚異戊二烯 C拉伸過程完成63.2%的時間 D松弛過程剩余36.8%的時間24下列三種高聚物中，分子鏈柔順性最大的是（B）A聚苯 B順式1.4聚丁二烯 C聚苯乙烯25天然橡膠與杜仲膠在結構上的差異屬（D）A化學組成不同； B鍵接結構不同；C立體構型不同； D幾何構型不同26. 下列聚合物中柔順性最好的是（A）A聚二甲基硅氧烷 B. PE C. PET D. PP27下列聚合物中柔

20、順性最差的是（B）A. PPO B. 聚苯 C. PMMA D. PP28下列聚合物中柔順性最好的是（A）A. 聚氯丁二烯 B. 聚偏氯乙烯 C. PVC D. PAN29. 下列聚合物中柔順性最差的是（D）A. PE B. PP C. PVC D. PAN30下列高聚物屬于熱塑性的有（BC）A低硫化度天然橡膠 BPVC CPMMA D體型酚醛樹脂二名詞解釋1鏈節(jié)和鏈段：高分子鏈中劃分出來的可任意取向（運動）的最小鏈長。2大分子鏈的末端距、高斯鏈：線形高分子鏈的一端至另一端的直線距離；n個鍵長為l,鍵角固定，旋轉不自由的等效自由連接鏈3聚合物分子運動的多重性指的是：高聚物分子運動的多樣性；高聚

21、物分子運動的時間依賴性；高聚物分子運動的溫度依賴性4高分子的構型為：分子中由化學鍵所固定的原子或基團在空間的幾何排列 構象定義為：由于單鍵內旋轉而形成的空間排布 三、問答題1. 聚丙烯于C-C單鍵可以內旋，能否通過其內旋使無規(guī)立構聚丙烯變?yōu)榈纫?guī)立構聚丙烯？為什么？ 無規(guī)立構聚丙烯與等規(guī)立聚丙烯是兩種不同構型，無規(guī)PP轉變?yōu)榈纫?guī)PP必須有化學鍵的斷裂和重排。2. 簡要指出高分子鏈柔性的含義、原因、種類、表征方法以及鏈結構對其的影響。3. 寫出聚氯丁二烯的各種可能構型。4. 構型與構象有何區(qū)別？聚丙烯分子鏈中碳碳單鍵是可以旋轉的，通過單建的內旋轉是否可以使全同立構的聚丙烯變?yōu)殚g同立構的聚丙烯？為什

22、么?答：構型：是指分子中由化學鍵所固定的原子在空間的幾何排列。構象：由于分子中的單鍵內旋轉而產生的分子在空間的不同形態(tài)。全同立構聚丙烯與間同立聚丙烯是兩種不同構型，全同PP轉變?yōu)殚g同PP必須有化學鍵的斷裂和重排。5. 等規(guī)立構聚苯乙烯分子鏈在晶體中呈31螺旋構象，而間規(guī)立構聚氯乙烯分子鏈在晶體中呈平面鋸齒構象？答：因為等規(guī)PS上的苯基基團體積較大，為了使體積較大的側基互不干擾，必須通過CC鍵的旋轉加大苯基之間的距離，才能滿足晶體中分子鏈構象能量最低原則；對于間規(guī)PVC而言，由于氫原子體積小，原子間二級近程排斥力小，所以，晶體中分子鏈呈全反式平面鋸齒構象時能量最低。6. 哪些參數可以表征高分子鏈

23、的柔順性？如何表征？答： 空間位阻參數 越大,柔順性越差；越小，柔順性越好；特征比Cn 對于自由連接鏈 cn=1對于完全伸直鏈cn=n，當n時，cn可定義為c，c越小，柔順性越好。鏈段長度b：鏈段逾短，柔順性逾好。7. 聚乙烯分子鏈上沒有側基，內旋轉位能不大，柔順型好。該聚合物為什么室溫下為塑料而不是橡膠？答：因為聚乙烯結構規(guī)整，易結晶，故具備了塑料的性質，室溫下聚乙烯為塑料而不是橡膠。8. 從結構出發(fā)，簡述下列各組聚合物的性能差異：聚丙烯腈與碳纖維；線性高分子 梯形高分子9. 從結構出發(fā)，簡述下列各組聚合物的性能差異：無規(guī)立構聚丙烯與等規(guī)立構聚丙烯；非晶高分子 結晶性高分子10從結構出發(fā)，簡

24、述下列各組聚合物的性能差異：順式聚1,4-異戊二烯(天然橡膠)與反式聚1,4-異戊二烯;柔性11. 從結構出發(fā)，簡述下列各組聚合物的性能差異：高密度聚乙烯、低密度聚乙烯與交聯聚乙烯。高密度聚乙烯為平面鋸齒狀鏈，為線型分子，模量高，滲透性小，結晶度高，具有好的拉伸強度、耐久性、韌性；低密度聚乙烯支化度高于高密度聚乙烯（每1000個主鏈C原子中約含1535個短支鏈），結晶度較低，具有一定的韌性，隔水和隔熱性能較好；交聯聚乙烯形成了立體網狀的結構，因此在韌性、強度、耐熱性等方面都較高密度聚乙烯和低密度聚乙烯要好。12. 單烯類聚合物的聚合度為104，試估算分子鏈完全伸展時的長度是其均方根末端距的多少

25、倍？(假定該分子鏈為自內旋轉鏈)。單烯類 完全伸展鏈 自由旋轉鏈 13. 等規(guī)聚丙烯在環(huán)己烷或甲苯中、30時測得的空間位阻參數(即剛性因子)1.76，試計算其等效自由連接鏈的鏈段長度b(已知碳碳鍵長為0.154nm，鍵角為109.5。)。解： 又 14. 聚苯乙烯試樣的分子量為416000，試計算其無擾鏈的均方末端距(已知特征cn12)。解： 15. 試述高分子的高分子結構對高分子鏈柔順性的影響，并分析討論高分子鏈柔順性對聚合物宏觀性能的影響？（10）解：分子結構對鏈的柔順性有很大的影響。（1）主鏈結構，若主鏈全部由單鍵組成，一般鏈的柔順性較好；（2）取代基的極性大，相互作用大，分子鏈內旋轉受

26、阻嚴重，柔順性變差；（3）若支鏈很長，阻礙鏈的內旋轉起主導作用時，柔順性下降；對于交聯結構，當交聯程度達到一定程度時，則大大影響鏈的柔順性，（4）一般分子鏈越長，構象數目越多，鏈的柔順性越好；（5）分子間作用較大，聚合物中分子鏈所表現出的柔順性越小，（6）分子結構越規(guī)整，結晶能力越強，鏈的柔順性就表現不出來，聚合物呈剛性。微觀柔性宏觀柔性16. 何謂高分子鏈的柔性？何謂自由連接鏈和高斯鏈？它們的相互關系是什么？高分子鏈的柔順性：指高分子鏈能夠改變其構象的性質自由連接鏈：即鏈長固定，鏈角不固定，內旋轉自由的理想化的模型高斯鏈：因為等效自由結合鏈的鏈段分布符合高斯分布函數，又稱等效自由結合鏈兩者的

27、相互關系：高斯鏈的鏈段分布函數與自由連接鏈的分布函數相同，但兩者之間卻有很大的差別。自由連接鏈是不存在的，而高斯鏈卻體現了大量柔性高分子的共性它是確確實實存在的。此外，高斯鏈包括自由連接鏈，后者是前者的一個特例。17. 高斯鏈的本質特征是什么？在什么條件下大分子鏈呈現為高斯鏈？ 鏈段 n是一很大的值 每一個鍵不占有體積 可任意取向18. 討論高分子結構對鏈的柔順性的影響，并比較下列高分子鏈的柔順性，說明原因：聚氯乙烯，聚碳酸酯，聚甲醛，聚乙炔聚乙烯，聚二甲基硅氧烷，纖維素，聚甲基丙烯酸甲酯19. 高分子鏈具有柔順性的本質是什么?如何表征分子鏈的柔順性?20. 影響高分子鏈柔順性的因素有哪些?試

28、簡要討論。21. 紅外光譜法與核磁共振法研究高分子鏈結構依據哪些光譜特征？可以研究哪些高分子鏈的近程結構？22. 按聚合物熱穩(wěn)定性從小到大排列下列聚合物A 聚甲基丙烯酸甲酯 B 聚-甲基苯乙烯 C 聚四氟乙烯 D聚苯乙烯23. 為什么高壓聚乙烯比低壓聚乙烯的密度低？聚合物結構有何差異？聚合機理有何不同？低密度聚乙烯的結構是怎樣產生的？24. 高分子長鏈柔性的實質是什么？近程相互作用是怎樣影響高分子鏈柔性的？遠程相互作用又是怎樣影響高分子鏈柔性的？25. 試從分子結構分析高聚物的許多性能不同于小分子物質的原因。26. 共聚是高聚物改性的一個重要手段，試簡述共聚物的主要類型，并舉例討論不同類型共聚

29、物的分子結構與性能的差異？27. 試述分子結構對高分子鏈柔順性的影響，并分析討論高分子鏈柔順性對聚合物宏觀性能。28. 試從分子結構與分子間作用能兩個方面討論聚乙烯，聚氯乙烯，聚異丁烯和尼龍66之間性能差異的的原因 。 30. 高密度聚乙烯和低密度聚乙烯的性能有什么差異？從結構上分析產生的原因。31. 提出三種參數定量表征真實高分子鏈的柔性，寫出該參數的名稱與數學表達式，闡述如何表征，提出測定該參數的一種實驗方法。32. 已知聚苯乙烯試樣的分子量為104000，其剛性系數為2.17，試求：（1）自由結合鏈的均方末端距（2）真實鏈的均方回轉半徑33. 聚丙烯于C-C單鍵可以內旋，能否通過其內旋使

30、無規(guī)立構矛丙烯變?yōu)榈纫?guī)立構聚丙烯？為什么？ 34. 為什么把高分子鏈稱為“高斯鏈”？高斯鏈與自由結合鏈的差別？在什么條件下高分子鏈呈現為高斯鏈？35. 為什么把高分子鏈稱為高斯鏈？分別寫出自由結合鏈，自由旋轉鏈和等效自由結合鏈的均方末端距的表達式？高分子的均方末端距是在什么條件下測定的？36. 試計算分子量為28×105聚乙烯分子在下列情況下的均方末端距：a高斯鏈；己知CC 鏈長為0154nmb自由旋轉鏈：已知鍵角為 109。28，c. 受阻內旋轉：已知 cos 0.215；d. 伸直鏈。37.己知高分子主鏈中的鍵角大于900，定性地討論自由旋轉鏈的均方末端距與鍵角的關系。自由旋轉鏈

31、 =180°-鍵角鍵角=90° cos=0 平均建角是90度的自由旋轉鏈鍵角=180° cos=1 伸直鏈鍵角=90180° 減小 cos增大 變得僵硬38. 假定聚乙烯的聚合度為2000，夾角為109.50，求伸直鏈的長度Lmax與自由旋轉鏈的根均方末端距之比值。并從運動觀點解釋某些高分子材料在外力作用下可以產生很大形變的原因。解：伸直鏈的長度Lmax=2/31/2·n l n =2*2000-1=3999根均方末端距(h2f.r)1/2= 21/2·n l 則比值為：36.539. 什么叫做高分子的構型? 試討論線型聚異戊二烯可能

32、有哪些不同的構型.( 不考慮鍵接異構)答：構型是指分子 中由化學鍵所固定的原子在空間的排列。這種排列是穩(wěn)定的，要改變構型，必須經過化學鍵的斷裂和重組。構型不同的異構體有旋光異構體、集合異構體和間接異構體。線形聚異戊二烯可能存在鍵接異構，有1,2加成、3,4加成和1,4加成三種加成方式。 對于1,4加成，存在幾何異構，有順式構型和合反式構型之分。1,2或3,4加成存在旋光異構，包括全同立構、間同立構和無規(guī)立構三種。40. 試由分子結構分析高聚物的許多物理面性能與低分子物質不同的主要原因.高聚物的分子結構特點：1）高分子是由很大數目（102105數量級）的結構單元組成的。2）一般高分子的主鏈都有一

33、定的內旋轉自由度，可以使主鏈彎曲而具有柔性。（由于熱運動而具有許多不同的構象）。3）高分子結構的不均一性。即使是相同的條件下的反應產物，各分子的分子量，鍵接順序，空間構型，支化、交聯以及共聚物的組成及序列結構等存在著或多或少的差異。4）由于一個高分子鏈含有很多結構單元，因此，結構單元間的相互作用對聚集態(tài)結構和物理性能有著十分重要的影響。5）晶態(tài)和非晶態(tài)高聚物的有序度與相應狀態(tài)和低分子的有序度有較大的差別。6）高聚物材料中，常加入填料及各種其它助劑，兩種以上高分子共混改性還存在著所謂織態(tài)結構。41. 什么叫做分子構象？假若聚丙烯的等規(guī)度不高，能不能用改變構象的辦法提高其等規(guī)度？說明理由.42.

34、假定聚乙烯的聚合度為2000，鍵角為109.5°。求伸直鏈的長度Lma與自由旋度0.26鏈的根均方木，端距之比值，并由分子運動觀點解釋某些高分子材料在外力作用下可產生很大形變的原因。解： 在外力作用，分子鏈可設計力方向取向，由上述比值可知，取向能產生很大的形變。43. 假定聚丙烯主鏈上的鍵長為1.54Å，鍵角為109.5°，根據1-6所列數據，求其等效自由結合鏈的鏈段長主比之值。解：無規(guī)聚丙烯：由表1-6知 得A分子的無擾尺寸空間位阻參數由A得：由得：取 （or：） 44. 現有苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯三嵌段共聚物。實驗中測定出苯乙烯嵌段-（S）n-的重量百分數為5

35、0%時，在溶劑苯中測得S段的均方根長度為100。當C-C鍵角為，鍵長為1.5時,假定內旋轉不受位壘限制時,求出聚物中S段和M段的聚合度.S鏈段中：l =1.5Å, =109°28_h2f,r =2nl2即1002=2n1.52 n=2193 PS=2193/2=1097甲基丙烯酸甲酯的質量=苯乙烯的質量2PMMA*100=1097*104故M段聚合度=57045. 紅外研究結果表明，PMA經200熱降解后產物大分子鏈中存在五元、六元環(huán)結構，請畫出它們的結構式，并分析其形成的原因。（PMA=聚甲基丙烯酸）46. 微弱結晶的聚氯乙烯若其分子鏈呈平面鋸齒形，問此晶體的立體構型屬于

36、何種空間立構？等同期為多長？（己知：氯原子范德華半徑為1.8A，碳-碳鍵長l為1.54A，鍵角Q為109.547. 高分子鏈的構型與構象有何不同？舉兩例說明構型對聚合物性能的影響。48. 設聚乙烯的分子量為28000，在0溶液中測得其真實鏈的均方旋轉半徑為5.35×10 -17 m2， 試求：（1）聚乙烯的真實鏈的h2（2） 剛性因子49. 何為聚合物的柔性？它對tg有何影響？50. 聚合物為何沒有氣態(tài)？51如果C-C鍵長為0.154納米，C-C-C鍵欠為109.5°，試間成片3，螺放構象為全同立構聚丙烯鏈等同周期為多少。解： H31螺旋構象的全同立構PD：每一個C-C-C

37、結構單元長度為： 即 設一個結構單元在等同周期上的投影為y，則y上底面見圖第三章 高分子溶液一選擇1用于分級的高分子溶液應選擇(B)A溶液 B稀溶液C濃溶液D理想溶液2高分子-溶劑體系的x1為0.5時，稀溶液中的高分子（BC）A沉淀析出 B處于無擾狀態(tài) C沒有沉淀析出 D無法預測3下列高聚物中，哪些在室溫下可以溶解（ABD）A尼龍66 B滌綸 C高密度PE D聚醋酸乙烯酯4下列參數中，哪些可作為選擇溶劑的依據（CDE）A均方末端距 B模量E和模量G C溶度參數D相互作用參數x1 E第二維利系數A2 F特性粘度5在良溶劑中，線型聚合物能夠（A）交聯聚合物不能溶解，只能（B）A溶解 B溶脹 6通常

38、非極性的結晶聚合的在（加熱）下溶解，而非晶態(tài)聚合物的溶解對（溫度）要求不高。A加熱 B溫度 C降溫 D壓力 7欲用乙醚（=7.4）和乙腈（=11.9）溶解氯醋共聚物（=10.45），最佳比乙醚占（B）%、乙腈占（A）%。A67.8 B32.3 A42.3 B23.48下列在室溫下有溶劑的高聚物是（BCDHI）APE BPA-66 CPS DPMMA E硫化橡膠 FPP G酚醛塑料 H定向聚合PS I聚乙酸乙烯酯9下列在室溫下無溶劑的高聚物是（AEFG）APE BPA-66 CPS DPMMA E硫化橡膠 FPP G酚醛塑料 H定向聚合PS I聚乙酸乙烯酯10反映高分子在溶液中形態(tài)的參數有（A）

39、A B 11選擇溶劑的原則是（ABC）A相似相溶觀則 B內聚內密度或溶度 C相似規(guī)則溶劑化規(guī)則12交聯高聚物交聯點間的平均分子量越大，則交聯度（A）溶脹度（B）A小 B大 C相等13高分子一溶劑體系的x1為0.5時，稀溶液中的高分子（BC）A沉淀析出 B處于無擾狀態(tài) C沒有沉淀析出 D無法預測14聚合物分子量趨于無窮大時的臨界共溶溫度Tc為（B）A脆化溫度Tb B溫度 C流動溫度Tf15Q溶液中，高分子的排斥體積等于（C）A較大正值； B較小正值； C零； D負值二、問答題1. 磷酸-苯酯（1=19.6）是聚氯乙烯（=19.4）的增塑劑，為了加強它們之間的相溶性，需加入一種稀釋劑（2=16.3

40、）求其加入的最佳量。2. 高分子在良溶劑、不良溶劑和溶劑中各具有什么形態(tài)？在上述三種溶劑中，第二維利系數A2和相互作用參數x1有什么區(qū)別？3. 溶解聚合物的溶劑可根據內聚能密度（）相近的經驗規(guī)律來進行選擇，已知聚丙烯腈的=15.4，甲醇的=14.5，試問聚丙烯腈能否溶解于甲醇中？為什么？從理論上加以解釋。4. 高分子的溶度參數為何不能象低分子那樣采取蒸發(fā)熱的方法獲?。吭嚵信e常用的幾種測定高分子溶度參數的方法，并任選其中一種說明其原理。5. 25下實驗測得聚苯乙烯試樣在甲苯（）和丁酮（）中的（）為（）>（）,試推測該聚合物試樣的在上述兩溶劑中下列各物理量的大小。（1）比濃滲透壓、 （2）第

41、二維里系數、A2 （3）均方未端距、（4）流體力學體積、Vn （5）排出體積、U （6）M-H方程中指數、a(7)粘均分子量、 （8）線性擴張因子、 （9）數均分子量、（10）柔順性參數、A （11）Huggins 參數、x1 (12)Huggins常數、k16. 溶度參數的含義是什么？“溶度參數相近原則”判定溶劑對聚合物溶解能力的依據是什么？答：溶度參數：內聚能密度的平方根為溶度參數。依據： 7. 什么叫高分子溶液？它與理想溶液有何區(qū)別？溶液：u1E =0，“鏈段”間與“鏈段”和溶劑間相互作用抵消，無擾狀態(tài)，排斥體積為0。區(qū)別：溶液：u1E =0，“鏈段”間與“鏈段”和溶劑間相互作用抵消，無

42、擾狀態(tài)，排斥體積為0理想溶液：不存在u1E8. FloryHuggins晶格模型理論推導高分子溶液混合熵時作了哪些假定？混合熱表達式中Huggins參數的物理意義是什么？答：假定：一個格子中只能放一個溶劑分子或一個聚合物鏈段，高分子可以自由卷曲，所有構象具有相同的能量，鏈段與溶劑分子可以在晶格上相互取代聚合物鏈段均勻分布，高分子具有相同的聚合度，配位數Z不依賴于組分反映高分子與溶劑混合時相互作用能的變化。法表示一個溶劑分子放到高分子中去時所引起的能量變化。，；與溶劑性質的關系：溶劑的溶解能力越強，值越?。慌c溫度的關系：9. 什么叫排斥體積效應？FloryHuggins稀溶液理論較之晶格模型理論

43、有何進展？答：在高分子稀溶液中，“鏈段”的分布實際上是不均勻的，高分子鏈以個被溶劑化了的松懈的鏈球散布在純溶劑中，每個鏈球都占有一定的體積，它不能被其他分子的“鏈段”占有，稱為排斥體積。進展：a. 高分子稀溶液中“鏈段”的分布是不均勻的，而是以“鏈段云”形式分布在溶劑中，每一“鏈段云”可近似成球休； b在“鏈段云”內，以質心為中心，“鏈段”的徑向分布符合高斯分布：c“鏈段石”彼此接近要引起自由能的變化每一個高分子“鏈段云”具有排斥體積。10. 苯乙烯丁二烯共聚物（16.7）難溶于戊烷（14.4）和醋酸乙烯（17.8）。若選用上述兩種溶劑的混合物，什么配比時對共聚物的溶解能力最佳？解：由溶度參數

44、相近原則可知，當混合物的溶度參數為16.7時，溶解能力最佳，設戊烷體積分數為x，則醋酸乙烯為（1x）根據公式：混1122，所以：14.4x17.8（1x）16.7，x0.32故：配比為戊烷比醋酸乙烯約為32/68時溶解能力最佳。11. 計算下列三種情況下溶液的混合熵，討論所得結果的意義。（1） 99×1012個小分子A與108個大分子B相混合（假定為理想溶液）（2） 99×1012個小分子A與108個大分子B相混合（設每個大分子“鏈段”數x104）相混合（假定符合均勻場理論）；（3） 99×1012個小分子A與1012個大分子B相混合（假定為理想溶液）。解：（1）

45、12. 在20將105mol聚甲基丙烯酸甲酯(105，1.20g/cm3)溶于179克氯仿（1.49 g/cm3）中，試汁算溶液的混合熵、混合熱和混合自由能；(已知10.377)解：混合熵：混合熱：混合自由能：13.試說明高13. 高分子材料溶解的物理過程？并進一步分析提高高聚物的溶解性能從分子結構上應如何考慮？14. 簡述高聚物的溶解過程。15選擇高聚物溶劑的三原則是什么？試判斷下列聚合物能溶解在哪些溶劑中，并說明依據。 天然橡膠（未硫化）， 聚苯乙烯， 聚氯乙烯， 聚丙烯腈， 尼龍。16. 已知聚苯乙烯一環(huán)已烷體系（）的溫度（Florg溫度）為35,聚苯乙烯一甲苯體系()的溫度低于35,假

46、定于40在這兩種溶劑中分別測定同一聚苯乙烯試樣的滲透壓與粘度,比較兩種體系下列各值的大小,說明理由。（1）（2）A2（3）x1（4）（5）17. 在室溫下，能選到溶解聚乙烯、聚苯乙烯、滌綸、硫化橡膠的溶劑嗎？為什么？18. 粘度法測定聚合物分子量的誤差可能由哪些方面引起；19. 在相同溫度下，用不同溶解能力的溶劑測定PMMA滲透壓及粘度，討論溶劑優(yōu)良程度對所測PMMA的，A2及值的影響。20. 非晶態(tài)高聚物,非極性晶態(tài)聚合物,極性晶態(tài)聚合物和交聯聚合物的溶解和溶脹有何特點21. 試述條件下高分子溶液性質的特征？及兩種測定溫度的實驗方法及原理？22. 聚乙烯醇溶于水中，纖維素與聚乙烯醇的極性相似

47、，問纖維素是否溶于水？為什么？23. 同一種高聚物在下列那種溶液中鏈的均方末端距最大？并做簡要說明（1） 良溶劑的稀溶液中 （2）劣溶劑的稀溶液中（2） 良溶劑的濃溶液中 （4）劣溶劑的濃溶液中24. 實驗測得某窄分散聚苯乙烯試樣在Q溶劑和良溶劑中的特性粘數分別0.370.77(d1/g)，己知它們的Mark-Houwink 常數分別為8.2×10-2，0.97×10-2（mI·moI0.5·g- 0.5）。Flory 常數分別為2.84×1023，2.1×1023(moI-1)，試計算試樣在該兩種溶劑中的Mark-Houwink 指

48、數，均方根末端距（A）以及流體力學擴張因子（a）和一維擴張因子（a）。25. 何謂高分子Q溶液？簡述兩種聚取高分子溶劑結構Q溫度的方法（作圖法）。26. 同一種聚苯乙烯試樣在某一溫度下的三種不同溶劑中的比濃滲透壓（）隨溶液濃度（c）的變化如圖所示。指出1、2、3三體系溶液的第二維里系數（A2）、相互作用參數（X1）、溶劑優(yōu)劣性大小及該聚合物在三體系中的數均分子量（）、粘均分子量（）大小的變化趨勢。27. 試舉例說明溶解下列高聚物溶劑的原則是什么？1）非極性非結晶； 2）非極性結晶；3）極性非結晶； 4）極性結晶。28. 已知聚苯乙烯一環(huán)已烷體系（）的溫度（Florg溫度）為35,聚苯乙烯一甲苯

49、體系()的溫度低于35,假定于40在這兩種溶劑中分別測定同一聚苯乙烯試樣的滲透壓與粘度,比較兩種體系下列各值的大小,說明理由。（1）（2）A2（3）x1（4）（5）29. 寫出高分子溶液的滲透壓方程，并回答下列問題 （1）與理想溶液的滲透壓方程有何區(qū)別（2）據什么理論推導而成該方程在測定聚合物結構與性能上有何應用價值？30. 試提出三種參數判斷聚合物溶劑的優(yōu)劣，寫出該參數的數學表達式，指出判斷的標準，提出測定該參數的一種試驗方法。31. 已知聚丙烯在0溶劑中的無擾尺寸A為0.0835nm，試求 （1）真實鏈的剛性系數（2）等效自由結合鏈的鏈段長度32. 寫出溶度參數 哈金斯參數 第二維里系數

50、排除體積 以及擴張因子等參數的數學表達式及物理意義。闡述它們的應用價值，提出測定該參數的一種試驗方法。33. 已知非晶態(tài)的聚乙烯的密度為0。85g/cm3 ，其內聚能為8.58KJ/mol ，試計算：（1）聚乙烯的內聚能密度（2）聚乙烯的溶度參數34. 寫出兩個判別溶劑優(yōu)劣的參數，它們?yōu)楹沃禃r，該溶劑是高聚物的良溶劑、不良溶劑和溶劑? 高聚物在上述溶劑中的形態(tài)如何?35. 試提出三種參數判斷聚合物溶劑的優(yōu)劣，寫出該參數的數學表達式，指出判斷的標準，提出測定該參數的一種試驗方法。36何謂溶脹與溶解？試從分子運動的觀點說明線型高分子和交聯高分子溶脹的最后結果的區(qū)別。答：溶解是指溶質分子通

51、過分子擴散與溶劑分子均勻混合成為分子分散的均相體系。溶脹是溶劑分子滲透進入高聚物中，使高聚物體積膨脹，交聯高聚物不能被溶劑溶解，僅能吸收大量溶劑而溶脹，溶脹的條件與線型高聚物形成溶液的條件相同。37.何謂溶度參數？高聚物的溶度參數如何測定？答：定義內聚能密度的平方根為溶劑的溶度參數:1（E/V）1/2；高聚物的溶度參數只能用間接法測定，對于非極性溶液體系來說，如果我們能找到某種溶劑，它與高聚物能以任何比例互溶，互相不發(fā)生反應或締合，而且溶解過程沒有體積和焓的變化，這種溶劑的值就可以作為該高聚物的溶度參數。通常采用的實驗測定方法是粘度法或交聯后的溶脹度法，選擇若干中溶度參數不同的液體作為溶劑，分別測定高聚物在這些溶劑中的極限粘數，極限粘數極大值所對應的溶度參數可作為高聚物的溶度參數。同樣，測定交聯高聚物在不同溶劑中的平衡溶脹比Q值，把Q的極大值所對應的溶劑的溶度參數作為聚合物的溶度參數。還可由結構單元中各基團或原子的摩爾引力常數F直接計算得到：（式中F為高聚物中各基團的摩爾引力常數，為重復單元的摩爾體積）。38. 根據選擇溶劑的規(guī)則，各舉一例選擇相應高聚物的適當溶劑。答：對于非晶態(tài)的非極性高聚物，根據公式，等式的左面表示單位體積溶液的混合熱，如果1和2愈接近，則HM愈小，兩種液體愈能相互溶解。如聚苯乙烯是弱極性的，29.1，因此溶度參數1在8