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高分子物理作业答案-2

高分子物理作业答案-2
高分子物理作业答案-2

高分子物理习题集-答案

适用:高分子专业班级

第二章 高分子溶液

4.什么是Θ温度?如何测定Θ温度?若温度高于、等于和低于Θ温度时,试分别讨论高分子溶液的热力学性质及高分子在溶液中的形态。 答:(1)当112χ→时,高分子溶液可以视为理想溶液,Flory 导出

()112-=-1-T θχκφ

当T θ→时,112χ→,此时的温度称为Θ温度。(0.4)

(2)测定Θ温度的方法有:渗透压法和外推法。(0.3)

(3)当T >θ时,1E μ?<0.说明高分子溶液比理想溶液更倾向于溶解,

也就是说,高分子链在T >θ时的溶液中由于溶剂化作用而扩张。T=θ时, 1E μ?=0。即高分子溶液符合理想溶液的规律,高分子链此时是溶解的,但是

链不溶胀也不紧缩。T <θ时,1E μ?>0,。链会紧缩,溶液发生沉淀。(0.3)

6.在室温下,有无溶剂可以使下列各高聚物溶解?为什么?

A .聚乙烯

B .聚丙烯

C .聚丙烯腈

D .聚酰胺(尼龙-6)

E .聚苯乙烯

F .PMMA

G .聚对苯二甲酸乙二酯

H .硫化橡胶

I .固化的环氧树脂 答:A .聚乙烯,结晶聚合物,非极性,在室温下无溶剂可溶

B .聚丙烯,同上

C .聚丙烯腈,极性结晶高聚物,室温下可溶于极性溶剂

D .聚酰胺(尼龙-6),结晶聚合物,极性,在室温下有溶剂可溶

E .聚苯乙烯,非晶聚合物,非极性,在室温下有溶剂可溶

F .PMMA ,极性非晶聚合物,分子堆砌松散,室温下可溶于极性溶剂

G .聚对苯二甲酸乙二酯,同D

H .硫化橡胶,分子间交联,无溶剂可溶,可溶胀

I .固化的环氧树脂,同H

7、35℃时,环己烷为聚苯乙烯(无规立构)的θ溶剂。现将300mg 聚苯乙烯(ρ=1.05 g/cm 3,Mn=1.5×105)于35℃溶于150ml 环己烷中,试计算:(1)第二维利系数A2;(2)溶液的渗透压。

答:(1)θ溶液,所以A2=0

(2)θ溶液中1RT C M

∏=,所以 33353008.314(/)30810(/)15034.2/34.21.510/J K mol K g m C RT J m Pa M g mol

????? ???∏====? (1J=1N .m )

8、 解释产生下列现象的原因:

(1)聚四氟乙烯至今找不到合适的溶剂.

(2)硝化纤维素难溶于乙醇或乙醚,却溶于乙醇和乙醚的混合溶剂中.

(3)纤维素不能溶于水,却能溶于铜铵溶液中.

(1)原因有二,一是其2/13)/cal (6.2cm =δ,很难找到δ这么小的溶剂;二是其熔点高达327℃,熔点以上体系具有高黏度,对于非极性结晶性高分子要求升温到接近熔点,没有适当溶剂既能δ相近又能有高沸点。从热力学上分析,PTFE 的溶解必须包括结晶部分的熔融和高分子与溶剂混和的两个过程,两者都是吸热过程,m ?H 比较大,即使δ与高聚物相近的液体也很难满足m m S T ?

(2))硝化纤维素的δ=8.5~11.5,乙醇(δ=12.7)和乙醚(δ=7.4)按适当比例混和能得到δ与硝化纤维素相当的混和溶剂,而且混和溶剂的极性也与硝化纤维素相似。

(3)由于铜与葡萄糖残基形成了铜的配合物而使纤维素溶剂化而溶解。铜氨溶液为20%CuSO 4的氨水溶液,与纤维素的反应示意如下:

9、由于乙烯醇单体不稳定,聚乙烯醇由聚醋酸乙烯酯水解制得。纯的聚醋酸乙烯酯(0%水解)是不溶于水的,然而随着水解度的增加(直至87%水解度)聚合物变得更易溶于水。但是,进一步提高水解度却减少了室温下的水溶性。简要解释之。并对下列三种物质的耐水性进行排序:聚醋酸乙烯酯,PV A ,维尼纶。并说明你排序的理由。

回答:纯的聚醋酸乙烯酯是不溶于水的,可以在酸或碱催化时发生醇(水)解。随着水解的进行,分子链上的醋酸根逐渐转变成羟基,羟基的亲水性使聚合物变得更容易溶于水。但是水解度增加到87%以后,大量的羟基易形成分子间氢键,使分子间作用力大于水与聚合物之间的相互作用力,此时聚合物在室温下的水溶性下降。

参考答案1:聚醋酸乙烯酯>维尼纶>聚乙烯醇

解释如下:聚醋酸乙烯酯为非极性或弱极性,耐水性较好。维尼纶如果缩醛反

应进行的不够彻底,链中会含有少量羟基,有一定的吸水性,因此耐水性差,而聚乙烯醇,分子中大量的-OH,导致其极易吸水或溶于水中,耐水性最差。

参考答案2:维尼纶>聚醋酸乙烯酯>聚乙烯醇

以聚乙烯醇(PV A)为原料的维尼纶通过缩甲醛化、苄叉化等缩醛化处理,将羟基通过反应保护起来,缩醛化率可达98%以上,具有很好的耐水性。聚醋酸乙烯酯为非极性或弱极性,耐水性较好。聚乙烯醇含有羟基,也能与水结合成氢键,部分溶于水。综上所述,耐水性为:维尼纶>聚醋酸乙烯酯>聚乙烯醇。

注:得分点:原因1分,结论1分。

若将化学结构如链的柔顺性、取代基、几何异构、离子键以及其他因素如共聚、交联、分子量、增塑剂和稀释剂等对高分子链柔顺性的影响全部或部分写出,但排序错误,给1分。

10. 说明溶剂的优劣对以下诸条的影响:

(1)温度T时聚合物样品的特性黏度

(2)聚合反应釜搅拌功率的高低.

(3)聚合物样品用膜渗透计测定的相对分子质量.

(1)温度一定,溶液浓度一定的情况下,溶剂越优良,分子链越伸展,特性黏度越大;

(2)溶剂越优良,反应体系中单体及聚合物溶解性越好,体系黏度越小,反应釜搅拌功率越低;

(3)答案1)膜渗透压测定相对分子质量时,因为是同种聚合物,使用溶剂的种类不影响测得的分子量,因此结果测试结果相等。

答案2)聚合物分子在不良溶剂中较紧缩,体积较小,从而较小相对分子质量部分较多地渗透过膜,使渗透压减小,使(π/с)с→0偏低,从而使测得的分子量偏大。答案3)不良溶剂中较紧缩,体积较小,从而较小相对分子质量部分较多地渗透过膜,使渗透压减小,但同时A2也在减小,可能外推时出现(π/с)с→0(Ⅰ)>(π/с)с→0(Ⅱ)的情况)

第三章高聚物的分子量及其分子量分布

4.某种聚合物溶解于两种溶剂A 和B 中,渗透压π和浓度c 的关系如图所示:

(1)当浓度c →0 时,从纵轴上的截距能得到什么?

(2)从曲线A 的初始直线段的斜率能得到什么?

(3)B 是良溶剂还是劣溶剂?

答:(1)求得M n

(2)A 2

(3)B 为溶剂(劣溶剂)

5.在25℃的Θ溶液中测得浓度为7.36kg/m3的聚氯乙烯溶液渗透压数据为270Pa ,求此试样的分子量和第二维利系数A 2(R=8.314J/K·mol ),并指出所得分子量是何种统计平均值。

答:对于高分子溶液,膜渗透压、分子量及溶液浓度之间有如下关系: 因为是Θ溶液,所以A 2=0

(摄氏温度换算成开尔文温度为:25+273.15=298.15K )

因此,分子量 因此,分子量为6.75×104 (g/ mol) ,是数均分子量。

11.从高分子溶液的光散射、渗透压和黏度的测定中,分别可以获得哪些有关高分子结构的信息? 答:光散射法测重均分子量方法可以得到下列参数:w M 、2A 、1χ、2S 、2h 膜渗透压法测数均分子量方法可以得到下列参数:n M 、2A 、1χ、θ 黏度法测黏均分子量方法可以得到下列参数:M η、[]η、[]M η、α

12.试举出三种热力学参数,用它们对聚合物溶解性能进行判断,在什么情况下溶剂是良溶剂、一般溶剂、Θ溶剂、非溶剂。

答:

21()RT A C C M

∏=+348.314298.157.3610 6.7510(/)270

RTC M g mol ???===?∏

注:扩张因子是没讲的内容!

15.聚合物A 是活性聚合物,聚合物B 与聚合物A 混合时可能会形成嵌段共聚物,也可能会形成两者的共混物。已知A 的相对分子质量为100000,B 的相对分子质量为15000。设计一个GPC 实验,区别:(1)50%嵌段而50%共混;(2)100%共混物。画出可能产生的GPC 图。

答案:(1)50%嵌段而50%共混-GPC 图上3个峰

(2)100%共混物--GPC 图上离的很远的2个峰

16、分子量相同的线型聚乙烯和支化聚乙烯的混合试样,当采用溶解度分级时,能不能将它们分开,为什么?并解释原因。当采用GPC 方法,是否能将两者分开?为什么? 参考答案1:

不能采用溶解度分级方法进行分离。因为溶解度具有分子量依赖性,分子量相同,则溶解度相同(或者说出现相分离的临界条件相同),不能通过溶解度分级进行分离。

参考答案2:

不能采用溶解度分级方法进行分离。相分离的临界条件为

112c χ=,即分子量相同,溶解度(相分离临界条件相同),不能通过溶解度分级进行分离。

当采用GPC 方法,分子量相同的线性聚乙烯和支化聚乙烯能够被分离开,因为两者的流体力学体积不同,线性聚乙烯的流体力学体积大,在色谱柱上先流出来;支化聚乙烯的流体力学体积小,淋出体积大,在色谱柱上后流出来。

17、由相同单体合成的支化高分子与线型高分子具有相同的相对分子质量时,试比较在同样溶剂中支化高分子与线型高分子的特性黏度的大小。

回答:在同种溶剂中,支化聚合物线团小,形状因子α小,特性黏度小。

线性聚合物线团大,形状因子α大,特性黏度大。

18、已知PS-环己烷体系(Ⅰ)的θ温度(Flory 温度)为35℃,PS-甲苯体系(Ⅱ)的θ温度低于35℃,假定于40℃在这两种溶剂中分别测定同一PS 试样的渗透压及粘度,比较此两体系下列各值的大小,说明理由。

(1)(π/с)с→0 (2)A 2 (3)χ1 (4)[η] (5) 均方末端距

答:由于PS-甲苯体系(Ⅱ)的θ温度更低,可见在40℃时甲苯是更良的溶剂。(1)、(π/с)с→0(Ⅰ)=(π/с)с→0(Ⅱ);因为是同一PS,分子量相等,截距相等。或者((π/с)с→0(Ⅰ)<(π/с)с→0(Ⅱ),因为聚合物分子在不良溶剂中较紧缩,体积较小,从而较小相对分子质量部分较多地渗透过膜,使渗透压减小,使(π/с)с→0偏低。)

(有给答案为(π/с)с→0(Ⅰ)>(π/с)с→0(Ⅱ),解释为不良溶剂中较紧缩,体积较小,从而较小相对分子质量部分较多地渗透过膜,使渗透压减小,但同时A2也在减小,可能外推时出现(π/с)с→0(Ⅰ)>(π/с)с→0(Ⅱ)的情况)

(2)、A2(Ⅰ)<A2(Ⅱ);40℃时甲苯是更良的溶剂,所以体系(Ⅱ)中A2更大些。

(3)、χ1(Ⅰ)>χ1(Ⅱ);溶剂越优良,χ1就越小,体系(Ⅱ)的χ1就更小。(4)、[η] (Ⅰ)<[η](Ⅱ);在良溶剂中,线图伸展(扩张),[η]就要大些。(5)2h(Ⅰ)<2h(Ⅱ);理由同上。

高分子物理第1、2章习题答案

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。 所谓构型(configuration),包括:旋光异构(全同、间同、无规立构),由不对称中心(或手性C原子)的存在而引起的;几何异构(顺、反异构),由主链上存在双键引起的;键接异构(头尾、头头、尾尾相连)。聚氯丁二烯的各种可能构型有如下六种: 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)由于等规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:

高分子物理习题 答案

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

高分子物理试卷一

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

高分子物理作业答案-2

高分子物理习题集-答案 适用:高分子专业班级 第二章 高分子溶液 4.什么是Θ温度?如何测定Θ温度?若温度高于、等于和低于Θ温度时,试分别讨论高分子溶液的热力学性质及高分子在溶液中的形态。 答:(1)当112χ→时,高分子溶液可以视为理想溶液,Flory 导出 ()112-=-1-T θχκφ 当T θ→时,112χ→,此时的温度称为Θ温度。(0.4) (2)测定Θ温度的方法有:渗透压法和外推法。(0.3) (3)当T >θ时,1E μ?<0.说明高分子溶液比理想溶液更倾向于溶解, 也就是说,高分子链在T >θ时的溶液中由于溶剂化作用而扩张。T=θ时, 1E μ?=0。即高分子溶液符合理想溶液的规律,高分子链此时是溶解的,但是 链不溶胀也不紧缩。T <θ时,1E μ?>0,。链会紧缩,溶液发生沉淀。(0.3) 6.在室温下,有无溶剂可以使下列各高聚物溶解?为什么? A .聚乙烯 B .聚丙烯 C .聚丙烯腈 D .聚酰胺(尼龙-6) E .聚苯乙烯 F .PMMA G .聚对苯二甲酸乙二酯 H .硫化橡胶 I .固化的环氧树脂 答:A .聚乙烯,结晶聚合物,非极性,在室温下无溶剂可溶 B .聚丙烯,同上 C .聚丙烯腈,极性结晶高聚物,室温下可溶于极性溶剂 D .聚酰胺(尼龙-6),结晶聚合物,极性,在室温下有溶剂可溶 E .聚苯乙烯,非晶聚合物,非极性,在室温下有溶剂可溶 F .PMMA ,极性非晶聚合物,分子堆砌松散,室温下可溶于极性溶剂 G .聚对苯二甲酸乙二酯,同D H .硫化橡胶,分子间交联,无溶剂可溶,可溶胀 I .固化的环氧树脂,同H 7、35℃时,环己烷为聚苯乙烯(无规立构)的θ溶剂。现将300mg 聚苯乙烯(ρ=1.05 g/cm 3,Mn=1.5×105)于35℃溶于150ml 环己烷中,试计算:(1)第二维利系数A2;(2)溶液的渗透压。 答:(1)θ溶液,所以A2=0

高分子物理习题答案作业

共混型TPE在共混技术上经历哪些阶段及其特点。 答:以热塑性乙丙橡胶为例, 第一阶段:在PP中掺入未硫化的乙丙橡胶进行简单的机械共混制备TPE(称为TPO),PP含量一般在50份以下(以橡胶100份计)。 特点:密度小,抗冲击性特别是低温脆性好。可用于制造汽车保险杠。 第二阶段:在PP与乙丙橡胶共混时,借助交联剂和机械剪切应力作用使橡胶组分部分动态硫化,产生少量交联结构。 特点:该种材料强度、压缩永久形变、耐热、耐溶剂等性能都比TPO有很大提高,橡胶含量也高,但这两种TPE中,橡胶组分继续增加,共混物流动性大大降低。 第三阶段:制备完全硫化了的EPDM和PP共混物,该种TPE称作热塑性硫化胶(TPV)。 特点:由于橡胶组分已被充分交联,所以,材料的强度、弹性、抗压缩永久形变性能及耐热性均有很大提高。同时,耐疲劳、耐化学药品性及加工稳定性也明显改善,橡胶共混比可在较大范围内变化,材料性能具有更大的调节余地。 第6章橡胶弹性 1.高弹性有哪些特征?为什么聚合物具有高弹性?在什么情况下要求聚合物充分体现高弹性?什么情况下应设法避免高弹性? 答:特征:①弹性形变大,可高达1000%; ②弹性模量小。高弹模量约为105N/m2; ③弹性模量随绝对温度的升高正比地增加; ④形变时有明显的热效应。 聚合物的柔性、长链结构使其卷曲分子在外力作用下通过链段运动改变构象而舒展开来,除去外力又恢复到卷曲状态。橡胶的适度交联可以阻止分子链间质心发生位移的粘性流动,使其充分显示高弹性。 2.试述交联橡胶平衡态高弹形变热力学分折的依据和所得结果的物理意义。答:依据:热力学第一定律和第二定律 物理意义:橡胶变形后的张力可以看成是有熵的变化和内能的变化两部分组成。只有熵才能贡献的弹性叫熵弹性,橡胶拉伸时内能变化很小,主要是熵的变化。内能的变化是橡胶拉伸时放热的原因。 3. 简述橡胶弹性统计理论的研究现状与展望,说明橡胶弹性唯象理论的优缺点。 4.什么叫热塑性弹性体?举例说明其结构与性能关系。 答:热塑性弹性体兼有塑料和橡胶的特性,在常温下显示橡胶高弹性,高温下又能塑化成型。 苯乙烯—丁二烯—苯乙烯三嵌段共聚物:B:弹性,S:塑性 5.—交联橡胶试片,长2.8cm、宽1.0cm、厚0.2cm、重0.518g,于25℃时将其

高分子物理题库定

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。

高分子物理试卷 及答案

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 )。

【高分子物理】第一章作业参考答案

本习题参考答案大部分均来自于《高分子物理》(修订版),何曼君,复旦大学出版社,1990 1.名词解释 ●旋光异构体:分子中含有不对称碳原子,能够形成互为镜像的两种异构体,表现出不同 的旋光性,称为旋光异构体。p12 ●顺序异构体:由结构单元间的联结方式不同所产生的异构体称为顺序异构体,即头尾、 头头、无规表示的键接异构。p6 ●有规立构高分子:“等规高聚物”。分子链中旋光异构单元有规律性地排列的高分子。一 般指全同或间同高分子。p13 ●立构规整度:“等规度”。是指高聚物中含有全同立构和间同立构的总的百分数。p13 ●链段:我们把由若干个键组成的一段链算作一个独立的单元,称它为“链段”。P27 ●柔顺性:高分子链能够改变其构象的性质称为柔顺性。P17 ●平衡态柔顺性:静态柔顺性又称平衡态柔顺性,是指大分子链在热力学平衡条件下的柔 顺性。高分子链的平衡态柔顺性,通常用链段长度和均方末端距来表征。链段是指从分子链划分出来可以任意取向的最小运动单元。动态柔顺性是指高分子链在一定外界条件下,从一种平衡态构象转变到另一种平衡态构象的速度。 ●高斯链:高分子链段分布符合高斯分布函数的高分子链。P28 ●受阻旋转链:分子中的某些基团对于分子骨架中环绕单键的旋转造成了阻碍,这种类型 的高分子链称为受阻旋转链。 ●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,我们称这种链为自由旋转链。P21 ●自由联结链:假定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,我们称这种链为自由联结链。P20 ●等效自由结合链:令链段与链段自由结合,并且无规取向,这种链称为“等效自由结合 链”。P27 2.判断下列说法的正误,并说明理由。 (1)错误构象数与规整度无关。 (2)错误共轭双键间的单键实际上具有双键的性质,不能旋转。 (3)错误与结晶条件有关(如淬火样品中可能没有结晶);正确,具有结晶能力。 (4)正确温度高,内旋转越容易,内旋转异构体数目越多。 (5)正确结晶是三维有序,取向是一维、二维有序,有序代表着构象数减少,显然结晶构象数最少。 (6)错误高分子处于无定形态时,其末端距相等。 (7)错误自由结合链统计单元是一个化学键。而高斯链的统计单元是一个链段。高斯链包括自由结合链,而自由结合链只是高斯链的一个特例。 (8)错误高分子链段无固定长度,无固定位置,是个统计概念。可以通过le=h2/lmax求得平均链段长度,但是h2仍需通过实验得到。 (9)正确对于极端刚性链,高斯统计理论不适用。 (10)错误依据分子链柔顺性的不同,几何计算得到的末端距可能等于,也可能小于无扰状态分子链的末端距。 (11)正确键角变大,均方末端距变大;键长变大,均方末端距变大;键个数变多,均方末端距变大。 (12)错误长支化---分子链之间的物理缠结作用增加,分子链活动受阻,柔顺性下降。短

高分子物理作业答案

第五章聚合物的转变与松弛 1.以分子运动观点和分子间物理缠结概念说明非晶态聚合物随着温度升高粘弹行为的5个区域.并讨论分子量对应力松弛模量—温度曲线的影响规律。 (1)玻璃态区类似玻璃,脆性,如:室温下的PS、PMMA。 温度不足以克服内旋转位垒,链段以上运动“冻结”,分子运动主要限于振动和短程的旋转运动 (2)玻璃—橡胶转变区远程、协同分子运动的开始。链段(约10—50个主链原子)获得了足够的热能开始以协同方式运动,不断改变构象 (3)橡胶-弹性平台区分子间存在物理缠结,聚合物呈现远程橡胶弹性(蜷曲链受力扩张,产生大形变外力除去后,自发地回复到蜷曲形态) (4) 粘弹转变区分子链发生解缠作用,导致由链段运动向整个分子滑移运动过渡。 (5) 粘流区聚合物容易流动,类似糖浆;热运动能量足以使分子链解缠蠕动,导致整链运 动。 2. 讨论结晶、交联聚合物的模量-温度曲线和结晶度、交联度对曲线的影响规律。 答:在轻度结晶的高聚物中,微晶体起着类似交联点的作用,这种试样仍然存在明显的玻璃化转变,随着结晶度的增加,相当于交联度的增加,非晶部分处在高弹态的结晶高聚物的硬度将逐渐增加,到结晶度大于40%后,微晶体彼此衔接,形成贯穿整个材料的连续晶相,宏观上不易察觉明显的玻璃化转变,其曲线在熔点以前不出现明显的转折。 交联聚合物,不存在(4)(5)区,因为交联阻止了滑移运动,在达到聚合物的分解温度之前,一直保持在③区状态。 结晶聚合物 1.处于晶态

a.轻度结晶 微晶体起着类似交联点的作用,存在明显的玻璃化转变, 形变小于非晶 b.结晶度大于40%时,无玻璃化转变,在熔点以前不出现明显的转折。 ?分子量不太大,T f T m熔融后→高弹态→粘流态 2.处于非晶态 类似于非晶态高聚物但有可能出现冷结晶现象。即T>Tg 后,链段排入晶格→结晶,使形变变小。 (图见讲义) 3. 写出四种测定聚合物玻璃化温度的方法,不同实验方法所得结果是否相同?为什么? 答:①膨胀计法②量热法(DSC法)③温度-形变法(热机械法)④核磁共振法(NMR) 4.聚合物的玻璃化转变是否是热力学相变?为什么? 答:玻璃化温度与测定过程的冷却速度有关,不是热力学的平衡过程,而是属于力学松弛过程。因为在玻璃化转变前后聚合物都是无规的,热力学上都属于液态。 5. 试用玻璃化转变的自由体积理论解释: 按自由体积理论(熔体降温为固体) 冷却速度过快,则链段来不及调整构象就被冻结,使自由体积高于平衡态时的Vf,这样,Tg以下体积-温度曲线向上平移,使依据两条曲线交点确定的Tg偏高。 按松弛理论(固体升温变为熔体) 因Tg是链段运动的松弛时间与观察时间匹配时的温度,升温速率越快,观察时间越短,相应的更短松弛时间的温度就越高,故测得的Tg就越高。 7. 聚合物晶体结构和结晶过程与小分子晶体结构和结晶过程有何差别?造成这些差别的原因是什么? 相似:都发生突变,有明显的转折,都属于热力学一级相转变过程 差异:小分子熔点0.2度高聚物是一5~10℃温度范围,熔限 原因:结晶高聚物中有完善程度不同的晶体(结晶时造成的),结晶比较完善的晶体在较高温度下才能熔融,而结晶不完善的晶体在较低温度就能熔融,如果熔化过程中升温速度比较缓慢,不完整晶体可以再结晶形成比较完善的晶体,熔限也相应变窄; 8. 测定聚合物结晶速度有哪些方法? 答:(1)膨胀计法、光学解偏振法和差示扫描量热法(Dsc) (2)偏光显微镜法和小角激光光散射法 9. 比较下列各组聚合物的Tg高低并说明理由; (1) 聚二甲基硅氧烷,顺式聚1,4—丁二烯; (2) 聚已二酸乙二醇酯,聚对苯二甲酸乙二醇酯 (3) 聚丙烯,聚4-甲基1-戊烯; (4) 聚氯乙烯,聚偏二氯乙烯。 解:(1)Tg:聚二甲基硅氧烷< 顺式聚1,4—丁二烯,聚二甲基硅氧烷主链为饱和单

高分子物理第二章作业

第二章 一.解释名词、概念 1.高分子的聚集态结构 2.结晶性聚合物 3.液晶性聚合物 4.球晶 5.高分子液晶 6.液晶原(介原) 7.内聚能密度 8.结晶度 9.结晶聚合物的熔点10.取向聚 合物11.晶面指数 二.高分子聚集态结构包括哪些内容?试述高分子聚集态结构有哪些特点及与成型加工条件、性能的关系。 四.如何从结构上分析某种聚合物属于结晶性聚合物? 五.以聚乙烯为例,说明在什么条件下可以形成单晶、球晶、串晶、伸直链片晶,这些形态的晶体特征是什么?为什么在聚合物不易形成100%结晶的宏观单晶体? 六.在正交偏光显微镜上观察球晶时,可以看到消光黒十字、明暗相间的同心圆环(消光环,对某些球晶),解释这些现象。 七.将下列三组聚合物的结晶难易程度排列成序,并说明原因 (1)PE,PP,PVC,PS,PAN; (2)聚对苯二甲酸乙二酯,聚间苯二甲酸乙二酯,聚己二酸乙二酯; (3)PA 66,PA 1010. 八.试述Avrami方程在本体聚合物结晶动力学研究中的意义。 九.已知聚乙烯、聚偏氯乙烯,全同聚甲基丙烯酸甲酯的玻璃化温度分别为-80℃,-18℃和45℃,其熔点分别为141℃、198℃和160℃,试用经验方法估算: (1)它们最大结晶速度时的温度Tc max; (2)找出Tc max/Tm比例的经验规律. 十.温度对本体聚合物结晶速度影响的规律是什么?解释其原因。

十一.均聚物A是一种结晶聚合物,若加入10%体积分数的增塑剂(x1=-0.1)或者用10%摩尔的单体B与单体A进行无规共聚(单体B的均聚物为非结晶性聚合物),增塑均聚物A的熔点与AB无规共聚物的熔点何者高? 能从中得到什么规律? 十二.两种聚丙烯丝,在纺丝过程中,牵伸比相同,而分别采用冰水冷却和90℃热水冷却。将这两种丝加热到90℃,何者收缩率大?为什么? 十三.有两种乙烯和丙稀的共聚物,其组成相同,其中一种在室温时是橡胶状的,一直到温度降低到-70℃时才变硬;另一种在室温时却是硬而韧又不透明的材料,试解释它们内在结构上的差别。 十四.在聚合物纺丝工艺中,都有牵伸和热定型两道工序,为什么?热定型温度如何选择? 十五.高分子液晶的结构有几种类型?特征如何?液晶性聚合物溶液的η-C、η-T、η-τ的关系如何?这些关系的意义如何? 十六.Flory的结晶聚合物、非结晶聚合物结构模型的要点是什么?有什么实验事实支持他的模型? 十七.(1)将熔融态的聚乙烯(PE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚苯乙烯(PS)淬冷到室温,PE是半透明的,而PET和PS是透明的。为什么? (2)将上述的PET透明试样,在接近玻璃化温度下进行拉伸,发现试样外观由透明变为混浊,试从热力学观点来解释这一现象。 十八. 由文献查得涤纶树脂的密度ρc=1.50×103kg·m-3,和ρa=1.335×103kg·m-3,内聚能ΔΕ=66.67kJ·mol-1(单元).今有一块1.42×2.96×0.51×10-6m3的涤纶试样,重量为2.92×10-3kg,试由以上数据计算: (1)涤纶树脂试样的密度和结晶度; (2)涤纶树脂的内聚能密度.

高分子物理作业解答

高分子物理作业-2-答案 聚合物的力学状态及转变 1. 解释名词: (1)聚合物的力学状态及转变 由于高分子链之间的作用力大于主链的价键力,所以聚合物只具有固态和液态力学状态。随着温度的升高,分子热运动能量逐渐增加,当达到某一温度时,即可发生两相间的转变。 (2)松弛过程与松弛时间 松弛过程:在一定温度和外场(力场、电场、磁场等)作用下,聚合物由一种平衡态通过分子运动过渡到另一种与外界条件相适应的、新的平衡态,这个过程是一个速度过程。 松弛时间τ是用来描述松弛快慢的物理理。在高聚物的松弛曲线上,?x t ()变到等于?x o 的1/e 倍时所需要的时间,即松弛时间。 (3)自由体积与等自由体积状态 分子中未被占据的体积为自由体积; 在玻璃态下,由于链段运动被冻结晶,自由体积也被冻结,并保持一恒定值,自由体积“孔穴”的大小及其分布也将基本上维持固定。因此,对任何高聚物,玻璃温度就是自由体积达到某一临界值的温度,在这临界值以下,已经没有足够的窨进行分子链的构象调整了。因而高聚物的玻璃态可视为等自由体积状态。 (4)玻璃态与皮革态 当非晶态高聚物在较低的温度下受到外力时,由于链段运动被冻结,只能使主链的键长和键角有微小的改变,因此从宏观上来说,高聚物受力变形是很小的,形变与受力和大小成正比,当外力除去后形变能立刻回复。这种力学性质称为普弹性,非晶态高聚物处于具有普弹性的状态,称为玻璃态; 部分结晶聚合物,存在玻璃化转变与高弹态,但由于晶区链段不能运动,此时玻璃化转变不再具有很大弹性的高弹态,而表现为具有一定高弹性、韧而硬的皮革态,即皮革态。 2. 试定性地绘出下列聚合物的形变—温度曲线(画在一张图上) 1) 低分子玻璃态物质 2) 线性非晶态聚合物(1M ) 3) 线性非晶态聚合物(212,M M M ?212,M M M ?>1 M ) 4) 晶态聚合物(1M )

高分子物理习题及答案最新版

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χ1( A )聚合物能溶解在所给定的溶剂中

A. χ1<1/2 B. χ1>1/2 C. χ1=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; B.结晶高聚物中晶片的取向在热力学上是稳定的; C.取向使材料的力学、光学、热性能各向同性。 13.关于高聚物和小分子物质的区别,下列( D )说法正确 ⑴高聚物的力学性质是固体弹性和液体粘性的综合; ⑵高聚物在溶剂中能表现出溶胀特性,并形成居于固体和液体的一系列中间体系; ⑶高分子会出现高度的各向异性。 A. ⑴⑵对 B. ⑵⑶对 C. ⑴⑶对 D.全对 三、问答题:

高分子物理试卷及答案ans2006A[1]

华东理工大学2005–2006学年第2学期 参考答案《高分子科学基础(下)》课程期末考试试卷 A 2006.06 开课学院:材料学院 ,考试形式:闭卷,所需时间: 120 分钟 考生姓名: 学号: 专业: 班级: 题序 一二三四五六七八总分得分 评卷人 一.单项选择题:(10分) (下面每个小题只有一个答案是正确的,请将正确答案的代号填写在左边的括号里。选对者得1分,不选、选错或多选均不得分) (B)1.高分子链的构象属于聚合物结构层次中的: (A)一级结构; (B)二级结构;(C)三级结构; (D)高级结构 (D)2.下列聚合物中不具有旋光异构的是: (A)聚丙烯; (B)聚苯乙烯; (C)聚氯乙烯; (D)聚偏氯乙烯 (D)3.高分子链中C-C单键内旋转位能最低的状态是: (A)顺式;(B)左旁式;(C)右旁式;(D)反式 (C)4.下列高分子链中柔性最好的是: (A)聚苯撑; (B)聚丙烯; (C)1,4-聚异戊二烯; (D)聚苯乙烯 (D)5.下列聚合物内聚能密度最大的是: (A)1,4-聚丁二烯; (B) 聚苯乙烯;(C) 聚氯乙烯;(D)聚丙烯腈 (B)6.在下列情况下,聚合物滞后现象最为明显的是: (A)玻璃态; (B)玻璃化转变区; (C)高弹态; (D)不确定 (A)7.下列聚合物中玻璃化转变温度最高的是: (A)聚氯乙烯;(B)聚乙烯;(C)氯化聚乙烯;(D)聚二甲基硅氧烷 (D)8.高分子溶解在良溶剂中,则: (A)χ1>1/2, Δμ 1E>0; (B)χ 1 >1/2, Δμ 1 E<0; (C)χ1<1/2, Δμ 1E>0; (D)χ 1 <1/2, Δμ 1 E<0 (A)9.光散射法不可测量的是: (A)数均分子量;(B)重均分子量;(C)第二维利系数;(D)均方末端距(A)10.下列聚合物中综合性能最好(同时具有较高的强度和韧性)的是: (A)ABS树脂;(B)聚丙烯腈;(C)聚丁二烯;(D)聚苯乙烯

高分子物理课后习题

第1章高分子的链结构 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)σ,实测的无扰均方末端距与自由旋转链的均方末端距之比,σ值愈大,内旋转阻碍越大,柔顺性愈差; (2)特征比Cn,无扰链与自由连接链均方末端距的比值,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。 7.比较下列四组高分子链的柔顺性并简要加以解释。 解:(1)聚乙烯>聚氯乙烯>聚丙烯腈,取代基极性越大,高聚物柔顺性越差; (2)聚甲醛>聚苯醚>聚苯,主链刚性基团比例越大,柔顺性越差,苯环柔顺性比亚甲基差; (3)聚丁二烯>聚氯丁二烯>聚氯乙烯;孤立双键的柔顺性较单键主链好,极性取代基是的聚合物柔顺性变差; (4)聚偏二氟乙烯>聚氟乙烯>聚二氟乙烯,对称取代的柔顺性优于单取代,取代基比例越大,柔顺性越差;

第2章聚合物的凝聚态结构 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?各种结晶形态的特征是什么? 答:(1)可能得到的结晶形态:单晶、树枝晶、球晶、纤维状晶、串晶、柱晶、伸直链晶体; (2)形态特征:单晶:分子链垂直于片晶平面排列,晶片厚度一般只有10nm 左右;树枝晶:许多单晶片在特定方向上的择优生长与堆积形成树枝状;球晶:呈圆球状,在正交偏光显微镜下呈现特有的黑十字消光,有些出现同心环;纤维状晶:晶体呈纤维状,长度大大超过高分子链的长度;串晶:在电子显微镜下,串晶形如串珠;柱晶:中心贯穿有伸直链晶体的扁球晶,呈柱状;伸直链晶体:高分子链伸展排列晶片厚度与分子链长度相当。 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。 11.某一聚合物完全结晶时的密度为0.936g/cm3,完全非晶态的密度为 0.854g/cm3,现知该聚合物的实际密度为0.900g/cm3,试问其体积结晶度应为多少? 答:根据体积结晶度计算公式 带入ρ=0.900g/cm3,ρa=0.854g/cm3,ρc=0.936g/cm3 得=0.561

高分子物理第一-二章作业解答(class)

一:名词解释 a.高分子链的近程结构和远程结构 近程结构:高分子链所组成单元的化学结构和立体化学结构,即高分子的构造和构型。构造:高分子中原子的种类和排列,构型:某一原子的取代基在空间的排列 远程结构:单个分子链的大小和形态,链的柔顺性以及在各种环境中分子所采取的构象。 b.高分子链的构型和构象 构象:由围绕单键内旋转所形成的分子中原子在空间的不同排列形式。 构型:由化学键固定的分子中原子在空间的不同排列形式。 c.高分子链的柔性和刚性 柔性:高分子链每个单键内旋转而产生无数种构象,并具有强烈卷曲的倾向的特性, 刚性:与柔性相对,指的是高分子链不发生单键内旋转产生无数构象的特性。 d.自由结合链、自由旋转链和等效自由结合链 自由结合链:高分子链由N个长度相等的链节组成,并且每个链节的相互连接不受键角和内旋转势垒的限制,即自由旋转任意取向,同时链本身不占有体积。

自由旋转链:高分子链由N个相同单键组成,单键间夹角一定,单键内旋转不受阻碍,即是自由旋转的。 等效结合链:由于不存在自由结合链,也不存在自由旋转链,而只有无规线团状的链。假如这种线团的长度足够长,而且具有一定的柔性,则仍旧可以把它当作自由结合链进行统计处理,称为。 e.均方末端距和均方回转半径 均方末端距:线性高分子链一端至另一端的直线距离的平均值或其值平方的平均值。 均方回转半径:枝化高分子链的质量中心到各个链段的距离的平均值或其值的平方的平均值。 二:试比较下列聚合物(写出名称和缩写)分子链柔性的大小,阐述其理由 1 , C H2C H C H2C H C N C H2C H n n n C H3C l 以上三种高分子分别为聚丙烯(PP),聚乙烯腈(PAN),聚氯乙烯(PVC) 柔性由弱到强依次是:聚乙烯腈、PVC、PP,因为含极性侧基的高分子,侧基极性越强则链的柔性 越差。

关于高分子物理习题答案

高分子物理习题答案 第一章高分子链的结构 3.高分子科学发展中有二位科学家在高分子物理领域作出了重大贡献并获得诺贝尔奖,他们是谁?请列举他们的主要贡献。 答:(1)H. Staudinger(德国):“论聚合”首次提出高分子长链结构模型,论证高分子由小分子以共价键结合。1953年获诺贝尔化学奖。 贡献:(1)大分子概念:线性链结构 (2)初探[η]=KMα关系 (3)高分子多分散性 (4)创刊《die Makromol.Chemie》1943年 (2)P. J. Flory(美国),1974年获诺贝尔化学奖 贡献:(1)缩聚和加聚反应机理 (2)高分子溶液理论 (3)热力学和流体力学结合 (4)非晶态结构模型 6.何谓高聚物的近程(一级)结构、远程(二级)结构和聚集态结构?试分别举例说明用什么方法表征这些结构和性能,并预计可得到哪些结构参数和性能指标。 答:高聚物的一级结构即高聚物的近程结构,属于化学结构,它主要包括链节、键接方式、构型、支化和交联结构等,其表征方法主要有:NMR, GC, MS, IR, EA, HPLC, UV等。而高聚物的二级结构即高聚物的远程结构,主要包括高分子链的分子量、分子尺寸、分子形态、链的柔顺性及分子链在各种环境中所采取的构象,其表征方法主要有:静态、动态光散射、粘度法、膜渗透压、尺寸排除色谱、中子散射、端基分析、沸点升高、冰点降低法等。高聚物的聚集态结构主要指高分子链间相互作用使其堆积在一起形成晶态、非晶态、取向态等结构。其表征方法主要有:x-射线衍射、膨胀计法、光学解偏振法、偏光显微镜法、光学双折射法、声波传播法、扫描电镜、透射电镜、原子力显微镜、核磁共振,热分析、力学分析等。 8.什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。 答:由化学键所固定的原子或基团在空间的几何排布。 1,2:头-头,全同、间同、无规;头-尾,全同、间同、无规 3,4:头-头,全同、间同、无规;头-尾,全同、间同、无规 1,4:头-头,顺、反;头-尾,顺、反 9.什么叫做高分子构象?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。答:由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态(内旋转异构体)称为构象。不能用改变构象的办法提高其更规度。等规度是指高聚物中含有全同和间同异构体的总的百分数,涉及的是构型问题,要改变等规度,即要改变构型。而构型是由化学键所固定的原子或基团在空间的几何排布,改变构型必须通过化学键的断裂和重组。 11.假定聚丙烯主链上的键长为0.154纳米,键角为109.5°,根据下表所列数据,求其等效自由结合链的链段长度l e及极限特征比C∞。 聚合物溶剂温度(℃)A×104(nm)σ 聚丙烯(无规)环已烷、甲苯30 835 1.76

高分子物理_课程期中考试题参考答案

073高分子物理 课程期中考试题参考答案 一、名词解释(每小题2分,共16分) 1. 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。 2. 柔顺性 高分子链能够改变其构象的性质称为柔顺性。 3. 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。 4. 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。 5. 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。 6. 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。 7. 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)。 8. 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。 二.选择题(每小题2分,共16分) 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 5. 一般来说,那种材料需要较高程度的取向 B 。 A .塑料 B .纤维 C .橡胶 D .粘合剂 6. 测量数均分子量,不可以选择以下哪种方法: B 。

高分子物理试卷一

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

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