高分子物理知识点总结及习题

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.MaxwellB. KelvinC. 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<1/2B. χ1>1/2C. χ1=1/211.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。

高分子化学与物理主要习题解答参考书籍：《高分子物理教程柯杨船何平笙主编》《高分子化学（第五版）潘祖人主编》主讲人：柯扬船教授参与人员：刘壮刘乐王迪靳欢常启帆学校：中国石油大学（北京）一,选择题（题库抽选）1.本体聚合和溶液聚合都属于（）。

A均相聚和B非均相聚和C游离基逐步聚合D连锁聚合2.本体聚合中，聚合产物与作为溶剂的单体，呈完全（）A相分离B均相C非均相D混相3.聚苯乙烯，聚氯乙烯和聚乙烯醇的共同特点是( )A.主链是聚乙烯链，支链不同B.主链不相同，支链也不相同C.主链是聚乙烯链，都无支链D.侧基都不相同，却都能结晶4.根据推导自由基聚合反应动力学方程所做出的假设，选出下列正确答案（）A.引发剂的诱导速率=引发速率B.引发剂引发速率=链增长速率C.引发剂引发速率=链终止速率5.根据推导缩聚反应和自由基聚合反应的聚合度分布方程，选出下列正确答案[假设，Xw重均聚合度；Xn数均聚合度]（）A.对缩聚反应，Xw/Xn=2；B.对自由基岐化终止聚合反应Xw/Xn≈2C.对自由基偶合终止聚合反应Xw/Xn≈2D.对所有逐步聚合反应Xw/Xn≈26.设C M为向单体链转移系数，C1为向引发剂转移系数，Cs为向溶剂转移系数，Ktr M为向单体转移速率常数，Ktrl为向引发剂转移速率，Ktrs为向溶剂转移速率，Kp为聚合速率常数，Kd为引发剂分解速率，Kt为引发剂终止速率，Etr M为单向转移活化能，Ep为聚合反应活化能，Et链终止活化能Ed引发剂分解活化能，E是影响聚合度的综合活化能。

请从下列选出不正确的公式（）A.CM=Ktr M/Kp，C1=Ktrl/Kp，Cs=Ktrs/KpB.对于聚氯乙烯C M≈1/X nC.CM=Ktr M/Kp=（Atr M/Ap）exp=[-（Etr M-Ep）/RT]D.E=（Ep-Et/2）-Ed/27.按照自由基聚合微观动力学理论，Ri为引发剂引发速率，Rp为聚合速率，Kp为聚合速率，Rt为链终止反应速率，kt为链终止速率，Rd为引发剂分解速率，Kd为分解速率[I]为引发剂浓度[M]为游离基浓度，f为引发剂效率，则下列公式或假设不正确的是（）A. Ri= -d[I]dt=2fKd[I]B. Rp= -d[M]dt=Kp[M][M•]C. Rt= - d[M•] dt=2Kt[M•]^2D. Rd=-d[I]/dt=Kd[I]^28.指明和改正下列方程式中的错误（）A. Rp=K[^(1/2)](FKd/Kt)[I]^(1/2)[M]B. V=[Kp/(2Kt)][M•][M]C. Xn=(Xn)0-Cs[S]/[M]D. ꞇs=(Kp^2/(2Kt)([M]/Rp)9.高分子聚合物的聚集态或者凝聚态通常可包括（）A.结晶态，无定形态，液晶态B.结晶态，液晶态，热固态C.结晶态，无定形态D.结晶态，无定形态，液晶态，过滤态或亚稳态10.高分子链的结构形式是影响高分子结晶的内因，通常影响结晶的主要因素有（）A.分子链柔性，分子链支化度及分子链节对称性B.分子链取代基大小，分子量大小，分子量分布大小C.主链规整度大小，主链等规度大小，主链支化度及交联度大小D.主链全同立构结构，缩合聚合反应的高分子链11.高分子链聚集时会产生主价力和次价力，主价力的化学键能常为140-700Kj/mol而次价力键能仅8-42Kj/mol，但是有一些高分子聚合物热降解时却往往发生次价力还未来得及破坏而主价力先行破坏或其分子链先行断裂现象，其原因可能是（）A.高聚物分子量通常很高，链段次价力具有加和性B.高分子链次价力加和可能超过主价力C.高分子链之间产生氢键加和效应，支链或交联结构D.高分子量高聚物分子链的氢键范德华力与静电力其加和效应很强12.根据反应分子数N，反应物浓度C和反应程度P的定义，可写出以下种数均聚合度Xn的表达式，其中正确的表达式是（）A.Xn=N0/N(N0是高分子结构单元数，N是高分子数)B.Xn=C0/C(C0是高分子单体浓度，C是转化为高聚物的单体浓度)C.Xn=1/(1-P)(P是高分子反应程度)D.1/Xn=K1(K2[M])-C M-Cs[S]/[M](K1是阴离子聚合转移速率常数，K2是阴离子聚合速率常数，[M]是单体浓度，[S]是溶剂浓度，C M是阴离子聚合反应向单位转移常数，Cs是阴离子聚合反应向溶剂转移常数)13.根据高分子聚集态或凝聚态理论，高分子在不同结晶条件形成不同形态的晶体如（）A.折叠链晶体，伸展链晶体，纤维状晶体B.串晶体，单晶体和球晶体C.晶胞，晶型和晶状体D.液晶体，枝晶体和缨状胶束晶体二,计算题（题库抽选）14.对于双基终止的自由基聚合物，每一个大分子含有1.3个引发剂残基，假定无链转移，试计算歧化终止和偶合终止反应的相对量。

高分子物理习题及答案一、单选题（共80题，每题1分，共80分）1、结晶高聚物在冷却结晶过程中冷却速度加快，最后结晶度将( )。

A、不一定B、不变C、减小D、增大正确答案：C2、比较一下聚合物的流动性，哪个最好。

（）A、MI=10B、MI=0.1C、MI=1正确答案：A3、在高分子-良溶剂体系中,第二维利系数值为 ( ) 。

A、正值B、1C、负值D、0正确答案：A4、高聚物材料在受强力作用时，从韧性断裂转为脆性断裂时的温度是( ）。

A、脆化温度B、软化温度C、黏流温度D、玻璃化温度正确答案：A5、以下哪种材料的密度最大。

（）A、高压聚乙烯B、低压聚乙烯C、聚丙烯正确答案：B6、聚乙烯醇的英文缩写是（）。

A、PVAB、PPC、PAND、PA-6正确答案：A7、测定聚苯乙烯的数均相对分子质量，应采用的方法是（）。

A、黏度法B、沉降平衡法C、膜渗透压法正确答案：C8、以下哪个专业术语是“solubility parameter”的中文解释。

（）A、键接异构B、Boltzmann原理C、溶解度参数D、增塑作用正确答案：C9、以下哪个专业术语是“relaxation of stress”的中文解释。

（）A、应力松弛B、连锁聚合反应C、强迫高弹性D、逐步聚合反应正确答案：A10、以下哪个专业术语是“segment”的中文解释。

（）A、链段B、特性黏度C、银纹质（体）D、熔限正确答案：A11、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( )。

A、上B、左C、右D、下正确答案：C12、下列高聚物-溶剂对中，在室温下可溶解的是 ( ) 。

A、聚丙烯塑料-四氢萘B、聚乙烯-甲苯C、丁腈橡胶 -汽油D、尼龙-甲酰胺正确答案：D13、以下哪个专业术语是“blending modification”的中文解释。

（）A、溶致性液晶B、差热分析C、拉伸强度D、共混改性正确答案：D14、以下哪个专业术语是“Z-average molecular weight ”的中文解释。

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CH2C3CH CH21234（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。

CH2nCCH3CH CH21,4-加成CH2nCCH3CH CH21，2-加成CH2nC CH3CH CH23，4-加成（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CH 2CH 2CH 2CH 2C CH 3C HCH 3C CH②反式1，4-加成2CH 2CH 2CH 2C CH 3C HCH 3C C③1，2-加成全同立构CH 2C C 3C C HHH HCH CH 2CH CH 3C C H HCH 2CHCH 3④1，2-加成间同立构CC 3CC HH H HCH 3C C H HCH 3RRRR=CHCH 2⑤3，4-加成全同立构CH 2C CH3C CC C HH H HC C H HCH 2C CH 3CH 2C CH3HH⑥3，4-加成间同立构C C CC HH H HC CH HRRRR=CH 2HH C 36．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。

名词解释：1. 时间依赖性：在一定的温度和外力作用下，高聚物分子从一种平衡态过渡到另一种平衡态需要一定的时间2. 松弛时间τ :橡皮由ΔX(t)恢复到ΔX(0)的 1/e 时所需的时间3. 松弛时间谱：松弛过程与高聚物的相对分子质量有关，而高聚物存在一定的分子量分布，因此其松弛时间不是一个定值，而呈现一定的分布。

4. 时温等效原理：升高温度或者延长观察时间(外力作用时间)对于聚合物的分子运动是等效的，对于观察同一个松弛过程也是等效的。

5. 模量：材料受力时，应力与应变的比值6. 玻璃化温度：为模量下降最大处的温度。

7. 自由体积：任何分子的转变都需要有一个自由活动的空间 ,高分子链活动的空间8. 自由体积分数(f)：自由体积与总体积之比。

9. 自由体积理论：当自由体积分数为 2.5%时，它不能够再容纳链段的运动，链段运动的冻结导致玻璃化转变发生。

10. 物理老化：聚合物的某些性质随时间而变化的现象11. 化学老化：聚合物由于光、热等作用下发生的老化12. 外增塑：添加某些低分子组分使聚合物 T g 下降的现象13. 次级转变或多重转变： Tg 以下，链段运动被冻结，存在需要能量小的小尺寸运动单元的运动14. 结晶速率：物品结晶过程进行到一半所需要时间的倒数15. 结晶成核剂：能促进结晶的杂质在结晶过程中起到晶核的作用16. 熔融：物质从结晶态转变为液态的过程17. 熔限：结晶聚合物的熔融过程，呈现一个较宽的熔融温度范围18. 熔融熵S m ：熔融前后分子混乱程度的变化19. 橡胶: 施加外力时发生大的形变，外力除去后可以恢复的弹性材料20. 应变: 材料受到外力作用而所处的条件使其不能产生惯性移动时 ,它的几何形状和尺寸将发生变化21. 附加应力：可以抵抗外力的力22. 泊松比：拉伸实验中材料横向应变与纵向应变比值的负数23. 热塑性弹性体：兼有橡胶和塑料两者的特性，在常温下显示高弹，高温下又能塑化成型24. 力学松弛：聚合物的各种性能表现出对时间的依赖性25. 蠕变：在一定的温度下和较小恒应力的持续作用下，材料应变随时间的增加而增大的现象26. 应力松驰：在恒定温度和形变保持不变条件下，聚合物内部应力随时间的增加而逐渐衰减的现象27. 滞后：聚合物在交变应力作用下形变落后于应力变化的现象28. 力学损耗或者内耗：单位体积橡胶经过一个拉伸 ~ 回缩循环后所消耗的功29. 储存模量 E’：同相位的应力与应变的比值30. 损耗模量 E”：相差 90 度相位的应力振幅与应变振幅的比值31. Boltzmann 叠加原理：聚合物的力学松弛行为是其整个历史上各松弛过程的线性加和32. 应变软化：随应变增大，应力不再增加反而有所下降33. 银纹屈服：聚合物受到张应力作用后，由于应力集中产生分子链局部取向和塑性变形，在材料表面或内部垂直于应力方向上形成的长 100 、宽 10 、厚为 1 微米左右的微细凹槽或裂纹的现象34. 裂纹：由于分子链断裂而在材料内部形成的空隙，不具有强度，也不能恢复。

高分子化学物理经典题型汇总一、题型1：选择题（共20分，每题2分）1. 下列哪种聚合物的柔顺性最好？（）A. 聚乙烯B. 聚丙烯C. 聚丁二烯D. 聚苯乙烯答案：C。

解析：聚丁二烯主链上有双键，双键会使链段更容易旋转，柔顺性较好，而聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯的链段旋转相对较难，柔顺性不如聚丁二烯。

2. 高分子链的构象是由（）决定的。

A. 化学键B. 内旋转C. 范德华力D. 氢键答案：B。

解析：高分子链的构象主要是由于单键的内旋转而产生的不同的空间形态，化学键是连接原子的，范德华力和氢键主要影响分子间的相互作用，而非构象。

二、题型2：填空题（共20分，每题2分）1. 高分子的聚合度是指______的数目。

答案：重复单元。

解析：聚合度表示高分子链中重复单元的数量，它反映了高分子的大小。

2. 常见的逐步聚合反应有______和______等。

答案：聚酯化反应、聚酰胺化反应。

解析：聚酯化反应是通过羧基和羟基反应生成酯键，聚酰胺化反应是通过羧基和氨基反应生成酰胺键，这两种都是典型的逐步聚合反应。

三、题型3：简答题（共30分，每题10分）1. 简述高分子的链结构类型。

答案：高分子的链结构包括近程结构和远程结构。

近程结构主要指链节的化学组成、连接顺序、立体构型等；远程结构包括高分子链的大小（分子量及其分布）和形态（构象等）。

解析：近程结构决定了高分子的基本性质，如化学稳定性等，远程结构则影响高分子的物理性能，如柔顺性等。

2. 什么是加聚反应？有哪些特点？答案：加聚反应是由不饱和的单体通过加成反应相互结合生成高分子化合物的反应。

特点有：反应过程中没有小分子副产物生成；单体必须是含有双键等不饱和键的化合物；聚合物的化学组成与单体基本相同。

解析：加聚反应的本质是不饱和键的加成，由于没有小分子产生，所以反应后的聚合物和单体的元素组成基本不变。

3. 高分子的结晶过程受到哪些因素影响？答案：高分子的结晶过程受到分子链结构、分子量、温度、外力等因素影响。

高分子物理课后题总结第二章1、举例说明聚合反应的几类单体及聚合方式；单体种类：具有两个（或多个）官能的末端基团；具有重键的单体；在环中含杂原子的环状单体。

2、简述高分子链结构单元的化学组成；3、简述影响高分子链的柔顺性的影响因素。

（1）主链结构单键：若主链全部由单键组成，一般来说链的柔性较好，PE、PP、乙丙橡胶柔顺性好。

不同的单键柔顺性顺序为：-Si-O- > -C-N- > -C-O- > -C-C-聚酰胺-66、聚己二酸己二醇酯等柔顺性好。

单键的键长也影响内旋转，如Si-O、Si-C键的键长较长，柔顺性高。

而且，Si-O-Si键角也比C-O-C键角大，内旋转更容易。

双键：双键本身不能旋转，但孤立双键旁的单键内旋转容易，链的柔顺性好，如顺式1, 4-聚丁二烯。

主链如为共轭双键，则分子显刚性，如聚乙炔及聚苯等。

芳杂环结构：主链上芳杂环不能内旋转，所以，这样的分子链柔顺性差。

全梯形吡龙不仅有芳环，而且环的张力大，环间无单键，分子刚性更大。

氢键：纤维素可生成分子内和分子间氢键，蛋白质分子采取螺旋构象，螺旋之间以氢键相连，所以它们的刚性强。

（2）侧基侧基的极性：极性大时，相互作用力大，分子内旋转受阻，柔顺性变差。

分子链的柔顺顺序：聚丙烯腈<聚氯乙烯<聚丙烯极性侧基比例越大，分子链内旋转越困难，柔顺性越差。

如聚氯丁二烯的柔顺性大于聚氯乙烯，后者又大于聚1, 2-二氯乙烯。

侧基的体积：基团体积越大，空间位阻越大，内旋转越困难。

如聚苯乙烯分子链的柔顺性比聚丙烯小，后者又比聚乙烯小。

侧基的对称性：聚异丁烯的每个链节上有两个对称的甲基，这使主链间的距离增大，分子链柔顺性比聚乙烯还要好，可以做橡胶。

（3）分子链的长短一般来说，分子链越长，构象数目越多，链的柔顺性越好。

（4）支链和交联若支链较长，阻碍链的内旋转起主导作用时，柔顺性下降。

但某些短支链阻碍分子链之间的接近，有助于各分子链的内旋转，使柔性增加。

高分子物理习题及答案第一章1． 假定A 与B 两聚合物试样中都含有三个组分，其相对分子质量分别为1万、10万和20万，相应的重量分数分别为：A 是0.3、0.4和0.3，B 是0.1、0.8和0.1，计算此二试样的n M 、w M 和z M ，并求其分布宽度指数2n σ、2w σ和多分散系数d 。

解：（1）对于A281691023.0104.0103.011554=⨯++==∑ii n M W M 1030001023.0104.0103.0554=⨯⨯+⨯+⨯==∑i i w M W M1556301030001043.0104.0103.0101082=⨯⨯+⨯+⨯==∑wiizM M W M66.3==n w M M d()92221090.266.3281691⨯=⨯=-=d M n n σ ()102221088.366.31030001⨯=⨯=-=d M w w σ（2）对于B54054=n M 101000=w M 118910=z M87.1=d921054.2⨯=n σ 921087.8⨯=w σ2． 假定某聚合物试样中含有三个组分，其相对分子质量分别为1万、2万和3万，今测得该试样的数均相对分子质量n M 为2万、重均相对分子质量w M 为2.3万，试计算此试样中各组分的摩尔分数和重量分数。

解：（1）221n i i iii i i i w ni i i iiM N M N MW M N M M n M W M M N ⎧=⎪⎪===⎨⎪⎪=⎩∑∑∑∑∑⎪⎩⎪⎨⎧=++⨯=⨯+⨯+⨯=⨯+⨯+1106.4109104101021031021032183828184342414N N N N N N N N N解得 3.01=N ，4.02=N ，3.03=N（2）⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧====∑∑∑∑111i ii w n ii i i n W M W M M M W M W M 或⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=++⨯=⨯+⨯+⨯=⨯+⨯+1103.21031021010211031021032143424144434241W W W W W W W W W解得 15.01=W ，4.02=W ，45.03=W3. 在25℃的θ溶剂中，测得浓度为7.36×10-3g/mL 的聚氯乙烯溶液的渗透压为0.248g/cm 2，求此试样的相对分子质量和第二维里系数A 2，并指出所得相对分子质量是怎样的平均值。

高分子物理练习题与参考答案一、单选题（共81题，每题1分，共81分）1.结晶高聚物的应力-应变曲线与非晶高聚物比较的主要不同之处有（）。

A、应变硬化B、大变形C、细颈化正确答案：C2.玻璃态高聚物只有处在（）之间的温度范围，才能在外力作用下实现强迫高弹形变。

A、Tm<T<TfB、Tg<T< TfC、Tb<T<TgD、Tf<T<Tm正确答案：C3.将聚乙烯无规氯化时，Tg随氯含量增加而（）。

A、减小B、先增加后减小C、增加正确答案：B4.高聚物在玻璃态下仍有小范围的主链曲柄运动，有以上次转变的被称为（）转变。

A、gB、bC、aD、d正确答案：A5.以下哪个专业术语是“AFM”的中文解释。

（）A、接触角方法B、原子力显微镜C、二级离子质谱D、衰减全反射红外光谱正确答案：B6.在静电场或低频率时，所有极化都有足够的时间发生，极化和电场同相而不消耗能量，这时介电常数（）。

A、居中B、最大C、最小正确答案：B7.“指在高聚物受热后，从高分子链的末端开始，以结构单元为单位进行连锁脱除单体的降解反应。

” 是下列选项中哪一个名词的解释。

（）A、溶剂化作用B、内聚能密度C、玻璃化转变D、解聚反应正确答案：D8.有Tf的高聚物是（）。

A、PTFEB、UHMWPEC、PC正确答案：C9.模拟应力松驰过程不能选用（）。

A、Maxwell模型B、Kelvin模型C、四元件模型正确答案：B10.蠕变与应力松弛速度（）。

A、随温度升高而增大B、随温度升高而减小C、与温度无关正确答案：A11.当相对分子质量增加时，以下哪种性能减小或下降。

（）A、可加工性B、熔点C、抗张强度正确答案：A12.下列聚合物中，内聚能密度从小到大的顺序是 ( )。

A、顺丁橡胶，聚氯乙烯，尼龙 6B、胶，尼龙 6，聚氯C、顺丁橡胶，尼龙6，聚氯乙烯D、尼龙6，顺丁橡胶，聚氯乙烯正确答案：A13.当高分子溶液从凝胶渗透色谱柱中被淋洗出来时，溶液中的分子分离按( )。

高分子物理学思考题及习题第1章思考题1-1重要概念：高分子化合物；高分子材料（聚合物）；天然高分子材料；人工合成高分子材料；塑料；橡胶；纤维；功能高分子；结构单元；聚合度；线形分子链（线形高分子）；支化分子链（支化高分子）；交联网络（交联高分子）。

1-2了解高分子材料的分类法和命名法。

1-3与小分子化合物和小分子材料相比，高分子化合物与高分子材料的结构有哪些重要特点使之具有独特的性能？将这些特点牢记在心。

1-4仔细阅读关于高分子材料的“多分散性和多尺度性”、“软物质性”及“标度性”的说明，理解其意义。

1-5了解高分子物理学的核心内容和主要学习线索，体会“高分子物理学是研究高分子材料结构、分子运动与性能的关系的学说”。

1-6阅读“高分子物理学发展简史及研究热点”一节，了解当前高分子物理学的热点问题和发展方向。

1-7根据生活经验，列举一些适合用作塑料、橡胶或纤维的聚合物名称。

1-8下列一些聚合物（我国的商品名称）：丁苯橡胶，氯丁橡胶，硅橡胶，环氧树脂，脲醛树脂，聚氯乙烯，聚碳酸脂，涤纶，锦纶，腈纶。

试分别写出各自结构单元的化学结构式及合成所需单体的化学结构式。

第一章习题可能与高分子化学学习内容重复，可不做。

第2章思考题及习题2-1重要概念：近程结构；远程结构；构型；构象；无规线团；内旋转；内旋转势垒；分子链柔顺性（静态和动态）；链段；均方末端距；均方旋转半径；自由连接链；自由旋转链；等效自由连接链；Kuhn等效链段；高斯链；θ条件/θ状态；Flory特征比（刚性因子）。

（1）近程结构：包括构造和构型。

构造是指链中原子的种类和排列，取代基和端基的种类，单体单元的排列顺序，支链的类型和长度等。

构型是指由化学键所固定的链中原子或基团在空间的排列。

注意：近程结构相当于“链的细节”。

构造着重于链上的原子的种类、数目比例、相互连接关系。

构型涉及空间立体异构（顺反异构、旋光异构）。

（2）远程结构：包括分子的大小、构象和形态，链的柔顺性。

第一章高分子链的结构1写出由取代的二烯(1，3丁二烯衍生物)CH r CH=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-CHj-nCOOCH 3 CH 3 °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%左右的疑基未反应，若用HICh 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，因而只留下少呈未反 应的疑基：0——CH 2同时若用HICh 氧化处理时r 可得到乙酸和丙酮：_(>42_CH-CH 2-C^-CH 2-CH-HIC\ 一 CH£—OHI I III OH OHOHo若单体为头■头或尾■尾连接，则缩醛化时不易形成较不稳走的五元环，因之未反应的OH 基数应更多(>14%),而且经HICh 氧化处理时f 也得不到丙酮：—CH 2-CH —CH 2-CH —CH 2-CH -OHOH OHCH 2-CH —CH 2-CH - —CH 2-CH ' N+ CH 3C -CH 3oCH —OHcIO—O23氯乙烯（％=饷一CI ）和偏氯乙烯（CH^CC —）的共聚物，经脱除HC1和裂解后，产物有: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 +CH 2=C —CI2IICl Cl (V)(D)--- V — V — V ----- ——V — V —D —— --- D —D — V ------ ——D —D —D ——而实验得到这四种裂解产物的组成是10 ： 1 ： 1 ： 10 z 可见原共聚物中主要为：D —D —D —— 的序列分布，而其余两种情况的无规链节很少。

高分子物理练习题含参考答案一、单选题（共70题，每题1分，共70分）1.聚丙烯酸甲酯的Tg为3℃，聚丙烯酸的Tg为106℃，后者高是因为A、范德瓦尔斯力大B、存在氢键C、侧基的长度短正确答案：C2.在高聚物结晶过程中拉伸，则会导致A、熔点下降B、熔点升高C、熔点不变正确答案：B3.剪切屈服是一种( )A、塑性形变B、黏性流动C、弹性形变正确答案：A4.聚乙烯的典型晶片的厚度约为12.5 nm，那么分子链垂直穿过晶片时碳原子的数目为( )（假定C—C键长为0.154 nm，键角为θ=109.5°）A、10B、100C、200正确答案：B5.非极性聚合物溶解在非极性溶剂中，混合热△Hm为（A、不确定B、△Hm>0C、△Hm<0D、△Hm=0正确答案：B6.Maxwell模型可以用来描述（)A、蠕变过程B、线形高聚物的应力松弛过程C、交联高聚物的应力松弛过程正确答案：B7.熔融指数的单位是( )A、克B、秒C、泊正确答案：A8.在共轭二烯烃中，反式异构体的玻璃化温度比顺式( )。

A、高B、无差别C、低正确答案：A9.下列条件中适于制备单晶的是( )A、稀溶液B、高温高压C、熔体正确答案：A10.韧性聚合物在拉伸过程中产生的剪切带( )。

A、与外力方向平行B、大体上与外力成45°夹角C、与外力方向垂直正确答案：B11.聚合物的相对分子质量增加，则冲击强度( )。

A、减小B、增大C、不变正确答案：B12.退火使结晶度A、不变B、减小C、增加正确答案：C13.杨氏模量的单位是( )。

A、N/m²B、比例常数，没单位C、N正确答案：A14.高分子溶解过程熵变ΔSm 为( )。

A、不确定B、ΔSm＞0C、ΔSm＜0D、ΔSm＝0正确答案：B15.与塑料和橡胶相比，纤维的特点是A、强度较大B、内聚能密度较小C、相对分子质量较大正确答案：A16.等规度是指高聚物中( )A、全同立构的百分数B、顺反异构体的百分数C、全同和间同立构的总的百分数D、问同立构的百分数正确答案：C17.同一聚合物的下列三种不同的黏度，最大的是( )。

⾼分⼦物理习题和答案第1章⾼分⼦链的结构1. 写出聚氯丁⼆烯的各种可能构型。

2. 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，必须有化学键的断裂和重排。

3. 为什么等规⽴构聚苯⼄烯分⼦链在晶体中呈31螺旋构象，⽽间规⽴构聚氯⼄稀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。

4. 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δ212,2=rf h h δδ越⼤,柔顺性越差；δ越⼩，柔顺性越好；特征⽐C n 22nlh c n =对于⾃由连接链 c n =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。

5. 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。

6. 从结构出发，简述下列各组聚合物的性能差异： (1) 聚丙烯腈与碳纤维；线性⾼分⼦梯形⾼分⼦(2)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 (3)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 (4)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、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。

第一章 高分子链的结构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 3COOCH 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 4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 2CH CH 2CH CH 2CH CH 2OCH 2CH OCH 2O CH CH 2CH 2CH OH同时若用HIO 4氧化处理时，可得到乙酸和丙酮：CH 2CH CH 2OHCH CH 2OHCH OHHIO 4CH 3COHO+CH 3COCH 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 4氧化处理时，也得不到丙酮：CH 2CH CH OHCH 2CH 2CH OHOHCH 2OCHO2OCHCH 2CH 2CHOHCH 2CH CH OHCH 2CH 2CH OHOH4CH 3COHO+OH COCH 2CH 2COHO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 2CHCl）和偏氯乙烯（CH 2CCl 2）的共聚物，经脱除HCl 和裂解后，产物有：，Cl，ClCl，ClCl 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）：CH2CHClCH2CClCl +(V)(D) V V VV V DD D VD D D这四种排列方式的裂解产物分别应为：，Cl，ClCl，ClCl Cl而实验得到这四种裂解产物的组成是10：1：1：10，可见原共聚物中主要为：V V V、D D D的序列分布，而其余两种情况的无规链节很少。

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。

构象是围绕单键旋转所引起的排列变化，改变构象只需克服单键旋转位垒即可实现，而且分子中的单键旋转是随时发生的，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CH2C3CH CH21234（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。

CH2nC3CH CH21,4-加成CH2nC3CH CH21，2-加成CH2nC CH3CH CH23，4-加成（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CH 2CH 2CH 2CH 2C CH 3C HCH 3C CH②反式1，4-加成2CH 2CH 2CH 2C CH 3C HCH 3C CH③1，2-加成全同立构CH 2C C 3C C HHH HCH CH 2CH CH 3C C H CH 2CHCH 3④1，2-加成间同立构C C 3CC HH HHCH 3C C H CH 3RRRR=CHCH 2⑤3，4-加成全同立构CH 2C CH3C CC C HH H HC C H HCH 2C CH 3CH 2C CH3HH⑥3，4-加成间同立构C C CC HH H HC CH HRRRR=CH 2H H C CH 36．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。

⾼分⼦物理考研习题整理05聚合物的分⼦运动汇总1 形变-温度曲线（1）聚合物的分⼦运动有什么特点？①运动单元的多重性。

除整个分⼦的运动（布朗运动）外，还有链段、链节、侧基、⽀链等的运动（称为微布朗运动）。

②运动的时间依赖性。

从⼀种状态到另⼀种状态的运动需要克服分⼦间很强的次价键作⽤⼒（内摩擦），因⽽需要时间，称为松弛时间，记作τ。

τ/0t e x x -?=?。

当t=τ时，e x x /0t ?=?，因⽽松弛时间定义为：t x ?变为0x ?的1/e 时所需要的时间。

它反映某运动单元松弛过程的快慢。

由于⾼分⼦的运动单元有⼤有⼩，τ不是单⼀值⽽是⼀个分布，称为松弛时间谱。

③运动的温度依赖性。

升⾼温度加快分⼦运动，缩短了松弛时间。

RT E e /0?=ττ，式中ΔE 为活化能，τ0为常数。

在⼀定的⼒学负荷下，⾼分⼦材料的形变量与温度的关系称为聚合物的形变-温度曲线（旧称热-机械曲线）。

（2）试述线型⾮晶态聚合物的形变-温度曲线和模量-温度曲线上的各区域和转折点的物理意义。

形变-温度曲线与相应的模量-温度曲线形状正好相反，都⽤于反映分⼦运动。

【图12-2】两条曲线上都有三个不同的⼒学状态和两个转变（简称三态两转变）。

玻璃态：链段运动被冻结，此时只有较⼩的运动单元（如链节、侧基等）能运动，以及键长、键⾓的变化，因⽽此时的⼒学性质与⼩分⼦玻璃差不多，受⼒后形变很⼩（0.01%~0.1%），且遵循Hooke 定律，外⼒除去⽴即恢复。

这种形变称为普弹形变。

玻璃态转变：在3~5℃⼏乎所有物理性质都发⽣突变，链段此时开始能运动，这个转变温度称为玻璃化（转变）温度，记作Tg 。

⾼弹态：链段运动但整个分⼦链不产⽣移动。

此时受较⼩的⼒就可发⽣很⼤的形变（100%~1000%），外⼒除去后形变可完全恢复，称为⾼弹形变。

⾼弹态是⾼分⼦特有的⼒学状态。

黏流温度：链段沿作⽤⼒⽅向的协同运动导致⼤分⼦的重⼼发⽣相对位移，聚合物呈现流动性，此时转变温度称为流动温度，记作Tf 。