高分子科学教程答案_韩哲文

《高分子化学教程》习题答案（王槐三第三版）第1章1、解释下列概念(1) 高分子化合物：由众多原子或原子团主要以共价键结合而成的相对分子质量在1万以上的化合物。

(2) 重复结构单元：将大分子链上化学组成和结构可重复的最小单位称为重复结构单元(在高分子物理里也称为链节)。

(3) 结构单元：由1个单体分子通过聚合反应而进入聚合物重复单元的那一部分叫结构单元。

(4) 平均相对分子质量：高分子化合物中同系物相对分子质量的统计平均值。

(5) 平均聚合度：所有大分子链上所含重复结构单元数量的统计平均值。

(6) 多分散性和分散指数：多分散性是指聚合物材料中所含大分子同系物的相对分子质量不相等的这一特性。

分散指数是指重均相对分子质量与数均相对分子质量的比值。

2、写出合成下列聚合物的聚合反应方程式并标出结构单元 (1) 涤纶n HOOCCOOH n HO(CH 2)2OH (2n -1)H 2OHO[OCCOO(CH 2)2O]n H +=+结构 结构单元单元(2) 尼龙-610n HOOC COOH n H 2N(CH 2)6NH 2(2n -1)H 2OHO [ OC(CH 2)8COHN(CH 2)6NH ]+=+(CH 2)8n H 结构单元结构单元(3) 有机玻璃n CH 2CH 3COOCH 3CCH 2CH 3C COOCH 3=[]n CH 2CH 3C COOCH 3结构单元：(4) 聚乙烯醇n CH 2 = CHOCOCH 3CH 2CH []OCOCH 3n水解聚合[]CH 2CH OHn(5) 环氧树脂 (见P8) (6) 聚碳酸酯HOCH 3CH 3C Cl C O ClH OC CH 3CH 3OCCl + (2n - 1)HCl=+n n []OH n O(7) 聚己二氨基甲酸丁二酯n OCN(CH 2)6NCO + n HO(CH 2)2OH = []OCNH(CH 2)6NHCOO(CH 2)4O n(8) 维尼纶[]CH 2CH OHn + CH 2O CH 2CHCH 2CH CH 2CH OCH 2OOH(9) 丁腈橡胶nCH 2CHCN CH 2CHCH CH CH 2CHCH 2CHCHCH 2CNnn +[](10) ABS 树脂nCH 2CHCN CH 2CHCH CH 2n ++ nCH 2CH+ BPOCH 2CHCH 2CHCHCH 2CH 2CH CNn[]3、写出合成下列聚合物的聚合反应方程式并命名聚合物 (1) HO OC(CH 2)8CONH(CH 2)6NH n H []HO OC(CH 2)8CONH(CH 2)6NH n H[]n HOOC(CH 2)8COOH + n H 2N(CH 2)6NH 2 =尼龙-610 (2)[]OCNH(CH 2)6NHCOO(CH 2)4O n见第2题(7)小题 聚己二氨基甲酸丁二酯(3) H O(CH 2)5CO OH[]nn HOOC(CH 2)5OH = HO []OC(CH 2)5O H + (n-1)H 2On聚6-羟基己酸酯 4、参见教材p3315、分别写出单独或与别的单体进行聚合的反应方程式并命名聚合物。

《高分子化学》习题与解答第一章、绪论习题与思考题１. 写出下列单体形成聚合物得反应式。

注明聚合物得重复单元与结构单元,并对聚合物命名,说明属于何类聚合反应。

(1)CH2=CHCl; (2)CH2＝C (CH3)2;(3)HO(CH2)5COOH; (4) ;(5)H2N(CH2)10NH2 + HOOC(CH2)8COOH ;(6)OCN(CH2)6NCO + HO(CH2)2OH ;２. 写出下列聚合物得一般名称、单体与聚合反应式。

(1) (2)(3)(4)(5)(6)３、写出合成下列聚合物得单体与聚合反应式:（1）聚丙烯晴（2）丁苯橡胶（3）涤纶（4）聚甲醛（5）聚氧化乙烯（6）聚砜４. 解释下列名词:（1）高分子化合物,高分子材料（2）结构单元,重复单元,聚合度;（3）分子量得多分散性,分子量分布,分子量分布指数;（4）线型结构大分子,体型结构大分子;（5）均聚物,共聚物,共混物;（6）碳链聚合物,杂链聚合物。

５. 聚合物试样由下列级分组成,试计算该试样得数均分子量与重均分子量及分子量分布指数。

级分重量分率分子量1 0、5 1×1042 0、2 1×1053 0、2 5×1054 0、1 1×106６. 常用聚合物分子量示例于下表中。

试计算聚氯乙烯、聚苯乙烯、涤纶、尼龙－66、顺丁橡胶及天然橡胶得聚合度,并根据这六种聚合物得分子量与聚合度认识塑料、纤维与橡胶得差别。

塑料分子量(×104) 纤维分子量(×104) 橡胶分子量(×104) 聚氯乙烯5～10 涤纶1、8～2、3 顺丁橡胶25～30聚苯乙烯10～30 尼龙－66 1、2～1、3 天然橡胶20～40７. 高分子化合物得制备方法有哪几类？试分别举例说明之。

８. 高分子科学得主要研究内容就是什么？为什么说它既就是一门基础科学,也就是一门应用科学？习题与思考题１、解:(1)加聚反应结构单元与重复单元都就是:(2)加聚反应结构单元与重复单元都就是:(3)缩聚反应结构单元与重复单元都就是(4)开环聚合反应[ CH2CH2CH2O ]nnCH2CH2CH2 O结构单元与重复单元都就是:(5)缩聚反应OOHOOC(CH2)8COOHnH2N(CH2)10NH 2 +[ HN(CH2)10NHC(CH2)8C ]结构单元:与(6)加聚反应OO[ C NH(CH2)6NH C O(CH2)2O ]n nOCN(CH2)6NCO + HO(CH2)2OH结构单元:与重复单元:２、解: (1)聚甲基丙烯酸甲酯单体为甲基丙烯酸甲酯(2) 聚丙烯酸甲酯单体为丙烯酸甲酯(3) 聚己二酸乙二酯(尼龙66) 单体为乙二胺与乙二酸H2N(CH2)6NH2 n HOOC(CH2)4COOH+H [ NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO ]n OH + (2n-1)H2O(4) 聚己内酰胺单体为己内酰胺或氨基己酸或n H 2N(CH2)6COOH H [ NH(CH 2)5CO ]n OH + (n -1)H2O(5) 聚异戊二烯单体为异戊二烯nCH2C(CH 3)CH CH2[ CH2C(CH3) CH CH2]n(6) 聚碳酸酯单体为双酚Ａ与光气C n HOOH CH 3CH 3+n COCl 2CH 3CH 3C H [ OOC ] Cl O n+(2n -1)HCl3、解: (1)单体为丙烯腈(2)单体为丁二烯与苯乙烯(3)单体为对苯二甲酸与乙二醇CH 3O C C OCH3+HOCH2CH 2OHHOCH2CH 2OCCOCH2CH 2OHOOOO CH 3OH1[ OCHCHCC ]nOOHOCH2CH 2OH--2(4)单体为甲醛(5)单体为环氧乙烷或单体为乙二醇或单体为氯乙醇(6)单体为４、解:（7）高分子化合物,高分子材料;高分子化合物指得就是由多种原子以相同得,多次重复得结构单元通过共价键连接起来得,分子量就是104~106得大分子所组成得化合物。

高分子物理课后习题答题--韩哲文(总17页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--高分子科学教程—高分子物理部分第7章聚合物的结构P2351.简述聚合物的结构层次答：高分子结构的内容可分为链结构与聚集态结构两个组成部分。

链结构又分为近程结构和远程结构。

近程结构包括构造与构型，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。

构型是指某一原子的取代基在空间的排列。

近程结构属于化学结构，又称一级结构。

远程结构包括分子的大小与形态、链的柔顺性及分子在各种环境中所采取的构象。

远程结构又称二级结构。

聚集态结构是指高分子材料整体的内部结构，包括晶态结构、非晶态结构、取向态结构、液晶态结构以及织态结构。

前四者是描述高分子聚集体中的分子之间是如何堆砌的，又称三级结构。

织态结构则属于更高级的结构。

2．写出聚异戊二稀的各种可能的构型和名称（只考虑头－尾键接方式）。

解：（1）1，2－聚合：全同立构1，2－聚异戊二稀；间同立构1，2－聚异戊二稀；无规立构1，2－聚异戊二稀。

（2）3，4－聚合：全同（间同，无规）立构－聚3，4－聚异戊二稀。

（3）1，4聚合：顺式（反式）1，4－聚异戊二稀。

注意：一般来说，顺式、反式聚合都是在特定的催化剂下进行的，当催化剂一定时，产物结构就一定，所以不存在无规的几何异构体。

3．高分子的构型和构象有什么不同等规聚丙烯晶体中的螺旋链属于构型范畴还是构象范畴如果聚丙烯的规整度不高，能否通过单健内旋转来改变构象而提高其规整度为什么答：高分子的构型是指分子中由化学健固定的原子在空间的几何排列；高分子的构象是指由于单健内旋转而产生的分子在空间的不同形态。

高分子的构型属于高分子链的近程结构；而高分子的构象属于高分子链的远程结构。

等规聚丙烯晶体中的螺旋链是通过单健内旋转形成的而由晶格固定的形态，当晶体受热融化后，螺旋链会发生变化，因此属于构象范畴。

▲为08年6月考试题目*为14年6月考题第一章概述3. 说出10种你在日常生活中遇到的高分子的名称。

答：涤纶、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、PET、蛋白质、核酸、涂料、塑料、合成纤维6.下列物质中哪些属于聚合物？（1）水；（2）羊毛；（3）肉；（4）棉花；（5）橡胶轮胎；（6）涂料答：羊毛、棉花、橡胶轮胎、涂料、肉*7.写出下列高分子的重复单元的结构式：（1）PE；（2）PS；（3）PVC；（4）POM；（5）尼龙；（6）涤纶答：（1）PE——聚乙烯－CH2－CH2－（2）PS——聚苯乙烯（3）PVC——聚氯乙烯（4）POM——聚甲醛－O－CH2－（5）尼龙——聚酰胺－NH(CH2)5CO－（6）涤纶——聚对苯二甲酸乙二醇酯P7名称结构单元单体单元H2C CCH3H3COOC聚甲基丙烯酸甲酯一样一样H2 C H CH3COOC聚丙烯酸甲酯一样一样—NH(CH2)6NHCO(CH)4CO—尼龙-66 —NH(CH2)6NH——CO(CH)4CO—无H2C CH3C HCCH2聚异戊二烯一样一样▲（1）高分子；（2）链节；（3）聚合度；（4）多分散度；（5）网状结构；（6）共聚物答：（1）高分子也叫聚合物分子或大分子，具有高的相对分子量，其结构必须是由多个重复单元所组成，并且这些重复单元实际是或概念上是由相应的小分子衍生而来的。

（2）链节是指结构重复单元，重复组成高分子分子结构的最小结构单元。

（3）聚合度是单个聚合物分子所含单体单元的数目。

（4）多分散性：除了蛋白质、DNA等外，高分子化合物的相对分子质量都是不均一的（5）网状结构是交联高分子的分子构造。

（6）共聚物：由一种以上单体聚合而成的聚合物。

14、平均相对分子质量为100万的超高相对分子质量PE的平均聚合度是多少？P＝100×10000/28＝35700▲21、高分子结构有哪些层次？各层次研究的内容是什么？答：高分子结构由4个层次组成：a、一级结构，指单个大分子内与基本结构单元有关的结构，包括结构单元的化学组成、链接方式，构型，支化和交联以及共聚物的结构b、二级结构，指若干链节组成的一段链或整根分子链的排列形状。

高分子物理智慧树知到课后章节答案2023年下青岛科技大学青岛科技大学第一章测试1.高分子科学的3个组成部分是A:高分子物理学 B:聚合反应工程C:高分子化学 D:高分子工程学答案:高分子物理学;高分子化学;高分子工程学2.聚合物的定义有如下几个含义A:其来源既有天然的，也有人工合成的 B:重复单元之间由共价键连接 C:分子量很大 D:由几种重复单元构成答案:重复单元之间由共价键连接;分子量很大;由几种重复单元构成3.以下橡胶品种之中全世界产量居前2位的是A:天然橡胶 B:丁腈橡胶 C:聚氨酯弹性体 D:乙丙橡胶答案:天然橡胶;乙丙橡胶4.以下聚合物品种可作塑料的是A:尼龙 B:EPDM C:聚丙烯 D:氯化聚乙烯答案:尼龙;聚丙烯5.聚乙烯的品种主要有A:EPDM B:LLDPE C:HDPE D:LDPE答案:LLDPE;HDPE;LDPE6.高分子材料的结构特点是A:分子间作用力对性能有重要影响B:长链具有柔顺性 C:分子量很大且有多分散性 D:刺激响应性答案:分子间作用力对性能有重要影响;长链具有柔顺性;分子量很大且有多分散性7.以下属于碳链高分子的是A:聚酯 B:有机玻璃 C:聚酰胺 D:聚甲醛答案:有机玻璃8.因高分子科学研究获得Nobel奖的有A:Ziegler B:牛顿C:P. J. FloryD:Maxwell答案:Ziegler;P. J. Flory9.常见的纤维材料有A:聚丙烯 B:聚苯乙烯C:尼龙D:聚氯乙烯答案:聚丙烯;尼龙10.以下哪些是杂链高分子A:聚氨酯 B:氯丁橡胶 C:聚乙烯 D:氯化聚乙烯答案:聚氨酯;氯丁橡胶第二章测试1.下列模型中可代表真实高分子链的是A:等效自由结合链 B:自由结合链 C:自由旋转链 D:受阻旋转链答案:等效自由结合链;受阻旋转链2.下列高聚物中链柔性最好的2个是A:聚α-乙烯基萘 B:聚苯乙烯 C:聚丙烯 D:聚乙烯答案:聚丙烯;聚乙烯3.下列高聚物中柔性最差的2个是A:聚丙烯酸钠 B:聚丙烯酸丁酯 C:聚丙烯酸 D:聚丙烯酸锌答案:聚丙烯酸钠;聚丙烯酸锌4.下列高聚物中柔性最好的2个是A:聚癸二酸乙二酯B:聚碳酸酯 C:聚对苯二甲酸乙二酯 D:聚己二酸乙二酯答案:聚癸二酸乙二酯;聚己二酸乙二酯5.下列高聚物中柔性最差的2个是A:聚丙烯 B:聚乙烯 C:聚1-丁烯 D:聚1-己烯答案:聚丙烯;聚1-丁烯6.定量描述高分子链柔顺性的参数是A:无扰均方末端距B:均方旋转半径 C:均方末端距 D:Flory极限特征比答案:无扰均方末端距;Flory极限特征比7.要把根均方末端距延长为原来的10倍，则聚合物的分子量必须增加多少倍？A:20B:100C:50D:10答案:1008.对于饱和碳链，如果主链sigma键夹角越大，则链柔顺性A:减小 B:增大 C:不变D:不确定答案:减小9.某聚alpha－烯烃的平均聚合度为500，均方末端距为165nm2,试求表征大分子链旋转受阻的刚性因子sigmaA:2.3B:3.5C:1.9D:4.8答案:3.510.在晶体中，等规聚丙烯链是螺旋形的，这是什么方面的问题？A:不确定B:构型C:构象D:既有构型也有构象答案:构象第三章测试1.下列高聚物中哪些可形成氢键？A:纤维素 B:聚丙烯腈 C:聚乙烯醇 D:尼龙66答案:纤维素;聚乙烯醇;尼龙662.下列哪几个测试方法可测定高聚物的结晶度？A:激光光散射 B:X射线衍射 C:差示扫描量热法（DSC） D:膨胀计答案:X射线衍射;差示扫描量热法（DSC）;膨胀计3.有一聚合物在均相熔体结晶过程观察到球晶，根据结晶理论，其Avrami指数应为A:4B:5 C:2 D:3答案:44.结晶性共聚物在略低于Tm的温度下结晶时，得到的晶体熔点（）。

第一章绪论习题1. 说明下列名词和术语：(1)单体，聚合物，高分子，高聚物(2)碳链聚合物，杂链聚合物，元素有机聚合物，无机高分子(3)主链，侧链，侧基，端基(4)结构单元，单体单元，重复单元，链节(5)聚合度，相对分子质量，相对分子质量分布(6)连锁聚合，逐步聚合，加聚反应，缩聚反应(7)加聚物，缩聚物，低聚物2．与低分子化合物比较，高分子化合物有什么特征？3. 从时间～转化率、相对分子质量～转化率关系讨论连锁聚合与逐步聚合间的相互关系与差别。

4. 举例说明链式聚合与加聚反应、逐步聚合与缩聚反应间的关系与区别。

5. 各举三例说明下列聚合物(1)天然无机高分子，天然有机高分子，生物高分子。

(2)碳链聚合物，杂链聚合物。

(3)塑料，橡胶，化学纤维，功能高分子。

6. 写出下列单体的聚合反应式和单体、聚合物的名称(1) CH2=CHF(2) CH2=CH(CH3)2CH3|(3) CH2=C|COO CH3(4) HO-( CH2)5-COOH(5) CH2CH2CH2O|__________|7. 写出下列聚合物的一般名称、单体、聚合反应式，并指明这些聚合反应属于加聚反应还是缩聚反应，链式聚合还是逐步聚合？-(1) -[- CH2- CH-]n|COO CH3(2) -[- CH2- CH-]-n|OCOCH3(3) -[- CH2- C = CH- CH2-]-n|CH3(4) -[-NH(CH 2)6NHCO(CH 2)4CO -]n - (5) -[-NH(CH 2)5CO -]n -8. 写出合成下列聚合物的单体和反应式： (1) 聚苯乙烯 (2) 聚丙烯(3) 聚四氟乙烯 (4) 丁苯橡胶 (5) 顺丁橡胶 (6) 聚丙烯腈 (7) 涤纶 (8) 尼龙610 (9) 聚碳酸酯 (10) 聚氨酯9. 写出下列单体形成聚合物的反应式。

指出形成聚合物的重复单元、结构单元、单体单元和单体，并对聚合物命名，说明聚合属于何类聚合反应。

第7章聚合物的粘弹性1.举例说明聚合物的蠕变、应力松弛、滞后和内耗现象。

为什么聚合物具有这些现象？这些现象对其的使用性能存在哪些利弊？2.简述温度和外力作用频率对聚合物内耗大小的影响。

画出聚合物的动态力学普示意图，举出两例说明谱图在研究聚合物结构与性能方面的应用。

3.指出Maxwell模型、Kelvin模型和四元件模型分别适宜于模拟哪一类型聚合物的那一种力学松弛过程？答：Maxwell模型适宜于模拟线形聚合物的应力松弛过程，Kelvin模型适宜于模拟交联聚合物的蠕变过程，四元件模型适宜于模拟线形聚合物的蠕变过程。

4.什么是时温等效原理？该原理在预测聚合物材料的长期使用性能方面和在聚合物加工过程中各有哪些指导意义？答：（1）升高温度与延长时间对分子运动是等效的，对聚合物的粘弹行为也是等效的，这就是时温等效原理。

（2）需要在室温条件下几年甚至上百年完成的应力松弛实验实际上是不能实现的，但可以在高温条件下短期内完成；或者需要在室温条件下几十万分之一秒或几百万分之一秒中完成的应力松弛实验，可以在低温条件下几个小时甚至几天内完成。

5.定量说明松弛时间的含意。

为什么说作用力的时间相当时，松弛现象才能被明显地观察到？答：（1）松弛时间是粘性系数和弹性系数的比值；（2）如果外加应力作用时间极短，材料中的粘性部分还来不及响应，观察到的是弹性应变。

反之，若应力作用的时间极长，弹性应变已经回复，观察到的仅是粘性流体贡献的应变，材料可考虑为一个简单的牛顿流体。

只有在适中的应力作用时间，材料的粘弹性才会呈现，应力随时间逐渐衰减到零，这个适中的时间正是松弛现象的内部时间尺度松弛时间τ。

6.简述聚合物粘弹理论的研究现状与展望。

答：略。

7.一某种聚合物材料作为两根管子接口法兰的密封垫圈，假设该材料的力学行为可以用Maxwell模型来描述。

已知垫圈压缩应变为0.2，初始模量为3e6N/m2,材料应力松弛时间为300d，管内流体的压力为0.3e6N/m2,试问多少天后接口处将发生泄露？答：208d。

高分子物理智慧树知到课后章节答案2023年下青岛科技大学青岛科技大学第一章测试1.高分子科学的3个组成部分是答案:高分子物理学;高分子化学;高分子工程学2.聚合物的定义有如下几个含义答案:重复单元之间由共价键连接;分子量很大;由几种重复单元构成3.以下橡胶品种之中全世界产量居前2位的是答案:天然橡胶;乙丙橡胶4.以下聚合物品种可作塑料的是答案:尼龙;聚丙烯5.聚乙烯的品种主要有答案:LLDPE;HDPE;LDPE6.高分子材料的结构特点是答案:分子间作用力对性能有重要影响;长链具有柔顺性;分子量很大且有多分散性7.以下属于碳链高分子的是答案:有机玻璃8.因高分子科学研究获得Nobel奖的有答案:Ziegler;P. J. Flory9.常见的纤维材料有答案:聚丙烯;尼龙10.以下哪些是杂链高分子答案:聚氨酯;氯丁橡胶第二章测试1.下列模型中可代表真实高分子链的是答案:等效自由结合链;受阻旋转链2.下列高聚物中链柔性最好的2个是答案:聚丙烯;聚乙烯3.下列高聚物中柔性最差的2个是答案:聚丙烯酸钠;聚丙烯酸锌4.下列高聚物中柔性最好的2个是答案:聚癸二酸乙二酯;聚己二酸乙二酯5.下列高聚物中柔性最差的2个是答案:聚丙烯;聚1-丁烯6.定量描述高分子链柔顺性的参数是答案:无扰均方末端距;Flory极限特征比7.要把根均方末端距延长为原来的10倍，则聚合物的分子量必须增加多少倍？答案:1008.对于饱和碳链，如果主链sigma键夹角越大，则链柔顺性答案:减小9.某聚alpha－烯烃的平均聚合度为500，均方末端距为165nm2,试求表征大分子链旋转受阻的刚性因子sigma答案:3.510.在晶体中，等规聚丙烯链是螺旋形的，这是什么方面的问题？答案:构象第三章测试1.下列高聚物中哪些可形成氢键？答案:纤维素;聚乙烯醇;尼龙662.下列哪几个测试方法可测定高聚物的结晶度？答案:X射线衍射;差示扫描量热法（DSC）;膨胀计3.有一聚合物在均相熔体结晶过程观察到球晶，根据结晶理论，其Avrami指数应为答案:44.结晶性共聚物在略低于Tm的温度下结晶时，得到的晶体熔点（）。

习题解答第一章（P235）1.简述聚合物的结构层次答：高分子结构的内容可分为链结构与聚集态结构两个组成部分。

链结构又分为近程结构和远程结构。

近程结构包括构造与构型，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。

构型是指某一原子的取代基在空间的排列。

近程结构属于化学结构，又称一级结构。

远程结构包括分子的大小与形态、链的柔顺性及分子在各种环境中所采取的构象。

远程结构又称二级结构。

聚集态结构是指高分子材料整体的内部结构，包括晶态结构、非晶态结构、取向态结构、液晶态结构以及织态结构。

前四者是描述高分子聚集体中的分子之间是如何堆砌的，又称三级结构。

织态结构则属于更高级的结构。

2．写出聚异戊二稀的各种可能的构型和名称（只考虑头－尾键接方式）。

解：（1）1，2－聚合：全同立构1，2－聚异戊二稀；间同立构1，2－聚异戊二稀；无规立构1，2－聚异戊二稀。

（2）3，4－聚合：全同（间同，无规）立构－聚3，4－聚异戊二稀。

（3）1，4聚合：顺式（反式）1，4－聚异戊二稀。

注意：一般来说，顺式、反式聚合都是在特定的催化剂下进行的，当催化剂一定时，产物结构就一定，所以不存在无规的几何异构体。

3．已知聚乙烯试样的聚合度为4105⨯，C-C 键长为0.154nm ，键角为109.5︒，试求： （1）若把聚乙烯看作自由旋转链时的聚乙烯试样的均方末端距；（2）若聚乙烯的末端距符合高斯分布时聚乙烯试样的平均末端距和最可几末端距。

解：54101052=⨯⨯=n ；nm l 154.0=； 5.109=θ（1）22522222.4743)154.0(10225.109cos 15.109cos 1cos 1cos 1nm nl nl nl r =⨯⨯==+-⋅=+-⋅= θθ（2）由于聚乙烯的末端距符合高斯分布，因此它应该是自由结合链)(87.44154.014159.33108385nm l n r =⨯⨯⨯=⋅=π)(76.39154.03102325nm l n r =⨯⨯=⋅=*注意：末端距复合高斯分布的链为高斯链，自由结合链和等效自由结合链都是高斯链。

高分子科学教程(第二版)—高分子物理部分第7章 聚合物的结构 P2371.试述聚合物的结构特点2.简述聚合物的结构层次答：高分子结构的内容可分为链结构与聚集态结构两个组成部分。

链结构又分为近程结构和远程结构。

近程结构包括构造与构型，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。

构型是指某一原子的取代基在空间的排列。

近程结构属于化学结构，又称一级结构。

远程结构包括分子的大小与形态、链的柔顺性及分子在各种环境中所采取的构象。

远程结构又称二级结构。

聚集态结构是指高分子材料整体的内部结构，包括晶态结构、非晶态结构、取向态结构、液晶态结构以及织态结构。

前四者是描述高分子聚集体中的分子之间是如何堆砌的，又称三级结构。

织态结构则属于更高级的结构。

3．写出聚异戊二稀的各种可能的构型和名称（只考虑头－尾键接方式）。

解：（1）1，2－聚合：全同立构1，2－聚异戊二稀；间同立构1，2－聚异戊二稀；无规立构1，2－聚异戊二稀。

（2）3，4－聚合：全同（间同，无规）立构－聚3，4－聚异戊二稀。

（3）1，4聚合：顺式（反式）1，4－聚异戊二稀。

注意：一般来说，顺式、反式聚合都是在特定的催化剂下进行的，当催化剂一定时，产物结构就一定，所以不存在无规的几何异构体。

4．已知聚乙烯试样的聚合度为4105⨯，C-C 键长为0.154nm ，键角为109.5︒，试求：（1）若把聚乙烯看作自由旋转链时的聚乙烯试样的均方末端距；（2）若聚乙烯的末端距符合高斯分布时聚乙烯试样的平均末端距和最可几末端距。

解：54101052=⨯⨯=n ；nm l 154.0=； 5.109=θ（1）22522222.4743)154.0(10225.109cos 15.109cos 1cos 1cos 1nm nl nl nl r =⨯⨯==+-⋅=+-⋅=θθ （2）由于聚乙烯的末端距符合高斯分布，因此它应该是自由结合链)(87.44154.014159.33108385nm l n r =⨯⨯⨯=⋅=π)(76.39154.03102325nm l n r =⨯⨯=⋅=*注意：末端距复合高斯分布的链为高斯链，自由结合链和等效自由结合链都是高斯链。

高分子化学教程》习题答案(王槐三第三版)第1章1、解释下列概念(1)高分子化合物：由众多原子或原子团主要以共价键结合而成的相对分子质量在 1 万以上的化合物。

(2)重复结构单元：将大分子链上化学组成和结构可重复的最小单位称为重复结构单元 (在高分子物理里也称为链节 )。

(3)结构单元：由 1 个单体分子通过聚合反应而进入聚合物重复单元的那一部分叫结构单元。

(4)平均相对分子质量：高分子化合物中同系物相对分子质量的统计平均值。

(5)平均聚合度：所有大分子链上所含重复结构单元数量的统计平均值。

(6)多分散性和分散指数：多分散性是指聚合物材料中所含大分子同系物的相对分子质量不相等的这一特性。

分散指数是指重均相对分子质量与数均相对分子质量的比值。

2、写出合成下列聚合物的聚合反应方程式并标出结构单元(1)涤纶n HOOC COOH + n HO(CH 2)2OH =HO[OC COO(CH 2)2O]n H + (2n -1)H 2O 结构单元结构单元(2) 尼龙 -610n HOOC (CH 2)8COOH + n H 2N(CH 2)6NH 2 =HO [ OC(CH 2)8COHN(CH 2)6NH ]n H +(2n -1)H 2O 结构单元结构单元(3) 有机玻璃(7) 聚己二氨基甲酸丁二酯n OCN(CH 2)6NCO + n HO(CH 2)2OH = [ OCNH(CH 2)6NHCOO(CH 2)4O]n(8) 维尼纶CH CH 2 CH CH 2 CHO CH 2 O OH(9) 丁腈橡胶CH 3n CH 2 CCOOCHCH 33= [CH 2 C ]nCOOCH 3结构单元： CH 3CH 2 C2COOCH 3(4) 聚乙烯醇n CH 2 = CHOCOCH 3聚合[ CH 2 C O H CO ]n CH 3水解[ CH 2 CH]nOH(5) 环氧树脂 (见 P8)(6) 聚碳酸酯[ CH 2 O CH H ]n +缩C 醛H 2化OCHnHOOH + n Cl C ClOC ]n Cl + (2n - 1)HClO[HnCH2 CHCN +nCH2 CHCH CH2 [ CH 2CHCH 2CH CHCH 2] nCN(10)ABS 树脂nCH2 CHCN + + BPO3、写出合成下列聚合物的聚合反应方程式并命名聚合物(1) HO [ OC(CH2)8CONH(CH 2)6NH ]n Hn HOOC(CH2)8COOH + n H2N(CH2)6NH2 = HO [ OC(CH2)8CONH(CH2)6NH]n H尼龙-610(2) [ OCNH(CH 2)6NHCOO(CH 2)4O ]n见第 2 题 (7)小题聚己二氨基甲酸丁二酯(3) H [ O(CH 2)5CO] n OHn HOOC(CH2)5OH = HO [ OC(CH2)5O ]n H + (n-1)H 2O 聚 6- 羟基己酸酯4、参见教材 p3315、分别写出单独或与别的单体进行聚合的反应方程式并命名聚合物。

实验15材料力学性能及热性能测试实验15-1聚合物拉伸性能测试——电子拉力机测定聚合物材料的应力-应变曲线聚合物在拉力下的应力-应变测试是一种广泛使用的最基础的力学试验。

聚合物的应力-应变曲线提供力学行为的许多重要线索，从而得到有用的表征参数（杨氏模量、屈服应力、屈服伸长率、破坏应力、极限伸长率、断裂能）以评价材料抵抗载荷、抵抗变形和吸收能量的性质优劣；从宽广的试验温度和试验速度范围内测得的应力-应变曲线，有助于判断聚合物材料的强弱、硬软、韧脆和粗略估计聚合物所处的状态与拉伸取向过程，以及为设计和应用部门选取最佳材料提供科学依据。

电子拉力试验机是将聚合物材料的刺激（载荷）和响应（变形）由换能装置转变为电信号传入计算机，经计算处理可得应力-应变曲线。

电子拉力机除了应用于力学试验中最常用的拉伸试验外，还可进行压缩、弯曲、剪切、撕裂、剥离以及疲劳、应力松弛等各种力学试验，是测定和研究聚合物材料力学行为和机械性能的有效手段。

一、实验目的1．熟悉电子拉力机的使用方法；2．测定聚合物的载荷-时间曲线，判断不同聚合物的拉伸性能特征，了解测试条件对测试结果的影响；3．绘制应力-应变曲线，测定其屈服强度、拉伸强度、断裂强度和断裂伸长率。

二、实验原理拉伸性能是聚合物力学性能中最重要、最基本的性能之一。

拉伸性能的好坏，可以通过拉伸实验来检测。

拉伸实验是在规定的试验温度、湿度和速度条件下，对标准试样沿纵轴方向施加静态拉伸负荷，直到试样被拉断为止。

用于聚合物应力－应变曲线测定的电子拉力试验机是将试样上施加的载荷、形变通过压力传感器和形变测量装置转变成电信号记录下来，经计算机处理后，测绘出试样在拉伸形变过程中的拉伸应力－应变曲线。

从应力－应变曲线上可得到材料的各项拉伸性能指标值：如拉伸强度、拉伸断裂应力、拉伸屈服应力、偏置屈服应力、拉伸弹性模量、断裂伸长率等。

通过拉伸试验提供的数据，可对高分子材料的拉伸性能做出评价，从而为质量控制，按技术要求验收或拒绝验收产品，研究、开发与工程设计及其他项目提供参考。

1. 说明下列名词和术语：(1)单体，聚合物，高分子，高聚物(2)碳链聚合物，杂链聚合物，元素有机聚合物，无机高分子(3)主链，侧链，侧基，端基(4)结构单元，单体单元，重复单元，链节(5)聚合度，相对分子质量，相对分子质量分布(6)连锁聚合，逐步聚合，加聚反应，缩聚反应(7)加聚物，缩聚物，低聚物2．与低分子化合物比较，高分子化合物有什么特征？3. 从时间～转化率、相对分子质量～转化率关系讨论连锁聚合与逐步聚合间的相互关系与差别。

4. 举例说明链式聚合与加聚反应、逐步聚合与缩聚反应间的关系与区别。

5. 各举三例说明下列聚合物(1)天然无机高分子，天然有机高分子，生物高分子。

(2)碳链聚合物，杂链聚合物。

(3)塑料，橡胶，化学纤维，功能高分子。

6. 写出下列单体的聚合反应式和单体、聚合物的名称(1) CH2=CHF(2) CH2=CH(CH3)2CH3|(3) CH2=C|COO CH3(4) HO-( CH2)5-COOH(5) CH2CH2CH2O|__________|7. 写出下列聚合物的一般名称、单体、聚合反应式，并指明这些聚合反应属于加聚反应还是缩聚反应，链式聚合还是逐步聚合？-(1) -[- CH2- CH-]n|COO CH3(2) -[- CH2- CH-]-n|OCOCH3(3) -[- CH2- C = CH- CH2-]-n|CH3(4) -[-NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO-]n-(5) -[-NH(CH2)5CO-]n-8. 写出合成下列聚合物的单体和反应式：(1) 聚苯乙烯(2) 聚丙烯(3) 聚四氟乙烯(4) 丁苯橡胶(5) 顺丁橡胶 (6) 聚丙烯腈 (7) 涤纶(8) 尼龙6,10 (9) 聚碳酸酯 (10) 聚氨酯9. 写出下列单体形成聚合物的反应式。

指出形成聚合物的重复单元、结构单元、单体单元和单体，并对聚合物命名，说明聚合属于何类聚合反应。

10. 写出聚乙烯、聚氯乙烯、尼龙66、维尼纶、天然橡胶、顺丁橡胶的分子式，根据表1-4所列这些聚合物的相对分子质量，计算这些聚合物的聚合度。

高分子化学参考书目1. 金关泰.《高分子化学的理论和应用》，中国石化出版社，19972. 黄葆同.《茂金属催化剂及烯烃聚合物》，化学工业出版社，20003. 焦书科, 孙以实.《高分子化学习题及解答》，化学工业出版社，20044. 周其凤, 胡汉杰.《跨世纪的高分子科学高分子化学》，化学工业出版社，20015. 李善君纪才圭等.《高分子光化学原理及应用》第二版，复旦大学出版社，20036. G Odian. Principles of Polymerization, 4 edition, Wiley-Interscience7. 韩哲文.《高分子科学教程》，华东理工大学出版社，20018. 何天白，胡汉杰《海外高分子科学的新进展》，化学工业出版社，19979. 李克友, 张菊华, 向福如. 《高分子合成原理及工艺学》，科学出版社，199910. 王国建.《高分子合成新技术》，化学工业出版社，200411. 李光亮.《有机硅高分子化学》，科学出版社，199912. 周宁琳.《有机硅聚合物导论》，科学出版社，200013. 赵德仁, 张慰盛.《高聚物合成工艺学》第二版，化学工业出版社，199714. 王国建, 肖丽.《高分子基础实验》，同济大学出版社，199915. 潘才元.《高分子化学》，中国科学技术大学出版社，199716. 夏炎.《高分子科学简明教程》，科学出版社，198717. G 奥迪安.《聚合反应原理》，科学出版社，198718. J F 拉贝可《高分子科学实验方法》，科学出版社，198719. 李青山, 王雅珍, 周宁怀. 《微型高分子化学实验》，化学工业出版社，200320. 何卫东.《高分子化学实验》，中国科学技术大学出版社，200321. 梁晖, 卢江.《高分子化学实验》，化学工业出版社，200422. 顾雪蓉, 陆云. 《高分子科学基础》，化学工业出版社，200323. 肖超渤, 胡运华.《高分子化学》，武汉大学出版社，199824. 谭惠民, 罗运军.《超支化聚合物》，化学工业出版社，200525. 廖明义, 陈平主. 《高分子合成材料学》，化学工业出版社，20051高分子物理参考书目1. 胡华强卢秀娟. 《现代高分子物理学（上、下册）》，科学出版社，20012. [法]P G 德热纳.《高分子物理学中的标度概念》（吴大诚等译），化学工业出版社，20023. M Rubinstein, Ralph H Colby.《Polymer Physics》，Oxford University Press4. 董炎明胡晓兰.《高分子物理学习指导》，科学出版社，20055. 冯开才, 李谷, 符若文, 刘振兴.《高分子物理实验》，化学工业出版社，20046. 马德柱等.《高聚物结构与性能》，科学出版社，19957. 杨玉良, 胡汉杰.《跨世纪的高分子科学高分子物理》，化学工业出版社，20018. 李琼芬.《高分子材料学概论》，中国人民大学出版社19869. 张留成.《高分子材料导论》，化学工业出版社，199310. 国家自然科学基金委员会编著.《高分子材料科学》，科学出版社，199411. 邓云祥, 刘振兴, 冯开才.《高分子化学、物理和应用基础》，高等教育出版社，199712. 施良和,胡汉杰.《高分子科学的今天与明天》，化学工业出版社，199413. 钱保功，王洛礼，王霞瑜.《高分子科学技术发展简史》，科学出版社，199414. 何天白，胡汉杰编.《海外高分子科学的新进展》，化学工业出版社，199715. 张留成, 瞿雄伟, 丁会利.《高分子材料基础》，化学工业出版社，200216. 平郑骅, 汪长春.《高分子世界》，复旦大学出版社，200117. 马光辉, 苏志国.《新型高分子材料》，化学工业出版社，2003218. 焦书科, 张晨, 励杭泉.《高分子物理、高分子材料习题及解答》，中国石化出版社，200519. 董炎明, 张海良.《高分子科学教程》，科学出版社，200420. 潘文群.《高分子材料分析与测试》，化学工业出版社，200521. 吴其晔, 冯莺.《高分子材料概论》，机械工业出版社，2004/pw/poly04_3.htm3。

高分子链均方末端距三种已知方法的比较和一些想法――――――――――材料物理020倪孝威小目录（）公式推导的对象一. 数学向量几何做法最好1，向量几何法的推导2，向量几何法的想法二.无规飞行方法的一种推导1，无规飞行的推导过程2，无规飞行的想法三.中科大的麦克斯韦分布类比推导1，麦克斯韦分布的推导过程2，麦克斯韦和无规飞行中的类似性3，麦克斯韦法的本质的东西――寻找其他类型的分布可能性四.麦克斯韦经典分布和两种量子分布的介绍五.尝试量子分布推导的天真失败六.麦克斯韦分布的另类尝试七.结果与思考八.参考文献高分子九.兴趣小组的感想…（）公式推导的对象―――自由结合链一个孤立的高分子链，在内旋转时有键角限制和位垒障碍，情况非常复杂。

我们从最简单的情况开始考虑，这符合认真事物规律的方法。

利用一个理想化模型：假定分子是由足够多的不占体积的化学键自由结合而成，内旋转没有键角和位垒的障碍，其中每个键在任何方向的几率都相等，我们称这种链为自由结合链。

一. 数学向量几何做法最好 1，向量几何法的推导现以碳--碳单键组成的碳链高分子为例:首先讨论”自由结合链”,即键长l 固定,键角不固定,内旋转自由的理想化的模型. 由n 个键组成的”自由结合链”的末端距应该是各个键长的矢量加和,n j f l l l h +++=...21,式中f, j----自由连接.则)*()...(*)...()(1121212,∑∑===++++++=n i n j j i n n j f l l l l l l l l h均方末端距=2,jf h)*(11∑∑==ni n j j i l l=2,jf h=∑∑==)*(11ni n j j i l lnn n n n n l l l l l l l l l l l l l l l l l l *...**.....................................*...***...**2122121212111++++++++在数学上, j i l l *表示j l 在i l上的投影与i l 的模的乘积当i=j 的项, j i l l*=,共n 项这是因为对于自由结合链来说,键在各个方向取向的几率相等.所以22,nl h j f =2， 向量几何法的想法该方法容易理解也，思考的比较数学化，得出的结果是后面方法的一个依据。

第一章绪论1.在酯化反应中丙三醇、乳酸、均苯四甲酸二酐中分别有几个功能团？-CH-CH2 OHCH(CH3)COOHOH OH3个、2个、4个2.交联聚合物具有什么样的特性？答：线型或支链型高分子链间以共价键连接成网状或体形高分子的过程称为交联。

线型聚合物经适度交联后，其力学强度、弹性、尺寸稳定性、耐溶剂性等均有改善。

交联聚合物通常没有熔点也不能溶于溶剂，即具有不熔不溶的特点。

3.分子量为10000的线形聚乙烯（CH2-CH2）、聚丙烯（CH2-CHCH3）、聚氯乙烯（CH2-CHCl）、聚苯乙烯（CH2-CHC6H5）的聚合度D p分别为多少？聚乙烯：357，聚丙烯：238，聚氯乙烯：160，聚苯乙烯：964.下列那些聚合物是热塑性的：硫化橡胶，尼龙、酚醛树脂，聚氯乙烯，聚苯乙烯？答：尼龙，聚氯乙烯，聚苯乙烯。

5.PBS是丁二醇与丁二酸的缩聚产物，其可能的端基结构是什么？羟基和羧基，即：HO-(….)-OH, HOOC-(….)-COOH, HO-(….)-COOH6.PVA（聚乙烯醇）的结构式如下所示，请按标准命名法加以命名。

( CH2-CH )nOH答：聚（1-羟基乙烯）7.谈谈自己对高分子的认识主观题（略）第二章高分子合成与化学反应1.端基分别为酰氯（-COCl）和羟基（-OH）的单体可以发生缩聚反应生成聚酯，这个反应放出的小分子副产物是什么？答：氯化氢2.连锁聚合中包含哪些基元反应？答：包括链引发，链增长，链终止等基元反应，此外还有链转移基元反应。

连锁聚合需要活性中心，活性中心可以是自由基“free radical”、阳离子“cation”或阴离子“anion”，因此又可分为自由基聚合、阳离子聚合和阴离子聚合。

以自由基聚合为例：链引发（chain initiation）：I → R*链增长（chain propagation）：R* + M → RM*RM* + M → RM2*RM2* + M → RM3*-------------------------RM(n-1)* + M → RM n*链终止（chain termination）：RM n* → 死聚合物3.偶合终止与歧化终止的聚合产物在分子量上有什么区别？答：偶合终止：大分子的聚合度为链自由基重复单元数的两倍。