高分子凝聚态物理复习参考

高物第一章习题1．测量数均分子量，不可以选择以下哪种方法：（B）。

A．气相渗透法B．光散射法C．渗透压法D．端基滴定法2.对于三大合成材料来说，要恰当选择分子量，在满足加工要求的前提下，尽量（ B ）分子量。

A.降低B.提高C.保持D.调节3.凝胶色谱法（GPC）分离不同分子量的样品时，最先流出的是分子量（大）的部分，是依据（体积排除）机理进行分离的。

4．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5. 下列相同分子量的聚合物，在相同条件下用稀溶液粘度法测得的特性粘数最大的为( D )(A)高支化度聚合物(B)中支化度聚合物(C)低支化度聚合物(D)线性聚合物6. 内聚能密度：定义克服分子间作用力，1mol的凝聚体汽化时所需的能量为内聚能密度，表征分子间作用力的强弱。

7. 同样都是高分子材料，在具体用途分类中为什么有的是纤维，有的是塑料，有的是橡胶？同样是纯的塑料薄膜，为什么有的是全透明的，有的是半透明的？答：（1）塑料橡胶的分类主要是取决于使用温度和弹性大小。

塑料的使用温度要控制在玻璃化温度以下且比Tg室温低很多。

而橡胶的使用温度控制在玻璃化温度以上且Tg比室温高很多，否则的话，塑料就软化了，或者橡胶硬化变脆了，都无法正常使用。

玻璃化温度你可以理解为高分子材料由软变硬的一个临界温度。

塑料拉伸率很小，而有的橡胶可以拉伸10倍以上。

纤维是指长径比大于100以上的高分子材料，纤维常用PA（聚酰胺）等材料，这类材料有分子间和分子内氢键，结晶度大，所以模量和拉伸强度都很高，不容易拉断。

（2）结晶的高聚物常不透明，非结晶高聚物通常透明。

不同的塑料其结晶性是不同的。

加工条件不同对大分空间构型有影响，对结晶有影响，这些都能导致透明性不同。

大多数聚合物是晶区和非晶区并存的，因而是半透明的。

8. 在用凝胶渗透色谱方法测定聚合物分子量时，假如没有该聚合物的标样，但是有其它聚合物的标样，如何对所测聚合物的分子量进行普适标定？需要知道哪些参数？参考答案：可以用其它聚合物标样来标定所测聚合物的分子量。

高分子物理复习重点第一章高分子的链结构高分子物理的研究内容（结构—性能）高分子链的结构层次构型、构造、构象、链段定义、柔顺性及影响因素、链柔性的定量表示方法第二章高分子凝聚态结构单晶、球晶形成条件，在偏光显微镜及电镜照片中的特征；球晶对力学性能的影响及控制方法、结晶度对聚合物性能的影响；按液晶态的形成条件对液晶分类；液晶基元的结构；液晶晶型分类及特点、液晶构造、液晶织构形成的原因、种类及意义；聚合物的取向结构的定义、结构特征和性能，高分子合金及体系分类、高分子合金的相容性的判别第三章高分子溶液聚合物溶解需要考虑哪些因素（定性、定量）？或溶剂对聚合物溶解能力的判定；利用X1、A2、Δμ1E及θ温度判定高分子在溶剂中所处的状态（良溶剂、劣溶剂、析出）；聚合物溶剂的选择方法；Θ溶液（溶剂、温度条件）第四章聚合物的分子量与分子量分布粘度的五种表表示方法（含单位）；采用毛细管粘度计测定分子量的原理方法，采用凝胶渗透色谱法测定分子量分布的原理（体积排除理论）第五章高分子分子运动和转变掌握非晶态聚合物、交联聚合物、晶态聚合物的热机械曲线特征，并能绘制并标出黏弹行为的五个区域（指温度-形变曲线（即热机械曲线）的划分(含T g、T f标注)，及分子量大小对曲线影响。

了解塑料、橡胶、纤维的使用上限、下限温度；掌握Tg转变温度的测定方法（膨胀计法、量热法与温度形变法）；软化温度的定义及表示方法；玻璃化转变理论—等自由体积理论；影响玻璃化转变温度的因素；影响结晶能力的因素；影响熔点的因素；了解高分子熔点与小分子熔点的区别及测定熔点的方法；第六章橡胶弹性橡胶高弹性的本质、具有橡胶弹性的条件、应力、应变、模量、柔量、泊松比之间的关系，常见材料的泊松比（如橡胶）、热塑性弹性体定义。

第七章聚合物的粘弹性虎克定律、牛顿流动定律、高聚物粘弹性定义、粘弹性分类、应力松弛、蠕变（定义及形变包含几种类型）、滞后、力学损耗；交联聚合物与线型聚合物的应力松弛曲线和蠕变曲线；掌握Maxwell 运动方程和Kelvin运动方程的推导，掌握可模拟哪类聚合物，不模拟哪类聚合物，掌握粘弹性的时温等效原理及意义。

高分子物理（何曼君版）复习材料高分子物理（何曼君版）复习材料何曼君版高分子物理复习笔记第一章聚合物的链结构1.1高分子结构的特点和内容高聚物结构的特点:1.它是由多价原子通过主价键相互结合而成的长链分子。

相对分子质量大，且相对分子质量往往是分布的。

2.一般高分子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。

3.晶态有序性较差，但非晶态却具有一定的有序性。

4.要使高聚物加工成有用的材料，往往需要在其中加入填料，各种助剂，色料等.。

5.凝聚态结构的复杂性:结构单元间的相互作用对其聚集态结构和物理性能有着十分重要的影响。

1.2聚合物的短程结构结构单元的化学成分结构单元键合模式结构单元的空间结构？？短程结构？？分支？聚合物链结构？？交联结构单元键合顺序？？？聚合物结构？？？聚合物链尺寸（分子量、均方半径和均方端距）远程结构聚合物链的形态（构象、柔韧性和刚性）无定形结构晶体结构？？？聚合物聚集结构？液晶结构？方向结构？？多相结构？链结构：指单个分子的结构和形态链段:指由高分子链中划出来的可以任意取向的最小链单元.短程结构：指链结构单元的化学组成、键合模式、空间模式、空间结构、支化与交联、序列结构等问题共聚物:由两种以上单体所组成的聚合物.结构化聚合物：指其化学结构单元包含至少一个主链碳原子和两个不同的取代原子或基团，并且沿着整个等规分子链围绕该碳原子是规则的：聚合物均由光学异构单元间规结构键合：由两个光学异构单元交替键合无规立构:两种旋光异构单元完全无规则键接时.等规度：均规和间规聚合物的总百分比临界聚合度:聚合物的分子量或聚合度一定要达到某一数值后，才能显示出适用的机械强度，这一数值称为~.键合结构：指聚合物链中结构单元的连接方式支化度:以支化点密度或相邻支化点之间的链的平均分子量来表示运货的程度.交联结构:高分子链之间通过支链联结成一个三维空间网型大分子时即成为交联结构.交联度：通常用两个相邻交联点之间链的平均分子量MC表示交联点密度:为交联的结构单元占总结构单元的分数，即每一结构单元的交联几率.1.3聚合物的远程结构：指链中原子的类型和排列、取代基和端基的类型、单体单元的排列顺序、支链的类型和长度等构象:由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态称为~构型:是指某一原子的取代基在空间的排列.遥爪聚合物：它是一种在端基具有特定反应性技术的聚合物聚集态结构: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.无规卷曲：聚合物链不规则卷曲的构象称为~自由联结链:假定分子是由足够多的不占体积的化学键自由结合而成，内旋转时没有键角限制和位垒障碍，其中生个键在任何方向取向的几率都相等.自由旋转链：假设分子链中的每个键可以在键角允许的方向上自由旋转，而不考虑空间位阻对旋转的影响末端距:指线型高分子链的一端至另一端的直线距离，用h表示.均方末端距:求平均末端距或末端距的平方的平增色值.h2？Nl2（n是键数）自由结合链:假定分子是由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.自由旋转链：假设分子链中的每个键可以在键角允许的方向上自由旋转，而不考虑空间位阻对旋转的影响均方旋转半径:假定高分子链中包含许多个链单元，每个链单元的质量都是m，设从高分子链的重心到第i个链单元的距离为si，它是一个向量，则全部链单元的si2的重量均方根就是链的旋转半径s，其平均值为:22h0？6s0？s2？misi2/？惯性矩ii远程相互作用:指沿柔性链相距较远的原子或原子基团由于主链单键的内旋转而当接近小于范德华半径体积效应的距离时产生的斥力：实际链段总是有一定的体积，任意两个链段不能在同一时间占据相同的空间持久性长度a：无限长链的末端距离在链的初始（即第一个键）方向上的平均投影值越大，链的刚性越强蠕虫状链模型:把模型链分成很小的单元，以使链上任何一点的取向相对相邻的这些点几乎是连续变化的，并且假设链轮廓中任何点的曲率方向都是随机的。

1’ 高分子化学组成，高分子链接键接方式、序列，分子构造，分子链构型2‘ 分子链大小（分子量，均方末端距，均方半径）分子链在空间的形态（构象、柔顺性）3’ 晶态，非晶态，液晶态，取向结构4‘ 多组分分子链体系，高分子生物体结构一级与二级结构统称为链结构，四级结构为高级结构，三级与四级结构统称聚集态结构1.碳碳PE PS PP PVC 可塑性好，键能低，强度低，化学性质差，耐热性差，不易水解2.杂链高分子PI PSU PEO 易水解，化学稳定性差，芳香族用于工程塑料3.元素高分子PDMS 可塑性和弹性好，热稳定性优良，但强度低4.三维网状结构的交联高分子受热不能熔融，加入溶剂不可以溶解，只能溶胀——热固性材料（①对线型高分子硫化或过氧化物交联②使用多官能团单体③具有一定分子量的齐聚物端基交联）交联度高弹性变差。

两交联点间平均分子量越小，交联密度越高。

5.梯形高分子热稳定性好，高强度高模量使用交联剂可以提高性能（1）一级结构（近程结构）1.线型高分子：柔顺性好，易结晶，高密度——热塑性高分子2.支链短的高分子规整度差，不易结晶；长支链的高分子流动黏度大。

整体结晶度密度强度降低。

3.无规支化高分子规整性差，不易结晶，强度弱（低密度聚乙烯LDPE：软塑料制品和薄膜）；几乎无支化链高分子规整性好，易结晶，强度好（高密度聚乙烯HDPE：硬塑料制品、管、板材和包装容器）4.构型：几何异构（反式结构规整度好，易结晶；天然橡胶以顺式结构为主）光学异构（全同立构和间同立构规整性好，易于结晶，通常不具有旋光性，配位聚合可得到；自由基聚合多为无规立构）（2）二级结构（远程结构）1.高分子链构象：低温大部分以全反式构象（锯齿状）为主（聚丙烯PP为旁式构象和全反式构象交替的螺旋结构，一个晶胞中有单体单元12个，单斜晶系）高温时柔性高分子成为无规线团（全反式和左旁式构象和右旁式构象均有）刚性大分子以伸展的棒状构象存在（单键内旋转不易发生）2.柔顺性：热力学平衡下高分子卷曲程度越高，静态柔顺性越好；构象转变越容易越快动态柔顺性越好。

第一章高分子链的结构一．解释名词、概念1．高分子的构型：高分子中由化学键固定了的原子或原子团在空间的排列方式2.全同立构高分子：由一种旋光异构单元键接形成的高分子3.间同立构高分子：由两种旋光异构单元键接形成的高分子4.等规度：聚合物中全同异构和间同异构的高分子占高分子总数的百分数5.高分子的构象：由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态6.高分子的柔顺性：高分子能够呈现不同程度卷曲构象状态的性质7.链段：高分子中能做相对独立运动的段落8.静态柔顺性：由反式微构象和旁氏微构象构象能之差决定的柔顺性，是热力学平衡条件下的柔顺性9.动态柔顺性：高分子由一种平衡构象状态转变成另一种平衡构象状态所需时间长短决定的柔顺性10.等效自由连接链：在一般条件下，高分子链中只有部分单键可以内旋转，相邻的两个可以内旋转的单键间的一段链称为链段，这样可以把高分子链看作是由链段连接而成的，链段之间的链不受键角的限制，链段可以自由取向，这种高分子链的均方末段距以及末端距分布函数的表达式与自由连接链相同，只是把链数n转换成链段数n，把键长l换成链段长l，这种链称为等效自由链接链11.高斯链：末端距分布服从高斯分布的链12.高分子末端距分布函数：表征高分子呈现某种末端距占所有可能呈现末端剧的比例二．线型聚异戊二烯可能有哪些构型?答：1.4-加成有三种几何异构，1.2加成有三种旋光异构，3.4加成有三种旋光异构三．聚合物有哪些层次的结构?哪些属于化学结构？哪些属于物理结构？四．为什么说柔顺性是高分子材料独具的特性？答：这是由高分子的结构决定的，高分子分子量大，具有可以内旋转的单键多，可呈现的构象也多，一般高分子长径比很大，呈链状结构，可以在很大程度内改变其卷曲构想状态。

对于小分子，分子量小，可内旋转的单键少，可呈现的构象数也不多，且小分子一般呈球形对称，故不可能在很大的幅度范围内改变其构象状态五．通常情况下PS是一种刚性很好的塑料，而丁二烯与苯乙烯的无规共聚物（B:S=75:25）和三嵌段共聚物SBS（B:S=75:25）是相当好的橡胶材料，从结构上分析其原因。

第一章高分子链的结构高分子结构的层次：●高分子链的结构：高分子的链结构又称一级结构，指的是单个分子的结构和形态，它研究的是单个分子链中原子或基团的几何排列情况。

包含一次结构和二次结构。

●高分子的一次结构：研究的范围为高分子的组成和构型，指的是单个高分子内一个或几个结构单元的化学结构和立体化学结构，故又称化学结构或近程结构。

●高分子的二次结构：研究的是整个分子的大小和在空间的形态(构象)。

例如：是伸直链、无规线团还是折叠链、螺旋链等。

这些形态随着条件和环境的变化而变化，故又称远程结构。

●高分子的聚集态结构：高分子的聚集态结构又称二级结构，是指具有一定构象的高分子链通过范德华力或氢键的作用，聚集成一定规则排列的高分子聚集体结构。

§1.1组成和构造1、结构单元的化学组成：按化学组成不同聚合物可分成下列几类：①碳链高分子（C）分子链全部由碳原子以共价键相连接而组成，多由加聚反应制得。

如：聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、聚丙烯腈(PAN)、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA。

②杂链高分子（C、O、N、S）分子主链上除碳原子以外，还含有氧、氮、硫等二种或二种以上的原子并以共价键相连接而成。

由缩聚反应和开环聚合反应制得。

如：聚酯、聚醚、聚酰胺、聚砜。

POM、PA66（工程塑料）PPS、PEEK。

③元素高分子（Si、P、Al等）主链不含碳原子，而由硅、磷、锗、铝、钛、砷、锑等元素以共价键结合而成的高分子。

侧基含有有机基团，称作有机元素高分子，如: 有机硅橡胶有机钛聚合物侧基不含有机基团的则称作无机高分子，例如：梯形和双螺旋型高分子，分子的主链不是一条单链而是像“梯子”和“双股螺线”那样的高分子链。

※表1-1，一些通用高分子的化学结构，俗称2、高分子的构型：构型（configurafiom）：指分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。

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。

高分子物理复习资料高分子物理复习资料高分子物理是研究高分子材料的物理性质和行为的学科，它在材料科学和工程领域中具有重要的地位。

对于学习高分子物理的学生来说，复习资料是提高复习效率和理解知识的重要工具。

本文将介绍一些高分子物理复习资料的内容和使用方法。

第一部分：高分子物理基础知识在复习高分子物理时，首先需要掌握一些基础知识。

这包括高分子的结构与性质、高分子的物理性质和高分子的力学性质等。

对于这些知识，可以通过查阅教材和课堂笔记来进行复习。

同时，还可以通过阅读相关的学术论文和综述来深入了解这些知识。

第二部分：高分子物理实验技术高分子物理实验技术是研究高分子物理的重要手段。

在复习时，可以通过学习实验技术来加深对高分子物理的理解。

这包括高分子的合成方法、高分子的表征方法和高分子的测试方法等。

可以通过查阅相关的实验教材和实验手册来学习这些实验技术。

第三部分：高分子物理理论模型高分子物理理论模型是解释高分子物理现象的重要工具。

在复习时，可以通过学习理论模型来深入理解高分子物理的本质。

这包括高分子的统计力学模型、高分子的自洽场理论和高分子的动力学模型等。

可以通过阅读相关的学术论文和专著来学习这些理论模型。

第四部分：高分子物理应用研究高分子物理的应用研究是将高分子物理理论应用于实际问题的重要领域。

在复习时，可以通过学习应用研究来了解高分子物理在材料科学和工程领域中的应用。

这包括高分子材料的功能性和高分子材料的性能调控等。

可以通过阅读相关的学术论文和专著来学习这些应用研究。

第五部分：高分子物理的前沿研究高分子物理的前沿研究是推动高分子物理学科发展的重要动力。

在复习时，可以通过学习前沿研究来了解高分子物理的最新进展。

这包括高分子自组装和高分子纳米材料等。

可以通过阅读相关的学术论文和综述来学习这些前沿研究。

总结：高分子物理复习资料的内容和使用方法多种多样，可以根据自己的学习需求选择合适的资料进行复习。

通过系统地学习高分子物理的基础知识、实验技术、理论模型、应用研究和前沿研究，可以提高对高分子物理的理解和应用能力。

1、高聚物结构包括 高分子的链结构 和高分子的聚集态结构，高分子的聚集态结构又包括 晶态结构 、 非晶态结构 、 取向态结构 和 液晶态结构以及织态结构 。

2、高分子链结构单元的化学组成有 碳链高分子 、 杂链高分子 、元素高分子和 梯形和双螺旋型高分子，元素高分子有 有机元素高分子 和 无机元素高分子 。

3、高分子的结晶形态有 折叠链片晶 、 串晶 、 伸直链片晶 和 纤维状晶 。

4、高聚物的晶态结构模型主要有 缨状胶束模型（或两相模型）、 折叠链结构模型 、 隧道-折叠链模型 、 插线板模型 ；高聚物的非晶态结构模型主要有 无规线团模型 和 折叠链缨状胶束粒子模型（或两相球粒模型） 。

5、测定分子量的方法有 端基分析法 、 气相渗透法 、 膜渗透法 、 光散射法 、 粘度法 和 凝胶色谱法 。

6、提高高分子材料耐热性的途径主要有 增加链刚性 、增加分子间作用力 、 结晶。

7、线性高聚物在溶液中通常为 无规线团 构象，在晶区通常为 伸直链 或 折叠链 现象。

8、高聚物稀溶液冷却结晶易生成 单晶 ，熔体冷却结晶通常生成 球晶 。

熔体在应力作用下冷却结晶常常形成 串晶 。

9、测定高聚物M n 、M w 、M η的方法分别有 膜渗透法 、 光散射法 、和 粘度法 。

测定高聚物相对分子质量分布的方法有 沉淀分级法 和 GPC ；其基本原理分别为 溶解度 和 体积排除 。

10、高聚物的熔体一般属于 假塑性 流体，其特性是 粘度随剪切速率增加而减小 。

高聚物悬浮体系、高填充体系、PVC 糊属于 胀塑性 流体，其特征是 粘度随剪切速率增加而增加 。

11、对于聚乙烯自由旋转链，均方末端距与链长的关系是 222nl h 。

12、当温度T= θ 时，第二维里系数A 2= 0 ，此时高分子溶液符合理想溶液性质。

13、测定PS 重均相对分子质量采用的方法可以是 光散射法 。

14、均相成核生长成为三维球晶时，Avranmi 指数n 为 4 。

高分子物理复习第一章 高分子链的结构1、链段：高分子链中，当某个键运动时，会带动其他的键一起运动，把这些一起运动的态体称为链段。

（名词解释）2、高斯链：等效自由连接链的链段分布符合高斯分布函数。

（名次解释）3、均方末端距：自由连接链：22,nl h r f =受阻旋转链：θθθθcos 1cos 1cos 1cos 12,2-+⋅+-⋅=nl h r f 自由旋转链：θθcos 1cos 12,2+-⋅=nl h r f 4、构型：分子中由化学键所固定的原子在空间的排列。

（名词解释）5、构型与构象的区别：构象 构型 产生单键内旋转 化学键确定 结构属于远程结构 属于近程结构 形式 随热运动不断改变 一旦生成就稳定不变6、高分子链的柔性参数：平衡态柔性：热力学平衡条件下的柔性，取决与反式与旁氏构象之间的能量差Δμtg ，Δμtg 增加，柔性降低。

动态柔性：在外界条件作用下，分子链从一种平衡态构象向另一种平衡态转变的难易程度，取决于位能曲线上反式与旁氏构象之间转变的位垒Δμb 。

Δμb 小，反式与旁氏间的转变快，分子链柔性好。

7、高分子链柔顺性的比较顺序：（选择）（1）当主链中含C-O ，C-N ，Si-O 键时，柔顺性好。

如：－Si －O －>－C －O －>－C －C －（2）当主链中由共轭双键组成时，由于共轭双键因p 电子云重叠不能内旋转，因而柔顺性差，是刚性链。

（3）在主链中引入不能内旋转的芳环、芳杂环等环状结构，可提高分子链的刚性。

（4）取代基的极性大，相互作用力大，分子链内旋转受阻，柔顺性变差。

如：PAN<PVC<PP（－CN－>－Cl－>－CH3－）（5）取代基在主链上的对称性好时，柔顺性增加。

（6）取代基沿分子链的排布十分临近时，非键合原子间呈现斥力，柔顺性小。

（7）当取代基体积增大（数多、尺寸大）时，空间位阻大，分子链柔顺性降低。

如：PS<PP<PE（－C6H5－>－CH3－>－H－）（8）支链长，柔性降低；交联度增加，柔顺性降低。

第一章高分子的链结构一、名词解释1、高分子链结构：单个高分子的结构和形态高分子的聚集态结构：高分子凝聚在一起形成的高分子材料本体的内部结构2、近程结构：是构成高分子的最基本微观结构，包括其组成和构型。

远程结构：大分子链的构象，即空间结构，以及链的柔顺性等。

3、链段：高分子链上划分出的可以任意取向的最小单元或高分子链上能够独立运动的最小单元称为链段。

链节：许多重复单元连接成线形大分子，类似一条链子，因此重复单元俗称链节。

4、静态链柔性：高分子链处于热力学稳定状态时的蜷曲程度。

动态链柔性：高分子链从一种平衡构象状态转变到另一种平衡构象状态的难易程度。

5、均方末端距：末端距的平方的平均值，通常用来表征高分子链的尺寸。

均方回转半径：从高分子链的质量中心到各链段的质量中心距离的平方的平均值。

6、自由结合链：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同。

自由旋转链：假定分子是由足够多的不占体积的化学键自由结合而成，链中每一个键都可以在键角所允许的方向自由转动，不受单键内旋转的位垒限制。

等效自由结合链：如果将真实大分子链中的链段等同于自由结合链中的化学键，这种由n个链段组成的高分子链就是一个自由结合链。

e高斯链：末端距符合高斯分布的高分子链。

7、刚性因子：实测的无扰均方末端距与自由旋转链的均方末端距比值的平方根。

分子无扰尺寸：θ状态（无扰状态）下测得的高分子尺寸（单位分子量均方末端距的平方根）名词解释用前面的计算时根据后面的定义等效链段长度：以等效自由结合链描述分子尺寸时的链段长度。

特征比：无扰链与自由结合链均方末端距的比值。

二、问答题1、高分子可分为哪些结构层次？各个层次对聚合物的性能起什么作用？答：高分子结构包括高分子的链结构和高分子的聚集态结构，高分子的链结构包括近程结构和远程结构。

近程结构包括化学组成、结构单元链接方式、构型、支化与交联。

《高分子物理》复习提纲第1章高分子链的结构一、概念：构型与构象、链段、均方末端距、等规立构与无规立构、顺反异构、链的柔顺性、高斯链、无扰尺寸、热塑性弹性体二、知识点：§1.1组成与构造●高分子结构分为高分子链结构和与高分子聚集态结构。

●高分子链的结构指高分子的结构和形态。

包括：①化学组成、构造、构型、共聚物的序列结构，为近程结构或一级结构。

②分子的大小与形态，为远程结构或二级结构，如伸直链、折叠链、钜齿链，螺旋链、无规线团。

●高分子聚集态结构（三级结构）是指高分子链之间的几何排列和堆砌状态。

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。

●高分子链结构决定的聚合物的基本性能特点，凝聚态结构与材料的性能有着直接关系。

1、第二页的※表1-1，一些常见高分子的化学结构、缩写和俗称。

2、构型（configurafiom）指分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。

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。

旋光异构几何异构和链接异构。

●旋光异构：全同立构(或等规立构)、间同立构(或间规立构)、无规立构。

由于内消旋或外消旋作用，即使等规度很好的高分子也没有旋光性。

一般自由基聚合只能得到无规立构聚合物。

只有用特殊催化剂如Ziegler-Natta催化剂进行配位聚合得到有规立构聚合物。

例如：全同PS的结晶T m=240℃；无规PS为不结晶，软化温度T b=80℃。

全同或间同的聚丙烯，结构比较规整，容易结晶，可纺丝做成纤维，而无规聚丙烯却是一种橡胶状的弹性体。

几何异构(顺反异构)例如：用钴、镍和钛催化系统可制得顺式构型含量大于94%的聚丁二烯称作顺丁橡胶。

分子链与分子链之间的距离较大，不易结晶，在室温下是一种弹性很好的橡胶。

用钒或醇烯催化剂所制得的聚丁二烯，主要为反式构型，分子链的结构比较规整，容易结晶，在室温下是弹性很差的塑料。

又如：1.4、-顺式异戊二烯98%的天然橡胶Tm=28℃，Tg=－73℃，柔软弹性好。

高分子物理习题集第一章高聚物的结构1.简述高聚物结构的主要特点。

2.决定高分子材料广泛应用的基本分子结构特征是什么?3.高分子凝聚态结构包括哪些内容?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?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。

6.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?7.下列那些聚合物没有旋光异构,并解释原因。

A .聚乙烯 B .聚丙烯 C . 1, 4-聚异戊二烯 D . 3, 4-聚丁二烯 E .聚甲基丙烯酸甲酯 F .硫化橡胶8.何谓大分子链的柔顺性?试比较下列高聚物大分子链的柔顺性,并简要说明理由。

9. 写出下列各组高聚物的结构单元,比较各组内几种高分子链的柔性大小并说明理由 :1 聚乙烯,聚丙烯,聚苯乙烯;2 聚乙烯,聚乙炔,顺式 1,4聚丁二烯;3 聚丙烯,聚氯乙烯,聚丙烯腈;4 聚丙烯,聚异丁稀;5 聚氯乙烯,聚偏氯乙烯;6 聚乙烯,聚乙烯基咔唑,聚乙烯基叔丁烷;7 聚丙烯酸甲酯,聚丙烯酸丙脂,聚丙酸戌酯;8 聚酰胺 6.6,聚对苯二甲酰对苯二胺;9 聚对苯二甲酸乙二醇酯,聚对苯二甲酸丁二醇酯。

C H 2C H C lnC H C H 2nNC H 2nC C H 3C H C H 2C H 2nC H 2H O nO10.为什么真实的内旋高分子链比相应的高斯链的均方末端距要大些? 11.分子量不相同的聚合物之间用什么参数比较其大分子链的柔顺性? 12.试从统计热力学观点说明高分子链柔顺性的实质。

13.用键为单位统计大分子链的末端距与用链段为单位统计末端距有何异同?那种方法更复合实际情况?14.一个高分子链的聚合度增大 100倍,其链的尺寸扩大了多少倍? 15. 假定聚丙烯中键长为 0.154nm , 键角 109.5o , 无扰尺寸 A=483510nm -⨯, 刚性因子(空间位阻参数1.76σ=,求其等效自由结合链的链段长度 b 。

1、例题：将下列三组聚合物按结晶难易程度排序：1）PE，全同PP，无规PVC，无规PAN，全同PS2）聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚间苯二甲酸乙二醇酯，聚己二酸乙二醇酯3）PA6，PA66，PA1010解答：结合分子结构的规整性与柔顺性，结晶从易到难：1）PE，全同PP，全同PS，无规PAN，无规PVC2）聚己二酸乙二醇酯，聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚间苯二甲酸乙二醇酯3）PA6，PA66，PA10102、例题：解释下列现象：1）聚合物的结晶特征与低分子结晶不同，很难找到完全结晶的聚合物。

2）结晶聚合物熔融时，其熔点及熔限与低分子结晶不相同。

解：1）因为聚合物分子链较长，运动困难，所以它在结晶过程中很难完全规整排入晶格，故不能完全结晶。

2）由于聚合物晶区内结晶的完善程度不同，因此会在熔融过程中出现熔限，并定义聚合物的熔点为破坏晶区中最完善晶格所需要的温度，这一温度会随结晶条件及分子结构的不同而改变。

3、例题：两个牵伸比相同的聚丙烯的纺丝过程中，A用冷水冷却，B用333K的热水冷却。

成丝后将两种聚丙烯丝放在363K的环境中，发现两者的收缩率有很大不同。

哪一种丝的收缩率高？说明理由。

解：冷水冷却丝的收缩率高。

两个牵伸比相同的聚丙烯的纺丝过程，A用冷水冷却，B用333K的热水冷却。

在两种不同的冷却过程中，由于温度不同，导致两种条件下结晶的完善程度不同，用冷水冷却时，由于温度迅速降低，导致聚丙烯结晶不完善，升温至363K的环境中，由于聚丙烯会出现二次结晶，并且形成较完善的晶体，导致体积的收缩率较大；而用333K的热水冷却时，由于温度较高，导致聚丙烯的结晶较完善，升温至363K环境中后，体积收缩率较小。

4、例题：从大量聚合物的ρc、ρa数据归纳得到：ρc/ρa＝1.13。

若晶区与非晶区有线性加和性，试证明下列粗略估计聚合物密度与体积结晶度f c V的关系式成立：ρ/ρa＝1＋0.13 f c V证明：fcV＝（ρ-ρa）/(ρc-ρa)=(ρ/ρa-1)/(ρc/ρa-1)=(ρ/ρa-1)/(1.13-1)→ρ/ρa＝1＋0.13 f c V5、例题：涤纶树脂热分析的DSC谱图如下，指出曲线上各个峰的意义。

高分子凝聚态物理（一）1，简述高分子链构象的自相似性及分形结构，并讨论影响分形维数的因素。

（1）高分子的自相似性是指在很宽的尺寸范围内和不同尺度条件下，可以近似将高分子链看出相同规律的一种结构，这就代表着高分子链构相的分形结构，即将一小段链放大后，其外形也将与整条链相似。

以质量m 作为讨论对象，有分形本质的一个指数关系为m ～r D ，D 为分形维数，r 为某个尺度的尺寸，m 为r 对应的质量。

（2）分形维数的影响因素有：①聚合物构造，即线性、支化程度、交联程度；②相互作用，即近程推斥、部分屏蔽推斥、无相互作用等；③空间维数的影响。

2，如何定义稀溶液及亚浓溶液？极稀溶液和稀溶液的分界浓度是动态接触浓度。

动态接触浓度是指高分子链开始“感受”到彼此存在但还没有彼此接触的浓度。

随着浓度的增加，介于动态接触浓度和接触浓度之间，即进入一般的稀溶液。

此时，分子链虽仍相互分离，但由于分子的平动和转动，就有机会相互接触而形成多链聚集体。

接触浓度定义为稀溶液中高分子链开始发生接触，继而相互覆盖的临界浓度。

在这个浓度，单个高分子链线团在溶液中紧密堆积，互相接触，即达到亚浓溶液。

3，给出理想高分子链的定义，并阐述理想高分子链与实际链间的关系。

（1）理想高分子链：在理想链中，当链段与沿着链相距较远的单体间没有相互作用，即使链段与单体在空间上相距很近，这样的链被称为理想链。

在特殊中间温度下，当单体与单体之间的吸引和排斥力相互抵消，这样的高分子链可近似为理想链。

（2）理想高分子链与实际链间的关系：理想链的构像忽略了沿链相隔多个键的单元间的相互作用，而真实链中这种相互作用对聚合物构象事有影响的。

真实的高分子链既有自身相互作用也与所处的溶剂相互作用，这些作用的相对强弱决定了单元间是相互吸引还是相互排斥。

在低温溶剂中的真实链，由于单元间的吸引力大于排斥力，就会取收缩构象；在高温溶剂中，由于排斥作用为主导，分子链就会取膨胀构象。

在高低温中间的某个特定温度，称为θ温度，由于单体之间的吸引和排斥力相互抵消，分子链近似处于理想链。

高物第一章习题1．测量数均分子量，不可以选择以下哪种方法：〔B〕。

A．气相渗透法B．光散射法C．渗透压法D．端基滴定法2.对于三大合成材料来说，要恰中选择分子量，在满足加工要求的前提下，尽量〔 B 〕分子量。

A.降低B.提高C.保持D.调节3.凝胶色谱法〔GPC〕别离不同分子量的样品时，最先流出的是分子量〔大〕的局部，是依据〔体积排除〕机理进展别离的。

4．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5.以下一样分子量的聚合物，在一样条件下用稀溶液粘度法测得的特性粘数最大的为( D )(A)高支化度聚合物(B)中支化度聚合物(C)低支化度聚合物(D)线性聚合物6. 聚能密度：定义克制分子间作用力，1mol的凝聚体汽化时所需的能量为聚能密度，表征分子间作用力的强弱。

7. 同样都是高分子材料，在具体用途分类中为什么有的是纤维，有的是塑料，有的是橡胶？同样是纯的塑料薄膜，为什么有的是全透明的，有的是半透明的？答：〔1〕塑料橡胶的分类主要是取决于使用温度和弹性大小。

塑料的使用温度要控制在玻璃化温度以下且比Tg室温低很多。

而橡胶的使用温度控制在玻璃化温度以上且Tg比室温高很多，否那么的话，塑料就软化了，或者橡胶硬化变脆了，都无常使用。

玻璃化温度你可以理解为高分子材料由软变硬的一个临界温度。

塑料拉伸率很小，而有的橡胶可以拉伸10倍以上。

纤维是指长径比大于100以上的高分子材料，纤维常用PA〔聚酰胺〕等材料，这类材料有分子间和分子氢键，结晶度大，所以模量和拉伸强度都很高，不容易拉断。

〔2〕结晶的高聚物常不透明，非结晶高聚物通常透明。

不同的塑料其结晶性是不同的。

加工条件不同对大分空间构型有影响，对结晶有影响，这些都能导致透明性不同。

大多数聚合物是晶区和非晶区并存的，因而是半透明的。

8. 在用凝胶渗透色谱方法测定聚合物分子量时，假设没有该聚合物的标样，但是有其它聚合物的标样，如何对所测聚合物的分子量进展普适标定？需要知道哪些参数？参考答案：可以用其它聚合物标样来标定所测聚合物的分子量。