高分子材料思考题答案

⾼分⼦物理实验思考题（⾃整理）实验⼀黏度法测定聚合物分⼦量1.实验操作中，哪些因素对实验结果有影响？粘度管⼝径，粘度管是否垂直及是否⼲净，溶液密度，⼈的读数误差，秒表精度等等。

2.如何测定mark-houwink⽅程中的参数k，α值？答：将聚合物式样进⾏分级，获得分⼦量从⼩到⼤⽐均⼀的组分，然后测定各组分的平均分⼦量及特性粘度[η]=kMα，两边取对数，作图得斜率和截距。

实验⼆偏光显微镜法观察聚合物球晶1.聚合物结晶体⽣长依赖什么条件，在实际⽣产中如何控制晶体的形态？依赖于分⼦结构的对称性与规整性，以及温度，浓度，成核剂，杂质，机械⼒等条件。

①控制形成速度：将熔体急速冷却⽣成较⼩球晶，缓慢冷却则⽣成较⼤球晶②采⽤共聚的⽅法：破坏链的均⼀性和规整性，⽣成⼩球晶3外加成核剂可获得甚⾄更微⼩的球晶。

实验三扫描电镜观察物质表⾯微观结构1.为什么样品边缘或者表⾯斜坡处⽐较亮？因为扫描电镜收集的是⼆次电⼦,通过收集的⼆次电⼦成像,⽽样品的边缘和斜坡处由于形貌都⽐较尖锐突出,所以对⼆次电⼦的反射强度⾼,因⽽在边缘和斜坡处的图像⽐较发亮。

2. 电镜的固有缺陷有哪⼏种？像闪是怎样产⽣的？球差，⾊差，衍⾊差，像闪。

极⾰化材料加⼯精度，极⾰化材料结构和成分不均匀性影响磁饱和，导致场的不均匀性造成像闪。

实验四DSC，DTA1.解释DSC和DTA测试原理的差异DTA是测量试样和参⽐物的温度差，⽽DSC使试样和参⽐物的温度相等，⽽测的是维持试样和参⽐物的温度相等所需要的功率DTA：测温差，定性分析，测温范围⼤，灵敏性低DSC：测能量差，定量分析，精度⾼，测温范围⼩（相对DTA）灵敏度⾼2.同⼀聚合物样品，TGA测试得到样品分解温度及分解步骤有差异，可能原因是什么？1，通⼊⽓体的种类即⽓氛不同，N2不参与反应，热效应⼩，影响不⼤；2升温速率不同，如果升温速率太快反应温度就会不均匀不能得到准确的峰，相反，试量少⼀些温度会相对均匀，就可以得到尖锐的峰形和相对准确的峰温；3，实验开始时仪器的校准不准确；4样品⽤量的多少，⽤量多⼀点好，在侧重感相同的情况下，可以得到较⾼的相对精度。

第八章高分子材料8-1.名词解释1)高聚物: 一般是指分子量在1500以上，分子长度超过5 nm的有机大分子材料。

2)低聚物: 又叫寡聚物或齐聚物。

一般是指分子量在1500以下，分子长度不超过5纳米，重复单元数只有几个到十几个的聚合物。

3)聚合度: 指聚合物大分子中重复结构单元的数目，亦称链节数，用n表示。

)4)热固性:指高分子材料在加热时不能软化和反复塑制，也不在溶剂中溶解的性能。

5)热塑性: 指高分子材料加工固化冷却以后，再次加热仍可反复加工成型的性质。

6)等规立构：指高分子侧链上取代基全部处在主链平面一侧或高分子全部由一种旋光异构单元键接而成的高分子结构。

7)间规立构: 是指取代基交替地处于平面两侧或者由两种旋光异构单元交替键接而成的高分子结构。

8)光刻胶: 又叫光致刻蚀剂，指当受到光照后即发生交联或分解反应，溶解性发生改变的一种聚合物光子材料。

9)光引发剂: 是指在紫外光区间（250～450nm）或可见光区间（400~800nm）有一定吸光能力，吸收光能后，分子从基态跃迁到活泼的激发态，经历单分子或双分子化学作用后，产生能够引发单体聚合的活性碎片，可以是自由基、阳离子、阴离子或离子自由基。

8-2.聚合物的分子量概念如何理解?一般有多少种平均分子量?它们的大小关系如何?答：聚合物的分子量大，具有多分散性的特点。

大多数聚合物的分子量都有一定的分布，是分子量不等的同系物的混合物，其分子量只是一个平均值，只有统计意义。

一般有四种平均分子量，数均分子量、重均分子量、粘均分子量和z均分子量。

其大小关系为。

8-3.聚合物分子量的多分散性含义是什么?通常如何表达分子量多分散性?, 答：聚合物分子量的多分散性的含义是指聚合物的分子量都有一定的分布，其中最大和最小的分子占少数，中间大小的分子占多数。

聚合物中高分子大小的多分散性是用分子量分布的宽窄来表示，分子量分布宽表示分子大小很不均一。

采用凝胶色谱分析，可以同时获得和，以及分子量的分布DP＝/, DP 为多分散系数或分散度，一般为1.5~3。

书中部分思考题参考答案第二章高分子材料共混改性1.什么是相容性，以什么作为判断依据？是指共混无各组分彼此相互容纳，形成宏观均匀材料的能力，其一般以是否能够产生热力学相互溶解为判据。

2.反应性共混体系的概念以及反应机理是什么？是指在不相容或相容性较差的共混体系中加入（或就地形成）反应性高分子材料，在混合过程中（例如挤出过程）与共混高分子材料的官能团之间在相界面上发生反应，使体系相容性得到改善，起到增容剂的作用。

3.高分子材料体系其相态行为有哪几种形式，各自有什么特点，并举例加以说明。

（1）具有上临界混溶温度UCST，超过此温度,体系完全相容,为热力学稳定的均相体系;低于此温度为部分相容,在一定的组成范围内产生相分离。

如:天然橡胶-丁苯橡胶。

（2）具有下临界混溶温度LCST，低于此温度,体系完全相容,高于此温度为部分相容。

如:聚苯乙烯-聚甲基乙烯基醚、聚己内酯-苯乙烯/丙烯腈共聚物。

（3）同时出现上临界混溶温度UCST和下临界混溶温度LCST，如苯乙烯/丙烯腈共聚物-丁腈橡胶等共混体系。

（4）UCST和LCST相互交叠，形成封闭的两相区（5）多重UCST和LCST4.什么是相逆转，它与旋节分离的区别表现在哪些方面？相逆转（高分子材料Ａ或高分子材料B从分散相到连续相的转变称为相逆转）也可产生两相并连续的形态结构。

（1）SD起始于均相的、混溶的体系,经过冷却而进入旋节区而产生相分离,相逆转主要是在不混溶共混物体系中形态结构的变化。

（2）SD可发生于任意浓度,而相逆转仅限于较高的浓度范围（3）SD产生的相畴尺寸微细,而相逆转导致较粗大的相畴,5.相容性的表征方法有哪些，试举例加以说明。

玻璃化转变法、红外光谱法、差热分析(DTA)、差示扫描量热法(DSC) 膨胀计法、介电松弛法、热重分析、热裂解气相色谱等。

玻璃化转变法：若两种高分子材料组分相容，共混物为均相体系就只有一个玻璃化温度，完全不溶，就有两个玻璃化温度，部分相容介于前两者之间。

第一章绪论1.什么是功能高分子？带有特殊功能基团并具有功能性的聚合物就是功能高分子。

一般认为：其具有普通高分子的结构性质，同时具有一定的功能，主要指具有物质、能量和信息的贮存、传递、转化等作用的高分子。

一次功能：当向材料输入的能量和从材料输出的能量属同种形式，材料只能起到能量传送部件的作用，这种功能称为一次功能。

（如导电、导热）二次功能：当向材料输入的能量和输出的能量是不同形式时，材料起能量转换部件的作用，这种功能称为二次功能。

高分子的功能：（1）化学功能－离子交换、催化、氧化还原（2）物理功能－导电、热电、压电、磁记录。

（3）生物功能－医用高分子2.功能高分子的主要种类？（1）离子交换树脂（2）高分子吸水材料（3）高分子功能膜（4）液晶高分子（5）导电高分子6）医用高分子（7）感光高分子（8）其他功能高分子（智能高分子磁性高分子高分子催化剂树形高分子超疏水材料）1.离子交换树脂是由交联结构的高分子骨架与能离解的基团两组分构成的不溶性、多孔的、高分子电解质。

• 功能：能在液相中与带相同电荷的离子进行交换，此交换反应可逆的，即可用适当的电解质冲洗，使树脂恢复到原有状态（再生），可反复使用。

3.合成功能高分子的一般方法？通过化学或者物理的方法将功能基与高分子骨架相结合，实现预定功能。

①. 分子合成化学方法：分子结构设计、官能团设计、引入感光功能集团则赋予了材料感光性。

措施：共聚、接枝、嵌段共聚、交联、官能团的引入、模板聚合等②. 特殊加工物理方法：把高分子加工成极薄的膜，把高分子纤维化，如人造羊毛（介绍其主体结构）有些功能高分子极难加工，如光缆、导电、聚丙烯③. 复合手段：如将高分子中掺入银粉得到导电高分子。

复合两种或几种高分子：纤维复合、层叠复合、细粒复合、互穿网络等方法，可得新功能。

(1、功能性小分子的高分子材料化2、高分子材料的功能化)聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维(PET)----涤纶丙烯腈-丙烯酸酯共聚物----腈纶聚己二酰己二胺纤维(PA66)----锦纶66聚乙烯醇缩甲醛----维纶聚丙烯纤维(PP)----丙纶聚胺酯弹性纤维(PU)----氨纶聚间苯二甲酰间苯二胺纤维----芳纶1313聚氯乙烯纤维(PVC)----氯纶第二章离子交换树脂1. 什么是离子交换树脂？ 离子交换树脂是由交联结构的高分子骨架与能离解的基团两个基本组分所构成的不溶性、多孔的、固体高分子电解质。

1绪论Q1.总结高分子材料(塑料和橡胶）在发展过程中的标志性事件:（1）最早被应用的塑料（2）第一种人工合成树脂（3）是谁最早提出了高分子的概念（4）HDPE和PP的合成方法是谁发明的（5）是什么发现导致了近现代意义橡胶工业的诞生？1.（1）19世纪中叶，以天然纤维素为原料，经硝酸硝化樟脑丸增塑，制得了赛璐珞塑料，被用来制作台球。

（2）1907年比利时人雷奥·比克兰德应用苯酚和甲醛制备了第一种人工合成树脂—酚醛树脂（PF），俗称电木。

（3）1920年，德国化学家Dr.Herman.Staudinger首先提出了高分子的概念（4）1953年，德国K.Ziegler以TiCl4-Al(C2H5)3做引发剂，在60～90℃，0.2～1.5MPa条件下，合成了HDPE；1954年，意大利G.Natta以TiCl3-AlEt3做引发剂，合成了等规聚丙烯。

两人因此获得了诺贝尔奖。

（5）1839年美国人Goodyear发明了橡胶的硫化，1826年英国人汉考克发明了双辊开炼机，这两项发明使橡胶的应用得到了突破性的进展，奠定了现代橡胶加工业的基础。

Q2.树脂、通用塑料、工程塑料的定义。

化工辞典中的树脂定义: 为半固态、固态或假固态的不定型有机物质, 一般是高分子物质, 透明或不透明。

无固定熔点, 有软化点和熔融范围, 在应力作用下有流动趋向。

受热、变软并渐渐熔化, 熔化时发粘, 不导电, 大多不溶于水, 可溶于有机溶剂如乙醇、乙醚等, 根据来源可分成天然树脂、合成树脂、人造树脂, 根据受热后的饿性能变化可分成热定型树脂、热固性树脂, 此外还可根据溶解度分成水溶性树脂、醇溶性树脂、油溶性树脂。

通用塑料: 按塑料的使用范围和用途分类, 具有产量大、用途广、价格低、性能一般的特点, 主要用于非结构材料。

常见的有聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）。

工程塑料：具有较高的力学性能, 能够经受较宽的温度变化范围和较苛刻的环境条件, 并在此条件下长时间使用的塑料, 可作为结构材料。

⾼分⼦物理习题解答《⾼分⼦物理》习题思考题第⼀章⾼分⼦链的结构（1）⼀解释名词、概念1.⾼分⼦构型答：⾼分⼦中由化学键固定的原⼦、原⼦团在空间的排列⽅式。

2.全同⽴构⾼分⼦答：由同⼀种旋光异构单元键接⽽成的⾼分⼦。

3.间同⽴构⾼分⼦答：由两种旋光异构单元交替键接形成的⾼分⼦。

4.等规度答：聚合物中全同⽴构和间同⽴构总的百分数。

5.数均序列长度答：链节序列的平均数。

6.⾼分⼦的构象答：⾼分⼦在空间的形态。

7.⾼分⼦的柔顺性答：⾼分⼦链能够改变其构象的性质成为柔顺性。

8.链段答：⾼分⼦中能够独⽴运动的最⼩单位称为链段。

把若⼲个键组成的⼀段链作为⼀个独⽴运动的单元。

9.静态柔顺性答：⾼分⼦链构象能之差决定的柔顺性，叫静态柔顺性。

10.动态柔顺性答：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的长短决定的柔顺性，叫动态柔顺性。

11.等效⾃由连接链:柔性的⾮晶状线型⾼分⼦链，不论处于什么形态(如玻璃态、⾼弹态、熔融态或⾼分⼦溶液)，相同分⼦量的⾼分⼦链段都取平均尺⼨近乎相等的⽆规线团构象，称为“等效⾃由结合链”12.⾼斯链：。

因为等效⾃由结合链的链段分布符合⾼斯分布函数，⼜称为⾼斯链。

13.⾼分⼦末端距：指线形⾼分⼦链的⼀端⾄另⼀端的直线距离。

14.Hp q答：表⽰单螺旋分⼦链的构象类型。

其中p表⽰螺旋构象中⼀个等同周期所包含的结构单元数，q表⽰在此周期中所包含螺旋的圈数。

⼆. 线性聚异戊⼆烯可能有哪些构型？答：8种， 1. 1,4加成：2种，顺式和反式2. 1,2加成：3种，全同，间同和⽆规3. 3,4加成：3种，全同，间同和⽆规三. 聚合物有哪些层次的结构？那些属于化学结构？那些属于物理结构？答：聚合物结构的层次分⼦链结构聚集态结构近程结构远程结构结晶态结构⾮晶态结构取向态结构液晶态结构织态结构构造构型⼤⼩形态在聚合物层次结构中，近程结构属于化学结构，⽽远程结构和聚集态结构属于物理结构。

四.为什么说柔顺性是⾼分⼦材料独具的特性？答：柔顺性是分⼦链能够呈现出不同程度卷曲构象状态的性质。

高分子物理思考题答案第-章高分子链的结构1.构型（configuration）是指分子中由化学键所固定的原子在空间的排列。

构造(Architecture)是指聚合物分子的各种形状。

构造：一般为线型，还有支化高分子、接技梳型高分子、星型高分子、交联网络高分子、树枝状高分子、“梯形”高分子、双螺旋型高分子等。

聚氯丁二烯的各种可能构型:（1）1,4--加成有顺，反结构（2）1，,2加成有头-尾、头-头、尾-尾三种键合方式；其中头-头键合方式又有全同，间同，无规立构2.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：（1）聚丙烯腈与碳纤维；（2）无规立构聚丙烯与等规立构聚丙烯；（3）顺式聚1，4-异戊二烯（天然橡胶）与反式聚1，4-异戊二烯（杜仲橡胶）。

（4）高密度聚乙烯、低密度聚乙烯与交联聚乙烯。

答：结构包括构型和构象。

（1）聚丙烯腈和碳纤维的结构分别为CH2HCCNnHCCCN CHCCNHCNPAN取代基的极性大，相互作用力大，分子链内旋转受阻严重，柔顺性很差。

具有高的硬度和刚性。

碳纤维是由PAN高温环化、芳构化制得，分子具有梯形结构，分子链刚性更大，可用作耐高温聚合物的增强填料。

（2）无规立构的PP，不结晶，常温下为橡胶；等规PP容易结晶，常温下为塑料，比较硬。

（3）天然橡胶为顺式的，链间距大；杜仲橡胶为反式的，链间距小，易结晶，比顺式的刚性好。

（4）HDPE的支链少、结晶度高，是定向聚合得到的，是晶体；LDPE为高压自由基聚合得到的，支链多，不结晶；交联的PE不溶不熔，三者的硬度依次降低。

3.比较下列四组高分子链的柔顺性并简要加以解释。

(4)中取代基对称排列，分子偶极矩极小，易内旋转；3中极性取代基较中比例大，分子内旋转困难，故柔顺性最差。

高分子物理思考题高分子物理简答题1.同样是都是高分子材料，在具体用途分类中为什么有的是县委，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：高分子材料的用途分类取决于材料的使用温度和弹性大小，当材料的使用温度在玻璃化温度Tg以下，是塑料，Tg以上则为橡胶，否则会软化。

而透明度的问题在于该材料是否结晶，结晶的塑料薄膜是透明的，非结晶的则不透明或半透明。

2.假若聚丙烯的等规度不高，能不能用改变构想的办法提高等规度？说明理由。

答：构象：由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态，称为构象。

聚丙烯的等规度是由构型不同的异构体所产生的旋光异构所引起的，由于头-头键接的聚丙烯，其有全同立构、间同立构和无规立构等异构体。

而且构型是由分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列，构象仅仅是由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态。

所以当聚丙烯的等规度不高时，用改变构象的方法是无法提高其等规度的，需要破坏化学键，改变构型，才能提高等规度。

3.理想的柔性高分子链可以用自由连接或高斯链模型来描述，但真实高分子链在通常情况下并不符合这一模型，原因是什么？这一矛盾是如何解决的？答：在采用自由连接链或高斯链模型描述理想的柔性高分子链时，我们假设单键在结合时无键角的限制，内旋转时也无空间位阻，但真实高分子链不但有键角的限制，在内旋转时也存在空间位阻，因此使真实高分子链在通常情况下并不符合这一模型。

对于真实高分子链我们用等效自由结合链来描述，把由若干个相关的键组成的一段链，算作一个独立的运动单元，键称作“链段”，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。

4.高分子溶解过程与小分子相比，有什么不同？答：因为聚合物分子与溶剂分子的大小相差悬殊，两者的分子运动速度差别很大，溶剂分子能比较快的渗透进入高聚物，而高分子向溶剂的扩散却非常慢，这样，高聚物的溶解过程要经过两个阶段，现实溶剂分子渗入高聚物内部，是高聚物体积膨胀，称为溶胀，然后才是高分子均匀分散在溶剂中，形成完全溶解的分子分散的均相体系。

高分子材料课后习题答案高分子材料课后习题答案高分子材料是一种具有重要应用前景的材料，广泛用于塑料、橡胶、纤维等领域。

学习高分子材料课程时，课后习题是巩固知识、提高理解能力的重要途径。

本文将提供一些高分子材料课后习题的答案，帮助读者更好地理解和掌握相关知识。

1. 高分子材料具有哪些特点？高分子材料具有以下特点：- 高分子材料通常具有较高的分子量和较长的分子链，因此具有较高的强度和韧性。

- 高分子材料的形态多样，可以是固态、液态或胶态，具有较好的可塑性和可加工性。

- 高分子材料具有较好的绝缘性能和耐腐蚀性能。

- 高分子材料具有较好的吸湿性和渗透性，可以通过改变分子结构来调控这些性能。

2. 高分子材料的分类有哪些？高分子材料可以根据不同的分类标准进行分类，常见的分类包括：- 按照合成方法：包括聚合物、共聚物、交联聚合物等。

- 按照化学结构：包括线性高分子、支化高分子、交联高分子等。

- 按照物理性质：包括热塑性高分子、热固性高分子、弹性体等。

- 按照用途：包括塑料、橡胶、纤维等。

3. 高分子材料的合成方法有哪些？高分子材料的合成方法主要包括以下几种：- 聚合反应：通过单体的聚合反应形成高分子链，常见的聚合反应有自由基聚合、阴离子聚合、阳离子聚合等。

- 缩聚反应：通过两个或多个小分子的反应形成高分子，常见的缩聚反应有酯化反应、醚化反应、胺化反应等。

- 交联反应：通过交联剂将线性高分子链连接起来形成交联聚合物，常见的交联反应有辐射交联、热交联等。

4. 高分子材料的性能测试方法有哪些？高分子材料的性能测试方法主要包括以下几种：- 机械性能测试：包括拉伸试验、弯曲试验、冲击试验等，用于评估材料的强度、韧性等性能。

- 热性能测试：包括热变形温度测试、热膨胀系数测试等，用于评估材料的耐热性和热稳定性。

- 热分析测试：包括差示扫描量热法（DSC）、热重分析法（TGA）等，用于研究材料的热性质和热分解行为。

- 导电性能测试：包括电导率测试、电阻率测试等，用于评估材料的导电性能。

《高分子材料导论》思考题第一章材料科学概述1．试从不同角度把材料进行分类，并阐述三大材料的特性。

按化学组成分类：金属材料无机材料.有机材料（高分子材料）按状态分类:气态。

固态：单晶.多晶.非晶.复合材料.液态按材料作用分类:结构材料，功能材料按使用领域分类：电子材料。

耐火材料。

医用材料。

耐蚀材料。

建筑材料三大材料：（1）金属材料富于展性和延性，有良好的导电及导热性、较高的强度及耐冲击性。

（2）无机材料一般硬度大、性脆、强度高、抗化学腐蚀、对电和热的绝缘性好。

（3）高分子材料的一般特点是质轻、耐腐蚀、绝缘性好、易于成型加工，但强度、耐磨性及使用寿命较差。

2．说出材料、材料工艺过程的定义。

材料——具有满足指定工作条件下使用要求的形态和物理性状的物质。

由化学物质或原料转变成适用于一定用场的材料，其转变过程称为材料化过程或材料工艺过程。

3．原子之间或分子之间的结合键一般有哪些形式？试论述各种结合键的特点。

离子键：无方向性，键能较大。

由离子键构成的材料具有结构稳定、熔点高、硬度大、膨胀系数小的特点。

共价键：具有方向性和饱和性两个基本特点。

键能较大，由共价结合而形成的材料一般都是绝缘体。

金属键：无饱和性和方向性。

具有良好的延展性，并且由于自由电子的存在，金属一般都具有良好的导电、导热性能。

4．何为非晶态结构？非晶态结构材料有何共同特点？原子排列近程有序而远程无序的结构称为非晶态结构或无定形结构，非晶态结构又称玻璃态结构。

共同特点是：结构长程无序，物理性质一般是各向同性的；没有固定的熔点，而是一个依冷却速度而改变的转变温度范围；塑性形变一般较大，导热率和热膨胀性都比较小。

5．材料的特征性能主要哪些方面？热学、力学、电学、磁学、光学、化学等性能6．什么是材料的功能物性？材料的功能物性包括哪些方面？功能物性，是指在一定条件下和一定限度内对材料施加某种作用时，通过材料将这种作用转换为另一形式功能的性质。

包括：1热电转换性能2光－热转换性能3光－电转换性能4力－电转换性能5磁－光转换性能6电－光转换性能7声－光转换性能7．材料工艺与材料结构及性能有何关系？材料工艺，包括材料合成工艺及材料加工工艺，影响材料的组织结构，因而对材料的性能有显著的影响。