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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。
略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δ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。
7.比较下列四组高分子链的柔顺性并简要加以解释。
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，举例说明高分子的构造。
等。
举例说明高分子链的构造：线形：聚乙烯，聚α-烯烃环形聚合物：环形聚苯乙烯，聚芳醚类环形低聚物梯形聚合物：聚丙烯腈纤维受热，发生环化形成梯形结构支化高分子：低密度聚乙烯交联高分子：酚醛、环氧、不饱和聚酯，硫化橡胶，交联聚乙烯。
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）由于等归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：（1）聚丙烯睛与碳纤维；（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）。
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。
高分子物理习题库与答案一、单选题（共81题，每题1分，共81分）1.以下哪个专业术语是“ultraviolet absorbent”的中文解释。
（）A、防老剂B、紫外光吸收剂C、光稳定剂D、光屏蔽剂正确答案：B2.下列聚合物中分子链刚性最大是 ( )。
A、聚丙烯腈B、聚丙烯C、聚乙烯D、聚氯乙烯正确答案：A3.以下材料哪个内耗最小。
（）A、天然橡胶B、顺丁橡胶C、丁基橡胶正确答案：B4.以下哪个专业术语是“fringed micellar model”的中文解释。
（）A、折叠链片晶结构模型B、纤维状晶体C、缨状胶束模型D、结晶过程正确答案：C5.合物）以下，小尺寸运动单元从运动到冻结或从冻结到运动的变化过程。
”是下列选项中哪一个名A、力学松弛B、键接异构C、次级松弛D、脆性断裂正确答案：C6.以下哪个专业术语是“structural repeat unit”的中文解释。
（）A、熔融指数B、Boltzmann原理C、重复结构单元D、次级松弛正确答案：C7.聚合物在结晶过程中，其体积是如何变化的。
（）A、收缩B、不变C、上述情况都有可能D、膨胀正确答案：A8.以下哪个专业术语是“creep”的中文解释。
（）A、相态B、取向C、蠕变D、模量正确答案：C9.聚苯乙烯的英文缩写是（）。
A、LDPEB、PSC、PVCD、PMMA正确答案：B10.以下哪个专业术语是“dispersion force”的中文解释。
（）A、静电力B、诱导力C、次价力D、色散力正确答案：D11.Avrami方程中，n = 3 可能意味着 ( )。
A、三维生长, 均相成核B、二维生长, 均相成核C、一维生长, 均相成核D、二维生长, 异相成核正确答案：B12.以下3种聚合物，刚性最大的是（）。
A、聚乙炔B、聚二甲基硅氧烷C、聚苯乙烯正确答案：A13.以下哪个专业术语是“Crazing”的中文解释。
（）A、模量B、银纹质（体）C、银纹D、银纹化正确答案：D14.4次方幂律是反映以下什么与相对分子质量的关系。
高分子物理习题及答案第一章1.假定A与B l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,计算此二试样的标和福'：，并求其分布宽度指数b；、bj和多分散系数d。
解（1）对于A—-—= ------------------ ------------- = 28169y 03 04 0.3乙矿10?+1(F+2X105=0.3xl04 +0.4xl05 +0.3x2xl05 =103000—0.3x108+0.4x10】°+0.3x4x10】°M:~~- = ------------- = 155630M K103000d = M w/M n = 3.66bj =万;0 — 1) = 28169? x3.66 = 2 90x 109o-；=宓；0 — 1) = 1030002x3.66 = 3.88x101°(2)对于BM n = 54054M w =101000M: =118910d = 1.87b： =2.54x109* =8.87x1092.假定某聚善试样中含有三个组分，其相督子质量分别为1万、2万和3万，今测得该试样的数均相对分子质量商"为2万、重均相对分子质量为2.3万，试计算此试样中各组分的摩尔分数和重量分数。
M…=Y N.M.I I无=5虹=刊*箜竺J j J W,M iE^,=i104M+2xl04M+3xl04N3 =2x"< lO'M +4X108A^2+9X108^3=4.6X108N、+N2 +M =1解得N、= 0.3， N2 = 0.4 , N3 = 0.3M n= £-------- ；—(2)切'fWM£w,=i成w, , —-H ------------ = 1 - ---------- =104 2xl04 3xl04 2xl04< 104^ +2X104W2+3X104W3=2.3X104W t+W2+W3 =1解得W] = o. 15 , W2 = 0.4, W3 = 0.453.在25°C的。
![第三版-高分子物理课后习题答案(详解)[1]1-图文](https://uimg.taocdn.com/e50683bad0f34693daef5ef7ba0d4a7302766ca9.webp)
第三版-高分子物理课后习题答案（详解）[1]1-图文第1章高分子的链结构1.写出聚氯丁二烯的各种可能构型，举例说明高分子的构造。
等。
举例说明高分子链的构造：线形：聚乙烯，聚α-烯烃环形聚合物：环形聚苯乙烯，聚芳醚类环形低聚物梯形聚合物：聚丙烯腈纤维受热，发生环化形成梯形结构支化高分子：低密度聚乙烯交联高分子：酚醛、环氧、不饱和聚酯，硫化橡胶，交联聚乙烯。
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）由于等归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：（1）聚丙烯睛与碳纤维；（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）。
高分子物理练习题含参考答案一、单选题（共81题，每题1分，共81分）1.以下哪个专业术语是“Craze”的中文解释。
（）A、银纹B、银纹化C、银纹质（体）D、模量正确答案：A2.纤维与塑料、橡胶相比（）。
A、内聚能密度较小B、相对分子质量较大C、强度较大正确答案：C3.结晶型聚合物的结晶温度范围是（）。
A、Tb～TgB、Tg～TmC、Tg～TdD、Tm～Td正确答案：B4.以下哪个专业术语是“Poisson’sratio”的中文解释。
（）A、玻璃态B、脆化温度C、泊松比D、强度正确答案：C5.下列哪个过程的熵变增加。
（）A、橡胶拉伸B、结晶熔化C、交联正确答案：B6.结晶度增加，以下哪种性能增加。
（）A、冲击强度B、抗张强度C、透明性正确答案：B7.“在一定的应力的作用下，形变随时间而发展的现象。
”是下列选项中哪一个名词的解释。
（）A、蠕变B、零切黏度C、应变D、高聚物正确答案：A8.分别将下列高聚物熔体在冰水中淬火，所得固体试样中透明度最高的是()。
A、PSB、全同立构聚丙烯C、聚乙烯D、聚对苯二甲酸丁二醇酯正确答案：A9.以下哪个专业术语是“mesogenicunit”的中文解释。
（）A、液晶基元B、溶致性液晶C、热致液晶D、液晶正确答案：A10.以下哪个专业术语是“oxidativedegradationreaction”的中文解释。
（）A、降解反应B、光降解C、解聚反应D、氧化降解反应正确答案：D11.以下哪个专业术语是“aggregatedstructure”的中文解释。
（）A、相态B、聚集态C、聚集态结构D、化学键正确答案：C12.聚乙烯无规线团的极限特征比为（）。
A、2B、1C、6.76正确答案：C13.以下对聚合物Tg的影响因素中,不能使Tg增加的是()。
A、极性侧基密度增加B、主链杂原子密度增加C、压力增加D、主链芳环密度增加正确答案：B14.“联系起两银文面的束状或高度取向的聚合物。
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。
等。
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）由于等归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：（1）聚丙烯睛与碳纤维；（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。
(1)线性高分子梯形高分子(2 非晶高分子结晶性高分子(3)柔性(4)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。
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( )。
高分子物理习题库（含参考答案）一、单选题（共70题，每题1分，共70分）1.在交变应力作用下，与单位体积试样中每一周期耗散的能量有关的是( )。
A、储存模量和损耗模量B、损耗模量C、储存模量正确答案：B2.高分子内旋转受阻程度越大，其均方末端距A、越小B、为区域恒定值C、越大正确答案：C3.1，4-丁二烯聚合可以形成顺式和反式两种构型，它们被称为A、旋光异构体B、几何异构体C、间同异构体正确答案：B4.聚乙烯的分子间作用力主要是A、色散力B、静电力C、氢键D、诱导力正确答案：A5.普通高分子的特性黏数随溶液浓度的增大而（）A、不变B、增大C、不确定D、降低正确答案：A6.同一聚合物的下列三种不同的黏度，最大的是( )A、无穷剪切黏度B、表观黏度C、零剪切黏度正确答案：C7.聚合物的相对分子质量具有A、单分散性B、多分散性C、单一性正确答案：B8.在θ条件下，高分子溶液中溶剂的热力学性质为零的是（）A、过量化学位B、过量偏摩尔混合熵C、过量偏摩尔混合热正确答案：A9.在对苯二甲酸乙二酯的晶体中，分子链的构象是A、平面锯齿链B、扭曲的锯齿链C、螺旋链正确答案：B10.膜渗透压法测定聚合物相对分子质量，以派/RTc对c作图，得到的直线的截距随温度的升高而（ )。
A、增大B、不确定C、不变D、降低正确答案：C11.PS分子间作用力主要是A、诱导力B、色散力C、静电力正确答案：B12.已知含有成核剂的聚丙烯在等温结晶时生成球晶，则其Avrami 指数为A、2B、3C、4正确答案：B13.高分子柔性愈小，其特性黏数受切变速的影响（A、没影响B、不确定C、愈大D、愈小正确答案：C14.Maxwell模型可以用来描述（)A、线形高聚物的应力松弛过程B、蠕变过程C、交联高聚物的应力松弛过程正确答案：A15.下列实验方法可测量聚合物溶度参数的是（A、DSC法B、膨胀计法C、密度法D、稀溶液黏度法正确答案：D16.下列条件中适于制备单晶的是( )A、熔体B、稀溶液C、高温高压正确答案：B17.成核剂的加入使球晶尺寸A、减小B、不变C、增大正确答案：A18.溶液的黏度比(相对黏度)为( )A、大于 0B、小于 lC、小于 1，大于 0D、大于 1正确答案：D19.聚乙烯属于A、杂链聚合物B、碳链聚合物C、元素聚合物正确答案：B20.聚合物溶液在搅拌下结晶时可以形成A、单晶B、串晶C、球晶正确答案：B21.下列聚合物中，熔点最高的是A、聚对二甲苯撑B、聚苯撑C、聚乙烯正确答案：B22.1, 4－丁二烯聚合可以形成顺式和反式两种构型，它们被称为( )A、旋光异构体B、几何异构体C、间同异构体正确答案：B23.处于玻璃态下的高聚物，下列哪些单元可以运动( )。
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。
等。
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）由于等归立构聚苯乙烯的两个苯环距离比其德华半径总和小，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，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）聚丙烯睛与碳纤维；（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。
(1)线性高分子梯形高分子(2 非晶高分子结晶性高分子(3)柔性(4)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。
1推导重均分布宽度指数σw2与各种平均分子量之间的关系2i 02020222w w w w wW w W(M)w d(M)W(M)w+Mw d(M)W(M)d(M)2Mw W(M)d(M)+Mw W(M)d(M)M )w Mw Mw M )w Mw i iiii i∞∞2∞∞∞2(M -M (M -M (M -M (M -M (M -2MM M M ∑∑∑⎰⎰⎰⎰⎰222222）σ＝）＝＝）＝）＝） ＝－ ＝(－2＋ ＝(－222w /()w /()ii iiiw iiziiw i iiiiw wz w MM w M M w MM wM M M M ====⇒∑∑∑∑∑∑22 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 i iM 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 从化学结构角度讨论以下各对聚合物为什么存在gT 的差别．CH 2CH 2(1)(150K) 和CH 2CH CH 3(250K)(2)CH 2CH C O 3(283K) 和 CH 2CH O C O CH 3(350K)(3)CH 2CH 2O (232K) 和 CH 2CH (358K)(4)CH 2CH C 2H 5O (249K)和CH 2CH 2CH CH 3C3O (378K)解 （1）后者较高，因为侧基CH 3的内旋转空间障碍，刚性较大。
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。
高分子物理答案（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。
等。
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）由于等归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：（1）聚丙烯睛与碳纤维；（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。
7. 比较下列四组高分子链的柔顺性并简要加以解释。
解：8. 某单烯类聚合物的聚合度为104，试估算分子链完全伸展时的长度是其均方根末端距的多少倍？（假定该分子链为自由旋转链。
第三版⾼分⼦物理课后习题答案详解第1章⾼分⼦的链结构1.写出聚氯丁⼆烯的各种可能构型，举例说明⾼分⼦的构造。
等。
举例说明⾼分⼦链的构造：线形：聚⼄烯，聚α-烯烃环形聚合物：环形聚苯⼄烯，聚芳醚类环形低聚物梯形聚合物：聚丙烯腈纤维受热，发⽣环化形成梯形结构⽀化⾼分⼦：低密度聚⼄烯交联⾼分⼦：酚醛、环氧、不饱和聚酯，硫化橡胶，交联聚⼄烯。
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）由于等归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：（1）聚丙烯睛与碳纤维；（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）。
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第5章聚合物的转变与松弛5.试用玻璃化转变的自由体积理论解释：（1）非晶态聚合物冷却时体积收缩速率发生变化；（2）冷却速度愈快，测得的Tg值愈高。
答：（1）在Tg以上，非晶态聚合物体积收缩时，包括聚合物分子占有体积的收缩以及自由体积的收缩，而在Tg以下，自由体积处于冻结状态，所以，聚合物体积收缩只有聚合物占有体积的收缩，因此，体积收缩速率会有变化。
（2）当冷却速度愈快，测得的Tg偏大，这是因为：一方面，温度降低，体系的自由体积减小，同时，粘度增大，链段运动的松弛时间增加，另一方面，冷却速率决定了实验的观察时间，而玻璃化温度是链段运动的松弛时间与实验的观察时间相当时的温度，故冷却愈快，观察时间愈短，测得的Tg值愈高。
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-丁二烯聚二甲基硅氧烷〈顺式聚1，4-丁二烯，Si—O键的柔顺性较碳碳键好，柔顺性好，链段较易移动，玻璃化温度低；（2）聚己二酸乙二醇酯，聚对苯二甲酸乙二醇酯；聚己二酸乙二醇酯〈聚对苯二甲酸乙二醇酯，苯环的存在使得分子的运动能力变差，玻璃化转变温度提高；（3）聚丙烯，聚4-甲基-1-戊烯；聚丙烯〈聚4-甲基-1-戊烯分子链越短，链段运动能力越大，玻璃化转变温度越低；（4）聚氯乙烯，聚偏二氯乙烯；聚氯乙烯〉聚偏二氯乙烯，对称取代柔顺性好，链段运动能力强，玻璃环转变温度低；12.现有某种聚丙烯试样，将其熔体10ml于150℃在膨胀计中进行等温结晶，不同时间测得聚合物的体积如下：t/min 3.2 4.7 7.1 12.6 20V/ml 9.9981 9.9924 9.9765 9.8418 9.5752已知聚丙烯晶胞密度为0.96g/cm3,完全非晶时的密度为0.84g/cm3，结晶完全时体积结晶度为50%。
试用Avrami方程计算该试样的结晶速度常数K和Avrami指数n。
答：由题，==50%，将已知条件带入求的结晶终点时聚丙烯的密度 0.90 g/cm3，根据质量守恒， a×10=∞,求的结晶终了时的体积为：9.3333ml.根据Avrami方程：,将Avrami方程去两次对数可得：根据质量守恒，联系方程各项，以体积值替代比体积进行计算，以对lgt作图-5由图及数据拟合曲线可知：n=3.206，K=7.26×10第6章橡胶弹性5.一交联橡胶试片，长2.8cm、宽1.0cm、厚0.2cm、重0.518g，于25℃时拉长1倍，测定张力为9.8N。
请计算该试样网链的平均分子量。
答：根据交联橡胶状态方程：，得到由题λ=2，σ=，代入数据的，σ=49×104N/m2，ρ=0.518/2.8/1.0/0.2=0.925×106g/m3代入数据得：8185g/mol6. 某硫化橡胶试样，其网链平均分子量为10000，密度为1g/cm3。
问25℃时拉伸1倍需要多大的应力?(R=8.314J/K·mol)答：根据交联橡胶状态方程：，λ=2，代入数据得σ=0.433J/cm3=0.433N×m×106/m3=4.33×105Pa7.一硫化橡胶试样，应力为1.5×106N/m2时拉伸比为2.5.试计算该试样1cm3中的网链数。
答：根据交联橡胶状态方程：，代入数据得 N1=1.538×102 0第7章聚合物的粘弹性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。
答：1）温度对聚合物内耗大小的影响：当温度较低（T<T g时），高聚物链段几乎不能运动，主要是键长键角运动对应力做出响应，材料发生普弹形变，形变较小，运动幅度较小，内耗较低；当温度升高（T≈T g）时，链段逐渐开始运动，链段的运动对应力做出力学响应，但链段运动过程中需克服较大的内摩擦阻力而且由于链段热运动能量和自由体积不足会消耗一部分外力所做的功，使响应总是滞后于应力的变化，产生明显的力学损耗，出现明显的损耗峰；当温度进一步升高（T g<T<T f）时高聚物处于高弹态，链段具有足够的热运动能量和自由体积，可以自由运动，，故力学损耗很小；当温度继续升高（T>T f）时，分子主链开始运动，运功过程中所需克服的摩擦阻力增大，整链运动受阻，力学损耗会进一步的增大；2）频率对聚合物内耗的影响：根据时温等效原理，聚合物在高频下的反应同低温时的的反应一致；在低频时与高温的反应一致，当某一频率所对应的周期低温T T g T f高温与链段的松弛时间处在同一数量级时，则会观察到明显的力学损耗，与玻璃化转变温度相对应。
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3×106N/m2,材料应力松弛时间为300d，管内流体的压力为0.3×106N/m2,试问多少天后接口处将发生泄露？答：根据Maxwell模型，，由题当，＜，接口处将发生泄漏，由题知，τ=300d，带入相关数据得t=208d第八章聚合物的屈服和断裂2．画出非晶态和晶态聚合物拉伸时典型的应力-应变曲线，指出曲线上的特征点及相应的应力、应变名称。
答：非晶态聚合物典型应力-应变曲线晶态聚合物典型应力-应变曲线7．下列几种聚合物的抗冲击性能如何？为什么？（T<Tg）（1）聚苯乙烯；（2）聚苯醚；（3）聚碳酸酯；(4)ABS;(5)聚乙烯答：(1)聚苯乙烯，因主链挂上体积庞大的侧基苯环，使之称为难以改变构象的刚性链，使得冲击性能不好，为典型的脆性聚合物。
（2）聚苯醚，因主链含有刚性的苯环，故为难以改变构象的刚性链，冲击性能不好。
（3）聚碳酸酯，由于主链中含酯基，在-120摄氏度可产生局部模式运动，称之为β转变。
在T<Tg 时，由于外力作用，β转变吸收冲击能，使聚合物上的能量得以分散，因此冲击性能好，在常温下可进行冷片冲压成型，即常温塑性加工。
（4）ABS，因ABS 具有多相结构，支化的聚丁二烯相当于橡胶微粒分散在连续的塑料相中，相当于大量的应力集中物，当材料受到冲击时，它们可以引发大量的裂纹，从而能吸收大量的冲击能，所以冲击性能好。
（5）聚乙烯，由于聚乙烯链节结构极为规整和对称，体积又小，所以聚乙烯非常容易结晶，而且结晶度比较高。
由于结晶限制了链段的运动，使之柔性不能表现出来，所以冲击性能不好。
高压聚乙烯由于支化多，破坏了链的规整性，结晶度低些，冲击性能稍好些。
第九章聚合物的流变性4.讨论聚合物的分子量和分子量分布对熔体粘度和流变性的影响。
答：低切变速率下，当时，略依赖于聚合物化学结构和温度，当时，与聚合物化学结构，分子量分布及温度无关；增大切变速率，链缠结结构破坏程度增加，分子量对体系粘度影响减小。
聚合物熔体非牛顿流动时的切变速率随分子量加大向低切变速率移动，剪切引起的粘度下降，分子量低的试样也比分子量高的试样小一些。
分子量相同时分子量分布宽的聚合物熔体出现非牛顿流动的切变速率比分布窄的要低的多。
5.从结构观点分析温度、切变速率对聚合物熔体粘度的影响规律，举例说明这一规律在成型加工中的应用。
答：a.温度升高，粘度下降，在较高温度的情况下，聚合物熔体内自由体积相当大，流动粘度的大小主要取决于高分子链本身的结构，即链段跃迁运动的能力，一般分子链刚性越大，或分子间作用力越大，则流动活化能越高，这类聚合物是温敏性的；当温度处于一定范围即Tg<T<Tg+100K时，由于自由体积减小，阶段跃迁速率不仅与其本身的跃迁能力有关，也与自由体积大小有关。
b．柔性链高分子表观粘度随切变速率增加而明显下降，刚性链高分子表观粘度也随切变速率增加而下降，但降幅较小，因为切变速率增加，柔性链易改变构象，即通过链段运动破坏原有缠结，降低流动阻力，刚性链链段较长，构象改变较困难，随切变阻力增加，阻力变化不大。
第十章聚合物的电学性能、热性能和光学性能2.比较聚合物介电松弛和力学松弛的异同点。
答：高聚物的力学松弛是高聚物的力学性能随时间变化而产生的一系列现象，包括静态力学松弛（应力松弛和蠕变）和动态力学松弛（滞后和力学损耗）；而介电松弛是高聚物的电学性能介电常数和介质损耗随时间的变化而产生的一些列现象；期相同点在于两者都是高聚物内部的运动形式随着外界刺激的变化而做出相应而产生的一些列性能的变化；不同点在于力学松弛的产生是由于高分子不同尺度的运动单元的运动难易程度造成，而介电松弛是高分子内部偶极子在不同电场条件下极化的难易程度造成；二者都反映了在一定的外场作用下高聚物内部运动形式与性能的一定关系。
