高分子物理作业答案Word版

第6章 橡胶弹性1. 高弹性有哪些特征？为什么聚合物具有高弹性？在什么情况下要求聚合物充分体现高弹性?什么情况下应设法避免高弹性？答：特征： ①弹性形变大，可高达1000％；②弹性模量小。

高弹模量约为105N ／m 2； ③弹性模量随绝对温度的升高正比地增加；④形变时有明显的热效应。

聚合物的柔性、长链结构使其卷曲分子在外力作用下通过链段运动改变构象而舒展开来，除去外力又恢复到卷曲状态。

橡胶的适度交联可以阻止分子链间质心发生位移的粘性流动，使其充分显示高弹性。

聚合物加工过程中，高弹性会导致出现挤出胀大、熔体破裂和包轴效应等现象，用避免。

2. 试述交联橡胶平衡态高弹形变热力学分折的依据和所得结果的物理意义。

橡皮试样（热力学体系），环境，外力（单轴拉伸）温度、压力 依据：热力学第一定律du ＝dQ －dW 和热力学第二定律dQ ＝Tds 等温等容（T 、V ）的热力学方程：*)()(,,VT V T l sl u T f ∂∂∂∂-=＊ 式物理意义：外力作用在橡胶上，一方面使橡胶的内能随着伸长而变化，另一方面使橡胶的熵随着伸长而变化。

或者说，橡胶的张力是由于变形时，内能发生变化和熵变化而引起的。

通过吉布思自由能公式转化为可测物理量G=U+PV-TSdU =TdS-PdV+fdldG=dU+PdV+VdP-TdS-SdT得：dG=VdP-SdT+fdl，G 为状态函数，改变求导顺序不影响结果*公式转化为将橡胶样条拉伸到一定长度，定伸长比条件下做 f - T 曲线来观察内能变化与熵变的情况当ε>10％时直线外推到T ＝0K时，通过坐标原点，由式＊＊得**)()(,,Vl Tf V T T f lu∂∂∂∂-=,,T PG dG fdl f l ∂⎛⎫== ⎪∂⎝⎭,,P lG dG SdT S T ∂⎛⎫=--= ⎪∂⎝⎭V l V l P T V T P l V T T f l G T T G l lS ,,,,,,)(])([])([)(∂∂-=∂∂∂∂-=∂∂∂∂-=∂∂0)(,≈∂∂V T l u 即 VT v l l sT f T T f 1,)()(σσσσ-==结论：说明交联橡胶拉伸时，内能几乎不变，而主要引起熵的变化。

高分子物理习题（附答案）一、单选题（共70题，每题1分，共70分）1.聚合物分子间形成氢键，会使玻璃化温度()。

A、保持不变B、显著下降C、显著升高正确答案：C2.同一聚合物的下列三种不同的黏度，最大的是()A、表观黏度B、无穷剪切黏度C、零剪切黏度正确答案：C3.PE,PVC,PVDC结晶能力的强弱顺序是()A、PE>PVC>PVDCB、PVDC>PE>PVCC、PE>PVDC>PVC正确答案：C4.高聚物的构型包括A、几何异构体B、旋光异构体和几何异构体C、旋光异构体正确答案：B5.在其他条件相同的情况下，橡胶的交联密度越大，溶胀度则()A、越大B、不变C、越小正确答案：C6.等规度是指高聚物中A、全同和间同立构的总的百分数B、间同立构的百分数C、全同立构的百分数D、顺反异构体的百分数正确答案：A7.下列结构不属于一级结构范畴的是A、头-尾键接B、化学组成C、相对分子质量D、顺反异构正确答案：C8.橡胶类物质的弹性模量随温度的上升而()。

A、不变B、增加C、下降正确答案：B9.交联会导致聚合物的玻璃化温度()。

A、升高B、下降C、不变正确答案：A10.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、过量偏摩尔混合热C、过量偏摩尔混合熵正确答案：A11.高分子稀溶液ηsp/c与c的关系符合Huggins方程，由方程可知，以ηsp/c对c作图，得一直线，直线的斜率通常（）A、小于0B、大于1C、不确定D、大于0正确答案：D12.在良溶剂中，高分子溶液的第二维利系数A．为（A、A2>0B、A2<0C、A2=0D、A2=1/2正确答案：A13.Voigt模型可以用来描述()A、松弛过程B、线形高聚物的蠕变过程C、交联高聚物的蠕变过程正确答案：C14.熔融指数的单位是()A、秒B、克C、泊正确答案：B15.比较聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚丙烯腈（PAN）、聚乙烯（PE）之间的柔性，顺序正确的是A、PE>PP>PVC>PANB、PE>PP>PAN>PVCC、PP>PE>PVC>PAND、PAN>PVC>PP>PE正确答案：A16.剪切黏度随剪切速率的增大而减小的流体属于()。

高分子物理试卷二答案一、单项选择题（10分）1.全同聚乙烯醇的分子链所采取的构象是（ A ）。

（A ）平面锯齿链 （B ）扭曲的锯齿链 （C ）螺旋链2.下列聚合物找那个，熔点最高的是（ C ）。

（A ）聚乙烯 （B ）聚对二甲苯撑 （C ）聚苯撑3.聚合物分子链的刚性增大，则黏流温度（ B ）。

（A ）降低 （B ）升高 （C ）基本不变4.增加聚合物分子的极性，则黏流温度将（ C ）。

（A ）降低 （B ）基本不变 （C ）升高5.可以用来解释聚合物的零切黏度与相对分子质量之间相互关系的理论是（ B ）。

（A ）分子链取向 （B ）分子链缠结 （C ）链段协同运动6.在下列情况下，交联聚合物在溶剂中的平衡溶胀比最大的是（ C ）。

（A ）高度交联 （B ）中度交联 （C ）轻度交联7.光散射的散射体积与θsin 成（ B ）。

（A ）正比 （B ）反比 （C ）相等 （D ）没关系8.高分子的特性黏数随相对分子质量愈大而（ A ）。

（A ）增大 （B ）不变 （C ）降低 （D ）不确定9.理想橡胶的泊松比为（ C ）。

（A ）21< （B ）21> （C ） 21 10.交联高聚物蠕变过程中的形变包括（ B ）。

（A ）普弹形变、高弹形变和黏性流动 （B ）普弹形变和高弹形变 （C ）高弹形变和黏性流动二、多项选择题(20分)1.以下化合物，哪些是天然高分子（ AC ）。

（A ）蛋白质 （B ）酚醛树脂（C ）淀粉 （D ）PS2.柔顺性可以通过以下哪些参数定量表征（ ABCD ）。

（A ）链段长度 （B ）刚性因子（C ）无扰尺寸 （D ）极限特征比3.以下哪些方法可以测量晶体的生长速度（ AB ）。

（A ）偏光显微镜 （B ）小脚激光光散射（C ）光学解偏振法 （D ）示差扫描量热法4.有关聚合物的分子运动，下列描述正确的有（ ACD ）。

（A ）运动单元具有多重性（B ）运动速度不受温度影响 （C ）热运动是一个松弛过程（D ）整个分子链的运动称为布朗运动 （E ）运动但愿的大小不同，但松弛时间一样5.下列有关聚合物熔体流变性能的叙述，正确的有（ ABDE ）。

高分子物理第三版，何曼君等著参考答案——湘潭大学版（Ps：答案由个人和网上资料共同整理得到，如有错误，敬请原谅！）第一章4.为什么说黏度法测得的分子量是相对的分子量，渗透压法测得的是数均分子量，光散射法测得的是重均分子量？答：①黏度法是由公式1i i i M W M ααη⎛⎫= ⎪⎝⎭∑得到，而α又是从[]KM αη=得到。

在测α时所用到的[]η是通过相对粘度0r ηηη=和增比粘度0sp ηηηη-=计算得到。

因此[]η不是溶剂的绝对粘度，那么得到的分子量也是相对的分子量。

②渗透压法的测定是建立在溶液的依数性质基础上的，而公式()()001ii i ii i i C C ii iii iniiC nCM RT RTCRTCRTCM Cn MM →→∏=∏====∑∑∑∑∑∑可知，测得的是数均分子量M n 。

③在光散射法中常用90θ=o 时的瑞利比90R 计算溶质的分子量。

9000()()C i ii iiiC i i wi iiiiR KCMC M w M R K C M KCKCKCM Cwθ→→=====∑∑∑∑∑因此测得的是重均分子量M w 。

7.今有一混合物，由1g 聚合物A 和2g 同类型的聚合物B 组成。

A 的分子量M A =1×105g •mol -1;B 的分子量M B =2×105g •mol -1。

计算该混合物的数均分子量M n 重均分子量M w 和多分散指数d 。

解：55555512 1.5101211021011102210 1.6710121.1i iini ii iiwi iwnn M M nw M M wM d M +===⨯+⨯⨯⨯⨯+⨯⨯===⨯+==∑∑∑∑8.利用高分子稀溶液的依数性质测定其分子量时，常常需要将所测得的物理量对溶液浓度外推，求取浓度为零时的外推值作为计算依据，为什么？在什么条件下不需要外推？只需要由单一浓度的数据即可计算出正确结果？答：①因为高分子溶液的热力学性质与理想溶液的偏差很大，只有在无限稀释的情况下才基本符合理想溶液的规律，而无限稀释的溶液不可能配制，只能用外推法取浓度为零时的数据。

高分子物理习题参考答案1-6(总23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--《高分子物理》标准化作业本参考答案沈阳化工学院材料科学与工程学院《高分子物理》课程组第一章高分子链的结构一、概念1、构型：分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。

2、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叫构象。

3、均方末端距：高分子链的两个末端的直线距离的平方的平均值。

4、链段：链段是由若干个键组成的一段链作为一个独立动动的单元，是高分子链中能够独立运动的最小单位。

5、全同立构：取代基全部处于主链平面的一侧或者说高分子全部由一种旋光异构单元键接而成。

6、无规立构：当取代基在主链平面两侧作不规则分布或者说两种旋光异构体单元完全无规键接而成。

二、选择答案1、高分子科学诺贝尔奖获得者中，（ A ）首先把“高分子”这个概念引进科学领域。

A、H. Staudinger,B、, ,C、P. J. Flory,D、H. Shirakawa2、下列聚合物中，（ A ）是聚异戊二烯(PI)。

A 、 CCH 2n CH CH 23B 、OC NH O C NH C 6H 4C 6H 4n C 、 CHCl CH n D 、OC CH 2CH 2O O n O C3、下列聚合物中，不属于碳链高分子的是（ D ）。

A 、聚甲基丙烯酸甲酯，B 、聚氯乙烯，C 、聚乙烯，D 、聚酰胺4、下列四种聚合物中，不存在旋光异构和几何异构的为（ B ）。

A 、聚丙烯，B 、聚异丁烯，C 、聚丁二烯，D 、聚苯乙烯5、下列说法，表述正确的是（ A ）。

A 、工程塑料ABS 树脂大多数是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯组成的三元接枝共聚物。

B 、ABS 树脂中丁二烯组分耐化学腐蚀，可提高制品拉伸强度和硬度。

C 、ABS 树脂中苯乙烯组分呈橡胶弹性，可改善冲击强度。

D 、ABS 树脂中丙烯腈组分利于高温流动性，便于加工。

高分子物理试题+参考答案一、单选题（共70题，每题1分，共70分）1.Voigt模型可以用来描述()A、交联高聚物的蠕变过程B、松弛过程C、线形高聚物的蠕变过程正确答案：A2.高聚物的构型包括A、几何异构体B、旋光异构体C、旋光异构体和几何异构体正确答案：C3.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：B4.橡胶的使用温度范围是()A、Tg—Tf之间B、Tf以上C、Tg以上正确答案：A5.下列三种聚合物，密度最大的是A、聚丙烯B、低压聚乙烯C、高压聚乙烯正确答案：B6.下列聚合物中，不存在旋光异构体的是A、PPB、PIBC、聚异戊二烯正确答案：B7.退火使结晶度A、不变B、减小C、增加正确答案：C8.DNA的双螺旋属高分子结构中的几级结构A、一级结构B、二级结构C、三级结构正确答案：B9.淬火使结晶度A、减小B、增加C、不变正确答案：A10.在对苯二甲酸乙二酯的晶体中，分子链的构象是A、扭曲的锯齿链B、平面锯齿链C、螺旋链正确答案：A11.下列聚合物柔顺性排列顺序正确的是A、PP<PMMA<PIBB、PIB<PMMA<PPC、PMMA<PP<PIB正确答案：C12.在玻璃化温度以下，高聚物的自由体积随温度上升而()。

A、下降B、上升C、保持不变正确答案：C13.应力可以松弛到零的是()。

A、交联高聚物B、线形高聚物C、所有高聚物正确答案：B14.橡胶的使用温度范围是()。

A、Tg～T之间B、T以上C、Tg以上正确答案：A15.在恒温、恒压下，溶解过程自发进行的必要条件是（)。

A、△Gm>0B、不确定C、△Gm=0D、△Gm<0正确答案：D16.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B、损耗模量C、储存模量和损耗模量正确答案：B17.聚合物的相对分子质量增加，则冲击强度()。

A、增大B、不变C、减小正确答案：A18.下列方法中，不能提高IPP透明性的是A、迅速冷却B、增大球晶尺寸C、与非晶的PVC共混正确答案：B19.光散射的散射体积与sinθ成（)。

第一章1.试讨论线形聚异戊二烯可能有哪些不同的构型，假定不考虑键接结构（画出结构示意图）。

解：聚异戊二烯可能有6种有规立构体，它们是：常见错误分析：本题常见的错误如下：（1）将1,2加成与3,4加成写反了。

按IUPAC 有机命名法中的最小原则，聚异戊二烯应写成而不是即CH 3在2位上，而不是在3位上。

（2）“顺1,4加成又分成全同和间同两种，反1,4加成也分成全同和间同两种。

”顺1,4或反1,4结构中没有不对称碳原子，没有旋光异构体。

甲基与双键成120°角，同在一个平2C CCH 2CH 2CH 3HC C C C CC RR R 33CH 3H HHH H H (R =CH CH 2)C C C C CC RR R H HHH H H H H H (R =C(CH 3)CH 2)C C C C C CR R 3CH 3CH 3H HHH H H (R =CH CH 2)C C C C CC R R R H H H H H H HHH (R =C(CH 3)CH 2)② 反1,4加成④ 3,4加成全同立构 ③ 1,2加成全同立构⑤ 1,2加成间同立构 ⑥ 3,4加成间同立构 C CH CH 3CH 2CH 2n 1234C CH CH 3CH 2CH 2n1234面上。

2.以聚丁二烯为例，说明一次结构（近程结构）对聚合物性能的影响？解：单体丁二烯进行配位聚合，由于1,2加成与1,4加成的能量差不多，所以可得到两类聚合物。

一类是聚1,2-丁二烯，通式是；另一类是聚1,4-丁二烯，通式是。

每一类都可能存在立体异构，如由于一次结构不同，导致聚集态结构不同，因此性能不同。

其中顺式聚1,4-丁二烯规整性差，不易结晶，常温下是无定形的弹性体，可作橡胶用。

其余三种，由于结构规整易结晶，使聚合物弹性变差或失去弹性，不易作橡胶用，其性能之差详见表1-1。

表1-1聚丁二烯的物理性质异构高分子熔点（℃）密度（g/cm3）溶解性（烃类溶剂）一般物性（常温）回弹性20℃90℃全同聚1,2-丁二烯120～125 0.96 难硬，韧，结晶性45～55 90～92间同聚1,2-丁二烯154～155 0.96 难硬，韧，结晶性顺式聚1,4-丁二烯4 1.01 易无定形硬弹性88～90 92～95反式聚1,4-丁二烯135～148 1.02 难硬，韧，结晶性75～80 90～933.假定聚乙烯的聚合度为2000，键角为109.5°，求伸直链的长度L max 与自由旋转链的根均方末端距之比值。

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。

高分子物理习题答案高分子物理习题集-答案第一章聚合物的结构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？构型：分子在空间中由化学键固定的原子或基团的几何排列。

这种安排是稳定的。

为了改变结构，它必须经历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。

要提高聚丙烯的等规度，必须改变构型，改变构型的方法与改变构象的方法有根本不同。

构象是单键旋转引起的排列变化。

改变构象只需克服单键的旋转障碍，分子中单键的旋转随时都会发生。

构象变化迅速，不会因构象的变化而从间规聚丙烯（同型聚丙烯）变为同型聚丙烯（间规聚丙烯）；构型的改变只能通过化学键的断裂来实现。

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：根据IUPAC有机命名法的最小原则，CH3位于位置2，而不是位置3，也就是说，异戊二烯应写为1ch22cch33ch4ch2（一）键合异构体：主要包括三种键合异构体：1,4-加成、1,2-加成和3,4-加成。

chch2nchcch2Ch2ch3nch2cch3ch2nch2cch31,4-加成1，2-加成3，4-加成（二）不同的键合异构体也可能存在于以下6种结构中。

① 顺式1,4-加成ch3cch2chch2ch2cch3chch2ch亚甲基② 反式1,4-加成ch3cch2chch2ch3cch2③1，2-加成全同立构CHCH2HCCH3HCCH2CCH3HCCH2CCH3④1，2-加成间同立构Rhch3hch3chchrch3r=chch2r⑤3，4-加成全同立构CH2CH2CCH3HCCHCH3CHCHCH2CCH3CHCHCH⑥3，4-加成间同立构rhchchchchchhr=cch3ch2r6.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？聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚酰胺（尼龙66）和聚丙烯酸有什么分子间作用力？答：分子间作用力的本质是：非键作用力、二次价作用力和物理作用力。