高分子概论部分习题及答案v1.00(α内测版)
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一、1、在表1-2中单体一栏写出相应单体的中文名称。
（书9-10）2、写出英文缩写为PE、PP、PS、PVC、PTFE、PAM、PMMA、PV Ac、PETP、PA-66的中文名称、聚合物形成的反应式，指出结构单元、重复单元。
3、相对平均分子质量为~30万的聚乙烯和聚苯乙烯的平均聚合度分别是多少？PN=M均/M04、列举出10种有商业名称的聚合物。
尼龙-6、锦纶、腈纶、氯纶、丙纶、涤纶、乙丙橡胶、丁腈橡胶、有机玻璃、ABS、SBS、PMMA、PVC、PS、NR二、1、以过硫酸钾为引发剂，写出丙烯酰胺聚合的引发、增长和偶合终止3个基元反应。
2、以过氧化苯甲酰为引发剂，写出苯乙烯聚合的引发、增长和偶合终止3个基元反应。
3、自由基聚合反应特征？引发慢、快增长、有终止。
体系由单体和聚合物组成，聚合度变化小。
单体转化率随时间提高。
0.1~1%的引发剂可以引发聚合反应，0.01~0.1%的阻聚剂可以终止反应。
4、引发剂浓度、单体浓度以及温度如何影响自由基聚合的速度和分子量？温度升高，聚合速率增大，聚合物的分子量降低。
单体浓度或压力增大使聚合速率和分子量都增大。
引发剂浓度增加，聚合速率增大，平均分子量降低。
5、用下列单体和引发剂进行聚合，说明聚合反应类型，并写出聚合总反应式以及各基元反应式。
(1) 单体：CH2=CHO(n-C4H9); 引发剂：CHCl3 + SnCl4阳离子型聚合反应(2) 单体：苯乙烯; 引发剂：n-C4H9 Li阴离子型聚合反应67、什么是配位聚合？何为定向聚合反应？配位聚合的引发剂特点是什么？单体与配位催化剂的过渡金属活性中心进行“配位络合”，构成配位键后使其活化，进而按离子聚合机理进行增长的聚合过程。
定向聚合反应指能够制备定向高聚物的反应。
配位聚合的引发剂特点是具有特殊定向效能。
8、以丙烯用Al(C2H5)3-TiCl4为引发体系聚合为例，说明配位聚合的机理。
单体与催化剂发生配位化合，经过渡态，单体“插入”活性链与催化剂之间，使活性链增长。
其加成方向由催化剂产生的空间效应决定。
9、什么是二元共聚合反应？两种单体进行共聚的反应。
10、根据大分子链单体单元的排列方式不同，共聚物的类型有哪些？并示意之。
无规共聚物、交替共聚物、嵌段共聚物、接枝共聚物。
11、共聚合研究的意义是什么？可以确定单体的相对活性、可以对高聚物进行改性、可以扩大单体的使用范围。
12、r1=0，r2=0的一单体对聚合得到何种类型的聚合物？（书33）交替共聚物。
13、写出尼龙-6、尼龙-6，6、涤纶、聚碳酸酯、聚酰亚胺等聚合物制备的反应式。
14、举出2个体型缩聚的例子，并示意之。
碱催化酚醛树脂、邻苯二钾酸酐和甘油（书37）。
15、简述平衡缩聚的特点。
链增长是逐步的、可逆的、平衡缩聚是一个复杂的反应过程。
16、用等摩尔的对苯二甲酸和乙二醇聚合制备PET，要使聚合物的平均分子量达到20000，反应程度必须超过多少？n=M/M0；数均聚合度Xn=kn（这里k=2）；反应程度P=(Xn-1)/Xn17、简述本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合的各自优缺点。
本体聚合：优点是产品较纯。
缺点是反应后期散热困难，导致分子量分布变宽或暴聚。
溶液聚合：优点是体系黏度低、易传热和控温。
缺点是聚合速度慢；分子量较低；溶剂回收难。
悬浮聚合：优点是体系黏度低，易散热和控温；后处理工序简单。
缺点是产品有少量分散剂残留物。
乳液聚合：优点是体系黏度低，可在低温下聚合；聚合速率快，产物分子量高。
缺点是形成固体时后处理工序复杂。
18、熔融缩聚和溶液缩聚的区别？界面缩聚的特点以及对单体有何要求？熔融缩聚是指反应物在熔融状态下进行聚合方法。
溶液缩聚是指单体加适当催化剂，在溶剂中进行的聚合方法。
界面缩聚的特点：不可逆聚合；属多相体系；单体活性高；聚合速率决定于单体在相界面处的扩散速率。
对单体的要求：两种单体分别溶于互不相溶的两个溶剂中三、1、均聚物结构单元的键接方式有哪些？共聚物的序列结构与其类型的关系？头-头、头-尾、尾-尾连接。
根据结构单元在共聚物分子链中排列方式，可分为无规共聚物、交替共聚物、嵌段共聚物和接枝共聚物。
2、什么是高分子链的构型？聚苯乙烯和聚丁二烯分别可以有那些构型？高分子链的构型是指分子中由化学键所固定的原子在空间的相对位置和排列。
聚苯乙烯：全同立构、间同立构、无规立构（旋光异构：等规、间规、无规结构）聚丁二烯：顺式、反式（几何异构：顺反异构）3、高分子的构象的定义是什么？能否通过改变构象的方式改变聚丙烯的等规度？构象指一个分子中，不改变共价键结构，仅单键周围的原子放置所产生的空间排布。
不能。
4、高分子链的柔顺性是由什么引起的？如何表征高分子链的柔顺性？高分子链的柔顺性是由单键内旋转而改变其构象引起的。
通常用均方末端距或方根末端距来表征高分子链的柔顺性。
5、请说明单晶、球晶、伸直链晶、串晶的形成条件？聚合物的单晶一般在极稀溶液(<0.1％)中缓慢结晶形成聚合物在没有外力或流动的情况下，由熔体冷却或从浓溶液(>1％)中结晶，倾向于形成球晶。
聚合物在非常高的压力下结晶可以形成伸直链晶。
聚合物溶液在搅拌下结晶时可以形成串晶结构。
6、影响高分子链的柔顺性有哪些因素？它们如何影响？凡是影响分子链内部或链之间作用的一切因素都会影响高分子链的柔性。
在主链结构中：主链中含有C-O，C-N，Si-O、-O-以及孤立C=C键，内旋转容易，大分子链柔顺；主链中含有共轭双键，或引入苯环及杂环，内旋转较难，链柔顺性减小，刚性增加。
取代基的影响：取代基数量多、体积大、极性强，则链的柔顺性差。
支化与交链的影响：短支链使柔性增加，长支链使柔性减小；轻度交链对柔性影响小，重度交链使柔性减小。
温度的影响：温度升高使柔性增加，温度降低使柔性减小。
7、高聚物的结晶结构模型有哪些？缨状微束模型、折叠链模型、插线板模型。
8、高聚物结晶过程的特点是什么？不同高聚物的结晶速率相差很大、温度对高聚物的结晶影响很大、高聚物除主结晶阶段外还有次结晶阶段。
9、影响高聚物结晶的因素有哪些？温度因素：结晶发生在玻璃化温度Tg与熔点Tm之间。
分子链的结构愈简单、对称性愈高、规整性愈好以及取代基的空间位阻和极性愈小，则聚合物结晶速度愈大。
同一种聚合物，在相同结晶条件下，分子量愈大，分子链的迁移能力愈低，结晶速度就愈低。
成核剂:能促进聚合物结晶。
稀释剂:阻碍聚合物的结晶。
有些小分子溶剂可诱导结晶，对结晶有明显的促进作用。
外力能促进聚合物结晶。
10、结晶对高聚物性能有哪些影响？结晶使分子链更紧密敛集，分子间作用力增强，使得高聚物的强度、硬度、密度、耐热性、抗溶剂性、耐气体渗透性等都有所提高。
同时，使链与链运动受到更大的限制，因而高聚物的高弹性、断裂伸长、冲击强度等都有所下降。
11、聚合物有哪些取向单元？大尺寸取向、小尺寸取向12、单轴取向和双轴取向的含义是什么？单轴取向：高聚物材料只沿一个方向拉伸。
双轴取向：高聚物薄膜材料沿着它的平面纵、横两个方向拉伸。
13、聚合物取向对性能有何影响？单轴取向后，能提高取向方向的力学强度，垂直方向强度可能减少。
双轴取向后，材料各向异性减少，透明度有所提高，撕裂强度提高，但在取向方向上的收缩率增大。
四1、高分子的运动单元有哪些？大分子链、链段、链节、侧基、晶区2、简要叙述高分子运动的时间和温度依赖性。
松弛过程：在外场作用下，物体从一种平衡状态通过分子运动转变为与外场相适应的另一种平衡状态的过程。
完成这一过程需要的时间为松弛时间。
高分子有分子量大和运动单元多重性特点，因此其松弛过程不能瞬间完成。
运动单元越大，运动中受到的阻力越大，松弛时间越长。
升高温度，增加了大分子热运动的动能、扩大了聚合物中的自由体积，使得松弛过程加快，松弛时间缩短。
3、线形非晶态聚合物的力学状态和转变有哪些？玻璃态、高弹态、粘流态。
玻璃化转变、粘流转变。
4、什么是玻璃化温度？塑料和橡胶的使用温度与玻璃化温度的关系？高聚物由高弹态转变为玻璃态的温度。
玻璃化温度是塑料(对非晶态聚合物而言)的上限使用温度。
玻璃化温度是橡胶的下限使用温度。
5、分子链柔性、分子量、以及分子间作用力与Tg的关系？链柔性增加，Tg降低。
分子量增加，Tg增高。
分子间作用力越大，Tg越高。
6、高聚物熔融的特点是什么？结晶高聚物熔融有一个较宽的温度范围，即熔限。
结晶体全部熔化的温度为熔点Tm。
高聚物结晶(或晶体)融化温度范围因结晶温度的不同而变化。
结晶温度愈低，其熔点愈低，融化范围愈宽；结晶温度愈高，其熔点愈高，融化范围愈窄。
7、聚乙烯分子链的典型的柔性链，为什么常温下不显出高弹性？因为聚乙烯分子链在常温下能结晶。
8、高聚物的流动是如何完成的？通过链段的位移运动来完成的。
9、从分子链运动的观点解释出口膨胀现象。
当流道内分子链处于高剪切速率时，链段被迫舒展，此时链段间发生取向，熔体出现各向异性。
当流道突然放大或物料从孔中流出时，大分子突然“自由化”，在流道内形成的高弹形变得到回复，分子链又恢复到大体无序的平衡状态，链间距离增大，以致流束发生膨胀。
10、什么是蠕变和应力松弛？温度如何影响它们？蠕变是指材料在一定温度下，受到恒定的外力作用，材料形变随时闻的增加而逐渐增加的现象。
应力松弛是指材料在一定温度和保持恒定形变时，材料内部的应力随时间的增加而逐渐衰减的现象。
温度过低或外力太小，蠕变小而慢，应力松弛极慢，短时间不易察觉。
温度过高或外力太大，形变太快，应力松弛极快，不易察觉。
聚合物在Tg以上不太多的温度，外力作用下有明显的蠕变。
11、滞后现象产生的原因是什么？高聚物的内耗与温度的关系？在交变应力作用下，链段的运动跟不上外力的变化，因此形变落后与应力，产生滞后现象。
Tg和Tf以上时有大的内耗。
五1、对照非晶态高聚物应力-应变曲线，说明在拉伸过程中高分子链运动的特点。
弹性形变阶段：分子链的键长、键角发生变化引起的普弹形变。
强迫高弹性形变阶段：施加外力后强迫链段运动，去除外力后链段不能运动而固定下来。
塑性形变阶段：分子间发生滑移，应力集中的部位部分链发生断裂。
2、典型的断裂形式有哪些？各自的特点是什么？脆性断裂和韧性断裂。
脆性断裂:屈服之前的断裂;断裂面光滑;缺口冲击强度小于2kJ/m2韧性断裂:屈服之后的断裂;断裂面粗糙且有外延形变;缺口冲击强度大于2kJ/m23、图示5种应力-应变曲线类型。
软而弱硬而脆软而韧硬而强强而韧4、图示晶态高聚物应力-应变曲线。
5、简述结晶和分子取向对聚合物强度的影响。
结晶能提高聚合物强度单轴取向时，在与分子取向平行的方向，拉伸强度和模量都增加、断裂伸长率也增加，取向的材料可从脆性材料转变为韧性材料，具有屈服点，但是在与取向垂直的方向上拉伸强度和弹性模量都比取向前低。
