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华东理工大学出版社 高分子科学 课后答案 高分子物理部分第二章

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第二章（P255）
1．简述聚合物的分子运动特点。
答：
聚合物的分子运动的特点是：
运动单元的多重性：聚合物的运动单元可以是侧基、支链、链节、链段和整个分
子等。
高分子热运动是一个松弛过程：在一定的外界条件下，聚合物从一种平衡状态通
过热运动达到与外界条件相适应的新的平衡态，这个过程不是瞬间完成的，需要一定
的时间。
高分子热运动与温度有关：随着温度的升高，高分子热运动的松弛时间缩短。

2．试用自由体积理论解释聚合物的玻璃化转变。
答：
根据自由体积理论，液体或固体物质的体积是由两部分组成的：一部分是被
分子占据的体积，称为已占体积，另一部分是未被占据的以“孔穴”形式分散于整个
物质之中的自由体积。正是由于自由体积的存在，分子链才可能通过转动和位移而调
整构象。自由体积理论认为，当高聚物冷却时，起先自由体积逐渐减少，到某一温度
时，自由体积将达到最低值，这时高聚物进入玻璃态。在玻璃态下，由于链段运动被
冻结，自由体积也被冻结，并保持一恒定值。因此，对任何高聚物，玻璃化温度就是
自由体积达到某一临界值时的温度，高聚物的玻璃态可视为等自由体积状态。

3．何谓玻璃化转变温度？简述一种测量聚合物玻璃化温度的方法。
答：
聚合物玻璃态与高弹态之间的转变称为玻璃化转变，对应的转变温度为玻璃
化转变温度。
玻璃化转变温度可以用膨胀计法测定，即直接测量高聚物的体积或比容随温度的
变化。从体积或比容对温度曲线两端的直线部分外推，其交点对应的温度作为gT；

g
T
也可以用差热分析测量，其基本原理是在等速升温的条件下，连续测定被测试
样与惰性基准物之间的温度差△T，并以△T对试样T作图，即得差热曲线，曲线上出
现一台阶，台阶处所对应的温度即为gT。

4．试从分子运动的观点说明非晶聚合物的三种力学状态和两种转变。
答：
在玻璃态下（T2

链内旋转的位垒，因此不足以激发起链段的运动，链段处于被冻结的状态，只有那些
较小的运动单元，如侧基、支链和小链节能运动。当受到外力时，由于链段运动被冻
结，只能使主链的键长和键角有微小的改变，形变是很小的。当外力除去后形变能立
刻回复。
随着温度的升高，分子热运动的能量增加，到达到某一温度gT时，链段运动被激
发，聚合物进入高弹态。在高弹态下（T>gT），链段可以通过单键的内旋转和链段的
运动不断地改变构象，但整个分子不能运动。当受到外力时，分子链可以从蜷曲状态
变为伸直状态，因而可发生较大形变。
温度继续升高（T>fT），整个分子链也开始运动，聚合物进入粘流态。这时高聚
物在外力作用下便发生粘性流动，它是整个分子链互相滑动的宏观表现。外力除去后，
形变不能自发回复。
玻璃化转变就是链段由运动到冻结的转变；流动转变是整个分子链由冻结到运动
的转变。

5．试解释下列各组聚合物玻璃化温度差异的原因。
（1）聚乙烯（约150K）和聚丙烯（约250K）；
（2）聚氯乙稀（354K）和聚偏二氯乙烯（227K）；
（3）聚丙烯酸甲酯（约280K）和聚丙烯酸乙酯（249K）；
（4）顺式1,4-聚丁二烯（165K）和1,2-聚丁二烯（全同269K）
答：
（1）聚乙烯主链上不带侧基，单键内旋转的位垒低，聚丙烯带有侧基（—CH3），
分子内旋转位阻增加，Tg升高。
（2）聚氯乙烯是单取代，分子极性大，分子间作用力强，内旋转困难；而聚偏
氯乙烯是对称双取代，分子极性减小，主链内旋转位垒降低，Tg下降。
（3）由于聚丙烯酸酯类的侧基是柔性的，侧基越大，则柔性也越大，故前者Tg
高。
（4）顺式1，4聚丁二烯含有孤立双键，主链单键旋转位垒很低，Tg较低。
而1，2－聚丁二烯的主链由饱和Ｃ－Ｃ单键组成，且带有较大的侧基，柔性下降，Tg
升高。

6．试述升降、温速率对聚合物玻璃化转变温度的影响。
答：
升温（或降温）速率加快，测得Tg 向高温方向移动；反之，升温（或降温）
3

速率减慢，测得聚合物Tg 向低温方向移动。
7．试述温度和剪切速率对聚合物剪切粘度的影响。并讨论不同柔性的聚合物的剪切粘度对温
度和剪切速率的依赖性差异。
答：
聚合物的剪切粘度随温度的升高而下降，在通常的剪切速率范围内，聚合物
的剪切粘度也是随剪切速率的增大而降低的。只有在极低（接近于零）及极高（趋于
无穷大）的剪切速率下，聚合物的粘度才不随剪切速率的变化而变化。
不同柔性的聚合物的剪切粘度对温度和剪切速率的依赖性是不同的：
柔性的高分子链在剪切力的作用下容易沿外力方向取向，使粘度明显下降。而刚
性高分子则下降得很不明显。
刚性高分子的粘流活化能大，其剪切粘度对温度极为敏感，随着温度的升高，剪
切粘度明显下降，而柔性高分子的粘流活化能小，其剪切粘度随温度的变化较小。

8．试述影响聚合物粘流温度的结构因素
答：
结构因素：
高分子链的柔性：高分子链的柔性越好，链的单键内旋转越容易进行，运动单元
链段就越小，流动活化能也越低，聚合物在较低的温度下就能实现粘性流动。因此，
分子链的柔性越好，其粘流温度越低。
高分子的极性：高分子的极性越大，分子间的相互作用越大，其粘流温度也越高。
分子量：分子量愈大，高分子链越长，整个分子链相对滑动时摩檫阻力就愈大，
需在更高的温度下才能发生粘性流动，即粘流温度越高。
( 注意外界因素：外力大小和外力作用时间长短不属于结构因素)。

9．试述聚合物分子量对其零切粘度的影响。
答：
总的说来，聚合物的零切粘度随分子量的增大而增大。但在不同的分子量范
围，其影响的程度不一样。在零切粘度0与分子量wM的关系中，存在一个临界分子
量cM：
当Mw < Mc，0  Mw1-1.5， lg0 = lgK1 + (1~1.5) lgMw
当Mw > Mc，0  Mw3.4， lg0 = lgK2 + (3.4~3.5) lgMw

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高分子物理第二章 何曼君

高分子物理第二章 何曼君


ei ei 1 cos
sin cos sin sin
ei ei 2 cos 2 ei ei m cos m ei e j cos
i- j
ei 1 0 0 ei ei 2 cos2 - sin 2 sin
2.2.3.1 静态柔顺性－热力学定义 2 1
De
持久长度
lp=l exp(De /kT) De-0, lp->l
32
2.2.3 高分子的柔顺性(flexibility)
2.2.3.2 动态柔顺性－动力学定义
DE
2
由 1到 2的转换时间(持续时间) t p=t 1exp(DE/kT) D E-0, t p ->t 1
In melt or solution
Random coil 无规线团
Computer Simulation of a Single Chain in Solutions
30
特殊的链构象：平面锯齿链(zigzag)和螺旋链
Polyproplenes in Crystals
31
2.2.3 高分子的柔顺性(flexibility)
i 1 j i 1 i j
N
N
2
/N
2
41
理想高分子链模型几何统计理论结果的适用性
体积排除
1.模型的局限性
稀溶液反而有问题 矛盾??
适合Q溶液, 熔体
2. 几何统计方法 的局限性
不知道具体的概率分布
42
2.2.4.2 理想高分子链模型的概率统计方法
…
h1 , F ( h1 ) h2 , F ( h2 ) h3 , F ( h3 )
高分子物理习题答案

高分子物理习题答案

高分子物理习题答案高分子物理习题答案高分子物理是研究高分子材料的性质和行为的学科，涉及到诸如高分子结构、力学性质、热学性质、电学性质等方面的知识。

在学习高分子物理的过程中，我们经常会遇到一些习题，下面我将为大家提供一些高分子物理习题的答案，希望对大家的学习有所帮助。

1. 高分子材料的结构是什么？高分子材料的结构主要由聚合物链的排列方式和链的长度组成。

聚合物链可以是线性的、支化的、交联的等等。

线性聚合物链是指聚合物链没有分支，而支化聚合物链则是指聚合物链上有分支。

交联聚合物链是指聚合物链之间通过共价键连接起来。

2. 高分子材料的力学性质有哪些？高分子材料的力学性质包括弹性模量、屈服强度、断裂韧性等。

弹性模量是指材料在受力时变形的能力，屈服强度是指材料在受力时开始发生塑性变形的能力，断裂韧性是指材料在断裂前能够吸收的能量。

3. 高分子材料的热学性质有哪些？高分子材料的热学性质包括熔融温度、玻璃化转变温度、热膨胀系数等。

熔融温度是指材料从固态转变为液态的温度，玻璃化转变温度是指材料从固态转变为玻璃态的温度，热膨胀系数是指材料在受热时体积膨胀的程度。

4. 高分子材料的电学性质有哪些？高分子材料的电学性质包括电导率、介电常数等。

电导率是指材料导电的能力，介电常数是指材料在电场中的响应能力。

5. 高分子材料的应用领域有哪些？高分子材料在工业、医疗、电子等领域有广泛的应用。

在工业领域，高分子材料常用于制造塑料制品、橡胶制品等。

在医疗领域，高分子材料常用于制造医疗器械、药物缓释系统等。

在电子领域，高分子材料常用于制造电池、电容器等。

6. 高分子材料的合成方法有哪些？高分子材料的合成方法包括聚合反应、缩聚反应等。

聚合反应是指将单体分子通过共价键连接起来形成聚合物链的过程，缩聚反应是指将小分子反应物通过共价键连接起来形成聚合物链的过程。

以上就是一些关于高分子物理习题的答案。

通过解答这些习题，我们可以更好地理解高分子物理的原理和应用。

高分子物理习题参考答案

高分子物理习题参考答案

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。

高分子物理习题答案1-5章

高分子物理习题答案1-5章

高分子物理习题答案1-5章习题解答第一章1.以下化合物，哪些是天然高分子化合物，哪些是合成高分子化合物（1）蛋白质，（2）PVC，（3）酚醛树脂，（4）淀粉，（5）纤维素，（6）石墨，（7）尼龙66，（8）PVAc，（9）丝，（10）PS，（11）维尼纶，（12）天然橡胶，（13）聚氯丁二烯，（14）纸浆，（15）环氧树脂解：天然（1）（4）（5）（6）（9）（12）（14），合成（2）（3）（7）（8）（10）（11）（13）（15）2.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：① 顺1,4加成 CH2CH2CC HCH3 ② 反1,4加成CH2 HCC CH2CH3③ 1,2加成全同立构RRR HHHCCC(R =CHCH2)CCCCHCHCH3 33HHH④ 3,4加成全同立构RRR HHH(R =C(CH3)CH2)CCCCCCHHHHHH⑤ 1,2加成间同立构RCH3RHHH (R =CHCH2)CCCCCCCH3RCH3H HH ⑥ 3,4加成间同立构 RRHHHHCCC(R =C(CH3)CH2) CCCHRH HHH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3 CHCH3CH2C12CHCH2n34CH2CH12CCH2n34而不是即CH3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，同在一个平面上。

3. 环氧丙烷经开环聚合后，可得到不同立构的聚合物（无规、全同、间同），试写出它们的立构上的不同，并大致预计它们对聚合物性能各带来怎样的影响？CH3解：聚环氧丙烷的结构式如下：*CH2CHOn存在一个不对称碳原子（有星号的），因而有以下全同、间同和无规立构体。