第三版-高分子物理课后习题答案(详解)[1]1-图文
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）。（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。）答：81.6
倍
9.无规聚丙烯在环己烷或甲苯中、30℃时测得的空间位阻参数（即刚
性因子）δ=1.76,试计算其等效自由连接链长度b（已知碳—碳键长为
0.154nm,键角为109.5°）。解：
b=1.17nm
10.某聚苯乙烯试样的分子量为416000，试估算其无扰链的均方末端
距（已知特征比Cn=12）。
答：均方末端距为2276.8nm2。
2章聚合物的凝聚态结构1.名词解释
凝聚态，内聚能密度，晶系，结晶度，取向，高分子合金的相容性。
凝聚态：为物质的物理状态，是根据物质的分子运动在宏观力学性能
上的表现来区分的，通常包括固体、液体和气体。
内聚能密度：CED定义为单位体积凝聚体汽化时所需要的能量，单位：晶系：根据晶体的特征对称元素所进行的分类。
单晶：单晶，即结晶体内部的微粒在三维空间呈有规律地、周期性地
排列
球晶：当聚合物从浓溶液中析出或从熔体中冷却结晶时，并且在不存
在应力或流动的情况下，会形成外观几何形状为球体的结晶形态。液晶：
兼有部分晶体和液体性质的过渡状态。
结晶度：试样中的结晶部分所占的质量分数（质量结晶度积结晶度）。
取向及取向度：聚合物的取向是指在某种外力作用下，分子链或其他
结构单元沿着外力作用方向的择优排列。
相容性：两种或两种以上高分子，通过共混形成微观结构均一程度不
等的共混物所具有的亲和性。
多组分聚合物：又称高分子合金，由两种或两种以上高分子材料构成
的复合体系，是由两种或两种以上不同种类的树脂,或者树脂与少量橡胶,
或者树脂与少量热塑性弹性体,在熔融状态下,经过共混,由于机械剪切力
作用,使部分高聚物断链,再接枝或嵌段,亦或基团与链段交换，从而形成
聚合物与聚合物之间的复合新材料。
自组装：是指基本结构单元(分子，纳米材料，微米或更大尺度的物质）自发形成有序结构的一种技术。
2.什么叫内聚能密度？它与分子间作用力的关系如何？如何测定聚合
物的内聚能密度？
答：（1）内聚能密度：CED定义为单位体积凝聚体汽化时所需要的
能量，单位：
（2）内聚能密度在300
以下的聚合物，分子间作用力主要是色散力；内聚
）或者体积分数（体
能密度在400以上的聚合物，分子链上有强的极性基团或者分子间能
形成
之间的聚合物，分子间相互作用居中。
氢键；内聚能密度在300-400
晶形态的特征是什么？
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
种结答：单晶：形成条件：0.01%~0.1%PE溶液中极缓慢冷却结晶或较高
压力下100MP）熔体
结晶而成。
结构特点：棱片状，其链长数百纳米，厚度为10nm，晶片厚度与分
子量无关，分子链总是垂直于截面。
树枝晶：形成条件：浓度较高、或温度较低、或聚合物分子量太大时，高分子不再形成单晶片，而是倾向于生成树枝晶；
结构特点：单晶的聚集体，多晶结构。
球晶：形成条件：＞1%的浓溶液熔体冷却结晶
结构特点：球晶分子链总是垂直于径向，单晶片的变形聚集体；有黑
十字消光现象，双折射现象
伸展链晶：形成条件：高温高压熔体附近缓慢结晶高拉伸取向结构特点：分子链完全伸展，平行排列单向强度大
串晶：形成条件：应力（溶液结晶时边缓慢搅拌边结晶）；拉伸挤出
时有（双向）应力场作用。
结构特点：折叠链与伸直链不可分离双向强度高柱晶：形成条件：应
力作用下冷却结晶。
结构特点：沿应力方向成行地形成晶核，再向四周生长成折叠链晶片
单向强度大。纤维晶：形成条件：溶液流动，搅拌下结晶；熔体拉伸、剪切。结构特点：交错连接的微晶和韧性分子链相连构成。
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，某射线衍射法，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；某射线衍射法的依据：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。
5.高分子液晶的分子结构有何特点？分类方法有哪几种？液晶态如何
表征？答：（1）高分子液晶分子结构特点：液晶高分子与液晶小分子化
合物相比，具
8.（1）利用橡胶弹性理论，计算交联点间平均分子量为5000、密度
为0.925g/cm3的弹性体在23℃时的拉伸模量和切变模量。
（R=8.3145J/K·mol）(2)若考虑自由末端校正，模量将怎样改变？（已
知试样的
=100000）
答：(1)E=1.366Mpa,G=0.455Mpa(2)E=1.229Mpa,G=0.410Mpa
9.称取交联后的天然橡胶试样，于25℃在正癸烷溶剂中溶胀。达溶
胀平衡时，测得体积溶胀比为4.0。已知高分子-溶剂相互作用参数
χ1=0.42，聚合物的密度ρ2=0.925g/cm3,溶剂的摩尔体积为
195.86cm3/mol,试计算该试样的剪切模量G(R=8.3145J/K·mol)。答：。
第7章聚合物的粘弹性
1.举例说明聚合物的蠕变、应力松弛、滞后和内耗现象。为什么聚合物具有这些现象？这些现象对其的使用性能存在哪些利弊？
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。
3.指出Ma某well模型、Kelvin模型和四元件模型分别适宜于模拟哪一类型聚合物的那一种力学松弛过程？
答：Ma某well模型适宜于模拟线形聚合物的应力松弛过程，Kelvin 模型适宜于模拟交联聚合物的蠕变过程，四元件模型适宜于模拟线形聚合物的蠕变过程。
4.什么是时温等效原理？该原理在预测聚合物材料的长期使用性能方面和在聚合物加工过程中各有哪些指导意义？
答：（1）升高温度与延长时间对分子运动是等效的，对聚合物的粘弹行为也是等效的，这就是时温等效原理。
（2）需要在室温条件下几年甚至上百年完成的应力松弛实验实际上是不能实现的，但可以在高温条件下短期内完成；或者需要在室温条件下几十万分之一秒或几百万分之一秒中完成的应力松弛实验，可以在低温条件下几个小时甚至几天内完成。
5.定量说明松弛时间的含意。为什么说作用力的时间相当时，松弛现
象才能被明显地观察到？答：（1）松弛时间
是粘性系数和弹性系数的比值；
（2）如果外加应力作用时间极短，材料中的粘性部分还来不及响应，观察到的是弹性应变。反之，若应力作用的时间极长，弹性应变已经回复，观察到的仅是粘性流体贡献的应变，材料可考虑为一个简单的牛顿流体。
只有在适中的应力作用时间，材料的粘弹性才会呈现，应力随时间逐渐衰
减到零，这个适中的时间正是松弛现象的内部时间尺度松弛时间τ。
6.简述聚合物粘弹理论的研究现状与展望。答：略。
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Ma某well模型来描述。已知垫圈压缩应变为0.2，初
始模量为3e6N/m2,材料应力松弛时间为300d，管内流体的压力为
0.3e6N/m2,试问多少天后接口处将发生泄露？答：208d。
8.将一块橡胶试片一端夹紧，另一端加上负荷，使之自由振动。已知
振动周期为0.60，振幅每一周期减少5%，试计算：
（1）橡胶试片在该频率（或振幅）下的对数减量（△）和损耗角正
切（tgδ）；（2）假若△=0.02，问多少周期后试样的振动振幅将减少到
起始值的一半？
答：（1）；
（2）21。
9.分别写出纯粘性液体（粘滞系数η）、理想弹性体（弹性模量E）、Ma某well单元（EM、
ηM)和Kelvin单元（EK,Ηk）在t=0时加上一恒定应变速度K后应
力（δ）随时间（t）的变化关系，并以图形表示之。解：（1）δ=KEt,
图形为一过原点直线。
（2）δ=Kη,图形为一水平直线。
（3）δ=Kη-ηe某p(-Et/η),图形为一条斜率逐渐减小的曲线。
（4）δ=KEt+ηK图形为一直线，与纵轴交点在横轴上方。
10.设聚丙烯为线性粘弹体，其柔量为D（t）=1.2t0.1(GPa)-1(t的
单位为),应力状态如下：δ=0t<0
δ=1MPa0≦t≦1000
δ=1.5MPa1000≦t≦2000试计算1500时，该材料的应变值。答：
11.在频率为1Hz条件下进行聚苯乙烯试样的动态力学性能实验，125℃出现内耗峰。请计算在频率1000Hz条件下进行上述实验时，出现内耗峰
的温度。（已知聚苯乙烯的Tg=100℃）答：151.3℃
12.某聚合物试样，25℃时应力松弛到模量为1e5N/m^2需要10h。试
计算-20℃时松弛到同一模量需要多少时间？（已知该聚合物的Tg=-70℃）答：
13.某聚合物的粘弹行为服从Kelvin模型，其中η值服从WLF方程，E值服从橡胶弹性统计理论。该聚合物的玻璃化温度为5℃，该温度下粘
度为1e12Pa·，有效网链密度为1e-4mol/cm^3。试写出30℃、1e6Pa应
力作用下该聚合物的蠕变方程。
答：
高分子物理第1、2章习题答案
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。 所谓构型（configuration），包括：旋光异构（全同、间同、无规立构），由不对称中心（或手性C原子）的存在而引起的；几何异构（顺、反异构），由主链上存在双键引起的；键接异构（头尾、头头、尾尾相连）。聚氯丁二烯的各种可能构型有如下六种： 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）由于等规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：
高分子物理习题答案
高分子物理习题集-答案 第一章高聚物得结构 4、高分子得构型与构象有何区别？如果聚丙烯得规整度不高，就是否可以通过单键得内旋转提高它得规整度？ 答：构型：分子中由化学键所固定得原子或基团在空间得几何排列。这种排列就是稳定得，要改变构型必须经过化学键得断裂与重组。 构象：由于单键内旋转而产生得分子在空间得不同形态。构象得改变速率很快，构象时刻在变，很不稳定，一般不能用化学方法来分离。 不能。提高聚丙烯得等规度须改变构型，而改变构型与改变构象得方法根本不同。构象就是围绕单键内旋转所引起得排列变化，改变构象只需克服单键内旋转位垒即可实现，而且分子中得单键内旋转就是随时发生得，构象瞬息万变，不会出现因构象改变而使间同PP（全同PP）变成全同PP（间同PP）；而改变构型必须经过化学键得断裂才能实现。 5、试写出线型聚异戊二烯加聚产物可能有那些不同得构型。 答：按照IUPAC有机命名法中得最小原则，CH3在2位上，而不就是3位上，即异戊二烯应写成 CH2C 3CH CH2 1234 （一）键接异构：主要包括1，4-加成、1，2-加成、3，4-加成三种键接异构体。 CH2 n C 3 CH CH2 1,4-加成CH2 n C 3 CH CH2 1，2-加成 CH2 n C CH3 CH CH2 3，4-加成 （二）不同得键接异构体可能还存在下列6中有规立构体。 ①顺式1，4-加成 CH2CH2CH2CH2 C CH3 C H CH3 C C H
②反式1，4-加成 2 CH 2CH 2 CH 2C CH 3 C H CH 3 C C ③ 1，2-加成全同立构 CH 2 C C 3 C C H H H H CH CH 2CH CH 3 C C H H CH 2CH CH 3 ④1，2-加成间同立构 C C CH 3 C C H H H H CH 3C C H H CH 3 R R R R=CH CH 2 ⑤3 ，4-加成全同立构 CH 2C CH 3C C C C H H H H C C H H CH 2C CH 3CH 2 C CH 3 ⑥3，4-加成间同立构 C C C C H H H C C H H R R R R= CH 2 H H H C CH 3 6．分子间作用力得本质就是什么？影响分子间作用力得因素有哪些？试比较聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚酰胺（尼龙-66）、聚丙烯酸各有那些分子间作用力？ 答：分子间作用力得本质就是：非键合力、次价力、物理力。 影响因素有：化学组成、分子结构、分子量、温度、分子间距离。
高分子物理第三版-何曼君等著湘大版参考答案
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 α αη?? = ? ?? ∑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0 sp 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 ()()00 1 i i i i i i i C C i i i i i i n i i C n C M RT RTC RTC RTC M C n M M →→∏=∏====∑∑∑∑∑∑可知，测得的是数均分子量M n 。 ③在光散射法中常用90θ=时的瑞利比 90R 计算溶质的分子量。 9000()()C i i i i i i C i i w i i i i i R KCM C M w M R K C M KC KC KCM C w θ→→=====∑∑∑∑∑ 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： 5 55 55512 1.51012 11021011102210 1.671012 1.1i i i n i i i i i w i i w n n M M n w M M w M 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。 ②如果选用合适的温度或合适的溶剂（即θ温度或θ溶剂下），总会使体系的A 2为零，此时相当于理想溶液，不需要外推。 13、同样都是高分子材料，在具体用途分类中为什么有的是纤维，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：（1）塑料橡胶的分类主要是取决于使用温度和弹性大小。塑料的使用温度要控制在玻璃化温度以下且比T g 室温低很多，而橡胶的使用温度控制在玻璃化温度以上且T g 比室温高很多，否则的话，塑料就软化了，或者橡胶硬化变脆了，都无法正常使用。玻璃化温度你可以理解为高分子材料由软变硬的一个临界温度。塑料拉伸率很小，而有的橡胶可以拉伸10倍以上。 纤维是指长径比大于100以上的高分子材料，纤维常用PA （聚酰胺）等材料，这类材料有分子间和分子内氢键，结晶度大，所以模量和拉伸强度都很高，不容易拉断。
第三版-高分子物理课后习题答案(详解)[1]1-图文
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）。（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：
高分子物理课后答案
第一章：高分子链的结构一、根据化学组成不同，高分子可分为哪几类？ （1、分子主链全部由碳原子以共价键相连接的碳链高分子2、分子主链除含碳外，还有氧、氮、硫等两种或两种以上的原子以共价键相连接的杂链高分子3、主链中含有硅、硼、磷、铝、钛、砷、锑等元素的高分子称为元素高分子 4、分子主链不含碳，且没有有机取代基） 二、什么是构型，不同构型分别影响分子的什么性能？ （构型是指分子中由化学键所固定的原子在空间的几何构型；1、旋光异构影响旋光性 2、几何 异构影响弹性 3、键接异构对化学性能有很大影响） 三、什么是构造，分子构造对高分子的性能有什么影响？ （分子构造是指聚合物分子的各种形状，线性聚合物分子间没有化学键结构，可以在适当溶剂 中溶解，加热时可以熔融，易于加工成型。支化聚合物的化学性质与线形聚合物相似，但其物 理机械性能、加工流动性能等受支化的影响显着。树枝链聚合物的物理化学性能独特，其溶液 黏度随分子量增加出现极大值。） 四、二元共聚物可分为哪几种类型？ （嵌段共聚物、接枝共聚物、交替共聚物、统计共聚物） 五、什么是构象？什么是链段？分子结构对旋转位垒有什么影响？ （构象表示原子基团围绕单元链内旋转而产生的空间排布。把若干个链组成的一段链作为一个 独立运动的单元，称为链段。位垒：1、取代基的基团越多，位垒越大 2、如果分子中存在着双 键或三键，则邻近双键或三键的单键的内旋转位垒有较大下降。） 六、什么是平衡态柔性？什么是动态柔性？影响高分子链柔性的因素有哪些？ （平衡态柔性是指热力学平衡条件下的柔性，取决于反式与旁式构象之间的能量差。动态柔性 是指外界条件影响下从一种平衡态构象向另一种平衡态构象转变的难易程度，转变速度取决于 位能曲线上反式与旁式构象之间转变位垒与外场作用能之间的联系。影响因素：一、分子结构：1、主链结构 2、取代基 3、支化交联 4、分子链的长链二、外界因素：温度、外力、溶剂） 七、自由连接链？自由旋转链？等效自由连接链？等效自由旋转链？蠕虫状链？ （自由连接链：即键长l 固定，键角⊙不固定，内旋转自由的理想化模型。自由旋转链：即键 长l 固定（l=），键角⊙（=°）内旋转自由的长链分子模型。等效自由连接链：实际高分子链不 是自由连接链，而且，内旋转也不是完全自由的，为此，将一个原来含有几个键长为l ，键角 ⊙固定，旋转不自由的键组成的链视为一个含有Z 个长度为b 的链组成的“等效自由连接链”。 蠕虫状链：由几个长度为b ，键角为π-a 并可进行自由旋转的想象键组成的链状分子，在保持
高分子物理课后习题答案
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。 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。 9.无规聚丙烯在环己烷或甲苯中、30℃时测得的空间位阻参数（即刚性因子）δ=1.76,试计算其等效自由连接链长度b（已知碳—碳键长为0.154nm,键角为109.5°）。 解：b=1.17nm 10.某聚苯乙烯试样的分子量为416000，试估算其无扰链的均方末端距（已知特征比Cn=12）。 答：均方末端距为2276.8nm2。 第2章聚合物的凝聚态结构 1.名词解释 凝聚态，内聚能密度，晶系，结晶度，取向，高分子合金的相容性。 凝聚态：为物质的物理状态，是根据物质的分子运动在宏观力学性能上的表现来区分的，通常包括固体、液体和气体。 内聚能密度：CED定义为单位体积凝聚体汽化时所需要的能量，单位：J/cm2 晶系：根据晶体的特征对称元素所进行的分类。 结晶度：试样中的结晶部分所占的质量分数（质量结晶度）或者体积分数（体积结晶度）。 取向：聚合物的取向是指在某种外力作用下，分子链或其他结构单元沿着外力作用方向的择优排列。 高分子合金的相容性：两种或两种以上高分子，通过共混形成微观结构均一程度不等的共混物所具有的亲和性。 2.什么叫内聚能密度？它与分子间作用力的关系如何？如何测定聚合物的内聚能密度？ 答：（1）内聚能密度：CED定义为单位体积凝聚体汽化时所需要的能量，单位： （2）内聚能密度在300 以下的聚合物，分子间作用力主要是色散力；内聚能密度在400 以上的聚合物，分子链上有强的极性基团或者分子间能形成氢键；内聚能密度在300-400 之间的聚合物，分子间相互作用居中。
高分子物理课后答案何曼君第三版完整版
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高分子物理课后答案,何曼君,第三版第三章 高分子的溶解过程与小分子相比有什么不同 高分子与溶剂分子的尺寸相差悬殊，两者运动分子运动速度差别很大，现是溶剂分子渗入高聚物内部，是高聚体膨胀，称为“溶胀”，然后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。对于交联的高分子只停留在溶胀阶段，不会溶解。 第二维里系数A2的物理意义 第二维利系数的物理意义是高分子链段和链段间的内排斥与高分子链段和溶剂分子间能量上相互作用、两者相互竞争的一个量度。它与溶剂化作用和高分子在溶液里的形态有密切关系。良溶剂中，高分子链由于溶剂化作业而扩张，高分子线团伸展，A2是正值；温度下降或在非良溶剂，高分子线团收缩，A2是负值；当链段与链段、溶剂与高分子链段相互作业想等时，高分子溶液符合理想溶液的性质，A2为零，相当于高分子链处于无扰状态。 高分子的理想链和真实链有哪些区别 ①理想链是一种理论模型，认为化学键不占体积，自由旋转，没有键角和位垒的限制，而真实链有键角限制和位垒的限制。 ②理想链没有考虑远程相互作用和近程相互作用，而真实链要考虑链节与链节之间的体积排除和链与周围环境的相互作用以及链与链之间的相互作用等。
高分子的稀溶液、亚浓溶液、浓溶液有哪些本质的区别 三种溶液最本质的区别体现在溶液中和高分子无规线团之间的相互作用和无规线团的形态结构不同： ① 稀溶液：高分子线团是相互分离的，溶液中高分子链段的分布也是不均一的；线团 之间的相互作用可以忽略。 ②浓溶液：大分子链之间发生相互穿插和缠结，溶液中链段的空间密度分布趋于均一。② 亚浓溶液：亚浓溶液介于稀溶液和浓溶液之间，高分子线团开始相互穿插交叠，整 个溶液中链段的分布趋于均一；高分子线团与临近线团开始相互作用。 第四章一般共混物的相分离与嵌段共聚物的微相分离在本质上有何差别 由于嵌段共聚物的嵌段间不相容而发生相分离，平均相结构微区的大小只有几十到几百纳米，即微相分离，两相之间的作用力是化学键。两种聚合物共混时，由于混合熵很小，混合晗决定于聚合物之间的相互作用，通常较小，所以两种聚合物混合自由能通常大于零，是分相的。而一般共混物两相界面之间的作用力是分子间作用力或氢键，其分相可能是宏观可见的，添加增容剂后，并经强烈的机械混合，增容剂提高了两相界面之间的相互作用，可形成稳定的微相分离结构 第五章聚合物的非晶态 3.何谓“松弛”请举例说明松弛现象。用什么物理量表示松弛过程的快慢
高分子物理课后习题答案_金日光(全)
高分子物理课后习题答案 金日光_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。
高分子物理课后习题答案(金日光、华幼卿第三版 )
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。
高分子物理学习题 第一章 答案
高分子物理学思考题及习题 第1章 思考题 1-1 重要概念：高分子化合物；高分子材料（聚合物）；天然高分子材料；人工合成高分子材料；塑料；橡胶；纤维；功能高分子；结构单元；聚合度；线形分子链（线形高分子）；支化分子链（支化高分子）；交联网络（交联高分子）。 1-2 了解高分子材料的分类法和命名法。 1-3 与小分子化合物和小分子材料相比，高分子化合物与高分子材料的结构有哪些重要特点使之具有独特的性能？将这些特点牢记在心。 1-4 仔细阅读关于高分子材料的“多分散性和多尺度性”、“软物质性”及“标度性”的说明，理解其意义。 1-5 了解高分子物理学的核心内容和主要学习线索，体会“高分子物理学是研究高分子材料结构、分子运动与性能的关系的学说”。 1-6 阅读“高分子物理学发展简史及研究热点”一节，了解当前高分子物理学的热点问题和发展方向。 1-7 根据生活经验，列举一些适合用作塑料、橡胶或纤维的聚合物名称。 1-8 下列一些聚合物（我国的商品名称）：丁苯橡胶，氯丁橡胶，硅橡胶，环氧树脂，脲醛树脂，聚氯乙烯，聚碳酸脂，涤纶，锦纶，腈纶。试分别写出各自结构单元的化学结构式及合成所需单体的化学结构式。 第一章习题可能与高分子化学学习内容重复，可不做。 第2章 思考题及习题 2-1重要概念：近程结构；远程结构；构型；构象；无规线团；内旋转；内旋转
势垒；分子链柔顺性（静态和动态）；链段；均方末端距；均方旋转半径；自由连接链；自由旋转链；等效自由连接链；Kuhn等效链段；高斯链；θ条件/θ状态；Flory特征比（刚性因子）。 （1）近程结构：包括构造和构型。构造是指链中原子的种类和排列，取代基和端基的种类，单体单元的排列顺序，支链的类型和长度等。构型是指由化学键所固定的链中原子或基团在空间的排列。 注意：近程结构相当于“链的细节”。构造着重于链上的原子的种类、数目比例、相互连接关系。构型涉及空间立体异构（顺反异构、旋光异构）。 （2）远程结构：包括分子的大小、构象和形态，链的柔顺性。 注意：因为高分子的长链形状，才产生了如此多的结构层次。 （3）无规线团：高斯链的空间形态。换言之，无规蜷曲的柔性链的空间形态。（4）内旋转：sigma键的电子云轴对称，因此形成sigma键的两个原子可以绕键对称轴旋转。 注意：无论高分子或小分子，只要是sigma键就可内旋转。小分子的三维尺寸差不多，内旋转意义不大；而高分子的长短与粗细相差悬殊，故内旋转能导致高分子链出现天文数字的空间形态。我们一般只关注“主链上单键的内旋转”，不太关心侧基上单键。 （5）内旋转势垒：顺式构象与反式构象的位能差。 注意：参考图2-5。相当于内旋转活化能，内旋转势能峰高度。是ΔE而不是Δε。 （6）柔顺性：大分子链通过主链上单键的内旋转可以改变构象和形态的性质。（7）链段：大分子链上由相邻几个单键组成的能够自由取向的最小单位。 注意：链段实际上不存在，是一个人为的划分。很多时候算出来的链段长度是个非整数（譬如聚乙烯，le=8.28倍单键投影长度）。但是链段有明确的物理意义，即链越柔顺，le越小。 （8）均方末端距：末端距平方的平均值。 注意：如何理解“平均值”？有两种“平均”方法，（1）可只对一个链进行时间平均；（2）也可对所有链（某一时刻）作平均。根据统计力学原理，二者的结果相同。
高分子物理-课后答案
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 2 1 2,20⎥⎦⎤⎢⎣⎡=r f h h δ δ越大,柔顺性越差；δ越小，柔顺性越好； 特征比C n 220nl h c n = 对于自由连接链 c n =1 对于完全伸直链c n =n ，当n→∞时，c n 可定义为c ∞，c ∞越小，柔顺性越好。 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，简述以下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。
高分子物理何曼君第3版课后答案
第1章 1请你列举出20种⽇常⽇活中经常接触到的⽇分⽇材料，并写出其中10种聚合物的名称和化学式。 解答：常⽇的⽇分⽇材料：聚⽇烯塑料桶、聚丙烯编织袋、涤纶（聚对苯⽇甲酸⽇ ⽇醇酯）、EVA热熔胶（聚⽇烯和聚醋酸⽇烯酯的共聚物）、顺丁橡胶鞋底、尼⽇袜、ABS塑料、环氧树脂黏合剂、环氧树 脂泡沫、聚氨酯泡沫、聚氨酯涂料、油改性聚酯清漆、育秧薄膜（聚氯⽇烯）、电线包⽇（聚氯⽇烯）、有机玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯）、维尼⽇（聚⽇烯醇缩甲醛）、尼⽇66 、奶瓶（聚碳酸酯）、聚四氟⽇烯、丁苯橡胶、塑料拖鞋（聚氯⽇烯）、⽇机表⽇的光敏涂料、天然橡胶、复合地板（脲醛树脂）、凉⽇塔（不饱和树脂玻璃钢）等。 2有8本⽇说，它们的厚度不同，分别为250⽇、280⽇、300⽇、350⽇、400⽇、450⽇、500⽇和600⽇，请算出它们的数均⽇数和重均⽇数以及分布宽度指数。请思考为什么重均⽇数⽇于数均⽇数。 解答： 分布宽度指数＝重均⽇数/数均⽇数＝423.61/391.25＝1.08； 按书⽇重量统计平均的⽇数为重均⽇数，其值等于每书的⽇数乘以其重量分数的总和。数 均⽇数相当于总⽇数除以书本数。 对于重均⽇数，重的分⽇的权重⽇，数均⽇数的话，权重都是1。所以重均⽇数⽇于数均⽇数。 3试⽇较聚苯⽇烯与苯⽇烯在性能上有哪些差别。 解答：差别： （1）聚苯⽇烯是有⽇定强度的⽇聚物，在外观上是固体，在分⽇结构上没有双键；苯⽇烯是⽇分⽇的液体，分⽇结构上有双键。
（2）苯⽇烯做出来的产品⽇聚苯⽇烯做出来的产品要脆。另外苯⽇烯暴露在空⽇中会逐渐被氧化，⽇聚苯⽇烯不会。 4为什么说黏度法测得的分⽇量是相对的分⽇量，渗透压法测得的是数均分⽇量，光散射法测得的是重均分⽇量？ 解答：（1）黏度法是由公式得到，⽇α⽇是从得到。在测α时所⽇到的[η]是通过相对黏度和增⽇黏度计算得到。因此[η]不是溶剂的绝对黏度，那么得到的分⽇量也是相对的分⽇量。 （2）渗透法测定分⽇量依据为时 所以 即渗透压法测得分⽇量为数均分⽇量。 （3）在光散射法中常⽇θ＝90°时的瑞利⽇R90计算溶质的分⽇量。 因此测得的是重均分⽇量。 5如果知道聚合物的分⽇量分布函数或分布曲线，如何求得和？ 解答：
何曼君高分子物理第三版课后习题答案
第一章 高分子链的结构 1 写出由取代的二烯（1，3丁二烯衍生物） CH 3CH CH CH CH COOCH 3 经加聚反应得到的聚合物，若只考虑单体的1，4-加成，和单体头-尾相接，则理论上可有几种立体异构体？ 解：该单体经1，4-加聚后，且只考虑单体的头-尾相接，可得到下面在一个结构单元中含有三个不对称点的聚合物： CH CH CH CH CH 3 COOCH 3n 即含有两种不对称碳原子和一个碳-碳双键，理论上可有8种具有三重有规立构的聚合物。 2 今有一种聚乙烯醇，若经缩醛化处理后，发现有14%左右的羟基未反应，若用HIO 4氧化，可得到丙酮和乙酸。由以上实验事实，则关于此种聚乙烯醇中单体的键接方式可得到什么结论？ 解：若单体是头-尾连接，经缩醛化处理后，大分子链中可形成稳定的六元环，因而只留下少量未反应的羟基： CH 2 CH OH CH 2 CH OH CH 2 CH OH CH 2O CH 2 CH 2 O CH CH 2 CH 2 CH OH 同时若用HIO 4氧化处理时，可得到乙酸和丙酮： CH 2 CH CH 2 OH CH CH 2 OH CH OH HIO 4 CH 3C OH O + CH 3C O CH 3 若单体为头-头或尾-尾连接，则缩醛化时不易形成较不稳定的五元环，因之未反应的OH 基数应更多（>14%），而且经HIO 4氧化处理时，也得不到丙酮： CH 2 CH CH CH 2 CH 2 CH CH 2O CH O 2 O CH CH 2 CH 2 CH OH CH 2 CH CH OH CH 2CH 2 CH OH OH 4 CH 3C OH O + OH C O CH 2CH 2C OH O 可见聚乙烯醇高分子链中，单体主要为头-尾键接方式。 3 氯乙烯（ CH 2 CH Cl ）和偏氯乙烯（ CH 2CCl 2 ）的共聚物，经脱除HCl 和裂解后，产物有：
何曼君第三版高分子物理问题详解(新版问题详解)
课后作业答案： 第一章 2、 W 1=250/(250+280+300+350+400+450+500+600)=250/3130=0.0799 W 2=0.0895 W 3=0.0958 W 4=0.1118 W5=0.1278 W6=0.1438 W7=0.1597 W8=0.1917 111 3910.07990.08950.09580.11180.12780.14380.15970.19170.002556 250280300350400450500600n i i M w M = ===+++++++∑424w i i M w M ==∑； 2 2 (1)12903w n n n M M M σ=-=； 22 (1)15173w w V M d =-= 4、粘度法测定分子量，得到的数据为不同浓度的溶液流经乌氏粘度计的两到标志线所需的时间。粘度一方面与聚合物的分子量有关，另一方面也与聚合物分子的结构、形态和在溶剂中的扩张程度有关。因此，粘度法测得的分子量为相对分子量。 渗透压法测定分子量，得到的数据为不同浓度的溶液对应的平衡渗透压，与溶液中溶剂和溶质的摩尔分数有关，因此测得的是数均分子量。 光散射法测定分子量，是将固定波长的光线通过不同浓度的溶液，而散射光的强度是由各种大小不同的分子所贡献的。因此测得的分子量为重均分子量。 5、如知道分子量的数量微分分布函数N （m ）和质量微分分布函数W(m),则可通过下式求出n M 和w M . 01 ()()n M N m MdM W N dM M ∞ ∞= = ⎰ ⎰ ()w M W m MdM ∞ = ⎰ 6、 2i i i i i i w i i i i i i i i n M W M M W M n M W = ==∑∑∑∑∑ 1 i i i i i n i i i i i i i i n M W M W W n M M = = = ∑∑∑∑∑ 1/( )i i i M W M αα η=∑ ； 以为α值在-1到1之间，因此n w M M M η≤≤ 7、今有一混合物，有1克聚合物A 和2 克同样类型的聚合物B 组成，A 的分 子量M A = 1×105 g ．mol -1; B 的分子量M B = 2×105 g ．mol -1。计算该混合物的