《聚合物的凝聚态结构》复习题
第2章《聚合物的凝聚态结构》习题
19、下列模型中，用来描述聚合物非晶态结构模型 的是：（ D ） A、 缨状微束模型， B、折叠链模型， C、插线板模型， D、无规线团模型
20、某结晶性聚合物在偏光显微镜下呈现黑十字消 光图案，则其结晶形态是（ C ）。 A、 单晶， B、串晶， C、球晶， D、片晶 21、总体上，下列三类聚合物内聚能密度大小顺序 为：（ A ）＞（ C ）＞( B ) A、合成纤维；B、 合成橡胶；C、合成塑料
第三章
一、 概念
高分子聚集态结构习题
1. 内聚能密度 单位体积凝聚体汽化时所需要的能量。
CED E Vm
式中：Vm－摩尔体积，△E－内聚能。 2. 结晶度 实际晶态聚合物，是晶区和非晶区同时存在 的。结晶度即试样中结晶部分所占的质量分 数（质量结晶度xcm）或者体积分数（体积 结晶度xcv）。
8
16、在热塑性弹性体SBS的相态结构中，其相分离结 构为（ B ）。 A、 PS－连续相，PB－分散相； B、PB－连续相，PS－分散相； C、 PS和PB均为连续相；D、PS和PB均为分散相 17、下列说法，表述错误的是（ B ）。 A、HIPS树脂具有“海岛结构”。 B、SBS具有两相结构，PS相起化学交联作用。 C、HIPS基体是塑料，分散相是橡胶。 D、SBS具有两相结构，橡胶相为连续相。 18、下列聚合物内聚能密度最大的是（ D ）。 A、1,4－聚丁二烯， B、 聚苯乙烯， C、聚氯乙烯， D、聚丙烯腈 9
1
3. 液晶 是具有晶体的光学各向异性, 又具有液体的流 动性质的有序流体的总称。 4. 取向态结构 大分子链、链段或微晶在某些外场(如拉伸应 力或剪切应力)作用下，可以沿着外场方向有序 排列，这种有序的平行排列称为取向，所形成 的聚集态结构，称为取向态结构。 5. 高分子合金 指二种或多种聚合物组分通过物理或化学方法 形成的混合物，有时也称为多组分聚合物。
聚合物结构与性能复习题及答案解析
聚合物结构与性能复习题及答案解析《聚合物结构与性能II 》复习题修改以下是每位⽼师给出的复习题，每位⽼师会从⾃⼰给的复习题中抽出1-2道作为最终考题考试时间：12⽉4⽇（第⼗四周周五）晚 6：00武德珍⽼师1、简述聚酰亚胺的结构与性能基本结构:基本性能:1. 耐⾼温（Tg300℃以上，热分解温度500 ℃以上）和超低温（－269 ℃）；2. 优异的⼒学性能：拉伸强度：100MPa 以上，杜邦公司Kapton(均苯型)、 PMDA（均苯四甲酸⼆酐）/ODA （⼆胺基⼆苯醚）-PI 为250MPa ，⽇本宇部Upilex （联苯型）为530MPa ；3.优异的化学稳定性；耐有机溶剂，耐稀酸，不耐⽔解，可⽤于回收。
4.其它性能：⾼阻燃性，为⾃熄性聚合物，低热膨胀系数，很好的介电性（低介电常数和介电损耗），耐辐照,⽆毒。
2、简述制备聚酰亚胺⽆机纳⽶复合材料的⽅法（两种以上）及其特点（1）原位⼀步法（in situ single-stage ）a ．表⾯镀银：将制备好的PI 母体溶液-聚酰胺酸溶液(PAA) 和银盐溶液混合成均相的溶液，浇铸成膜后，在薄膜进⾏热处理固化形成PI 过程中，银离⼦可以在没有外加还原剂的情况下，通过热诱导作⽤⽽⾃动还原，并且银粒⼦迁移到聚合物的表⾯，在聚合物的表⾯形成银层。
b ．制备PI/Fe2O3纳⽶复合材料薄膜（2）离⼦交换法⾸先将已经固化完全的PI 薄膜在碱液的作⽤下进⾏表⾯化学刻蚀，使表层⼀定厚度的PI 开环形成聚酰胺酸盐，再将其与⾦属盐的⽔溶液进⾏离⼦交换，形成⾦属离⼦掺杂的聚酰胺酸层，然后在氧⽓存在的情况下进⾏热固化。
在热固化的过程中聚酰胺酸发⽣环化反应重新⽣成聚酰亚胺，同时⾦属离⼦在热和氧的作⽤下通过⾃动⽣成⾦属氧化物纳⽶粒⼦并聚集在PI 薄膜表⾯，从⽽得到PI/⾦属氧化物复合薄膜。
例如：a.直接离⼦交换⾃⾦属化制备表⾯镀银的pib.化学处理离⼦交换法在pi 表⾯制备⾦属或者⾦属氧化物薄膜。
高分子物理课后习题问题详解（详解）
⾼分⼦物理课后习题问题详解（详解）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。
《凝聚态物理学进展》题库
《凝聚态物理学进展》题库§第一章 晶体结构一、简答题1.证明晶体不可能具有5次对称轴和7次以及7次以上对称轴。
[解答]证明：设A 、B 是晶体中任一晶列上的两个相邻的格点，如图所示，格点间距为a ，如果该晶格具有在纸面上旋转θ角的对称操作，即绕A 旋转θ角后，晶格自身重合。
这时格点B 转到了格点B`。
显然，旋转-θ角也是该晶体的一个对称操作，则绕B 旋转-θ角后，晶格自身重合，这时格点A 到了格点A`处。
A B显然B`A`//AB ，即B`A`平行于一个晶列，同属于一个晶列簇。
由晶体的平移对称性可知，B`与A`的间距应是格点间距a 即AB 的整数倍，即：AB A B m ``= 注意到B A AB BA ``===a ，即：2asin(-)+a=ma2πθ化简得到转角θ满足关系式：1m cos 2θ-=由于1cos 1θ-≤≤，上式能够成立的整数m 只有5个 m=3,2,1,0,-1 对应于11cos 1,,0,,122θ=-- 对应转角θ为22222,,,,23461πππππθ=这说明晶体中纯旋转对称轴只可能是1,2,3,4,6次对称轴，不可能有5次轴，也不可能有7次轴和7次以上的对称轴。
abc a a a()()()()()()123122122122aaa=+=+=+=+=+=+j k k i i j a b c a c a a a babcaaa()()()()()()123122122122aaa =-++=-++=-+=-+=+-=+-i j k i j k i j k a abc a a b c a a b c★2.证明面心立方格子与体心立方格子互为倒格子。
[解答] 证：面心立方由倒格子公式转换得：同理得： 体心立方2()2b i j k aπ=-+3()2b i j k aπ=+-面心立方的基矢为：可见当上式中的a aπ=时与面心立方的基矢形式完全吻合，所以两者互为倒格子，得证。
第二章高分子的聚集态结构课后习题
第2章高分子的凝聚态结构一、思考题1.什么是高分子的凝聚态结构？为什么高聚物不存在气态？2.内聚能密度是指什么？它与分子间作用力关系如何？分子间作用力有哪些类型？3.如何测定聚合物的内聚能密度？4.描述非晶态高聚物的两个有代表性的结构模型的基本观点是什么？两者的分歧何在？5.描述结晶高聚物的结构模型有哪些？它们的基本观点是什么？6.试述几种结晶高聚物结晶形态的形状特点，它们最容易在什么条件下生成？哪种结晶形态在偏光显微镜下具有黑十字消光图案？7.何谓高聚物的结晶度？可用哪些方法测定高聚物的结晶度？8.何谓高聚物的取向？非晶态高聚物和结晶高聚物的取向单元有哪些？取向结果使高聚物得性质在哪些方面发生了变化？取向和结晶的异同点有哪些？9.试述几种液晶晶型的结构特点以及高分子液晶类型。
10.液晶高分子的化学结构有哪些基本特征？11.高分子混合物有哪三大类？12.如何从热力学角度分析聚合物共混物的相容性？13.判别聚合物之间相容性的方法有哪些？如何判别？二、选择题1.下列聚合物中，内聚能密度从小到大的正确顺序是（）①聚顺丁橡胶，尼龙6，聚氯乙烯②尼龙6，聚顺丁橡胶，聚氯乙烯③聚顺丁橡胶，聚氯乙烯，尼龙62. 结晶高聚物中不会出现的晶系是（）①立方②正交③六方④单斜3.以下聚合物的内聚能密度最高的是哪种？（）①橡胶②塑料③纤维4.单晶的适宜制备条件是（）①极稀溶液且从高聚物熔点以上缓慢降温析出②浓溶液析出③稀溶液加搅拌析出5.可用于描述非晶态PMMA聚集态结构的模型是（）①无规线团模型②缨状微束模型③插线板模型6．一般地说，哪种材料需要较高程度的单轴取向？（）①纤维②塑料③橡胶7.测定交联高聚物内聚能密度的方法可用（）①测定蒸发热和升华热法②粘度法③溶胀法8.测定线型高聚物内聚能密度的方法可用（）①测定蒸发热和升华热法②粘度法③溶胀法9.对取向与结晶的正确描述是（）①两者均是自发过程②两者都为热力学平衡态③前者是自发过程，后者为非自发过程④前者为非热力学平衡态，后者为热力学平衡态11.缨状胶束模型能解释的实验现象有（ )①结晶高聚物的宏观密度小于按晶胞参数计算的理论密度②结晶高聚物有熔限③单晶结构12.近邻折叠链模型能解释的实验现象有（）①高聚物能形成单晶②晶体密度小于按晶胞参数计算的理论密度③高聚物取向后强度增强13.插线板模型能解释的实验现象有（）①晶体密度小于按晶胞参数计算的理论密度②聚乙烯晶体结晶速度很快③折叠链单晶14. Yeh的两相球粒模型能解释的实验现象有（）①晶体密度小于按晶胞参数计算的理论密度②经热处理后有的高聚物密度可变大③有些高聚物熔体能够快速结晶15.某一聚合物薄膜，当温度升至一定温度时发生收缩，这是由于（）①大分子解取向②内应力松弛③导热不良三、判断题（正确的划“√”，错误的划“×”）1.聚合物的结晶和取向都是热力学稳定体系，只是前者是分子排列三维有序，后者是一维或二维有序。
高分子物理复习题
第一章书后习题：1；2；6题中的（3）、（4）；7题中的（3）、（4）； 补充题：1.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。
并由分子运动观点解释某些高分子材料在外力作用下可以产生很大变形的原因。
2. 比较以下三个聚合物的柔顺性，从结构上简要说明原因。
3. 大分子的结构分几个层次？近程结构和远程结构各包括哪些内容？例1－23 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。
并由分子运动观点解释某些高分子材料在外力作用下可以产生很大变形的原因。
解：对于聚乙烯链nl L 21max 32⎪⎭⎫ ⎝⎛=()l n h rf 2212,=n ＝2×2000＝4000（严格地说应为3999） 所以()5.36340003212,max ===n hL rf可见高分子链在一般情况下是相当卷曲的，在外力作用下链段运动的结果是使分子趋于伸展。
于是某些高分子材料在外力作用下可以产生很大形变，理论上，聚合度2000的聚乙烯完全伸展可形变36.5倍。
第二章作业书上的1，3，5，7，8，11题1由文献查得涤纶树脂的密度ρc =1.50×103kg ·m -3，和ρa =1.335×103kg ·m -3，内聚能ΔΕ=66.67kJ ·mol -1(单元)．今有一块1.42×2.96×0.51×10-6m 3的涤纶试样，重量为2.92×10-3kg ，试由以上数据计算： (1)涤纶树脂试样的密度和结晶度；CH CH 22n CH CH CH 2n CH 2CH CH 22n (1)(2)(3)(2)涤纶树脂的内聚能密度．2 有两种乙烯和丙烯的共聚物，其组成相同（均为65%乙烯和35%丙烯），但其中一种室温时是橡胶状的，一直稳定降至约-70o C时才变硬，另一种室温时却是硬而韧又不透明的材料。
聚合物结构与性能部分复习题
聚合物结构与性能复习题（仅部分）名称解释、概念区分名称解释大分子：是由大量原子组成的，具有相对高的分子质量或分子重量。
聚合物分子：也叫高聚物分子，通常简称为高分子。
就字面上它是一个由许多部分组成的分子，然而它的确包含多重重复之意。
它意味着：(1) 这些部分是由相对低分子质量的分子衍生的单元(所谓的单体单元或链节)； (2) 并且只有一种或少数几种链节；(3) 这些需要的链节多重重复重现。
共聚物：由两种或两种以上不同单体经聚合反应而得的聚合物。
根据各种单体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。
结晶度：结晶部分在总体中所占的含量，分为重量结晶度和体积结晶度。
等同周期：高分子结晶体中分子链方向相同结构重复出现的最短距离，又称为晶胞结构重复单元。
玻璃化转变温度：在受热或者受冷过程中，链段开始“解冻”或“冻结”的温度称为玻璃化转变温度。
熔融温度：结晶高聚物没有一个准确的熔点，它的熔融在较宽的温度下进行，此范围下的温度称为熔融温度。
取向度：指高聚物中的取向单元(分子链、构造单元、链段、微晶、微纤等)沿参考方向(如纤维中的纤维轴向)平行排列的程度晶面指数：晶面指数是描述坐标轴的关系的一种符号。
概念区分初期结晶与二次结晶：初期结晶是指液态或气态初步形成晶体的过程；二次结晶是指结晶后期发生在初晶结构不完善的部位，或者发生在初始晶残留下的非晶区内的结晶形象。
质量（重量）结晶度和体积结晶度：质量（重量）结晶度是指结晶部分的质量（重量）在总体中所占的质量（重量）百分数；体积结晶度是只结晶部分的体积在总体中所占的体积百分数。
应力与应变：应力是指受力物体截面内力的集度，即单位面积上的内力，；应变是指材料受到外力的作用引起受力物体内任一点（单元体）因外力作用引起的形状和尺寸的相对改变。
应力=模量*应变微构象与宏构象：微构象即主链构象，是指高分子主链中一个键所设计的原子或者原子团构象；宏构象是沿高分子链的微构象序列导致高分子的宏构象，它决定高分子的形状。
高分子物理考研习题整理02高分子的聚集态结构
高分子物理考研习题整理02高分子的聚集态结构1 高分子结晶的形态①指出聚合物结晶形态的主要类型, 并简要叙述其形成条件有五种典型的结晶形态。
单晶: 只能从极稀的聚合物溶液中缓慢结晶得到。
球晶: 从浓溶液或熔融体冷却时得到。
伸直链晶体: 极高压力（通常需几千大气压以上）下缓慢结晶。
纤维状晶体：受剪切应力（如搅拌）, 应力不足以形成伸直链片晶时得到。
串晶: 受剪切应力（如搅拌）, 后又停止剪切应力时得到。
②让聚乙烯在下列条件下缓慢结晶, 各生成什么样的晶体？（1）从极稀溶液中缓慢结晶；（2）从熔体中结晶；（3）极高压力下结晶；（4）在溶液中强烈搅拌结晶（1）从极稀溶液中缓慢结晶, 得到的是单晶。
1957年Keller在极稀溶液中, 于Tm附近缓慢地冷却或滴加沉淀剂使聚乙烯结晶, 得到菱形的聚乙烯折叠链的单晶。
（2）从熔体中结晶, 得到的是球晶, 球晶的基本单元仍是折叠链晶片。
（3）极高压力下结晶, 得到的是伸直链晶体。
例如, 聚乙烯在226℃、4800atm下结晶8h, 得到完全伸直链的晶体, 其熔点由原来的137℃提高的140.1℃, 接近平衡熔点144℃。
（4）在溶液中强烈搅拌结晶, 得到的是串晶。
因为搅拌相当于剪切应力的作用, 使结晶与取向同时进行。
串晶由两部分组成, 中间为伸直链的脊纤维i, 周围是折叠链晶片形成的附晶。
由于结晶是在分子链的主链上成核, 在垂直方向上长大, 因此得到的是串晶。
③聚合物因结晶方法、热处理和力学处理不同, 呈现出不同的结晶形态, 简述下列各种形态结构的特征。
（1）单晶（2）球晶（3）拉伸纤维晶（4）非折叠的伸直链晶体（5）串晶（1）单晶: 厚为10-50nm的薄板状晶体（片晶）, 有菱形、平行四边形、长方形、六角形等形状, 分子链呈折叠链构象, 分子链垂直于片晶表面；（2）球晶: 球形或截顶的球晶, 由折叠链片晶从中心往外辐射生长组成；（3）拉伸纤维晶: 纤维状晶体中分子链完全伸展, 但参差不齐, 分子链总长度大大超过分子链平均长度；（4）非折叠的伸直链晶体：厚度与分子链长度相当的片状晶体, 分子链呈伸直链构象；（5）串晶：以纤维状晶作为脊纤维, 上面附加生长许多折叠链片晶。
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《聚合物的凝聚态结构》复习题
1. 解释并比较下列名词：
凝聚态与相态；单晶、多晶与液晶；
2. 聚乙烯在下列条件下缓慢结晶，各生成什么样的晶体？
（1） 从极稀溶液中缓慢结晶；
（2） 从熔体中结晶；
（3） 极高压力下固体挤出；
（4） 在溶液中强烈搅拌下结晶。
3. 由什么事实可证明结晶高聚物中有非晶态结构? 试举两种实验事实说明PS 本体符合Flory 无规线团模型。
4. 由文献查得涤纶树脂的密度ρc =1.50×103kg ·m -3，和ρa =1.335×103kg ·m -3，内聚能ΔΕ=66.67kJ ·mol -1(单元)．今有一块1.42×2.96×0.51×10-6m 3的涤纶试样，重量为2.92×10-3kg ，试由以上数据计算：
(1)涤纶树脂试样的密度和结晶度；(2)涤纶树脂的内聚能密度．
5. 由大量高聚物的a ρ和c ρ数据归纳得到13.1=a c ρρ，如果晶区与非晶区的密
度存在加和性，试证明可用来粗略估计高聚物结晶度的关系式V c a X 13.01+=ρρ
6. 将熔融态的聚乙烯（PE ）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET ）和聚苯乙烯（PS ）淬冷到室温，PE 是半透明的，而PET 和PS 是透明的。
为什么？ 将上述的PET 透明试样，在接近玻璃化温度Tg 下进行拉伸，发现试样外观由透明变为混浊，试从热力学观点来解释这一现象。
7. 聚合物晶体为什么会有结晶度？如何测量并简述测量原理。
8. 何谓高聚物的取向？为什么有的材料（如纤维）进行单轴取向，有的材料（如薄膜），则需要双轴取向？说明理由。
9．请比较聚合物晶态与取向态的异同。
10. 解释下列实验：将一个砝码系于聚乙烯醇纤维的一端，把砝码和部分纤维浸入盛有沸水的烧杯中．如果砝码悬浮在水中，则体系是稳定的；如果砝码挨着烧杯底部，则纤维被溶解了．
11. 在两个牵抻比相同的PP 的纺丝过程中，A 用冷水冷却，B 用60℃的热水冷却。
成丝后将这两种PP 丝放在90℃的环境中，发现两者的收缩率有很大不同。
哪一种丝的收缩率高？说明理由。