高分子物理第一-二章作业解答(class)总结
高分子物理课后习题答案全金日光华幼卿第
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。
8.答：81.6倍9.解：b=1.17nm10.答：均方末端距为2276.8nm2。
高分子物理(何曼君第三版)课后习题答案
PDMS 1.4-1.6 1.40 4.9
PIP 1.4-1.7 1.83 8
PIB 2.13 1.83 7.3
PS 2.2-2.4 2.00 8
PAN 2.6-3.2 3.26 13
EC 4.2 20 20
L0(nm) 结构单元数/链段
解：以上高分子链柔顺性的次序是：EC<PAN<PS<PIB<PIP PDMS 适于做纤维用的是 EC、PAN； 适于做塑料用的是 PS、(EC)； 适于做橡胶用的是 PIB、PIP、PDMS。
V V D D
V V D D
V D V D
Cl
Cl
Cl
这四种排列方式的裂解产物分别应为：
，
，
Cl
，
Cl
Cl
而实验得到这四种裂解产物的组成是10：1：1：10，可见原共聚物中主要为：
V V V
ห้องสมุดไป่ตู้
、
D
D
D
的序列分布，而其余两种情况的无规链节很少。
4 异戊二烯聚合时，主要有1，4-加聚和3，4-加聚方式，实验证明，主要裂解产物的组成与聚合时 的加成方法有线形关系。今已证明天然橡胶的裂解产物中
CH2 CH2 CH OH CH2 CH OH CH2 CH OH CH2O CH2 CH O CH O CH2 CH2 CH OH
同时若用HIO4氧化处理时，可得到乙酸和丙酮：
CH2 CH OH CH2 CH OH CH2 CH OH HIO4 CH3 C O OH
+
CH3 C O
CH3
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HIO4氧化处理时，也得不到丙酮：
高分子物理(何曼君)-习题答案
cos ϕ =
∫
i
2π
0
N (ϕ ) cos ϕdϕ
2π 0 i
∫
i
N (ϕ )dϕ
=
∫
2π
0
∑ N cos ϕ = ∑N
i i
U (ϕ ) ) cos ϕdϕ RT 2π U (ϕ ) ∫0 exp(− RT )dϕ exp(−
(i = 1 ~ 4) = 0.4521
（2）以知键角θ=112°，cosθ=-0.3746
h∗ =
⑵
1
β
=
o 2 N l = 398( Α) 3
由ω (h)dh = (
o
β
Π
) 3 exp(− β 2 h 2 )4Πh 2 dh，得
o
ω (±10 Α) = 3.5 ×10 −6 ( Α) −1 ω (±100 Α) = 3.37 ×10− 4 ( Α) −1
即在±100Å处的几率比在±10Å处的几率大。 6 某碳碳聚α-烯烃，平均分子量为1000M。 （M。为链节分子量） ，试计算： ⑴完全伸直时大分子链的理论长度； ⑵若为全反式构象时链的长度； ⑶看作Gauss链时的均方末端距； ⑷看作自由旋转链时的均方末端距； ⑸当内旋转受阻时（受阻函数 cos ϕ = 0.438 ）的均方末端距； ⑹说明为什么高分子链在自然状态下总是卷曲的，并指出此种聚合物的弹性限度。 解：设此高分子链为：
CH2
CH
Cl
）和偏氯乙烯（
CH2
CCl2
）的共聚物，经脱除HCl和裂解后，产物有：
CH
CH2 CH CH2 (裂裂) H3C H3C CH2 H3C
+ CH CH2
H3C
C CH2
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。
高分子物理第一-二章作业解答(class)
一：名词解释a.高分子链的近程结构和远程结构近程结构：高分子链所组成单元的化学结构和立体化学结构，即高分子的构造和构型。
构造：高分子中原子的种类和排列，构型：某一原子的取代基在空间的排列远程结构：单个分子链的大小和形态，链的柔顺性以及在各种环境中分子所采取的构象。
b.高分子链的构型和构象构象：由围绕单键内旋转所形成的分子中原子在空间的不同排列形式。
构型：由化学键固定的分子中原子在空间的不同排列形式。
c.高分子链的柔性和刚性柔性：高分子链每个单键内旋转而产生无数种构象，并具有强烈卷曲的倾向的特性，刚性：与柔性相对，指的是高分子链不发生单键内旋转产生无数构象的特性。
d.自由结合链、自由旋转链和等效自由结合链自由结合链：高分子链由N个长度相等的链节组成，并且每个链节的相互连接不受键角和内旋转势垒的限制，即自由旋转任意取向，同时链本身不占有体积。
自由旋转链：高分子链由N个相同单键组成，单键间夹角一定，单键内旋转不受阻碍，即是自由旋转的。
等效结合链：由于不存在自由结合链，也不存在自由旋转链，而只有无规线团状的链。
假如这种线团的长度足够长，而且具有一定的柔性，则仍旧可以把它当作自由结合链进行统计处理，称为。
e.均方末端距和均方回转半径均方末端距：线性高分子链一端至另一端的直线距离的平均值或其值平方的平均值。
均方回转半径：枝化高分子链的质量中心到各个链段的距离的平均值或其值的平方的平均值。
二：试比较下列聚合物（写出名称和缩写）分子链柔性的大小，阐述其理由1，CH2CH CH2CHCNCH2CHn n nCH3Cl以上三种高分子分别为聚丙烯（PP），聚乙烯腈（PAN），聚氯乙烯（PVC）柔性由弱到强依次是：聚乙烯腈、PVC、PP，因为含极性侧基的高分子，侧基极性越强则链的柔性越差。
2，CH2CH CH2C CH2CClCl ClCH CH2 n n nCl以上三种高分子分别为聚氯乙烯（PVC），聚1，1-二氯乙烯（PVDC），聚2--氯1，4-丁二烯（PCP），柔性由弱到强依次是：聚2--氯1，4 --丁二烯、聚1，1-二氯乙烯、PE，因为对于聚1，1-二氯乙烯，同一个C原子上的两个Cl原子结构对称，极性相抵消，并且增大了分子链间的距离，从而使得C-C键旋转能力增强，柔性较PE强；而聚2--氯1，4 -丁二烯中含有内孤立双键，因为双键不能内旋转，且双键上的原子或基团数目较单键的少，使得那些原子或基团间的排斥力减弱，以至使双键连接的单键内旋转位垒减少，分子链柔顺性增加。
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对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术通关，1系电过，力管根保线据护敷生高设产中技工资术艺料0不高试仅中卷可资配以料置解试技决卷术吊要是顶求指层，机配对组置电在不气进规设行范备继高进电中行保资空护料载高试与中卷带资问负料题荷试2下卷2，高总而中体且资配可料置保试时障卷，各调需类控要管试在路验最习；大题对限到设度位备内。进来在行确管调保路整机敷使组设其高过在中程正资1常料中工试，况卷要下安加与全强过，看度并22工且22作尽22下可22都能22可地护以缩1关正小于常故管工障路作高高；中中对资资于料料继试试电卷卷保破连护坏接进范管行围口整，处核或理对者高定对中值某资，些料审异试核常卷与高弯校中扁对资度图料固纸试定，卷盒编工位写况置复进.杂行保设自护备动层与处防装理腐置，跨高尤接中其地资要线料避弯试免曲卷错半调误径试高标方中高案资等，料，编试要5写、卷求重电保技要气护术设设装交备备置底4高调、动。中试电作管资高气，线料中课并敷3试资件且、设卷料中拒管技试试调绝路术验卷试动敷中方技作设包案术，技含以来术线及避槽系免、统不管启必架动要等方高多案中项；资方对料式整试，套卷为启突解动然决过停高程机中中。语高因文中此电资，气料电课试力件卷高中电中管气资壁设料薄备试、进卷接行保口调护不试装严工置等作调问并试题且技，进术合行，理过要利关求用运电管行力线高保敷中护设资装技料置术试做。卷到线技准缆术确敷指灵设导活原。。则对对：于于在调差分试动线过保盒程护处中装，高置当中高不资中同料资电试料压卷试回技卷路术调交问试叉题技时，术，作是应为指采调发用试电金人机属员一隔，变板需压进要器行在组隔事在开前发处掌生理握内；图部同纸故一资障线料时槽、，内设需，备要强制进电造行回厂外路家部须出电同具源时高高切中中断资资习料料题试试电卷卷源试切，验除线报从缆告而敷与采设相用完关高毕技中，术资要资料进料试行，卷检并主查且要和了保检解护测现装处场置理设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
北京理工大学高分子物理作业题及答案
高分子物理第一、二章作业1、名词解释（1） 高分子链的近程结构与远程结构（2） 高分子链的构型与构象（3） 高分子链的柔性与刚性（4） 自由结合链、自由旋转链与等效自由结合链（5） 均方末端距与均方回转半径（6） 相对粘度、增比粘度、比浓粘度与特性粘度（7） 分子量的多分散性与多分散性系数（8） 数均分子量、重均分子量与粘均分子量2、比较下列聚合物（写出名称与缩写）分子链柔性的大小，阐述理由。
CH 2 CH CH 2 CH CH 2 CH CH 3CN Cl nn n n Cl CH 2 CH CH 2 C Cl n Cl CH 2 C CH CH 2Cl n n Cl CH 2 C CH CH 2n CH 2 CH CH CH 2CH CH n C (CH 2)4 C O CH 2 CH 2 O O O C O CH 2 CH 2 O CO Onn CO O C CH 3OCH 3n (1)(2)(3)(4)3、将分子量分别为105和104的同种聚合物的两个级分混合时，试求：10g 分子量为104的级分与1g 分子量为105的级分相混合时，计算n M 、w M 、z M 。
4、聚苯乙烯-甲苯溶液在25℃时测得不同浓度的渗透压为：Cx103（g/cm 3） 1.55 2.56 2.93 3.80 5.38 7.80 8.68π （g/cm 3） 0.16 0.28 0.32 0.47 0.77 1.36 1.60 试求聚苯乙烯的Mn 和该溶液的A 2、χ1值（ρ1=0.862g/cm 3，ρ2=1.054g/cm 3）。
5、某种高分子溶液体系的Mark-Houwink 参数K 和α值分别为3.0x10-2和0.7，如果溶液的浓度为2.5x10-3g/ml ，在粘度计中的流过时间为145秒，溶剂流过的时间为100秒，试估算该试样的分子量。
6、某一聚合物的水溶液中含有水10mol ，聚合物0.1mol ，在100℃、1atm 下其蒸汽压为5.065x103Pa 。
高分子物理答案
高分子物理答案高分子物理答案详解（第三版）第一章聚合物的链结构1.写出聚氯丁二烯的各种可能构型。
等待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？A：（1）区别：构象是分子中原子在空间中由于单键的内旋而发生的变化，而构型是分子中原子在空间中通过化学键固定的排列；构象的改变不需要破坏化学键，但构型的改变必须破坏化学键。
（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.为什么等规聚丙烯分子链在晶体中呈现31螺旋构象，而间规聚氯乙烯分子链在晶体中呈现平面锯齿构象？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PVC中的氯取代基被广泛分离，且它们之间的距离大于范德华半径，因此平面锯齿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）空间阻力参数（或刚性因子）值越大，顺应性越差；（2）特征比CN越小，链的柔韧性越好；（3） B值越小，链越灵活。
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：这是因为聚乙烯具有良好的分子对称性，容易结晶，因此失去弹性。
因此，在室温下，它是塑料而不是橡胶。
6.从结构出发，简要介绍了以下几组聚合物的性能差异：（1）聚丙烯眼和碳纤维；（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）和反式聚1,4-异戊二烯（杜仲橡胶）。
（4）高密度聚乙烯、低密度聚乙烯和交联聚乙烯。
7.比较以下四组聚合物链的柔韧性，并简要解释。
解：8.单烯烃聚合物的聚合度为104。
当分子链完全伸展时，其均方根末端距离是分子链长度的多少倍？（假设分子链为自由旋转链。
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一：名词解释
a.高分子链的近程结构和远程结构
近程结构：高分子链所组成单元的化学结构和立体化学结构，即高分子的构造和构型。
构造：高分子中原子的种类和排列，构型：某一原子的取代基在空间的排列
远程结构：单个分子链的大小和形态，链的柔顺性以及在各种环境中分子所采取的构象。
b.高分子链的构型和构象
构象：由围绕单键内旋转所形成的分子中原子在空间的不同排列形式。
构型：由化学键固定的分子中原子在空间的不同排列形式。
c.高分子链的柔性和刚性
柔性：高分子链每个单键内旋转而产生无数种构象，并具有强烈卷曲的倾向的特性，
刚性：与柔性相对，指的是高分子链不发生单键内旋转产生无数构象的特性。
d.自由结合链、自由旋转链和等效自由结合链
自由结合链：高分子链由N个长度相等的链节组成，并且每个链节的相互连接不受键角和内旋转势垒的限制，即自由旋转任意取向，同时链本身不占有体积。
自由旋转链：高分子链由N个相同单键组成，单键间夹角一定，单键内旋转不受阻碍，即是自由旋转的。
等效结合链：由于不存在自由结合链，也不存在自由旋转链，而只有无规线团状的链。
假如这种线团的长度足够长，而且具有一定的柔性，则仍旧可以把它当作自由结合链进行统计处理，称为。
e.均方末端距和均方回转半径
均方末端距：线性高分子链一端至另一端的直线距离的平均值或其值平方的平均值。
均方回转半径：枝化高分子链的质量中心到各个链段的距离的平均值或其值的平方的平均值。
二：试比较下列聚合物（写出名称和缩写）分子链柔性的大小，阐述其理由
1
，
CH2CH CH2CH
CN
CH2CH
n n n
CH3Cl
以上三种高分子分别为聚丙烯（PP），聚乙烯腈（PAN），聚氯乙烯（PVC）
柔性由弱到强依次是：聚乙烯腈、PVC、PP，因为含极性侧基的高分子，侧基极性越强则链的柔性
越差。
2，CH2CH CH
2
C CH2C
Cl
Cl Cl
CH CH2 n n n
Cl
以上三种高分子分别为聚氯乙烯（PVC），聚1，1-二氯乙烯（PVDC），聚2--氯1，4-丁二烯（PCP），柔性由弱到强依次是：聚2--氯1，4 --丁二烯、聚1，1-二氯乙烯、PE，因为对于聚1，1-二氯乙烯，同一个C原子上的两个Cl原子结构对称，极性相抵消，并且增大了分子链间的距离，从而使得C-C键旋转能力增强，柔性较PE强；而聚2--氯1，4 -丁二烯中含有内孤立双键，因为双键不能内旋转，且双键上的原子或基团数目较单键的少，使得那些原子或基团间的排斥力减弱，以至使双键连接的单键内旋转位垒减少，分子链柔顺性增加。
3
，
CH2CH CH CH2CH2C CH CH2
CH CH
n n
n
Cl
以上高分子链的名称依次是：聚1，4-丁二烯（PB）、聚1-氯1，4-丁二烯（PCP）、聚乙炔（PA）。
其柔性由弱到强依次是：聚乙炔、聚1-氯1，4-丁二烯、聚1，4-丁二烯，因为聚乙炔中含有共轭双键，所以其分子链不能内旋转，故柔性最差；而聚1-氯1，4-丁二烯和聚1，4-丁二烯分子链中含孤立双键，柔性很好，但聚1-氯1，4-丁二烯有极性取代基，所以柔性相对差些。
4，C CH2C O CH2CH2O
O O
4n C C O CH2CH2O
O O
n C O C
CH3
CH3
O
n
O
以上高分子的名称依次为：聚己二酸乙二酯，聚对苯二甲酸乙二酯（PET），聚碳酸酯（PC）在每个链节中芳环的数目越多分子链的刚性越强。
三：某一聚合物的水溶液中含有水10mol ，聚合物0.1mol ，在100℃，1atm 下其蒸汽压为5.065*103
Pa 。
试计算每根高分子链所含有的链段数。
当链段处于完全自由状态时，如每一链段长50Å，试求该高分子链的均方半径。
解：由题得：1900
:10132510065.510
)101.0(3
=⨯=+⋅Z Pa
Pa
Z 即
2
1514
2
2
2
14
2
102
2221092.76
1075.461075.4)1050(1900::m
h S m
l n h l
n h ----⨯=⨯=
=⨯=⨯⨯=⋅=⋅=得由
四：试计算PE （M=28000），PS （M=104000）真实链的均方末端距，求出它们的拉伸极限倍数，比较
PE 和PS 这些数据不同的原因。
解：
100028000M PE ，结构单元数：：—
—=
差。
基，空间位阻大，柔性聚苯乙烯因为有大的侧，同上得，结构单元数：，得由—
————
——
———9
.112.446/32/2.4460655.01000
1040001
.146.320/32/6.320/,1070.02
/120
max 2
20
2
/12max 2
202
1
20=⎪⎭
⎫
⎝⎛======⎪
⎭
⎫
⎝⎛===⎥⎦
⎤
⎢⎣⎡==nl h L nm
h nm A M PS nl h L nm h M h A nm A o
εε
五：现测得PP 在溶剂的无扰尺寸
A=0.0835nm [2
/12/⎪⎭
⎫ ⎝⎛=M h A θ]，求其等效自由结合链的链段长度。
解：nm
l L h l nl L x M M
n A M h e e 16.1,
32,
2,
max
2
2
/1max
2
==
⎪⎭
⎫ ⎝⎛===θθ。