高聚物结构与性能习题
高分子物理练习题
第一部分高聚物的结构一、名词解释：交联、构型、构象、链段、柔顺性、热塑性弹性体、聚集态、内聚能密度、结晶度、熔点、熔限、取向、共混高聚物、液晶、等规度、等规立构（全同立构）、间规立构（间同立构）、键接异构、支化因子g、末端距、均方末端距、均方旋转半径（均方回转半径）、自由结合链、等效自由结合链、刚性因子（空间位阻参数）、无扰尺寸、单晶、球晶二、选择1．当主链由下列饱和单键组成时，其柔顺性的顺序为（）A．-C-O->-Si-O->-C-C- B.-Si-O->-C-C->-C-O- C.-Si-O->-C-O->-C-C-2. PS, PP, PE 三者柔顺性的顺序为（）A. PP<PS<PEB. PE<PP<PSC. PS<PP<PE3. 比较聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚丙烯腈(PAN)、聚乙烯（PE）之间的柔性，顺序正确的是（）A．PE>PP>PVC>PAN B. PE>PP>PAN>PVCC. PP>PE>PVC>PAND.PAN>PVC>PP>PE4. PE, PVC, PVDC结晶能力的强弱顺序是( )A. PE>PVC>PVDCB. PVDC>PE>PVCC. PE>PVDC>PVC5. 已知含有成核剂的聚丙烯在等温结晶时生成球晶，则其Avrami指数n为（）A.2B.3C.46. 下列哪些聚合物不适合作弹性体（）A. 聚异戊二烯B. 天然橡胶C. 聚丁二烯D. 聚氯乙烯7．下面那些因素不可以提高结晶速率（）Ａ. 溶剂 B.拉伸C. 增大相对分子量D.成核剂8. 下列结构不属于一级结构范畴的是（）A. 化学组成B. 顺反异构C. 头-尾键接D. 相对分子质量9．下列有关高分子结构的叙述不正确的是（）A. 高分子是由很多结构单元组成B.高分子链具有一定的内旋转自由度C．结晶性的高分子中不存在非晶态 D.高分子是一系列同系物的混合物10．等规度是指高聚物中（）A．全同立构的百分数 B 间同立构的百分数C 全同立构和间同立构的总的百分数D 顺反异构的百分数11．聚丙烯酸甲酯的T g为3℃，聚丙烯酸的T g为106℃,后者高是因为( )A 侧基的长度短B 存在氢键C 范德华力大12. 高分子的下列性质中,随高分子的柔顺性增加的是( )A 结晶能力B TgC Tm13. 自由结合链的尺寸扩大10倍,则聚合度需扩大( )A 10倍B 100倍C 50倍14. 高分子内旋转受阻程度越大,其均方末端距( )A 越大B 越小C为区域恒定值15. 聚异丁烯分子链的柔顺性比PP( )A 差B一样 C 好16. 聚异戊二烯可能有( )种有规立构体A.3B.4C.5D.617. 聚乙烯的分子间作用力主要是( )A 氢键B 静电力C 诱导力D 色散力18. 下列高聚物中分子间作用力较小的是( )A 聚顺丁二烯B聚酰胺6 C 聚氯乙烯19. 可用于描述无规PS的聚集态结构的模型是（）A 缨状微束模型B 无规线团模型C 插线板模型20. 下列物理性能，随结晶度增加而增加的是（）A 透明性B 密度C 冲击强度21. 下列条件中适于制备球晶的是（）A.稀溶液B.熔体 C 高温高压22. 一般来说，需要较高取向程度的是（）A 橡胶B 纤维C塑料23. 聚乙烯可以作为工程塑料使用，是因为（）A 高结晶性B内聚能密度大C分子链刚性大24. 下列结晶聚合物中熔点最高的是（）A 聚乙烯B 聚丙烯C 聚氯乙烯D 聚四氟乙烯25. 用显微镜观察球晶半径随时间的变化，从而求得的结晶速度参数是（）A t1/2B Avrami公式中的速率常数K C结晶线生长率26. 全同聚丙烯的分子链在晶体中所采取的构象是（）A 平面锯齿链B扭曲锯齿链 C 螺旋链27 可用来描述高聚物等温结晶过程的方程是（）A WLF方程B Arrhenius方程C Avrami方程28 高聚物的本体结晶通常发生在（）A 熔点以下的任何温度B Tg以下的任何温度C Tm与Tg之间29 在高聚物结晶过程中拉伸，则会导致（）A 熔点升高B 熔点下降C 熔点不变30 如果重复单元中的主链碳原子数相同，则聚氨酯、聚酰胺和聚脲的熔点大小顺序是（）A 聚氨酯<聚酰胺<聚脲B 聚氨酯<聚脲<聚酰胺C聚酰胺<聚氨酯<聚脲31 退火使结晶度（）A 增加B 减小C 不变32 高分子晶体不会有的晶系是（）Ａ立方晶系Ｂ正方晶系Ｃ单斜晶系Ｄ三斜晶系Ｅ菱形晶系33.下列聚合物的结构中属于二级结构的是（）。
高分子物理习题讲解
第一章绪论一、选择题1．GPC对高聚物进行分级的依据是（B）A．高聚物分子量的大小B．高分子流体力学体积大小C．高分子末端距大小D．高分子分子量分布宽度2．下列哪些方法获得的是数均分子量（BCD）A．粘度法B．冰点下降C．沸点升高D．渗透压E．超离心沉降F．光散射法3．聚合物分子量越大，则熔体粘度（A）对相同分子量聚合物而言，分子量分布越宽，则熔体粘度（B）A．增大B．降低C．相等D．不变4．某一高聚物试样A的分子量约为3×104，试样B的分子量约为7×105，测定试样A的分子量应采用（A）（B）等方法。
测出的分别是（C）（D）分子量。
测定试样B的分子量则宜采用（E）（F）等方法，测出的分别是（G）（各H）分子量。
A．膜渗透压B．粘度法降低C．数均D．粘均E．光散射F．凝胶渗透色谱法G．重均H．各种平均5．分子量相同的线形聚乙烯和支化聚乙烯的混合试样，当采用的溶解度分级时不能将它们分开，这是由于（AB）而采用GPC法则能将它们分开，这是由于（CD）首先被淋洗出来的是（E）A．两者分子量相同B．溶解度相同C．它们的分子尺寸不一样D．流体力立体积不同E．线性聚乙烯6．聚合物没有气态是因为（B）A ．聚合物不耐高温B ．聚合物分子间力很大C ．聚合物的结构具多分散性D ．聚合物的分子量具多分散性7．下列哪些方法获得的是数均分子量（BCD ）A ．粘度法B ．冰点下降C ．沸点升高D ．渗透压E ．超离心沉降F ．光散射法8．不同用途和不同成型方法对聚合物分子量的大小有不同的要求。
通常是（C ）A ．合成纤维分子量最高，塑料最低B ．塑料分子量最高，合成纤维最低C ．合成橡胶分子量最高，合成纤维最低9.下列那种方法可测定聚合物的数均分子量（B ）A ．超速离心沉降；B ．膜渗透压C ．黏度D ．光散射二、问答与计算题1. 某高聚物10,0000M η=，已知Mark-Houwink 方程中4110/d g -K =⨯I ，α=0.8 Huggins 方程中常数κ=0.33（1）计算c =0.0030g/ml 时，溶液的相对粘度r η。
高聚物结构与性能的答案
高聚物结构与性能试题参考答案一、名词解释（2.5×12 ＝30分）构型：由化学键决定的原子基团间的空间排列方式分子链柔顺性：高分子链能够改变其构型的性质高斯链：又名高斯线团，是末端距分布符合Gauss分布函数的线团。
熔限：高分子晶体的熔融发生在一个温度范围内，称为熔限。
多分散指数：描述高分子的分子量多分散性大小的参数，通常是Mw/Mn或Mz/Mw取向：高分子的链段、整链或其晶体结构沿外力方向所作的优先排列。
粘弹性：高分子固体的力学性质兼具纯弹性和纯粘性的特征，称为粘弹性。
溶度参数：定义为（CED）1/2，用于指导非极性聚合物的溶剂选择。
冷拉：高分子材料在拉伸条件下，发生应力屈服，出现细颈、细颈扩展所导致的大形变行为。
增韧：即增加聚合物材料韧性，所采用的技术路线有弹性体和刚性粒子增韧力学损耗：高分子材料在动态力学条件下，应力与应变出现滞后所导致的机械能损耗银纹：由于应力或环境因素的影响，聚合物表面所产生的银白色条纹二、简答题（8×5＝40 分）1．分别写出顺丁橡胶、聚丙烯、聚异丁烯、聚甲醛、聚氯乙烯的结构式，比较其玻璃化温度的高低，并说明原因。
2．高聚物熔体的流动机理是什么？其流动行为上有什么特征？答：流动机理：高分子链的重心移动采用高分子链段的协同跃迁的方式完成，通常称为“蠕动”。
熔体流动的特征有三：1，高粘度，缘自高分子巨大的分子量；2，剪切变稀：高分子链受剪切作用时，发生构象变化。
3，弹性效应：高分子流动变形中包含可逆的构象变化，导致其表现出Barus效应、爬杆效应等现象。
3．何为θ溶液？θ条件下，Huggins参数取何值？此时溶液中高分子链的构象有何特征？答：处于θ状态，即高分子链段间作用等于高分子链段与溶剂分子作用的状态的高分子溶液，称为θ溶液。
此时，Huggins参数为1/2；溶液中高分子链的构象与同温度条件下的高聚物本体的非晶区构象相同。
4．请说明聚乙烯、尼龙－66和交联顺丁橡胶溶解行为上的差异。
高分子物理练习题
第一部分高聚物的结构一、名词解释：交联、构型、构象、链段、柔顺性、热塑性弹性体、聚集态、内聚能密度、结晶度、熔点、熔限、取向、共混高聚物、液晶、等规度、等规立构（全同立构）、间规立构（间同立构）、键接异构、支化因子g、末端距、均方末端距、均方旋转半径（均方回转半径）、自由结合链、等效自由结合链、刚性因子（空间位阻参数）、无扰尺寸、单晶、球晶二、选择1．当主链由下列饱和单键组成时，其柔顺性的顺序为（）A．-C-O->-Si-O->-C-C- B.-Si-O->-C-C->-C-O- C.-Si-O->-C-O->-C-C-2. PS, PP, PE 三者柔顺性的顺序为（）A. PP<PS<PEB. PE<PP<PSC. PS<PP<PE3. 比较聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚丙烯腈(PAN)、聚乙烯（PE）之间的柔性，顺序正确的是（）A．PE>PP>PVC>PAN B. PE>PP>PAN>PVCC. PP>PE>PVC>PAND.PAN>PVC>PP>PE4. PE, PVC, PVDC结晶能力的强弱顺序是( )A. PE>PVC>PVDCB. PVDC>PE>PVCC. PE>PVDC>PVC5. 已知含有成核剂的聚丙烯在等温结晶时生成球晶，则其Avrami指数n为（）A.2B.3C.46. 下列哪些聚合物不适合作弹性体（）A. 聚异戊二烯B. 天然橡胶C. 聚丁二烯D. 聚氯乙烯7．下面那些因素不可以提高结晶速率（）Ａ. 溶剂 B.拉伸C. 增大相对分子量D.成核剂8. 下列结构不属于一级结构范畴的是（）A. 化学组成B. 顺反异构C. 头-尾键接D. 相对分子质量9．下列有关高分子结构的叙述不正确的是（）A. 高分子是由很多结构单元组成B.高分子链具有一定的内旋转自由度C．结晶性的高分子中不存在非晶态 D.高分子是一系列同系物的混合物10．等规度是指高聚物中（）A．全同立构的百分数 B 间同立构的百分数C 全同立构和间同立构的总的百分数D 顺反异构的百分数11．聚丙烯酸甲酯的T g为3℃，聚丙烯酸的T g为106℃,后者高是因为( )A 侧基的长度短B 存在氢键C 范德华力大12. 高分子的下列性质中,随高分子的柔顺性增加的是( )A 结晶能力B TgC Tm13. 自由结合链的尺寸扩大10倍,则聚合度需扩大( )A 10倍B 100倍C 50倍14. 高分子内旋转受阻程度越大,其均方末端距( )A 越大B 越小 C为区域恒定值15. 聚异丁烯分子链的柔顺性比PP( )A 差 B一样 C 好16. 聚异戊二烯可能有( )种有规立构体A.3B.4C.5D.617. 聚乙烯的分子间作用力主要是( )A 氢键B 静电力C 诱导力D 色散力18. 下列高聚物中分子间作用力较小的是( )A 聚顺丁二烯 B聚酰胺6 C 聚氯乙烯19. 可用于描述无规PS的聚集态结构的模型是（）A 缨状微束模型B 无规线团模型C 插线板模型20. 下列物理性能，随结晶度增加而增加的是（）A 透明性B 密度C 冲击强度21. 下列条件中适于制备球晶的是（）A.稀溶液B.熔体 C 高温高压22. 一般来说，需要较高取向程度的是（）A 橡胶B 纤维 C塑料23. 聚乙烯可以作为工程塑料使用，是因为（）A 高结晶性 B内聚能密度大 C分子链刚性大24. 下列结晶聚合物中熔点最高的是（）A 聚乙烯B 聚丙烯C 聚氯乙烯D 聚四氟乙烯25. 用显微镜观察球晶半径随时间的变化，从而求得的结晶速度参数是（）A t1/2B Avrami公式中的速率常数K C结晶线生长率26. 全同聚丙烯的分子链在晶体中所采取的构象是（）A 平面锯齿链 B扭曲锯齿链 C 螺旋链27 可用来描述高聚物等温结晶过程的方程是（）A WLF方程B Arrhenius方程C Avrami方程28 高聚物的本体结晶通常发生在（）A 熔点以下的任何温度B Tg以下的任何温度C Tm与Tg之间29 在高聚物结晶过程中拉伸，则会导致（）A 熔点升高B 熔点下降C 熔点不变30 如果重复单元中的主链碳原子数相同，则聚氨酯、聚酰胺和聚脲的熔点大小顺序是（）A 聚氨酯<聚酰胺<聚脲B 聚氨酯<聚脲<聚酰胺 C聚酰胺<聚氨酯<聚脲31 退火使结晶度（）A 增加B 减小C 不变32 高分子晶体不会有的晶系是（）Ａ立方晶系Ｂ正方晶系Ｃ单斜晶系Ｄ三斜晶系Ｅ菱形晶系33.下列聚合物的结构中属于二级结构的是（）。
高聚物的结构与性能
9/24/2019
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1.相对分子质量
聚合物的性能决定于平均相对分子量和相对分子量 分布。
除少数特殊用途（涂料、胶黏剂等）使用低相对分 子量的聚合物外，多数对材料力学性能要求较高的用途 都需要聚合物具有较高的相对分子质量。越高越好？
例：聚乙烯：聚合度为1～2时呈气态；聚合度为3～10时 为液体；聚合度为10～100时为黏性、力学性能极差的蜡 状固体；聚合度超过1000时，开始表现塑料的韧性、强度 和成膜特性，并随着聚合度的增加而增加。
5.共聚物序列结构
共聚物性能倾向于组分均聚物性能互补。
不同序列结构的特点： • 无规、交替——
改变了结构单元的相互作用状况， 因此其性能与相应的均聚物有很大差别 • 嵌段、接枝—均聚物有一定联系
25
① 无规共聚
两种高分子无规则地平行联结 — A—B—A—A—B—A—A —A—B—B—A— B— 由于两种高分子平行无规则地排列改变了结构单元的相
➢ 自由结合：无键角的限制，也不考虑空间位阻对移 动的影响（理想的）
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小分子内旋转： 例如最简单的乙烷：如果C—C发生内旋转，则分子内与C
相连的H的相对位置就要发生变化： 分子内的旋转受
阻,使得高分子链在
空间可能有的构象数
交叉式 反式位能最低
叠同式 顺式位能最高
反式，氢原子间距离最远（0.25nm），斥 力最小；顺式，氢原子间距离最小 （0.228nm），斥力最大；氢原子半径 0.12nm。
远远小于自由内旋转 的情况。受阻程度越 大，可能有构象数就 越少。
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影响旋转的因素
CH3-CH3分子旋转的位垒为11.7kJ·mol-1
◆ 若氢被甲基或卤素(极性、位阻） 取代，则位垒增大，取 代的基团越多，位垒越大；
高分子物理习题集--答案-
高分子物理习题集-答案之勘阻及广创作第一章高聚物的结构4、高分子的构型和构象有何区别？如果聚丙烯的规整度不高，是否可以通过单键的内旋转提高它的规整度？答：构型：分子中由化学键所固定的原子或基团在空间的几何排列。
这种排列是稳定的，要改变构型必须经过化学键的断裂和重组。
构象：由于单键内旋转而发生的分子在空间的分歧形态。
构象的改变速率很快，构象时刻在变，很不稳定，一般不克不及用化学方法来分离。
不克不及。
提高聚丙烯的等规度须改变构型，而改变构型与改变构象的方法根本分歧。
构象是围绕单键内旋转所引起的排列变更，改变构象只需克服单键内旋转位垒即可实现，而且分子中的单键内旋转是随时发生的，构象瞬息万变，不会出现因构象改变而使间同PP（全同PP）酿成全同PP（间同PP）；而改变构型必须经过化学键的断裂才干实现。
5、试写出线型聚异戊二烯加聚产品可能有那些分歧的构型。
答：依照IUPAC有机命名法中的最小原则，CH3在2位上，而不是3位上，即异戊二烯应写成（一）键接异构：主要包含1，4-加成、1，2-加成、3，4-加成三种键接异构体。
（二）分歧的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②反式1，4-加成③1，2-加成全同立构④1，2-加成间同立构⑤3，4-加成全同立构⑥3，4-加成间同立构6．分子间作用力的实质是什么？影响分子间作用力的因素有哪些？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：分子间作用力的实质是：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。
PE 、PP 是非极性聚合物，其分子间作用力为：色散力；PVC 是极性分子，其分子间作用力为：静电力、诱导力、色散力；尼龙-66是极性分子，结构为其分子间作用力为：静电力、诱导力、色散力，氢键； 聚丙烯酸是极性分子，结构为 其分子间作用力为：静电力、诱导力、色散力，氢键。
高分子物理聚合物的结构(计算题：均方末端距与结晶度)
聚合物的结构（计算题：均方末端距与结晶度）1.简述聚合物的层次结构。
答：聚合物的结构包括高分子的链结构和聚合物的凝聚态结构，高分子的链结构包括近程结构（一级结构）和远程结构（二级结构）。
一级结构包括化学组成、结构单元链接方式、构型、支化与交联。
二级结构包括高分子链大小（相对分子质量、均方末端距、均方半径）和分子链形态（构象、柔顺性）。
三级结构属于凝聚态结构，包括晶态结构、非晶态结构、取向态结构、液晶态结构和织态结构。
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。
（要改变构型，必须经过化学键的断裂和重组。
）高分子链的构型有旋光异构和几何异构两种类型。
旋光异构是由于主链中的不对称碳原子形成的，有全同、间同和无规三种不同的异构体（其中，高聚物中全同立构和间同立构的总的百分数称为等规度。
）。
全同（或等规）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间同立构：取代基相间地分布于主链平面的两侧或者说两种旋光异构单元交替键接无规立构：取代基在平面两侧作不规则分布或者说两种旋光异构单元完全无规键接几何异构是由于主链中存在双键而形成的，有顺式和反式两种异构体。
构象：原子或原子基团围绕单键内旋转而产生的空间分布。
链段：把若干个键组成的一段链作为一个独立运动的单元链节（又称为重复单元）：聚合物中组成和结构相同的最小单位高分子可以分为线性、支化和交联三种类型。
其中支化高分子的性质与线性高分子相似，可以溶解，加热可以熔化。
但由于支化破坏了高分子链的规整性，其结晶能力大大降低，因此支化高分子的结晶度、密度、熔点、硬度和拉伸强度等，都较相应的线性高分子的低。
交联高分子是指高分子链之间通过化学键形成的三维空间网络结构，交联高分子不能溶解，只能溶胀，加热也不能熔融。
高分子链的构象就是由单键内旋转而形成的分子在空间的不同形态。
单键的内旋转是导致高分子链呈卷曲构象的根本原因，内旋转越自由，卷曲的趋势就越大。
高聚物结构与性能的答案
高聚物结构与性能试题参考答案1、名词解释（2.5×12 ＝30分）构型：由化学键决定的原子基团间的空间排列方式分子链柔顺性：高分子链能够改变其构型的性质高斯链：又名高斯线团，是末端距分布符合Gauss分布函数的线团。
熔限：高分子晶体的熔融发生在一个温度范围内，称为熔限。
多分散指数：描述高分子的分子量多分散性大小的参数，通常是Mw/Mn或Mz/Mw取向：高分子的链段、整链或其晶体结构沿外力方向所作的优先排列。
粘弹性：高分子固体的力学性质兼具纯弹性和纯粘性的特征，称为粘弹性。
溶度参数：定义为（CED）1/2，用于指导非极性聚合物的溶剂选择。
冷拉：高分子材料在拉伸条件下，发生应力屈服，出现细颈、细颈扩展所导致的大形变行为。
增韧：即增加聚合物材料韧性，所采用的技术路线有弹性体和刚性粒子增韧力学损耗：高分子材料在动态力学条件下，应力与应变出现滞后所导致的机械能损耗银纹：由于应力或环境因素的影响，聚合物表面所产生的银白色条纹二、简答题（8×5＝ 40 分）1．分别写出顺丁橡胶、聚丙烯、聚异丁烯、聚甲醛、聚氯乙烯的结构式，比较其玻璃化温度的高低，并说明原因。
2．高聚物熔体的流动机理是什么？其流动行为上有什么特征？答：流动机理：高分子链的重心移动采用高分子链段的协同跃迁的方式完成，通常称为“蠕动”。
熔体流动的特征有三：1，高粘度，缘自高分子巨大的分子量；2，剪切变稀：高分子链受剪切作用时，发生构象变化。
3，弹性效应：高分子流动变形中包含可逆的构象变化，导致其表现出Barus效应、爬杆效应等现象。
3．何为θ溶液？θ条件下，Huggins参数取何值？此时溶液中高分子链的构象有何特征？答：处于θ状态，即高分子链段间作用等于高分子链段与溶剂分子作用的状态的高分子溶液，称为θ溶液。
此时，Huggins参数为1/2；溶液中高分子链的构象与同温度条件下的高聚物本体的非晶区构象相同。
4．请说明聚乙烯、尼龙－66和交联顺丁橡胶溶解行为上的差异。
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链结构
1. 名词解释
旋光异构体顺序异构体有规立构高分子立构规整度
链段柔顺性平衡态柔顺性高斯链
受阻旋转链自由旋转链自由联结链等效自由结合链
2.利用Fisher投影法画出全同立构和间同立构聚苯乙烯的两种构型。
3.构型和构象有什么不同？试讨论结晶聚丙烯和非晶聚丙烯构型和构象的情况。
4.比较下列各组高分子柔顺性的大小，分别写出它们的结构式并说明柔顺性不同的原因。
（1）聚乙烯聚丙烯聚苯乙烯
（2）聚甲基丙烯酸乙酯聚甲基丙烯酸正丙酯
聚甲基丙烯酸正丁酯聚甲基丙烯酸正辛酯
（3）聚丙烯聚1-丁烯聚1-己烯
（4）聚丙烯酸聚丙烯酸甲酯聚丙烯酸锌
（5）聚偏二氟乙烯聚氟乙烯聚氯乙烯
（6）聚丙烯聚氯乙烯聚丙烯腈
5. 某聚 －烯烃的平均聚合度为500，均方末端距为165nm2,试求：
（1）作为大分子独立运动的单元的链段长b？
（2）每个大分子平均包含的链段数z?
（3）每个统计链段包含几个重复结构单元u？。