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高分子物理习题：第一章高分子链的结构一、概念与名词高聚物的结构高分子链结构聚集态结构近程结构远程结构化学结构物理结构构型旋光异构全同立构间同立构无规立构有规立构等规度几何异构顺反异构键接异构序列序列分布数均序列长度支化度交联度IPNSemi-IPN构象单键内旋转链段近程相互作用远程相互作用无规线团柔顺性平衡态柔顺性动态柔顺性末端距均方末端距根均方末端距均方回转半径最可几末端距自由结合链自由旋转链伸直链等效自由结合链高斯链无扰尺寸空间位阻参数特征比一级近程排斥力二级近程排斥力热塑性聚合物热固性聚合物热力学链段长度动力学链段长度二、基本理论与基本问题1.下列哪种聚合物是热塑性的（）a.硬质橡胶b.酚醛树脂c.硫化橡胶d.HDPE2.高压聚乙烯因为在聚合时压力很大，所以产品的密度也高，低压聚乙烯因为聚合时压力低，所以产品密度也低。（）3.所谓自由旋转链，就是键角（θ），内旋转角（φ）均不受限制的高分子链。（）4.高分子在晶体中是规则排列的，只有全同立构或间同立构的高分子才能结晶，无规立构高分子（也有例外）不能结晶。（）5.HPPE聚合时压力很大，LPPE聚合时压力很小。所以二者的密度a、HPPELPPEb、HPPELPPEc、HPPE=LPPE6.分子量相同的大分子链，链越柔顺则线团尺寸（）a、越小b、越大c、基本不变7.下列高聚物，单个分子链柔顺性最大的是（）a、聚已二酸乙二醇酯b、聚丙烯（全同）c、聚二甲基硅氧烷8.α-取代烯烃聚合物，当不对称碳原子在链中的排列方式为DLDL……，则这种聚合物的立构属于（）a、全同b、无规c、间同9.高顺1，4-聚异戊二烯在室温下为（）a、塑料b、橡胶c、纤维10.按高聚物结构层次的划分，高分子链的构型属于（）a、一次结构b、二次结构c、三次结构11.下列三种高聚物中，耐热性最好的是()a、聚酰亚胺b、尼龙-66c、芳香尼龙12.哪种聚合物在室温下透气性更好（）a、等规聚丙烯b、无规聚丙烯13.下列哪种聚合物是热塑性（）a、硬质橡胶b、HDPE14.下列哪种聚合物是支链聚合物（）a、HDPEb、等规聚丙烯c、LDPE15.等规聚丙烯的大分子链，在晶体中呈螺旋构象。（）16.任何一种无规线团状高分子链都可以按等效自由结合链处理。（）17.由于聚乙烯醇分子链每隔一个碳原子便出现一个不对称碳原子，即聚乙烯醇是等规立构高分子，因此可以结晶。（）18.由于构型和构象都是指分子中原子或基团在空间的不同排列，因此二者并无区别。（）19.链段是高分子链中最小的独立运动单元，通过热力学性质和动力学性质的测定均可求得其长度，且结果完全相同。（）20.所谓自由连接链就是链段长度等于键长的高分子链。（）21.根据链结构，将下列聚合物按柔性大小排列成序并说明原因聚乙烯顺式1，4-聚丁二烯聚丙烯22.根据链结构，将下列聚合物按柔性大小排列成序并说明原因聚氯丁二烯聚氯乙烯聚1、2-二氯乙烯23.根据链结构，将下列聚合物按柔性大小排列成序并说明原因聚丙烯聚氯乙烯聚丙烯腈24.根据链结构，将下列聚合物按柔性大小排列成序聚二甲基硅氧烷聚乙烯聚丙烯聚苯乙烯聚苯25.末端距分布符合高斯分布的高分子链，均方末端距和均方回转半径间的关系为（）。26.高分子链中可旋转的单键数目越多，内旋转越（），构象数越（）；链段数越多，链段长度越（），链的柔顺性越（）。27.α-烯烃单体在聚合时，由于旋光异构体的存在将使这类高分子可能产生（）、（）和（）三种立体异构28.烯类单体的加成聚合常常会产生不同的单体单元键合方式，其中常见的有（）、（）或（）结构29.常温下聚乙烯是塑料，而聚异丁烯是弹性体，所以前者的热力学链段长度比后者（），动力学链段长度比后者（）。30.从分子链尺寸的统计计算法知道，最可几末端距和平均末端距的计算公式为（）和（）。31.高分子链完全伸直时，其均方末端距的计算公式为（）；而等效自由结合链的均方末端距计算公式为（）。32.从分子链尺寸的几何计算法知道，自由结合链、自由旋转链、实际高分子链的均方末端题计算公式分别为（）、（）和（）。33.根据高分子链结构单元的组成及链的结构，我们可以把高分子分成（）、（）、（）、（）和（）五类。34.高聚物结构是指组成高分子的不同尺度的结构单元在空间的相对排列，它包括（）和（）。35.由于二次结构是指单个高分子的大小和在空间所存在的各种形状（构象），故又称为（）。36.表征高分子链柔顺性可以用如下三个参数（）；（）；（）。37.链的构型是指分子中由化学键所固定的几何排列，这种排列是稳定的，要改变构型必须（），其内容包括（）。38.由于一次结构是限于研究一个大分子内一个结构单元或几个结构单元间的关系，故又称为（）。39.近程结构高分子一次结构内容包括（）、（）、（）和（）；高分子的二次结构讨论的内容是（）；高分子的聚集态结构属于（）。40.交联高聚物的特性是不（）、不（）。41.写出自由连接链的均方末端距表达式，说明末端距值与分子链柔性的关系（与自由旋转链对照）。42.通常情况下，动力学链段长度比热力学链段长度大。43.高压法生产的聚乙烯密度较小，而低压法生产的聚乙烯密度却较大。44.聚乙烯在晶体中的构象为平面锯齿型，聚丙烯在晶体中的构象为螺旋型。45.如果PP的等规度不高，可否用改变构象的方法提高等规度？为什么？三、基本应用与基本计算1.假定聚丙烯主键长为0.154nm，键角为109.5°，聚丙烯的空间位阻参数σ=1.76，试求其等效自由结合链的链段长度。2.假定聚乙烯的聚合度为2000，键角为109.5°，求伸直链的长度Lmax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聚合物材料在外力作用下可以产生很大形变的原因。3.若将聚乙烯看作自由旋转链，其末端距服从Gauss分布函数，且已知C-C键长为0.154nm，键角为109.5°，试求：(1)聚合度为5x104，聚乙烯的平均末端距、均方末端距和最可几末端距；(2)末端距在±10nm处出现的几率。4.假定有两种聚合物A和B，其分子量分别为Ma=2.0×105；Mb=1.8×106，在溶液中测得其均方末端距h2a=6.4×103nm2；h2b=8.1×104nm2，一维扩张因子αa=2,αb=3，试由以上数据判断哪一种聚合物链的柔顺性好。5.计算聚合度为1×103的PE的自由旋转链根均方末端距（h2f·r）1/2（C-C链键长为0.154nm，cos109O28'=-1/3），如用光散射法测得在θ溶剂中上述样品的根均方回转半径（S20）1/2为6.74nm，试计算链刚性因子（α=（h20）1/2/（h2f·r）1/2）。6.影响高分子链柔顺性的因素都有哪些。7.高分子的构型与构象有何区别？PP的螺旋型链是属于构型问题还是构象问题？如果PP的规整度不高，能否用单键旋转改变构象的办法提高规整度？为什么？8.高聚物的结构都研究哪些内容。9.讨论线型聚异戊二烯可能有哪些不同构型？10.以键为单位统计大分子链的末端距与以链段为单位统计末端距有何异同？哪种方法更符合实际情况？第二章聚合物的凝聚态结构一、概念与名词内聚能与内聚能密度晶体空间点阵晶胞和晶系晶面同质异晶现象单晶多晶非晶聚合物单晶球晶黑十字消光现象结晶度淬火退火液晶取向取向度织态结构高分子合金相容性HIPS增强材料复合材料活性填料惰性填料二、基本理论与基本问题1.两个尼龙-66纤维试样，用双折射法测得的Δn值完全相同，所以纤维中大分子链的取向状态也完全相同。（）2.由于高压聚乙烯是在高温高压下聚合而成，因此这种聚乙烯具有伸直链晶片形态。（）3.等规聚丙烯只有一种结晶形态—单斜晶系，而聚四氟乙烯有多种结晶形态。（）4.从结构的观点看，聚合物球晶属于（）a、单晶体b、多晶体c、非晶体5.由（）事实证明了结晶高聚物有（）；Flory由（）的实验结果证明非晶态高聚物是由（）结构组成的。6.聚乙烯，等规聚丙烯，聚对苯二甲酸乙二醇酯的晶胞分别属于（）、（）、（）晶系和（）、（）、（）晶格；在晶胞中分子链分别为：（）、（）、（）构象。7.在挤压拉伸加工的结晶型聚合物薄膜中，其结晶形态主要是（）。8.塑料、纤维、橡胶三大合成材料，其内聚能密度的大小次序为（）（）（）。9.高分子材料被取向后，在取向方向上力学性能（），在非取向方向上力学性能（）。10.按照外力作用方式，高分子材料的取向可分为（）和（）两大类。11.内聚能及内聚能密度如何测定，测定内聚能及内聚能密度有何意义12.从大量聚合物的ρa、ρc数据归纳得到：ρc/ρa=1.13，若晶区与非晶区有线性加和性，试证明下列粗略估计聚合物结晶度的关系式成立：ρ/ρa=1+0.13Xcv13.SBS为热塑性弹性体。14.浓度（c）粘度（η）III左图是聚对苯二甲酰对苯二胺溶液的粘度—浓度曲线，试解释I、II区中粘度随浓度的变化而上升或下降的原因三、基本应用与基本计算1.若已知聚甲基丙烯酸甲酯的α=β=γ=90°，a=2.108nm，b=1.217nm，c=1.196nm，测得的ρ=1.23g/cm3，Mo=100.1，试求每个晶胞单元中的重复结构单元数。2.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ΔE=66.67KJ.mol-1（单元），今有一块1.42×2.96×0.51×10-6m3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；（3）涤纶树脂的溶度参数。3.在聚丙烯的抽丝过程中，若牵伸比相同而分别采用冷水冷却和90℃热水冷却，将这两种聚丙烯丝加热到90℃，冷水冷却的收缩率远大于热水冷却的（PP的熔点175℃）4.高聚物的晶体结构与小分子的晶体结构有什么区别？研究高聚物晶体结构有何意义。5.晶态高聚物的结晶形态共有几种类型，在结构上各有何特点？6.讨论晶态高聚物结构模型理论的发展过程。7.高分子的相容性概念与小分子的相溶性概念有什么不同，研究高分子的相容性有何意义。第三章、高分子溶液一、概念与名词溶胀无限溶胀有限溶胀溶度参数摩尔吸引常数混合熵混合热混合自由能哈金斯参数过量化学位溶胀度第二维利系数θ溶液θ溶剂θ温度临界共溶温度上临界共溶温度下临界共溶温度冻胶凝胶二、基本理论与基本问题1.将高聚物在一定条件下（θ溶剂、θ温度）配成θ溶液，此时（）a.大分子之间作用力=小分子之间作用力.b.大分子之间作用力大分子与小分子之间作用力c.大分子之间作用力=大分子与小分子之间作用力d.大分子之间作用力大分子与小分子之间作用力2.强极性的晶态高聚物可以在室温下溶解，而非极性的晶态高聚物，只有加热到Tm附近，才能溶解。（）3.对于混合熵的贡献，一个大分子相当于许多小分子，但又不等于许多小分子。（）4.在高分子溶液中，可以由（）和（）判断高分子在溶液中的形态。5.凝胶与冻胶的本质区别在于（）。6.凝胶与冻胶的本质区别在于前者的交联键为（）；而后者的交联键为（）。7.由高分子溶液理论可知，通过（）和（）可判断高分子在溶液中形态，通过（）和（）可表征分子的尺寸。8.高聚物的溶解一般分（）和（）两个阶段。9.写出高分子和小分子混合熵的表达式，讨论二者的异同点10.溶度参数如何测定，根据热力学原理解释非极性聚合物为什么能够溶解在与其溶度参数相近的溶剂中。三、基本应用与基本计算1.一种聚合物溶液由分子量M2=1×106的溶质（聚合度Xn=104）和分子量M1=1×102的溶剂组成，溶液的浓度为1%（质量分数），试计算：（1）此聚合物溶液的混合熵△Sm（2）依照理想溶液计算的混合熵△Sim（3）若把聚合物切成104个单体小分子，并假定此小分子与溶剂构成理想溶液的混合熵△Sim（4）由上述三种混合熵的计算结果可得出什么结论？为什么？2.在20℃将1×10-5mol的聚甲基丙烯酸甲酯（Mn=1×105，ρ=1.20g/cm3）溶于1000ml氯仿(ρ=1.49g/cm3)中，试计算混合熵、混合焓、混合自由能。已知：χ1=0.37