高分子物理習題參考答案1-6

1、高分子物理標準化作業(yè)本參考答案沈陽化工學院 材料科學與工程學院高分子物理課程組第一章高分子鏈的結構一、 概念1、構型：分子中由化學鍵所固定的原子在空間的幾何排列。2、由于單鍵的內旋轉而產生的分子中原子在空間位置上的變化叫構象。3、均方末端距：高分子鏈的兩個末端的直線距離的平方的平均值。4、鏈段：鏈段是由若干個鍵組成的一段鏈作為一個獨立動動的單元，是高分子鏈中能夠獨 立運動的最小單位。5、全同立構：取代基全部處于主鏈平面的一側或者說高分子全部由一種旋光異構單元鍵接 而成。6、無規(guī)立構：當取代基在主鏈平面兩側作不規(guī)則分布或者說兩種旋光異構體單元完全無規(guī) 鍵接而成。、選擇答案1、高分子科學諾貝爾獎獲

2、得者中，（A ）首先把“高分子”這個概念引進科學領域。A、H. Staudinger, B 、 , , C 、P. J. Flory, D 、H. Shirakawa2、下列聚合物中，（A）是聚異戊二烯（PI）。-|- CH2 C = CH CH2_|nA、1H3nOOII IC C6H 4 C NHC6H4 NH IA、聚甲基丙烯酸甲酯，B、聚氯乙烯， C、聚乙烯， D、聚酰胺3、下列聚合物中，不屬于碳鏈高分子的是（ D ）。4、卜列四種聚合物中，不存在旋光異構和幾何異構的為（B ）。A、聚丙烯，B、聚異丁烯，C聚丁二烯，D、聚苯乙烯5、下列說法，表述正確的是（ A ）。A、工程塑料ABS樹

3、脂大多數(shù)是由丙烯睛、丁二烯、苯乙烯組成的三元接枝共聚物。B、ABS樹脂中丁二烯組分耐化學腐蝕，可提高制品拉伸強度和硬度。C、ABS樹脂中苯乙烯組分呈橡膠彈性，可改善沖擊強度。ABS樹脂中丙烯睛組分利于高溫流動性，便于加工。6、下列四種聚合物中，鏈柔順性最好的是（C ）。A、聚氯乙烯，B、聚氯丁二烯， C、順式聚丁二烯，D、反式聚丁二烯7、在下列四種聚合物的晶體結構中，其分子鏈構象為i螺旋構象為（B ）A、一級結構 B、二級結構 C、三級結構 D、高級結構A、聚乙烯， B、聚丙烯， C、聚甲醛， D、聚四氟乙烯8、如果不考慮鍵接順序，線性聚異戊二烯的異構體種類數(shù)為（C ）。A、6 B 、7 C

4、、8 D 、119、自由基聚合制得的聚丙烯酸為（B ）聚合物。A、全同立構，日 無規(guī)立構，C、間同立構，D、旋光10、熱塑性彈性體 SBS是苯乙烯和丁二烯的C ）。A、無規(guī)共聚物，B、交替共聚物,C、嵌段共聚物,D、接枝共聚物11、卜列四種聚合物中，鏈柔順性最差的是（C ）。CH7 cH nClCHCH nCNCH7 cH nCH312、高分子在稀溶液中或高分子熔體中呈現(xiàn)C ）。A、平面鋸齒形構象B、巳螺旋構象、無規(guī)線團構象D、雙螺旋構象13、高分子科學領域諾貝爾獎獲得者中,）把研究重點轉移到高分子物理方面，逐漸闡明高分子材料結構與性能之間的關系。A、H. Staudinger, B 、K.

5、ZieglerG.Natta, C 、P. J. Flory, D 、H. Shirakawa14、高分子鏈的構象屬于聚合物結構層次中的（15、下列說法，表述正確的是（ D ）。A、自由連接鏈為真實存在，以化學鍵為研究對象。B、自由旋轉鏈為理想模型，以鏈段為研究對象。C、等效自由連接鏈為理想模型，以化學鍵為研究對象。H高斯鏈真實存在，以鏈段為研究對象。16、聚乙烯樹脂中，（B ）是支化高分子。A LLDPE B、LDPE C、HDPE 口 交聯(lián)聚乙烯17、下列四種聚合物中，鏈柔順性最差的是（ D ）。A 聚乙烯，B 聚丙烯，C 順式聚1,4- 丁二烯，D 聚苯乙烯18、若聚合度增加一倍，則自由

6、連接鏈的均方末端距變?yōu)樵档模?C ）倍。A B 、1.414 C 、2 D 、419、在下列四種聚合物的晶體結構中，其分子鏈構象為平面鋸齒型的為（ A ）。A、聚乙烯， B、聚丙烯，C、聚甲醛， D、全同立構聚苯乙烯20、下列高分子中，（B ）可以進行重新熔融，二次加工制成新的制品。A交聯(lián)聚乙烯，B、線性低密度聚乙烯 LLDPE C、硫化橡膠，D熱固性塑料21、下列聚合物中不具有旋光異構的是（ D ）A 聚丙烯 B、聚苯乙烯 C、聚氯乙烯 D、聚偏氯乙烯三、填空題1、高分子共聚物的序列結構指兩種或兩種以上共聚單體在分子中的排列，二元共聚物可以分為無規(guī)型、交替型、嵌段 型和接枝型共聚物。2、結

7、晶聚乙烯（PE）的鏈構象為 平面鋸齒型 構象,聚丙烯PP的鏈構象為H3螺旋構象，而 柔性鏈高分子在溶液中均呈無規(guī)線團 構象。3、構造是指聚合物分子的形狀，例如線形高分子，支化高分子，星型高分子,梯形高分子和交聯(lián)高分子等。4、構型是指分子中原子在空間的排列，高分子鏈的構型包括旋光異構幾何異構和鏈接異構。5、隨著聚合物的柔順性增加，鏈段長度變小 、剛性因子值 變小 、無擾尺寸變小、特征比 變小6、高分子共聚物的序列結構是指兩種或兩種以上共聚單體在分子鏈中的排列方式，如SBS為 嵌段 共聚物,HIPS為 接枝共聚物。7、構型是指分子中由化學鍵所固定的原子在空間的幾何排列，如天然橡膠和古塔波膠（反式異

8、戊二烯）為幾何 異構,全同聚丙烯和無規(guī)聚丙烯為旋光 異構。8、構造是指聚合物分子的形狀，如高密度聚乙烯HDP比 線形 高分子，低密度聚乙烯LDP弱 支化高分子,而硫化橡膠是交聯(lián)高分子。四、判斷題1、通過高分子主鏈單鍵內旋轉可改變聚合物的等規(guī)度。（x ）2、實際高分子鏈可以看作等效自由連接鏈。（V ）3、高分子鏈段可以自由旋轉無規(guī)取向，是高分子鏈中能夠獨立運動的最小單位。（，）4、不同聚合物分子鏈的均方末端距越短，表示分子鏈的柔順性越好。（X ）四、回答下列問題1丙烯中碳一碳單鏈是可以轉動的，通過單鍵的轉動能否把全同立構的聚丙烯變?yōu)椤伴g同立構”的聚丙烯說明理由。答：不能。全同立構和間同立構是兩種

9、不同的立體構型。構型是分子中由化學鍵所固定的原子在空間的幾何排列， 這種排列是穩(wěn)定的， 要改變構型必須經過化學鍵的斷裂和重組。單鍵的內旋轉只能改變構象而不能改變構型。所以通過單鍵的轉動不能把全同立構的聚丙烯變?yōu)椤伴g同立構”的聚丙烯。2、從鏈結構和聚集態(tài)結構的角度，說明為什么SBS具有熱塑性彈性體的性質若三嵌段結構為BSB能否成為熱塑性彈性體答：SBSW脂是用陰離子聚合法制得的苯乙烯和丁二烯的三嵌段共聚物。其分子鏈的中段是聚丁二烯，兩端是聚苯乙烯，SBS具有兩相結構，橡膠相 PB連續(xù)相，為柔性鏈段的軟區(qū)，PS形成微區(qū)分散在橡膠相中，PS是具有剛性鏈段的硬區(qū)，起物理交聯(lián)作用。SBS在常溫為橡膠高彈

10、性、高溫下又能塑化成型的高分子材料。它是不需要硫化的橡膠，是一種熱塑性彈性體。BSB不是一種熱塑性彈性體。因為雖然它也三嵌段共聚物，但其分子鏈的中段是聚苯乙烯硬段，兩端是聚丁二烯軟段， 相當于橡膠鏈的一端被固定在交聯(lián)點上，另一端是自由活動的鏈端，而不是一個交聯(lián)網。由于端鏈對彈性沒有貢獻，所以不能成為熱塑性彈性體。五、計算題1、某單烯類聚合物的聚合度為4X104,試計算分子鏈完全伸展時的長度是其均方根末端距的多少倍（假定該分子鏈為自由旋轉鏈）已知 DP= 4X104 ,化學鍵數(shù)：n=2DP=8X 104自由旋轉鏈：hmax/ Jh2f,r =J2nT / V'2nl 2 = J*n =2

11、00 ? J6 =163 倍 、3332、聚丙烯在環(huán)己烷或甲苯中、30c時測得的空間位阻參數(shù)（即剛性因子）b =，試計算其等效自由連接鏈的鏈段長度 b （已知碳碳鍵長為，鍵角為。）解：h(22hfr 2nl2 2L max nl sin 一21.17nmLmax3、某聚苯乙烯試樣的分子量為416000,試估算其無擾鏈的均方末端距（已知特性比 G=12）解:DP=416000/104=4000n=2DP=8000223 2、h0 nl Cn=8000 xx 12= X10 (nm)第二章聚合物的凝聚態(tài)結構、概念1、內聚能密度（cohesive energy density ,CED）：單位體積凝

12、聚體汽化時所需要的能量。式中：%摩爾體積， E內聚能。2、結晶度：實際晶態(tài)聚合物，是晶區(qū)和非晶區(qū)同時存在的。結晶度即試樣中結晶部分所占 的質量分數(shù)（質量結晶度 xcm）或者體積分數(shù)（體積結晶度 xcv）。3、液晶：兼具晶體的光學性質和液晶流動性質，是某些物質在熔融態(tài)或在溶液狀態(tài)下所形成的有序流體的總稱。4、取向態(tài)結構：大分子鏈、鏈段或微晶在某些外場 （如拉伸應力或剪切應力）作用下，可以 沿著外場方向有序排列， 這種有序的平行排列稱為取向， 所形成的聚集態(tài)結構， 稱為取向態(tài)結構。二、選擇答案1、下列四種聚合物中，內聚能密度最大的為（ D ）。A、聚丙烯，已聚異丁烯，C、聚丁二烯，D、聚氯乙烯2、

13、關于聚合物球晶描述錯誤的是（ B ）。A、球晶是聚合結晶的一種常見的結晶形態(tài)。B、當從濃溶液析出或由熔體冷結晶時，在存在應力或流動的情況下形成球晶。C、球晶外形呈圓千形，直徑 100微米數(shù)量級。DK球晶在正交偏光顯微鏡下可呈現(xiàn)特有的黑十字消光圖像和消光同心環(huán)現(xiàn)象。3、液晶紡絲技術是利用（B ）液晶的流變特性進行的。A熱致向列相，B、溶致向列相，C、熱致膽管相， D、溶致膽管相4、 （ A ）是有序性最低的液晶晶型。A向列型， B、近晶A型，C、近晶C型，D、膽管型5、關于聚合物片晶描述錯誤的是（D ） 。A、在極?。舛燃s）的聚合物溶液中，極緩慢冷卻生成B、具有規(guī)則外形的、在電鏡下可觀察到的片

14、晶，并呈現(xiàn)出單晶特有的電子衍射圖C、聚合物單晶的橫向尺寸幾微米到幾十微米，厚度10nm左右H高分子鏈規(guī)則地近鄰折疊形成片晶，高分子鏈平行于晶面6、下列四種研究方法中，最適合鑒別球晶的為（C ） 。A、DSC B、X-射線衍射，C、偏光顯微鏡，D、電子顯微鏡7、紋影織構是（A ）液晶高分子的典型織構。A向列型， B、近晶A型，C、近晶C型，D、膽管型8、聚合物可以取向的結構單元（D ） 。A、只有分子鏈 B、只有鏈段 C、只有分子鏈和鏈段 D、有分子鏈、鏈段、微晶9、總體上，下列三類聚合物內聚能密度大小順序為：（ A ） > （ C ） >（ B ）A、合成名f維；B、合成橡膠；C、

15、合成塑料10、下列四種實驗方法中，除了（D ） ，其余方法能測定聚合物的結晶度。A、密度法，B、廣角X射線衍射法，C、DSCt, D、偏光顯微鏡法11、下列模型中，（ D ）是描述聚合物非晶態(tài)結構的局部有序模型。A、 40 年代Bryant 提出纓狀膠束模型B、 50 年代英籍猶太人Keller 提出的折疊鏈結構模型C、 50 年代Flory 提出無規(guī)線團模型D、 70 年代美籍華人Yeh 提出兩相球粒模型12、 （ B ）是聚合物最常見的結晶形態(tài)。A、折疊鏈片晶，B、球晶，C、纖維狀晶，D、伸直鏈晶體13、 （ D ）是手性分子的典型液晶晶型。A向列型， B、近晶A型，C、近晶C型，D、膽管

16、型14、高分子合金的制備方法中，成本最低且較常用的共混方法是（A ） 。A機械共混B、溶液共混C、接枝共聚 D、嵌段共聚15、下列四種研究方法中，不能測定聚合物結晶度的是（D ） 。A、DSC B、廣角X-射線衍射，C、密度法，D、小角X-射線衍射16、在熱塑性彈性體 SBS的相態(tài)結構中，其相分離結構為（ B ）。A PS連續(xù)相，PB-分散相；B PB-連續(xù)相，PS分散相；B、PS和PB均為連續(xù)相；D> PS和PB均為分散相17、下列說法，表述錯誤的是（B ） 。A、HIPS樹脂具有“海島結構"。B 、SBS具有兩相結構，PS相起化學交聯(lián)作用。C、HIPS基體是塑料，分散相是橡

17、膠。D SBS具有兩相結構，橡膠相為連續(xù)相。18、下列聚合物內聚能密度最大的是（D ）。A、 1,4 聚丁二烯，B 、 聚苯乙烯，C 、聚氯乙烯，D 、聚丙烯腈19、下列模型中，用來描述聚合物非晶態(tài)結構模型的是（D ）。A、 纓狀微束模型，B 、折疊鏈模型，C 、插線板模型，D 、無規(guī)線團模型20、某結晶性聚合物在偏光顯微鏡下呈現(xiàn)黑十字消光圖案，則其結晶形態(tài)是（C ）。A、 單晶， B 、串晶，C 、球晶，D 、片晶三、判斷題1. 1957 年 Keller 等人首次發(fā)現(xiàn)了聚乙烯的片狀單晶，證明了單晶的分子鏈垂直于晶面。（V ）2 .當從濃溶液析出或由熔體冷結晶時，在存在應力或流動的情況下形成

18、球晶。（X ）3 . 球晶較大的聚合物，其透光性均較高。四、填空題1、測定結晶聚合物的結晶度較為常用的測定方法有密度法、廣角X射線衍射法 和DSC法等。2、高分子液晶的晶型有向列相N相、近晶相和膽管相等。按液晶的形成條件可分為液晶高分子和溶致液晶高分子。3、研究聚合物的凝聚態(tài)結構的常用方法有X-射線衍射、DSC 、電子衍射（ED）、原子力顯微鏡（AFM）和偏光顯微鏡（PLM）等。4、聚合物隨取向條件的不同，取向單元也不同，取向結構單元包括鏈段和分子鏈取向，對于結晶聚合物還可能有微晶 的取向。四、回答下列問題1、述聚合物片狀單晶和球晶的形成條件及結構特點。答：單晶：在極?。舛燃s）的聚合物溶液中

19、，極緩慢冷卻時生成具有規(guī)則外形的、在電鏡下可觀察到的片狀晶體， 并呈現(xiàn)出單晶特有的電子衍射圖。聚合物單晶的橫向尺寸幾微米到幾十微米，厚度10nm£右。單晶中高分子鏈規(guī)則地近鄰折疊形成片晶。球晶：當結晶聚合物從濃溶液析出或從熔體冷結晶時，在不存在應力或流動的情況下形成球晶。外形呈圓球形，直徑 100微米數(shù)量級。由從中心往外輻射生長晶片組成，在球晶中分子鏈通?？偸茄卮怪庇诎霃降姆较蚺帕械?，在正交偏光顯微鏡下可呈現(xiàn)特有的黑十字消光圖像和消光同心環(huán)現(xiàn)象。2、有兩種乙烯和丙稀的共聚物，其組成相同，其中一種在室溫時是橡膠狀的，一直到溫度降低到-70 C時才變硬；另一種在室溫時卻是硬而韌又不透明的

20、材料，試解釋它們內在結構上的差別。答：這是由于兩種乙烯和丙稀的共聚物的共聚方式不同。第一種是乙烯和丙稀的無規(guī)共聚物，也就是分子鏈上乙烯單元和丙烯單元無規(guī)分布的，破壞了分子鏈的規(guī)整性， 使其不能結晶，聚乙烯和聚丙烯的內聚能密度都較低，所以其無規(guī)共聚物的分子鏈較柔順，常溫下處于高彈態(tài)，為橡膠狀。第二種情況是乙烯和丙烯的嵌段共聚物，聚乙烯部分和全同立構聚丙烯可以結晶，宏觀上材料就是由無數(shù)細小晶區(qū)組成的多相結構這種結晶結構使之硬而韌，多相結構狀態(tài)使之不透明。五、計算題1、已知全同立構聚丙烯完全結晶時的密度為0.936 g/cm3,完全非晶態(tài)的密度為 0.854 g/ cm,現(xiàn)有該聚合物試樣一塊，體積為

21、XX 0.51 cm3,重量1.94 g，計算其體積結晶度。部分都各成一相，基本保持聚乙烯和全同立構聚丙烯均聚物原有的性能,解：密度1.943(1.42-0.905( g cm )2.96 0.51)體積結晶度X；0.905 0.854 “ 62.2%0.936 0.8542、用聲波傳播法測定拉伸滌綸纖維的取向度。若實驗得到分子鏈在纖維軸方向的平均取向角？為30C,試問該試樣的取向度為多少解:f=第三章 高分子溶液 一、 判斷題1 .交聯(lián)聚合物的交聯(lián)度越大，其溶脹度越大。（X ）2 .理想溶液的混合熱小于零。（X ）3 .對于非極性高聚物，溶劑的溶度參數(shù)81與高聚物的8 2越接近，則溶劑越優(yōu)良

22、。（）4 .。條件下，高分子溶液為真實的理想溶液。（X ）5 . 增塑聚合物屬于高分子濃溶液的范疇。（）6 .高分子晶格模型中高分子鏈段均勻分布的假定對高分子稀溶液是合理的。（X ）7 .高分子溶液在。溫度時，1E=0,說明高分子溶液是一種真的理想溶液。（X ）8 . 非極性增塑劑使非極性聚合物的玻璃化溫度降低的數(shù)值正比于增塑劑的體積分數(shù)（）9高分子溶液溫度愈高，溶劑化作用愈強，高分子鏈愈伸展。（）10 . Hiderbrand溶度公式適用于各種聚合物溶液的混合熱的計算。（x ）11 .任何結晶高聚物不用加熱，都可溶于其良溶劑中。（x ）二、選擇答案1、下列四種聚合物在各自的良溶劑中，常溫下不

23、能溶解的為（A ） 。A、 聚乙烯，B 、聚甲基丙烯酸甲酯，C 、無規(guī)立構聚丙烯，D 、聚氯乙烯2、高分子溶液與小分子理想溶液比較，說法正確的是（C ） 。A、高分子溶液在濃度很小時，是理想溶液。B、高分子溶液在。溫度時，科1E= 0,說明高分子溶液是一種真的理想溶液。C、高分子溶液在。條件時，乩和 天都不是理想值，不是理想溶液。H高分子溶液在。條件時，高分子鏈段間與高分子鏈段和溶劑分子間相互作用不等。3、聚合物溶度參數(shù)一般與其（A ）無關。A、 分子量B 、極性大小C 、分子間力D 、內聚能密度4、Huggins參數(shù)i在。溫度下的數(shù)值等于（ B ）A 、， B 、， C、， D 、5、溶劑對

24、聚合物溶解能力的判定原則，說法錯誤的是（ B ）。A、“極性相近”原則 B “ “高分子溶劑相互作用參數(shù)xi大于0.5 ”原則C、“內聚能密度或溶度參數(shù)相近”原則 D、“第二維修系數(shù) A2大于0”原則6、下列四種溶劑（室溫下 Huggings相互作用參數(shù)）中，室溫能溶解聚氯乙烯的為（ A ）。A、四氫吠喃（1 = ） R二氧六環(huán)（） C丙酮（）,Dk 丁酮（）7、下列四種溶劑中，對PVCW脂溶解性最好的是（ A ）。A環(huán)己酮，B苯，C氯仿，D二氯乙烷8、同一種聚合物在（A ）中，其分子鏈的均方末端距最大。A、良溶劑，B、濃溶液，C、熔體， D、。溶液9、下列關于凍膠的描述中不正確的是（ A ）

25、。A、凍膠加熱不能溶解和熔融B 、分子內交聯(lián)的凍膠可得到黏度小濃度大的濃溶液C、凍膠屬于高分子濃溶液范疇D、分子內交聯(lián)的凍膠對紡絲不利10、高分子溶解在良溶劑中，則（ D ）。A、x i>1/2, A i i E>0; B、x i>1/2, A i i E<0,C、xiVl/2, A iE>0, D、xiVl/2, A i i E<0三、填空題i、 Huggins 參數(shù) 和第二維利系數(shù)都表征了高分子“鏈段”與溶劑分子間之間的相互作用。2、判定溶劑對聚合物溶解力的原則有（i）極性相近原則、（2）溶度參數(shù)相近原則和（3）i <i/2。3、在高分子的。溶液中

26、， Huggins參數(shù)i= 1/2,第二維列系數(shù) Aa=Q,此時高分子鏈段間的相互作用力等于高分子鏈段與溶劑分子間的作用力。四、回答下列問題1、為何稱高分子鏈在其0溶液中處于無擾狀態(tài)0溶液與理想溶液有何本質區(qū)別答：選擇合適的溶劑和溫度，4科1E= 0,這樣的條件稱為。條件，在。條件下，高分子鏈段間的相互作用等于鏈段與溶劑分子間的相互作用，可以認為溶劑分子對高分子構象不產生的干擾，故稱高分子鏈在其。溶液中處于無擾狀態(tài)，測定的高分子尺寸稱為無擾尺寸。無擾尺寸是高分子本身的結構的反映。在。溶液中，科1E =0,但 HmW 0, Sm不是理想值，只是兩者的效應相互抵消。說明高分子溶液是一種假的理想溶液

27、。2、什么是溶度參數(shù)聚合物的溶度參數(shù)可以通過什么方法進行測定或計算答：內聚能密度的平方根定義為溶度參數(shù)8（1）黏度法，使高分子溶液有最大特性黏數(shù)的溶劑的對應于高分子的 。（2）溶脹度法，將高分子適度交聯(lián)后，達到平衡溶脹時有最大溶脹度的溶劑的為高分子的。（3）基團加和法估算，以下是 Small等提出的摩爾基團加和法的計算式：nFi廣nM M 0 式中：Fi是基團對節(jié)摩爾質量。niFi的貢獻，ni為鏈節(jié)中該基團的數(shù)目，V為聚合物摩爾體積， M 0為鏈3、試判斷下列體系的相溶性好壞，并說明原因。a） 聚苯乙烯（6 =）與苯（6 =）b） 聚丙烯睛（8 =）與二甲基甲酰胺（8 =）c） 聚丙烯（8 =

28、）與甲醇（8 =）答：a）相溶，非極性聚合物，溶度參數(shù)相近。b ）相溶，極性相似，溶度參數(shù)相近，溶劑化作用強。C ）不相溶，極性和溶度參數(shù)都不相近。五、計算題1、計算下列三種情況下溶液的混合嫡，討論所得結果的意義。(1) 99X1012個小分子A與108個小分子B相混合（假設為理想溶液）(2) 99X1012個小分子A與108個大分子B （設每個大分子“鏈段”數(shù)x=104）相混合（假設符合均勻場理論）；12 ,（3） 99X10個小分子A與1012個小分子B相混合（假設為理想溶液）解：（1）摩爾分數(shù):xN1 N2_1299 101299 1012 1080.999999X2_N0_10N1 N

29、299 1012 108Sm (理想)k(N11nX1N2 1nx2)8.316.0210燈(99 10121n1 1081n10 6)2.0410 14(J K 1)（2）體積分數(shù)N1N1 xN299 101299 1012 104 1080.991 0.01Sm（高分子）k(N1 lnln1.37 10 11(J K 1)（3）摩爾分數(shù)X199101299 1012 1 10120.99,X20.01R(n11nxin2 ln x2)7.7311110 (J K )由計算結果可見:Sm （理想）Sm （高分子）S ；（104個小分子）因為高分子的一個鏈節(jié)體積相當于一個溶劑分子,但它們之間畢

30、竟有化學鍵，所以其構象數(shù)目，雖比按一個小分子計算時的理想溶液混合嫡大得多，但小于按104個完全獨立的小分子的構象數(shù)。2、在20 c將10-5 mol的聚甲基丙烯酸甲酯（M=105, p =cm3)溶于 179g 氯仿(=cnf)中，試計算溶液的混合嫡、混合熱和混合自由能。（已知x）解:ni1791.5119.5-5n2=10179/1.49V2179/1.49 100.9931105/1.201 0.0069SmR(n1 ln 1 n2 ln 2)218.68 10 (J K )HmRT 1nl 2 9.51(J)GmRT(n11n 1 n2 ln 21% 2)15.92(J)第四章 聚合物的

31、分子量和分子量分布一、概念1、特性粘度fl = Em = limc->o c iQ c表示在濃度c一。的情況下，單位濃度的增加對溶液增比粘度或相對粘度自然對數(shù)的貢獻， 其值不隨濃度而變。特性粘度的單位是濃度單位的倒數(shù)，即 dl/g或ml/g。? 2、普適校正曲線：由弗洛利的特性粘數(shù)理論知道，M即為溶液中高分子的流體力學體積。以lg M對Ve作圖，對不同的高聚物試樣所得的校正曲線是重合的，稱為普 適校正曲線。二、選擇題1、（ D ）可以快速、自動測定聚合物的平均分子量和分子量分布。A、粘度法，B、滲透壓法，C、光散射法，D、凝膠滲透色譜（GPC）法2、下列四種方法中，（C ）可以測定聚合物

32、的重均分子量。A、粘度法，B、滲透壓法，C、光散射法，D、沸點升高法3、特性粘度刀的表達式正確的是（C ）。A、 sp/c B 、ln /c C 、 lim sp/c D、lim /ccoyco4、兩試樣的凝膠滲透色譜的淋出體積相等，則它們的下列參數(shù)相等的是（D ）。A、相對分子質量，B、特性黏數(shù)，C、Huggins參數(shù)，D、流體力學體積5、光散射法不可測量的是（ A ）。A、數(shù)均分子量，B、重均分子量，C、第二維利系數(shù)， D、均方末端距6、下列參數(shù)中，（C ）不可以用GP刎定的有：A、聚合物的數(shù)均分子量，B、聚合物的重均分子量，C聚合物內聚能，D、聚合物的分子量分布；7、分別用下列方法測量同

33、一高分子樣品，測得的平均分子量大小順序為：(C ) > ( A ) > ( B )A、粘度法；B、蒸氣壓滲透法； C、光散射法8、下列有關高分子結構的敘述不正確的是( C )。A、高分子是由許多結構單元組成的B 、高分子鏈具有一定的內旋轉自由度C、結晶性的高分子中不存在非晶態(tài)D、高分子是一系列同系物的混合物三、填空題1、高分子常用的統(tǒng)計平均分子量有數(shù)均分子量、重均分子量、Z均分子量和 粘均分子量,它們之間的關系Z均分子量心重均分子量/粘均分子量子數(shù)均分子量。2、測定聚合物分子量的方法很多，如端基分析法可測數(shù)均分子量,光散射法可測重均分子量，稀溶液粘度法可測 粘均 分子量。3、凝膠滲

34、透色譜 GPCM用來測定聚合物的分子量和分子量分布。溶質分子體積越小，其淋出體積越大。四、回答下列問題1、簡述GPC勺分級測定原理：分離的核心部件是一根裝有多孔性載體(如聚苯乙烯凝膠粒)的色譜柱。凝膠粒的表面和內部含有大雖的彼此貫穿的孔，孔徑大小不等，孔徑與孔徑分布決定于聚臺反應的配方和條件。當被分析的試樣隨著洗提溶劑進入柱子后， 溶質分子即向栽體內部孔洞擴散。 較小的分子除 了能進入大的孔外， 還能進入較小的孔， 較大的分子則只能進入較大的孔； 而比最大的孔還 要大的分子就只能留在載體顆粒之間的空隙中。因此，隨著溶劑淋洗過程的進行， 大小不同的分子就可得到分離，最大的分子最先被淋洗出來，最小

35、的分子最后被淋洗出來。2、測定聚合物平均分子量的方法有哪些得到的是何種統(tǒng)計平均分子量化學方法一一端基分析法Mn熱力學方法一一佛點升高，冰點降低，蒸汽壓下降，滲透壓法M光學方法一一光散射法MW熱力學方法一一粘度法Mk其它方法一一凝膠滲透色譜法MGpc3.簡述稀溶液黏度法測定高分子相對分子質量的原理和方法。利用毛細管黏度計通過測定高分子稀溶液的相對黏度，求得高分子的特性黏數(shù)，然后 利用特性黏數(shù)與相對分子質量的關系式計算高聚物的黏均相對分子質量。Ubbelohde)黏度計。測定所用的設備主要是一根黏度計，通常采用可稀釋的烏氏(假定液體流動地沒有湍流發(fā)生，將牛頓粘性流動定 律應用于液體在毛細管中的流動

36、，得到 Poiseuille 定 律:,nPR二“二81V測定純溶劑的流出時間t。和各種濃度的溶液的流出時間t ,求出各種濃度的刀r、刀sp、Y sp/C和ln Y r/C之值，以Y sp/C和ln Y r/C分別為縱坐標，C為橫坐標作圖，得兩條直線。分別外推至C=0處，其截距就是特性粘度 刀。再利用與相對分子質量的關系,即馬克一霍溫克 (Mark-Houwink )方程: 可求出粘均分子量。五、計算題1.1、 一 RT ( A? c C Mn因溶劑，A20所以一CRTMn300 10150 102kg/ m3CRT 28.31308Mn 1.5 105 10 334.13Pa2、10=, t

37、= s, c= 25= x 10-3g/mlY r = t t 0=Y sp= Y r 1=1'2( sp ln r) 一，3.'2(46； in：；)49.22(ml/g)c8.14 10.102102kM49.22 0.99 10 2M074 M 98918(g/mol)第五章 聚合物的轉變與松弛一、 概念1、玻璃化轉變（溫度）: 玻璃態(tài)與橡膠態(tài)之間的轉變稱為玻璃化轉變，對應的轉變溫度稱為玻璃化轉變溫度。從分子運動機理看，玻璃化轉變溫度是高分子鏈段運動被激發(fā)的溫度。2、次級轉變：在玻璃化溫度以下，比鏈段更小的運動單元所發(fā)生從凍結到運動或從運動到凍結的變化過程也是松弛過程，通

38、常稱這些過程為高聚物的次級轉變，以區(qū)別于發(fā)生在玻璃化轉變區(qū)的主轉變過程。3、均相成核與異相成核:（ 1 ） 均相成核：由熔體中高分子鏈依靠熱運動而形成有序排列的鏈束為晶核，因而有時間的依賴性，時間維數(shù)為1 。（ 2） 異相成核：由外界引入的雜質或自身殘留的晶種形成，它與時間無關，故其時間維數(shù)為零。二、選擇答案1、高分子熱運動是一個松弛過程，松弛時間的大小取決于（D ） 。A、材料固有性質B 、溫度 C 、外力大小D、以上三者都有關系。2、示差掃描量熱儀（DSC）是高分子材料研究中常用的方法，常用來研究（ B ）。Tg,Tm和平衡熔點，分解溫度Td,結晶溫度Tc,維卡軟化溫度，結晶度， 結晶速度

39、，結晶動力學A、B、 C、 D、3、下列聚合物的結晶能力最強的為（A ） 。A、高密度聚乙烯， R尼龍66, C、聚異丁烯，口等規(guī)聚苯乙烯4、非晶態(tài)聚合物的玻璃化轉變即玻璃橡膠轉變，下列說法正確的是（C ） 。A、Tg是塑料的最低使用溫度，又是橡膠的最高使用溫度。B、玻璃態(tài)是高分子鏈段運動的狀態(tài)。C、玻璃態(tài)可以看作是等自由體積分數(shù)狀態(tài)。H玻璃化轉變是熱力學平衡的一級相轉變，不是一個松馳過程。5、聚合物的等溫結晶過程可以用（A ）方程來描述。A、 Avrami ， B 、 Boltzmann ， C 、 Mark Houwink， D 、 WLF6、下列四種聚合物中，熔點最高的是（C ） 。A、

40、聚乙烯，R聚丙烯，C、聚己內酰胺， D聚己二酸乙二醇酯7、Tg是表征聚合物性能的一個重要指標。（D ）因素會使Tg降低。A、引入剛性基團 B、引入極性基團 C、交聯(lián)D、加入增塑劑8、下列四種方法中，測定 Tg比其它方法得到的高，并且靈敏度較高的是（ B ）。A熱分析（DSC） B、動態(tài)力學分析儀（DMA） C、熱機械法（TMA） D、膨脹計法9、示差掃描量熱儀（DSC是高分子材料研究中常用的方法，可得到很多信息，如研究結晶度、結晶速度、固化反應等，但下面的溫度（D ）不用它來測量。A、玻璃化轉變溫度 B、熔點 C、分解溫度 D、維卡軟化溫度10、結晶聚合物的熔點和熔限與結晶形成的溫度有關，下列

41、說法正確的是（C ） 。A、結晶溫度越低，熔點越低，熔限越窄。日 結晶溫度越低，熔點越高，熔限越寬。C、結晶溫度越高，熔點越高，熔限越窄。D結晶溫度越高，熔點越低，熔限越窄。11、非晶聚合物的分子運動，（ A ）對應主級松弛。A、鏈段運動，B、曲柄運動，C、側基運動，D、局部松弛12、下列各組聚合物的 Tg高低比較正確的是（D ）。A、聚二甲基硅氧烷 順式聚1,4丁二烯，B、聚丙烯 聚己內酰胺，C、聚己二酸乙二醇酯 聚對苯二甲酸乙二醇酯，D、聚氯乙烯 聚偏二氯乙烯13、結晶度對聚合物性能的影響，錯誤的描述為（C ） 。A、隨結晶度的提高，拉伸強度增加，而伸長率及沖擊強度趨于降低；B、結晶聚合物

42、通常呈乳白色，不透明，如聚乙烯、尼龍。C、球晶尺寸大，材料的沖擊強度要高一些。（A）聚乙烯；（B）聚酰月生;（C）聚丙烯15、下列聚合物中玻璃化轉變溫度最高的是（A ）。A、聚氯乙烯，B、聚乙烯， C、氯化聚乙烯， D、聚二甲基硅氧烷16、下列實驗方法中，（B ）不可以用來測定聚合物的結晶速率。A、偏光顯微鏡，B、動態(tài)力學性能（DMAC、膨脹計法，D、示差掃描量熱法（DSC17、下列因素中，使Tg降低的是（C ）。A、 增加分子量，B 、分子之間形成氫鍵，C 、加入增塑劑，D 、交聯(lián)18、不能用來測定聚合物結晶度的方法是（D ）。A密度法，B、X-射線衍射法，C、示差掃描量熱法，D、動態(tài)力學法

43、（DMA19、塑料的使用溫度范圍是（ A ） 。（A）Tb<T<Tg或T<T m;（B）Tg<T<Tf;（ C）Tm<T<Td;（D）Tf<T<Td;20、橡膠的使用溫度范圍是（ B ） 。（ A） Tb<T<Tg; （ B） Tg<T<Tf ; （ C） Tm<T<Td; （ D） Tf <T<Td;三、填空題1、三，玻璃態(tài)、高彈態(tài)，粘流態(tài)2、平衡, 松弛3、 b 分子運動的時間依賴性，c 分子運動的溫度依賴性。4、自由體積理論，等自由體積分數(shù)5、量熱法，熱機械法。6、 Tg<T<

44、;Tm; 增高，變窄，變大。四、回答下列問題1、試以松弛的觀點解釋為什么聚合物的Tg 會隨升降溫速度的提高而升高答： 由于玻璃化轉變不是熱力學的平衡過程，測量Tg 時，隨著升溫速度的提高，所得數(shù)值偏高。因此所得Tg 愈高。玻璃化溫度是鏈段運動松弛時間與實驗的觀察時間相當?shù)臏囟?，快速升溫，觀察時間短，松馳時間也短，故在高溫發(fā)生玻璃化轉變。14、下列聚合物的熔點順序為：（ B）（C）（A）。同時寫出對應的物2、分別繪出下列聚合物的溫度-形變曲線。并且在圖形上標出特征溫度,理含義。無規(guī)聚甲基丙烯酸甲酯 （考慮分子量的影響），全同立構聚苯乙烯（結晶度大于40% 考慮分子量的影響），（3）交聯(lián)橡膠（考慮

45、交聯(lián)度的影響）(1)(2 )分子量不同糜售物的黑度形變曲線丁匕強魔"Tl lfE分子量不同聚合物的演度犯交由其u* *嶗Tg1Tg2Tg3飛為玻璃化轉變溫度，Tm為結晶熔融溫度，Tf為粘流溫度3、（1）寫出下列聚合物的結構式，判斷它們的熔點高低順序并說明理由。A 聚乙烯，B、順式聚1, 4 丁二烯，C、尼龍66, D、尼龍1010答：結構式（略）熔點高低順序： C> D> A>B熔融為一級相轉變 G= HI- TAS= 0Tm H熔融熱與分子間作用力強弱有關，分子間作用力大，H越大一 Tm越高； S為溶解前后分子混亂程度的變化，與分子鏈柔順性有關。分子鏈柔性差，S越

46、小一 Tm越高。C D有氫鍵，分子間作用力大，故熔點較A和B高；C的氫鍵密度更大，故 C的熔點高于D;B有孤立雙鍵，鏈的柔性更大，故B的熔點小于A。4、示意畫出結晶性聚合物的結晶速率一溫度曲線，在圖中示意標出Tg和Tm的位置，并對該曲線簡要解釋，并提出獲得小晶粒結構的方法，并簡要說明晶粒尺寸與溫度控制的關系。答：可把Tg與Tm之間的溫度范圍分成幾個區(qū)域：I區(qū)：熔點以下1030C范圍內，是熔體由高溫冷卻時的過冷溫度區(qū)。成核速度極小，結晶速度實際等于零；II區(qū)：在這個區(qū)域中，成核過程控制結晶速度，結晶速度不高；III區(qū)：最大結晶速度出現(xiàn)于此區(qū)域，是熔體結晶生成的主要區(qū)域；IV區(qū)：結晶速度隨溫度降低迅速下降。結晶速度主要由晶粒生長過程控制。IVInI結晶速度- 溫度曲線分布示意圖獲得小晶粒結構的方法：一方面可采用加入成核劑，使晶核數(shù)目增加，晶粒變??；另一方面可采用將熔化的聚合物急速冷卻（淬火）。高溫慢速結晶，得到晶粒較大；低溫快速結晶，得到晶粒較小。第六章橡膠彈性一、 概念1、嫡彈性：交聯(lián)橡膠拉伸時，內能幾