《高分子物理习题集及答案》 目录 习题部分 第一章高分子链的结构 第二章高分子聚集态结构， 第三章聚合物溶液 第四章聚合物分子量及分子量分布】 第五章聚合物的转变与松弛 第六章橡胶弹性 第七章聚合物的粘弹性.。 第八章聚合物的力学性能 参考答案 第一章. 第二章 第三章， 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章
《高分子物理习题集及答案》 - 2 - 目 录 习题部分 第一章 高分子链的结构. 第二章 高分子聚集态结构. 第三章 聚合物溶液. 第四章 聚合物分子量及分子量分布. 第五章 聚合物的转变与松弛 . 第六章 橡胶弹性. 第七章 聚合物的粘弹性. 第八章 聚合物的力学性能. 参考答案 第一章. 第二章. 第三章. 第四章. 第五章. 第六章. 第七章. 第八章
《高分子物理习题集及答案》 必 言 《高分子物理习题集》是在参考《高分子物理习题集》（华东理工大学出版）、《高 分子物理学习指导》（董炎明编）、湖北工业大学的精品课程中的高分子物理部分习题、 《高分子物理》教材。本习题集是根据教材《高分子物理》（复旦大学出版社）来编写 的。以上面三本习题集为主线共同编成的这本习题集。本习题集是在收集了教学一线广 大师生的意见和要求，并且根据他们在教学一线的经验来共同完成的。按照新修订的《高 分子化学及物理教学大纲》的要求精选而成，较系统地再现了《高分子物理》课程中的 基本概念、重要观点、基本原理和重要的工艺过程。内容包括： 第一章：高分子链的结构 第二章：高分子聚集态结构 第三章：聚合物溶液 第四章：聚合物分子量及分子量分布 第五章：聚合物的转变与松弛 第六章：橡胶弹性 第七章：聚合物的粘弹性 第八章：聚合物的力学性能 共八个章节，涵盖了高分子物理中的所有知识点，题目包括问答题、填空题、选择 题、判断题、简单的计算题等题型。含有多层次的题型适合不同层次的学生学习使用。 可供在校普通和成人院校本专科学生学习、研究生和工程硕士入学考试复习使用，适合 低年级研究生学习使用，同时对讲授《高分子物理》课程的教师作教学参考资料之用， 本习题集还包含部分《聚合物成型加工原理》的部分内容，其中部分内容适合作为部分 专业课的习题。习题集附有参考答案，供解题时参考。 3
《高分子物理习题集及答案》 - 3 - 前 言 《高分子物理习题集》是在参考《高分子物理习题集》（华东理工大学出版）、《高 分子物理学习指导》（董炎明编）、湖北工业大学的精品课程中的高分子物理部分习题、 《高分子物理》教材。本习题集是根据教材《高分子物理》（复旦大学出版社）来编写 的。以上面三本习题集为主线共同编成的这本习题集。本习题集是在收集了教学一线广 大师生的意见和要求，并且根据他们在教学一线的经验来共同完成的。按照新修订的《高 分子化学及物理教学大纲》的要求精选而成，较系统地再现了《高分子物理》课程中的 基本概念、重要观点、基本原理和重要的工艺过程。内容包括： 第一章：高分子链的结构 第二章：高分子聚集态结构 第三章：聚合物溶液 第四章: 聚合物分子量及分子量分布 第五章：聚合物的转变与松弛 第六章：橡胶弹性 第七章: 聚合物的粘弹性 第八章：聚合物的力学性能 共八个章节，涵盖了高分子物理中的所有知识点，题目包括问答题、填空题、选择 题、判断题、简单的计算题等题型。含有多层次的题型适合不同层次的学生学习使用。 可供在校普通和成人院校本专科学生学习、研究生和工程硕士入学考试复习使用，适合 低年级研究生学习使用，同时对讲授《高分子物理》课程的教师作教学参考资料之用。 本习题集还包含部分《聚合物成型加工原理》的部分内容，其中部分内容适合作为部分 专业课的习题。习题集附有参考答案，供解题时参考
《高分子物理习题集及答案》 第一章高分子链的结构 一、选择题 1.苯乙烯分子中可能呈现的构象是( ) A)无规线团 B)折叠链 C)螺旋链 2.以下哪种聚合物不存在旋光异构体( A)聚丙烯 B)聚异丁烯 C)聚异戊二烯 3.以下哪种天然高分子是单分散的( A)天然橡胶 B)牛奶骆蛋白 C)纤维素 4.纤维与塑料、橡胶相比( A)强度较大 B)相对分子质量较大 C)内聚能密度较小 二、填空题 1.对于聚乙稀自由旋转链，均方末端距与链长的关系是()。 2.等规聚丙烯经体中分子链处于（ )构象。 3.C5链至少有()种构象。 4.高分子链的柔顺性越大，它在溶液中的构象数越()，其均方末端距越()。 5.聚异戊二烯可以生成（)种有规异构体，它们是（)。 三、判断题 1.下列聚合物分子链柔顺性的顺序是 () 硅橡胶>聚异丁烯>聚甲基丙烯酸甲酯>聚二甲基苯基醚氧 2.-{-CH2CH2-St-}-和-{CH=CH-St-}-两种聚合物的分子链都含有苯环，所以刚性较好， 在室温下都可以作为塑料使用 () 3.不同聚合物分子链的均方末端距越短，表示分子链柔顺性越好 () 4.高斯链的均方末端距远大于自由旋转链的均方末端距 () 5.理想的柔性链运动单元为单键 6.因为天然橡胶相对分子质量很大，加工困难，故加工前必须塑炼 () 7.因为聚氯乙烯分子链柔顺性小于聚乙稀，所以聚氯乙烯塑料比聚乙稀塑料硬() 8.无规聚丙烯分子链中的一C一C一单键是可以内旋转的，通过单键内旋转可以把无规 立构的聚丙烯转变为全同立构体，从而提高结晶度 9.主链由饱和单键构成的高聚物，因为分子链可以围绕单键进行内旋转，故链的柔性 大，若主链中引入了一些双键，因双键不能内旋转，故主链柔顺性下降() 10.由于单键的内旋转，导致高分子链具有全同，间同等立体异构现象 ()
《高分子物理习题集及答案》 - 4 - 第一章 高分子链的结构 一、选择题 1．苯乙烯分子中可能呈现的构象是（ ） A）无规线团 B）折叠链 C）螺旋链 2．以下哪种聚合物不存在旋光异构体（ ） A）聚丙烯 B）聚异丁烯 C）聚异戊二烯 3. 以下哪种天然高分子是单分散的（ ） A）天然橡胶 B）牛奶骆蛋白 C）纤维素 4. 纤维与塑料、橡胶相比 （ ） A）强度较大 B）相对分子质量较大 C）内聚能密度较小 二、填空题 1．对于聚乙稀自由旋转链，均方末端距与链长的关系是（ ）。 2．等规聚丙烯经体中分子链处于（ ）构象。 3．C5 链至少有（ ）种构象。 4． 高分子链的柔顺性越大，它在溶液中的构象数越（ ），其均方末端距越（ ）。 5．聚异戊二烯可以生成（ ）种有规异构体，它们是（ ）。 三、判断题 1．下列聚合物分子链柔顺性的顺序是 （ ） 硅橡胶>聚异丁烯>聚甲基丙烯酸甲酯>聚二甲基苯基醚氧 2．-{-CH2CH2-St-}-和-{-CH=CH-St-}-两种聚合物的分子链都含有苯环，所以刚性较好， 在室温下都可以作为塑料使用 （ ） 3．不同聚合物分子链的均方末端距越短，表示分子链柔顺性越好 （ ） 4．高斯链的均方末端距远大于自由旋转链的均方末端距 （ ） 5．理想的柔性链运动单元为单键 （ ） 6．因为天然橡胶相对分子质量很大，加工困难，故加工前必须塑炼 （ ） 7．因为聚氯乙烯分子链柔顺性小于聚乙稀，所以聚氯乙烯塑料比聚乙稀塑料硬（ ） 8．无规聚丙烯分子链中的－C－C－单键是可以内旋转的，通过单键内旋转可以把无规 立构的聚丙烯转变为全同立构体，从而提高结晶度 （ ） 9．主链由饱和单键构成的高聚物，因为分子链可以围绕单键进行内旋转，故链的柔性 大，若主链中引入了一些双键，因双键不能内旋转，故主链柔顺性下降 （ ） 10．由于单键的内旋转，导致高分子链具有全同，间同等立体异构现象 （ ）
《高分子物理习题集及答案》 11.由于单键的内旋转，可以将大分子的无规状链旋转成折叠链或螺旋状链 ) 12.大分子链呈全反式锯齿形构象是最稳定的构象 () 13.聚丁二烯中顺式结构的Tm比反式结构的Tm更低 ( 14.对位芳族取代聚合物的Tm比相应间位取代聚合物的Tm要高 15.不存在自由结合链，但等效自由结合链是真是存在的 16。只要聚合物的化学组成相同，它们的性能也必然相同 ( 17.全同立构聚合物具有旋光性 18。只要一个碳原子上有两个取代基时，则聚合物的柔顺性必然降低 () 19.PE的分子链简单、无取代基、结构规整、对称性好、因而柔性高，是橡胶() 20.分子构造对性能十分重要，短支化链可降低结晶度，长支化链则会改善材料的流动 性能 () 四、问答题 例1-1以下化合物，哪些是天然高分子化合物，哪些是合成高分子化合物 (1)蛋白质， (2)PVC. (3)酚醛树脂，(4)淀粉。 (5)纤维素， (6)石墨， (7)尼龙66， (8)PVAC, (9)丝， (10)PS, (11)维尼纶， (12)天然橡胶 (13)聚氯丁二烯，(14)纸浆，(15)环氧树脂 例1-2试讨论线形聚异戊二烯可能有哪些不同的构型，假定不考虑键接结构（画 出结构示意图)。 例1-3环氧丙烷经开环聚合后，可得到不同立构的聚合物（无规、全同、间同）， 试写出它们的立构上的不同，并大致预计它们对聚合物性能各带来怎样的影响？ 例14试述下列烯类高聚物的构型特点及其名称。式中D表示链节结构是D构型， L是L构型。 (I)-D-D-D-D-D-D-D- (2)-L-L-L-L-L-L-L- (3)-D-L-D-L-D-L-D-L- (4)-D-D-L-D-L-L-L- 例15计算在平面锯齿形间同和全同PVC链中最近邻的两个氯原子的中心之间的 距离。氯原子的范德华直径为0.362nm,从该计算结果，你能得到关于全同PVC链的什 么信息？ 例1-6写出由取代的二烯CHCH=CHCH=CH-COOCH 经加聚反应得到的聚合物，若只考虑单体的1,4一加成，和单体头一尾相接，则理论 上可有几种立体异构？ 5
《高分子物理习题集及答案》 - 5 - 11．由于单键的内旋转，可以将大分子的无规状链旋转成折叠链或螺旋状链 （ ） 12．大分子链呈全反式锯齿形构象是最稳定的构象 （ ） 13．聚丁二烯中顺式结构的 Tm 比反式结构的 Tm 更低 （ ） 14．对位芳族取代聚合物的 Tm 比相应间位取代聚合物的 Tm 要高 （ ） 15．不存在自由结合链，但等效自由结合链是真是存在的 （ ） 16．只要聚合物的化学组成相同，它们的性能也必然相同 （ ） 17．全同立构聚合物具有旋光性 （ ） 18．只要一个碳原子上有两个取代基时，则聚合物的柔顺性必然降低 （ ） 19．PE 的分子链简单、无取代基、结构规整、对称性好、因而柔性高，是橡胶（ ） 20．分子构造对性能十分重要，短支化链可降低结晶度，长支化链则会改善材料的流动 性能 （ ） 四、问答题 例 1-1 以下化合物，哪些是天然高分子化合物，哪些是合成高分子化合物 （1）蛋白质， （2）PVC， （3）酚醛树脂， （4）淀粉， （5）纤维素， （6）石墨， （7）尼龙 66， （8）PVAC， （9）丝， （10）PS， （11）维尼纶， （12）天然橡胶， （13）聚氯丁二烯， （14）纸浆， （15）环氧树脂 例 1-2 试讨论线形聚异戊二烯可能有哪些不同的构型，假定不考虑键接结构（画 出结构示意图）。 例 1-3 环氧丙烷经开环聚合后，可得到不同立构的聚合物（无规、全同、间同）， 试写出它们的立构上的不同，并大致预计它们对聚合物性能各带来怎样的影响？ 例 1-4 试述下列烯类高聚物的构型特点及其名称。式中 D 表示链节结构是 D 构型， L 是 L 构型。 ⑴—D－D－D－D－D－D－D－ ⑵—L－L－L－L－L－L－L－ ⑶—D－L－D－L－D－L－D－L－ ⑷ —D－D－L－D－L－L－L－ 例 1-5 计算在平面锯齿形间同和全同 PVC 链中最近邻的两个氯原子的中心之间的 距离。氯原子的范德华直径为 0.362nm，从该计算结果，你能得到关于全同 PVC 链的什 么信息？ 例 1-6 写出由取代的二烯 CH3—CH＝CH—CH＝CH—COOCH3 经加聚反应得到的聚合物，若只考虑单体的 1，4 一加成，和单体头一尾相接，则理论 上可有几种立体异构？
《高分子物理习题集及答案》 例1-7以聚丁二烯为例，说明一次结构（近程结构）对聚合物性能的影响？ 例1-8在聚乙烯醇PVA)溶液中加入HⅢO4,假定1、2一乙二醇结构全都与HⅢO4 作用使分子链断裂.在加入前测得PVA的数均相对分子质量为35000，作用后相对分子 质量为2200。试求PVA中头头相接结构的百分数（即每100个结构单元中头头结构数） 例1-9聚氯乙烯用锌粉在二氧六环中回流处理，结果发现有86%左右的氯被脱除， 产物中有环丙烷结构，而无C=C结构，就此实验事实，说明聚氯乙烯链中单体的键接 方式。 例1-10氯乙烯和偏氯乙烯的共聚物，经脱除HC1和裂解后，产物有等， 其比例大致为10：1：10（重量），由以上事实，对这两种单体在共聚物中的序列分布可 得到什么结论？ c 公公 例1-11有全同立构和无规立构两种聚丙烯，为测定其单体连接顺序，先分别将此 两种聚丙烯氯化，并控制每一结构单元平均引入一个C1原子，再脱除HC1,并进一步 热裂解成环，则可得到各种取代苯.由裂解色谱分析得知，全同立构的裂解碎片中，1,2,4 一三甲苯/1,3,5一三甲苯=2.5/97.5：而无规立构物的裂解碎片中，这一比例为9.5/90.5。 试由以上实验数据，推断这两种聚丙烯大分子链的单体连接顺序。 例1-12两种单体A、B以等摩尔量共聚，用图表示三种有代表性的共聚物。 例1-13()由丙烯得到的全同立构聚丙烯有无旋光性？ (2)假若聚内烯的等规度不高，能不能用改变构象的办法提高等规度？ 例1-14现有四种碳链高分子，设其中每一种高分子链是由若干个顺式(C)和反式(T) 的构象按下列四种方式连接的： (a)T-T-T-T-T:(b)T-C-C-C-T: (e)C-C-C-C-C:(d)T-T-C-T-T. 试画出上述四种高分子链的形状示意图：比较它们末端距的长度大小。 例1-15计算丁烷分子中与2位碳和3位碳相连的氢原子当处于反式和顺式构象时 的最小距离。 例116近程相互作用和远程相互作用含义及它们对高分子链的构象有何影响？ 例1-17C-C键1=1.54×100m,求聚合度1000的自由结合链的(6。 例1-18链的尺寸扩大10倍，则聚合度需扩大多少倍？ 例119无规行走n步，若考虑成n步和步(n=+)，原点为A,步后的 -6-
《高分子物理习题集及答案》 - 6 - 例 1-7 以聚丁二烯为例，说明一次结构（近程结构）对聚合物性能的影响？ 例 1-8 在聚乙烯醇(PVA)溶液中加入 HIO4，假定 1、2－乙二醇结构全都与 HIO4 作用使分子链断裂．在加入前测得 PVA 的数均相对分子质量为 35000，作用后相对分子 质量为 2200。试求 PVA 中头头相接结构的百分数(即每 100 个结构单元中头头结构数)。 例 1-9 聚氯乙烯用锌粉在二氧六环中回流处理，结果发现有 86%左右的氯被脱除， 产物中有环丙烷结构，而无 C＝C 结构，就此实验事实，说明聚氯乙烯链中单体的键接 方式。 例 1-10 氯乙烯和偏氯乙烯的共聚物，经脱除 HCl 和裂解后，产物有等， 其比例大致为 10：1：10(重量)，由以上事实，对这两种单体在共聚物中的序列分布可 得到什么结论? 例 1-11 有全同立构和无规立构两种聚丙烯，为测定其单体连接顺序，先分别将此 两种聚丙烯氯化，并控制每一结构单元平均引入一个 C1 原子，再脱除 HCI，并进一步 热裂解成环，则可得到各种取代苯．由裂解色谱分析得知，全同立构的裂解碎片中，1,2,4 一三甲苯/1,3,5 一三甲苯 = 2.5 / 97.5；而无规立构物的裂解碎片中，这一比例为 9.5/90.5。 试由以上实验数据，推断这两种聚丙烯大分子链的单体连接顺序。 例 1-12 两种单体 A、B 以等摩尔量共聚，用图表示三种有代表性的共聚物。 例 1-13 (1) 由丙烯得到的全同立构聚丙烯有无旋光性? (2) 假若聚丙烯的等规度不高，能不能用改变构象的办法提高等规度? 例 1-14 现有四种碳链高分子，设其中每一种高分子链是由若干个顺式(C)和反式(T) 的构象按下列四种方式连接的： (a) T—T—T—T—T； (b) T—C—C—C—T； (c) C—C—C—C—C； (d) T—T—C—T—T． 试画出上述四种高分子链的形状示意图；比较它们末端距的长度大小。 例 1-15 计算丁烷分子中与 2 位碳和 3 位碳相连的氢原子当处于反式和顺式构象时 的最小距离。 例 1-16 近程相互作用和远程相互作用含义及它们对高分子链的构象有何影响？ 例 1-17 C－C 键 10 l m 1.54 10 ，求聚合度 1000 的自由结合链的 1 2 2 h 。 例 1-18 链的尺寸扩大 10 倍，则聚合度需扩大多少倍？ 例 1-19 无规行走 n 步，若考虑成 1 n 步和 2 n 步（ 1 2 n n n ），原点为 A， 1 n 步后的