高分子物理习题集及解答

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1、高分子物理习题解答第一版吴玉章学院08级高分子科学与工程学部2010高分子物理习题解答2高分子科学与工程学部08级第一章高聚物的结构【习题解答】1．简述高聚物结构的主要特点。高聚物的结构特点：分子很大且结构复杂；高分子链具有新的结构层次——高分子链的构象和柔性；高聚物相对分子质量的统计性和多分散性；高分子链结构中存在有一般小分子化合物所没有的交联结构；结构单元之间的范德华力非常大以至于高聚物根本不存在气态；高聚物凝聚态结构的复杂性。2．决定高分子材料广泛应用的基本分子结构特征是什么？高分子结构的多层次性3．高分

2、子凝聚态结构包括哪些内容？高分子的凝聚态结构包括5个方面：晶态结构，非晶态结构，液晶态结构，取向态结构，织态结构。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？构型是分子中最邻近的原子间的相对位置的表征，即化学键固定的原子在空间的几何排列。构象是由单键的内旋转而产生的分子在空间的不同形态。构型之间的转变需要有化学键的重组，是化学变化，因此构型具有时间和空间上的确定性。构象的转变仅来自由分子热运动引起的单键的内旋转，是物理变化，具有时间和空间上的不确定性。因此不能

3、通过单键内旋转提高PP的规整度。提高聚丙烯的等规度须改变构型，构象是围绕单键内旋转所引起的排列变化，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）变成全同PP（间同PP）；而改变构型必须经过化学键的断裂才能实现。5.试写出线型聚异戊二烯加聚产物可能有那些不同的构型。异戊二烯加成可以1,2-加成，3,4-加成和1，4-加成。全同，间同，无规。头头，头尾。全同，间同，无规。头头，头尾。顺式，反式。3高分子物理习题解答6.分子间作用

4、力的本质是什么？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？分子间作用力是分子偶极之间的相互作用，本质是电场力（静电力）。可以分为取向力，诱导力，色散力。取向力是分子固有偶极之间的相互作用，存在于极性分子之间。诱导力是固有偶极与诱导偶极之间的相互作用，极性分子有固有偶极，当极性分子和极性分子靠近时，会产生额外的诱导偶极，所以极性分子间存在诱导力；当极性分子和非极性分子靠近时，非极性分子产生诱导偶极，所以诱导力也存在于极性分子和非极性分子间；非

5、极性分子间不存在诱导力；色散力是瞬时偶极之间的相互作用力，广泛存在于各种分子之间，是分子间作用力的主要形式。影响分子间作用力的因素有分子的极性，分子的变形性，以及相对分子质量等。PP是非极性分子，故其分子间作用力为色散力。PVC是极性分子，故分子间作用力为色散力，诱导力，取向力。PP：取向力，诱导力，色散力。聚酰胺：色散力，诱导力，取向力，氢键。聚丙烯酸：色散力，诱导力，取向力，氢键。7.下列那些聚合物没有旋光异构，并解释原因。A．聚乙烯B．聚丙烯C．1，4-聚异戊二烯D．3，4-聚丁二烯E．聚甲基丙烯酸甲酯F

6、．硫化橡胶没有旋光异构即分子内不存在手性碳：A，C，F。8.何谓大分子链的柔顺性？试比较下列高聚物大分子链的柔顺性，并简要说明理由。CH2CH2CH2CCHCH2CH2CHnnnClCH3OOCHCH2CCOCH2On2nCNcis-聚异戊二烯由于分子链含有孤立双键因此柔顺性好。涤纶由于分子链中含有苯环结构，且羰基与苯环共轭因此分子链呈现刚性。分子链取代基之间的相互作用会使得分子柔顺性下降，且取代基的极性越强，柔顺性越差。因此，柔顺性顺序如下：＞PP＞PVC＞PAN＞涤纶9.写出下列各组高聚物的结构单元，比较各

7、组内几种高分子链的柔性大小并说明理由:1)聚乙烯，聚丙烯，聚苯乙烯；2)聚乙烯，聚乙炔，顺式1,4聚丁二烯；3)聚丙烯，聚氯乙烯，聚丙烯腈；4)聚丙烯，聚异丁稀；5)聚氯乙烯，聚偏氯乙烯；6)聚乙烯，聚乙烯基咔唑，聚乙烯基叔丁烷；7)聚丙烯酸甲酯，聚丙烯酸丙脂，聚丙酸戌酯；4高分子科学与工程学部08级8)聚酰胺6.6，聚对苯二甲酰对苯二胺；9)聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚对苯二甲酸丁二醇酯。1）＞＞侧基大，内旋转受阻，柔顺性下降2）＞＞分子链含孤立双键，柔顺性好。含共轭双键，分子链呈刚性。3）＞＞取代基的极性愈大，

8、内旋转能垒越高，柔性越差。4）主链上带有对称的取代基，使链间距增大，相互作用力减弱，就比带有不对称性取代基的高分子链具有更大的柔顺性。5）6）-CH2-CH2-＞＞取代基的体积越大，空间位阻越大，内旋转受阻，柔性变差。7）5高分子物理习题解答＞＞[侧链为脂肪族时，侧链越长，分子构象数越多，分子链越柔顺。]8）＞后者含有苯环结构，分子链刚性增加。9）＞前者碳链长，构象数增加，柔性较好。1