高分子物理习题
大连工业大学化材学院
刘国军(整理)
第一章 高分子链的结构
本章重点复习内容
1. 基本概念：构型、构造与构象，柔顺性及其影响因素
2. 重要公式：自由连接链、自由旋转链及等效自由连接链的均方末端距 刚性因子?、无扰尺寸A及特征比Cn
习题
1. 试讨论线形聚异戊二烯可能有哪些不同的构型（只考虑头-尾连接）。
2. 顺丁烯二酸酐与环氧氯丙烷缩聚制得的线形不饱和聚酯，其重复结构单元如下：
OCH2HCOCOCHCHCOO
问这种结构单元可能有几种立体异构体？试分别写它们的结构式。
3. 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35 000，作用后相对分子质量为 2 200。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)。
4. 当高分子链足够长时，可用以链段为统计单元的等效自由连接链来统计处理。今有大分子M、N，分别含有p、q个自由连接的链段，链段长度都为b，现将N分子接枝到M分子链的正中。求从M分子的一端A到此分子的另两端A’及B的均方末端距。
5. 已知聚合度为X的顺式1,4-聚异戊二烯，其每个结构单元长度均为0.46nm，均方末端距h2?0.162X?nm2?,求此聚合物的等效自由连接链的链段数目和长度。
6. 现有一种三嵌段共聚物M—S—M，其中M表示PMMA嵌段，S表示PS嵌段。当保持中间S嵌段的聚合度不变，而改变两侧M嵌段的聚合度时，在苯溶剂中S嵌段的根均方末端距值如下表所示： 聚合物 S0(纯PS) M1－S0－M1 CH2ClS嵌段质量分数 /% 100 80 2 S段根均方末端距h8.5 9.2 ??20.5 /nm M2－S0－M2 70 9.5 M3－S0－M3 60 9.8 M4－S0－M4 50 10.2 (1) 试解释产生上述现象的原因。 (2) 假定内旋转不受限制，C—C键角为109o28'，键长为0.154nm，则表中最后一种嵌段共聚物（M4－S0－M4）中S0段和M4段的聚合度各为多少？
7. 已知聚乙烯的分子量为1.4×105, C-C键长为1.54A, C-C键角为109.5o, 在?条件下??测得其均方末端距为???×105(A)2, 求: (1) 在?条件下??聚乙烯C-C单键平均内旋转角?
(2) 在?条件下??聚乙烯链段长度相当于多少个C-C键长?
8. 某聚? -烯烃的平均聚合度为500，无扰均方末端距为165nm2，试求： (1) 表征大分子链内旋转受阻程度的刚性因子?。 (2) 作为大分子独立运动单元的链段长度b。 (3) 每个大分子平均包含的链段数Z。
(4) 每个统计链段包含几个重复结构单元u。
h0219. 在不同温度、不同溶剂中测得一些聚合物的无扰尺寸()2值如下表所示。
M聚合物 PIB PMMA PS 温度 /℃ 24 95 30 25 70 h02110?()2M4/nm 795 757 680 735 710 (1) 试求它们的刚性因子σ。 (2) 聚异丁烯(PIB)是橡胶，PS是塑料，计算结果与这一事实有没有矛盾? (3) 温度对大分子链的柔顺性有什么影响?
10. 如果将固态时的聚苯乙烯大分子链视为自由旋转链，试计算相对分子质量
?h2?6
为10的聚苯乙烯的均方末端距，并将其表示成??的形式，与其在???M?0.5溶剂中无扰尺寸（聚苯乙烯在不同温度下的无扰尺寸如题９表中第三行所示）进行比较。说明为何大分子在??条件下的尺寸与其在固态时的分子尺寸相当。
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练习题: 一、 概念 1、 构型 2、 构象
3、 均方末端距 4、 链段 5、 全同立构 6、 无规立构 二、选择答案
1、高分子科学诺贝尔奖获得者中，（ ）首先把“高分子”这个概念引进科学领域。 A、H. Staudinger, B、K.Ziegler, G.Natta, C、P. J. Flory, D、H. Shirakawa 2、下列聚合物中，（ ）是聚异戊二烯(PI)。
CH2CCH3ClCHCH2nOOC6H4OCOCH2CH2OnA、 C、
CH2 B、
nCOCCNHC6H4NHn
CH D、
3、链段是高分子物理学中的一个重要概念，下列有关链段的描述，错误的是（ ）。 A、高分子链段可以自由旋转无规取向，是高分子链中能够独立运动的最小单位。 B、玻璃化转变温度是高分子链段开始运动的温度。
C、在θ条件时，高分子“链段”间的相互作用等于溶剂分子间的相互作用。
D、聚合物熔体的流动不是高分子链之间的简单滑移，而是链段依次跃迁的结果。 4、下列四种聚合物中，不存在旋光异构和几何异构的为（ ）。
A、聚丙烯，B、聚异丁烯，C、聚丁二烯，D、聚苯乙烯 5、下列说法，表述正确的是（ ）。
A、工程塑料ABS树脂大多数是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯组成的三元接枝共聚物。 B、ABS树脂中丁二烯组分耐化学腐蚀，可提高制品拉伸强度和硬度。 C、ABS树脂中苯乙烯组分呈橡胶弹性，可改善冲击强度。 D、ABS树脂中丙烯腈组分利于高温流动性，便于加工。 6、下列四种聚合物中，链柔顺性最好的是（ ）。
A、聚氯乙烯， B、聚氯丁二烯， C、顺式聚丁二烯， D、反式聚丁二烯 7、在下列四种聚合物的晶体结构中，其分子链构象为H31螺旋构象为（ ）。 A、聚乙烯， B、聚丙烯， C、聚甲醛， D、聚四氟乙烯 8、在热塑性弹性体SBS的相态结构中，其相分离结构为（ B ）。
A、 PS－连续相，PB－分散相； B、PB－连续相，PS－分散相； B、 PS和PB均为连续相； D、PS和PB均为分散相 9、自由基聚合制得的聚丙烯酸为（ ）聚合物。
A、全同立构，B、无规立构，C、间同立构，D、旋光
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10、热塑性弹性体SBS是苯乙烯和丁二烯的（ ）。
A、无规共聚物， B、交替共聚物， C、嵌段共聚物， D、接枝共聚物 11、下列四种聚合物中，链柔顺性最差的是（ ）。
Cl A、CH2CH2n， B、， C、 D、 12、高分子在稀溶液中或高分子熔体中呈现（ ）。
A、平面锯齿形构象 B、H31螺旋构象 C、无规线团构象 D、双螺旋构象
CH2CHnCH2CHnCN，
CH2CHnCH3
13、高分子科学领域诺贝尔奖获得者中，（ ）把研究重点转移到高分子物理方面，逐渐阐明高分子材料结构与性能之间的关系。
A、H. Staudinger, B、K. Ziegler，G. Natta, C、P. J. Flory, D、H. Shirakawa 14、下列聚合物中，（ ）是尼龙。
CH2CCH3ClCHCH2nOOC6H4OCOCOCH2CH2OnA、 C、
CH2 B、
nCCNHC6H4NHn
CH D、
15、下列说法，表述正确的是（ ）。
A、自由连接链为真实存在，以化学键为研究对象。 B、自由旋转链为理想模型，以链段为研究对象。
C、等效自由连接链为理想模型，以化学键为研究对象。 D、高斯链真实存在，以链段为研究对象。 16、聚乙烯树脂中，（ ）是支化高分子。
A、LLDPE， B、LDPE， C、HDPE，D、交联聚乙烯 17、下列四种聚合物中，链柔顺性最差的是（ ）。
A 聚乙烯， B 聚丙烯， C 顺式聚1,4-丁二烯， D 聚苯乙烯
18、若聚合度增加一倍，则自由连接链的均方末端距变为原值的（ ）倍。
A、0.5 B、1.414 C、2 D、4
19、在下列四种聚合物的晶体结构中，其分子链构象为平面锯齿型的为（ ）。
A、聚乙烯， B、聚丙烯， C、聚甲醛， D、全同立构聚苯乙烯 20、下列高分子中，（ ）可以进行重新熔融，二次加工制成新的制品。
交联聚乙烯，B、线性低密度聚乙烯LLDPE，C、硫化橡胶，D、热固性塑料
三、填空题
1、高分子共聚物的序列结构指两种或两种以上共聚单体在分子中的排列，二元共聚物可以分为无规型、交替型、 型和 型共聚物。
2、结晶聚乙烯(PE)的链构象为 构象，聚丙烯PP的链构象为H31螺旋构象，而柔性链高分子在溶液中均呈 构象。
3、构造是指聚合物分子的形状，例如线形高分子， 高分子和 高分子等。 4、构型是指分子中原子在空间的排列，高分子链的构型包括 、 和
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