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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．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。 CH CH CH C CH CH CH C 2 2 2 2 2 H n