2025年_高分子物理课后习题答案(详解) .pdfVIP

穷则独善其身，达则兼善天下。——《孟子》

_⾼分⼦物理课后习题答案（详解）

⾼分⼦物理答案详解（第三版）

第1章⾼分⼦的链结构

1.写出聚氯丁⼆烯的各种可能构型。

等。

2．构象与构型有何区别？聚丙烯分⼦链中碳—碳单键是可以旋转的，通过单键的内旋转是否可以使全同⽴构聚丙烯变为间同

⽴构聚丙烯？为什么？

答：（1）区别：构象是由于单键的内旋转⽽产⽣的分⼦中原⼦在空间位置上的变化，⽽构型则是分⼦中由化学键所固定的原

⼦在空间的排列；构象的改变不需打破化学键，⽽构型的改变必须断裂化学键。

（2）不能，碳-碳单键的旋转只能改变构象，却没有断裂化学键，所以不能改变构型，⽽全同⽴构聚丙烯与间同⽴构聚丙烯是

不同的构型。

3.为什么等规⽴构聚苯⼄烯分⼦链在晶体中呈31螺旋构象，⽽间规⽴构聚氯⼄烯分⼦链在晶体中呈平⾯锯齿构象？

答（1）由于等归⽴构聚苯⼄烯的两个苯环距离⽐其范德华半径总和⼩，产⽣排斥作⽤，使平⾯锯齿形（…ttt…）构象极不稳

定，必须通过C-C键的旋转，形成31螺旋构象，才能满⾜晶体分⼦链构象能最低原则。

（2）由于间规聚氯⼄烯的氯取代基分得较开，相互间距离⽐范德华半径⼤，所以平⾯锯齿形构象是能量最低的构象。

4.哪些参数可以表征⾼分⼦链的柔顺性？如何表征？

答：（1）空间位阻参数（或称刚性因⼦）σ，σ值愈⼤，柔顺性愈差；

（2）特征⽐Cn，Cn值越⼩，链的柔顺性越好；

（3）连段长度b，b值愈⼩，链愈柔顺。

5．聚⼄烯分⼦链上没有侧基，内旋转位能不⼤，柔顺性好。该聚合物为什么室温下为塑料⽽不是橡胶？

答：这是由于聚⼄烯分⼦对称性好，容易结晶，从⽽失去弹性，因⽽在室温下为塑料⽽不是橡胶。

8.某单烯类聚合物的聚合度为104，试估算分⼦链完全伸展时的长度是其均⽅根末端距的多少倍？（假定该分⼦链为⾃由旋转

链。）

子曰:“知者不惑，仁者不忧，勇者不惧。”——《论语》

答：81.6倍

9.⽆规聚丙烯在环⼰烷或甲苯中、30℃时测得的空间位阻参数（即刚性因⼦）δ=1.76,试计算其等效⾃由连接链长度b（已知碳

—碳键长为0.154nm,键⾓为109.5°）。

解：b=1.17nm

10.某聚苯⼄烯试样的分⼦量为416000，试估算其⽆扰链的均⽅末端距（已知特征⽐Cn=12）。

答：均⽅末端距为2276.8nm2。

第2章聚合物的凝聚态结构

1.名词解释

凝聚态，内聚能密度，晶系，结晶度，取向，⾼分⼦合⾦的相容性。

凝聚态：为物质的物理状态，是根据物质的分⼦运动在宏观⼒学性能上的表现来区分的，通常包括固体、液体和⽓体。

内聚能密度：CED定义为单位体积凝聚体汽化时所需要的能量，单位：J/cm2

晶系：根据晶体的特征对称元素所进⾏的分类。

结晶度：试样中的结晶部分所占的质量分数（质量结晶度）或者体积分数（体积结晶度）。

取向：聚合物的取向是指在某种外⼒作⽤下，分⼦链或其他结构单元沿着外⼒作⽤⽅向的择优排列。

⾼分⼦合⾦的相容性：两种或两种以上⾼分⼦，通过共混形成微观结构均⼀程度不等的共混物所具有的亲和性。

2.什么叫内聚能密度？它与分⼦间作⽤⼒的关系如何？如何测定聚合物的内聚能密度？

答：（1）内聚能密度：CED定义为单位体积凝聚体汽化时所需要的能量，单位：（2）内聚能密度在300以下的聚合物，分

⼦间作⽤⼒主要是⾊散⼒；内聚能密度在400以上的聚合物，分⼦链上有强的极性基团或者分⼦间能形成氢键；内聚能密度在

300-400之间的聚合物，分⼦间相互作⽤居中。

3.聚合物在不同条件下结晶时，可能得到哪⼏种主要的结晶形态？各种结晶形态的特征是什么？

答：（1）可能得到的结晶形态：单晶、树枝晶、球晶、纤维状晶、串晶、柱晶、伸直链晶体；

（2）形态特征：

单晶：分⼦链垂直于⽚晶平⾯排列，晶⽚厚度⼀般只有10nm左右；

树枝晶：许多单晶⽚在特定⽅向上的择优⽣长与堆积形成树枝状；

球晶：呈圆球状，在正交偏光显微镜下呈现特有的⿊⼗字消光，有些出现同⼼环；纤维状晶：晶体呈纤维状，长度⼤⼤超过⾼

分⼦链的长度；

串晶：在电⼦显微镜下，串晶形如串珠；

柱晶：中⼼贯穿有伸直链晶体的扁球晶，呈柱状；

伸直链晶体：⾼分⼦链伸展排列晶⽚厚度与分⼦链长度相当。

4.测定聚合物的结晶度的⽅法有哪⼏种？简述其基本原理。不同⽅法测得的结晶度是否相同？为什么？

答：（1）密度法，X射线衍射法，量热法；（2）密度法的依据：分⼦链在晶区规整堆砌，故晶区密度⼤于⾮晶区密度；X射

线衍射法的依据：总的相⼲散射强度等于晶区和⾮晶区相⼲散射强度之和；量热法的依据：根据聚合物熔融过程中的热效应来

测定结晶度的⽅法。（3）