发布时间 : 星期五 文章高分子物理习题集--答案-2009更新完毕开始阅读4944d415c281e53a5802ff1b
柔顺性：聚乙烯>聚乙烯基叔丁烷>聚乙烯咔唑
原因：主链结构相同，侧基取代基的体积大的分子链柔性差。 7）结构单元分别为：
柔顺性：聚丙烯酸甲酯<聚丙烯酸丙酯<聚丙烯酸戊酯
原因：侧链为脂肪族时，侧链越长，分子总的构象数就越多，分子链越柔顺。 8）结构单元分别为：
柔顺性：聚酰胺66>聚对苯二甲酸对苯二胺 原因：PPTA主链中含有苯环，分子链刚性大。 9）结构单元分别为：
柔顺性：聚对苯二甲酸乙二醇酯<聚对苯二甲酸丁二醇酯 原因：PBT主链中含有4个亚甲基，使其分子链柔性较大。
14、一个高分子链的聚合度增大100倍，其链的尺寸扩大了多少倍？ 答：链的尺寸用根均方末端距表示（以自由连接链为例）： 其中N为键数，l为键长，?为键角的补角。
当分子链的聚合的增大100倍，也就意味着分子链中键数增大100倍。 所以链的根均方末端距增大了10倍。
15．假定聚丙烯中键长为0.154nm，键角109.5o，无扰尺寸A=835?10nm，刚性因子（空间位阻参数）??1.76，求其等效自由结合链的链段长度b。 答：已知聚丙烯的无扰尺寸A，且 所以，聚丙烯的分子量
?4?4h2?Nl21?cos?1?cos?h02A?835?10nm?Mh02h02M?2?A(835?10?4)2h02nh02M?42??2?2A(835?10?4)2h02h02n??221A21(835?10?4)2.设聚丙烯的键数为n，则
所以，聚丙烯的等效自由结合链的链段长度b h 2
b?
0Lmax?h02?222??nl??3?12?h022nl3?h02?22h0l2321A21A2?1.164nm2?0.1543所以，聚丙烯的等效自由结合链长度b=1.164nm。
16.聚乙烯是塑料，全同立构的聚丙烯也是塑料，为什么乙烯和少量丙烯的共聚物却是乙丙橡胶？
答案：聚乙烯分子链柔顺且规整性好，因此容易结晶，得到的是结晶态的PE，虽然其玻璃化温度低于室温，却可以作为塑料使用。全同立构聚丙烯分子柔顺性也较好，而且分子链规整性好，也是容易结晶的高聚物，常温下作为塑料使用。而乙丙橡胶由于是无规共聚，分子链上甲基的位置是完全无规的，因此分子整体规整性被破坏，难以形成结晶结构，其Tg低于室温，常作为橡胶使用。
20．今有三种嵌段共聚物M-S-M，实验中测定，当聚苯乙烯嵌段（S）的质量百分数为50%时，在苯溶剂中S段的均方根长度为10.2nm。当C-C键角为109°28′、键长为0.15nm，假定内旋转不受位垒限制时，求出共聚物中S段和M段（PMMA）的聚合度。
答：题中条件提示：键角一定，内旋转不受位垒限制，那么可以按自由旋转链来处理。所以，有公式（N—键数，L—键长）
hfr???LiLj?NL22ijnn1?cos?1?cos?θ=180°－109°28′=70°32′ cosθ=1/3
(1+cosθ)/(1-cosθ)=2 有 所以
hfr2?2NL2N?h2fr2L2??10.2?22?0.152?2312Xn?N?2312?11562S段的聚合度 2苯乙烯St 的化学式量为104；甲基丙烯酸甲酯 MMA 的化学式量为100 CH
CH2CHnC6H53CH2CnCOOCH3'若设M段的聚合度为 Xn'有 1156?104?2Xn?100M段的聚合度
'Xn?60126、某单烯类聚合物的聚合度为104，试计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。）并由分子运动观点解释某些高分子材料在外力作
用下可以产生很大形变的原因。
答：单烯类聚合物，主链为C链，聚合度为104时，主链中键数N=208-1=207。 12分子链完全伸展时的长度 均方根末端距h2f,r 所以
??12Lmax?h?2f,r?2Nl 12?2???NlN2083??????8.31332Nl12?2?Lmax????3?Nl即分子链完全伸展时的长度是其均方根末端距的8.31倍。
第二章 高分子溶液
8．在室温下，有无溶剂可以使下列各高聚物溶解？为什么？
A．聚乙烯 B．聚丙烯 C. 聚丙烯腈 D．聚酰胺（尼龙-6） E．聚苯乙烯 F．PMMA G．聚对苯二甲酸乙二酯 H．硫化橡胶 I．固化的环氧树脂 答：A．聚乙烯，结晶聚合物，非极性，在室温下无溶剂可溶B．聚丙烯，同上
C．聚丙烯腈：极性结晶高聚物，室温下可溶于极性溶剂 D．聚酰胺（尼龙-6），结晶聚合物，极性，在室温下有溶剂可溶
E．聚苯乙烯，非晶聚合物，非极性，分子堆砌松散，在室温下有溶剂可溶 F．PMMA，极性非晶聚合物，分子堆砌松散，室温下可溶于极性溶剂 G．聚对苯二甲酸乙二酯，同C
H．硫化橡胶，分子间交联，无溶剂可溶，可溶胀 I．固化的环氧树脂，分子间交联，无溶剂可溶，可溶胀 11．用磷酸三苯酯（入一种稀释剂（答：
?1所以，可加入的这种稀释剂的体积分数为0.061。
?混??1?1??2?2??1?1??（） 21-?1?PVC??混?19.4
?19.6?1?16.3?16.3?1?19.4 ?1?3133?2?233?0.061?2=16.3，分子量M=350）
，试问这种稀释剂的最适量是多少？
=19.6）作PVC（?PVC＝19.4）的增塑剂，为了增加相溶性，尚需加
12．由于乙烯醇单体不稳定，聚乙烯醇由聚醋酸乙烯酯水解制得。纯的聚醋酸乙烯酯（0%水解）是不溶于水的，然而随着水解度的增加（直至87%水解度）聚合物变得更易溶于水。但是，进一步提高水解度却减少了室温下的水溶性。简要解释之。并对下列三种物质的耐水性进行排序：聚醋酸乙烯酯，PVA，维尼纶。
答：纯的聚醋酸乙烯酯是不溶于水的，可以在酸或碱催化时发生醇（水）解。随着水解的进行，分子链上的醋酸根逐渐转变成羟基，羟基的亲水性使聚合物变得更易溶于水。但是水解
度增加到87%以后，大量的羟基易形成分子间氢键，使分子间作用力大于水与聚合物之间的相互作用力，此时聚合物在室温下的水溶性下降。 耐水性：聚醋酸乙烯酯 >维尼纶 >PVA
要进行PVA缩甲醛反应：是将水解制备的PVA溶解于热水中，经过纺丝、拉伸形成部分结晶的纤维（晶区不溶于水，但是无定型区亲水，且能溶胀），在酸做催化剂，使纤维与甲醛缩合反应。由于几率效应，缩醛化并不完全，尚有孤立的羟基存在。
第三章
高聚物的分子量及其分子量分布
4．今有分子量为1×104和5×104的两种高聚物，试计算： A．在分子数相同的情况下共混时的B．在重量相同的情况下共混时的
Mn和Mw。
Mw和Mn。
答案：A：在分子数相同的的情况下共混时
N(1?104?5?104)Mn??3?1042N
niMi2N?Mi24242??1?10???5?10??4.33?104iMw?i?? ?niMiN?Mi?1?104???5?104?iiB：在重量相同的情况下共混时
ww?1?1045?104
niMi2?wiMiw1?104?w5?104?????iiMw????3?1042w ?niMi?wiiiMn?m?n2w?1.67?104注：式中N指分子数； 指i分子的摩尔数；w指重量； mi?niMi?i分子的质量?i分子的摩尔数?i分子的分子量ni5．在25℃的?溶液中测得浓度为7.36kg/m3的聚氯乙烯溶液渗透压数据为270Pa，求此试样的分子量和第二维利系数A2（R=8.314J/K·mol），并指出所得分子量是何种统计平均值。 答案：对于高分子溶液，膜渗透压、分子量及溶液浓度之间有如下关系：
?RT(?A2C) 因为是?溶液，所以A2=0 （摄氏温度换
算成开尔文温度为：25+273.15=298.15K）
?C1MRTC8.314?298.15?7.36?103M???6.75?104(g/mol)?270