发布时间 : 星期日 文章第三版 - 高分子物理课后习题答案（详解）[1]1 - 图文更新完毕开始阅读
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
之间的聚合物，分子间相互作用居中。
氢键；内聚能密度在300-400
晶形态的特征是什么？
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？各种结答：单晶：形成条件：0.01%~0.1%PE溶液中极缓慢冷却结晶或较高压力下100MP）熔体
结晶而成。
结构特点：棱片状，其链长数百纳米，厚度为10nm，晶片厚度与分子量无关，分子链总是垂直于截面。
树枝晶：形成条件：浓度较高、或温度较低、或聚合物分子量太大时，高分子不再形成单晶片，而是倾向于生成树枝晶；
结构特点：单晶的聚集体，多晶结构。
球晶：形成条件： ＞1%的浓溶液 熔体冷却结晶
结构特点：球晶分子链总是垂直于径向，单晶片的变形聚集体；有黑十字消光现象， 双折射现象
伸展链晶： 形成条件：高温高压 熔体附近缓慢结晶 高拉伸取向 结构特点：分子链完全伸展，平行排列 单向强度大
串晶：形成条件：应力（溶液结晶时边缓慢搅拌边结晶）；拉伸挤出时有（双向）应力场作用。
结构特点：折叠链与伸直链不可分离 双向强度高 柱晶：形成条件：应力作用下冷却结晶。
结构特点：沿应力方向成行地形成晶核，再向四周生长成折叠链晶片单向强度大。 纤维晶：形成条件：溶液流动，搅拌下结晶；熔体拉伸、剪切。 结构特点：交错连接的微晶和韧性分子链相连构成。
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）不同，因为结晶度的概念缺乏明确的物理意义，晶区和非晶区的界限很不明确，无法准确测定结晶部分的量，所以其数值随测定方法不同而不同。
5.高分子液晶的分子结构有何特点？分类方法有哪几种？液晶态如何表征？ 答：（1）高分子液晶分子结构特点：液晶高分子与液晶小分子化合物相比，具
有高分子量和高分子化合物的特性；与其他高分子相比，又有液晶相所特有的分子取向序和位置序，高分子量和液晶有序的有机结合，赋予液晶高分子独特的性能；
（2）按液晶态的方式，可分为热致液晶和溶致液晶；根据液晶基元在高分子中的存在方式，分为主链液晶和侧链液晶；按物质的来源，天然高分子液晶和合成高分子液晶。
（3）液晶态的表征一般为：a.偏光显微镜下用平行光系统观察；b.热分析法；c.X射线衍射；d.电子衍射；e.核磁共振；f.电子自旋共振；g.流变学；h.流变光学。
6.简述液晶高分子的研究现状，举例说明其应用价值。
答：液晶高分子被用于制造防弹衣，缆绳及航空航天器大型结构部件，可用于新型的分子及原子复合材料，适用于光导纤维的被覆，微波炉件，显示器件信息传递变电检测
7.取向度的测定方法有哪几种？举例说明聚合物取向的实际意义。 （1）用光学显微镜测定双折射来计算; (2)用声速法测定；
(3)广角X射线衍射法； (4)红外二向色性； (5)偏振荧光法。
例如：尼龙等合成纤维生产中广泛采用牵伸工艺来大幅度提高其拉伸强度；摄影胶片片基、录音录像磁带等薄膜材料实际使用强度和耐折性大大提高，存放时不会发生不均匀收缩。
取向通常还使材料的玻璃化温度提高；对于晶态聚合物，其密度和结晶度提高，材料的使用温度提高。
8.某结晶聚合物的注射制品中，靠近模具的皮层具有双折射现象，而制品内部用偏光显微镜观察发现有Maltese黑十字，并且越靠近制品芯部，Maltese黑十字越大。试解释产生上述现象的原因。如果降低模具的温度，皮层厚度将如何变化？
答：（1）由于形成球晶，球晶具有双折射现象，自然光经过偏振片变为偏振光，通过球晶发生双折射，分成两束振动方向垂直的偏振光，两束偏振光在与检偏镜平行方向上存在分量，分量速度不同，产生相位差而干涉，使呈现黑十字消光图像，制品外部与模具接触，冷却速度快，球晶来不及生长而成多层片晶或小球晶，而制品芯部温度高，结晶时间充分，生长为大球晶，因此消光图像更大。
（2）降低温度会增加过冷度，缩短结晶时间，因而皮层厚度增加。
9.采用“共聚”和“共混”方法进行聚合物改性有何异同点？
解：共聚是指共聚合,是一种化学方法,有几种单体进行共同的聚合反应得到特殊结构和性能的聚合物。
共混是指共同混合,是一种物理方法,使几种材料均匀混合,以提高材料性能的方法,工业上橡胶材料和塑料材料进行共混是典型的例子,也可以在聚合物中加入某些特殊性能的成分以改变聚合物的性能如导电性能等。
相同点：二者都可形成两相结构。
不同点：“共聚”的高分子合金在相界面处，存在化学键，“共混”的高分子合金在相界面处几乎不存在化学键。
10.简述提高高分子合金相容性的手段
答：提高高分子合金的相容性一般用加入第三组分增溶剂的方法。
增溶剂可以是与A、B两种高分子化学组成相同的嵌段或接枝共聚物，也可以是与A、B的化学组成不同但能分别与之相容的嵌段或接枝共聚物。
11.某一聚合物完全结晶时的密度为0.936g/cm3,完全非晶态的密度为
0.854g/cm3,现知该聚合物的实际密度为0.900g/cm3,试问其体积结晶度应为多少？
（体积结晶度为0.561）
?C?V???a?c??a，?a=0.854g/cm，?c=0.936g/cm，??0.900g/cm3
33 解：
V 则
?C?0.561
12.已知聚乙烯晶体属斜方晶系，其晶胞参数a=0.738nm,b=0.495nm,c=0.254nm. (1)根据晶胞参数,验证聚乙烯分子链在晶体中为平面锯齿形构象;
(2)若聚乙烯无定形部分的密度ρa=0.83g/cm3,试计算密度ρ=0.97g/cm3聚乙烯试样的质量结晶度。
13.用声波传播测定拉伸涤纶纤维的取向度。若试验得到分子链在纤维轴方向的平均取向角?为30。，试问该试样的取向度为多少？
?C未取向?2?C未取向?25cos??1??f?1?f????3?C??C?，8解：，
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第3章 高分子溶液
1.溶度参数的含义是什么？“溶度参数相近原理”判断溶剂对聚合物溶解能力的依据是什么？
答：（1）溶度参数：是指内聚能密度的平方根； （2）依据是：
，因为溶解过程
>0，要使
<0，
越小
越好，又因为?，所以与越相近就越小，所以可用
“溶度参数相近原理”判断溶剂对聚合物的溶解能力。
2.什么叫高分子θ溶液？它与理想溶液有何本质区别？
答：（1）高分子θ溶液：是指高分子稀溶液在θ温度下（Flory温度），分子链段间的作用力，分子链段与溶剂分子间的作用力，溶剂分子间的作用力恰好相互抵消，形成无扰状态的溶液。 此时高分子—溶剂相互作用参数为1/2,内聚能密度为0.（2）理想溶液三个作用力都为0，而θ溶液三个作用力都不为0，只是合力为0.
3.Flory-Huggins晶格模型理论推导高分子溶液混合熵时作了哪些假定？混合热表达式中Huggins参数的物理意义是什么？
答：（1）假定：a.溶液中分子排列也像晶体中一样，为一种晶格排列；b.高分子链是柔性的，所有构象具有相同的能量；c.溶液中高分子“链段”是均匀分布的，即“链段”占有任一格子的几率相同。
（2）物理意义：反映高分子与溶剂混合时相互作用能的变化。
4.什么叫排斥体积效应？Flory-Kingbuam稀溶液理论较之晶格模型理论有何进展？
答：（1）排斥体积效应：在高分子稀溶液中，“链段”的分布实际上是不均匀的，高分子链以一个被溶剂化了的松懈的链球散布在纯溶剂中，每个链球都占有一定的体积，它不能被其他分子的“链段”占有。
（2）进展：把“链段”间的排斥体积考虑进去，更符合实际。
5.高分子合金相分离机理有哪两种？比较其异同点。 解：略。
6.苯乙烯-丁二烯共聚物（δ=16.7）难溶于戊烷（δ=14.4）和醋酸乙烯
（δ=17.8）。若选用上述两种溶剂的混合物，什么配比时对共聚物的溶解能力最佳？ 解：
7.计算下列三种情况下溶液的混合熵，讨论所得结果的意义。
（1）99e12个小分子A与1e8个小分子B相混合（假定为理想溶液）；
（2）99e12个小分子A与1e8个小分子B（设每个大分子“链段”数x=1e4）相混合（假定符合均匀场理论）；
（3）99e12个小分子A与1e12个小分子B相混合（假定为理想溶液）。 答：（1）
；（2）
;（3）
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