高分子物理习题

第一章绪论一、选择题1．GPC对高聚物进行分级的依据是（B）A．高聚物分子量的大小B．高分子流体力学体积大小C．高分子末端距大小D．高分子分子量分布宽度2．下列哪些方法获得的是数均分子量（BCD）A．粘度法B．冰点下降C．沸点升高D．渗透压E．超离心沉降F．光散射法3．聚合物分子量越大，则熔体粘度（A）对相同分子量聚合物而言，分子量分布越宽，则熔体粘度（B）A．增大B．降低C．相等D．不变4．某一高聚物试样A的分子量约为3×104，试样B的分子量约为7×105，测定试样A的分子量应采用（A）（B）等方法。测出的分别是（C）（D）分子量。测定试样B的分子量则宜采用（E）（F）等方法，测出的分别是（G）（各H）分子量。A．膜渗透压B．粘度法降低C．数均D．粘均E．光散射F．凝胶渗透色谱法G．重均H．各种平均5．分子量相同的线形聚乙烯和支化聚乙烯的混合试样，当采用的溶解度分级时不能将它们分开，这是由于（AB）而采用GPC法则能将它们分开，这是由于（CD）首先被淋洗出来的是（E）A．两者分子量相同B．溶解度相同C．它们的分子尺寸不一样D．流体力立体积不同E．线性聚乙烯6．聚合物没有气态是因为（B）A．聚合物不耐高温B．聚合物分子间力很大C．聚合物的结构具多分散性D．聚合物的分子量具多分散性7．下列哪些方法获得的是数均分子量（BCD）A．粘度法B．冰点下降C．沸点升高D．渗透压E．超离心沉降F．光散射法8．不同用途和不同成型方法对聚合物分子量的大小有不同的要求。通常是（C）A．合成纤维分子量最高，塑料最低B．塑料分子量最高，合成纤维最低C．合成橡胶分子量最高，合成纤维最低9.下列那种方法可测定聚合物的数均分子量（B）A．超速离心沉降；B．膜渗透压C．黏度D．光散射二、问答与计算题1.某高聚物10,0000M，已知Mark-Houwink方程中4110/dg，α=0.8Huggins方程中常数κ=0.33（1）计算c=0.0030g/ml时，溶液的相对粘度r。（2）如α=1，已知M值，能否得到有关该高聚物分子量多分散性的信息，为什么？2.在25℃、θ溶液中测得浓度7.36×-3g/cm3的PVC溶液的渗透压力0.248g/cm2，求该试样的分子量和A2。（R=8.48×104g·cm/K·mol）3.假定某一高聚物含分子量分别为10000、20000、30000三个级份，若由渗透压法和光散射法测出该样品分子量分别为20000及30000，计算该样品中三种级分的重量分数。4.1）根据高分子链构象统计理论，如何计算高分子的链段长度？实验上如何获得计算中所需的各参数？2）何谓高分子的临界分子量？列举至少3种测定高聚物临界分子量的原理与实验方法？5.说明测定高聚物粘均分子的基本原理、主要仪器和测试方法。6.同低分子物相比，高聚物的分子量有什么不同？一般有几种表示方法？写出对应的表达式，如何用分子量表达聚合物的多分散性？7.下列聚合物在常温下能否找到溶剂溶解并说明理由。无规PP、全同PS、HDPE、PAN、PMMA、NBR8.证明：Mz≥Mw≥Mn，说明为什么Mw/Mn可表征分子量分布宽度。（8%）9.GPC是测定高聚物分子量和分子量分布的主要工具之一，试简述GPC测定高聚物分子量分布的原理。10.写出高聚物分子量与分子量分布的数学表达方式。11.简述GPC的分离机理，用该技术可以测得聚合物哪些结构参数？说明测得参数对聚合物性能的影响。12.某一PS试样溶于苯，配成浓度为0.55g/100ml的溶液，用乌氏粘度计于25℃下测得如下数据：试液纯溶剂10ml溶剂（Ⅰ）Ⅰ+5ml苯（Ⅱ）Ⅱ+5ml苯（Ⅲ）Ⅲ+5ml苯（Ⅳ）Ⅳ+5ml苯（Ⅴ）流出时间（S）106.8214.6189.7166.0144.4134.2已知在该温度下，PS-苯体系K=0.99×10-2ml/g，α=0.74，求PS的分子量。13.用粘度法、凝胶渗透色谱法（GPC）测定聚合物分子量时，直接测得的物理量是什么？得到的是何种统计分子量？如何求得分子量？14.采用GPC技术能否将分子量相同的线形聚乙烯和支化聚乙烯分离开？说明理由。15.用以四氢呋喃为淋洗液的GPC仪测定聚氯乙烯的分子量分布。若已知该仪器以聚苯乙烯为标样的校正曲线，如何得到聚氯乙烯的分子量分布？16.现有分子量分别为4.20×105和1.25×105的两个样品，试求其等质量混合物的数均分子量、重均分子量及多分散系数。17.分子量WM=1.0×106和nM=4.3×105某试样，由于混入了3%（重量）的分子量为3.0×104其低分子量组分，问混合样的WM和nM各为多少？从计算结果你能得出什么结论？18.某窄分散试样的分子量为105，当混入了重量分数为1%的第二组份窄分布试样（M=107）后，混合物的Mn和Mw分别为1.01×105，2.0×105；若混入第二组份的分子量变成103时，则混合物试样的Mn和Mw分别是多少？比较Mn和Mw变化，你能得出什么结论。19.在25℃、θ温度下，测得浓度为7.36×10-3克/ml的聚氯乙烯溶液（密度为0.886克/ml）的渗透压Δh为0.28cm。试求该试样的数均分子量以及此溶液的第二维里系数，相互作用参数。20.什么叫分子量微分分布曲线和积分分布曲线？两者如何相互转换？N(M)称为分子量的数量微分分布函数．W(M)称为分于量的重量微分分布函数．有些实验，不能直接测定重量微分分布面数，直接得到的是其重量积分分布函数，用I(M)表示。二者的关系为：21.测定聚合物数均和重均分子量的方法有哪些？每种方法适用的分子量范围如何？答：数均分子量测试方法：端基分析法、依数法、渗透压法重均分子量测试方法：光散射法、小角X光衍射法P81表4-122.证明渗透压测得的分子量为数均分子量。证明：niiiiiiiiiiiiicMRTcMnMRTCCMCRTCMCRT10即证.23.采用渗透压测得试样A和B的摩尔质量分别为4.20×105g/mol和1.25×105g/mol，试计算A、B两种试样等质量混合的数均分子量和重均分子量。24.35℃时，环已烷为聚苯乙烯(无规立构)的θ溶剂。现将300mg聚苯已烯(ρ＝1.05g/cm3，nM＝1.5×105)于35℃溶于环己烷中，试计算：(1)第二维利系数Az；(2)溶液的渗透压。解：数均分子量：重均分子量：55510725.21025.15.01020.45.0iiiMM25.某聚苯乙烯试样经分级后得到5个级分。用光散射法测定了各级分的重均分子量，用粘度法(22℃、二氯乙烷溶剂)测定了各级分的特性粘度，结果如下所示：试计算Mark－Houwink方程[η]＝KMα中的两个参数K和α。解：由[η]＝KMα得：lg[η]＝lgK＋αlgM，以lg[η]对lgM作图，斜率即为α，截距为lgK。26推导一点法测定特性粘度的公式：（1）)ln(21][rspC（2）Crsp)1(][，其中γ＝K’/β（1）)ln(21][rspC（2）Crsp)1(][，其中γ＝K’/β解：由cccKcrsp22][][ln][][，假定21K，可得（1）式；假定rK/，可得（2）式。27.三醋酸纤维素－二甲基甲酰胺溶液的Zimm图如下所示。试计算该聚合物的分子量和旋转半径。(λ＝5.461×10－1nm，n（DMF）＝1.429)28．现有—超高分子量的聚乙烯试样，欲采用GPC方法测定其分子量和分子量分布，试问：(1)能否选择GPC法的常用溶剂THF？如果不行，应该选用何种溶剂?(2)常温下能进行测定吗?为什么?(3)如何计算该试样的数均、重均和粘均分子量。答：（1）不能选择常用溶剂THF，因为THF与超高分子量的聚乙烯极性不同，它们的溶解度参数相差较大；应选择四氢萘或十氢萘作为溶剂；（2）不能测量，140℃以上超高分子量的聚乙烯才能溶解；29.指出重均分子量和数均分子量最重要的测试方法各一种，它们适用的分子量范围，可用于测定哪些热力学参数和分子参数？30.写出凝胶渗透色谱测定分子量分布的简要原理？31.写出最重要的一种测定重均分子量的方法，并指出还可用于测定那些热力学参数和分子参数？32.写出重均分之量和数均分之量最重要的测试方法各一种，并指出还可以用于测定那些热力学参数和分子参数？33.试说明高分子材料溶解的物理过程？并进一步分析：提高高分子材料的溶解能力从分子结构上应如何考虑？34.简述能够估算高聚物（A）链段分子量（B）临界分子量（C）交联点间分子量（D）非牛顿分子量的实验方法（为方便起见，可用图示法或公式表示）。35.分子量WM=1.0×106和nM=4.3×105某试样，由于混入了3%（重量）的分子量为3.0×104其低分子量组分，问混合样的WM和nM各为多少？从计算结果你能得出什么结论？36.简述GPC的分离机理，用该技术可以测得聚合物哪些结构参数？说明测得参数对聚合物性能的影响。37.某一PS试样溶于苯，配成浓度为0.55g/100ml的溶液，用乌氏粘度计于25℃下测得如下数据：试液纯溶剂10ml溶剂（Ⅰ）Ⅰ+ml苯（Ⅱ）Ⅱ+5ml苯（Ⅲ）Ⅲ+ml苯苯（Ⅳ）Ⅳ+ml苯苯（Ⅴ）流出时间（S）106.8214.6189.7166.0144.4134.2已知在该温度下，PS-苯体系K=0.99×10-2ml/g，α=0.74，求PS的分子量。38.聚合物的MnMw与分子量分布有哪些方法可以测定？39.有两种试样（1）100g分子量为105的聚合物中，加入1g分子量为103的聚合物（2）100g分子量为105的聚合物中，加入1g分子量为107的聚合物试求两种试样的Mn与Mw以及d值，其结果说明了什么？40.粘度法则定分子量的关系式中，如何实验测定K及α值?(设计实验；作图及计算方法)41.简述GPC测定分子量及分子量分布的原理。42.总结讨论测定分子量的方法，那些是绝对方法?哪些是相对方法?其优缺点如何？43.有两种尼龙66试样，用端基分析法测定分子置，二试样的重量均为0.311g，以0.0259NKOH标准溶液滴定，消耗KOH溶液均为0.38mL。a．若试样A的结构为H-[NH-(CH2)--NHCO-(CH2)4-CO-]OH，试求试样A的分子量。b若试样B的数均分子星为6.32×106，试推测试样B的分子结构。第二章高分子链的结构一、选择题1.X—射线衍射不能直接测定的性质为：（D）A．结晶度B．晶胞尺寸C．取向度D．晶胞密度2.下列哪个聚合物没有旋光异构（D）A．聚丙烯B．1.4-聚异戊二烯C．拉伸过程完成63.2%的时间D．松弛过程剩余36.8%的时间3.大分子链柔性愈好，则链段长度（B）A．越长B．越短C．无法预测4.聚合物没有气态是因为（B）A．聚合物不耐高温B．聚合物分子间力很大C．聚合物的结构具多分散性D．聚合物的分子量具多分散性5.高密度聚乙烯和低密度聚乙烯的差别在于（A）A．构型B．构象6．NR的中文名称是（A）A.天然橡胶B.高密度聚乙烯C.丁苯橡胶D.聚丙烯E.聚对苯二甲酸乙二醇酯F.丁基橡胶7．HDPE的中文名称是（B）A.天然橡胶B.高密度聚乙烯C.丁苯橡胶D.聚丙烯E.聚对苯二甲酸乙二醇酯F.丁基橡胶8．SBR的中文名称是（C）A.天然橡胶B.高密度聚乙烯C.丁苯橡胶D.聚丙烯E.聚对苯二甲酸乙二醇酯F.丁基橡胶9．PP的中文名称是（D）A.天然橡胶B.高密度聚乙烯C.丁苯橡胶D.聚丙烯E.聚对苯二甲酸乙二醇酯F.丁基橡胶10．PET的中文名称是（E）A.天然橡胶B.高密度聚乙烯C.丁苯橡胶D.聚丙烯E.聚对苯二甲酸乙二醇酯F.丁基橡胶11．NBR的中文名称是（F）A.天然橡胶B.高密度聚乙烯C.丁苯橡胶D.聚丙烯E.聚对苯二甲酸乙二醇酯F.丁基橡胶12．自由旋转链的均方末端距比相应的自由联结链的均方末端距（B）A.小B.大C.相等C.无法判断13．与链段运动有关的高聚物性能有