何曼君 高分子物理课后答案 - 第三版

第三章

高分子的溶解过程与小分子相比 有什么不同？ 高分子与溶剂分子的尺寸相差悬殊，两者运动分子运动速度差别很大，现是溶剂分子渗入高聚物内部，是高聚体膨胀，称为“溶胀”，然后高分子均匀分散在溶剂中，形成完全溶解的分子分散的均相体系。对于交联的高分子只停留在溶胀阶段，不会溶解。

第二维里系数A2的物理意义？

第二维利系数的物理意义是高分子链段和链段间的内排斥与高分子链段和溶剂分子间能量上相互作用、两者相互竞争的一个量度。它与溶剂化作用和高分子在溶液里的形态有密切关系。良溶剂中，高分子链由于溶剂化作业而扩张，高分子线团伸展，A2是正值；温度下降或在非良溶剂，高分子线团收缩，A2是负值；当链段与链段、溶剂与高分子链段相互作业想等时，高分子溶液符合理想溶液的性质，A2为零，相当于高分子链处于无扰状态。

高分子的理想链和真实链有哪些区别？

①理想链是一种理论模型，认为化学键不占体积，自由旋转，没有键角和位垒的限制，而真实链有键角限制和位垒的限制。

②理想链没有考虑远程相互作用和近程相互作用，而真实链要考虑链节与链节之间的体积排除和链与周围环境的相互作用以及链与链之间的相互作用等。

高分子的稀溶液、亚浓溶液、浓溶液有哪些本质的区别？

三种溶液最本质的区别体现在溶液中和高分子无规线团之间的相互作用和无规线团的形态结构不同：

① 稀溶液：高分子线团是相互分离的，溶液中高分子链段的分布也是不均一的；线团

之间的相互作用可以忽略。

②浓溶液：大分子链之间发生相互穿插和缠结，溶液中链段的空间密度分布趋于均一。 ② 亚浓溶液：亚浓溶液介于稀溶液和浓溶液之间，高分子线团开始相互穿插交叠，整

个溶液中链段的分布趋于均一；高分子线团与临近线团开始相互作用。

第四章

一般共混物的相分离与嵌段共聚物的微相分离在本质上有何差别？

由于嵌段共聚物的嵌段间不相容而发生相分离，平均相结构微区的大小只有几十到几百纳米，即微相分离，两相之间的作用力是化学键。两种聚合物共混时，由于混合熵很小，混合晗决定于聚合物之间的相互作用，通常较小，所以两种聚合物混合自由能通常大于零，是分相的。而一般共混物两相界面之间的作用力是分子间作用力或氢键，其分相可能是宏观可见的，添加增容剂后，并经强烈的机械混合，增容剂提高了两相界面之间的相互作用，可形成稳定的微相分离结构

第五章 聚合物的非晶态

3.何谓“松弛”？请举例说明松弛现象。用什么物理量表示松弛过程的快慢？ 答：“松弛”过程是指一个从非平衡态到平衡态进行的过程，它首先是很快地进行，然后逐步放慢甚至于时间达到无穷长。√

例如，一直杆的长度比两刚壁之间的固定距离L稍长；将直杆强制地装入两刚壁之间，在开始时，直杆与刚壁的接触面之间有相互作用的压力P，在直杆内任一截面上也有内压力P；以后,随着时间的增长，这些压力的数值渐渐减小，而且温度越高时减小得越快。岩石和

其他材料一样也会发生松弛现象。实际上，所有固体材料都会发生松弛现象，差别只在于有的松弛极慢，有的松弛较快。松弛时间是用来描述松弛过程快慢的。√

10.请举两个生活中遇到的取向态聚合物。 答：合成纤维、取向薄膜。√

4．用膨胀计法测得分子量从3.0*103到3.0*105之间的八个级分聚苯乙烯式样的玻璃化温度Tg如下： Mn(*103) Tg(℃)

43

66

83

89

93

97

98

99

试作Tg对Mn图和Tg对1/Mn图，并从图上求出方程Tg=Tg(∞)-(K/Mn)中聚苯乙烯的常数K和分子量无穷大时的玻璃化温度Tg(∞)。 答：Tg——Mn图

3.0

5.0

10

15

25

50

100

300

Tg——1/Mn图

得线性方程为y=99.977-170450x，所以Tg(∞)=99.977℃，K=170450√

第六章 聚合物的结晶态

2．用差示扫描量热法研究聚对苯二甲酸乙二酯在232.4℃的等温结晶过程，由结晶放热峰原始曲线获得如下数据：

结晶时间t(min) 7.6 11.4 17.4 21.6 25.6 27.6 31.6 35.6 36.6 38.1

3.41 11.5 34.7 54.9 72.7 80.0 91.0 97.3 98.2 99.3

其中分别表示t时间的结晶度和平衡结晶度。试以Avrami作图法求出Avrami指数n，

和结晶总速度。

结晶速率常数K，半结晶期

答: Avrami方程：=exp(-k)，以lg(-ln)=lg(-ln(1-))对lgt作图则斜率为n，截距为lgk。

得线性方程y=3.0126x-4.1127,则n=3，K===20.75s，结晶总速率：

=0.048√

4．用密度梯度管测得某对苯二甲酸乙二酯试样的密度为1.40g*cm-3,试计算其重量结晶度和体积结晶度

。

=1.46(g*cm-3)，

=1.33(g*cm-3)，则得：

答：聚对苯二甲酸乙二酯

===0.562√

===0.539√

8.有两种乙烯和丙烯的共聚物，其组成相同，但其中一种室温时是皮革状的，一直到室温降至-70摄氏度时才变硬，另一种室温时却是硬而韧又不透明的材料。试推测并解释它们内在结构上的差别。

答：两种乙烯、共烯共聚物的共聚方式不同。前一种是无规共聚，分子链上乙烯单元和丙烯单元无规分布的话，破坏了分子链的规整性，不能结晶。而其玻璃化转变温度很低，所以常温下处于高弹态，为橡胶状。所以室温时是皮革状的，一直到室温降至-70摄氏度时才变硬。后一种是乙烯和丙烯是嵌段共聚，则聚乙烯部分和聚丙烯部分可单独结晶，宏观上 材料就是由无数细小晶区组成的不透明材料。所以，室温时是硬而韧不透明的材料√

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