华东理工大学高分子科学教程课后答案__高分子物理部分.pdf

高分子物理是一门研究聚合物分子结构与性质之间关系的科学，其核心内容包括聚合物的链结构和聚集态结构，其中链结构又分为近程结构和远程结构，而聚集态结构则包含了晶态、非晶态、取向态、液晶态和织态等不同形态。 在高分子的链结构中，近程结构主要涉及分子的构造与构型。构造是指分子链中原子种类和排列、取代基和端基的种类、单体单元的排列顺序、支链的类型和长度等，而构型则是指原子取代基在空间的几何排列。例如，聚异戊二稀就存在多种构型，包括全同立构、间同立构和无规立构等。不同的聚合方式（如头-尾键接）会导致不同的构型产生，从而影响材料的物理和化学性质。 远程结构则关注分子的大小与形态、链的柔顺性以及分子在各种环境中的构象。构象的变化通常通过分子链内部单键的旋转来实现，这种旋转不会改变化学结构，却能极大地影响聚合物的物理性质，例如柔顺性和结晶能力。 对于聚集态结构，其包括了晶态、非晶态、取向态、液晶态和织态等不同的堆砌形式。晶态结构指的是高分子以有序的晶体形式存在；非晶态结构则是指分子链排列无序的结构；取向态结构是指分子链在一定方向上有序排列；液晶态结构是介于晶态和非晶态之间的一种流动有序的状态；织态结构则是更高层次的有序排列结构。 此外，聚乙烯链在特定条件下可以看作是自由旋转链，并且可以应用高斯链模型来描述其末端距。高斯链模型假设链的柔顺性是由高斯分布描述的，即链段的末端距符合高斯分布。 在高分子物理的练习题中，对于高分子的构型和构象，两者是有明确区分的。构型是指分子中由化学键固定的原子在空间的几何排列，而构象是指分子由于单键旋转而产生的不同空间形态。因此，构型属于一级结构，而构象属于二级结构。 等规聚丙烯晶体中的螺旋链属于构象范畴，因为它是由单键内旋转产生的，且能够在热循环中可逆地改变，而不改变构型。对于规整度不高的聚丙烯，通过单键内旋转来改变构象并不能提高其规整度，因为规整度是由构型决定的。要改变规整度，需要通过化学键的断裂和重组来实现。 高分子链的柔顺性可通过末端距和分子量的比值来评估，分子量越大，链越柔顺。通过特定的数学关系可以计算出分子量分布指数，以及不同分子量分布情况下的均方末端距。 在实际应用中，如需处理含有不同分子量组分的聚合物试样，可通过数学方法计算出不同分子量组分的质量平均分子量（Mw）和数平均分子量（Mn），进而求得分子量分布指数PDI。这个指数能反映聚合物的分子量分布情况，对于理解材料的加工特性和性能具有重要意义。