《高分子物理习题》课件

高分子物理习题课程简介本课程将带领学生深入学习高分子课程内容涵盖了高分子物理学的核物理学中重要的概念和理论心知识，并结合大量的习题案例进行讲解通过学习本课程，学生将能够更深入地理解高分子材料的性质和结构学习目标掌握高分子物理基本概念熟练运用分子量测定方法提高解决高分子物理习题的能力深入理解高分子结构、性质和性能掌握渗透压法、光散射法、粘度法之间的关系等常用方法通过练习，巩固理论知识，提升实际应用能力基本概念回顾高分子链分子量分子量分布高分子链是由许多重复结构单元（单高分子的分子量是指单个高分子链的高分子材料中，不同分子链的分子量体）连接而成，形成的巨型分子质量，通常用相对分子质量（）表通常并不相同，形成分子量分布Mr示分子量的测定渗透压法利用溶液渗透压与溶质分子量之间的关系确定分子量光散射法利用溶液对光的散射强度与溶质分子量之间的关系确定分子量粘度法利用溶液的粘度与溶质分子量之间的关系确定分子量沉淀分级法根据溶质在不同溶剂中的溶解度差异进行分级，并测定各级组分的分子量电泳法利用溶质在电场中的迁移速度与分子量之间的关系确定分子量渗透压法定义1溶液通过半透膜扩散到纯溶剂中，产生一个压力，称为渗透压原理2溶液的渗透压与溶液的浓度和温度成正比应用3测定高分子溶液的摩尔质量，研究高分子溶液的性质光散射法原理1当光束照射到溶液中时，光线会与溶液中的粒子发生相互作用，从而产生散射现象测量2通过测量散射光的强度和角度，可以推算出溶液中粒子的尺寸和浓度应用3光散射法可用于测定高分子的分子量、形状和尺寸等重要参数粘度法粘度测量1测量溶液的粘度分子量计算2利用方程Mark-Houwink分子量分布3通过不同溶液的粘度沉淀分级原理利用不同分子量的高分子在溶剂中溶解度不同，通过加入沉淀剂使高分子溶液1分层，从而分离不同分子量的高分子方法2常用的沉淀分级方法包括分级沉淀法和分级溶解法应用3沉淀分级广泛应用于高分子材料的分子量分布测定和纯化电泳法分离原理1利用带电物质在电场中的迁移速度不同进行分离应用2测定高分子物质的分子量和分子量分布优点3灵敏度高，分辨率高，可用于分析复杂体系渗透压计算习题12溶液浓度渗透压计算溶液的摩尔浓度，例如1g聚乙烯已知溶液的摩尔浓度和温度，计算溶液醇溶于100ml水中，其摩尔浓度为多少的渗透压，例如25℃下，1g聚乙烯醇？溶于100ml水中，其渗透压为多少？3分子量已知溶液的渗透压、温度和溶液浓度，计算聚合物的分子量，例如25℃下，1g聚乙烯醇溶于100ml水中，其渗透压为

0.1atm，其分子量为多少？渗透压计算案例案例一℃时，某聚合物溶液的渗透压为，溶液浓度为

250.1atm，求该聚合物的摩尔质量1g/100mL案例二某聚合物溶液在℃时的渗透压为，溶液浓度为

300.05atm，求该聚合物的摩尔质量

0.5g/100mL光散射原理光与物质相互作用散射光强度12当光束照射到溶液中时，会散射光的强度与溶液中分子与溶液中的分子发生相互作的尺寸、形状和浓度有关，用，导致光散射现象也与入射光波长有关瑞利散射米氏散射34当散射粒子尺寸远小于入射当散射粒子尺寸与入射光波光波长时，发生瑞利散射，长相当或更大时，发生米氏散射光强度与入射光波长的散射，散射光强度与入射光四次方成反比波长的关系更为复杂光散射计算习题本部分主要讲解一些光散射计算的典型习题，包含难度等级分类光散射计算案例10020克分子浓度溶液浓度

1.5500折射率增量散射光强度利用光散射法测定高分子溶液的分子量需要进行一系列计算，包括克分子浓度、溶液浓度、折射率增量和散射光强度粘度测定方法毛细管粘度计旋转粘度计落球粘度计通过测量液体在毛细管中流动的速度来使用旋转圆盘或圆柱体来测量液体对运通过测量球体在液体中下落的速率来确确定粘度动的阻力定粘度粘度计算习题计算不同样品的粘度值粘度计算案例案例描述在25℃下，测得聚合物溶液的动力粘度为

0.01Pa·s，溶剂的动力粘度为

0.008Pa·s，聚合物溶液的浓度为

0.2g/mL计算该聚合物溶液的特性粘度是多少？公式ηsp=η/η0-1解ηsp=

0.01/

0.008-1=

0.25结论该聚合物溶液的特性粘度为

0.25沉淀分级原理溶解度差异沉淀剂加入12沉淀分级利用不同分子量的通过逐渐加入沉淀剂，使不聚合物在溶液中的溶解度差同分子量的聚合物依次从溶异来分离液中析出分级收集3将析出的沉淀物进行分级收集，即可获得不同分子量的聚合物沉淀分级习题该习题模拟了不同分子量高分子在溶液中沉淀分级的过程，考察学生对沉淀分级原理的理解和应用沉淀分级案例12聚合物溶剂聚合物样品选择合适的溶剂34沉淀剂分级加入沉淀剂根据粒径分级电泳原理电场迁移速度分离带电荷的粒子在电场中会发生迁移高分子电泳中，迁移速度主要受分通过控制电场强度和介质性质，可，迁移速度与带电荷量、电场强度子大小和形状的影响，分子量越小以将不同分子量或不同形状的高分和粒子大小有关，迁移速度越快，形状越规则，迁子分离移速度越快电泳测定习题习题什么是电泳？1习题电泳法测定高分子相对分子质量的原理是什么？2习题电泳法测定高分子相对分子质量有哪些影响因素？3电泳测定案例12聚合物迁移速度在电场中，聚合物会根据其电荷和迁移速度反映了聚合物的电荷密度大小发生迁移和分子量3分离通过电泳分离，可以测定聚合物样品的分子量分布相对分子质量计算平均分子量计算数均分子量Mn=ΣNiMi/ΣNi重均分子量Mw=ΣNiMi^2/ΣNiMi粘均分子量Mv=ΣNiMi^a/ΣNiMi^a-1均分子量Z Mz=ΣNiMi^3/ΣNiMi^2分子量分布12单分散多分散所有分子都具有相同的分子量聚合物分子具有不同的分子量，形成分布34分布类型影响因素高分子材料的分子量分布可用不同聚合反应条件、单体结构等影响分函数描述子量分布习题巩固练习实践拓展通过练习，您可以加深对高分子物理将理论知识应用到实际问题中，锻炼通过习题，您可以探索更多高分子物知识的理解解决问题的能力理的应用领域总结与展望掌握高分子物理基本知识，为后续不断拓展知识，提升科研创新能力学习打下坚实基础展望未来，高分子物理将继续为科技进步做出贡献。