《高分子物理》课程例题与解答

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高分子物理试题pdf及答案

高分子物理试题pdf及答案

高分子物理试题pdf及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 高分子物理中,描述分子链在空间构象的参数是:A. 分子量B. 分子间作用力C. 链段长度D. 链段运动性答案:C2. 下列哪一项不是高分子材料的加工方法?A. 挤出成型B. 注塑成型C. 热处理D. 吹塑成型答案:C3. 高分子材料的玻璃化转变温度(Tg)是指:A. 材料从玻璃态到高弹态的转变温度B. 材料从高弹态到玻璃态的转变温度C. 材料从玻璃态到粘流态的转变温度D. 材料从粘流态到玻璃态的转变温度答案:A4. 高分子材料的熔融指数(MFI)是指:A. 材料的分子量B. 材料的熔体粘度C. 材料的熔体流动速率D. 材料的热稳定性答案:C5. 高分子材料的结晶度是指:A. 材料中结晶区域的体积比例B. 材料中非晶区域的体积比例C. 材料中结晶区域的质量比例D. 材料中非晶区域的质量比例答案:A二、填空题(每题2分,共20分)1. 高分子材料的分子链结构通常分为________和________。

答案:线型结构;支链结构2. 高分子材料的力学性能主要取决于分子链的________和________。

答案:排列方式;相互作用3. 高分子材料的热稳定性可以通过________来衡量。

答案:热分解温度4. 高分子材料的光学性能可以通过________来描述。

答案:折射率5. 高分子材料的电导性可以通过________来表示。

答案:电导率三、简答题(每题10分,共30分)1. 简述高分子材料的粘弹性特性。

答案:高分子材料的粘弹性是指材料在受到外力作用时,表现出的既有弹性又有粘性的特性。

这种特性使得高分子材料在变形过程中,一部分能量以弹性形变的形式储存,另一部分则以粘性流动的形式耗散。

2. 解释高分子材料的分子量分布对材料性能的影响。

答案:高分子材料的分子量分布影响其物理和化学性质。

分子量分布较宽的材料通常具有更好的加工性能,但力学性能可能较差;而分子量分布较窄的材料可能具有更好的力学性能,但加工性能可能较差。

高分子物理习题及习题解答解PPT文档共38页

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51、 天 下 之 事 常成 于困约 ,而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸,生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业,需 要决心 ,能力 ,组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
高分子物理习题及习题解答解
11、用道德的示范来造就一个人,显然比用法律来约束他更有价值。—— 希腊
12、法律是无私的,对谁都一视同仁。在每件事上,她都不徇私情。—— 托马斯
13、公正的法律限制不了好的自由,因为好人不会去做法律不允许的事 情。——弗劳德
14、法律是为了保护无辜而制定的。——爱略特 15、像房子一样,法律和法律都是相互依存的。——伯克
55、 为 中 华 之 崛起而 读。 ——周 恩来

高分子物理(何曼君)-习题答案

高分子物理(何曼君)-习题答案

cos ϕ =

i

0
N (ϕ ) cos ϕdϕ
2π 0 i

i
N (ϕ )dϕ
=


0
∑ N cos ϕ = ∑N
i i
U (ϕ ) ) cos ϕdϕ RT 2π U (ϕ ) ∫0 exp(− RT )dϕ exp(−
(i = 1 ~ 4) = 0.4521
(2)以知键角θ=112°,cosθ=-0.3746
h∗ =

1
β
=
o 2 N l = 398( Α) 3
由ω (h)dh = (
o
β
Π
) 3 exp(− β 2 h 2 )4Πh 2 dh,得
o
ω (±10 Α) = 3.5 ×10 −6 ( Α) −1 ω (±100 Α) = 3.37 ×10− 4 ( Α) −1
即在±100Å处的几率比在±10Å处的几率大。 6 某碳碳聚α-烯烃,平均分子量为1000M。 (M。为链节分子量) ,试计算: ⑴完全伸直时大分子链的理论长度; ⑵若为全反式构象时链的长度; ⑶看作Gauss链时的均方末端距; ⑷看作自由旋转链时的均方末端距; ⑸当内旋转受阻时(受阻函数 cos ϕ = 0.438 )的均方末端距; ⑹说明为什么高分子链在自然状态下总是卷曲的,并指出此种聚合物的弹性限度。 解:设此高分子链为:
CH2
CH
Cl
)和偏氯乙烯(
CH2
CCl2
)的共聚物,经脱除HCl和裂解后,产物有:
CH
CH2 CH CH2 (裂裂) H3C H3C CH2 H3C
+ CH CH2
H3C
C CH2

高分子物理试题+参考答案

高分子物理试题+参考答案

高分子物理试题+参考答案一、单选题(共70题,每题1分,共70分)1.Voigt模型可以用来描述()A、交联高聚物的蠕变过程B、松弛过程C、线形高聚物的蠕变过程正确答案:A2.高聚物的构型包括A、几何异构体B、旋光异构体C、旋光异构体和几何异构体正确答案:C3.聚合物溶液在搅拌下结晶时可以形成A、单晶B、串晶C、球晶正确答案:B4.橡胶的使用温度范围是()A、Tg—Tf之间B、Tf以上C、Tg以上正确答案:A5.下列三种聚合物,密度最大的是A、聚丙烯B、低压聚乙烯C、高压聚乙烯正确答案:B6.下列聚合物中,不存在旋光异构体的是A、PPB、PIBC、聚异戊二烯正确答案:B7.退火使结晶度A、不变B、减小C、增加正确答案:C8.DNA的双螺旋属高分子结构中的几级结构A、一级结构B、二级结构C、三级结构正确答案:B9.淬火使结晶度A、减小B、增加C、不变正确答案:A10.在对苯二甲酸乙二酯的晶体中,分子链的构象是A、扭曲的锯齿链B、平面锯齿链C、螺旋链正确答案:A11.下列聚合物柔顺性排列顺序正确的是A、PP<PMMA<PIBB、PIB<PMMA<PPC、PMMA<PP<PIB正确答案:C12.在玻璃化温度以下,高聚物的自由体积随温度上升而()。

A、下降B、上升C、保持不变正确答案:C13.应力可以松弛到零的是()。

A、交联高聚物B、线形高聚物C、所有高聚物正确答案:B14.橡胶的使用温度范围是()。

A、Tg~T之间B、T以上C、Tg以上正确答案:A15.在恒温、恒压下,溶解过程自发进行的必要条件是()。

A、△Gm>0B、不确定C、△Gm=0D、△Gm<0正确答案:D16.在交变应力作用下,与单位体积试样中每一周期耗散的能量有关的是()。

A、储存模量B、损耗模量C、储存模量和损耗模量正确答案:B17.聚合物的相对分子质量增加,则冲击强度()。

A、增大B、不变C、减小正确答案:A18.下列方法中,不能提高IPP透明性的是A、迅速冷却B、增大球晶尺寸C、与非晶的PVC共混正确答案:B19.光散射的散射体积与sinθ成()。

高分子物理例题精讲(27例试题)

高分子物理例题精讲(27例试题)
例10.计算M=250000g/mol的聚乙烯链的均方根末端距, 假定为等效自由结合链,链段长为18.5个C-C键。
解:每个CH2基团的相对分子质量为14g/mol,因而链段数ne为 2.5×105/(14×18.5)=9.65×102。链段长le为18.5bsinθ/2,式中 θ=109.5°,b=0.154nm,所以le=2.33nm
解 是因为溶剂诱导结晶,有机溶剂岑如聚合物分子链之间降低了高分 子链间相互作用力,使链段更易运动,从而Tg降低至室温以下而结晶。
例19、已知PE的结晶密度为1000kg/m3,无定型PE的密度为865kg/m3,计算密 度为970kg/m3的线性PE和密度为917kg/m3的支化PE的fcw.解释为什么两者的 结晶度相差那么大?
例4.试述下列烯类聚合物的构型特点及其名称,式中R表示 链节构型是R构型,S表示链节构型是S构型: (1)-R-R-R-R-R-R-; (2)-S-S-S-S-S-S-; (3)-R-S-R-S-R-S-; (4)-S-R-R-S-S-R-。
解:(1)R构型全同立构或等规聚合物;(2)S构型全同立 构或等规聚合物;(3)R-S构型交替的间同立构或间规聚合 物;(4)R-S构型链节无规连接的无规立构聚合物。 常见错误分析: “(1)和(2)是均聚物;(3)是交替共 聚物;(4)是无规共聚物。”这里是将构型与共聚序列混 为一谈。
例17试分析聚三氟氯乙烯是否结晶性聚合物?要制成透明薄板制品, 问成型过程中要注意什么条件的控制? ” 解 是结晶性聚合物,由于氯原子与氟原子大小差不多,分子结构的对
称性好,所以易结晶。
成型过程中要使制品快速冷却,以降低结晶度并使晶粒更细小,才能 得到透明薄板。
例18、透明的聚酯薄膜在室温二氧六环中浸泡数分钟就 变成不透明,这是为什么?

高分子物理课后习题问题详解(详解)

高分子物理课后习题问题详解(详解)

⾼分⼦物理课后习题问题详解(详解)⾼分⼦物理答案详解(第三版)第1章⾼分⼦的链结构1.写出聚氯丁⼆烯的各种可能构型。

等。

2.构象与构型有何区别?聚丙烯分⼦链中碳—碳单键是可以旋转的,通过单键的旋转是否可以使全同⽴构聚丙烯变为间同⽴构聚丙烯?为什么?答:(1)区别:构象是由于单键的旋转⽽产⽣的分⼦中原⼦在空间位置上的变化,⽽构型则是分⼦中由化学键所固定的原⼦在空间的排列;构象的改变不需打破化学键,⽽构型的改变必须断裂化学键。

(2)不能,碳-碳单键的旋转只能改变构象,却没有断裂化学键,所以不能改变构型,⽽全同⽴构聚丙烯与间同⽴构聚丙烯是不同的构型。

3.为什么等规⽴构聚丙⼄烯分⼦链在晶体中呈31螺旋构象,⽽间规⽴构聚氯⼄烯分⼦链在晶体中呈平⾯锯齿构象?答(1)由于等归⽴构聚苯⼄烯的两个苯环距离⽐其德华半径总和⼩,产⽣排斥作⽤,使平⾯锯齿形(…ttt…)构象极不稳定,必须通过C-C键的旋转,形成31螺旋构象,才能满⾜晶体分⼦链构象能最低原则。

(2)由于间规聚氯⼄烯的氯取代基分得较开,相互间距离⽐德华半径⼤,所以平⾯锯齿形构象是能量最低的构象。

4.哪些参数可以表征⾼分⼦链的柔顺性?如何表征?答:(1)空间位阻参数(或称刚性因⼦),值愈⼤,柔顺性愈差;(2)特征⽐Cn,Cn值越⼩,链的柔顺性越好;(3)连段长度b,b值愈⼩,链愈柔顺。

5.聚⼄烯分⼦链上没有侧基,旋转位能不⼤,柔顺性好。

该聚合物为什么室温下为塑料⽽不是橡胶?答:这是由于聚⼄烯分⼦对称性好,容易结晶,从⽽失去弹性,因⽽在室温下为塑料⽽不是橡胶。

6.从结构出发,简述下列各组聚合物的性能差异:(1)聚丙烯睛与碳纤维;(2)⽆规⽴构聚丙烯与等规⽴构聚丙烯;(3)顺式聚1,4-异戊⼆烯(天然橡胶)与反式聚1,4-异戊⼆烯(杜仲橡胶)。

(4)⾼密度聚⼄烯、低密度聚⼄烯与交联聚⼄烯。

(1)线性⾼分⼦梯形⾼分⼦(2 ⾮晶⾼分⼦结晶性⾼分⼦(3)柔性(4)⾼密度聚⼄烯为平⾯锯齿状链,为线型分⼦,模量⾼,渗透性⼩,结晶度⾼,具有好的拉伸强度、劲度、耐久性、韧性;低密度聚⼄烯⽀化度⾼于⾼密度聚⼄烯(每1000 个主链C 原⼦中约含15~35 个短⽀链),结晶度较低,具有⼀定的韧性,放⽔和隔热性能较好;交联聚⼄烯形成了⽴体⽹状的结构,因此在韧性、强度、耐热性等⽅⾯都较⾼密度聚⼄烯和低密度聚⼄烯要好。

高分子物理习题解答

高分子物理习题解答

⾼分⼦物理习题解答《⾼分⼦物理》习题思考题第⼀章⾼分⼦链的结构(1)⼀解释名词、概念1.⾼分⼦构型答:⾼分⼦中由化学键固定的原⼦、原⼦团在空间的排列⽅式。

2.全同⽴构⾼分⼦答:由同⼀种旋光异构单元键接⽽成的⾼分⼦。

3.间同⽴构⾼分⼦答:由两种旋光异构单元交替键接形成的⾼分⼦。

4.等规度答:聚合物中全同⽴构和间同⽴构总的百分数。

5.数均序列长度答:链节序列的平均数。

6.⾼分⼦的构象答:⾼分⼦在空间的形态。

7.⾼分⼦的柔顺性答:⾼分⼦链能够改变其构象的性质成为柔顺性。

8.链段答:⾼分⼦中能够独⽴运动的最⼩单位称为链段。

把若⼲个键组成的⼀段链作为⼀个独⽴运动的单元。

9.静态柔顺性答:⾼分⼦链构象能之差决定的柔顺性,叫静态柔顺性。

10.动态柔顺性答:⾼分⼦由⼀种平衡构象状态转变成另⼀种平衡构象状态所需时间的长短决定的柔顺性,叫动态柔顺性。

11.等效⾃由连接链:柔性的⾮晶状线型⾼分⼦链,不论处于什么形态(如玻璃态、⾼弹态、熔融态或⾼分⼦溶液),相同分⼦量的⾼分⼦链段都取平均尺⼨近乎相等的⽆规线团构象,称为“等效⾃由结合链”12.⾼斯链:。

因为等效⾃由结合链的链段分布符合⾼斯分布函数,⼜称为⾼斯链。

13.⾼分⼦末端距:指线形⾼分⼦链的⼀端⾄另⼀端的直线距离。

14.Hp q答:表⽰单螺旋分⼦链的构象类型。

其中p表⽰螺旋构象中⼀个等同周期所包含的结构单元数,q表⽰在此周期中所包含螺旋的圈数。

⼆. 线性聚异戊⼆烯可能有哪些构型?答:8种, 1. 1,4加成:2种,顺式和反式2. 1,2加成:3种,全同,间同和⽆规3. 3,4加成:3种,全同,间同和⽆规三. 聚合物有哪些层次的结构?那些属于化学结构?那些属于物理结构?答:聚合物结构的层次分⼦链结构聚集态结构近程结构远程结构结晶态结构⾮晶态结构取向态结构液晶态结构织态结构构造构型⼤⼩形态在聚合物层次结构中,近程结构属于化学结构,⽽远程结构和聚集态结构属于物理结构。

四.为什么说柔顺性是⾼分⼦材料独具的特性?答:柔顺性是分⼦链能够呈现出不同程度卷曲构象状态的性质。

《高分子物理》练习题及解答

《高分子物理》练习题及解答

《高分子物理》练习题一、名词解释1. 等规度2. 键接方式(键接结构)3. 等效自由结合链4.构型5.切应力双生互等定律6.应变二、简析题1. 讨论玻璃态聚合物的高弹形变和橡胶高弹形变的异同?2. 画出非晶态聚合物在适宜的拉伸速率下,在玻璃化转变温度以下几十度时的应力-应变曲线,并标出聚合物的屈服强度、聚合物的断裂强度、聚合物的断裂伸长率,并指出从应力-应变曲线上可以获得哪些信息。

3.从热力学角度讨论拉伸对聚合物结晶过程、结晶形态和熔点的影响。

除此之外,列举两个措施提高结晶聚合物的熔点?4.什么是银纹?银纹与裂纹有什么差别和联系?聚合物材料中出现银纹是否总是有害的?《高分子物理》练习题答案一、名词解释1. 等规度:全同异构体和间同异构体合称等规异构体,等规异构体所占的百分数。

2. 键接方式(键接结构):指结构单元在高分子链的连接方式,有头-尾键接和头-头键接两种。

3. 等效自由结合链:实际的高分子链并不是自由内旋转的,在旋转时还有空间位阻效应以及分子间的各种远程相互作用,但是只要链足够长,并且有一定的柔性,则仍然可把它当成自由结合链进行统计处理,即当成等效自由结合链。

4. 构型:指分子中由化学键所固定的原子、原子团在空间的几何排列。

5.切应力双生互等定律:韧性聚合物拉伸到屈服点时,常看到试样出现与拉伸方向成大约45°倾斜的滑移变形带。

由于两个45°都会产生,所以这种性质又称为双生互等定律。

6.应变:当材料在外力作用下,材料的几何形状和尺寸就要发生变化,这种变化称为应变。

二、简析题1.讨论玻璃态聚合物的高弹形变和橡胶高弹形变的异同?相同点:玻璃态聚合物在大应力条件下发生的这种高弹形变本质上与橡胶态,聚合物的高弹形变是相同的,它们都是由链段运动所导致的高弹形变。

不同点:(1)橡胶的高弹形变发生在Tg温度以上(橡胶态),链段本身就具有了运动能力;因此在小应力下就可以发生大形变;(2)橡胶的高弹形变当外力去除后可以自动回复;(3)玻璃态聚合物的高弹形变发生在Tg 温度以下(玻璃态),链段本身不具备运动能力,只是在很大的应力下使链段的运动解冻了,才可以发生大形变,而且这种大形变只有当加热到Tg 温度附近时才可以回复。

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《高分子物理》课程例题与解答高分子物理例题部分例1.出异戊二烯加聚形成的聚异戊二烯的可能的结构和名称(只考虑重复单元以头-尾连接)。

解:顺式1,4-聚异戊二烯;反式-聚异戊二烯;全同1,2(或3,4)- 聚异戊二烯;间同1,2(或3,4)- 聚异戊二烯;无规1,2(或3,4) 聚异戊二烯;顺、反1,4-,1,2(或3,4) 聚异戊二烯.例2.试述下列烯类聚合物的构型特点及其名称,式中R表示链节构型是R构型,S表示链节构型是S构型:(1)-R-R-R-R-R-R-;(2)-S-S-S-S-S-S-;(3)-R-S-R-S-R-S-;(4)-S-R-R-S-S-R-。

解:(1)R构型全同立构或等规聚合物;(2)S构型全同立构或等规聚合物;(3)R-S构型交替的间同立构或间规聚合物;(4)R-S 构型链节无规连接的无规立构聚合物。

常见错误分析:“(1)和(2)是均聚物;(3)是交替共聚物;(4)是无规共聚物。

”这里是将构型与共聚序列混为一谈。

例3.两种单体A、B以等物质的量共聚,用图表示三种有代表性的共聚物。

解:-ABABABAB-;-AAAA-BBBB-;-AABABBBA-。

例 4.(1)由丙烯得到的全同立构聚丙烯有无旋光性?(2)假若聚丙烯的等规度不高,能不能用改变构象的方法提高等规度?解:(1)无旋光性。

(2)不能。

提高聚丙烯的等规度需要改变构型,而改变构型与改变构象的方法根本不同。

构象是围绕单键内旋转所引起的排列的变化,改变构象只需要克服单键内旋转位垒即可实现;而改变构型必须经过化学键的断裂和重组才能实现。

例5.近程相互作用和远程相互作用的含义及它们对高分子链的构象有何影响?解:所谓“近程”和“远程”是根据沿大分子链的走向来区分的,并非为三维空间上的远和近。

事实上,即使是沿高分子链相距很远的链节,也会由于主链单键的内旋转而会在三维空间上相互靠得很近。

高分子链节中非键合原子间的相互作用-近程相互作用,主要表现为斥力,如-CH2-CH2-中两个C上的两个H的范德华半径之和为0.240nm,当两个H为反式构象时,其间的距离为0.247nm,处于顺式构象时为0.226nm。

因此这两个H原子间的相互作用主要表现为斥力,至于其他非键合原子更是如此。

近程相互排斥作用的存在,使得实际高分子的内旋转受阻,使之在空间可能有的构象数远远小于自由内旋转的情况。

受阻程度越大,构象数就越少,高分子链的柔性就越小。

远程相互作用可为斥力,也可为引力。

当大分子链中相距较远的原子或原子团由于单键的内旋转,可使其间的相互作用在距离小于范德华半径时表现为斥力,大于范德华半径时为引力。

无论哪种力都使内旋转受阻,构象数减少,柔性下降,末端距变大。

例6.假定聚乙烯的聚合度为2000,键角为109.5°,求伸直链的长度L max与自由旋转链的根均方末端距之比值。

并由分子运动观点解释某些高分子材料在外力作用下可以产生很大形变的原因。

解:对于聚乙烯链L max=(2/3)1/2nl,(h f,r2)1/2=√2nln=2×2000 (严格地说应为3999)所以L max/(h f,r2)1/2=√n/3=√4000/3=36.5可见,高分子链在一般情况下是相当卷曲的,在外力作用下链段运动的结果是使分子趋于伸展。

于是在外力作用下某些高分子材料可以产生很大形变,理论上,聚合度为2000的聚乙烯完全伸展可产生36.5倍形变。

注意:公式中的n为键数,而不是聚合度,本题中n为4000,而不是2000。

例7.(1)计算相对分子质量为280000的线形聚乙烯分子的自由旋转链的均方末端距。

键长为0.154nm,键角为109.5°;(2)用光散射法测得在θ溶剂中上述样品的链均方末端距为56.7nm,计算刚性比值;(3)由自由旋转链的均方末端距求均方旋转半径。

解:(1)(h f,r2)1/2=2nl2=2×2×10000×1.542=949(nm2);(2)σ=(h02/h f,r2)1/2=1.84;(3)s2=1/6h2=158nm2。

例8.计算M=250000g/mol的聚乙烯链的均方根末端距,假定为等效自由结合链,链段长为18.5个C-C键。

解:每个CH2基团的相对分子质量为14g/mol,因而链段数n e为2.5×105/(14×18.5)=9.65×102。

链段长l e为18.5bsinθ/2,式中θ=109.5°,b=0.154nm,所以l e=2.33nm(h2)1/2=l e√n e=72.4nm例9.下表数据说明了什么?试从结构上予以分析.解:刚性因子σ=(h02/h f,r2)1/2越大,说明分子链刚性越大,或柔性越小.(1)聚二甲基硅氧烷:由于Si-O键中氧原子周围没有侧基,而且Si-O键的键长较大, Si-O-Si的键角也较大,所以内旋转容易,分子链极为柔顺。

(2)聚异戊二烯:由于双键上的侧基(或原子)数目较单键少,键角120°大于一般单键的109.5°,所以孤立双键邻近的单键内旋转位垒较少,分子链也非常柔顺。

(3)聚乙烯:具有一定柔顺性。

(4)聚苯乙烯:侧基较大,由于空间位阻对内旋转不利,从而刚性比聚乙烯大。

(5)硝化纤维素:主链上的六元环结构使内旋转困难。

而且分子间能形成氢键,硝酸酯侧基也有极性,这些因素都大大增加分子刚性。

例10根据高聚物的分子结构和分子间作用能,定性地讨论表表1中所列各高聚物的性能。

表1。

线形高聚物的内聚能密度解(1)聚乙烯、聚异丁烯、天然橡胶和丁苯橡胶都有较好的柔顺性,他们是和用作弹性体。

其中聚乙烯由于结构高度对称,太易于结晶,实际上只能用作塑料,但从纯C-C单键的结构来说,本来应当有很好的柔顺性,理应是个橡胶。

(2)聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙酸乙烯酯和聚氯乙烯的柔顺性适中,适合用作塑料。

(3)聚对苯二甲酸乙二酯、尼龙-66和聚丙烯腈的分子间作用力大,柔顺性较差,刚性和强度较大,易作纤维。

可见,一般规律是内聚能密度小于70cal/cm3的为橡胶,内聚能密度在70~100的为塑料;大于100的为纤维。

例11降下列三组聚合物的结晶难易程度排列成序:(1)PE,PP,PVC,PS,PAN;(2)聚对苯二甲酸乙二酯,聚间苯二甲酸乙二酯,聚己二酸乙二酯;(3)尼龙-66,尼龙-1010。

解结晶的难易程度为:(1)PE>PAN>PP>PVC>PS;(2)聚乙二酸乙二酯>聚对苯二甲酸乙二酯>聚间苯二甲酸酯,由于聚己二酸乙二酯柔性好聚间苯二甲酸乙二醇酯对称性不好;(3)尼龙-66>尼龙1010,由于尼龙-66分子中的氢键密度大于尼龙1010。

例12 有两种乙烯和丙烯的共聚物,其组成相同(均为65%乙烯和35%丙烯),但其中一种室温时是橡胶状的,一直稳定降至约-70o C时才变硬,另一种室温时却是硬而韧又不透明的材料。

试解释他们在内在结构上的差别。

解前者是无规共聚物,丙烯上的甲基在分子链上是无规排列的,这样在晶格中分子链难以堆砌整齐,所以得到一个无定型的橡胶状的透明聚合物。

后者是乙烯和有规立构聚丙烯的嵌段共聚物,乙烯的长嵌段堆砌入聚乙烯晶格,而丙烯嵌段堆砌入聚丙烯晶格。

由于能结晶从而是硬而韧的塑料,且不透明。

例13 判断正误:“分子在晶体中是规整排列的,所以只有全同立构或间同了;立构的高分子才能结晶,无规立构的高分子不能结晶。

”解错。

无规立构不等于没有对称性,况且对称性不是唯一的结构影响因素,柔顺性和分子间作用力也很重要。

一些无规立构的聚合物如聚乙烯醇(结晶度达30%)、聚三氟氯乙烯(结晶度达90%以上)等距能结晶。

错误分析“若有两种均聚物有相同类型的结晶结构也能结晶,如两种尼龙。

”这里将无规立构与无规共聚混为一谈。

易混淆的还有“无规线团”。

这三种“无规”完全是不同的概念。

例14 (1)为什么聚对苯二甲酸乙二醇酯从熔体淬火时得到透明体?(2)为什么IPMMA是不透明名的?解(1)聚对苯二甲酸乙二醇酯的结晶速度很慢,快速冷却时来不及结晶,所以透明。

(2)等规PMMA结晶能力很大,结晶快,所以它的试样总是不透明的。

例15试分析聚三氟氯乙烯是否结晶性聚合物?要制成透明薄板制品,问成型过程中要注意什么条件的控制?解 是结晶性聚合物,由于氯原子与氟原子大小差不多,分子结构的对称性好,所以易结晶。

成型过程中要使制品快速冷却,以降低结晶度并使晶粒更细小,才能得到透明薄板。

例16透明的聚酯薄膜在室温二氧六环中浸泡数分钟就变成不透明,这是为什么?解 是因为溶剂诱导结晶,有机溶剂岑如聚合物分子链之间降低了高分子链间相互作用力,使链段更易运动,从而T g 降低至室温以下而结晶。

例17已知PE 的结晶密度为1000kg/m 3,无定型PE 的密度为865kg/m 3,计算密度为970kg/m 3的线性PE 和密度为917kg/m 3的支化PE 的f c w .解释为什么两者的结晶度相差那么大?解 f c w =•ρρc ac a ρ-ρρ-ρ 线形PE f c w =80.2%,支化PE f c w =42.0%.线形PE 由于对称性比支化PE 好,所以结晶度大。

例18(1)将熔融态的聚乙烯(PE),聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚苯乙烯(PS)淬冷到室温,PE是半透明的,而PET和PS是透明的。

为什么?(2)将上述的PET透明试样,在接近玻璃化温度下进行拉伸,发现式样外观由透明变为混浊,试从热力学观点来解释这一现象。

解(1)当光线通过物体时,若全部通过,则此物体时透明的。

若光线全部被吸收,则此物体为黑色。

对于高聚物的晶态结构总是晶区与非晶区共存,而晶区与非晶区的密度不同,物质的折光率又与密度有关,因此高聚物的晶区与非晶区折光率不同。

光线通过结晶高聚物时,在晶区界面上必然发生折射、反射和散射,不能直接通过,故两相并存的结晶高聚物通常呈乳白色,不透明或半透明,如聚乙烯,尼龙等。

当结晶度减小时,透明度增加。

对于完全非晶的高聚物,光线能通过,通常是透明的,如有机玻璃、聚苯乙烯等。

另外,结晶高聚物要满足充要条件例19简述聚合物的溶解过程,并解释为什么大多数聚合物的溶解度很慢解因为聚合物分子与溶剂分子的大小相差悬殊,两者的分子运动速度差别很大,溶剂分子能比较快的渗透进入高聚物,而高分子向溶剂的扩散却非常慢。

这样,高聚物的溶解过程要经过两个阶段,先是溶剂分子渗入高聚物内部,使高聚物体积膨胀,称为“溶胀”,然后才是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。

整个过程往往需要较长的时间。

高聚物的聚集态又有非晶态和晶态之分。

非晶态高聚物的分子堆砌比较松散,分子间的相互作用较弱,因而溶剂分子比较容易渗入高聚物内部使之溶胀和溶解。

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