高分子物理习题课-第二章6页word

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《高分子物理》习题解

《高分子物理》习题解

第2章习题1. 解释下列名词:(1)化学结构与物理结构解:除非通过化学键断裂并同时生成新的化学键才能产生改变的分子结构被定义为化学结构。

而将分子链内、链间或某些基团与大分子之间的形态学表述定义为物理结构。

(2)构型与构象解:构象是分子内无化学键连接邻近原子或原子团之间可能存在的空间状态描述,其特点是存在空间和时间的不确定性。

构型则是分子内化学键连接的相邻原子或原子团间相对空间位置的表征,其特点是存在空间和时间的确定性。

(3)链段和链段长解:分子链内可自由取向、在一定范围内独立运动的最小单位被定义为链段。

或者将分子链内含若干结构单元或σ键、彼此运动互不牵连和影响的“一段链”定义为链段。

链段长度既可用其实际长度l(nm)表示,也可用其所含结构单元数N表示。

(4)均方末端距解:众多大分子链矢量末端距的均平方值,即称为均方末端距,系表征线型聚合物分子链柔性的重要参数。

(5)均方半径解:由组成分子链的所有链段的质心至整个分子链质心矢量距离的均方值称为均方半径。

(6)热力学链段与动力学链段解:顾名思义,按照热力学方法测定并计算的聚合物分子链的链段长度称为热力学链段长度。

而按照动力学方法测定并计算的聚合物分子链的链段长度,则称为动力学链段长度。

(7)自由结合链与Huhn等效链解:假设分子链由足够多且不占体积的σ键构成,所有σ键的内旋转皆不受键角和邻近原子或基团热力学能垒的限制,即每个化学键在任意方向的取向概率相等,即为极端理想化的柔性链模型,即高斯链模型。

如果将内旋转运动时所牵连或受影响的若干邻近σ键组成的“链段”假设为前述自由结合链的独立运动单元,即成为Kuhn等效链模型。

换言之,Kuhn等效链的独立运动单元并非σ键,而是链段。

(8)无扰尺寸A解:用无扰均方末端距与相对分子质量比值的平方根来表征分子链的相对柔性,并将其定义为分子链的无扰尺寸A == (h—20/M )1/2(9)Flory特征比C和位阻参数σ(即刚性因子)解:将无扰均方末端距与高斯链的均方末端距之比定义为Flory特征比C,有时也将其平方根C 1/2定义为分子链的无扰尺寸。

高分子物理第二章

高分子物理第二章

第二章高分子链的远程结构(二次结构)§1 高分子链的内旋转构象§2 高分子链的末端距及其构象统计§3 高分子链的均方旋转半径§4 高分子链的柔顺性及其表征高分子链的远程结构•远程结构:一根分子链的― 形状‖•―形状‖;一般是卷曲成无规的线团卷曲成团的特性称高分子链的柔顺性•柔顺性:–是高聚物特有的一种属性–是决定高分子― 形态‖ 的主要因素–是橡胶高弹性能的根由–对高聚物的物理、化学、力学、热性能、溶解性能等起有根本的作用§1 高分子链的内旋转构象•构象:由于单键(σ键)的内旋转,而产生的分子在空间的不同形态。

它是不稳定的,分子热运动即能使其构象发生改变•构型:分子中由化学键所固定的原子在空间的排列。

它是稳定的,要改变构型必需经化学键的断裂、重组。

1—1 小分子的内旋转《1》物质结构的平衡态•非键合原子或分子间相互吸引和相互排斥作用达到平衡时在空间的几何排列。

•相互吸引——质量作用定律•相互排斥——库仑作用力《1》物质结构的平衡态r 称Vanderwall距离= 2个原子的Vanderwall半径之和。

H 原子的Vanderwall半径为1.2AN 原子的Vanderwall半径为1.5AO 原子的Vanderwall半径为1.4A《2》小分子的内旋转构象乙烷分子的内旋转:非键合的H原子之间的距离:2.26~2.37<2.4A叠同式(顺式)交叉式(反式)《2》小分子的内旋转构象•由于非键合原子间的相互作用——内旋转时会受到阻碍(位垒)。

乙烷分子:~2.9kcal/mol乙烷分子的位垒分布曲线不同结构中σ单键转动360°的位垒1—2 高分子链的内旋转•PE 分子链旋转角:0 60、300 120、240 180(顺式)(反式)位垒:大较小较大小PE分子链内旋转位能分布曲线PE分子链的构象PE晶相分子链构象通常取位能最低的反式即分子主链呈锯齿型锯齿型(PE、PTFE等)高分子晶体中主链的构象实际上聚合物晶体中主链构象主要呈二种形式:•锯齿型(PE、PTFE等)•螺旋形(PP|PS等)1—3 高分子链构象数的估计C—C 单键;键角:109°28ˊ共价键,方向性二根化学键构象数:1三根化学键构象数:2四根化学键构象数:4五根化学键——81—3 高分子链构象数的估计n 根化学键——2n –2聚乙烯PE分子量M 为56000,共价键数n:4000其构象数约为23998~ 101200高分子链构象小结•由于σ单键的内旋转,使高分子链出现不同的构型•每根高分子链可能出现的构象数极大,且呈现卷曲状的可能性大•各种构象间的转换需克服一定的位垒,通常由热运动即能使之实现•构象间转换的速度极快,约为10-10 秒数量级§2 高分子链的末端距及其构象统计2—1 末端距高分子链的构象——形态:卷曲·········伸直2—1 末端距•末端距高分子链两端间的矢量距2—1 末端距•由于分子热运动,分子链构象不断变化•构象可采用末端距的平均值来描述•实际上= 0因为分子热运动的随机性•因而,用末端距矢量的平方的平均值描述即为均方末端距实际使用根均方末端距2—2 高分子链均方末端距的几何计算2—2 高分子链均方末端距的几何计算•式中:= =2—2 高分子链均方末端距的几何计算《1》自由结合链(freely jointed chain)特征:–主链单键数很大(n很大)–每个键不占体积–单键的内旋转完全自由–内旋转各个方向几率相同2—2 末端距的几何计算《1》自由结合链因各个方向旋转几率相同2—2末端距的几何计算《1》自由结合链例:聚乙烯PE 聚合度P=500 (n=1000)键长l = 1·54A计算可得:根均方末端距与完全伸直链相差达30倍!2—2末端距的几何计算《2》自由旋转链(freely rotation chain)特征:–主链单键数很大(n很大)–每个单键不占有体积–单键的内旋转完全自由–内旋转键角恒定2—2末端距的几何计算《2》自由旋转链键角:补角:2—2末端距的几何计算《2》自由旋转链主要需求得:利用:2—2末端距的几何计算《2》自由旋转链整理化简:2—2末端距的几何计算《2》自由旋转链当n 很大时,第二项可忽略,可得:注意!公式中θ为键角α的补角2—2末端距的几何计算《2》自由旋转链例:聚乙烯PE,聚合度P为500n = 1000;l = 1·54 A ;键角α= 109o28′根均方末端距与伸直链相差18余倍2—2末端距的几何计算《3》受阻内旋转链(chains with restricted rotation)空间位阻效应内旋转阻碍基团之间的相互作用即:内旋转位能函数U(ф)≠02—2末端距的几何计算《3》受阻内旋转链对于具有对称结构的高分子U(ф)为偶函数,即有U(ф)= U(-ф)则有:2—2末端距的几何计算《3》受阻内旋转链其中:并令:σ2为空间阻碍参数几种线型高聚物的空间阻碍参数《3》受阻内旋转链例:聚乙烯PEn = 1000;l = 1.54 A;键角α= 109o28′2—2末端距的几何计算《4》等效自由结合链(高斯链)假设条件:•高分子链可看成由n e个运动单元(链段)组成•每个运动单元为长度是l e的刚性链段•运动单元之间为自由结合、无规取向《4》等效自由结合链(高斯链)等效含义:•伸直长度n e l e= nl cos(θ/2)= L max•末端距计算公式为h o2 = n e l e2则有n e= (L2max / h o2)和l e= (h o2 / L max)h o2是指分子链在无扰条件(θ条件)下,测得的均方末端距《4》等效自由结合链(高斯链)通常n e和 l e可由试验得到的 h o2 和 M求得例:PE;测得的 M 为 14000;h o2 为 16000 A2M : n ≈ 1000;l = 1.54 AL max≈ nl cos(θ/ 2)≈ 1260 A∴n e≈ 99 ≈ n /10 ;l e≈ 12.7 A≈ 8.6 l几种高聚物的链段长度《4》等效自由结合链(高斯链)•等效自由结合链——符合高斯分布函数;运动单元是链段;链段间自由结合;具有实际应用意义。

高分子物理习题

高分子物理习题

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 η=,已知Mark-Houwink 方程中4110/d g -K =⨯I ,α=0.8 Huggins 方程中常数κ=0.33(1)计算c =0.0030g/ml 时,溶液的相对粘度r η。

(完整word版)高分子化学与物理基础

(完整word版)高分子化学与物理基础

3. 写出下列单体的聚合反应式和单体、聚合物的名称 (1) CH 2=CHF (2) CH 2=CH(CH 3)2 CH3 | (3) CH 2=C | COO CH 3 (4) HO - ( CH 2)5- COOH (5) CH 2CH 2CH 2O |__________|
1
(1)
n CH 2 CH
(3) 主链,侧链,侧基,端基 主链:贯穿于整个高分子的链称为主链。
侧链:主链两侧的链称为侧链。 侧基:主链两侧的基团称为侧基。
端基:主链两端的基团称为端基。
(4) 结构单元,单体单元,重复单元,链节 结构单元:高分子中多次重复的且可以表明合成所用单体种类的化学结构。 重复单元:聚合物中化学组成相同的最小单位,又称为链节。

当量系数和过量分数
当量系数:起始两种官能团数之比,记为γ,γ≦
1。
过量分数:过量单体的过量分子数与不过量单体的分子数之比。

平衡缩聚和不平衡缩聚
平衡缩聚 :通常指平衡常数小于 103 的缩聚反应。
不平衡缩聚 :通常指平衡常数大于 103 的缩聚反应,或根本不可逆的缩聚反应。

均缩聚、混缩聚和共缩聚
H (C H 2 ) 5 C O nOH
w- 羟基己酸
聚 w- 羟基己酸
(5) n CH 2CH 2CH 2O
环氧丙烷
OC H 2 C H 2 C H 2 n 聚环氧丙烷
4. 写出下列聚合物的一般名称、单体、聚合反应式,并指明这些聚合反应属于加聚反应还是缩聚反应,链式聚合还是逐步 聚合?
(1) -[- CH 2- CH-] n-
分布,可用重均相对分子质量与数均相对分子质量的比值表示其分布宽度。
(6) 连锁聚合,逐步聚合,加聚反应,缩聚反应 加聚反应:单体通过相互加成而形成聚合物的反应。

高分子物理修订版课后习题答案 何曼君 陈维孝 董西侠 1990年 复旦大学出版社 word版本要点

高分子物理修订版课后习题答案 何曼君 陈维孝 董西侠 1990年 复旦大学出版社 word版本要点

第一章 高分子链的结构1 写出由取代的二烯(1,3丁二烯衍生物)CH 3CH CH CH CH COOCH 3经加聚反应得到的聚合物,若只考虑单体的1,4-加成,和单体头-尾相接,则理论上可有几种立体异构体?解:该单体经1,4-加聚后,且只考虑单体的头-尾相接,可得到下面在一个结构单元中含有三个不对称点的聚合物:CH CH CH CH CH 3COOCH 3n即含有两种不对称碳原子和一个碳-碳双键,理论上可有8种具有三重有规立构的聚合物。

2 今有一种聚乙烯醇,若经缩醛化处理后,发现有14%左右的羟基未反应,若用HIO 4氧化,可得到丙酮和乙酸。

由以上实验事实,则关于此种聚乙烯醇中单体的键接方式可得到什么结论?解:若单体是头-尾连接,经缩醛化处理后,大分子链中可形成稳定的六元环,因而只留下少量未反应的羟基:CH 2CH OHCH 2CH OHCH 2CH OHCH 2CH O2O CH CH 2CH 2CH OH同时若用HIO 4氧化处理时,可得到乙酸和丙酮:CH 2CH CH 2OHCH CH 2OHCH OH4CH 3COHO+CH 3COCH 3若单体为头-头或尾-尾连接,则缩醛化时不易形成较不稳定的五元环,因之未反应的OH 基数应更多(>14%),而且经HIO 4氧化处理时,也得不到丙酮:CH 2CH CH OHCH 2CH 2CH OHOHCH OCH OCH 2O CHCH 2CH 2CHOHCH 2CH CH OHCH 2CH 2CH OHOH4CH 3COHO+OH COCH 2CH 2COHO可见聚乙烯醇高分子链中,单体主要为头-尾键接方式。

3 氯乙烯(CH 2CH Cl)和偏氯乙烯(CH 2CCl 2)的共聚物,经脱除HCl 和裂解后,产物有:,Cl,ClCl ,ClCl Cl等,其比例大致为10:1:1:10(重量),由以上事实,则对这两种单体在共聚物的序列分布可得到什么结论?解:这两种单体在共聚物中的排列方式有四种情况(为简化起见只考虑三单元):CH 2CH Cl CH 2C Cl Cl+(V)(D)V V V V V D D D V DDD这四种排列方式的裂解产物分别应为:,Cl ,Cl Cl ,ClCl Cl而实验得到这四种裂解产物的组成是10:1:1:10,可见原共聚物中主要为:V V V 、D D D的序列分布,而其余两种情况的无规链节很少。

高分子物理习题及答案.docx

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高分子物理习题及答案第一章1.假定A与B l两聚合物试样中都含有三个组分,其相对分子质量分别为1万、10万和20万,相应的重量分数分别为:A是0.3、0.4和0.3, B是0.1、0.8和0.1,计算此二试样的标和福':,并求其分布宽度指数b;、bj和多分散系数d。

解(1)对于A—-—= ------------------ ------------- = 28169y 03 04 0.3乙矿10?+1(F+2X105=0.3xl04 +0.4xl05 +0.3x2xl05 =103000—0.3x108+0.4x10】°+0.3x4x10】°M:~~- = ------------- = 155630M K103000d = M w/M n = 3.66bj =万;0 — 1) = 28169? x3.66 = 2 90x 109o-;=宓;0 — 1) = 1030002x3.66 = 3.88x101°(2)对于BM n = 54054M w =101000M: =118910d = 1.87b: =2.54x109* =8.87x1092.假定某聚善试样中含有三个组分,其相督子质量分别为1万、2万和3万,今测得该试样的数均相对分子质量商"为2万、重均相对分子质量为2.3万,试计算此试样中各组分的摩尔分数和重量分数。

M…=Y N.M.I I无=5虹=刊*箜竺J j J W,M iE^,=i104M+2xl04M+3xl04N3 =2x"< lO'M +4X108A^2+9X108^3=4.6X108N、+N2 +M =1解得N、= 0.3, N2 = 0.4 , N3 = 0.3M n= £-------- ;—(2)切'fWM£w,=i成w, , —-H ------------ = 1 - ---------- =104 2xl04 3xl04 2xl04< 104^ +2X104W2+3X104W3=2.3X104W t+W2+W3 =1解得W] = o. 15 , W2 = 0.4, W3 = 0.453.在25°C的。

高分子物理第四版练习题(华幼卿主编)(2021年整理)

高分子物理第四版练习题(华幼卿主编)(2021年整理)

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下列结构不属于一级结构范畴的是( D )。

A、化学组成B、顺反异构C、头-尾键接D、相对分子质量对取向与结晶的正确描述是( D )。

A、两者均是自发过程B、前者是自发过程,后者是非自发过程C、两者都为热力学平衡态D、前者为非热力学平衡态,后才为热力学平衡态某一聚合物薄膜,当温度升至一定温度时发生收缩,这是由于( C )。

A、内应力松弛B、导热不良C、大分子解取向DNA的双螺旋属高分子结构中的几级结构( B )。

A、一级结构B、二级结构C、三级结构可用于描述无规PS的聚集态结构的模型是( B )。

A、缨状微束模型B、无规线团模型C、插线板模型下列有关高分子结构的叙述不正确的是( C )。

A、高分子是由许多结构单元组成的B、高分子链具有一定的内旋转自由度C、结晶性的高分子中不存在非晶态D、高分子是一系列同系物的混合物当主链由下列饱和单键组成时,其柔顺性的顺序为( C )。

A、—C-O—〉—Si—O—>—C-C-B、—Si—O-〉-C-C->—C—O—C、—Si-O—>—C—O—>—C-C—柔顺性可以通过以下哪些参数定量表征(ABCD )。

A、链段长度B、刚性因子C、无扰尺寸D、极限特征比下列聚合物柔顺性排列顺序正确的是( B )。

高分子物理习题

高分子物理习题

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 η=,已知Mark-Houwink 方程中4110/d g -K =⨯I ,α=0.8 Huggins 方程中常数κ=0.33(1)计算c =0.0030g/ml 时,溶液的相对粘度r η。

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例1 根据高聚物的分子结构和分子间作用能,定性地讨论表2-1中所列各高聚物的性能。

解:(1)聚乙烯、聚异丁烯、天然橡胶、聚丁二烯和丁苯橡胶都有较好的柔顺性,它们适合于用作弹性体。

其中聚乙烯由于结构高度对称性,太易于结晶,从而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、聚醋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,宜作纤维。

可见一般规律是内聚能密度<70卡/厘米3的为橡胶;内聚能密度70~100的为塑料;>100的为纤维。

例 2 由文献查得涤纶树脂的密度ρc=1.50×103kg·m-3,和ρa=1.335×103kg·m-3,内聚能ΔΕ=66.67kJ·mol-1(单元).今有一块1.42×2.96×0.51×10-6m3的涤纶试样,重量为2.92×10-3kg,试由以上数据计算:
(1) 涤纶树脂试样的密度和结晶度;
(2) 涤纶树脂的内聚能密度.
解 (l) 密度
结晶度
或 %3.23=--⋅=a
c a c W
c f ρρρρρρ (2) 内聚能密度
文献值CED =476(J ·cm -3)
例3 已知聚丙烯的熔点T m =176℃,结构单元熔化热ΔH u =8.36kJ ·mol -1,试计算:(类似于本章17题)
(1) 平均聚合度分别为=DP 6、10、30、1000的情况下,由于链端效应引起的T m 下降为多大?
(2) 若用第二组分和它共聚,且第二组分不进入晶格,试估计第二组分占10%摩尔分数时共聚物的熔点为多少?
解 (1) DP H R T T u
m m ⋅∆=-2110 式中,T m 0=176℃=449K ,R=8.31J ·mol -l K -1,用不同DP 值代入公式计算得到:
T m1=337K(104℃),降低值176—104=72℃
T m2=403K(130℃),降低值176—130=46℃
T m3=432K(159℃),降低值176—159=17℃
T m4=448K(175℃),降低值176—175=1℃
可见当DP>1000时,端链效应开始可以忽略.
(2)由于X A=0.9,X B=0.1
∴T m=428.8K (156℃)
例4 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)等均能结晶。

例 5 为什么聚对苯二甲酸乙二酯从熔体淬火时得到透明体?为什么IPMMA是不透明的?
解:聚对苯二甲酸乙二酯的结晶速度很慢,快速冷却时来不及结晶,所以透明。

等规PMMA结晶能力大,结晶快,所以它的试样是不透明的。

例 6 透明的聚酯薄膜在室温二氧六环中浸泡数分钟就变为不透明,这是为什么?
解:称溶剂诱导结晶,有机溶剂渗入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7 三类线形脂肪族聚合物(对于给定的n 值)的熔点顺序如下所示,解释原因。

聚氨酯 聚酰胺 聚脲 解:m
m m H T S ∆=∆
聚氨酯链含有柔性的―O ―键,m S ∆较大,因而m T 较
低。

另一方面聚酰胺与聚氨酯的氢键相差不多,聚酰胺与聚脲有相同的柔顺性,但聚脲的氢键比聚酰胺强的多,即分子间作用力强得多,也就是m H ∆较大,从而熔点较高。

例8 某一结晶性聚合物分别用注射和模塑两种方法成型,冷却水温都是20℃,比较制品的结晶形态和结晶度.
解:注射成型的冷却速度较快,且应力较大,所以往往生成小球晶或串晶,结晶度较低或不结晶。

相反模塑成型的冷却速度较慢,球晶较大,结晶度较高。

例9 指出高聚物结晶形态的主要类型,并简要叙述其形成条件。

解:
单晶:只能从极稀的高聚物溶液中缓慢结晶得到。

球晶:从浓溶液或熔融体冷却时得到。

纤维状晶(串晶):在流动应力场下得到。

伸直链晶体:极高压力下缓慢结晶。

例10 由什么事实可证明结晶高聚物中有非晶态结构解:
(1)一般测得的结晶聚合物的密度总是低于由晶胞参数计算的完全结晶的密度。

如PE实测0.93~0.96,而从晶胞参数计算出ρc=1.014g/cm3,可见存在非晶态。

(2)从结晶聚合物大角X光射线图上衍射花样和弥散环同时出现可以得证。

错误分析:“从材料不透明可以证明有非晶的存在”。

一般来说有结晶存在时高分子材料常为不透明,这是由于高聚物是结晶与非晶并存,在两相界面上会反射或散射光。

但不能说不透明就一定有非晶或有结晶存在,因为填料、缺陷等许多因素都会影响材料的透明性。

例11 列出下列聚合物的熔点顺序,并用热力学观点及关系式说明其理由。

聚对苯二甲酸乙二酯、聚丙烯、聚乙烯、顺1,4聚丁二烯、聚四氟乙烯
解:PTFE(327℃)> PET(267℃)> PP (176℃)> PE(137℃)>顺1,4聚丁二烯(12℃)
由于T m=ΔH m/ΔS m,ΔH增大或ΔS减少的因素都使T m增加。

(1)PTFE:由于氟原子电负性很强,F原子间的斥力很大,分子采取螺旋构象(H136),分子链的内旋转很困难,ΔS很小,所以T m很高。

(2)PET:由于酯基的极性,分子间作用力大,所以ΔH大;另一方面由于主链有芳环,刚性较大,ΔS 较小,所以总效果T m较高。

(3)PP:由于有侧甲基,比PE的刚性大,ΔS较小,因而T m比PE高。

(4)顺1,4聚丁二烯:主链上孤立双键柔性好,ΔS 大,从而T m很低。

例12 预计由以下单体聚合而成的全同立构聚合物哪一个T m较高.
解:
的T m大于
ΔS较小,T
m
较高。

CH2O n CH2CH O n
CH3。

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