高分子物理习题答案1-5章

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高分子物理习题集--答案-

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高分子物理习题集-谜底之巴公井开创作第一章高聚物的结构4、高分子的构型和构象有何区别?如果聚丙烯的规整度不高, 是否可以通过单键的内旋转提高它的规整度?答:构型:分子中由化学键所固定的原子或基团在空间的几何排列.这种排列是稳定的, 要改变构型必需经过化学键的断裂和重组.构象:由于单键内旋转而发生的分子在空间的分歧形态.构象的改变速率很快, 构象时刻在变, 很不稳定, 一般不能用化学方法来分离.不能.提高聚丙烯的等规度须改变构型, 而改变构型与改变构象的方法根天职歧.构象是围绕单键内旋转所引起的排列变动, 改变构象只需克服单键内旋转位垒即可实现, 而且分子中的单键内旋转是随时发生的, 构象瞬息万变, 不会呈现因构象改变而使间同PP(全同PP)酿玉成同PP(间同PP);而改变构型必需经过化学键的断裂才华实现.5、试写出线型聚异戊二烯加聚产物可能有那些分歧的构型.答:依照IUPAC有机命名法中的最小原则, CH3在2位上, 而不是3位上, 即异戊二烯应写成(一)键接异构:主要包括1, 4-加成、1, 2-加成、3, 4-加成三种键接异构体.(二)分歧的键接异构体可能还存在下列6中有规立构体.①顺式1, 4-加成②反式1, 4-加成③1, 2-加玉成同立构④1, 2-加成间同立构⑤3, 4-加玉成同立构⑥3, 4-加成间同立构6.分子间作用力的实质是什么?影响分子间作用力的因素有哪些?试比力聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚酰胺(尼龙-66)、聚丙烯酸各有那些分子间作用力?答:分子间作用力的实质是:非键合力、次价力、物理力.影响因素有:化学组成、分子结构、分子量、温度、分子间距离.PE 、PP 是非极性聚合物, 其分子间作用力为:色散力;PVC 是极性分子, 其分子间作用力为:静电力、诱导力、色散力;尼龙-66是极性分子, 结构为其分子间作用力为:静电力、诱导力、色散力, 氢键; 聚丙烯酸是极性分子, 结构为 其分子间作用力为:静电力、诱导力、色散力, 氢键.7.下列那些聚合物没有旋光异构, 并解释原因.A .聚乙烯B .聚丙烯C .1, 4-聚异戊二烯D .3, 4-聚丁二烯E .聚甲基丙烯酸甲酯F .硫化橡胶答:A )聚乙烯, , 每个C 原子上对称取代两个氢原子, 分子内无手性碳原子(或称分歧毛病称碳原子).所以聚乙烯没有旋光异构体存在.B )聚丙烯, 结构单位为-CH 2-CHCH 3-, 每个结构单位存在一个手性碳原子, 所以聚丙烯具有旋光异构.C )1, 4-聚异戊二烯, 分子中存在孤立双键, 有顺反异构, 无旋光异构.D )3, 4-聚丁二烯, 有旋光异构性.E )聚甲基丙烯酸甲酯, 有旋光异构性.F )硫化橡胶, 无手性碳原子, 无旋光异构.8.何谓年夜分子链的柔顺性?试比力下列高聚物年夜分子链的柔顺性, 并简要说明理由.答:高分子链能够改变其构象的性质称为柔顺性.这些年夜分子链的柔顺性排序(按柔顺性依次减小排列):(2)>(1)>(3) > (4) > (5)理由:聚异戊二烯分子中含有孤立双键, 孤立双键相邻的单键的内旋转位垒较小, 分子柔顺性最好, 因为键角较年夜(120o)且双键上只有一个取代基或一个H.CH 2nCOOHH C CH 2nCH 2聚乙烯是结构规整的分子, 氢原子体积小, 分子柔顺性也较好聚氯乙烯含有极性侧基—Cl, 分子间相互作用力较年夜, 分子柔顺性变差聚对苯二甲酸乙二醇酯主链中含有苯环, 使分子链柔顺性更差聚丙烯腈含有强极性侧基, 分子间作用力非常年夜, 内旋转位垒高, 分子链柔顺性最差.9、写出下列各组高聚物的结构单位, 比力各组内几种高分子链的柔性年夜小, 并说明原因.1)聚乙烯, 聚丙烯, 聚苯乙烯2)聚乙烯, 聚乙炔, 顺式1, 4聚丁二烯3)聚丙烯, 聚氯乙烯, 聚丙烯腈4)聚丙烯, 聚异丁烯5)聚氯乙烯, 聚偏氯乙烯6)聚乙烯, 聚乙烯咔唑, 聚乙烯基叔丁烷7)聚丙烯酸甲酯, 聚丙烯酸丙酯, 聚丙烯酸戊酯8)聚酰胺66, 聚对苯二甲酸对苯二胺9)聚对苯二甲酸乙二醇酯, 聚对苯二甲酸丁二醇酯答:1)结构单位分别为:柔顺性比力如下:柔性由年夜到小:聚乙烯>聚丙烯>聚苯乙烯原因:三种高聚物主链结构相同, 侧基取代基体积越年夜, 分子链柔性越小.2)结构单位分别为:柔顺性比力如下:柔性由年夜到小:顺式1, 4聚丁二烯>聚乙烯>聚乙炔原因:顺式1, 4聚丁二烯主链中含有孤立双键, 柔性较年夜, 而聚乙炔分子主链上则是共轭双键, 分子刚性很年夜.3)结构单位分别为:柔顺性比力如下:柔性由年夜到小:聚丙烯>聚氯乙烯>聚丙烯腈原因:主链结构相同, 侧基取代基极性-CN>-Cl>-CH3, 取代基极性越年夜, 分子间相互作用力越年夜, 分子链柔顺性越差, 刚性越年夜.4)结构单位分别为:柔顺性比力:柔性由年夜到小:聚异丁烯>聚丙烯原因:聚异丁烯两个甲基对称双取代, 使分子链柔性增加. 5)结构单位分别为:柔性:聚氯乙烯<聚偏氯乙烯 原因同上.6)结构单位分别为:柔顺性:聚乙烯>聚乙烯基叔丁烷>聚乙烯咔唑原因:主链结构相同, 侧基取代基的体积年夜的分子链柔性差. 7)结构单位分别为:柔顺性:聚丙烯酸甲酯<聚丙烯酸丙酯<聚丙烯酸戊酯原因:侧链为脂肪族时, 侧链越长, 分子总的构象数就越多, 分子链越柔顺.8)结构单位分别为:柔顺性:聚酰胺66>聚对苯二甲酸对苯二胺原因:PPTA 主链中含有苯环, 分子链刚性年夜. 9)结构单位分别为:柔顺性:聚对苯二甲酸乙二醇酯<聚对苯二甲酸丁二醇酯原因:PBT 主链中含有4个亚甲基, 使其分子链柔性较年夜.14、一个高分子链的聚合度增年夜100倍, 其链的尺寸扩年夜了几多倍?答:链的尺寸用根均方末端距暗示(以自由连接链为例): 其中N 为键数, l 为键长, θ为键角的补角.当分子链的聚合的增年夜100倍, 也就意味着分子链中键数增年夜100倍.所以链的根均方末端距增年夜了10倍.o, 无扰尺寸A=483510nm -⨯, 刚性因子(空间位阻参数) 1.76σ=, 求其等效自由结合链的链段长度b.答:已知聚丙烯的无扰尺寸A, 且 所以, 聚丙烯的分子量.设聚丙烯的键数为n, 则所以, 聚丙烯的等效自由结合链的链段长度b所以, 聚丙烯的等效自由结合链长度b=1.164nm. 16.聚乙烯是塑料, 全同立构的聚丙烯也是塑料, 为什么乙烯和少量丙烯的共聚物却是乙丙橡胶?谜底:聚乙烯分子链柔顺且规整性好, 因此容易结晶, 获得的是240A 83510h nm M -=⨯=2200242422(83510)h h n M A -=⨯==⨯221cos 1cos h Nl θθ+=-结晶态的PE, 虽然其玻璃化温度低于室温, 却可以作为塑料使用.全同立构聚丙烯分子柔顺性也较好, 而且分子链规整性好, 也是容易结晶的高聚物, 常温下作为塑料使用.而乙丙橡胶由于是无规共聚, 分子链上甲基的位置是完全无规的, 因此分子整体规整性被破坏, 难以形成结晶结构, 其Tg 低于室温, 常作为橡胶使用. 20.今有三种嵌段共聚物M-S-M, 实验中测定, 当聚苯乙烯嵌段(S )的质量百分数为50%时, 在苯溶剂中S 段的均方根长度为10.2nm.当C-C 键角为, 假定内旋转不受位垒限制时, 求出共聚物中S 段和M 段(PMMA )的聚合度.答:题中条件提示:键角一定, 内旋转不受位垒限制, 那么可以按自由旋转链来处置.所以, 有公式(N —键数, L —键长)θ=180°-109°28′=70°32′ cosθ=1/3(1+cosθ)/(1-cosθ)=2 有 所以S 段的聚合度苯乙烯St 的化学式量为104;甲基丙烯酸甲酯 MMA 的化学式量为100若设M 段的聚合度为 有M 段的聚合度26、某单烯类聚合物的聚合度为104, 试计算分子链完全伸展时的长度是其均方根末端距的几多倍?(假定该分子链为自由旋转链.)并由分子运动观点解释某些高分子资料在外力作用下可以发生很年夜形变的原因.答:单烯类聚合物, 主链为C 链, 聚合度为104时, 主链中键数所以222fr h NL ='n X '601n X ='11561042100n X ⨯=⨯1223Nl⎛⎫= ⎪⎝⎭12max12228.31NlL ⎛⎫ ⎪====即分子链完全伸展时的长度是其均方根末端距的8.31倍.第二章高分子溶液8.在室温下, 有无溶剂可以使下列各高聚物溶解?为什么?A.聚乙烯B.聚丙烯 C. 聚丙烯腈 D.聚酰胺(尼龙-6)E.聚苯乙烯 F.PMMAG.聚对苯二甲酸乙二酯 H.硫化橡胶 I.固化的环氧树脂答:A.聚乙烯, 结晶聚合物, 非极性, 在室温下无溶剂可溶B.聚丙烯, 同上C.聚丙烯腈:极性结晶高聚物, 室温下可溶于极性溶剂D.聚酰胺(尼龙-6), 结晶聚合物, 极性, 在室温下有溶剂可溶E.聚苯乙烯, 非晶聚合物, 非极性, 分子堆砌松散, 在室温下有溶剂可溶F.PMMA, 极性非晶聚合物, 分子堆砌松散, 室温下可溶于极性溶剂G.聚对苯二甲酸乙二酯, 同CH.硫化橡胶, 分子间交联, 无溶剂可溶, 可溶胀I, 分子间交联, , 可溶胀11)作PVC)的增塑剂,为了增加相溶性, 尚需加入一种稀释剂分子量所以, 可加入的这种稀释剂的体积分数为0.061.12.由于乙烯醇单体不稳定, 聚乙烯醇由聚醋酸乙烯酯水解制得.纯的聚醋酸乙烯酯(0%水解)是不溶于水的, 然而随着水解度的增加(直至87%水解度)聚合物变得更易溶于水.可是, 进一步提高水解度却减少了室温下的水溶性.简要解释之.并对下列三种物质的耐水性进行排序:聚醋酸乙烯酯, PVA, 维尼纶.答:纯的聚醋酸乙烯酯是不溶于水的, 可以在酸或碱催化时发生醇(水)解.随着水解的进行, 分子链上的醋酸根逐渐转酿成羟基, 羟基的亲水性使聚合物变得更易溶于水.可是水解度增加到87%以后, 年夜量的羟基易形成份子间氢键, 使分子间作用力年夜于水与聚合物之间的相互作用力, 此时聚合物在室温下的水溶性下降. 耐水性:聚醋酸乙烯酯 >维尼纶 >PVA要进行PVA 缩甲醛反应:是将水解制备的PVA 溶解于热水中, 经过纺丝、拉伸形成部份结晶的纤维(晶区不溶于水, 可是无定型区亲水, 且能溶胀), 在酸做催化剂, 使纤维与甲醛缩合反应.由于几率效应, 缩醛化其实不完全, 尚有孤立的羟基存在.第三章高聚物的分子量及其分子量分布4.今有分子量为1×104和54, 试计算: AB谜底:A :在分子数相同的的情况下共混时B :在重量相同的情况下共混时注:式中N 指分子数; 指i 分子的摩尔数;w 指重量;5.在253的聚氯乙烯溶液渗透压数据为270Pa, 求此试样的分子量和第二维利系数A 2J/K ·mol ), 并指出所得分子量是何种统计平均值.谜底:对高分子溶液, 膜渗透压、分子量及溶液浓度之间有如下关系:, 所以A 2=0 (摄氏温度换算成开尔文温度为:25+273.15=298.15K )因此,.8.今有聚甲基丙烯酸甲酯的苯溶液, 初始浓度i n i i i i i i m n M ==⨯分子的质量分子的摩尔数分子的分子量21()RT A C C M ∏=+346.7510(/)M g mol =⨯C0=0.1190g/100ml, 在25℃测出溶剂的平均流出的时间t0=271.7秒, 溶液的流出时间测定如下:1C ′试求特性黏度[η], 然后用下面公式计算平均分子量 谜底:将已知条件列表:1C ′t(平均)C (g/ml ), 将上图两条直线推至C=0处, 得出截距根据公式:所以:因此, 粘均分子量11.从高分子溶液的光散射、渗透压和黏度的测定中, 分别可以获得哪些有关高分子结构的信息?'12C '12C '23C '13C '14C 0r t t η=1sp r ηη=-ln r Cηsp Cη50.77] 4.6810M η-=⨯50.77465 4.6810M -=⨯91.2210v M =⨯1χ、2S 、2h膜渗透压法测数均分子量方法可以获得下列参数:n M 、2A 、1χ、θ黏度法测黏均分子量方法可以获得下列参数:M η、[]η、[]M η、α、12.试举出三种热力学参数, 用它们对聚合物溶解性能进行判断, 在什么情况下溶剂是良溶剂、一般溶剂、Θ溶剂、非溶剂.谜底:良溶剂 溶剂 Θ溶剂非溶剂 1χ<<1/2 <1/2 =1/2 >1/2 2A>>0 >0 =0 <0 θT>>θ T>θ T=θT<θα(扩张因子)>>1>1=1 <1注:扩张因子是没讲的内容!第四章 非晶态高聚物4.按要求绘制示意图(1)两个分歧分子量的线型非晶高聚物的形变—温度曲线和模量—温度曲线(试样M A >M B )(2)体型酚醛树脂和低硫化度丁二烯橡胶的模量—温度曲线(3)增塑和未增塑高聚物的模量—温度曲线 谜底:(1) (2) (3)9.写出下列高聚物的结构单位,并比力其玻璃化温度的年夜小;A .聚氯乙烯 聚异丁烯 聚偏二氯乙烯 聚碳酸酯B .聚丙烯酸 聚丙烯酸甲酯 聚甲基丙烯酸甲酯 聚丙烯酸乙酯 谜底: A 、所以A 组高聚物的玻璃化温度年夜小比力如下:PC>PVC > PVDF > PIB B 、所以B 组高聚物的玻璃化温度年夜小比力如下:聚丙烯酸>聚甲基丙烯酸甲酯>聚丙烯酸甲酯>聚丙烯酸乙酯10.天然橡胶的松弛活化能近似为 1.05KJ/mol (结构单位), 试估计一块天然橡胶由27℃升温到127℃时, 其松弛时间缩短了几倍?谜底: 或者:所以, 其松弛时间缩短了0.1倍. 11.已知增塑聚氯乙烯的玻璃化温度为338K, 黏流温度f T 为418K, 流动活化能△E η=8.31KJ/mol, 433K 时的黏度为5Pa ·S, 求此增塑聚氯乙烯在338K 和473K 时的黏度各为几多? 谜底:根据WLF 方程所以此聚氯乙烯在338K (Tg )时的黏度为: 因为473K 高于338+100K (Tg +100)所以要求473K 温度下聚氯乙烯的黏度, 要使用阿累尼乌斯公式 所以此聚氯乙烯在473K 时的黏度为:第五章 晶态高聚物1.试绘出高聚物熔体冷却至很高温度时的比容-温度曲线, 标出结晶和非晶过程的特征温度熔点m T 及玻璃化温度g T , 说明高聚物的结晶过程和玻璃化转变过程有何实质的区别.谜底:高聚物的结晶过程的实质是热力学相变过程, 而高聚物的玻璃化转变过程的实质上是体积松弛过程, 因此两者有实质上的分歧.(注意:题中要求画出高聚物熔体冷却到很高温度时的比容温度曲线, 意思是要经历结晶过程和玻璃化转变过程, 而且玻璃化转变过程完成完全.)()1210g T Pa s η=exp E A RT ηη∆⎛⎫= ⎪⎝⎭()()()()()03003004001.110.1400300E RTe τττττττ∆=-∴==()()()()04000.94000.9300300E RT e ττττττ∆=∴==12.比力下列高聚物熔点之高低:A.聚乙烯、聚氧化乙烯、聚氧化甲烯B.聚己二酸乙二酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯C.尼龙-1010、尼龙-610D.尼龙-6、尼龙-7谜底:熔点从高到低排序为A组:聚氧化甲烯(聚甲醛)>聚乙烯>聚氧化乙烯B组:聚对苯二甲酸乙二酯>聚对苯二甲酸丁二酯>聚己二酸乙二酯C组:尼龙-610>尼龙-1010D组:尼龙-7>尼龙-614.在注射成型聚碳酸酯时, 若模具温度较低, 则制品很快冷却到100℃以下, 试分析所得制品能否结晶, 为什么?谜底:所得制品通常为非晶态, 因为从分子结构上考虑, 聚碳酸酯分子结构对称规整, 具有结晶能力, 可是由于分子中含有较年夜的苯环结构及较年夜的侧基, 分子运动能力较差, 结晶条件非常苛刻, 所以制品快速冷却的情况下, 常获得非晶态结构(不能光从冷却到100℃低于其玻璃化温度, 而晦气于结晶, 同时也要考虑分子运动能力对结晶条件的要求, 因为对一些容易结晶的高聚物, 如PE等, 即使是快速冷却, 也经常获得结晶结构). 16.试从结构上说明片晶是如何堆砌成球晶的?球晶有何实验特征?判断结晶对高聚物下列性能的影响:相对密度, 拉伸强度、伸长率、冲击强度、硬度、弹性、耐热性、耐化学介质性.答:高物书P185, 表6-14.22.(1)指出下列高聚物中哪些具有结晶能力:聚甲醛;乙烯-丙烯交替共聚物;聚碳酸酯;间同立构聚苯乙烯;ABS;聚对苯二甲酸乙二醇酯;尼龙6;已固化环氧树脂;聚乙烯;聚醚醚酮.(2)是否容易结晶和结晶度高的聚合物其熔点就一定是高的?以下几种高聚物哪种容易结晶?哪种熔点高?(1)具有结晶能力的聚合物有:聚甲醛、乙烯-丙烯交替共聚物(单从结构上来说, 这种物质可以结晶, 可是通常很难通过链增长反应制备乙烯-丙烯交替共聚物)、间同立构聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、尼龙6、聚乙烯.(2)谜底:容易结晶的聚合物其熔点其实纷歧定高.一般来说, 链的刚性增加, 排列进入晶格的能力下降, 结晶能力下降, 可是链刚性增加, 熔融熵减小, 聚合物的熔点增年夜.所以容易结晶的聚合物熔点其实纷歧定高.例如, 下列几种高聚物中, 聚乙烯很容易结晶、聚碳酸酯则不容易结晶, 而聚乙烯熔点则远低于聚碳酸酯的熔点.这些高聚物中, 熔点的比力(由高到低排序)聚碳酸酯>尼龙66>聚丙烯>聚乙烯.23. (Tg =100℃180℃)和等规立构聚丙烯(Tg=-10℃176℃)分别注射成型为如下图所示的长条试样(成型中, 模具温度均为20℃), 试分析两种试样密度、取向度和熔点沿厚度方向的变动.回答:注射成型聚合物时, 聚合物熔体在模腔中的冷却是不均匀的.因此会造成相应的取向、结晶及收缩的不均匀性.(1)无规立构聚苯乙烯, 任何成型条件下都不能结晶.因此注塑过程中, 熔体进入模腔发生剪切流动, 由于摸壁的摩擦阻力, 速度分布是中间的芯层处较年夜, 靠近模壁处的皮层速度小, 而剪切速率分布则是中间小, 两边年夜.高分子在模腔壁上受到的剪切力年夜, 沿作用方向取向显著, 同时模腔壁上温度低(熔体迅速冷却至20℃, 远低于PS的玻璃化转变温度), 即该处聚合物分子被迅速冷却固化, 所以密度较低, 取向被保管下来;相对而言, 制品芯层受力较小, 同时温度较高, 冷却缓慢, 分子能够通过布朗运动进行规整排列, 密度较高, 而取向不明显.因此从芯层到皮层会呈现:密度由高到低, 取向水平由低到高(从芯层到皮层取向度先增加再减小, 即取向度最高的点呈现在皮层和芯层的中间某个位置, 也是对的)(因是非晶高聚物, 也就无熔点, 就无熔点的变动).(2)等规立构聚丙烯, 结晶高聚物, 注塑成型时, 因此注塑过程中, 熔体进入模腔后, 模壁处的熔体迅速冷却, 分子来不及规整的排列进入晶格, 结晶完善水平低, 密度低, 而芯层熔体冷却速率慢, 分子有充沛的时间和温度条件排列进入晶格, 晶体完善水平年夜, 密度高.所以试样从芯层到皮层会呈现:密度由年夜到小, 熔点由年夜到小(球晶尺寸由年夜到小)分布.第六章 高聚物的力学性能7, 在298K 时, 其应力10小时, 试计算在253K 到达同一数值所需的时间.(已知聚异丁烯的玻璃化温度为203K )谜底:根据题中条件, 可以使用WLF 方程计算Tg=203K, 分别将T=298K 和T=253K 带入WLF 方程, 得出 上述两式相减得: 所以:聚异丁橡胶在253K 到达同样的力学松弛需要的时间为:5324h.℃/分的升温速度测得PS 的Tg=100 ℃, 试问在升温速度改为10 ℃/分时, PS 的Tg=? 谜底:已知25o C 时聚异戊二烯的应力松弛模量-时间曲线, 求丈量时间为1小时, -80o C 时的应力松弛模量. 谜底:这个题要转换思考角度, 即在25oC 时, 测按时间为几多时,测得的模量与-80o C 、丈量时间为1小时所获得的模量值相同!已知聚异戊二烯的Tg=-73o C, 应用WLF 方程和题意假定25o C 时, 测按时间为t (25o C ), 继续应用WLF 方程在25o C 时, 测按时间为1.35×10时, 测得的模量与-80o C 、丈量时间为1小时所获得的模量值相同.因此, 丈量时间为1小时,-80o C 时的应力松弛模量可从上图查得约为1010N/m 2.9、试总结你所学习的高聚物哪些性质与链段运动有关?谜底:与链段运动有关的聚合物性质:溶胀、橡胶弹性、蠕变、应力松弛、熔体弹性、内耗、玻璃化转变温度.16、为什么高聚物的强度与测试的作用力速度和测试温度有关? 谜底:聚合物是一种粘弹性资料, 它的破坏过程也就是一种松弛过程, 因另外力作用速度与温度对聚合物的强度有显著的影响.如果一种聚合物资料在拉伸实验中链段运动的松弛时间与拉伸速度相适应(即链段运动跟的上外力的作用), 则资料在断裂前可以发生屈服, 呈现强迫高弹性.当拉伸速度提高时, 链段运动跟不上外力的作用, 为使资料屈服, 需要更年夜的外力, 即资料的屈服()()17.44()lg 51.6()g g g T T t T T T t T --=+-()()298lg 11.3015203t t =-()()253lg 8.5827203t t =-000017.44()lg 51.6()0.10.0110:106.510/106.5g T g T g T T a T T a T C C T C υυ--=+-=====代入上式解得即升温速度为分的强度提高了;进一步提高拉伸速度, 资料终会在更高的应力下发生脆性断裂.从时-温等效原理上, 提高拉伸速度即是降高温度, 所以高聚物的强度与测试温度也有类似的关系.18、试比力HDPE和LDPE的抗张强度和冲击强度的年夜小.抗张强度:HDPE>LDPE冲击强度:HDPE<LDPE20.有三种资料的应力-应变曲线如右图所示.哪种资料的弹性模量最高?哪种资料的伸长率最年夜?哪种资料的韧性最高?哪种资料的在断裂前没有明显的塑性变形?判断顺丁橡胶、尼龙6、酚醛塑料分别对应哪种资料的曲线?谜底:资料Ⅰ弹性模量最高资料Ⅲ伸长率最年夜资料Ⅱ韧性最高资料Ⅰ在断裂前没有明显的塑性变形顺丁橡胶对应资料Ⅲ;尼龙6对应资料Ⅱ;酚醛塑料对应资料Ⅰ.第七章高聚物的电学性质和其他性质3.比力介电系数ε的年夜小谜底:介电系数从小到年夜:聚乙烯<聚氯乙烯<聚己二酰己二胺4.比力介电损耗tgδ的年夜小谜底:介电损耗从小到年夜:聚丙烯<聚甲醛<聚甲基丙烯酸甲酯5.在高聚物中加入增塑剂对高聚物的力学损耗及介电损耗有何影响, 为什么?谜底:高聚物中加入增塑剂后, 高聚物的力学损耗峰(或介电损耗峰)向高温方向移动.增塑剂的加入, 是高聚物分子间相互作用力减小, 分子间距离增年夜, 因此分子运动变得容易, 在较低的温度下暗示出明显的力学损耗(介电损耗).(或者说力学损耗峰对应高聚物的玻璃化转变温度, 当增塑剂加入, 分子运动变得容易, 使Tg下降, 力学损耗峰向高温方向移动.)7.本体聚合和乳液聚合所得的聚苯乙烯, 哪种产物的介电性能好?为什么?谜底:本体聚合获得的聚苯乙烯, 产物纯洁, 杂质少, 产物的介电性能好.12. 塑料加工中有一项技术叫做“高频模塑技术”, 其方法是将极性塑料置于模具中并受高频电场的作用, 几秒钟内原料就熔。

高分子物理课后习题答案

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高分子物理课后习题答案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—碳单键就是可以旋转的,通过单键的内旋转就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:构象就是由于单键的内旋转而产生的分子中原子在空间位置上的变化,而构型则就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就是不同的构型。

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范德华半径总与小,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,相互间距离比范德华半径大,所以平面锯齿形构象就是能量最低的构象。

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,内旋转位能不大,柔顺性好。

该聚合物为什么室温下为塑料而不就是橡胶?答:这就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就是橡胶。

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,放水与隔热性能较好;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与低密度聚乙烯要好。

高分子物理习题解答

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《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。

关于高分子物理习题答案

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高分子物理习题答案第一章高分子链的结构3.高分子科学发展中有二位科学家在高分子物理领域作出了重大贡献并获得诺贝尔奖,他们是谁?请列举他们的主要贡献。

答:(1)H. Staudinger(德国):“论聚合”首次提出高分子长链结构模型,论证高分子由小分子以共价键结合。

1953年获诺贝尔化学奖。

贡献:(1)大分子概念:线性链结构(2)初探[?]=KM?关系(3)高分子多分散性(4)创刊《die Makromol.Chemie》1943年(2)P. J. Flory(美国),1974年获诺贝尔化学奖贡献:(1)缩聚和加聚反应机理(2)高分子溶液理论(3)热力学和流体力学结合(4)非晶态结构模型6.何谓高聚物的近程(一级)结构、远程(二级)结构和聚集态结构?试分别举例说明用什么方法表征这些结构和性能,并预计可得到哪些结构参数和性能指标。

答:高聚物的一级结构即高聚物的近程结构,属于化学结构,它主要包括链节、键接方式、构型、支化和交联结构等,其表征方法主要有:NMR, GC, MS, IR, EA, HPLC, UV等。

而高聚物的二级结构即高聚物的远程结构,主要包括高分子链的分子量、分子尺寸、分子形态、链的柔顺性及分子链在各种环境中所采取的构象,其表征方法主要有:静态、动态光散射、粘度法、膜渗透压、尺寸排除色谱、中子散射、端基分析、沸点升高、冰点降低法等。

高聚物的聚集态结构主要指高分子链间相互作用使其堆积在一起形成晶态、非晶态、取向态等结构。

其表征方法主要有:x-射线衍射、膨胀计法、光学解偏振法、偏光显微镜法、光学双折射法、声波传播法、扫描电镜、透射电镜、原子力显微镜、核磁共振,热分析、力学分析等。

8.什么叫做高分子的构型?试讨论线型聚异戊二烯可能有哪些不同的构型。

答:由化学键所固定的原子或基团在空间的几何排布。

1,2:头-头,全同、间同、无规;头-尾,全同、间同、无规3,4:头-头,全同、间同、无规;头-尾,全同、间同、无规1,4:头-头,顺、反;头-尾,顺、反9.什么叫做高分子构象?假若聚丙烯的等规度不高,能不能用改变构象的办法提高其等规度?说明理由。

高分子物理习题参考答案

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高分子物理习题参考答案《高分子物理》标准化作业本参考答案沈阳化工学院材料科学与工程学院《高分子物理》课程组第一章高分子链的结构一、概念1、构型:分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。

2、由于单键的内旋转而产生的分子中原子在空间位置上的变化叫构象。

3、均方末端距:高分子链的两个末端的直线距离的平方的平均值。

4、链段:链段是由若干个键组成的一段链作为一个独立动动的单元,是高分子链中能够独立运动的最小单位。

5、全同立构:取代基全部处于主链平面的一侧或者说高分子全部由一种旋光异构单元键接而成。

6、无规立构:当取代基在主链平面两侧作不规则分布或者说两种旋光异构体单元完全无规键接而成。

二、选择答案1、高分子科学诺贝尔奖获得者中,( A )首先把“高分子”这个概念引进科学领域。

A 、H. Staudinger,B 、, ,C 、P. J. Flory,D 、H. Shirakawa2、下列聚合物中,( A )是聚异戊二烯(PI)。

A 、 CCH 2n CH CH 23B 、O C NH O C NH C 6H 4C 6H 4n C 、 CH Cl CH 2n D 、OC CH 2CH 2O O n O C3、下列聚合物中,不属于碳链高分子的是( D )。

A 、聚甲基丙烯酸甲酯,B 、聚氯乙烯,C 、聚乙烯,D 、聚酰胺4、下列四种聚合物中,不存在旋光异构和几何异构的为( B )。

A 、聚丙烯,B 、聚异丁烯,C 、聚丁二烯,D 、聚苯乙烯5、下列说法,表述正确的是( A )。

A 、工程塑料ABS 树脂大多数是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯组成的三元接枝共聚物。

B 、ABS 树脂中丁二烯组分耐化学腐蚀,可提高制品拉伸强度和硬度。

C 、ABS 树脂中苯乙烯组分呈橡胶弹性,可改善冲击强度。

D 、ABS 树脂中丙烯腈组分利于高温流动性,便于加工。

6、下列四种聚合物中,链柔顺性最好的是( C )。

A 、聚氯乙烯,B 、聚氯丁二烯,C 、顺式聚丁二烯,D 、反式聚丁二烯7、在下列四种聚合物的晶体结构中,其分子链构象为H31螺旋构象为( B )。

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高分子物理习题答案第一章高分子链的结构3.高分子科学发展中有二位科学家在高分子物理领域作出了重大贡献并获得诺贝尔奖,他们是谁?请列举他们的主要贡献。

答:(1)H. Staudinger(德国):“论聚合”首次提出高分子长链结构模型,论证高分子由小分子以共价键结合。

1953年获诺贝尔化学奖。

贡献:(1)大分子概念:线性链结构(2)初探[?]=KM?关系(3)高分子多分散性(4)创刊《die Makromol.Chemie》1943年(2)P. J. Flory(美国),1974年获诺贝尔化学奖贡献:(1)缩聚和加聚反应机理(2)高分子溶液理论(3)热力学和流体力学结合(4)非晶态结构模型6.何谓高聚物的近程(一级)结构、远程(二级)结构和聚集态结构?试分别举例说明用什么方法表征这些结构和性能,并预计可得到哪些结构参数和性能指标。

答:高聚物的一级结构即高聚物的近程结构,属于化学结构,它主要包括链节、键接方式、构型、支化和交联结构等,其表征方法主要有:NMR, GC, MS, IR, EA, HPLC, UV等。

而高聚物的二级结构即高聚物的远程结构,主要包括高分子链的分子量、分子尺寸、分子形态、链的柔顺性及分子链在各种环境中所采取的构象,其表征方法主要有:静态、动态光散射、粘度法、膜渗透压、尺寸排除色谱、中子散射、端基分析、沸点升高、冰点降低法等。

高聚物的聚集态结构主要指高分子链间相互作用使其堆积在一起形成晶态、非晶态、取向态等结构。

其表征方法主要有:x-射线衍射、膨胀计法、光学解偏振法、偏光显微镜法、光学双折射法、声波传播法、扫描电镜、透射电镜、原子力显微镜、核磁共振,热分析、力学分析等。

8.什么叫做高分子的构型?试讨论线型聚异戊二烯可能有哪些不同的构型。

答:由化学键所固定的原子或基团在空间的几何排布。

1,2:头-头,全同、间同、无规;头-尾,全同、间同、无规3,4:头-头,全同、间同、无规;头-尾,全同、间同、无规1,4:头-头,顺、反;头-尾,顺、反9.什么叫做高分子构象?假若聚丙烯的等规度不高,能不能用改变构象的办法提高其等规度?说明理由。

高分子物理课后习题答案(详解)-推荐下载

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解:
对全部高中资料试卷电气设备,在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验;通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术通关,1系电过,力管根保线据护敷生高设产中技工资术艺料0不高试仅中卷可资配以料置解试技决卷术吊要是顶求指层,机配对组置电在不气进规设行范备继高进电中行保资空护料载高试与中卷带资问负料题荷试2下卷2,高总而中体且资配可料置保试时障卷,各调需类控要管试在路验最习;大题对限到设度位备内。进来在行确管调保路整机敷使组设其高过在中程正资1常料中工试,况卷要下安加与全强过,看度并22工且22作尽22下可22都能22可地护以缩1关正小于常故管工障路作高高;中中对资资于料料继试试电卷卷保破连护坏接进范管行围口整,处核或理对者高定对中值某资,些料审异试核常卷与高弯校中扁对资度图料固纸试定,卷盒编工位写况置复进.杂行保设自护备动层与处防装理腐置,跨高尤接中其地资要线料避弯试免曲卷错半调误径试高标方中高案资等,料,编试要5写、卷求重电保技要气护术设设装交备备置底4高调、动。中试电作管资高气,线料中课并敷3试资件且、设卷料中拒管技试试调绝路术验卷试动敷中方技作设包案术,技含以来术线及避槽系免、统不管启必架动要等方高多案中项;资方对料式整试,套卷为启突解动然决过停高程机中中。语高因文中此电资,气料电课试力件卷高中电中管气资壁设料薄备试、进卷接行保口调护不试装严工置等作调问并试题且技,进术合行,理过要利关求用运电管行力线高保敷中护设资装技料置术试做。卷到线技准缆术确敷指灵设导活原。。则对对:于于在调差分试动线过保盒程护处中装,高置当中高不资中同料资电试料压卷试回技卷路术调交问试叉题技时,术,作是应为指采调发用试电金人机属员一隔,变板需压进要器行在组隔事在开前发处掌生理握内;图部同纸故一资障线料时槽、,内设需,备要强制进电造行回厂外路家部须出电同具源时高高切中中断资资习料料题试试电卷卷源试切,验除线报从缆告而敷与采设相用完关高毕技中,术资要资料进料试行,卷检并主查且要和了保检解护测现装处场置理设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况,然后根据规范与规程规定,制定设备调试高中资料试卷方案。

高分子物理课后答案

高分子物理课后答案

第一章:高分子链的结构一、根据化学组成不同,高分子可分为哪几类?(1、分子主链全部由碳原子以共价键相连接的碳链高分子2、分子主链除含碳外,还有氧、氮、硫等两种或两种以上的原子以共价键相连接的杂链高分子3、主链中含有硅、硼、磷、铝、钛、砷、锑等元素的高分子称为元素高分子 4、分子主链不含碳,且没有有机取代基)二、什么是构型,不同构型分别影响分子的什么性能?(构型是指分子中由化学键所固定的原子在空间的几何构型;1、旋光异构影响旋光性 2、几何异构影响弹性 3、键接异构对化学性能有很大影响)三、什么是构造,分子构造对高分子的性能有什么影响?(分子构造是指聚合物分子的各种形状,线性聚合物分子间没有化学键结构,可以在适当溶剂中溶解,加热时可以熔融,易于加工成型。

支化聚合物的化学性质与线形聚合物相似,但其物理机械性能、加工流动性能等受支化的影响显着。

树枝链聚合物的物理化学性能独特,其溶液黏度随分子量增加出现极大值。

)四、二元共聚物可分为哪几种类型?(嵌段共聚物、接枝共聚物、交替共聚物、统计共聚物)五、什么是构象?什么是链段?分子结构对旋转位垒有什么影响?(构象表示原子基团围绕单元链内旋转而产生的空间排布。

把若干个链组成的一段链作为一个独立运动的单元,称为链段。

位垒:1、取代基的基团越多,位垒越大 2、如果分子中存在着双键或三键,则邻近双键或三键的单键的内旋转位垒有较大下降。

)六、什么是平衡态柔性?什么是动态柔性?影响高分子链柔性的因素有哪些?(平衡态柔性是指热力学平衡条件下的柔性,取决于反式与旁式构象之间的能量差。

动态柔性是指外界条件影响下从一种平衡态构象向另一种平衡态构象转变的难易程度,转变速度取决于位能曲线上反式与旁式构象之间转变位垒与外场作用能之间的联系。

影响因素:一、分子结构:1、主链结构 2、取代基 3、支化交联 4、分子链的长链二、外界因素:温度、外力、溶剂)七、自由连接链?自由旋转链?等效自由连接链?等效自由旋转链?蠕虫状链?(自由连接链:即键长l 固定,键角⊙不固定,内旋转自由的理想化模型。

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习题解答第一章1.以下化合物,哪些是天然高分子化合物,哪些是合成高分子化合物 (1)蛋白质,(2)PVC ,(3)酚醛树脂,(4)淀粉,(5)纤维素,(6)石墨,(7)尼龙66,(8)PVAc ,(9)丝,(10)PS ,(11)维尼纶,(12)天然橡胶,(13)聚氯丁二烯,(14)纸浆,(15)环氧树脂 解:天然(1)(4)(5)(6)(9)(12)(14),合成(2)(3)(7)(8)(10)(11)(13)(15)2.试讨论线形聚异戊二烯可能有哪些不同的构型,假定不考虑键接结构(画出结构示意图)。

解:聚异戊二烯可能有6种有规立构体,它们是:常见错误分析:本题常见的错误如下:(1)将1,2加成与3,4加成写反了。

按IUPAC 有机命名法中的最小原则,聚异戊二烯应写成23C CCH 2CH 2CH 3HC C C C CC RR R CH 3CH 3CH 3H HHH H H (R =CH CH 2)C C C C CC RR R H HHH H H H H H (R =C(CH 3)CH 2)C C C C C CR R R CH 3CH 3CH 3H HHH H H (R =CH CH 2)C C C C CC R R R H H H H H H HHH (R =C(CH 3)CH 2)② 反1,4加成④ 3,4加成全同立构 ③ 1,2加成全同立构⑤ 1,2加成间同立构 ⑥ 3,4加成间同立构而不是即CH 3在2位上,而不是在3位上。

(2)“顺1,4加成又分成全同和间同两种,反1,4加成也分成全同和间同两种。

”顺1,4或反1,4结构中没有不对称碳原子,没有旋光异构体。

甲基与双键成120°角,同在一个平面上。

3. 环氧丙烷经开环聚合后,可得到不同立构的聚合物(无规、全同、间同),试写出它们的立构上的不同,并大致预计它们对聚合物性能各带来怎样的影响?解:聚环氧丙烷的结构式如下:存在一个不对称碳原子(有星号的),因而有以下全同、间同和无规立构体。

性能的影响是:全同或间同立构易结晶,熔点高,材料有一定强度;其中全同立构的结晶度、熔点、强度会比间同立构略高一点。

无规立构不结晶或结晶度低,强度差。

常见错误分析:“只存在间同立构,不存在全同立构。

”以上写法省略了H ,根据上述结构式,似乎只存在间同不存在全同。

这是一种误解,实际上碳的四个价键为四面体结构,三个价键不会在一个平面上。

而在平面上表示的只是一个示意,全同与间同的真正区别在于CH 3是全在纸平面之上(或之下),或间隔地在纸平面之上和之下。

4 试述下列烯类高聚物的构型特点及其名称。

式中D 表示链节结构是D 构型,L 是L 构型。

(1) -D -D -D -D -D -D -D - (2) -L -L -L -L -L -L -L -(3) —D -L -D -L -D -L -D -L - (4) —D -D -L -D -L -L -L - 解:(1)全同立构;(2)全同立构;(3)间同立构;(4)无规立构。

常见错误分析:“(1)和(2)是均聚;(3)是交替共聚;(4)是无规共聚。

”这里是将C CH CH 3CH 2CH 2n 1234C CH CH 3CH 2CH 2n1234CH 3CH 2CH O n *C C C C H H CH 3CH 3H H H H O O C C C C H H CH 3CH 3H H HH O O O C C C C H H CH 3CH 3HH H HO O C C C C H H CH 3CH 3HH H HO OO C C C C H H CH 3CH 3H H H H O O C C C C H H CH 3CH 3H H H H OO O ① 全同② 间同③ 无规 O O CH 3CH 3O OCH 3构型与共聚序列混为一谈。

5.写出由取代的二烯CH 3—CH =CH —CH =CH —COOCH 3经加聚反应得到的聚合物,若只考虑单体的1,4一加成,和单体头一尾相接,则理论上 可有几种立体异构?解 该单体经1,4一加聚后,且只考虑单体的头一尾相接,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:CHCOOCH 3CHCHCH CH 3CHCOOCH 3C HCHCH CH 3即含有两种不对称碳原子和一个碳一碳双键,理论上可有8种具有三重有规立构的聚 合物。

(a ) (b )(c ) (d )(e) (f)(g) (h)图l-5 三重有规立构的聚合物(a )反式——叠同三重全同立构(trans-erythrotriisotactic) (b )顺式——叠同三重全同立构(cis-erythro-triisotactic)(c)反式——非叠同三重全同立构(trans—threotriisotactic)(d)顺式——非叠同三重全同立构(cis-threo-triisotactic)(e)反式——非叠同三重间同立构(trans -threoytrisyndiotactic)(f)顺式——非叠同三重间同立构(cis -threotrisyndiotactic)(g)反式——叠同三重间同立构(trans -erythreoytrisyndiotactic)(h)顺式——叠同三重间同立构(cis -erythreotrisyndiotactic)6.以聚丁二烯为例,说明一次结构(近程结构)对聚合物性能的影响?解:单体丁二烯进行配位聚合,由于1,2加成与1,4加成的能量差不多,所以可得到两类聚合物。

一类是聚1,2-丁二烯,通式是;另一类是聚1,4-丁二烯,通式是。

每一类都可能存在立体异构,如由于一次结构不同,导致聚集态结构不同,因此性能不同。

其中顺式聚1,4-丁二烯规整性差,不易结晶,常温下是无定形的弹性体,可作橡胶用。

其余三种,由于结构规整易结晶,使聚合物弹性变差或失去弹性,不易作橡胶用,其性能之差详见表1-6。

表1-6聚丁二烯的物理性质异构高分子熔点(℃)密度(g/cm3)溶解性(烃类溶剂)一般物性(常温)回弹性20℃90℃全同聚1,2-丁二烯120~125 0.96 难硬,韧,结晶性45~55 90~92间同聚1,2-丁二烯154~155 0.96 难硬,韧,结晶性顺式聚1,4-丁二烯4 1.01 易无定形硬弹性88~90 92~95反式聚1,4-丁二烯135~148 1.02 难硬,韧,结晶性75~80 90~937.聚氯乙烯用锌粉在二氧六环中回流处理,结果发现有86%左右的氯被脱除,产物中有环丙烷结构,而无C =C 结构,就此实验事实,说明聚氯乙烯链中单体的键接方式.解:聚氯乙烯中头-尾相接的单元脱除Cl 原子后形成环丙烷结构;而头-头相接的单元脱除Cl 原子后形成双键。

所以该聚氯乙烯链中单体全部为头-尾相接。

8.有全同立构和无规立构两种聚丙烯,为测定其单体连接顺序,先分别将此两种聚丙烯氯化,并控制每一结构单元平均引入一个C1原子,再脱除HCI ,并进一步热裂解成环,则可得到各种取代苯.由裂解色谱分析得知,全同立构的裂解碎片中, 1,2,4一三甲苯/1,3,5一三甲苯 = 2.5/97.5;而无规立构物的裂解碎片中,这一比例为9.5/90.5。

试由以上实验数据,推断这两种聚丙烯大分子链的单体连接顺序。

解:用例1-7的方法,三单元组-A -A -A -或-B -B -B -均环化得1,3,5三甲苯;而其他三单元组-A -A -B -,-B -A -A -,-A -B -A -,-B -B -A ,-A -B -B -,-B -A -B -均环化得1,2,4三甲苯。

所以结论是,无规立构聚丙烯中,单体头-头连接率为9.5%;全同立构聚丙烯中单体头-头连接率为2.5%。

9 (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办法提高等规度? 解:(1)无旋光性。

(2)不能。

提高聚丙烯的等规度须改变构型,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变化,改变构象只需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才能实现。

10.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,即使是沿高分子长链相距很远的链节,也会由于主链单键的内旋转而会在三维空间上相互靠的很近。

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,如中两个C 原子上的H 原子,两个H 原子的范德华半径之和为0.240nm ,当两个H原子为反式构象时,其间的距离为0.247 nm ,处于顺式构象时为0.226nm 。

因此,H 原子间的相互作用主要表现为斥力,至于其它非键合原子间更是如此。

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,可使其间的距离小于范德华距离而表现为斥力,大于范德华距离为引力。

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。

高分子链占有体积及交联和氢键等都属于远程相互作用。

11.计算相对分子质量为106的线形聚苯乙烯分子的均方根末端距. (1)假定链自由取向(即自由结合). (2)假定在一定锥角上自由旋转.解:n = 2×106/104=19231CH CH 2CH 3CH CH 2CH 3+A Bl = 0.154nm(1) 222,154.019231⨯==nl h j f ()nm l n h jf 4.21212,==(2) 222,2cos 1cos 1nl nl h j f ≈-+=θθ()nm l n hrf 2.302212,==12.(1)计算相对分子质量为280 000的线形聚乙烯分子的自由旋转链的均方末端距。

键长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根末端为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)22,2f r h nl ==2×2×10000×1.542=949nm 2(2) ()12220,/f rh h σ==1.84(3) 2261h s ==158nm 213.已知顺式聚异戊二烯每个单体单元是0.46nm ,而且n h 2.162=,问这个大分子的统计上等效自由结合链的链段数和链段长度。

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