高分子物理(何曼君版)课后习题答案-38页

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何曼君《高分子物理》(第3版)课后习题【圣才出品】

何曼君《高分子物理》(第3版)课后习题【圣才出品】
答:(1)因为高分子溶液的热力学性质与理想溶液的偏差很大,只有在无限稀释的情 况下才基本符合理想溶液的规律,而无限稀释的溶液不可能配制,只能用外推法取浓度为零
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时的数据。
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(2)如果选用合适的温度或合适的溶剂(即θ温度或θ溶剂下),总会使体系的 A2 为零,
5.如果知道聚合物的分子量分布函数或分布曲线,如何求得 Mn 和 Mw?
答:

M n N (M )MdM
Mw
W (M )MdM
6.证明 Mw≥Mη≥Mn。
解:由定义可知:
Mn
i ni M i i ni
i NiMi
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4.为什么说黏度法测得的分子量是相对的分子量,渗透压法测得的是数均分子量,光 散射法测得的是重均分子量?
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答:(1)黏度法是由公式 M ( iWiM ia )1/a 得到,而α又是从[] KM a 得到。在
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何曼君《高分子物理》(第 3 版)课后习题
说明:本部分对何曼君编写的《高分子物理》(第 3 版)教材每一章的课后习题进行了 详细的分析和解答,并对个别知识点进行了扩展。课后习题答案经过多次修改,质量上乘, 非常标准,特别适合应试作答和临考冲刺。
分布宽度指数=重均页数/数均页数=423.61/391.25=1.08 按书页重量统计平均的页数为重均页数,其值等于每书的页数乘以其重量分数的总和。 数均页数相当于总页数除以书本数。 对于重均页数,重的分子的权重大,数均页数的话,权重都是 1。所以重均页数大于数 均页数。

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 pdf版本

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高分子物理第三版-何曼君等著湘大版参考答案

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高分子物理第三版,何曼君等著参考答案——湘潭大学版(Ps:答案由个人和网上资料共同整理得到,如有错误,敬请原谅!)第一章4.为什么说黏度法测得的分子量是相对的分子量,渗透压法测得的是数均分子量,光散射法测得的是重均分子量?答:①黏度法是由公式1i i i M W M ααη⎛⎫= ⎪⎝⎭∑得到,而α又是从[]KM αη=得到。

在测α时所用到的[]η是通过相对粘度0r ηηη=和增比粘度0sp ηηηη-=计算得到。

因此[]η不是溶剂的绝对粘度,那么得到的分子量也是相对的分子量。

②渗透压法的测定是建立在溶液的依数性质基础上的,而公式()()001ii i ii i i C C ii iii iniiC nCM RT RTCRTCRTCM Cn MM →→∏=∏====∑∑∑∑∑∑可知,测得的是数均分子量M n 。

③在光散射法中常用90θ=时的瑞利比90R 计算溶质的分子量。

9000()()C i ii iiiC i i wi iiiiR KCMC M w M R K C M KCKCKCM Cwθ→→=====∑∑∑∑∑因此测得的是重均分子量M w 。

7.今有一混合物,由1g 聚合物A 和2g 同类型的聚合物B 组成。

A 的分子量M A =1×105g •mol -1;B 的分子量M B =2×105g •mol -1。

计算该混合物的数均分子量M n 重均分子量M w 和多分散指数d 。

解:55555512 1.5101211021011102210 1.6710121.1i iini ii iiwi iwnn M M nw M M wM d M +===⨯+⨯⨯⨯⨯+⨯⨯===⨯+==∑∑∑∑8.利用高分子稀溶液的依数性质测定其分子量时,常常需要将所测得的物理量对溶液浓度外推,求取浓度为零时的外推值作为计算依据,为什么?在什么条件下不需要外推?只需要由单一浓度的数据即可计算出正确结果?答:①因为高分子溶液的热力学性质与理想溶液的偏差很大,只有在无限稀释的情况下才基本符合理想溶液的规律,而无限稀释的溶液不可能配制,只能用外推法取浓度为零时的数据。

高分子物理何曼君第三版课后习题答案

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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 OCH 2O 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 OHHIO 4CH 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 2OCHO2OCHCH 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 2C HCl)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):CH2CHClCH2CClCl +(V)(D) V V VV V DD D VD D D这四种排列方式的裂解产物分别应为:,Cl,ClCl,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(何曼君版)复旦大学出版社_课后习题答案和高分子化学(第五版)潘祖仁版课后习题答案合集

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=98.12 ,为单斜晶系,每个晶胞含有四条 H31 螺旋链(如图所示)。
试根据以上数据,预测完全结晶的规整聚丙烯的比容和密度。
V abc sin
v= =
解:比容
M (3 4)M0 / N A
=
6.666 20.87 6.488sin 98.12 (3 4) 42/(6.021023)
=
1.067(cm3g −1)
(1)平均聚合度分别为 DP =6、10、30、1000 的情况下,由于链段效应引起的Tm 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?
1 − 1 = 2R 解:(1) Tm Tm0 Hu DP 式中,Tm0 = 176C = 449K , R = 8.31J mol −1K −1 ,用不同 DP 值代入公式计算得到: Tm1 = 337K = 104C ,降低值 176-104=72 C Tm2 = 403K = 130C ,降低值 176-130=46 C Tm3 = 432K = 159C ,降低值 176-159=17 C Tm4 = 448K = 175C ,降低值 176-175=1 C
好坏,并指出在室温下各适于做何种材料(塑料、纤维、橡胶)使用。
聚合物
PDMS PIP
PIB
PS
PAN
EC
1 1.4-1.6 1.4-1.7 2.13 2.2-2.4 2.6-3.2
4.2
= (h02
/
h
2 fr
)
2
L0(nm)
1.40 1.83 1.83 2.00
3.26
20
结构单元数/链段 4.9

(推荐)高分子物理答案何曼君

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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 2O 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 2OCHO2OCHCH 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 2C HCl)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):CH2CHClCH2CClCl +(V)(D) V V VV V DD D VD D D这四种排列方式的裂解产物分别应为:,Cl,ClCl,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。

高分子物理第三版-何曼君等著湘大版参考答案

高分子物理第三版,何曼君等著参考答案——湘潭大学版(Ps:答案由个人和网上资料共同整理得到,如有错误,敬请原谅!)第一章4.为什么说黏度法测得的分子量是相对的分子量,渗透压法测得的是数均分子量,光散射法测得的是重均分子量?答:①黏度法是由公式1i i i M W M ααη⎛⎫= ⎪⎝⎭∑得到,而α又是从[]KM αη=得到。

在测α时所用到的[]η是通过相对粘度0r ηηη=和增比粘度0sp ηηηη-=计算得到。

因此[]η不是溶剂的绝对粘度,那么得到的分子量也是相对的分子量。

②渗透压法的测定是建立在溶液的依数性质基础上的,而公式()()001ii i ii i i C C ii iii iniiC nCM RT RTCRTCRTCM Cn MM →→∏=∏====∑∑∑∑∑∑可知,测得的是数均分子量M n 。

③在光散射法中常用90θ=时的瑞利比90R 计算溶质的分子量。

9000()()C i ii iiiC i i wi iiiiR KCMC M w M R K C M KCKCKCM Cwθ→→=====∑∑∑∑∑因此测得的是重均分子量M w 。

7.今有一混合物,由1g 聚合物A 和2g 同类型的聚合物B 组成。

A 的分子量M A =1×105g •mol -1;B 的分子量M B =2×105g •mol -1。

计算该混合物的数均分子量M n 重均分子量M w 和多分散指数d 。

解:55555512 1.5101211021011102210 1.6710121.1i iini ii iiwi iwnn M M nw M M wM d M +===⨯+⨯⨯⨯⨯+⨯⨯===⨯+==∑∑∑∑8.利用高分子稀溶液的依数性质测定其分子量时,常常需要将所测得的物理量对溶液浓度外推,求取浓度为零时的外推值作为计算依据,为什么?在什么条件下不需要外推?只需要由单一浓度的数据即可计算出正确结果?答:①因为高分子溶液的热力学性质与理想溶液的偏差很大,只有在无限稀释的情况下才基本符合理想溶液的规律,而无限稀释的溶液不可能配制,只能用外推法取浓度为零时的数据。

高分子物理何曼君第三版课后习题答案

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 OCH 2O 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 OHHIO 4CH 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 2OCHO2OCHCH 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 2C HCl)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):CH2CHClCH2CClCl +(V)(D) V V VV V DD D VD D D这四种排列方式的裂解产物分别应为:,Cl,ClCl,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。

(完整word版)高分子物理课后答案何曼君第三版和第二版汇总共48页,推荐文档.doc

第三章高分子的溶解过程与小分子相比有什么不同?高分子与溶剂分子的尺寸相差悬殊,两者运动分子运动速度差别很大,现是溶剂分子渗入高聚物内部,是高聚体膨胀,称为“溶胀” ,然后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。

对于交联的高分子只停留在溶胀阶段,不会溶解。

第二维里系数A2 的物理意义?第二维利系数的物理意义是高分子链段和链段间的内排斥与高分子链段和溶剂分子间能量上相互作用、两者相互竞争的一个量度。

它与溶剂化作用和高分子在溶液里的形态有密切关系。

良溶剂中,高分子链由于溶剂化作业而扩张,高分子线团伸展,A2 是正值;温度下降或在非良溶剂,高分子线团收缩,A2 是负值;当链段与链段、溶剂与高分子链段相互作业想等时,高分子溶液符合理想溶液的性质,A2 为零,相当于高分子链处于无扰状态。

高分子的理想链和真实链有哪些区别?而真①理想链是一种理论模型,认为化学键不占体积,自由旋转,没有键角和位垒的限制,实链有键角限制和位垒的限制。

②理想链没有考虑远程相互作用和近程相互作用,而真实链要考虑链节与链节之间的体积排除和链与周围环境的相互作用以及链与链之间的相互作用等。

高分子的稀溶液、亚浓溶液、浓溶液有哪些本质的区别?三种溶液最本质的区别体现在溶液中和高分子无规线团之间的相互作用和无规线团的形态结构不同:①稀溶液:高分子线团是相互分离的,溶液中高分子链段的分布也是不均一的;线团之间的相互作用可以忽略。

②浓溶液:大分子链之间发生相互穿插和缠结,溶液中链段的空间密度分布趋于均一。

②亚浓溶液:亚浓溶液介于稀溶液和浓溶液之间,高分子线团开始相互穿插交叠,整个溶液中链段的分布趋于均一;高分子线团与临近线团开始相互作用。

第四章一般共混物的相分离与嵌段共聚物的微相分离在本质上有何差别?由于嵌段共聚物的嵌段间不相容而发生相分离,平均相结构微区的大小只有几十到几百纳米,即微相分离,两相之间的作用力是化学键。

两种聚合物共混时,由于混合熵很小,混合晗决定于聚合物之间的相互作用,通常较小,所以两种聚合物混合自由能通常大于零,是分相的。

何曼君第三版高分子物理答案(新版答案)

何曼君第三版高分子物理答案(新版答案)关。

这些性质被称为稀溶液的依数性。

b bc T k M ∆=; f f c T k M ∆= (2)对高分子: 021()()c nnT kk A c c M M →∆=++≈,2A 为第二维利系数。

b bk c M T =∆f fk c M T =∆当存在缔合作用时,所测表现分子量大于真实分子量,fT ∆、bT ∆与溶液浓度成正比,缔合作用使浓度减小,fT ∆、bT ∆减小。

当存在电离作用时,所测表现分子量小于真实分子量,电离作用使浓度增大,fT ∆、bT ∆增大。

12、 []ln ln ln k M ηα=+以[]ln η对ln M 作图得一直线。

([]ln η 4.99 4.76 4.62 4.52 4.25 4.08 3.37 ln M 12.98 12.67 12.48 12.35 11.98 11.75 10.79) 则直线斜率α=0.74 截距k=0.99×10-213、解:①通常高聚物平均分子量:纤维﹤塑料﹤橡胶纤维:室温下分子的轴向强度很大,受力后形变较小(一般为百分之几到百分之二十),在较广的温度范围内(-50℃--+150℃)机械性能变化较大,模量大;塑料:常温下有一定形状,强度较大,受力后能发生一定形变(一般为百分之几),按聚合物受热行为可分为热塑性和热固性聚合物;橡胶:在室温下具有高弹性,即使受到很小的外力,形变也高达十倍以上,去除外力后可恢复形状,是具有可逆形变的高弹性聚合物。

同是高分子材料,但其分子量大小、分子量分布以及自身的结构、性质决定了其用途。

②不同的塑料薄膜结晶性不同,结晶的高聚物通常不透明,非结晶高聚物通常透明,部分结晶的高聚物是半透明的。

第二章1、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?说明理由。

不能。

全同立构和间同立构是两种不同的立体构型。

构型是分子中由化学键解:所固定的原子在空间的几何排列。

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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 2OCH 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 OHHIO 4CH 3COHO+CH 3CCH 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 CH 2CH 2CH CH OCH O2O 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 2CHCl)和偏氯乙烯(CH 2CCl 2)的共聚物,经脱除HCl 和裂解后,产物有:,Cl ,Cl Cl ,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)VV 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。

4 异戊二烯聚合时,主要有1,4-加聚和3,4-加聚方式,实验证明,主要裂解产物的组成与聚合时的加成方法有线形关系。

今已证明天然橡胶的裂解产物中CH 3C CH 32CH 3CHCH 3CH 2(A)(B)和的比例为96.6:3.4,据以上事实,则从天然橡胶中异戊二烯的加成方式,可得到什么结论? 解:若异戊二烯为1,4-加成,则裂解产物为:CH 2C CH 3CHCH 2CH 2C CHCH 3CH 2(裂解)CH 3C CH 32+若为3,4-加成,则裂解产物为:H 3H 32CH 3CH 3CHCH 2(裂解)CH 3CHCH 3CH 2+现由实验事实知道,(A ):(B )=96.6:3.4,可见在天然橡胶中,异戊二烯单体主要是以1,4-加成方式连接而成。

5 若把聚乙烯看作自由旋转链,其末端距服从Gauss 分布函数,且已知C-C 键长为1.54Å,键角为109.5º,试求:⑴ 聚合度为5×104的聚乙烯的平均末端距、均方末端距和最可几末端距; ⑵ 末端距在+10 Å和+100 Å处出现的几率。

解:⑴)(398321)(448382)(107.4cos 1cos 12522A ===A =∏=∏=A ⨯=+-=*l N h l N h nl h frββθθ⑵14162223)(1037.3)100()(105.3)10(4)exp()()(----A ⨯=A ±A ⨯=A ±∏-∏=ωωββω,得由dh h h dh h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438.0cos =ϕ)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:CH 2CH ()n键长l=1.54Å,键角θ=109.5º⑴nmM M Nl L 308308054.1)1000(20max =A =⨯==︒⑵nm Nl L 5.25125.109sin54.120002sin=⨯⨯==θ反⑶22220)(35.47)(4735nm Nl h =A ==︒⑷2222)(86.94)(9486cos 1cos 1nm Nl h fr=A =+-=︒θθ⑸2222)(72.242)(24272cos 1cos 1cos 1cos 1nm Nl h =A =-+⋅+-=︒ϕϕθθnm h 6.1512=)或(⑹因为max L >反L >>21)(2h ,所以大分子链处于自然状态下是卷曲的,它的理论弹性限度是25)/(212≈h L 反倍7 某高分子链的内旋转势能与旋转角之间的关系如下图所示:以知邻位重叠式(e )的能量Ue=12kJ/mol ,顺式(c )的能量Uc=25kJ/mol ,邻位交叉式(g 与g ˊ)的能量Ug=U g ˊ=2kJ/mol ,试由Boltzmann 统计理论计算: (1)温度为140℃条件下的旋转受阻函数ϕcos ; (2)若该高分子链中,键角为112°,计算刚性比值K 为多大? 解:(1))(0025,0002,012,0)(180,120,60,01-⋅=±±±=mol kJ U i i 度ϕ设)(ϕN =旋转次数,T=413K ,R=8.31J/(K•mol)由Boltzmann 统计理论:)/exp(RT U N i i -=分别计算得1)0exp()0(==RT N0303.0)41331.8100012exp()60(=⨯⨯-=±N 5584.0)41331.810002exp()120(=⨯⨯-=±N 410862.6)41331.8100025exp()180(-⨯=⨯⨯-=±N4521.0)4~1(cos ))(exp(cos ))(exp()(cos )(cos 20202020===--==∑∑⎰⎰⎰⎰i N N d RTU d RT U d N d N iii i i ϕϕϕϕϕϕϕϕϕϕϕϕππππ(2)以知键角θ=112°,cosθ=-0.374683.5)4521.014521.01)(3746.013746.01()cos 1cos 1)(cos 1cos 1(2222=-+-+=-++-==∴Nl Nl Nl hK ϕϕθθ8 假定聚丙烯于30℃的甲苯溶液中,测得无扰尺寸()nm Mh 4212010835/-⨯=,而刚性因子()76.1/21220==frh h σ,试求:(1)此聚丙烯的等效自由取向链的链段长; (2)当聚合度为1000时的链段数。

解:CH 2CH CH 3()n的全反式构象如下图所示:已知.5.109,54.1,420︒=A ==θl M解法一[]Mnm h 242010835-⨯=Mnm l M M nl L )(1099.52sin 22sin30-⨯===θθ反(1)[]nmMnm M nm L h l 17.1)(1099.510835324200=⨯⨯==--反(2)[][])(16210835)(1099.5242232020个反=⨯⨯==--Mnm M nm hL N )421000(⨯=M解法二 )(9.293311311154.01000276.12222220nm h h fr =-+⨯⨯⨯==σ)(5.25125.109sin 154.0100022sin nm nl L =⨯⨯==θ反(1)nmL h l 17.15.2519.293200===反(2))(1529.2935.25122020个反===h L N第二章 高分子的聚集态结构1 下表列出了一些聚合物的某些结构参数,试结合链的化学结构,分析比较它们的柔顺性好坏,并适于做纤维用的是 EC 、PAN ; 适于做塑料用的是 PS 、(EC);适于做橡胶用的是 PIB 、PIP 、PDMS 。

2 由X 射线衍射法测得规整聚丙烯的晶胞参数为a=6.666A ,b=20.87A ,c=6.488A ,交角β=98.12 ,为单斜晶系,每个晶胞含有四条H31螺旋链(如图所示)。

试根据以上数据,预测完全结晶的规整聚丙烯的比容和密度。

解:比容A N M abc M V v /)43(sin 0⨯==β)(067.1)1002.6/(42)43(12.98sin 488.687.20666.61323-=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=g cm密度)(1094.0067.1101333-⋅⨯===m kg v ρ文献值)(1095.033-⋅⨯=m kg c ρ3 由文献查得涤纶树脂的密度)(1050.133-⋅⨯=m kg c ρ和)(10335.133-⋅⨯=m kg a ρ,内聚能)(67.661单元-⋅=∆mol kJ E 。

今有一块的涤纶试样361051.096.242.1m -⨯⨯⨯,重量为kg 31092.2-⨯,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:(1)密度)(10362.1)1051.096.242.1(1092.23363---⋅⨯=⨯⨯⨯⨯==m kg V W ρ结晶度%36.16335.150.1335.1362.10=--=--=a c a v f ρρρρ或%180=--⋅=ac a c W f ρρρρρρ(2)内聚能密度)(473192)10362.1/1(1067.663330-⋅=⨯⨯⨯=⋅∆=cm J M V E CED文献值CED=476)(3-⋅cm J4 已知聚丙烯的熔点C T m 176=,结构单元融化热136.8-⋅=∆mol kJ H u ,试计算:(1)平均聚合度分别为DP =6、10、30、1000的情况下,由于链段效应引起的m T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)DPH R T T u m m ⋅∆=-2110式中,K C T m 4491760==,1131.8--⋅=K mol J R ,用不同DP 值代入公式计算得到: C K T m 1043371==,降低值176-104=72C C K T m 1304032==,降低值176-130=46CC K T m 1594323==,降低值176-159=17C C K T m 1754484==,降低值176-175=1C可见,当DP >1000时,端链效应开始可以忽略。

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