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 α
αη⎛⎫
= ⎪
⎝⎭
∑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0
sp 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
()()00
1
i
i i i
i i i C C i
i i
i
i i
n
i
i
C n
C
M RT RTC
RTC
RTC
M C
n M
M →→∏=∏====∑∑∑∑∑∑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 i
i i
i
i
C i i w
i i
i
i
i
R KCM
C M w M R K C M KC
KC
KCM C
w
θ→→=====∑∑∑∑∑
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:
5
55
55512 1.51012
11021011102210 1.671012
1.1i i
i
n
i i
i i
i
w
i i
w
n
n M M n
w M M w
M 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。
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A 2为零,此时相当于理想溶液,不需要外推。
13、同样都是高分子材料,在具体用途分类中为什么有的是纤维,有的是塑料,有的是橡胶?同样是纯的塑料薄膜,为什么有的是全透明的,有的是半透明的? 答:(1)塑料橡胶的分类主要是取决于使用温度和弹性大小。塑料的使用温度要控制在玻璃化温度以下且比T g 室温低很多,而橡胶的使用温度控制在玻璃化温度以上且T g 比室温高很多,否则的话,塑料就软化了,或者橡胶硬化变脆了,都无法正常使用。玻璃化温度你可以理解为高分子材料由软变硬的一个临界温度。塑料拉伸率很小,而有的橡胶可以拉伸10倍以上。
纤维是指长径比大于100以上的高分子材料,纤维常用PA (聚酰胺)等材料,这类材料有分子间和分子内氢键,结晶度大,所以模量和拉伸强度都很高,不容易拉断。
(2)结晶的高聚物常不透明,非结晶高聚物通常透明。不同的塑料其结晶性是不同的。加工条件不同对大分空间构型有影响,对结晶有影响,这些都能导致透明性不同。大多数聚合物是晶区和非晶区并存的,因而是半透明的。
第二章
2、为何采用均方末端距和均方回转半径而不直接用平均末端距或平均回转半径以及轮廓长度来描述高分子的尺寸?
答:因为末端距h 和i r (从高分子链的质心到i 个链单元的具距离)是矢量,它们的数值可正可负,取的平方和全部连单元的对质量的平均。 轮廓长度? 6、(1)根据C-C 链化学键的键角109.5°,求自由旋转链的Kuhn 链段长度和等效链段数以及其他柔顺性参数。
(2)实验测得聚乙烯在溶剂十氢化萘中的无扰尺寸为A=0.1070nm ,键长为0.154nm ,求聚乙烯链的Kuhn 链段长度和等效链段数和其他柔顺性参数。
(3)从题(1)和题(3)的计算结果的比较说明了一些什么问题。 (4)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:(1)
222
0max 211
22max 1cos 21cos cos()
2
1cos 1cos ()cos 22322cos ()( 180109.51/3
)233h nl nl L nl L os l
c n θθθ
θθθθθθ+==-=+=≈
∴==-==链自由伸直连的长度,旋转:,,
2
2
max 0
2
max 2max 20
202
Zb,Zb b 2.45Z 3
C 2
L h h l
L L n
h h Flory nl
==∴===
===Kuhn 链段长度等效链段数又
特征比
(2)
2
1
22
220
(),28142
(0.107)0.16n
h n
A M n
M h A M M ==⨯
=∴===无扰尺寸