《高分子物理》课程习题思考题
高分子物理何曼君版课后思考题答案
高分子物理何曼君版课后思考题答
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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。这种排列是稳定的,要改变构型必须经过化学键的断裂和重组。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。
2、末端距是高分子链的一端到另一端达到的直线距离,
解:因为柔性的高分子链在不断的热运动,它的形态是瞬息万变的,所以只能用它们的平均值来表示,又因为末端距和高分子链的质心到第i个链单元的距离是矢量。它们是矢量,其平均值趋近于零。因此,要取均方末端距和均方回转半径;轮廓长度是高分子链的伸直长度,高分子链有柔顺性,不是刚性链,因此,用轮廓长度描述高分子尺度不能体现其蜷曲的特点。
5、解:无论是均方末端距还是均方回转半径,都只是平均量,获得的只是高分子链的平均尺寸信息。要确切知道高分子的具体形态尺寸,从原则上来说,只知道一个均值往往是不够的。最好的办法是知道末端距的分布函数,也就是处在不同末端距时所对应的高分子构象实现概率大小或构象数比例,这样任何与链尺寸有关的平均物理量和链的具体形状都可由这个分布函数求出。所以需要推导高斯链的构象统计理论。
第三章
1、高分子与溶剂分子的尺寸相差悬殊,两者的分子运动速度差别很大,溶剂分子能较快渗入聚合物,而高分子向溶剂的扩散缓慢。
高分子化学与物理课后习题答案
7.
解:由小分子化合物单体制备聚合物的反应主要分成三类,它们是缩合反应、加成反应和开环反应。还有另一种是由高分子化合物,经转化反应,生成另外一种结构和性能不同的新高分子化合物
下面举例说明:
⑴缩合反应:己二胺和己二酸缩合反应生成尼龙-66
⑵加聚反应:苯乙烯聚合
⑶开环聚合:三氧六环开环聚合生成聚甲醛
。
(10)线型结构大分子,体型结构大分子;
线型高分子是由长的骨架原子组成的,也可以有取代侧基。通常可以溶解在溶剂中,固态时可以是玻璃态的热塑性塑料,有的聚合物在常温下呈柔顺性材料,也有的是弹性体。
高分子链间产生化学结合可以生成交联或网状高分子。
(11)均聚物,共聚物,共混物;
由一种单体聚合而成的聚合物叫做均聚物
9.等摩尔二元醇与二元酸缩聚,加入1.5mol%乙酸(以二元酸计),P=0.995或0.999时,聚酯的 为多少?加入1mol%乙酸时,结果又如何?
10.尼龙1010是根据1010盐中过量的癸二酸控制分子量,如要求分子量为2万,问1010盐的酸值(以mgKOH/g计)应为多少?
11.等物质量的己二胺和己二酸反应时,画出P=0.990和0.995时的分子量数量分布曲线和重量分布曲线,并计算数均聚合度和重均聚合度,比较两者的分子量分布宽度。
2当x≥3/2时,r=3/2x (r≤1)。同理得
令Po≥1,则x≥3。即当x≥3时,所得产物是端基主要为羧基的非交联支化分子。
高分子物理实验思考题(自整理)
⾼分⼦物理实验思考题(⾃整理)
实验⼀黏度法测定聚合物分⼦量
1.实验操作中,哪些因素对实验结果有影响?
粘度管⼝径,粘度管是否垂直及是否⼲净,溶液密度,⼈的读数误差,秒表精度等等。
2.如何测定mark-houwink⽅程中的参数k,α值?
答:将聚合物式样进⾏分级,获得分⼦量从⼩到⼤⽐均⼀的组分,然后测定各组分的平均分⼦量及特性粘度[η]=kMα,两边取对数,作图得斜率和截距。
实验⼆偏光显微镜法观察聚合物球晶
1.聚合物结晶体⽣长依赖什么条件,在实际⽣产中如何控制晶体的形态?
依赖于分⼦结构的对称性与规整性,以及温度,浓度,成核剂,杂质,机械⼒等条件。
①控制形成速度:将熔体急速冷却⽣成较⼩球晶,缓慢冷却则⽣成较⼤球晶
②采⽤共聚的⽅法:破坏链的均⼀性和规整性,⽣成⼩球晶3外加成核剂可获得甚⾄更微⼩的球晶。
实验三扫描电镜观察物质表⾯微观结构
1.为什么样品边缘或者表⾯斜坡处⽐较亮?
因为扫描电镜收集的是⼆次电⼦,通过收集的⼆次电⼦成像,⽽样品的边缘和斜坡处由于形貌都⽐较尖锐突出,所以对⼆次电⼦的反射强度⾼,因⽽在边缘和斜坡处的图像⽐较发亮。
2. 电镜的固有缺陷有哪⼏种?像闪是怎样产⽣的?
球差,⾊差,衍⾊差,像闪。极⾰化材料加⼯精度,极⾰化材料结构和成分不均匀性影响磁饱和,导致场的不均匀性造成像闪。
实验四DSC,DTA
1.解释DSC和DTA测试原理的差异
DTA是测量试样和参⽐物的温度差,⽽DSC使试样和参⽐物的温度相等,⽽测的是维持试样和参⽐物的温度相等所需要的功率
DTA:测温差,定性分析,测温范围⼤,灵敏性低
高分子物理学习题 第一章 答案
高分子物理学思考题及习题
第1章
思考题
1-1 重要概念:高分子化合物;高分子材料(聚合物);天然高分子材料;人工合成高分子材料;塑料;橡胶;纤维;功能高分子;结构单元;聚合度;线形分子链(线形高分子);支化分子链(支化高分子);交联网络(交联高分子)。
1-2 了解高分子材料的分类法和命名法。
1-3 与小分子化合物和小分子材料相比,高分子化合物与高分子材料的结构有哪些重要特点使之具有独特的性能?将这些特点牢记在心。
1-4 仔细阅读关于高分子材料的“多分散性和多尺度性”、“软物质性”及“标度性”的说明,理解其意义。
1-5 了解高分子物理学的核心内容和主要学习线索,体会“高分子物理学是研究高分子材料结构、分子运动与性能的关系的学说”。
1-6 阅读“高分子物理学发展简史及研究热点”一节,了解当前高分子物理学的热点问题和发展方向。
1-7 根据生活经验,列举一些适合用作塑料、橡胶或纤维的聚合物名称。
1-8 下列一些聚合物(我国的商品名称):丁苯橡胶,氯丁橡胶,硅橡胶,环氧树脂,脲醛树脂,聚氯乙烯,聚碳酸脂,涤纶,锦纶,腈纶。试分别写出各自结构单元的化学结构式及合成所需单体的化学结构式。
第一章习题可能与高分子化学学习内容重复,可不做。
第2章
思考题及习题
2-1重要概念:近程结构;远程结构;构型;构象;无规线团;内旋转;内旋转
势垒;分子链柔顺性(静态和动态);链段;均方末端距;均方旋转半径;自由连接链;自由旋转链;等效自由连接链;Kuhn等效链段;高斯链;θ条件/θ状态;Flory特征比(刚性因子)。
高分子物理何曼君版课后思考题答案解析
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。这种排列是稳定的,要改变构型必须经过化学键的断裂和重组。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。
2、末端距是高分子链的一端到另一端达到的直线距离,
解:因为柔性的高分子链在不断的热运动,它的形态是瞬息万变的,所以只能用它们的平均值来表示,又因为末端距和高分子链的质心到第i个链单元的距离是矢量。它们是矢量,其平均值趋近于零。因此,要取均方末端距和均方回转半径;轮廓长度是高分子链的伸直长度,高分子链有柔顺性,不是刚性链,因此,用轮廓长度描述高分子尺度不能体现其蜷曲的特点。
5、解:无论是均方末端距还是均方回转半径,都只是平均量,获得的只是高分子链的平均尺寸信息。要确切知道高分子的具体形态尺寸,从原则上来说,只知道一个均值往往是不够的。最好的办法是知道末端距的分布函数,也就是处在不同末端距时所对应的高分子构象实现概率大小或构象数比例,这样任何与链尺寸有关的平均物理量和链的具体形状都可由这个分布函数求出。所以需要推导高斯链的构象统计理论。
第三章
1、高分子与溶剂分子的尺寸相差悬殊,两者的分子运动速度差别很大,溶剂分子能较快渗入聚合物,而高分子向溶剂的扩散缓慢。
(1)聚合物的溶解过程要经过两个阶段,先是溶剂分子渗入聚合物内部,使聚合物体积膨胀,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。对于交联的聚合物,在与溶剂接触时也会发生溶胀,但因有交联的化学键束缚,不能再进一步使交联的分子拆散,只能停留在溶胀阶段,不会溶解。
高分子物理课后习题答案(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,通过单键的内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范德华半径总和小,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,相互间距离比范德华半径大,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,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:
高分子物理课后习题答案(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,通过单键的内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范德华半径总和小,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,相互间距离比范德华半径大,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,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:
高分子习题与思考题一
习题与思考题一
1、解释下列名词:
(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)构象;由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态
(3)链段;
(4)热力学柔性单键内旋转时,由于非邻近原子之间的相互作用,使反式和旁式构象之间存在着能量差∆ε。
(5)力学柔性单键内旋转时,由于非邻近原子之间的相互作用,使反式和旁式构象之间存在着能量差∆ε。
(6)均方末端距;如果自由结合链由n个键组成,每个键的长度为l,
(7)自由结合链模型:假定分子是由足够多的不占有体积的化学键自由结合而成,内旋转时没有键
角的限制和位垒障碍,其中每个键在任何方向的几率都相等,称这种链为自由结合链。
(8)全同立构
2、试讨论线型聚戊二烯可能有哪些不同的构型。
高分子种化学健所固定的原子在空间的几何排列。1,4加成(几何构型) 1,2加成(空间
位阻大,可能性小) 3,4加成(旋光异构)
3、聚丙烯中碳-碳单链是可以转动的,通过单键的转动能否把全同立构的聚丙
烯变为“间同立构”的聚丙烯?
不能,由于单健内旋转而产生的分子在空间的不同形态称为构象,与间同立构全同立构没有很直接的关系
4、顺序异构体由结构单元间的联结方式不同所产生的异构体。
5、什么是链结构?结构单元在高分子链中的联结方式
11、支化或交联对高聚物的性能有何影响?
12、试由分子结构分析高聚物的许多物理性能与低分子物质不同的主要原因。
高分子的结构单元数目大;高分子的结构不均一;高分子的结构单元之间相互作用对聚集态和物性有重要
影响;高分子链有一定的内旋转自由度,有柔性;高分子晶态比底分子差;加填料改性。
高分子物理实验思考题
高分子物理实验思考题
第一部分:概念题
应力、应变、体积电阻率、表面电阻率、瞬时充电电流、吸收电流、漏导电流
第二部分:判断题和选择题
1、实验测得的维卡软化点可以代表材料的使用温度。(错)
2、维卡软化点是测定热固性塑料于特定的液体传热介质中,在一定的负荷、一定的等速升
温条件下,试样被1mm2针头压入1mm时的温度。(错)
3、同类高聚物,分子量越高,其强度、硬度、韧性、缺口冲击等物理性能也会相应有所提
高。(对)
4、熔融指数(溶体流动速率)的单位为g/10min。(对)
5、一般导体电阻随温度升高而线性增加,聚合物电阻液随温度升高而增加。(对)
6、测定体积电阻率(或表面电阻率)时,环境湿度和温度对测定结果没有影响。(错)
7、当聚合物倍加于直流电压时,流经聚合物的电流一下就稳定了。()
8、在测试聚合物的冲击强度时,温度对测试结构没有多大的影响。(错)
9、在测试聚合物的冲击强度时,湿度对尼龙类塑料的冲击强度也有很大的影响。(对)
10、在测试聚合物的缺口冲击强度时,缺口的形状对冲击强度的影响不大。(错)
11、升温速率对测定维卡软化点的温度影响不大。()
12、同种聚合物,熔融指数越大,分子量越大。()
13、PC、有机玻璃、PS和尼龙66都是透明的。(错)
14、尼龙66在燃烧时有HCl气味。(错)
15、聚氯乙烯可溶于汽油中。()
16、聚苯乙烯可溶于甲苯中。()
17、有机玻璃不溶于氯仿和二甲苯中。(错)
18、将聚氯乙烯放在水中会浮在水面上。()
19、聚丙烯放在水中会浮在水面上。(对)
20、PS和有机玻璃敲打时会发出清脆的“打铃声”。()
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
高分子物理课后习题答案(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,通过单键的内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范德华半径总和小,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,相互间距离比范德华半径大,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,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:
高分子习题与思考题一
习题与思考题一
1、解释下列名词:
(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)构象;由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态
(3)链段;
(4)热力学柔性单键内旋转时,由于非邻近原子之间的相互作用,使反式和旁式构象之间存在着能量差。
(5)力学柔性单键内旋转时,由于非邻近原子之间的相互作用,使反式和旁式构象之间存在着能量差。
(6)均方末端距;如果自由结合链由n个键组成,每个键的长度为l,
(7) 自由结合链模型:假定分子是由足够多的不占有体积的化学键自由结合而成,内旋转时没有键角
的限制和位垒障碍,其中每个键在任何方向的几率都相等,称这种链为自由结合链。
(8)全同立构
2、试讨论线型聚戊二烯可能有哪些不同的构型。
高分子种化学健所固定的原子在空间的几何排列。1,4加成(几何构型)1,2加成(空间
位阻大,可能性小)3,4加成(旋光异构)
3、聚丙烯中碳-碳单链是可以转动的,通过单键的转动能否把全同立构的聚丙
烯变为“间同立构”的聚丙烯
不能,由于单健内旋转而产生的分子在空间的不同形态称为构象,与间同立构全同立构没有很直接的关系
4、顺序异构体由结构单元间的联结方式不同所产生的异构体。
5、什么是链结构结构单元在高分子链中的联结方式
11、支化或交联对高聚物的性能有何影响
12、试由分子结构分析高聚物的许多物理性能与低分子物质不同的主要原因。
高分子的结构单元数目大;高分子的结构不均一;高分子的结构单元之间相互作用对聚集态和物性有重要
影响;高分子链有一定的内旋转自由度,有柔性;高分子晶态比底分子差;加填料改性。
《高分子物理》思考题与习题合集
聚合物的电学性能及其它性能1. 名词解释:
取向极化,介电损耗,电击穿,介电松弛谱,导电聚合物。
2. 高分子在电场中的极化有哪几种形式?各有什么特点?
3. 比较聚合物介电损耗和力学损耗的异同点。
4. 讨论影响聚合物介电常数和介电损耗的因素。
5. 结构型导电聚合物的分子结构与导电性关系如何?举例说明。
6. 简述提高聚合物的耐热性和热稳定性的方法。
7. 讨论提高聚合物透明性的途径。
- 1 -
高分子的分子量和分子量分布
1. 解释下列名词:
第二维利系数,相对粘度,增比粘度,比浓粘度,特性粘数,相对分子质量分布宽度指数,流体力学体积,GPC ,GPC 标定曲线(相对分子质量-淋出体积标定曲线)。
2. 已知聚苯乙烯试样中含有相对分子质量为104和l05两组分,试求下列两种情况下的
n M 、w M :
(1)两组分分子数相同; (2)两组分重量相同。
3. 试计算100摩尔相对分子质量为105的聚乙烯分别与10摩尔相对分子质量为l04和106
的聚乙烯混合时的n M 和w M ,并讨论计算的结果。
4. 测定聚合物数均和重均相对分子质量的方法有哪几种?每种方法适用的相对分子质量范围如何?
5. 证明渗透压法测得的相对分子质量为数均相对分子质量,而光散射法测得的相对分子质量为重均相对分子质量。
6. 为什么说用粘度法测定相对分子质量是相对的方法,而不是绝对的方法?
7. 粘度法测相对分子质量中,K 、α值是如何定出的?
8. 试比较聚电解质与非聚电解质稀溶液粘度变化的特点。
9. 简述GPC 方法测定聚合物相对分子质量和相对分子质量分布的基本原理。
高分子物理思考题
高分子物理思考题
高分子物理简答题
1.同样是都是高分子材料,在具体用途分类中为什么有的是县委,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:
高分子材料的用途分类取决于材料的使用温度和弹性大小,当材料的使用温度在玻璃化温度Tg以下,是塑料,Tg以上则为橡胶,否则会软化。而透明度的问题在于该材料是否结晶,结晶的塑料薄膜是透明的,非结晶的则不透明或半透明。
2.假若聚丙烯的等规度不高,能不能用改变构想的办法提高等规度?说明理由。
答:构象:由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态,称为构象。
聚丙烯的等规度是由构型不同的异构体所产生的旋光异构所引起的,由于头-头键接的聚丙烯,其有全同立构、间同立构和无规立构等异构体。而且构型是由分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列,构象仅仅是由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态。所以当聚丙烯的等规度不高时,用改变构象的方法是无法提高其等规度的,需要破坏化学键,改变构型,才能提高等规度。
3.理想的柔性高分子链可以用自由连接或高斯链模型来描述,但真实高分子链在通常情况下并不符合这一模型,原因是什么?这一矛盾是如何解决的?
答:
在采用自由连接链或高斯链模型描述理想的柔性高分子链时,我们假设单键在结合时无键角的限制,内旋转时也无空间位阻,但真实高分子链不但有键角的限制,在内旋转时也存在空间位阻,因此使真实高分子链在通常情况下并不符合这一模型。对于真实高分子链我们用等效自由结合链来描述,把由若干个相关的键组成的一段链,算作
高分子化学与物理课后习题答案
《高分子化学》习题与解答
第一章、绪论习题与思考题
1. 写出下列单体形成聚合物的反应式。注明聚合物的重复单元和结构单元,并对聚合物命名,说明属于何类聚合反应。
(1)CH 2=CHCl; (2)CH 2=C (CH 3)2; (3)HO(CH 2)5COOH; (4) ;
(5)H 2N(CH 2)10NH 2 + HOOC(CH 2)8COOH ; (6)OCN(CH 2)6NCO + HO(CH 2)2OH ;
2. 写出下列聚合物的一般名称、单体和聚合反应式。
(1) (2) (3) (4)
(5) (6) 3. 写出合成下列聚合物的单体和聚合反应式:
(1) 聚丙烯晴 (2) 丁苯橡胶 (3) 涤纶 (4) 聚甲醛 (5) 聚氧化乙烯 (6) 聚砜
4. 解释下列名词:
(1) 高分子化合物,高分子材料 (2) 结构单元,重复单元,聚合度;
(3) 分子量的多分散性,分子量分布,分子量分布指数; (4) 线型结构大分子,体型结构大分子; (5) 均聚物,共聚物,共混物; (6) 碳链聚合物,杂链聚合物。
5. 聚合物试样由下列级分组成,试计算该试样的数均分子量n M 和重均分子量w M 及分子量分布指数。 级分 重量分率 分子量 1 0.5 1×10
4
2
0.2
1×10
5
CH 2
CH 2
CH 2
O [ CH 2 C ]n
CH 3COOCH 3
[ CH 2 CH ]
n
COOCH 3[ CH 2 C=CH CH 2 ]n CH 3 [ O C O C ]
3CH 3
n
[ NH(CH 2)6NHOC(CH 2)4CO ]n
高分子物理思考题
《高分子物理》课程习题思考题
(王经武执笔,第六次修订)
第一章高分子链的结构(Ⅰ)
一.解释名词、概念
1.高分子的构型2.全同立构高分子3.间同立构高分子4.等规度5.平均(数均)序列长度 6.高分子的构象7.高分子的柔顺性8.链段9.静态柔顺性10.动态柔顺性11.H pq 二.线型聚异戊二烯可能有哪些构型?
三.聚合物有哪些层次的结构?哪些属于化学结构?哪些属于物理结构?
四.为什么说柔顺性是高分子材料独具的特性?
五.通常情况下PS是一种刚性很好的塑料,而丁二烯与苯乙烯的无规共聚物(B:S=75:25)和三嵌段共聚物SBS(B:S=75:25)是相当好的橡胶材料,从结构上分析其原因。六.若聚丙烯的等规度不高,能否用改变构象的方法提高其等规度?为什么?
七.天然橡胶和古塔玻胶在结构上有何不同?画出示性结构式。
八.有些维尼纶的湿强度低、缩水性大,根本原因是什么?
九.高分子最基本的构象有哪些?在不同条件下可能呈现的典型的构象有哪些?
十.链段的组成、大小有什么特点?
第一章高分子链的结构(Ⅱ)
一.解释名词、概念
1.等效自由连接链
2.高斯链
3.高分子末端距分布函数
二.已知两种聚合物都是PE,如何鉴别哪一种是HDPE,哪一种是LDPE?举出三种方法并说明其依据。
三.假设一种线型聚乙烯高分子链的聚合度为2000,键角为109.5º,C-C键长为1.54Å,求:
(1)若按自由连接链处理,=?(2)若按自由旋转链处理,=?(3)若在无扰条件下的溶液中测得高分子链的=6.76nl2,该高分子链中含有多少个链段?链段
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《高分子物理》课程习题思考题
(王经武执笔,第六次修订)
第一章高分子链的结构(Ⅰ)
一.解释名词、概念
1.高分子的构型2.全同立构高分子3.间同立构高分子4.等规度5.平均(数均)序列长度 6.高分子的构象7.高分子的柔顺性8.链段9.静态柔顺性10.动态柔顺性11.H pq 二.线型聚异戊二烯可能有哪些构型?
三.聚合物有哪些层次的结构?哪些属于化学结构?哪些属于物理结构?
四.为什么说柔顺性是高分子材料独具的特性?
五.通常情况下PS是一种刚性很好的塑料,而丁二烯与苯乙烯的无规共聚物(B:S=75:25)和三嵌段共聚物SBS(B:S=75:25)是相当好的橡胶材料,从结构上分析其原因。六.若聚丙烯的等规度不高,能否用改变构象的方法提高其等规度?为什么?
七.天然橡胶和古塔玻胶在结构上有何不同?画出示性结构式。
八.有些维尼纶的湿强度低、缩水性大,根本原因是什么?
九.高分子最基本的构象有哪些?在不同条件下可能呈现的典型的构象有哪些?
十.链段的组成、大小有什么特点?
第一章高分子链的结构(Ⅱ)
一.解释名词、概念
1.等效自由连接链
2.高斯链
3.高分子末端距分布函数
二.已知两种聚合物都是PE,如何鉴别哪一种是HDPE,哪一种是LDPE?举出三种方法并说明其依据。
三.假设一种线型聚乙烯高分子链的聚合度为2000,键角为109.5º,C-C键长为1.54Å,求:
(1)若按自由连接链处理,=?(2)若按自由旋转链处理,=?(3)若在无扰条件下的溶液中测得高分子链的=6.76nl2,该高分子链中含有多少个链段?链段
的平均长度是多少?(4)计算/,/,/,并说明三个比值的物理意义。
四.求:(1)聚合度为5×104的线型聚乙烯的均方末端距(作为自由旋转链),用两种方法计算;(2)求这种聚乙烯的最可几末端距;(3)末端距为10 Å、100 Å的几率。五.试分析纤维素的分子链为什么是刚性的。
六.一块交联度比较小的橡皮,是软的还是硬的?为什么?
七.说说你用过、见过的高分子制品,各是用什么高分子材料制成的?
第二章高分子聚集态结构
一.解释名词、概念
1.高分子的聚集态结构
2.结晶性聚合物
3.液晶性聚合物
4.球晶
5.高分子液晶
6.液晶原
(介原)7.内聚能密度8.半结晶期9.结晶度10.结晶聚合物的熔点11.取向聚合物12.
晶面指数13.胆甾型液晶的螺距
二.高分子聚集态结构包括哪些内容?试述高分子聚集态结构有哪些特点及与成型加工条件、性能的关系。
三.列举5种用于聚合物结构研究的近代物理方法。
四.如何从结构上分析某种聚合物属于结晶性聚合物?
五.以聚乙烯为例,说明在什么条件下可以形成单晶、球晶、串晶、伸直链片晶,这些形态的晶体特征是什么?为什么在聚合物不易形成100%结晶的宏观单晶体?
六.在正交偏光显微镜上观察球晶时,可以看到消光黒十字、明暗相间的同心圆环(消光环,对某些球晶),解释这些现象。
七.选择题
1.通常条件下,本体聚合物的结晶温度为:(1)高于T m;(2)低于T g;(3)在T g~T m之间
2.熔点最高的聚合物是:(1)聚偏二氯乙烯;(2)聚二氟氯乙烯;(3)聚四氟乙烯
3.结晶能力最小的聚合物是:(1)PE;(2)PET;(3)PC
4.熔点最低的是:(1)PA66;(2)PA610;(3)PA1010
八.试述Avrami方程在本体聚合物结晶动力学研究中的意义。
九.最大结晶速度温度T max和T m的关系如何?
十.如何制得尺寸稳定性好、韧性好、透明性也比较好的均聚聚丙烯注塑制品?
十一.温度对本体聚合物结晶速度影响的规律是什么?解释其原因。
十二.均聚物A是一种结晶聚合物,若加入10%体积分数的增塑剂(x1=-0.1)或者用10%摩尔的单体B与单体A进行无规共聚(单体B的均聚物为非结晶性聚合物),增塑均聚物A的熔点与AB无规共聚物的熔点何者高?能从中得到什么规律?
十三.今有两种HDPE,其平均分子量分别为=8×104,=4×106(T m为137℃,T g 为-68℃)。(1)选择一种实验方法,做HDPE结晶速度与温度T关系曲线,简要说
明实验方法及作图步骤;(2)两种HDPE的~T曲线的异同点是什么?
十四.两种聚丙烯丝,在纺丝过程中,牵伸比相同,而分别采用冰水冷却和90℃热水冷却。
将这两种丝加热到90℃,何者收缩率大?为什么?
十五.有两种乙烯和丙稀的共聚物,其组成相同,其中一种在室温时是橡胶状的,一直到温度降低到-70℃时才变硬;另一种在室温时却是硬而韧又不透明的材料,试解释它们内在结构上的差别。
十六.在聚合物纺丝工艺中,都有牵伸和热定型两道工序,为什么?热定型温度如何选择?十七.高分子液晶的结构有几种类型?特征如何?液晶性聚合物溶液的-C、-T、-的关系如何?这些关系的意义如何?
十八.Flory的结晶聚合物、非结晶聚合物结构模型的要点是什么?有什么实验事实支持他的模型?
十九.将氯纶、涤纶同时泡入90℃左右的热水中,现象如何?为什么?
二十.有常用的聚丙烯试样一块,体积为 2.14cm3,重量为1.94g。求这一试样的比容、结晶度(=0.85g/cm3,=0.95g/cm3)。
二十一.如何求得一种结晶聚合物的、?=1.13,求证=1+0.13。
第三章聚合物的分子运动、力学状态和转变
一.解释名词、概念
1.聚合物的转变
2.聚合物的力学状态
3.高分子运动的时-温等效原理
4.玻璃化转
变 5.剪切流动 6.拉伸流动7.假塑性流体8.WLF方程9.离模膨胀10.韦森堡效应11.内应力
二.聚合物分子运动有哪些特点?
三.聚合物的玻璃化转变在工艺上、科学上的意义是什么?不同方法测得的T g值可以互相比较吗?为什么?
四.画出线型非结晶、线型结晶、线型非结晶的结晶性聚合物及交联聚合物的温度-形变曲线,说明这些聚合物有哪些力学状态、转变,并说明相应的分子运动机理(考虑分子量、结晶度、交联度)。
五.线型结晶聚合物在T g温度附近时,链段都能进行重排运动;处于T m温度时,链段和整个高分子都能进行重排运动。这些说法对吗?为什么?
六.塑料都是在T g以下温度使用,纤维的最高使用温度为T m,这些说法对吗?为什么?七.玻璃化转变的自由体积理论的内容是什么?玻璃化转变时聚合物的自由体积分数是多少?
八.表征聚合物流体剪切流动时剪切应力与剪切速率关系的幂律方程是什么?如何利用这一方程判断流体的类型?聚合物熔体、浓溶液剪切流动时,于一般条件下属于什么流体?九.聚合物熔体粘性流动的特征是什么?
十.何谓聚合物熔体流动速率指数?它与熔体的粘度、分子量有什么关系?
十一.聚合物熔体的粘度与T、或的关系如何?有什么实际意义?