高分子物理金日光三版本
何曼君第三版高分子第一章PPT
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第一章：绪论
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第一章：绪论
一 .高分子及其应用
高分子（macromolecule、polymer）
由许多结构相同的单元通过共价键重复连接而 成的相对分子量很大的化合物 天然高分子 合成高分子：塑料、橡胶、纤维、胶粘剂、 涂料、功能高分子等 高分子材料具有基本性质： 比重小，比强度 高，韧性、可塑性，高弹性、耐磨性，绝缘 性，耐腐蚀性，抗射线。
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第一章：绪论
Wallace Carothers （1896 – 1937） 尼龙、氯丁橡胶的发明者 1924-1926 University of Illinois instructor in organic chemistry
1926-1928 Harvard University instructor in organic chemistry
防腐工程：耐腐蚀性，防腐结构材料。
（水管阀门）PTFE：230～260℃长期工作，适合温度高腐蚀严重的产品。
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第一章：绪论
高分子材料的消耗率
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第一章：绪论
功能高分子Functional Polymer
• • • • • • 液晶高分子: 降解高分子聚二氧化碳树脂、Kevlar纤维 导电高分子: 电致发光高分子聚苯胺、塑料电池 医用高分子：人工心脏、脏器、人工肾（PU）、人工肌肉 高吸水性树脂 智能高分子：汽车的抗磨损涂层等 高分子在IT的应用：聚合物发光二极管(OLED)柔性显示器 、塑料芯片等
第一章 高分子链的结构
●1920年，Staudinger发表了“论聚合反应”，宣告了高分 子科学的诞生。
●至1929年，出现一系列结构明确的、具有工业意义的高 分子材料如聚苯乙烯、聚氯乙烯等，从此开创了高分子 材料的新世纪。
●此后的30年（1930-1960），是高分子科学蓬勃发展、高 分子新材料相继问世的年代。单链统计理论、溶胀理论、 凝胶理论、橡胶弹性理论、溶液热力学等经典理论都产 生于这一时期。 ●二十世纪的60-80年代，是高分子科学的成熟期，爬行理 论、半稀溶液理论和标度理论的提出，标志着人们对高 分子的认识已进入到一个新的层次。
高分子学科获得诺贝尔化学奖和物理学奖
●德国化学家Staudinger(1881-1965)创立高分子学说，1953年 获得诺贝尔化学奖；
●K.Ziegler和G.Natta的定向聚合，1963年获得诺贝尔化学奖； ●Flory的高分溶液的热力学定理及其对高分子物理和高分子 物理化学作出了杰出贡献，197杰出贡献，1991年获得诺贝 尔物理学奖；
无规键接
由结构单元间的联结方式不同所产生的异构体称顺序异构体。
聚氯乙烯的键接结构
在二氧六环中将锌粉与聚氯乙烯共煮，将发生下列反应： 头–尾键接
头–头（尾–尾）键接
（脱氯量为86.5%） 无规键接 （脱氯量为81.6%）
（脱氯量可达100%）
聚甲基丙稀酸的键接结构： 在200℃加热降解，有两种反应发生： 头–尾键接，脱水反应产生六元环结构
二、高分子结构的特点：
1. 高分子是由数目（103 — 105）很大的结构单元组成 2. 高分子主链有一定的内旋转自由度，可以使主链弯曲 且具有柔性 3. 高分子的结构具有不均一性 4. 结构单元的相互作用对高分子聚集态结构和物理性能 影响很大 5. 高分子聚集态结构沿主链方向的有序程度高于垂直于 主链方向的有序程度
《高分子物理》课程的教学体会与思考
课例研究新教师教学引言对高分子科学的学习，主要包括三部分内容：高分子化学、高分子物理和高分子材料的成型加工。
其中，高分子化学是最基础的专业课程，研究各种聚合反应的机理和方法；高分子材料成型加工学习的是怎样将高分子化合物变成可实用的各种各样的高分子材料；而高分子物理，介于两者之间，研究的聚合物的结构与性能之间的关系[1-2]，高分子物理是连接高分子化学与高分子材料加工成型的桥梁。
但是，高分子物理的教学内容比较繁杂、概念多、且比较抽象，高分子材料的结构和性能差异性大，难于把握其共性[3]，学生学习起来较为困难。
因此，如何做好高分子物理的教学工作，是相关教学工作者一直以来所思考的问题。
作者就近几年的教学经验进行总结，提出一些思考和改革的方法。
一、高分子物理教学体会（1）精心备课第一轮讲授该课程时，在上课前花费大量的精力进行备课，首先是熟悉书本上的基本内容，其次利用网络资源，学习其他老师的授课方式及讲解要点，然后按自己的思路制作出课程PPT 。
并且制作PPT 时，不是全篇的复制书本文字，而是只上展示总结性的要点文字、图表及公式，使学生看起来清晰明了。
（2）认真讲解课堂上，以PPT 内容为主线，进行各个知识点的分步讲解。
因为在上课前进行了充分准备，对所讲授内容非常熟悉，讲授过程中，总是努力把自己所知道的内容全部告诉学生，唯恐有所遗漏。
因此，每一个45分钟的课堂都显得非常“饱满”，不浪费一分一秒的时间，真真是实现了满堂灌。
（3）存在问题第一轮教学完成后，期末考试成绩反应出学生对于书本上的基础概念、定义等掌握很好。
但是，在后续的课程实验和其他专业课课堂上，发现学生只是掌握了基础的表面的理论知识，而对于知识点的深入理解和灵活应用则十分欠缺。
此时，才发现或许是教学方式出了问题，学生只是学到了最表层的内容，完成了课程任务而已。
于是，在之后的教学中，带着这些问题，对教学方法进行深入思考，并进行了相应探索二、高分子物理教学的思考与改进1、改变教学理念基于作者三年的教学经验，发现要讲好高分子物理，最基本的是应该改变教学理念。
专题讲座之六：粘度与分子量的关系
专题讲座之六：粘度与分子量的关系(共4页)-本页仅作为预览文档封面，使用时请删除本页-高分子物理中粘度与分子量的关系公式及其在高分子化学中的应用*姚金水**，李梅，乔从德，张献，刘伟良（山东轻工业学院材料科学与工程学院，济南，250353）摘要：介绍了高分子物理课程中高分子熔体粘度-分子量关系公式，高分子熔体粘度具有强烈的分子量依赖性，并存在一个临界分子量，在达到临界分子量后粘度会出现突跃。
并利用这个公式，解释了在自由基聚合反应中为什么会出现凝胶现象，而在缩聚反应中则不会出现这种现象，达到了综合利用高分子化学与高分子物理课知识的目的，可以提高教学效果。
关键词：高分子熔体；零切粘度；凝胶现象；自由基聚合；缩聚反应The equation of viscosity with molecular weigh in polymer physics and its application in polymer chemistryYAO Jin-shui, QIAO Cong-de, ZHANG Xian, LI Mei, LIU Wei-liang (School of Material Science&Engineering, Shandong Institute of Light Industry,Jinan,250353)Abstract: The equation of polymer melt viscosity with the molecular weight was introduced. The polymer melt viscosity increased with the increasing of the molecular weight. And there was a critical molecular weight. The melt viscosity would be abrupt changed while the molecular weight was higher than the critical molecular weight. The gel effect in the radical polymersization was explained by using this equation, whileas there was no geleffect in the condensation polymersization. And it was pointed out that synthetically using the knowledge of polymer physics and polymer chemistry was very important when teaching the polymer physics or polymer chemistry.Keywords: polymer melt; zero shear viscosity; gel effect; radical polymersization; condensation polymeersization我们知道，聚合物的分子量对聚合物的物理机械性能影响很大，在保证机械强度的前提下，我们希望聚合物的分子量要小一些，这样聚合物的粘流温度和粘度比较低，可以降低加工温度，节约能源，也就是说高分子的粘度具有明显的分子量依赖性，这是高分子物理中的重要内容[1]。
天津大学各学院参考教材
201机械工程学院参考教材内燃机原理1.《内燃机学》，周龙保主编，机械工业出版社2.《车辆发动机原理》，秦有方编，国防工业出版社3.《汽车拖拉机发动机》，董敬，庄志编，机械工业出版社4.《汽车排气净化与噪声控制》，秦文新等边，人民交通出版社机械原理与机械设计1．机械原理与机械设计，张策，机械工业出版社，20042．机械原理教程，申永胜，清华大学出版社，19993．机械原理（第六版），孙桓，高等教育出版社，20004．机械设计（第三版），董刚，机械工业出版社，19985．机械设计（第六版），濮良贵，高等教育出版社，1996产品设计1.工业设计心理学，李乐山，高等教育出版社，20042.产品创新设计，边守仁，北京理工大学出版社，2002理论力学3.《理论力学》，贾启芬等，机械工业出版社4.《理论力学》，贾启芬等，天津大学出版社工程力学1.《材料力学》（第四版上、下册），刘鸿文主编，高等教育出版社2.《材料力学》苏翼林主编，天津大学出版社3.《材料力学》（第四版上、下册），孙训方主编，高等教育出版社4．《材料力学》，赵志岗主编，天津大学出版社5．《工程力学》，贾启芬主编，天津大学出版社工程热力学（含制冷原理）1.工程热力学，曾丹苓等，高等教育出版社，19862.工程热力学，庞麓鸣等，高教出版社，19863.工程热力学，沈维道等，高等教育出版社，1983202精密仪器与光电子工程学院参考教材测控技术基础1. 施文康，余晓芬主编. 检测技术（第2版）. 北京：机械工业出版社，2005.2. 强锡富主编. 传感器（第3版）. 北京：机械工业出版社，2001.5.3. 张国雄主编. 测控电路. 北京：机械工业出版社，2007.4. 费业泰主编. 误差理论与数据处理（第5版）. 北京：机械工业出版社，2005. 工程光学（1）《工程光学》第2版，郁道银，机械工业出版社，2006（2）《工程光学基础教程》，郁道银，机械工业出版社，2007（3）《工程光学复习指导与习题解答》，蔡怀宇，机械工业出版社，2009生物医学工程基础：1、《医学传感器与人体信息检测》，王明时编，天津科学技术出版社2、《生物医学传感器与原理与应用》，彭承琳编，高等教育出版社3、《现代生物医学传感技术》，王平编，浙江大学出版社4、《数字信号处理》，吴镇扬，高等教育出版社，20055、《数字信号处理》，第二版，丁玉美，西安电子科技大学6、《数字信号处理》，第二版，学习指导，高西金，西安电子科技大学光电子学基础《量子力学教程》，周世勋编，高等教育出版社，2002.3《激光原理》，周炳琨，高以智，陈倜嵘, 陈家骅编著，国防工业出版社，2000年版《激光技术》第二版，蓝信钜等，科学出版社，2005《物理光学与应用光学》，石顺祥，张海兴，刘劲松。
2021年常州大学硕士研究生入学考试初试科目参考书
875
水分析化学
《水分析化学》，黄君礼、吴明松，第4版，中国建筑工业出版社，2013.07
《水分析化学实验》，戴竹青，第2版，中国石化出版社，2013.07
834
环境保护概论
《环境保护概论》，张文艺，清华大学出版社，2017
《药理学》（第八版），人民卫生出版社，朱依谆、殷明
《药剂学》（第七版），人民卫生出版社，崔福德
《药剂学》（第八版），人民卫生出版社，方亮
825
生物化学原理
《生物化学》，吴梧桐主编，人民卫生出版社，2007
《生物化学》蔡志强、朱劼主编化学工业出版社2020
336
艺术基础（理论）
《艺术学基础知识》，王次炤主编，中央音乐学院出版社
873
电路分析
《工程电路分析基础》（第二版），包伯成,乔晓华编著.北京:高等教育出版社, 2019.9
874
控制理论基础
《自动控制原理》第二版，王万良编，高等教育出版社，2014.3
881
管理学
《管理学》(第四版)，周三多，高等教育出版社，2014
349
药学综合
《有机化学》（第五版），高等教育出版社，天津大学有机化学教研室
855
机械设计基础
《机械设计基础》杨可桢、程光蕴主编，高等教育出版社，2019年第六版
《机械设计》濮良贵、陈国定主编，高等教育出版社，2019年第十版。
《机械原理》郑文伟、吴志坚主编，高等教育出版社，1997年第六版。
857
微机原理与接口技术
《微型计算机原理与接口技术》（第5版），周荷琴冯焕清编著，中国科学技术大学出版社
835
高分子物理和化学
University of Freiburg; Staatliches Institut für makromolekulare Chemie (State Research
Institute for Macromolecular Chemistry), Freiburg Breisgau, Federal Republic of Germany
1926年瑞典化学家T. Svedberg等人设计 并用超离心机测定出蛋白质的分子量。
1928年K. H. Meyer 和H. F. Mark用 X射 线技术测定纤维素和天然橡胶中大分子 的晶区尺寸。
高分子材料种类的涌现举例
高分子材料种类的涌现举例
高分子材料种类的涌现举例
高分子材料种类的涌现举例
高分子理论和聚合方法上的突破
➢ 高分子（Macromolecular，Polymer）概念的形成和高分子 科学的出现始于20世纪2产物葡萄糖——葡萄糖缔合体 天然橡胶——裂解产物异戊二烯——二聚环状结构缔合体
Lexan®（PC） Xenoy iQ ®（PBT） Noryl ®（PPO）
Bayer All-plastic-car
Makrolon（PC）
Desmopan（TPU）
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第一章绪论
➢高分子科学的发展史 ➢高分子基本概念 ➢高分子的分类 ➢高分子的命名 ➢高分子的结构特征 ➢高分子分子质量及其分布 ➢聚合反应以及分类
Staudinger并不认同胶体理论， 经过多年研究发表了具有划时代意 义的论文“Über Polymerisation” （论聚合），认为聚合不同于缔合， 它是分子靠正常的化学键结合起来。 天然橡胶、聚苯乙烯等聚合物应该 具有线性链式的价键结构式。
高分子物理金日光三版本
第1章高分子的链结构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; 变化,;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. 需打破化学键,. (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? 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,形螺旋构象,才能满足晶体分子链构象能最低原则. 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. 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.第2章聚合物的凝聚态结构1.名词解释凝聚态:为物质的物理状态,是根据物质的分子运动在宏观力学性能上的表现来区分的,通常包括固体,液体和气体.内聚能密度: CED 定义为单位体积凝聚体汽化时所需要的能量,单位:晶系:根据晶体的特征对称元素所进行的分类.结晶度:试样中的结晶部分所占的质量分数(质量结晶度积结晶度 ).取向:聚合物的取向是指在某种外力作用下,分子链或其他结构单元沿着外力作用方向的择优排列.高分子合金的相容性:两种或两种以上高分子,通过共混形成微观结构均一程度不等的共混物所具有的亲和性.2.什么叫内聚能密度?它与分子间作用力的关系如何?如何测定聚合物的内聚能密度? :答:(1)内聚能密度:CED 定义为单位体积凝聚体汽化时所需要的能量,单位: ) (2)内聚能密度在 300 能密度在 400 以下的聚合物,分子间作用力主要是色散力; 以上的聚合物,分子链上有强的极性基团或者分子间能形成氢键;内聚能密度在 300-400，分子间相互作用居中3.聚合物在不同条件下结晶时,可能得到哪几种主要的结晶形态? 聚合物在不同条件下结晶时态的特征是什么?答:(1)可能得到的结晶形态:单晶,树枝晶,球晶,纤维状晶,串晶,柱晶, 伸直链晶体(2)形态特征: 单晶:分子链垂直于片晶平面排列,晶片厚度一般只有 10nm 左右; 树枝晶:许多单晶片在特定方向上的择优生长与堆积形成树枝状; 球晶:呈圆球状,在正交偏光显微镜下呈现特有的黑十字消光,有些出现同心环; 纤维状晶:晶体呈纤维状,长度大大超过高分子链的长度;串晶: 在电子显微镜下, 串晶形如串珠; 柱晶:中心贯穿有伸直链晶体的扁球晶,呈柱状; 伸直链晶体:高分子链伸展排列晶片厚度与分子链长度相当.4.测定聚合物的结晶度的方法有哪几种?简述其基本原理.不同方法测得的结晶度是否相同?为什么?答: (1 密度法, 射线衍射法,量热法;(2 密度法的依据: 规整堆砌,故晶区密度大于非晶区密度; X 射线衍射法的依据:总的相干散射强度等于晶区和非晶区相干散射强度之和。
高分子物理全部课后习题答案(详解)金日光、华幼卿第三版
高分子物理答案（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：（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。
7. 比较下列四组高分子链的柔顺性并简要加以解释。
解：8. 某单烯类聚合物的聚合度为104，试估算分子链完全伸展时的长度是其均方根末端距的多少倍？（假定该分子链为自由旋转链。
高分子化学与物理 (2)优秀PPT
N n
高分子理论和聚合方法上的突破
分子设计：性能—结构—合成 ★材料宏观性能的设计和材料的加工方法设计 ★高分子聚集态结构和化学结构的设计 ★合成方法和反应条件的设计
在了解材料性能、聚合物结构和材料性能之间相互关系的基础上， 根据材料性能的需要，设计理想的聚合物结构，并选择一定的合成方 法和条件，以获得该种聚合物
M DPM0, M Xn M1
M0：重复单元的分子量； M1：结构单元的分子量；
DP：重复单元数； X n ：结构单元数。
1.2 高 分 子 基 本 概 念
均 聚 物 Homopolymer 由一种（真实的、假设的）单体聚合而成的聚合物。如：
CH2CH Cl
氯乙烯单体
CH2CH OH
“假设单体”：乙烯醇
Styrene-Butadiene-Styrene
C CC C C CC CC C CC C C CC C C
Hard
Soft
Hard
高分子理论和聚合方法上的突破
接枝共聚（graft）
ABS树脂
交替共聚（alternating）
高分子理论和聚合方法上的突破
Ø导电聚合物的发现和发展
20世纪70年代中期发现的导电高分子，改变了长期以来人们对高分子只能 是绝缘体的观念，进而开发出了具有光、电活性的被称之为“电子聚合物”的 高分子材料，有可能为21世纪提供可进行信息传递的新功能材料。
高分子材料种类的涌现
Ø 20世纪初——合成高分子得到开发和应用
• 1907年，Baekeland为寻找虫胶的代用品，第一次用人工方法合成 酚醛树脂 • 1926年，美国Semon合成了聚氯乙烯 • 1930年，合成聚苯乙烯 • 1935年，英国ICI公司高压聚乙烯问世 • 1935年，杜邦公司Carothers第一次用人工方法制成合成纤维—— 尼龙66 • 1953年，低压PE，PP被聚合…
高分子化学和物理专业硕士研究生培养方案(070305)
高分子化学与物理专业硕士研究生培养方案（070305）一、培养目标为了适应我国社会主义建设事业的需要，培养德、智、体全面发展的材料学专业人才，所培养研究生应达到如下水平：1、具有高度的政治理论水平和觉悟，认真学习邓小平理论，坚持四项基本原则，能够用辩证唯物主义观点观察和分析事物。
遵纪守法，有良好的道德品质和团结合作精神。
爱祖国、爱人民、热爱社会主义。
服从国家分配，为我国的社会主义建设服务。
2、具有严谨的治学态度，实事求是的科学精神，坚实的理论基础和广泛的专业知识以及熟练的实验技能。
能够独立进行科学研究，勇于探索、创新、刻苦勤奋，并能胜任高等学校、科研院所或企业的教学、科研和产品开发工作。
能够熟练地阅读英文专业书刊，并能用英文撰写高分子化学与物理专业方面的研究论文。
3、身心健康。
二、研究方向A、功能高分子；B、高分子纳米材料三、学习年限学习年限为三年。
大约用一年的时间完成硕士学位的必修课和选修课，至少获得35学分；约用两年时间从事科学研究，完成硕士学位论文，并通过论文答辩。
必要时，研究生经批准也可适当延长学习时间，但最多不得超过二年。
四、课程设置(见后)五、考核方式研究生的公修课和必修课均为考试课程，采取试卷的形式进行笔试。
选修课可根据情况采取考试或考查的方式进行考核。
考试课程成绩按百分制，学位课75分为合格；考查课程按优秀、良好、及格和不及格四级记分制评定成绩。
由主讲教师出试卷并批改给出成绩，考后及时把成绩上报院研究生工作办公室和研究生处，登记在《研究生考试考查成绩登记表》中，并由主讲教师签名。
六、学位论文研究生在导师指导下，通过调查研究和查阅文献，确定自己的学位论文题目及研究提纲。
由研究生本人在第三学期以书面形式写出开题报告，在教研室进行交流和修改。
研究题目应有学术意义或实用价值。
研究生应在导师的指导下独立开展研究工作并完成整个学位论文。
学位论文一般应包括：中、外文摘要、引言和评述、主要研究内容和结果的讨论，以及参考文献和必要的附录。
金日光_华幼卿_第三版_高分子物理 第二章 PPT
聚合物内聚能测定方法
聚合物在不同溶剂中 的溶解能力来间接估计
最大溶涨比法 最大特性粘数法
• 为什么不能采用汽化的 方法直接测定?
01:33 4
CED与材料性能的关系
• • • • PE PIB Nature Rubber PB
CED/J/cm3 X< 300 300 < X< 400 X> 400
X
v c
Vc = V
ρ V = ρ cV c + ρ a V a
V = V
c
+ V
ρ (V c + V a ) = ρ cV c + ρ aV a
a
假定试样的密度具有线性加和
X
01:33
v c
ρ − ρa Vc = = V ρc − ρa
V V ρ = ρ c X c + ρ a (1 − X c )
01:33
Yeh球粒模型的论据 1.非晶区密度为晶区的85% 2. 结晶速率快 Flory无规线团模型的论据 1. 随机交联，晶区与无定形区密度相同 2. θ溶液、无定形本体、晶体回转半径相同
01:33 32
2.2 液 晶—有序流动的液体
液晶的特点——同时具有流动性和光学各向异性
晶体三维有序
01:33
Tm=320K, Ti=350K, ΔT=30K
COO CN
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01:33
R=
(CH2)2
O
(c) 液晶基元
液晶基元的长度增加，通常使液晶相温度加宽，稳定性提高。
CH3 CH2 C OC
n
O (CH2)6 O COO OCH3
Tm=309K, Ti=374K, ΔT=65K
化工原理考研参考教材
201机械工程学院参考教材内燃机原理1.《内燃机学》，周龙保主编，机械工业出版社2.《车辆发动机原理》，秦有方编，国防工业出版社3.《汽车拖拉机发动机》，董敬，庄志编，机械工业出版社4.《汽车排气净化与噪声控制》，秦文新等边，人民交通出版社机械原理与机械设计1．机械原理与机械设计，张策，机械工业出版社，20042．机械原理教程，申永胜，清华大学出版社，19993．机械原理（第六版），孙桓，高等教育出版社，20004．机械设计（第三版），董刚，机械工业出版社，19985．机械设计（第六版），濮良贵，高等教育出版社，1996产品设计1.工业设计心理学，李乐山，高等教育出版社，20042.产品创新设计，边守仁，北京理工大学出版社，2002理论力学3.《理论力学》，贾启芬等，机械工业出版社4.《理论力学》，贾启芬等，天津大学出版社工程力学1.《材料力学》（第四版上、下册），刘鸿文主编，高等教育出版社2.《材料力学》苏翼林主编，天津大学出版社3.《材料力学》（第四版上、下册），孙训方主编，高等教育出版社4．《材料力学》，赵志岗主编，天津大学出版社5．《工程力学》，贾启芬主编，天津大学出版社工程热力学（含制冷原理）1.工程热力学，曾丹苓等，高等教育出版社，19862.工程热力学，庞麓鸣等，高教出版社，19863.工程热力学，沈维道等，高等教育出版社，1983202精密仪器与光电子工程学院参考教材测控技术基础1. 施文康，余晓芬主编. 检测技术（第2版）. 北京：机械工业出版社，2005.2. 强锡富主编. 传感器（第3版）. 北京：机械工业出版社，2001.5.3. 张国雄主编. 测控电路. 北京：机械工业出版社，2007.4. 费业泰主编. 误差理论与数据处理（第5版）. 北京：机械工业出版社，2005. 工程光学（1）《工程光学》第2版，郁道银，机械工业出版社，2006（2）《工程光学基础教程》，郁道银，机械工业出版社，2007（3）《工程光学复习指导与习题解答》，蔡怀宇，机械工业出版社，2009生物医学工程基础：1、《医学传感器与人体信息检测》，王明时编，天津科学技术出版社2、《生物医学传感器与原理与应用》，彭承琳编，高等教育出版社3、《现代生物医学传感技术》，王平编，浙江大学出版社4、《数字信号处理》，吴镇扬，高等教育出版社，20055、《数字信号处理》，第二版，丁玉美，西安电子科技大学6、《数字信号处理》，第二版，学习指导，高西金，西安电子科技大学光电子学基础《量子力学教程》，周世勋编，高等教育出版社，2002.3《激光原理》，周炳琨，高以智，陈倜嵘, 陈家骅编著，国防工业出版社，2000年版《激光技术》第二版，蓝信钜等，科学出版社，2005《物理光学与应用光学》，石顺祥，张海兴，刘劲松。
高分子物理(金日光版)-第五章市公开课一等奖省赛课获奖PPT课件
若高聚物分子量很大，以致Tf>Tm， 所以晶区熔融后，高分子链段开
始运动，进入高弹态，直到温度
深入升高到Tf以上，才进入粘流 态。
第18页
b.轻度（半结晶）结晶性高聚物
对于轻度结晶高聚物，微晶起 着物理交联点作用，温度-形变 曲线上依然有显著玻璃化转变 与高弹平台，此时变形较小。
注意：结晶性因为链排列规整， 材料性能很好，所以在确保机 械强度前提下应尽可能保持分 子量低，因为分子量过大，高 聚物由晶态将再次进入高弹态， 给成型加工带来困难，且加工 温度过高还会引发高聚物降解。
第9页
（2）高弹态(high-elastic state)：受力后形变很大，去除
外力后而且能回复的性质称为高弹态。
玻璃化转变：温度上升，分子能量加大，虽然整个分子
不能运动，但链段运动的松弛时间已经减小到与实验测
量时间同一数量级，此时达到玻璃化转变区，相应的转
变温度称为玻璃化转变温度 Tg。
运动单元：除键长、键角等外，链段开始运动。
玻璃化转变是高聚物一个主要特征，外观上经 过玻璃化转变以后，高聚物能够从硬脆固体变 为较为柔软，模量改变达三个数量级
1． 玻璃化转变温度的测定
高聚物
Tg变化时
力 物学 理性 性质 质变 变化 化， ，如 如形 膨变 胀
、模量等 系数、比热、导热系数
、密度、
折光率、介电常数等
所以原则上可以利用在 Tg 转变过程中发生突变或不连续变化的
升高温度与延长时间含有等效性。
第6页
第二节 高聚物力学状态
一、非结晶型高聚物 力学状态
1.温度--形变曲线 温度-形变曲线，也称热
机械曲线，测定方法：将 一定尺寸高聚物样品在一 定负荷作用下，以一定速 率升高温度，测定样品形 变量与温度之间关系曲线
湖北大学2024年硕士研究生自命题考试大纲 629高分子物理 考试大纲
《高分子物理》考试大纲第一部分考试说明一、考试性质《高分子物理》是高分子材料与工程及相近专业的专业基础课程，设立为高分子化学与物理硕士研究生的入学专业基础考试课程，由我校材料科学与工程学院命题。
考试的评价标准是普通高等学校高分子材料与工程及相近专业优秀毕业生能达到的及格或及格以上水平。
二、考试的学科范围应考范围包括：高分子链的结构、高分子的凝聚态结构、高分子溶液、聚合物的分子量及分子量分布、聚合物的分子运动及转变、橡胶弹性、聚合物的黏弹性、聚合物的屈服与断裂、聚合物的流变性能。
三、评价目标本课程考试旨在考查考生是否掌握高分子结构-性能的关系，即高分子的结构、分子运动、性能的相关基本理论及相互关系，考查考生是否能够运用高分子结构-性能的基本原理解决复杂工程问题。
四、考试形式与试卷结构（一）答卷方式：闭卷，笔试；（二）答题时间：180分钟；（三）参考书目：《高分子物理》第五版，华幼卿，金日光主编，化学工业出版社。
第二部分考查要点一、高分子链的结构名词概念：构型、构象、高分子链的柔顺性、空间位阻参数、极限特征比、链段、链段长度、自由连接链、自由旋转链、等效自由连接链、理想链与真实链内容要求：1、高分子的一级结构，包括化学组成、构型、构造和共聚物的序列结构；2、高分子的二级结构，包括微构象与宏构象、构象统计、高分子链的柔性；重难点：1、能够理解构型与构象的不同，解释其对高分子性能的影响；2、运用数学模型方法，表征高分子链的均方末端距；3、通过高分子链的化学结构，定性和定量比较高分子链的柔性大小。
二、高分子的凝聚态结构名词概念：内聚能与内聚能密度、聚合物单晶与球晶、结晶度、取向与取向度、相容性内容要求：1、晶态聚合物结构，包括结晶形态学、晶态结构模型、结晶度；2、非晶态聚合物结构，包括无规线团模型、局部在序模型的基本观点及实验证据；3、聚合物的取向态结构，包括取向现象与机理、取向度及其测定方法；4、多组分聚合物，包括相容性及其判别方法。
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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. 1.写出聚氯丁二烯的各种可能构型. 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, 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? 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? :(1 区别: 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; 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. 需打破化学键,而构型的改变必须断裂化学键. 不能, 碳单键的旋转只能改变构象,却没有断裂化学键, (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. 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螺旋构象,而间规立构聚氯乙 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? 烯分子链在晶体中呈平面锯齿构象? 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, 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, 键的旋转,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,形螺旋构象,才能满足晶体分子链构象能最低原则. 成 31 螺旋构象,才能满足晶体分子链构象能最低原则. 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, (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. 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? 4.哪些参数可以表征高分子链的柔顺性?如何表征? 哪些参数可以表征高分子链的柔顺性值愈大,柔顺性愈差; 答:(1)空间位阻参数(或称刚性因子) , 值愈大,柔顺性愈差; :(1 空间位阻参数(或称刚性因子) Cn, 值越小,链的柔顺性越好; (2)特征比 Cn,Cn 值越小,链的柔顺性越好; 值愈小,链愈柔顺. (3)连段长度 b,b 值愈小,链愈柔顺. 聚乙烯分子链上没有侧基,内旋转位能不大,柔顺性好性好. 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? 温下为塑料而不是橡胶? 这是由于聚乙烯分子对称性好,容易结晶,从而失去弹性, 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. 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: 从结构出发, 6.从结构出发,简述下列各组聚合物的性能差异: 聚丙烯睛与碳纤维; (1)聚丙烯睛与碳纤维; 无规立构聚丙烯与等规立构聚丙烯; (2)无规立构聚丙烯与等规立构聚丙烯; 异戊二烯(天然橡胶) 异戊二烯(杜仲橡胶). (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). 高密度聚乙烯,低密度聚乙烯与交联聚乙烯. (4)高密度聚乙烯,低密度聚乙烯与交联聚乙烯. 7.比较下列四组高分子链的柔顺性并简要加以解释. 7.比较下列四组高分子链的柔顺性并简要加以解释. 比较下列四组高分子链的柔顺性并简要加以解释解: 8.某单烯类聚合物的聚合度为 104, 8.某单烯类聚合物的聚合度为 104, 试估算分子链完全伸展时的长度是其均方根末端距的多少倍?(假定该分子链为自由旋转链.) ?(假定该分子链为自由旋转链末端距的多少倍?(假定该分子链为自由旋转链.) 答:81.6 倍 9.无规聚丙烯在环己烷或甲苯中,30℃时测得的空间位阻参数(即刚性因子) 9.无规聚丙烯在环己烷或甲苯中,30℃时测得的空间位阻参数(即刚性因子) 无规聚丙烯在环己烷或甲苯中时测得的空间位阻参数δ=1.76,试计算其等效自由连接链长度已知碳— 0.154nm,键角为δ=1.76,试计算其等效自由连接链长度 b(已知碳—碳键长为 0.154nm,键角为109.5°). 109.5°). 解:b=1.17nm 10.某聚苯乙烯试样的分子量为 416000,试估算其无扰链的均方末端距( 10.某聚苯乙烯试样的分子量为 416000,试估算其无扰链的均方末端距(已知特征比 Cn=12). Cn=12). 2276.8nm2. 答:均方末端距为 2276.8nm2. 第2章聚合物的凝聚态结构 1.名词解释 1.名词解释凝聚态,内聚能密度,晶系,结晶度,取向,高分子合金的相容性. 凝聚态,内聚能密度,晶系,结晶度,取向,高分子合金的相容性. 凝聚态:为物质的物理状态, 凝聚态:为物质的物理状态,是根据物质的分子运动在宏观力学性能上的表现来区分的,通常包括固体,液体和气体. 来区分的,通常包括固体,液体和气体. 内聚能密度: 定义为单位体积凝聚体汽化时所需要的能量,单位: 内聚能密度:CED 定义为单位体积凝聚体汽化时所需要的能量,单位: 晶系:根据晶体的特征对称元素所进行的分类. 晶系:根据晶体的特征对称元素所进行的分类. 结晶度:试样中的结晶部分所占的质量分数( 结晶度:试样中的结晶部分所占的质量分数(质量结晶度积结晶度 ). 取向:聚合物的取向是指在某种外力作用下, 取向:聚合物的取向是指在某种外力作用下,分子链或其他结构单元沿着外力作用方向的择优排列. 作用方向的择优排列. 高分子合金的相容性:两种或两种以上高分子, 高分子合金的相容性:两种或两种以上高分子,通过共混形成微观结构均一程度不等的共混物所具有的亲和性. 度不等的共混物所具有的亲和性. 2.什么叫内聚能密度?它与分子间作用力的关系如何?如何测定聚合物的内聚什么叫内聚能密度?它与分子间作用力的关系如何? 能密度? 能密度? :(1 内聚能密度: 定义为单位体积凝聚体汽化时所需要的能量,单位:答:(1)内聚能密度:CED 定义为单位体积凝聚体汽化时所需要的能量,单位: )或者体积分数(体或者体积分数( (2)内聚能密度在 300 能密度在 400 以下的聚合物,分子间作用力主要是色散力; 以下的聚合物,分子间作用力主要是色散力;内聚以上的聚合物, 以上的聚合物,分子链上有强的极性基团或者分子间能形成之间的聚合物,分子间相互作用居中. 之间的聚合物,分子间相互作用居中. 氢键; 300氢键;内聚能密度在 300-400 3.聚合物在不同条件下结晶时,可能得到哪几种主要的结晶形态?各种结晶形 3.聚合物在不同条件下结晶时,可能得到哪几种主要的结晶形态? 聚合物在不同条件下结晶时态的特征是什么? 态的特征是什么? :(1 可能得到的结晶形态:单晶,树枝晶,球晶,纤维状晶,串晶,柱晶, 答:(1)可能得到的结晶形态:单晶,树枝晶,球晶,纤维状晶,串晶,柱晶, 伸直链晶体; 伸直链晶体; 形态特征: (2)形态特征: 单晶:分子链垂直于片晶平面排列, 左右; 单晶:分子链垂直于片晶平面排列,晶片厚度一般只有 10nm 左右; 树枝晶:许多单晶片在特定方向上的择优生长与堆积形成树枝状; 树枝晶:许多单晶片在特定方向上的择优生长与堆积形成树枝状; 球晶:呈圆球状, 正交偏光显微镜下呈现特有的黑十字消光, 球晶:呈圆球状,在正交偏光显微镜下呈现特有的黑十字消光,有些出现同心环; 纤维状晶:晶体呈纤维状,长度大大超过高分子链的长度; 纤维状晶:晶体呈纤维状,长度大大超过高分子链的长度; 串晶:在电子显微镜下,串晶形如串珠; 串晶: 在电子显微镜下, 串晶形如串珠; 柱晶:中心贯穿有伸直链晶体的扁球晶,呈柱状; 柱晶:中心贯穿有伸直链晶体的扁球晶,呈柱状; 伸直链晶体:高分子链伸展排列晶片厚度与分子链长度相当. 伸直链晶体:高分子链伸展排列晶片厚度与分子链长度相当. 4.测定聚合物的结晶度的方法有哪几种?简述其基本原理. 4.测定聚合物的结晶度的方法有哪几种?简述其基本原理.不同方法测得的结测定聚合物的结晶度的方法有哪几种晶度是否相同?为什么? 晶度是否相同?为什么? ;(2 答:(1)密度法,X 射线衍射法,量热法;(2)密度法的依据:分子链在晶区 :(1 密度法, 射线衍射法,量热法;( 密度法的依据: 规整堆砌,故晶区密度大于非晶区密度; 射线衍射法的依据: 规整堆砌,故晶区密度大于非晶区密度;X 射线衍射法的依据:总的相干散射强度等于晶区和非晶区相干散射强度之和量热法的依据: 射强度之和; 度等于晶区和非晶区相干散射强度之和;量热法的依据:根据聚合物熔融过程中的热效应来测定结晶度的方法.( 不同, .(3 中的热效应来测定结晶度的方法.(3)不同,因为结晶度的概念缺乏明确的物理意义,晶区和非晶区的界限很不明确,无法准确测定结晶部分的量, 理意义,晶区和非晶区的界限很不明确,无法准确测定结晶部分的量,所以其数值随测定方法不同而不同. 数值随测定方法不同而不同. 5.高分子液晶的分子结构有何特点?根据分子排列有序性的不同, 5.高分子液晶的分子结构有何特点?根据分子排列有序性的不同,液晶可以分高分子液晶的分子结构有何特点为哪几种晶型?如何表征? 为哪几种晶型?如何表征? :(1 高分子液晶分子结构特点: 答:(1)高分子液晶分子结构特点: 分子主干部分是棒状(筷形),平面状(碟形)或曲面片状(碗形) ),平面状 1. 分子主干部分是棒状(筷形),平面状(碟形)或曲面片状(碗形)的刚性结构,以细长棒状最为常见;b.分子中含有对位苯撑强极性基团, 分子中含有对位苯撑, 刚性结构,以细长棒状最为常见;b.分子中含有对位苯撑,强极性基团, 可高度极化或可形成氢键的基团,因而在液态下具有维持分子作某种有可高度极化或可形成氢键的基团,因而在液态下具有维持分子作某种有序排列所需要的凝聚力;c.分子上可能含有一定的柔性结构分子上可能含有一定的柔性结构. 序排列所需要的凝聚力;c.分子上可能含有一定的柔性结构. 表示; (2)液晶晶型:a.完全没有平移有序—向列相即 N 相,用单位矢量表示;b. 液晶晶型:a.完全没有平移有序—完全没有平移有序一维平移有序(层状液晶) c.手征性液晶手征性液晶, 一维平移有序(层状液晶)—近晶 A( )和近晶 C( );c.手征性液晶,包括胆甾相(Ch)和手征性近晶相;d.盘状液晶相. 胆甾相(Ch)和手征性近晶相;d.盘状液晶相. 盘状液晶相液晶态的表征一般为:a.偏光显微镜下用平行光系统观察 b.热分析法偏光显微镜下用平行光系统观察; 热分析法; (3)液晶态的表征一般为:a.偏光显微镜下用平行光系统观察;b.热分析法; 射线衍射; c.X 射线衍射; d.电子衍射e.核磁共振 f.电子自旋共振 g.流变学 h.流变光学电子衍射; 核磁共振; 电子自旋共振; 流变学; 流变光学. d.电子衍射;e.核磁共振;f.电子自旋共振;g.流变学;h.流变光学. 6.简述液晶高分子的研究现状,举例说明其应用价值. 6.简述液晶高分子的研究现状,举例说明其应用价值. 简述液晶高分子的研究现状液晶高分子被用于制造防弹衣,缆绳及航空航天器大型结构部件, 答:液晶高分子被用于制造防弹衣,缆绳及航空航天器大型结构部件,可用于新型的分子及原子复合材料,适用于光导纤维的被覆,微波炉件, 新型的分子及原子复合材料,适用于光导纤维的被覆,微波炉件,显示器件信息传递变电检测 7.取向度的测定方法有哪几种?举例说明聚合物取向的实际意义. 7.取向度的测定方法有哪几种?举例说明聚合物取向的实际意义. 取向度的测定方法有哪几种用光学显微镜测定双折射来计算;(2)用声速法测定;( ;(2)用声速法测定;(3 (1)用光学显微镜测定双折射来计算;(2)用声速法测定;(3)广角 X 射线衍射法;( 红外二向色性;( 偏正荧光法. ;(4 ;(5 射法;(4)红外二向色性;(5)偏正荧光法. 8.某结晶聚合物的注射制品中,靠近模具的皮层具有双折射现象,而制品内部 8.某结晶聚合物的注射制品中,靠近模具的皮层具有双折射现象,而制品内部某结晶聚合物的注射制品中黑十字,并且越靠近制品芯部, 用偏光显微镜观察发现有Maltese 黑十字,并且越靠近制品芯部,Maltese 黑十字越大.试解释产生上述现象的原因.如果降低模具的温度, 字越大.试解释产生上述现象的原因.如果降低模具的温度,皮层厚度将如何变化? 变化? (1 答: 1)由于形成球晶,球晶具有双折射现象,自然光经过偏振片变为偏振光, ( 由于形成球晶,球晶具有双折射现象,自然光经过偏振片变为偏振光, 通过球晶发生双折射,分成两束振动方向垂直的偏振光, 通过球晶发生双折射,分成两束振动方向垂直的偏振光,两束偏振光在与检偏镜平行方向上存在分量,分量速度不同,产生相位差而干涉, 镜平行方向上存在分量,分量速度不同,产生相位差而干涉,使呈现黑十字消光图像,制品外部与模具接触,冷却速度快, 光图像,制品外部与模具接触,冷却速度快,球晶来不及生长而成多层片晶或小球晶,而制品芯部温度高,结晶时间充分,生长为大球晶, 小球晶,而制品芯部温度高,结晶时间充分,生长为大球晶,因此消光图像更大. 降低温度会增加过冷度,缩短结晶时间,因而皮层厚度增加. (2)降低温度会增加过冷度,缩短结晶时间,因而皮层厚度增加. 9.采用"共聚" 9.采用"共聚"和"共混"方法进行聚合物改性有何异同点? 采用共混"方法进行聚合物改性有何异同点? 解 :略 . 10.简述提高高分子合金相容性的手段 10.简述提高高分子合金相容性的手段提高高分子合金的相容性一般用加入第三组分增溶剂的方法. 答:提高高分子合金的相容性一般用加入第三组分增溶剂的方法. 两种高分子化学组成相同的嵌段或接枝共聚物, 增溶剂可以是与 A,B 两种高分子化学组成相同的嵌段或接枝共聚物,也可以是的化学组成不同但能分别与之相容的嵌段或接枝共聚物. 与 A,B 的化学组成不同但能分别与之相容的嵌段或接枝共聚物. 11.某一聚合物完全结晶时的密度为 0.936g/cm3,完全非晶态的密度为 11.某一聚合物完全结晶时的密度为 0.936g/cm3,完全非晶态的密度为 0.854g/cm3,现知该聚合物的实际密度为 0.900g/cm3,试问其体试问其体积结晶度应为多 0.854g/cm3,现知该聚合物的实际密度为 0.900g/cm3,试问其体积结晶度应为多少? 0.561) (体积结晶度为 0.561) 12.已知聚乙烯晶体属斜方晶系其晶胞参数 a=0.738nm,b=0.495nm,c=0.254nm. 已知聚乙烯晶体属斜方晶系, 12.已知聚乙烯晶体属斜方晶系, (1)根据晶胞参数验证聚乙烯分子链在晶体中为平面锯齿形构象; 根据晶胞参数, (1)根据晶胞参数,验证聚乙烯分子链在晶体中为平面锯齿形构象; (2)若聚乙烯无定形部分的密度ρa=0.83g/cm3,试计算密度 (2)若聚乙烯无定形部分的密度ρa=0.83g/cm3,试计算密度ρ=0.97g/cm3 聚乙烯试样的质量结晶度. 烯试样的质量结晶度. 13.用声波传播测定拉伸涤纶纤维的取向度. 13.用声波传播测定拉伸涤纶纤维的取向度.若试验得到分子链在纤维轴方向的用声波传播测定拉伸涤纶纤维的取向度 30.,试问该试样的取向度为多少? .,试问该试样的取向度为多少平均取向角为 30.,试问该试样的取向度为多少? 第3章高分子溶液 1.溶度参数的含义是什么? 溶度参数相近原理" 1.溶度参数的含义是什么?"溶度参数相近原理"判断溶剂对聚合物溶解能力溶度参数的含义是什么的依据是什么? 的依据是什么? :(1 溶度参数:是指内聚能密度的平方根; 答:(1)溶度参数:是指内聚能密度的平方根; (2)依据是: 依据是: 越好, 越好,又因为 ,因为溶解过程 >0, >0,要使 <0, <0, 越小 ?,所以与越相近就越小, 就越小,所以可用 "溶度参数相近原理"判断溶剂对聚合物的溶解能力. 溶度参数相近原理"判断溶剂对聚合物的溶解能力. 2.什么叫高分子溶液?它与理想溶液有何本质区别? 2.什么叫高分子θ溶液?它与理想溶液有何本质区别? :(1 溶液: 温度下( 温度), ),分答:(1)高分子θ溶液:是指高分子稀溶液在θ温度下(Flory 温度),分子链段间的作用力,分子链段与溶剂分子间的作用力, 子链段间的作用力,分子链段与溶剂分子间的作用力,溶剂分子间的作用力恰好相互抵消,形成无扰状态的溶液. 此时高分子—好相互抵消,形成无扰状态的溶液. 此时高分子—溶剂相互作用参数为 1/2, 0.( 内聚能密度为 0.(2)理想溶液三个作用力都为 0,而θ溶液三个作用力都不为 0,只是合力为 0. 3.Flory晶格模型理论推导高分子溶液混合熵时作了哪些假定溶液混合熵时作了哪些假定?3.Flory-Huggins 晶格模型理论推导高分子溶液混合熵时作了哪些假定?混合参数的物理意义是什么? 热表达式中 Huggins 参数的物理意义是什么? :(1 假定:a.溶液中分子排列也像晶体中一样为一种晶格排列;b.高分溶液中分子排列也像晶体中一样, 答:(1)假定:a.溶液中分子排列也像晶体中一样,为一种晶格排列;b.高分子链是柔性的,所有构象具有相同的能量;c.溶液中高分子链段" 溶液中高分子" 子链是柔性的,所有构象具有相同的能量;c.溶液中高分子"链段"是均匀分布的, 链段"占有任一格子的几率相同. 布的,即"链段"占有任一格子的几率相同. 物理意义: 映高分子与溶剂混合时相互作用能的变化. (2)物理意义:反映高分子与溶剂混合时相互作用能的变化. 4.什么叫排斥体积效应?Flory-Kingbuam 稀溶液理论较之晶格模型理论有何进 4.什么叫排斥体积效应?Flory什么叫排斥体积效应展? :(1 排斥体积效应:在高分子稀溶液中, 链段" 答:(1)排斥体积效应:在高分子稀溶液中,"链段"的分布实际上是不均匀高分子链以一个被溶剂化了的松懈的链球散布在纯溶剂中了的松懈的链球散布在纯溶剂中, 的,高分子链以一个被溶剂化了的松懈的链球散布在纯溶剂中,每个链球都占有一定的体积,它不能被其他分子的"链段"占有. 有一定的体积,它不能被其他分子的"链段"占有. 进展: 链段"间的排斥体积考虑进去,更符合实际.(2)进展:把"链段"间的排斥体积考虑进去,更符合实际. 5.高分子合金相分离机理有哪两种?比较其异同点. 5.高分子合金相分离机理有哪两种?比较其异同点. 高分子合金相分离机理有哪两种解 :略 . 6.苯乙烯-丁二烯共聚物(δ=16.7)难溶于戊烷(δ=14.4) 6.苯乙烯-丁二烯共聚物(δ=16.7)难溶于戊烷(δ=14.4)和醋酸乙烯苯乙烯δ=17.8).若选用上述两种溶剂的混合物, ).若选用上述两种溶剂的混合物 (δ=17.8).若选用上述两种溶剂的混合物,什么配比时对共聚物的溶解能力最佳? 最佳? 解: 7.计算下列三种情况下溶液的混合熵,讨论所得结果的意义. 7.计算下列三种情况下溶液的混合熵,讨论所得结果的意义. 计算下列三种情况下溶液的混合熵相混合(假定为理想溶液); (1)99e12 个小分子 A 与 1e8 个小分子 B 相混合(假定为理想溶液); 设每个大分子"链段"x=1e4) (2)99e12 个小分子 A 与 1e8 个小分子 B(设每个大分子"链段"数x=1e4)相混合(假定符合均匀场理论); 混合(假定符合均匀场理论); 相混合(假定为理想溶液). (3)99e12 个小分子 A 与 1e12 个小分子 B 相混合(假定为理想溶液). (1 (2 答 : 1) ( ; 2) ( ; 3) ( . 结果说明,绝大多数高分子溶液,即使在浓度小时, 结果说明,绝大多数高分子溶液,即使在浓度小时,性质也不服从理想溶液的规律, 规律,混合熵比小分子要大十几倍到数十倍,一个高分子在溶液中可以起到许多个小分子的比小分子要大十几倍到数十倍, 作用,高分子溶液性质与理想溶液性质偏差的原因在于分子量大, 作用,高分子溶液性质与理想溶液性质偏差的原因在于分子量大,分子链具有柔顺性,但一个高分子中每个链段是相互连接的, 连段数) 柔顺性,但一个高分子中每个链段是相互连接的,起不到 x(连段数)个小分子的作用, 个小分子来得小. 的作用,混合熵比xN 个小分子来得小. 8.在20℃将 108.在20℃将 10-5mol 的聚甲基丙烯酸甲酯 ( ρ=1.20g/cm3) =105, ρ=1.20g/cm3) 溶于 179g 氯仿( g/cm3) 试计算溶液的混合熵,混合热和混合自由能.( .(已氯仿(ρ=1.49 g/cm3)中,试计算溶液的混合熵,混合热和混合自由能.(已χ1=0.377) 知χ1=0.377) 答: ; ; 9.假定共混体系中,两组分聚合物(非极性或弱极性) 9.假定共混体系中,两组分聚合物(非极性或弱极性)的分子量不同但均为单假定共混体系中分散的,XA/XB=r.试写出计算临界共溶温度下组成关系的方程式共溶温度下组成关系的方程式, 分散的,XA/XB=r.试写出计算临界共溶温度下组成关系的方程式,画出 r 分别该体系的旋节线示意图. 为小于 1,等于 1 和大于 1 时,该体系的旋节线示意图. 第4章聚合物的分子量和分子量分布 1.什么叫分子量微分分布曲线和体积分布曲线?两者如何相互转换? 1.什么叫分子量微分分布曲线和体积分布曲线?两者如何相互转换? 什么叫分子量微分分布曲线和体积分布曲线 (1)微分分布曲线表示聚合物中分子量( 微分分布曲线: (1)微分分布曲线:表示聚合物中分子量(M)不同的各个级分所占的质量分数或摩尔分数[x(M)]; 或摩尔分数[x(M)]; 积分分布曲线: 积分分布曲线:表示聚合物中分子量小于和等于某一值的所有级分所占的质量曲线分数[I(M)] 分数[I(M)] 或摩尔分数. 或摩尔分数. 转换: 转换: 2.测定聚合物数均和重均分子量的方法有哪几种? 2.测定聚合物数均和重均分子量的方法有哪几种?每种方法适用的分子量范围测定聚合物数均和重均分子量的方法有哪几种如何? 如何? (1)测定数均分子量的方法端基分析法,沸点升高,冰点下降, 测定数均分子量的方法: 答:(1)测定数均分子量的方法:端基分析法,沸点升高,冰点下降,气相渗透压(范围< 范围< ) ) (2)测量重均分子量的方法:光散射法( (2)测量重均分子量的方法:光散射法( 测量重均分子量的方法 3.证明渗透压法测得的分子量为数均分子量. 3.证明渗透压法测得的分子量为数均分子量. 证明渗透压法测得的分子量为数均分子量答:渗透法测定分子量依据为时, 所以: 所以: 即渗透压法测得分子量为数均分子量. 即渗透压法测得分子量为数均分子量. 4.采用渗透压法测得试样1.25e5g/mol, 4.采用渗透压法测得试样 A 和 B 和摩尔质量分别为4.20e5g/mol 和 1.25e5g/mol, 两种试样等质量混合物的数均分子量和重均分子量. 试计算 A,B 两种试样等质量混合物的数均分子量和重均分子量. 答: ;5.35℃时环己烷为聚苯乙烯(无规立构) 溶剂. 聚苯乙烯 5.35℃时,环己烷为聚苯乙烯(无规立构)的θ溶剂.现将 300mg 聚苯乙烯 (ρ=1.05g/cm3,ρ=1.05g/cm3, =1.5e5) 35℃溶于环己烷中,试计算:(1)第二 =1.5e5)于35℃溶于 150ml 环己烷中,试计算:(1)第二 A2;(2)溶液的渗透压溶液的渗透压. 维利系数 A2;(2)溶液的渗透压. 答:(1) :(1 ;(2 ;(2) 6.某聚苯乙烯试样经分级后得到个级分. 6.某聚苯乙烯试样经分级后得到 5 个级分.用光散射法测定了各级分的重均分子量,用粘度法(22℃,二氯乙烯溶液)测定了各级分的特征粘度, 子量,用粘度法(22℃,二氯乙烯溶液)测定了各级分的特征粘度,结果如下所示: 所示: e -4 [η],dl/g 0.308 0.0405 1.55 0.122 48.0 1.38 56.8 1.42 157 2.78 Mark方程[η]=KMα试计算 Mark-Houwink 方程[η]=KMα中的两个参数 K 和α. 7.推导一点法测定特性粘度的公式: 7.推导一点法测定特性粘度的公式: 推导一点法测定特性粘度的公式 (1) [η]= (2) [η]= 证明:(1 证。