高分子物理习题课1精品PPT课件
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• 解：（1）端基分析法（），VPO法（）； • （2）粘度法（），光散射法（）； • （3）粘度法（），光散射法（）； • （4）膜渗透法（），粘度法（）。
• 在PET(聚对苯二甲酸酯)塑料加工 过程中， 通常会加入成核剂，试说明其原理及对产 品性能的影响。
• 试说明结晶高聚物的微观结构具有哪些特 征？高结晶度材料的分子链应具备什么结 构特点？
You Know, The More Powerful You Will Be
高分子物理习题课
• 试分析讨论分子结构、结晶、交联、取向对高聚物拉伸强 度的影响。
（1）凡使分子柔性减小的因素及分子间力增大如生成氢键 等都有利于高聚物拉伸强度的提高；分子量增大，拉伸强 度提高，但有极大值，之后变化不大；
（2）结晶度提高，拉伸强度提高，但有极大值，之后变化 不大,结晶度相同时，结晶尺寸减小，拉伸强度提高；
• 图中：1为轻度交联橡胶的温度形变曲线；
• 2为低M低密度PE的温度形变曲线；
• 3为高M低密度PE的温度形变曲线；
• a：低密度PE的Tg ； b：轻度交联橡胶的Tg；
• c：低密度PE的Tm； d：高分子量低密度PE的Tf。
• 原因：因为是轻度交联，仍有明显的玻璃化转变，由于交联作用，没 有熔融和粘流。
• 链的柔顺性应适中：一定的柔顺性是结晶时链 段向结晶表面扩散和排列所必需的。
• 高度结晶材料应同时具备以上三个要求，缺一 不可。
简述聚合物共混体系相容性的判别 方法
• 聚乙烯有较高的结晶度（一般为70%）， 当它被氯化时，链上的氢原子被氯原子无 规取代，发现当少量的氢（10~50%）被取 代时，其软化点下降，而大量的氢（>70%） 被取代时则软化点又上升，试解释之。
• 结晶形态：球晶<串晶<伸直链晶片。 • （3）随交联密度提高，高聚物拉伸强度先增大后减小； • （4）平行于取向方向上拉伸强度增加，垂直于取向方向
上拉伸强度减小。
• 请分别画出低密度PE，轻度交联橡胶的下 列曲线，并说明理由。
• （1）温度形变曲线 • （2）蠕变及回复曲线 • （3）应力-应变曲线（并标明拉伸强度）
• Si-O主链键长键角均大于C-C主链，且O上无取 代基，取代基对称，所以柔性最好；
• 其余三者主链组成相同，侧基都对称，侧基极性 甲基小于CL和氟原子，但氟原子体积小于氯原子， 所以排列如下：
• Tg：聚二甲基硅氧烷<聚异丁烯<聚偏二氟乙烯< 聚偏二氯乙烯
轻度交联橡胶
低密度PE
（2）ε1：普弹形变；ε2：高弹形变；ε3：塑性形变。
• 回潮率大小：PA-6 > PA-66 > PA-1010 • 抗张强度：PA-6 > PA-66 > PA-1010
• 写出下列高聚物的结构式，比较Tg的高低， 并说明理由
• （1）顺丁橡胶、聚乙烯、 聚氯乙烯 、 氯 丁橡胶、 聚苯乙烯
wenku.baidu.com
学习总结
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
原因：轻度交联橡胶因交联键的限制，无明显的塑性形变， 但有普弹形变和高弹形变；
低密度PE中的结晶部分类似于交联点，但由于结晶含量 较低，所以在外力的作用下，除发生普弹和高弹形变外， 非晶部分仍能发生塑性形变。
• （3）
• 原因：轻度交联橡胶室温拉伸时应力-应变属高弹形变，
无屈服和冷拉，一般来说，拉伸强度等于断裂强度；
• 今有下列四种聚合物试样： • （1）分子量为2×103的环氧树脂； • （2）分子量为2×104的聚丙烯腈； • （3）分子量为2×105的聚苯乙烯； • （4）分子量为2×106的天然橡胶；
• 欲测知其平均分子量，试分别指出每种试样可采 用的最适当的方法（至少两种）和所测得的平均 分子量的统计意义。
• 从分子的对称性和链的规整性来比较，PE 链的规整性最好，结晶度最高；链中氢被 氯取代后，在前，分子对称性破坏，使结 晶度和软化点都下降；当时，分子的对称 性又有恢复，因此产物软化温度又有些上 升，但不会高于原PE的软化温度。
• PA-6、PA-66、PA-1010回潮率和抗张强度 的大小；
• 低密度PE属低结晶度高聚物，拉伸时有屈服，有时有冷 拉（与低密度PE的分子量大小有关），但应力应变曲线 与高结晶度PE明显不同，即低密度PE冷拉不完全，屈服 之前有明显的非线性区。
已知PE和PMMA流动活化能分别为41.8kJ. mol-1和192.3 kJ. mol-1，PE在473K时的粘度；而PMMA 在513K时的粘度。试求： （1）PE在483K和463K时的粘度，PMMA在523K和503K时的粘度； （2）说明链结构对聚合物粘度的影响；（3）说明温度对不同结构聚合物粘度的影响
•
低密度PE由于结晶含量较少，有明显的玻璃化转变和熔融转变，
对于低分子量的PE，其Tf低于Tm，所以熔融后直接进入粘流态；对
于高分子量PE，其Tf高于Tm，有明显的粘流转变。
写出下列高聚物的结构式，比较Tg的高低，并说明理由
• （2）聚异丁烯、聚二甲基硅氧烷、聚偏二氟乙烯、 聚偏二氯乙烯
•
（手工画结构式）
（3）刚性链的粘度比柔性链的粘度，受温度的影响大。
16 已知增塑PVC的Tg为338K，Tf为418K，流动活化能，433K时的粘 度为5Pa. s。求此增塑PVC在338K和473K时的粘度各为多大？
• 写出三个判别溶剂优劣的参数；并讨论它 们分别取何值时，该溶剂分别为聚合物的 良溶剂、不良溶剂、θ溶剂；高分子在上述 三种溶液中的热力学特征以及形态又如何？
• 一条大分子穿过数个晶胞；
• 晶体中分子链取稳定构象，并构象固定；
• 晶胞的各向异性；
• 具有同质多晶现象；
• 结晶的不完善性。
• 2：链的对称性：高分子链的结构对称性越高，
越容易结晶；
（2分）
• 链的规整性：规整性越高，越易结晶，键接顺 序应规整，构型应是全同或间同立构；对于二 烯类聚合物，反式的结晶能力大于顺式； （2分）
• 在PET(聚对苯二甲酸酯)塑料加工 过程中， 通常会加入成核剂，试说明其原理及对产 品性能的影响。
• 试说明结晶高聚物的微观结构具有哪些特 征？高结晶度材料的分子链应具备什么结 构特点？
You Know, The More Powerful You Will Be
高分子物理习题课
• 试分析讨论分子结构、结晶、交联、取向对高聚物拉伸强 度的影响。
（1）凡使分子柔性减小的因素及分子间力增大如生成氢键 等都有利于高聚物拉伸强度的提高；分子量增大，拉伸强 度提高，但有极大值，之后变化不大；
（2）结晶度提高，拉伸强度提高，但有极大值，之后变化 不大,结晶度相同时，结晶尺寸减小，拉伸强度提高；
• 图中：1为轻度交联橡胶的温度形变曲线；
• 2为低M低密度PE的温度形变曲线；
• 3为高M低密度PE的温度形变曲线；
• a：低密度PE的Tg ； b：轻度交联橡胶的Tg；
• c：低密度PE的Tm； d：高分子量低密度PE的Tf。
• 原因：因为是轻度交联，仍有明显的玻璃化转变，由于交联作用，没 有熔融和粘流。
• 链的柔顺性应适中：一定的柔顺性是结晶时链 段向结晶表面扩散和排列所必需的。
• 高度结晶材料应同时具备以上三个要求，缺一 不可。
简述聚合物共混体系相容性的判别 方法
• 聚乙烯有较高的结晶度（一般为70%）， 当它被氯化时，链上的氢原子被氯原子无 规取代，发现当少量的氢（10~50%）被取 代时，其软化点下降，而大量的氢（>70%） 被取代时则软化点又上升，试解释之。
• 结晶形态：球晶<串晶<伸直链晶片。 • （3）随交联密度提高，高聚物拉伸强度先增大后减小； • （4）平行于取向方向上拉伸强度增加，垂直于取向方向
上拉伸强度减小。
• 请分别画出低密度PE，轻度交联橡胶的下 列曲线，并说明理由。
• （1）温度形变曲线 • （2）蠕变及回复曲线 • （3）应力-应变曲线（并标明拉伸强度）
• Si-O主链键长键角均大于C-C主链，且O上无取 代基，取代基对称，所以柔性最好；
• 其余三者主链组成相同，侧基都对称，侧基极性 甲基小于CL和氟原子，但氟原子体积小于氯原子， 所以排列如下：
• Tg：聚二甲基硅氧烷<聚异丁烯<聚偏二氟乙烯< 聚偏二氯乙烯
轻度交联橡胶
低密度PE
（2）ε1：普弹形变；ε2：高弹形变；ε3：塑性形变。
• 回潮率大小：PA-6 > PA-66 > PA-1010 • 抗张强度：PA-6 > PA-66 > PA-1010
• 写出下列高聚物的结构式，比较Tg的高低， 并说明理由
• （1）顺丁橡胶、聚乙烯、 聚氯乙烯 、 氯 丁橡胶、 聚苯乙烯
wenku.baidu.com
学习总结
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
原因：轻度交联橡胶因交联键的限制，无明显的塑性形变， 但有普弹形变和高弹形变；
低密度PE中的结晶部分类似于交联点，但由于结晶含量 较低，所以在外力的作用下，除发生普弹和高弹形变外， 非晶部分仍能发生塑性形变。
• （3）
• 原因：轻度交联橡胶室温拉伸时应力-应变属高弹形变，
无屈服和冷拉，一般来说，拉伸强度等于断裂强度；
• 今有下列四种聚合物试样： • （1）分子量为2×103的环氧树脂； • （2）分子量为2×104的聚丙烯腈； • （3）分子量为2×105的聚苯乙烯； • （4）分子量为2×106的天然橡胶；
• 欲测知其平均分子量，试分别指出每种试样可采 用的最适当的方法（至少两种）和所测得的平均 分子量的统计意义。
• 从分子的对称性和链的规整性来比较，PE 链的规整性最好，结晶度最高；链中氢被 氯取代后，在前，分子对称性破坏，使结 晶度和软化点都下降；当时，分子的对称 性又有恢复，因此产物软化温度又有些上 升，但不会高于原PE的软化温度。
• PA-6、PA-66、PA-1010回潮率和抗张强度 的大小；
• 低密度PE属低结晶度高聚物，拉伸时有屈服，有时有冷 拉（与低密度PE的分子量大小有关），但应力应变曲线 与高结晶度PE明显不同，即低密度PE冷拉不完全，屈服 之前有明显的非线性区。
已知PE和PMMA流动活化能分别为41.8kJ. mol-1和192.3 kJ. mol-1，PE在473K时的粘度；而PMMA 在513K时的粘度。试求： （1）PE在483K和463K时的粘度，PMMA在523K和503K时的粘度； （2）说明链结构对聚合物粘度的影响；（3）说明温度对不同结构聚合物粘度的影响
•
低密度PE由于结晶含量较少，有明显的玻璃化转变和熔融转变，
对于低分子量的PE，其Tf低于Tm，所以熔融后直接进入粘流态；对
于高分子量PE，其Tf高于Tm，有明显的粘流转变。
写出下列高聚物的结构式，比较Tg的高低，并说明理由
• （2）聚异丁烯、聚二甲基硅氧烷、聚偏二氟乙烯、 聚偏二氯乙烯
•
（手工画结构式）
（3）刚性链的粘度比柔性链的粘度，受温度的影响大。
16 已知增塑PVC的Tg为338K，Tf为418K，流动活化能，433K时的粘 度为5Pa. s。求此增塑PVC在338K和473K时的粘度各为多大？
• 写出三个判别溶剂优劣的参数；并讨论它 们分别取何值时，该溶剂分别为聚合物的 良溶剂、不良溶剂、θ溶剂；高分子在上述 三种溶液中的热力学特征以及形态又如何？
• 一条大分子穿过数个晶胞；
• 晶体中分子链取稳定构象，并构象固定；
• 晶胞的各向异性；
• 具有同质多晶现象；
• 结晶的不完善性。
• 2：链的对称性：高分子链的结构对称性越高，
越容易结晶；
（2分）
• 链的规整性：规整性越高，越易结晶，键接顺 序应规整，构型应是全同或间同立构；对于二 烯类聚合物，反式的结晶能力大于顺式； （2分）