第七章 高分子的结构 习题与思考题
高中化学必修2第7章第2节 烃 有机高分子材料 练习新解析版)
第七章有机化合物第二节乙烯与有机高分子材料第2课时烃有机高分子材料1.既能用来鉴别乙烯和乙烷,又能用来除去乙烷中混有的乙烯的方法是()A.通入足量溴水中B.在空气中燃烧C.通入酸性高锰酸钾溶液中D.在一定条件下通入氢气【答案】A【解析】乙烯能与Br2发生加成反应而使溴水褪色,而乙烷不能,用溴水除去乙烯的同时又不产生新的气体杂质,A项正确;二者都能燃烧,故不能通过燃烧的方法达到除去乙烯的目的,B项错误;乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,乙烷不能,但乙烯被酸性高锰酸钾溶液氧化成CO2,产生新的气体杂质,不能作为除去乙烷中乙烯的方法,C项错误;在一定条件下通入氢气,虽可将乙烯转变为乙烷,但通入氢气的量不易控制,很难得到纯净的乙烷,D项错误。
2.下列烃分子中所有原子均在同一平面内的是()A.甲烷B.苯C.丙烯(CH2==CH—CH3)D.正戊烷【答案】B【解析】甲烷是正四面体形分子,所有原子不可能都在同一平面上,A项错误;苯是平面形分子,所有原子处于同一平面,B项正确;丙烯(CH3—CH==CH2)中含有甲基,甲基碳上所连的原子不可能在同一平面内,C项错误;正戊烷中含有甲基,甲基具有甲烷的结构特点,因此所有原子不可能处于同一平面,D 项错误。
3.将溴水分别与四氯化碳、己烷、己烯、酒精四种试剂混合,充分振荡后静置,下列现象与所加试剂不相吻合的是()【答案】D【解析】四氯化碳与溴水混合,四氯化碳将溴从溴水中萃取出来,得到溴的四氯化碳溶液,该溶液呈橙色,由于四氯化碳密度大于水,在下层,水层的颜色变浅,呈淡黄色,A正确;己烷和溴水混合,己烷将溴从溴水中萃取出来,得到溴的己烷溶液,该溶液呈橙色,己烷密度小于水,在上层,水层的颜色变浅,呈淡黄色,B正确;己烯和溴水混合发生加成反应,溴水褪色并分层,分层后水在上层,生成的二溴己烷在下层,C正确;溴水和酒精混合,不分层,D错误。
4.下列叙述中正确的是()A.丙烷分子中的3个碳原子处在同一直线上B.甲苯()分子中的7个碳原子处在同一平面上C.乙烷分子中的碳原子和氢原子都处在同一平面上D.丙烯(CH2==CHCH3)分子中的3个碳原子处在同一直线上【答案】B【解析】甲烷分子是正四面体结构,丙烷可看作是2个甲基取代甲烷分子中的2个氢原子形成的,所以丙烷分子中的3个碳原子不可能处在同一直线上,而是锯齿形,A错误;甲苯分子中甲基的碳原子取代苯分子中氢原子的位置而在苯分子的平面上,B正确;甲烷分子是正四面体结构,乙烷可看作是一个甲基取代甲烷分子的氢原子形成的,所以乙烷分子中的碳原子和氢原子不可能都处在同一平面上,C错误;丙烯(CH2==CHCH3)可看作是乙烯分子中的一个氢原子被甲基取代形成的,乙烯分子是平面结构,键角是120°,所以丙烯分子中的3个碳原子不可能在同一直线上,D错误。
高分子化学--各章思考题
高分子化学思考题第一章 绪 论(思考题)1、解释下列名词或术语:高分子化合物:由许多简单的结构单元通过共价键连接起来的,分子量410~610的大分子所组成的化合物。
聚合物:即是高分子,其分子量高达410~610。
单体:能够形成高分子化合物中结构单元的低分子化合物。
结构单元:构成高分子链并决定高分子结构以一定方式连接起来的原子组合。
重复单元:聚合物中化学组成相同的最小单位的重复单元。
单体单元:聚合物中具有与单体相同化学组成而不同电子结构的单元。
链节:即是重复单元的俗称。
聚合度:即是重复单元数。
热塑性聚合物:线形或支链形大分子以物理力聚集成聚集成聚合物,加热时可熔融,并能溶于适当溶剂中。
热固性聚合物:有不少聚合物或预聚物,在树脂合成阶段,须控制原料配比和反应条件,使停留在线形或少量支链的低分子阶段(预聚阶段)。
在成型阶段,经加热再使其中潜在的活性官能团继续反应成交联结构而固化。
分子量分布指数:分子量和结构的多分散性 连锁聚合反应 逐步聚合反应2、高分子化合物和低分子化合物的根本区别是什么?与低分子化合物比较,高分子化合物有哪些主要特征?3、能否用蒸馏或重结晶的方法提纯聚合物?为什么?举例说明提纯聚合物的方法。
4、请写出聚合物的聚合度和分子量的关系式,试述聚合物平均分子量和分子量分布的表示方法,并简述产生分子量多分散性的原因。
5、高分子链结构的形状有哪几种?它们的物理机械性能各有哪些特点?6、化学组成和平均分子量都相同的聚合物,其物理机械性能是否相同?为什么?7、作为材料使用的聚合物,其分子量高些好还是低些好?分子量分布宽些好还是窄些好?说明理由。
8、衡量聚合物耐热性的重要指标是什么?聚合物的耐热性受哪些因素的影响?它们与高分子化学有何关系?9、试述聚合物的命名和分类方法。
10、试述常见的几种塑料、橡胶、纤维的名称(包括缩写符号)、结构式及其单体。
第二章自由基聚合反应(思考题)1、解释下列名词或术语:序列结构等活性理论凝胶效应动力学链长数均聚合度分子量调节剂引发剂引发效率引发剂半衰期诱导分解笼蔽效应诱导期阻聚剂缓聚剂聚合上限温度2、自由基聚合中,为什么聚合物链中单体单元大部分按头-尾方式连接,且所得聚合物多为无规立构?3、试述聚合反应时如何选择合适的引发剂,及怎样确定其用量?4、用悬浮法生产PVC时,为什么要采用高活性和中活性并用的引发体系?5、试推导引发剂引发时的聚合速率方程、动力学链长、数均聚合度的表达式。
高分子物理课后习题答题--韩哲文
高分子物理课后习题答题--韩哲文(总17页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--高分子科学教程—高分子物理部分第7章聚合物的结构P2351.简述聚合物的结构层次答:高分子结构的内容可分为链结构与聚集态结构两个组成部分。
链结构又分为近程结构和远程结构。
近程结构包括构造与构型,构造是指链中原子的种类和排列、取代基和端基的种类、单体单元的排列顺序、支链的类型和长度等。
构型是指某一原子的取代基在空间的排列。
近程结构属于化学结构,又称一级结构。
远程结构包括分子的大小与形态、链的柔顺性及分子在各种环境中所采取的构象。
远程结构又称二级结构。
聚集态结构是指高分子材料整体的内部结构,包括晶态结构、非晶态结构、取向态结构、液晶态结构以及织态结构。
前四者是描述高分子聚集体中的分子之间是如何堆砌的,又称三级结构。
织态结构则属于更高级的结构。
2.写出聚异戊二稀的各种可能的构型和名称(只考虑头-尾键接方式)。
解:(1)1,2-聚合:全同立构1,2-聚异戊二稀;间同立构1,2-聚异戊二稀;无规立构1,2-聚异戊二稀。
(2)3,4-聚合:全同(间同,无规)立构-聚3,4-聚异戊二稀。
(3)1,4聚合:顺式(反式)1,4-聚异戊二稀。
注意:一般来说,顺式、反式聚合都是在特定的催化剂下进行的,当催化剂一定时,产物结构就一定,所以不存在无规的几何异构体。
3.高分子的构型和构象有什么不同等规聚丙烯晶体中的螺旋链属于构型范畴还是构象范畴如果聚丙烯的规整度不高,能否通过单健内旋转来改变构象而提高其规整度为什么答:高分子的构型是指分子中由化学健固定的原子在空间的几何排列;高分子的构象是指由于单健内旋转而产生的分子在空间的不同形态。
高分子的构型属于高分子链的近程结构;而高分子的构象属于高分子链的远程结构。
等规聚丙烯晶体中的螺旋链是通过单健内旋转形成的而由晶格固定的形态,当晶体受热融化后,螺旋链会发生变化,因此属于构象范畴。
功能高分子思考题及答案
第一章绪论1.什么是功能高分子?带有特殊功能基团并具有功能性的聚合物就是功能高分子。
一般认为:其具有普通高分子的结构性质,同时具有一定的功能,主要指具有物质、能量和信息的贮存、传递、转化等作用的高分子。
一次功能:当向材料输入的能量和从材料输出的能量属同种形式,材料只能起到能量传送部件的作用,这种功能称为一次功能。
(如导电、导热)二次功能:当向材料输入的能量和输出的能量是不同形式时,材料起能量转换部件的作用,这种功能称为二次功能。
高分子的功能:(1)化学功能-离子交换、催化、氧化还原(2)物理功能-导电、热电、压电、磁记录。
(3)生物功能-医用高分子2.功能高分子的主要种类?(1)离子交换树脂(2)高分子吸水材料(3)高分子功能膜(4)液晶高分子(5)导电高分子6)医用高分子(7)感光高分子(8)其他功能高分子(智能高分子磁性高分子高分子催化剂树形高分子超疏水材料)1.离子交换树脂是由交联结构的高分子骨架与能离解的基团两组分构成的不溶性、多孔的、高分子电解质。
• 功能:能在液相中与带相同电荷的离子进行交换,此交换反应可逆的,即可用适当的电解质冲洗,使树脂恢复到原有状态(再生),可反复使用。
3.合成功能高分子的一般方法?通过化学或者物理的方法将功能基与高分子骨架相结合,实现预定功能。
①. 分子合成化学方法:分子结构设计、官能团设计、引入感光功能集团则赋予了材料感光性。
措施:共聚、接枝、嵌段共聚、交联、官能团的引入、模板聚合等②. 特殊加工物理方法:把高分子加工成极薄的膜,把高分子纤维化,如人造羊毛(介绍其主体结构)有些功能高分子极难加工,如光缆、导电、聚丙烯③. 复合手段:如将高分子中掺入银粉得到导电高分子。
复合两种或几种高分子:纤维复合、层叠复合、细粒复合、互穿网络等方法,可得新功能。
(1、功能性小分子的高分子材料化2、高分子材料的功能化)聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维(PET)----涤纶丙烯腈-丙烯酸酯共聚物----腈纶聚己二酰己二胺纤维(PA66)----锦纶66聚乙烯醇缩甲醛----维纶聚丙烯纤维(PP)----丙纶聚胺酯弹性纤维(PU)----氨纶聚间苯二甲酰间苯二胺纤维----芳纶1313聚氯乙烯纤维(PVC)----氯纶第二章离子交换树脂1. 什么是离子交换树脂? 离子交换树脂是由交联结构的高分子骨架与能离解的基团两个基本组分所构成的不溶性、多孔的、固体高分子电解质。
第7章 高分子的结构-习题参考答案
第七章 高分子的结构-习题参考答案1 写出线型聚异戊二烯的各种可能构型。
答:异戊二烯有1,2加成、3,4加成和1,4加成三种键接异构,其中1,4加成有两种几何异构:1,2加成:3,4加成:1,4加成: (几何异构)2 名词解释(1)构型;(2)构象;(3)链柔性;(4)内聚能密度;(5)均方末端距;(6)均方回转半径;(7)晶系;(8)结晶度;(9)结晶形态;(10)取向;(11)半结晶时间;(12)Avrami 指数;(13)液晶;(14)退火与淬火;(15)同质多晶现象;(16)共混相容性。
答:构型——分子中由化学键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——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;链柔性——高分子链能够改变其构象的性质称为链柔性;内聚能密度——单位体积的内聚能,内聚能是指将1mol 的液体或固体分子气化所需要的能量;均方末端距——分子链首尾端之间直线距离平方后的平均值;均方回转半径——分子链的质量中心到每个链段质心距离平方后的平均值;晶系——晶胞的类型;结晶度——聚合物中结晶部分的重量或体积对全体重量或体积的百分数;结晶形态——由晶胞排列堆砌生长而成的晶体大小和几何形态;取向——聚合物受到外力作用后,分子链和链段沿外力作用方向的择优排列;半结晶时间——结晶过程完成了一半的时间;Avrami 指数——反映聚合物结晶过程中晶核形成机理和晶体生长方式的参数,等于晶CH 2CH C CH 2CH 3CH 2CH C CH 2CH 3CH 2C CH CH 2CH3CH 2C CH CH 2CH 32C CH CH 2CH 3CH 2CH C CH 2CH 3CH 2C CH 3CH CH 2CH 2C CH 3CH CH 2体生长的空间维数和成核过程的时间维数之和;液晶——兼有晶体的结构有序性和液体的可流动性的物质;退火与淬火——聚合物结晶过程热处理的术语,退火指的是将聚合物加热至较高温度下放置一段时间,以让聚合物充分结晶;淬火是将聚合物迅速冷却,以避免聚合物的结晶。
高分子物理与化学习题答案
高分子物理与化学习题解答――参考答案第一章 绪论1. P16: 名词解释:单体:能够形成聚合物中结构单元的小分子化合物 结构单元:构成高分子链并决定高分子性质的最小原子组合 重复单元:聚合物中组成和结构相同的最小单位,又称为链节。
聚合物:由结构单元通过共价键重复连接而成的大分子聚合度:即高分子链中重复结构单元的重复次数,是衡量聚合物分子大小的指标。
3. P16写出下列单体的聚合反应式,以及单体/聚合物的名称1).2) 3) 4)5) 6. P17: 写出下列混合物的数均分子量、重均分子量和分子量分布指数(1)组分1:质量分数=0.5,分子量=1 x 104 (2)组分2:质量分数=0.4,分子量=1 x 105 (3)组分3:质量分数=0.1,分子量=1 x 106解:4641085.11011054.0105.01/1⨯=++====∑∑∑∑∑∑Mi WiWi MiWiWi Ni NiMi M n 56541045.1101.0104.0105.0⨯=⨯+⨯+⨯==∑WiMi Mw 1045.15⨯Mw nCH 2CHF2CHF n氟乙烯聚氟乙烯nCH 2C(CH 3)CH 2C(CH 3)2n聚异丁烯异丁烯nHO (CH 2)5H O(CH 2)5COOHn 6-羟基己酸聚己内酯nn CH 2CH 2CH 2O CH 2CH 2CH 2O 1,3-环丙烷聚氧化丙撑n nn H 2N(CH 2)6NH 2HOOC(CH 2)4COOH+2)6NHCO(CH 2)4CO 己二胺己二酸尼龙66第三章自由基聚合习题解答1.P73-74. 判断下列单体能否进行自由基聚合、阳离子聚合、阴离子聚合?并说明理由判断:1,1—二取代易聚合,除大取代基如—C6H5外1,2—二取代,除取代基为F以外都难聚合双键上电荷密度大,不利于自由基进攻—烯丙基单体取代基吸电性太强也不利于自由基聚合,如CH2=C(CN)2,CH2=CH(NO2)4. P74 写出下列常用引发剂的分子式和分解反应式(1) 偶氮二异丁腈【见教材P43】H 3CC CH 3H 3CC CH 3NNC CH 3CH 32N2+(2) 偶氮二异庚腈CH 2C CH 3NNC CH 2CH 3N2+CHHCH 3C CH 3CH 3CH 2C CH 3HC CH 33(3) 过氧化二苯甲酰【见教材P43】(4)异丙苯过氧化氢【见教材P43】(5)过硫酸铵体系【见教材P43】(6) 过硫酸钾-亚硫酸盐体系【见教材P44】(7) 过氧化二苯甲酰-N,N-二甲基苯胺体系【见教材P44】O NH 4H 4NH 4N2C OO C OO2+CO C CH3CH3O OH C CH 3CH 3O HO +S 2O 82- + SO 342- +SO 4-· +SO 3-·N CH 33O C O N CH 3CH 3C O OC O ON CH O CO C O O5. P74 以偶氮异丁腈为例,写出氯乙烯自由基聚合的各基元反应 1.)链引发(2)链增长:CH 2CHCl CHCl ·CH 2CH 3CNC CH 3CHCl ·CH 3C CH 3+CH 2CH 2CHClCHCl CH 3CNC CH 3CH 2n-1CH 2CHCl·CH 2CHCl(3)链终止: 偶合:CH 3CNC CH 3CH 2CHCl CH 3CNC CH 32n 2CHCl CH 3CNC CH 3CH 2n-1CH 2CHCl·歧化CH 3C N CN C ·CH 3CH 3CH 3N CH 3CN C CH 32+N 2CH 2CHCl CHCl·CNCH 3CH 3C ·+CH 2CH 3C CH 32CHCl CH 3CNC CH 3CH 2n-1CH 2CHCl·CHCl CH 2n-1CH 2CH 3CNC CH 3CH 2ClCHCl CH 2n-1CH 3CNC CH 3CH CHCl +13.P74.解: 苯乙烯 d=0.887g/ml本体聚合:[M]=0.887/104=8.53×10-3(mol/ml )=8.53(mol/l ) [I]=(0.109%×0.887)×103/242≈4×10-3(mol/l ) 苯乙烯以偶合终止为主:n x =2ν=2R p /R i(1)R i =2R p /n x =246010255.024-⨯⨯=2.07×10-8(mol/L.s )由R i =2k d f[I] f=0.8(2)k d = R i /2f[I]=381048.021007.2--⨯⨯⨯⨯=3.23×10-6(s -1)(3)自由基寿命τ=[ M·]/R t =1/2k t [M·]=k p [M]/ 2 k t R p64p 109.453.882.010255.02][2R --⨯=⨯⨯⨯==M k k t p τ在测定k t 、k p 时,由R p =k p [M][ M·] R i =2k t [M·]2得4282422P 21063.833.81007.2)10255.0(2][2R ---⨯=⨯⨯⨯⨯==M R k k I t Pk p =1.76×102(l//mol.s ) k t =3.59×107(l//mol.s ) 数量级k t > k p >>k d(5)[M·]= 1/2k t τ=1/(2×3.6×10-7×0.82)=1.7×10-8(mol/l )[M] >>[M·](6)R t =[M·]/τ=1.7×10-8/0.82=2.1×10-8(mol/L.s )∴ R p >> R p = R i17.P74 参见教材 P61-63.19. P75概念:本体聚合和添加少量溶剂的溶液聚合等反应往往会出现反应自动加速现象。
高分子的结构习题与思考题
第七章高分子的结构习题与思考题1.高分子的结构有何特点高分子结构可以分为哪些结构层次各结构层次包括哪些内容它们对聚合物的性能会产生什么影响特点:①链式结构:结构单元103-105数量级②链的柔顺性:内旋转产生非常多的构象③多分散性,不均一性,长短不一。
④结构单元间的相互作用对其聚集态结构和物理性能有着十分重要的影响。
⑤凝聚态结构的复杂性:包括晶态、非晶态,球晶、串晶、单晶、伸直链晶等。
⑥可填加其它物质改性。
分为:链结构和聚集态结构。
内容:链结构分为近程结构和远程结构。
近程结构主要涉及分子链化学组成、构型、构造;远程结构主要涉及分子链的大小以及它们在空间的几何形态。
聚集态结构包括晶态、非晶态、液晶态、取向态结构及织态结构等。
影响:高分子结构中各个结构层次不是孤立的,低结构层次对搞结构层次的形成具有较大影响,近程结构决定了高分子的基本性能,而聚集态结构直接影响高分子的使用性能。
2.写出线型聚异戊二烯的各种可能构型。
顺式1,4-加成反式1,4-加成 1,2-加成全同立构 1,2-加成间同立构1,2-加成无规立构 3,4-加成全同立构 3,4-加成间同立构 3,4-加成无规立构3.名词解释(1)构型:是指分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。
(2)构象:由于分子中的单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态(3)链柔性:高分子链能够通过内旋转作用改变其构象的性能(4)内聚能密度::单位体积的内聚能,CED = ?E/Vm。
内聚能是克服分子间作用力,把1mol 液体或固体分子移至分子引力范围之外所需的能量(5)结晶形态:试样中结晶部分所占的质量分数(质量结晶度xcm)或者体积分数(体积结晶度xcv)。
(6)取向:聚合物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择优排列(7)液晶:一些物质的结晶结构受热熔融或被溶剂溶解后,表观上虽然变成了具有流动性的液体物质,但结构上仍然保持着晶体结构特有的一维或二维有序排列,形成一种兼有部分晶体和液体性质的过渡状态4.聚合物的构型和构象有何区别假若聚丙烯的等规度不高,能否通过改变构象的方法来提高其等规度全同立构聚丙烯有无旋光性构型是指分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。
高分子化学思考讨论题
高分子化学思考讨论题第一章绪论1、与低分子化合物相比,高分子化合物有什么特征?2、何谓高聚物?何谓低聚物?3、简要解释重复单元、结构单元、单体单元、单体和聚合度的含义。
4、什么叫热塑性?什么叫热固性?试举例说明。
5、什么叫等规(全同立构)、间规(间同立构)和无规聚合物?试举例说明。
6、高分子链结构形状有几种?它们的物理、化学性质有何不同?7、何谓相对分子质量的多分散性?如何表示聚合物相对分子量的多分散性?试分析聚合物相对分子质量多分散性存在的原因。
8、数均分子量和重均分子量的物理意义是什么?试证明:≥。
9、聚合度和相对分子量间有什么关系?计算中对不同聚合反应类型的聚合物应注意什么?试举例说明。
10、如何用实验测定一未知单体的聚合反应是以逐步聚合还是按连锁聚合机理进行的。
11、有下列所示三成分组成的混合体系。
成分1:质量分数=0.5,相对分子质量=1×104成分2:质量分数=0.4,相对分子质量=1×105成分3:质量分数=0.1,相对分子质量=1×106求这个混合体系的数均分子量和重均分子量及相对分子质量分布宽度指数。
第二章自由基聚合1、总结烯类单体的聚合特征得到以下规律:(1)能形成聚合物的主要是乙烯、乙烯的一元取代物、乙烯的1,1-二元取代物。
乙烯的1,2-二元取代物除个别外一般不聚合。
(2)大部分烯类单体能按自由基机理聚合,只有少部分按离子型机理聚合。
(3)有些单体能按自由基、阳离子和阴离子机理进行聚合。
请对以上情况加以分析说明。
2、解释为什么引发剂的活性次序一般为:过氧化二碳酸酯类>过氧化二酰类>过氧化酯类>过氧化二烷基类3、过硫酸盐无论在受热、受光或受还原剂作用下均能产生SO4¯•?如果需要随时调整反应速度或随时停止反应,应该选择何种方式产生SO4¯•?如果工业上要求生产分子量很高的聚合物,聚合温度尽量低,则应选择何种方式产生这种自由基?4、在自由基聚合中,为什么聚合物链中单体单元大部分按头尾方式连接,且所得的聚合物多为无规立构。
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。
13、什么是等规度等规度是指高分子中全同立构和间同立构的总百分数。
17、什么叫做高分子的构象(二次结构)假若聚丙烯的等规度不高,能否用改变构象的办法提高其等规度说明原因。
不可以。
高分子的构象是指由于单健旋转而产生的分子不同形态。
24、什么是自由旋转链分子中每一个键都可以在键角所允许的方向自由转动,而不考虑空间位阻对转动的影响,这种链称自由旋转链。
高分子第7章——逐步聚合反应
第七章 缩合聚合1.聚酯化反应280℃时的平衡常数K =4.9,聚酰胺化反应260℃时平衡常数K =305,根据wn Pn KX =,作出水含量(摩尔分数表示)与数均聚合度的关系图,并讨论分析其结果。
解:根据 wn Pn KX =和P X n -=11联立求解得:2141-+=w n n K X (负值已经舍去) 所以对聚酯化反应有21419.4-+=w n n X 对聚酰胺反应有2141305-+=w n n X 对水含量赋值作图得:n w (%)聚酯 数均聚合 度100200300400500600聚酰 胺 数 均聚合 度从图上可知,缩聚反应中水含量对数均分子量影响很大,特别是当平衡常数较小时,水含量对聚合度影响非常严重。
要想获得较高的聚合度,例如200左右,就必须使残存的小分子副产物极低。
而对于平衡常数较大的缩聚反应,要达到同样的聚合度,小分子副产物含量可适当高一些,亦即,对小分子副产物的排除可适当放宽。
2.从对苯二甲酸(1mol)和乙二醇(1mol)聚酯化反应体系中,共分出水18克,求产物的平均分子量和反应程度,设平衡常数K =4。
解:设分离出20g 水后,反应达到平衡的反应程度为p ,此时分子量为 。
起始官能团数: N 0 N 0 0 0 t 时刻官能团数:N 0(1-P) N 0(1-P) PN 0 N W 残留水分子数=生成的水分子数-排出的水分子数18W P N N 水0w -=0.5P 21818=P 18N W P N N n 0水0w w -=⨯--==根据:wpn K n X =PX n -=11代入数据:)5.0(4-=P P n XPX n -=11解得:4.4771.0==n X P数均分子量 4.42221924.4=⨯=n M3.生产尼龙-66,想获得数均分子量为13500的产品,采用己二酸过量的办法, 若使反应程度P 达到0.994,试求己二胺和己二酸的配料比。
潘祖仁《高分子化学》课后习题及详解(配位聚合)【圣才出品】
第7章 配位聚合(一)思考题1.如何判断乙烯、丙烯在热力学上能够聚合?采用哪一类引发剂和工艺条件,才能聚合成功?答:(1)根据聚合自由能差0<S T H G ∆-∆=∆,作出判断。
大部分烯类单体的熵变近于定值,约为-100~120J •mol -1,在一般聚合温度下(50~100℃),1mol kJ 42~30-⋅=∆-S T ,因此当1mol kJ 30-⋅≥∆-H 时,聚合就有可能。
乙烯和丙烯的H ∆-分别为950kJ •mol -1、85.8kJ •mol -1,所以在热力学上很有聚合倾向。
(2)在100~350MP 的高压和160~270℃高温下,采用氧气或有机过氧化物作引发剂,乙烯按自由基机理进行聚合,得到低密度的聚乙烯(LDPE );若采用TiC14-Al (C 2H 5)3为催化剂,在汽油溶剂中进行配位聚合,则得高密度的聚乙烯(HDPE )。
采用α-TiCl-Al (C 2H 5)3为催化剂,于60~70℃下和常压或稍高于常压的条件下,丙烯进行配位聚合,可制得等规聚丙烯。
2.解释和区别下列诸名词:配位聚合、络合聚合、插入聚合、定向聚合、有规立构聚合。
答:(1)配位聚合:单体与引发剂经过配位方式进行的聚合反应。
具体的说,采用具有配位(或络合)能力的引发剂、链增长(有时包括引发)都是单体先在活性种的空位上配位(络合)并活化,然后插入烷基—金属键中。
配位聚合又有络合引发聚合或插入聚合之称。
(2)络合聚合:与配位聚合的含义相同,可以互用。
络合聚合着眼于引发剂有络合配位能力,一般认为配位聚合比络合聚合意义更明确。
(3)插入聚合:烯类单体与络合引发剂配位后,插入Mt-R链增长聚合,故称为插入聚合。
(4)定向聚合:也称有规立构聚合,指形成有规立构聚合物的聚合反应,配位络合引发剂是重要的条件。
(5)有规立构聚合:是指形成有规立构聚合物为主的聚合反应。
任何聚合过程或聚合方法,只要是形成有规立构聚合物为主,都是有规立构聚合。
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。
高分子物理习题与思考题
第一章高分子链的结构习题与思考题一1、解释下列名词:(1)构型;(2)构象;(3)链段;(4)热力学柔性;(5)力学柔性;(6)均方末端距;(7)高斯链;(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。
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?4、假定自由结合链中含有几个长度为l的键,试求它的均方末端距和最可几末端距与键长及键数的关系。
5、假定聚丙烯主链长为0.154nm,键角为109.5度,聚丙烯的空间位阻参数 =1.76,试求其等效自由结合链的链段长度l e之值。
6、假定聚乙烯的聚合度为2000,键角为109.5度,求伸直链的长度L max与自由旋转链的根均方末端距之比值,并由分子运动观点解释某些聚合物材料在外力作用下可以产生很大形变的原因。
第二章聚合物的晶态结构习题与思考题二1、如果C-C键长为0.154nm,C-C-C键角为109.5度,试问U t为31的全同立构聚丙烯的等同周期为多少?2、尼龙66、等规聚丙烯及聚丙烯腈在砌入晶格时,分子链的构象有什么不同?为什么?3、试根据聚乙烯的晶体结构和晶胞尺寸(a=736pm,b=492pm,c=253pm)计算其晶体密度ρc(1cm=1010pm)。
4、若已知聚甲基丙烯酸甲酯晶胞的α=β=γ=90度,a=2.108nm,b=1.217nm,c=1.055nm,测得的ρ=1.23g/cm3,M o=100.1,试求每个晶胞单元中的重复结构单元数。
5、已知聚异丁烯晶胞中所有的角度为90度,M o=56.1,ρ=0.937,晶胞尺寸a=0.694nm,b=1.196nm,试求晶胞参数c的尺寸。
6、有全同立构聚丙烯试样一块,体积为1.42×2.96×0.51cm3,重量为1.94g,试计算其比容和结晶度。
7、简要说明下列各种结晶形态的特征及形成的条件:(1)折叠链片晶;(2)球晶;(3)串晶;(4)伸直链晶体。
高分子化学与物理基础(第二版)第7章高分子的结构(可编辑)
高分子化学与物理基础(第二版)第7章高分子的结构第7章高分子的结构1高分子的近程结构2高分子的远程结构3高分子链的均方末端距4高分子的分子间作用力与聚集态5高分子的晶态结构第7章高分子的结构6高分子的结晶度与物理性能7 高分子的结晶行为和结晶动力学8高分子的非晶态结构9高分子的取向态结构1 0高分子的液晶态结构1 1高分子共混体系的聚集态结构第7章高分子的结构高分子的结构决定了其物理性能。
通过对高分子的结构以及分子运动的研究,发现高分子结构与性能之间的内在联系,就能够从性能的角度指导高分子的合成和高分子材料的成型加工,使高分子材料更好地满足实际应用的要求。
因此,研究高分子结构是高分子设计和材料设计的重要基础。
7.1 高分子的近程结构1高分子的化学组成2结构单元的键接方式3高分子链的构造---线型、支化和交联4共聚高分子的组成与结构5高分子链的构型7.1.1 高分子的化学组成7.1.1.1 碳链高分子这类高分子的共同特点是可塑性较好,化学性质比较稳定,不易水解,但是力学强度一般,而且由于碳氢键和碳碳键的键能较低,高分子的耐热性较差。
7.1.1.2 杂链高分子该类高分子一般由逐步聚合反应或者开环聚合得到。
相对于碳链高分子,它们的耐热性和强度明显提高,但是由于主链上含有官能团,容易发生水解、醇解和酸解等副反应,化学稳定性较差。
7.1.1 高分子的化学组成7.1.1.3 元素有机高分子元素有机高分子一方面保持了有机高分子的可塑性和弹性,另一方面还具有无机物的优良热稳定性,因此可以在一些特殊的场合使用。
缺点是强度较低。
7.1.1.4 无机高分子分子链(包括主链和侧基)完全由无机元素组成,不含碳原子。
例如聚硫、聚硅等。
这类高分子的耐高温性能优异,但同样存在强度较低的问题。
7.1.2 结构单元的键接方式高分子链一般由结构单元通过共价键重复连接而成。
例如a-烯烃双烯类单体聚合时结构单元的键接方式会更加复杂。
如2-氯丁二烯的自由基聚合有三种加成方式。
《高分子化学》张形欣主编,第七章逐步聚合
n
OH CH3
Cu O
O CH3
n
(2) -OCO- 聚酯,例:PET:
n HOCH2CH2OH + HOOC
COOH
H
OCH2CH2 (2n-1) H2O
(3) -NH-CO-
聚酰胺,例:尼龙-6,6: nHOOC(CH 2) 4 COOH + nH 2N(CH 2) 6NH 2 → HO-[-OC(CH 2) 4COHN(CH 2) 6NH -] n-H + (2n-1)H2 O
n
OR'OH
(3) Diels-Alder 反应,可溶性梯形聚合物合成:
O
O
O
+
O
O
O
n
(4) 氧化偶联反应,聚苯醚合成:
CH3 CH3
n
OH CH3
Cu O
O CH3
n
(5) 加成缩合反应,酚醛合成:
OH OH
+ CH 2O
CH 2OH
(加成)
OH OH OH OH
CH2OH +
CH2
(缩合) (6) 分解缩聚,聚甲撑合成: BF3
n HOCH2CH2OH + HOOC
COOH
H
OCH2CH2OOC
CO
n
O CH2CH2OH + (2n-1) H2O
(2) 逐步加聚反应(聚加成反应) ,聚氨酯合成:
n O C N R N C O + n HO R' OH O C N R N C H O OR'O C N R N C H H O O
n CH2=N2
物:
-[-CH7-]n- + n N2
高分子课后习题答案
▲为08年6月考试题目第一章概述说出10种你在日常生活中遇到的高分子的名称。
答:涤纶、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、PET、蛋白质、核酸、涂料、塑料、合成纤维写出下列高分子的重复单元的结构式:(1)PE;(2)PS;(3)PVC;(4)POM;(5)尼龙;(6)涤纶答:(1)PE——聚乙烯-CH2-CH2-(2)PS——聚苯乙烯(3)PVC——聚氯乙烯(4)POM——聚甲醛-O-CH2-(5)尼龙——聚酰胺-NH(CH2)5CO-(6)涤纶——聚对苯二甲酸乙二醇酯P78. 写出下列重复单元的聚合物的一般名称,指出结构单元和单体单元。
(手写)名称结构单元单体单元H2C CCH3H3COOC聚甲基丙烯酸甲酯一样一样H2 C H CH3COOC聚丙烯酸甲酯一样一样—NH(CH2)6NHCO(CH)4CO—尼龙-66 —NH(CH2)6NH——CO(CH)4CO—无H2C CH3C HCCH2聚异戊二烯一样一样▲9.用简洁的语言说明下列术语。
(1)高分子;(2)链节;(3)聚合度;(4)多分散度;(5)网状结构;(6)共聚物答:(1)高分子也叫聚合物分子或大分子,具有高的相对分子量,其结构必须是由多个重复单元所组成,并且这些重复单元实际是或概念上是由相应的小分子衍生而来的。
(2)链节是指结构重复单元,重复组成高分子分子结构的最小结构单元。
(3)聚合度是单个聚合物分子所含单体单元的数目。
(4)多分散性:除了蛋白质、DNA等外,高分子化合物的相对分子质量都是不均一的(5)网状结构是交联高分子的分子构造。
(6)共聚物:由一种以上单体聚合而成的聚合物。
14、平均相对分子质量为100万的超高相对分子质量PE的平均聚合度是多少?P=100×10000/28=35700▲21、高分子结构有哪些层次?各层次研究的内容是什么?答:高分子结构由4个层次组成:a、一级结构,指单个大分子内与基本结构单元有关的结构,包括结构单元的化学组成、链接方式,构型,支化和交联以及共聚物的结构b、二级结构,指若干链节组成的一段链或整根分子链的排列形状。
高分子化学与物理第七章答案.doc
《高分子化学与物理》第七章习题答案 1、 高分子结构层次(教材P125,表7-1)聚合物结构层次Z 间不是独立的,较低的结构层次会影响到较高结构层次的形成,例如近程 结构会对分了链的构象和链柔性产生影响;分了链的立体构型和构象又会影响到分了链之间 的儿何排列方式(聚集态结构)。
另一方面,各结构层次都会对聚合物的性能产生影响,其 屮近程结构决定了聚合物的基本性质,而聚集态结构则直接影响到聚合物的使用性能。
2、 异戊二烯冇1,2加成、3,4加成和1,4加成三种键接异构,其中1,4加成冇两种几何异构。
1,2加成:CH 2 CH 23,4加成:^CH 2-CH -CH 2-CH ^C —CH1 C —CH.II CH 2 II CH 21,4加成:CH 3 CH 3H 21 H 2H 2 H H 2 HCH 3CH 33、(1)构型:分子中由化学键所固定的原子在空间中的几何排列。
这种排列是稳定的,耍 改变构型必须经过化学键的断裂和重纟R 。
(2) 构象:由于单间内旋转而产生的分子中原子在空间位置上的变化。
(3) 链柔性:高分子链能够改变其构彖的性质称为链柔性。
(4) 内聚能密度:单位体积的内聚能,内聚能是将lmol 的液体或固体分子气化所需要的能量。
(5) 均方末端距:分了链首尾端之间肓线距离平方后的平均值。
(6) 均方冋转半径:分子链的质量小心到每个链段质心距离平方后的平均值。
(7) 品型:晶胞的类型(8) 结晶度:聚合物中结晶部分的重量或体积占全体重量或体积的百分数。
(9) 结晶形态:由晶胞排列堆砌牛长而成的晶体人小和儿何形态。
23 CH - H C ——C—CCH——FCH(10)取向:聚合物受到外力作用后,分子链和链段沿外力作用方向的择优排列。
(11)半结品时间:结品过程完成了一半的时间。
(12)Avrami指数:反映聚合物结晶过程中晶核形成机理和晶体生长方式的参数,等于晶体生长的空间维数和成核过程的时间维数之和。
高分子物理习题7
第七章 配位聚合思考题【7-5】 下列哪些单体能够配位聚合,采用什么引发剂?形成怎样的立构规整聚合物?有无旋光活性?(3)CH 2=CHCH=CH 2(1)CH 2=CHCH 3(2)CH 2=C(CH 3)2(4)NH 2CH 2COOH CH 2CHCH 3O (5)CH 2=CHCH=CHCH 3(6)答:(1)、(3)、(5)、(6)单体在特定引发剂下可以配位聚合,形成立构规整聚合物。
根据引发体系的不同,丁二烯可以聚合成顺式-1,4-聚丁二烯、反式-1,4-聚丁二烯或1,2-聚丁二烯。
1-甲基丁二烯的情况类似。
环氧丙烷分子含有手性碳原子,在ZnEt2/CH3OH作用下,开环聚合成R和S两种对映体,但数量相等,产生外消旋,不显示光学活性。
思考题【7-6】 下列哪一种引发剂可使乙烯、丙烯、丁二烯聚合成立构规整聚合物?(1)n-C4H9Li/正己烷 (2)萘钠/四氢呋喃(3)TiCl4-Al(C2H5)3(4)α-TiCl3/Al(C2H5)2Cl(5)π-C3H5NiX (6)(π-C4H7)2Ni答:(1)TiCl4-Al(C2H5)3可使乙烯配位聚合成高密度聚乙烯。
该引发体系也能引发丁二烯聚合:当Al/Ti<1时,将形成约91%的反式-1,4-聚丁二烯;Al/Ti>1时,则得到顺式-1,4-结构和反式-1,4-结构各半的聚丁二烯。
(2)α-TiCl3/Al(C2H5)2Cl可使丙烯聚合成等规聚丙烯。
(3)n-C4H9Li/正己烷可使丁二烯聚合成低顺式(36-44%),而萘钠/四氢呋喃则使丁二烯聚合成以1,2-结构为主的聚丁二烯。
思考题【7-15】 简述茂金属引发剂的基本组成、结构类型、提高活性的途径和应用方向。
答:茂金属引发剂是由五元环的环戊二烯基类(简称茂)、IVB族过渡金属、非茂配体三部分组成,它有普通结构、桥链结构和限定几何构型配体配位体结构(如下图)。
X XMXN(a) 普通结构(b) 桥链结构(c) 限定几何构型 (CGC)单独茂金属引发剂对烯烃聚合基本没有活性,须加甲基铝氧烷MAO[含-Al(CH3)-O-]作共引发剂,一般要求MAO大大过量,充分包围茂金属分子,以防引发剂双分子失活。
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,C-C键长为,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2,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。
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第七章高分子的结构
习题与思考题
1.高分子的结构有何特点?高分子结构可以分为哪些结构层次?各结构层次包括哪些内容?它们对聚合物的性能会产生什么影响?
特点:①链式结构:结构单元103-105数量级
②链的柔顺性:内旋转产生非常多的构象
③多分散性,不均一性,长短不一。
④结构单元间的相互作用对其聚集态结构和物理性能有着十分重要的影响。
⑤凝聚态结构的复杂性:包括晶态、非晶态,球晶、串晶、单晶、伸直链晶等。
⑥可填加其它物质改性。
分为:链结构和聚集态结构。
内容:链结构分为近程结构和远程结构。
近程结构主要涉及分子链化学组成、构型、构造;远程结构主要涉及分子链的大小以及它们在空间的几何形态。
聚集态结构包
括晶态、非晶态、液晶态、取向态结构及织态结构等。
影响:高分子结构中各个结构层次不是孤立的,低结构层次对搞结构层次的形成具有较大影响,近程结构决定了高分子的基本性能,而聚集态结构直接影响高分子的使
用性能。
2.写出线型聚异戊二烯的各种可能构型。
顺式1,4-加成反式1,4-加成1,2-加成全同立构1,2-加成间同立构
1,2-加成无规立构3,4-加成全同立构3,4-加成间同立构3,4-加成无规立构
3.名词解释
(1)构型:是指分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。
(2)构象:由于分子中的单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态
(3)链柔性:高分子链能够通过内旋转作用改变其构象的性能
(4)内聚能密度::单位体积的内聚能,CED = ∆E/Vm。
内聚能是克服分子间作用力,把1mol液体或固体分子移至分子引力范围之外所需的能量
(5)结晶形态:试样中结晶部分所占的质量分数(质量结晶度xcm)或者体积分数(体积结晶度xcv)。
(6)取向:聚合物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择优排列
(7)液晶:一些物质的结晶结构受热熔融或被溶剂溶解后,表观上虽然变成了具有流动性的液体物质,但结构上仍然保持着晶体结构特有的一维或二维有序排列,形成一种兼有部分晶体和液体性质的过渡状态
4.聚合物的构型和构象有何区别?假若聚丙烯的等规度不高,能否通过改变构象的方法来提高其等规度?全同立构聚丙烯有无旋光性?
构型是指分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。
构象由于分子中的单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态。
不行。
等规度指的是全同或间同立构单元所占的百分数。
所以改变等规度必须是同构改变构型才能来改变。
没有旋光性
5.从结构的角度出发,比较下列各组中聚合物的性能差异。
(1)高密度聚乙烯与低密度聚乙烯。
高密度聚乙烯为平面锯齿状链,为线型分子;低密度聚乙烯支化度高于高密度聚乙烯,结晶度较低
(2)无规立构聚丙烯与全同立构聚丙烯。
非晶高分子结晶性高分子
(3)聚丙烯腈与碳纤维。
线性高分子梯形高分子
6.聚合物在晶态下的构象有几种?各举一例。
聚合物在非晶态和溶液中的构象状态如何?(1)两种,是平面锯齿构象和螺旋形构象。
PE的晶胞结构是平面锯齿构象;PP的晶胞结构是螺旋形构象
(2)柔性高分子在溶液中或熔体中呈现无规线团构象;刚性链高分子仍以伸展的棒状构象存在。
7.聚合物链柔性是如何产生的?讨论化学结构对链柔性的影响。
(1)高分子链通过内旋转作用改变其构象从而产生了链柔性。
(2)主链结构的影响不同种类的单键:(考虑键长和键角) Si-O > C-N > C-O > C-C含有芳
杂环:芳杂环不能内旋转,柔性差孤立双键:与之邻近的单键内旋
转位垒降低,,柔性好。
共轭双键:不能旋转,柔性差。
取代基(a)取代基的极性:极性取代基将增加分子内的相互作用,使内旋转困难, 柔性下降; 极性越大, 柔性越差。
(b)取代基的体积:非极性取代基对分子链柔性的影响主要是空间位阻效应。
当取代基体积增加,空间位阻大,分子链柔顺性降低。
其他结构因素:支链长,柔性降低。
交联度增加,柔顺性减低。
一般分子链越长,构象数越多,链的柔顺性越好。
分子间作用力越大,聚合物分子链所表现出
的柔顺性越小。
分子链的规整性好,结晶,从而分子链表现不出柔性。
温度:提供克服内旋转位垒的能量, 温度升高, 内旋转容易, 柔性增大
8.在不同条件下结晶时,聚合物可以形成哪些结晶形态?各种结晶形态的特征是什么?
单晶特点:棱片状,其链长数百纳米,厚度为10nm,晶片厚度与分子量无关,分子链总是垂直于截面。
树枝晶:结构特点:单晶的聚集体,多晶结构。
球晶结构特点:球晶分子链总是垂直于径向,单晶片的变形聚集体;有黑十字消光现象,双折射现象
伸展链晶结构特点:分子链完全伸展,平行排列单向强度大
串晶结构特点:折叠链与伸直链不可分离双向强度高
柱晶结构特点:沿应力方向成行地形成晶核,再向四周生长成折叠链晶片单向强度大。
纤维晶结构特点:交错连接的微晶和韧性分子链相连构成
9.取向对聚合物的性能有何影响?给出1~2个取向在聚合物成型加工中应用的例子。
解释合成纤维生产过程中为何要进行牵伸和热定型。
对性能影响:(1) 沿取向方向的力学性能提高,与取向方向垂直的方向上则降低。
(2) 产生光学双折射现象。
(3) 使用温度也会提高,密度、玻璃化温度、结晶度提高。
合成纤维的时候牵伸其实就是单轴取向,材料只在一维方向上受到拉伸,取向单元在一维拉伸方向上择优排列。
10.液晶分子具有什么结构特征?根据制备方法高分子液晶可分为哪些类型?根据结构又可分为哪几种类型?高分子液晶有哪些应用?
特征:1.形成液晶的物质通常具有刚性分子结构,而且长径》1,整个分子呈棒状的构象;
2.分子间具有强大的分子间力,在液态下仍能维持分子的某种有序排列。
所以液晶分
子的结构中含有强极性基团、高度可极化基团,或者能够形成氢键的基团。
3.在刚性结构的两端一般带有一定的柔性部分,以利于液晶的流动。
制备方法可分为:热致性液晶、溶致性液晶、压致性液晶结构不同分为:向列型液晶、近晶型液晶、手征性液晶
应用:液晶显示、液晶纺丝、高性能材料、高分子材料改性。