高分子物理期末简答题汇总
高分子物理简答题完整版
高分子物理简答题HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】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,算作一个独立的运动单元,键称作“链段”,令链段与链段自由结合,并且无规取向,这种链称为等效自由结合链。
4. 高分子溶解过程与小分子相比,有什么不同?答:因为聚合物分子与溶剂分子的大小相差悬殊,两者的分子运动速度差别很大,溶剂分子能比较快的渗透进入高聚物,而高分子向溶剂的扩散却非常慢,这样,高聚物的溶解过程要经过两个阶段,现实溶剂分子渗入高聚物内部,是高聚物体积膨胀,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。
(河南大学期末考试)高分子物理简答题
1.分子运动的三大特点:①多重性运动单元多重性:分子链链段链节支链②对时间依赖性松弛松弛时间:在外场下,物体以一种平衡状态通过高分子运动过渡到另一种平衡状态时所需要的时间,这种特性叫松弛特性,所需时间称为松弛时间③对温度依赖性升温使松弛时间减少提供个运动单元的热运动能力,热膨胀使分子间距离增加增加各运动分子的运动空间2.玻璃态,高弹态和粘流态三态的转变:在加热条件下,对高聚物试样施加一个恒定的力,观察试样形变与温度的关系图聚合物的力学三态是玻璃态、高弹态和粘流态。
在玻璃化转变温度以下的玻璃态,聚合物的分子运动以链节、侧基和支链等为特征,因此材料坚硬但脆性较大。
当温度升高,进入高弹态以后,聚合物的运动单元变为链段的运动。
聚合物具有很好的弹性;当温度进一步升高,进入粘流态后,整个聚合物分子都运动起来,聚合物流动但粘性大,因此,这时的运动单元是整个分子链。
图3.玻璃态转化温度的影响因素:㈠内因①主链②侧链⑴极性极性增大,柔顺性降低⑵非极性如果侧基本身是柔顺性,随侧基本身长度的增加,Tg反而降低,因为侧基起增塑剂的作用⑶对称性③H键Tg增大④交联Tg增大⑤分子量随分子量增加而增大⑥共聚⑦共混⑧增塑剂Tg降低㈡外因①温度②外力作用时间频率③外力越大Tg越小④流体静压力4.温度对结晶速度的影响:聚合物结晶速率与温度的这种关系是晶核生成速度和晶体生长速度在不同的温度依赖性共同作用的结果,成核过程的温度依赖于成核方式有关异相成核可以在较高温度下发生,而均相成核只有在稍低的温度下发生,因为温度过高,分子的热运动过于剧烈,晶核不易形成,或生成的晶核不稳定,容易被分子热运动所破坏,随着温度的降低均相成核的速度增大,结晶的生长过程则取决于链段向晶核扩散和规整堆积的速度,随着温度的降低熔体的黏度增大,链段的活动能力降低,晶体生长速度下降,因此由于晶核形成速度增加并且警惕生长速度又很大,结晶速度迅速增大,到某一适当的温度时,晶核形成和警惕生长都有较大的速度,结晶速度出现极大值,此后虽然晶核形成的速度仍然很大,但是由于晶体生长速度逐渐下降结晶速度也随之下降,其他影响因素有杂质、分子结构等。
高分子物理期末试题库
10.在室温下,加一固定重量的物体于橡皮并保持这一恒定张力,当橡皮受热时,重物的位置将: (B) A、下降, B、上升,C、基本不变,D、无法预测。
;.
..
三. 根据题意,比较大小(用“>”或“<”排列)(21 分)
1. 比较玻璃化转变温度 Tg 的高低: (B>C>A) A、聚己二酸乙二醇酯,B、聚碳酸酯,C、聚氯乙烯。
2.较抗蠕变性的大小: (A>C>B) A、酚醛塑料,B、聚丙烯,C、聚苯乙烯。
3.比较熔点: (B>C>A) A、 聚乙烯,B、聚四氟烯,C、聚甲醛。
4. 比较耐水性:(B>C>A) A、聚乙烯醇,B、聚乙酸乙烯酯,C、维尼纶。
动态力学法
。
五.简要回答下列问题(18 分)
1. 分子量对高聚物的 Tg、Tm、Tf 和η 0 的影响。
——
答:分子量对 Tg 基本无影响 Tg =Tg (∞) - K/Mn
(1.5 分)
分子量较低时 Tm 也低,当分子量升高时,Tm 也增高.当分子量再增高时,Tm 基本变化不大,甚至无 关了。
1/Tm=1/T。m+R/△Hu-2/—X—n
它们的形成条件分别是 极稀溶液 、 熔体冷却或浓溶液 、 应力作用下浓溶液 、
高温高压下熔体 。
6.高聚物熔体的弹性表现为 法向应力效应 (爬杆,韦森堡) 、 挤出物胀大 、
不稳定流动(熔体破碎) 。
7.测定玻璃化转变温度 Tg 的方法有 热机械(ε -Τ ) 法 、 膨胀计法 、 DSC 或 DTA 、
比强度高 。
高分子物理期末试题卷及答案
高分子物理期末考试试题一、名词解释(每题2分,共10分):1、内聚能密度与溶度参数:内聚能密度定义为单位体积凝聚体汽化时所需要的能量。
溶度参数定义为内聚能密度的平方根。
2、时-温等效原理:升高温度与延长时间对分子运动是等效的,对聚合物的粘弹行为也是等效的。
3、力学松弛:高聚物的力学性质随时间的变化。
它包括蠕变、应力松驰、滞后、力学损耗。
4、泊松比:材料拉伸时横向应变与纵向应变比值之负数,是一个反映材料性质的重要参数。
5、构型与构象:构型是指分子中由化学键所固定的原子的空间排列。
构象是指由于单键的内旋转而产生的分子中原子的空间位置上的变化。
二、简答题(可任选答8题,每题5分,共40分):1、试判别在半晶态聚合物中,发生下列转变时,熵值如何改变?并解释其原因:(1)T g转变;(2)T m转变;(3)形成晶体;(4)拉伸取向。
答:(1)T g转变时熵值增大,因链段运动使大分子链的构象数增加;(2分)(2)T m转变时熵值增大,理由同(1);(1分)(3)形成结晶时熵值减小,因大分子链规整排列,构象数减少;(1分)(4)拉伸取向时熵值减小,理由同(3)。
(1分)2、试述高聚物平衡高弹性的特点、热力学本质和分子运动机理。
答:高聚物平衡高弹性的特点:1) 弹性应变大;2) 弹性模量低;3) T升高,高弹平衡模量增加;4) 快速拉伸,温度升高。
(2分)热力学本质:熵弹性;(1分)分子运动机理:链段运动从卷曲构象转变为伸展的构象。
(2分)3、简述结晶温度对聚合物结晶速度的影响。
答:由于结晶过程可分为晶核生成和晶粒生长两个阶段(1 分),成核过程涉及核的生成和稳定,温度越低越有利于成核(1 分);晶粒生长取决于链段向晶核扩散和规整堆砌的速度,是一个动力学问题,温度越高越有利于生长(1 分)。
所以结晶速度与温度呈现单峰形。
(1分)T max=0.80~0.85T m (K )。
(1 分)4、指出非晶态聚合物的模量(或形变)-温度曲线的力学行为可分几个区域,并从分子运动机理的角度加以说明。
高分子物理试题
高分子物理期末考试试题1卷一、 名词解释(每题2分,共10分):1、内聚能密度与溶度参数:2、时-温等效原理:3、力学松弛:4、泊松比:5、 构型与构象:二、简答题(可任选答8题,每题5分,共40分):1、试判别在半晶态聚合物中,发生下列转变时,熵值如何改变?并解释其原因:(1)T g 转变;(2)T m 转变;(3)形成晶体;(4)拉伸取向。
2、试述高聚物平衡高弹性的特点、热力学本质和分子运动机理。
3、简述结晶温度对聚合物结晶速度的影响。
4、指出非晶态聚合物的模量(或形变)-温度曲线的力学行为可分几个区域,并从分子运动机理的角度加以说明。
5、比较下列物质的 T g ,并解释原因。
(1)PP 与 PS ;(2)聚甲基丙烯酸甲酯与聚甲基丙烯酸丁酯;(3)PAN 与 PVC 。
6、比较分子链的柔顺性,并说明原因:(A)聚氯乙烯 (B)聚乙烯 (C)聚丙烯。
7、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。
8、说明聚合物的蠕变和内耗现象。
并简要说明为什么聚合物具有这些现象?9、为改善聚丙烯的冲击性能,作为材料工程师的你需要选择一种合适的橡胶来进行增韧,目前可供使用的有三元乙丙橡胶与氯丁橡胶,请你做出选择,简要说明原因,并简述其增韧机理。
三、选择题(在下列各小题的备选答案中,请把你认为正确答案的题号填入题干的括号内。
少选、多选不给分。
每题1.5分,共15分)1、 大多数聚合物流体属 ( )A 、膨胀型流体(nK γσ =切,n>1) B 、牛顿流体(n K γσ =切,n=1) C 、假塑性流体(n K γσ =切,n>1) D 、宾哈流体(γσσ K y +=切) 2、 在注射成型中能最有效改善聚甲醛熔体流动性的方法是 ( )A 、增大分子量B 、提高加工温度C 、提高注射速率3、下列方法中,能提高聚合物模量的是 ( )A 、提高支化程度B 、提高结晶度C 、加入增塑剂D 、与橡胶共混4、下列方法中,可以明显降低聚合物熔点的是 ( )A 、主链上引入芳杂环B 、降低结晶度C 、提高分子量D 、加入增塑剂5、当高分子溶液从凝胶渗透色谱柱中被淋洗出来时,溶液中的分子分离按( )A 、分子量B 、分子流体力学体积C 、分子链柔性D 、分子间相互作用力的大小6、将有机玻璃板材用高弹真空成型法成型飞机座舱盖时,成型温度为( )A 、T b -T g 之间B 、T g -T f 之间C 、T f -T d 之间(T b 、T g 、T f 、T d 分别为脆化温度、玻璃化转变温度、流动温度和分解温度)7、制备纺丝溶液时,对所用溶剂的要求:( )A 、溶剂必须是聚合物的良溶剂,以便配成任意浓度的溶液。
广东石油化工学院高分子物理期末考试复习资料三简答题
三、简答题1、高分子结构的特点?2、表1-4数据说明了什么?试从结构上予以分析。
3、评价主链带有间隔单键和双键的聚磷腈的柔顺性。
其结构示意如下:4、.比较以下三个聚合物的柔顺性,从结构上简要说明原因。
5、试分析纤维素的分子链为什么是刚性的?(提示:从纤维素链节结构分析阻碍内旋转的因素)6、比较以下两种聚合物的柔顺性,并说明为什么。
7、试从下列高聚物的链节结构,定性判断分子链的柔性或刚性,并分析原因。
8、以下化合物,哪些是天然高分子化合物?哪些是合成高分子化合物?(1)、蛋白质,(2)PVC,(3)酚醛树脂,(4)淀粉,(5)纤维素,(6)石墨,(7)尼龙-66,(8)PV Ac,(9)丝,(10)PS,(11)维尼纶,(12)天然橡胶,(13)聚氯丁二烯(14)纸浆,(15)环氧树脂。
9、试述下列烯类高聚物的构型特点及其名称。
式中d表示链节结构是d构型,l则表示是l构型。
(1)—d—d—d—d—d—d—d—;(2)—l—l—l—l—l—l—l—l—l—;(3)—d —l—d—l—d—l—d—l—;(4)—d—d—l—d—l—l—l—。
10、已知高分子主链中键角大于90°,定性地讨论自由旋转链的均方末端距与键角的关系。
11、(1)由丙烯得到的全同立构聚丙烯有无旋光性?(2)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?12、近程相互作用和远程相互作用的含义及它们对高分子链的构象有何影响?13、根据高聚物的分子结构和分子间作用能,定性地讨论表2-3中所列各高聚物的性能。
14、将下列三组聚合物的结晶难易程度排列成序:(1)PE,PVC,PS,PAN;(2)聚对苯二甲酸乙二酯,聚间苯二甲酸乙二酯,聚己二酸乙二酯;(3)尼龙-66,尼龙-1010。
15、有两种乙烯和丙烯的共聚物,其组成相同(均为65%乙烯和35%丙烯),但其中一种室温时是橡胶状的,一直到稳定降至约-70℃时才变硬,另一种室温时却是硬而韧又不透明的材料。
高分子物理期末复习题
一.名词解释(15分)1、链段:高分子链上能独立运动(或自由取向)最小单元。
2、溶胀:高聚物溶解前吸收溶剂而体积增大的现象。
3、蠕变:在应力和温度均一定的条件下,高聚物的形变随时间而增大的现象。
4、介电损耗:在交变电场的作用下,电介质由于极化而消耗的电能。
5、构象_:由于内旋转而产生的高分子链在空间的排列。
二.选择题(20分)1.高聚物玻璃化转变实质是:(B)A、相变过程,B、松弛过程,C、熔融过程。
2.下列方法中可测得数均分子量的方法有:(B、C、D)A、粘度法,B、沸点升高,C、膜渗透压,D、GPC法,E、光散射法。
3.下列高聚物中,在室温下可以溶解的有:(A、B、D)A、尼龙-66,B、PET,C、LDPE,D、聚乙酸乙烯酯,E、聚乙烯醇。
4.结晶高聚物熔点高低与熔限宽窄取决于:(C)A、退火时间,B、结晶速度,C、结晶温度,D、相变热,E、液压大小。
5.橡胶产生弹性的原因是拉伸过程中:(C)A、体积变化,B、内能变化,C、熵变。
6.欲获得介电损耗小的PS产品,应选择:(A)A、本体聚合物, B 、乳液聚合物, C、定向聚合物, D、加有增塑剂的聚合物。
7.下列参数中可作为选择溶剂依据的有:(B、C、D、E)A、均方末端距,B、溶解度参数δ,C、高聚物-溶剂相互作参数,D、第二维利系数A2,E、特性粘数[η]。
8.加工聚碳酸酯时,欲获提高流动性最有效的措施是:(E)A、增加切应力,B、增加分子量,C、采用分子量分布窄的产品,D、降低温度,E、增加温度。
9.高聚物的结晶度增加,则:(B)A、抗冲击强度增加,B、拉伸强度增加,C、取向度增加,D、透明性增加。
10.在室温下,加一固定重量的物体于橡皮并保持这一恒定张力,当橡皮受热时,重物的位置将:(B)A、下降,B、上升,C、基本不变,D、无法预测。
三. 根据题意,比较大小(用“>”或“<”排列)(21分)1.比较玻璃化转变温度Tg的高低:(B>C>A)A、聚己二酸乙二醇酯,B、聚碳酸酯,C、聚氯乙烯。
高分子物理试题库(附答案)
高分子物理试题库(附答案)一、单选题(共70题,每题1分,共70分)1.聚乙烯无规线团的极限特征比为A、2B、1C、6.76正确答案:C2.高分子柔性愈小,其特性黏数受切变速的影响(A、愈小B、不确定C、没影响D、愈大正确答案:D3.下列聚合物中,不能结晶的是A、尼龙6B、乙丙橡胶C、聚三氟氯乙烯正确答案:B4.根据Flory-Krigbaum稀溶液理论,高分子在良溶剂中,高分子的排斥体积u为()。
A、u<0B、u>0C、不确定D、u=0正确答案:B5.在下列情况下,非极性交联聚合物(溶度参数为δ2)在溶剂(溶度参数为δ1)中的平衡溶胀比最大的是A、不确定B、δ1>δ2C、δ1=δ2D、δ1<δ2正确答案:C6.PE,PVC,PVDC结晶能力的强弱顺序是A、PE>PVC>PVDCB、PVDC>PE>PVCC、PE>PVDC>PVC正确答案:C7.下列条件中适于制备球晶的是A、熔体B、稀溶液C、高温高压正确答案:A8.理想溶液形成过程中体积变化△VM为()A、△VM<0B、△VM=0C、不确定D、△VM>0正确答案:B9.拉伸使聚合物的结晶度()。
A、减小B、增大C、不变正确答案:B10.橡胶在伸长的过程中会()。
A、无热量变化B、吸热C、放热正确答案:C11.聚乙烯可作为工程材料使用,是因为A、内聚能密度大B、分子链刚性大C、高结晶性正确答案:C12.下列三种高聚物中,玻璃化温度最低的是()。
A、聚二甲基硅氧烷B、聚乙烯C、聚甲醛正确答案:A13.在共轭二烯烃中,反式异构体的玻璃化温度比顺式()。
A、高B、低C、无差别正确答案:A14.下列条件中适于制备单晶的是()A、高温高压B、稀溶液C、熔体正确答案:B15.大多数的聚合物熔体属于()。
A、牛顿流体B、假塑性非牛顿流体C、宾汉流体D、胀塑性非牛顿流体正确答案:B16.同一聚合物的下列三种不同的黏度,最大的是()。
高分子物理知识点总结及习题
高分子物理知识点总结及习题【韦森堡效应(爬杆现象)、巴拉斯效应(挤出物胀大)以及熔体的不稳定流动和熔体破裂都是由于聚合物熔体在流动过程中的弹性效应引起的】简答题1.简述聚合物的分子运动特点。
答:聚合物的分子运动的特点是:a、运动单元具有多重性。
聚合物的运动单元可以是侧基、支链、链节、链段和整个分子等。
B、高分子热运动是一个松弛过程。
在一定的外界条件下,聚合物从一种平衡状态通过热运动达到与外界条件相适应的新的平衡态,这个过程不是瞬间完成的,需要一定的时间。
C、高分子热运动与温度有关。
随着温度的升高,高分子运动的松弛时间缩短。
2.试用自由体积理论解释聚合物的玻璃化转变。
答:根据自由体积理论,液体或固体物质的体积是由两部分组成的:一部分是被分子占据的体积,称为已占体积,另一部分是未被占据的以“孔穴“形式分散于整个物质之中的自由体积。
正是由于自由体积的存在,分子链才可能通过转动和位移而调整构象。
自由体积理论认为,当高聚物冷却时,起先自由体积逐渐减少,到某一温度时,自由体积将达到最低值,这时高聚物进入玻璃态。
在玻璃态下,由于链段运动被冻结,自由体积也被冻结,并保持一恒定值。
因此,对任何高聚物,玻璃化温度就是自由体积达到某一临界值时的温度,高聚物的玻璃态可视为等自由体积状态。
3.何谓玻璃化转变温度?简述一种测量聚合物玻璃化转变温度的方法。
答:聚合物玻璃态与高弹态之间的转变即为玻璃化转变,对应的转变温度为玻璃化转变温度。
玻璃化转变温度可以用差热分析测量,其基本原理是在等速升温的条件下,连续测定被测试样与惰性基准物之间的温度差ΔT,并以ΔT对试样温度T作图,即得差热曲线,曲线上出现一台阶,台阶处所对应的温度即为玻璃化温度。
4.试从分子运动的观点说明非晶态聚合物的三种力学状态和两种转变。
答:在玻璃态下(实际温度小于玻璃化温度),由于温度较低,分子运动的能量很低,不,足以克服主链内旋转的位垒,因此不足以激发起链段的运动,链段处于被冻结的状态,只有那些较小的运动单元,如侧基、支链和小支链能运动。
高分子物理试题库及答案
高分子物理试题库及答案一、选择题1. 下列哪一项不是高分子材料的特点?A. 高分子材料具有可塑性B. 高分子材料具有热塑性C. 高分子材料具有热固性D. 高分子材料具有导电性答案:D2. 高分子链的构象变化主要受哪些因素影响?A. 分子量B. 温度C. 溶剂D. 以上都是答案:D二、填空题1. 高分子材料的玻璃化转变温度是指材料从______状态到______状态的转变温度。
答案:玻璃态;高弹态2. 聚合物的分子量分布可以通过______曲线来表示。
答案:分子量分布三、简答题1. 简述高分子材料的力学性能特点。
答案:高分子材料的力学性能特点包括高弹性、高韧性、高抗冲击性、良好的耐磨性和良好的抗疲劳性等。
2. 解释什么是聚合物的分子量分布。
答案:聚合物的分子量分布是指聚合物中不同分子量的分子所占的比例。
由于聚合反应的不完全性,实际的聚合物中分子的分子量并不是单一的,而是呈一定范围分布的。
四、计算题1. 已知某聚合物的分子量为10000,求其分子量分布指数(Mw/Mn),假设Mn=5000。
答案:Mw/Mn = 10000 / 5000 = 22. 假设某聚合物的分子量分布指数为2,求其分子量Mw,已知Mn=5000。
答案:Mw = Mn * (分子量分布指数) = 5000 * 2 = 10000五、论述题1. 论述高分子材料在现代工业中的应用及其重要性。
答案:高分子材料因其独特的物理、化学和力学性能,在现代工业中应用广泛。
例如,在汽车工业中,高分子材料可用于制造轻质的车身部件以降低能耗;在电子工业中,高分子材料可用于制造绝缘材料和柔性电路板;在医疗领域,高分子材料可用于制造各种医疗器械和生物可降解的植入物。
高分子材料的轻质、耐腐蚀、可塑性强等特点使其在现代工业中具有不可替代的重要性。
高物试题4卷答案
高分子物理期末考试试题一名词解释(每题2分,共10分):1.玻璃化转变:是分子链段获得了足够的能量,以协同方式开始运动,不断改变构象,所导致的一第列物理性质如形变,模量,比体积,比热,密度,粘度,折光指数,介电常数等发生突变或不连续变化的过程。
2.泊松比:材料拉伸时横向应变与纵向应变比值之负数,是一个反映材料性质的重要参数。
3.力学松弛:高聚物的力学性质随时间的变化。
它包括蠕变、应力松驰、滞后、力学损耗。
4.熔融指数:在标准熔融指数仪中,先将聚合物加热到一定温度,使其完全熔融,然后在一定负荷下将它在固定直径、固定长度的毛细管中挤出,以十分钟内挤出的聚合物的质量克数为该聚合物的熔融指数。
5.应变:当材料受到外力作用时,就要发生几何形状和尺寸的改变,这种变化就称为应变。
二、简答题(每题5分,共40分):1、为什么聚合物的溶解很慢,多数需经过相当长的溶胀过程方能溶解?答:聚合物的分子链很长,因此运动困难。
其溶解过程先是小分子溶剂扩散进入高分子链之间,增大分子间距,破坏分子间作用力,然后才是高分子链与小分子溶剂的相互扩散,帮溶解过程缓慢。
2、聚丙烯腈只能用溶液纺丝,不能用熔融纺丝,而涤纶树脂可用熔融纺丝。
为什么?答:聚丙烯腈带有强极性的腈基,分子间作用力极大,熔点极高,以至于高于分解温度,所以不能采用熔融纺丝,而只能进行溶液纺丝;而聚酸结构中不含强极性取代基,分子间作用力小,熔点较低,所以可以用熔融法纺丝。
3、聚合物有哪些层次的结构?答:高分子链的结构(一级结构):单个高分子链中原子或基团的几何排列情况。
包含一次结构和二次结构。
高分子的聚集态结构(二级结构):指具有一定构象的高分子链通过范德华力或氢键的作用,聚集成一定规则排列的高分子聚集体结构。
高分子的一次结构:研究的范围为高分子的组成和构型,指的是单个高分子内一个或几个结构单元的化学结构和立体化学结构,故又称化学结构或近程结构。
高分子的二次结构:研究的是整个分子的大小和在空间的形态,又称远程结构。
东华大学《高分子物理》简答题题库
高分子物理二、高聚物粘性流动有哪些特点?影响粘流温度T f的主要因素是什么?(8分)答:粘性流动的特点:1.高分子流动是通过链段的位移运动来完成的;2. 高分子流动不符合牛顿流体的流动规律;3. 高分子流动时伴有高弹形变。
影响T f的主要因素:1. 分子链越柔顺,粘流温度越低;而分子链越刚性,粘流温度越高。
2. 分子间作用力大,则粘流温度高。
3. 分子量愈大,愈不易进行位移运动,Tf越高。
4. 粘流温度与外力大小和外力作用的时间增大,Tf下降。
三、画出牛顿流体、切力变稀流体、切力变稠流体、宾汉流体的流动曲线,写出相应的流动方程。
(8分)答:牛顿流体η为常数切力变稀流体n < 1切力变稠流体n >1宾汉流体σy为屈服应力四、结晶聚合物为何会出现熔限?熔限与结晶形成温度的关系如何?答:1.结晶聚合物出现熔限,即熔融时出现的边熔融边升温的现象是由于结晶聚合物中含有完善程度不同的晶体之故。
聚合物的结晶过程中,随着温度降低,熔体粘度迅速增加,分子链的活动性减小,在砌入晶格时来不及作充分的位置调整,而使形成的晶体停留在不同的阶段上。
在熔融过程中,则比较不完善的晶体将在较低的温度下熔融,较完善的晶体需在较高的温度下才能熔融,从而在通常的升温速度下,呈现一个较宽的熔融温度范围。
2. 低温下结晶的聚合物其熔限范围较宽,在较高温度下结晶的聚合物熔限范围较窄。
五、测定聚合物分子量有哪些主要的方法?分别测定的是什么分子量?除了分子量外还能得到哪些物理量?聚合物分子量的大小对材料的加工性能和力学性能有何影响?(10分)答:端基分析法和渗透压测定的是数均分子量,光散射测定的是重均分子量,粘度法测定的是粘均分子量。
分子量太低,材料的机械强度和韧性都很差,没有应用价值;分子量太高,熔体粘度增加,给加工成型造成困难。
七、解释下列现象(6分):1. 尼龙6(PA6)室温下可溶于浓硫酸,而等规聚丙烯却要在130℃左右才能溶于十氢萘。
高分子物理课后题总结
高分子物理课后题总结第二章1、举例说明聚合反应的几类单体及聚合方式;单体种类:具有两个(或多个)官能的末端基团;具有重键的单体;在环中含杂原子的环状单体。
2、简述高分子链结构单元的化学组成;3、简述影响高分子链的柔顺性的影响因素。
(1)主链结构单键:若主链全部由单键组成,一般来说链的柔性较好,PE、PP、乙丙橡胶柔顺性好。
不同的单键柔顺性顺序为:-Si-O- > -C-N- > -C-O- > -C-C-聚酰胺-66、聚己二酸己二醇酯等柔顺性好。
单键的键长也影响内旋转,如Si-O、Si-C键的键长较长,柔顺性高。
而且,Si-O-Si键角也比C-O-C键角大,内旋转更容易。
双键:双键本身不能旋转,但孤立双键旁的单键内旋转容易,链的柔顺性好,如顺式1, 4-聚丁二烯。
主链如为共轭双键,则分子显刚性,如聚乙炔及聚苯等。
芳杂环结构:主链上芳杂环不能内旋转,所以,这样的分子链柔顺性差。
全梯形吡龙不仅有芳环,而且环的张力大,环间无单键,分子刚性更大。
氢键:纤维素可生成分子内和分子间氢键,蛋白质分子采取螺旋构象,螺旋之间以氢键相连,所以它们的刚性强。
(2)侧基侧基的极性:极性大时,相互作用力大,分子内旋转受阻,柔顺性变差。
分子链的柔顺顺序:聚丙烯腈<聚氯乙烯<聚丙烯极性侧基比例越大,分子链内旋转越困难,柔顺性越差。
如聚氯丁二烯的柔顺性大于聚氯乙烯,后者又大于聚1, 2-二氯乙烯。
侧基的体积:基团体积越大,空间位阻越大,内旋转越困难。
如聚苯乙烯分子链的柔顺性比聚丙烯小,后者又比聚乙烯小。
侧基的对称性:聚异丁烯的每个链节上有两个对称的甲基,这使主链间的距离增大,分子链柔顺性比聚乙烯还要好,可以做橡胶。
(3)分子链的长短一般来说,分子链越长,构象数目越多,链的柔顺性越好。
(4)支链和交联若支链较长,阻碍链的内旋转起主导作用时,柔顺性下降。
但某些短支链阻碍分子链之间的接近,有助于各分子链的内旋转,使柔性增加。
高分子物理期末复习提纲汇总
高分子物理期末复习提纲第一章:1、高分子链的主链类型;碳链高分子:主链(链原子)完全由C原子组成。
杂链高分子:主链原子除C外,还含O,N,S等杂原子。
元素有机高分子:主链原子由Si,B,Al,O,N,S,P等杂原子组成。
2、高分子链的构型及构象;构型是指分子中由化学键所固定的原子在空间的排列。
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。
旋光异构,几何异构,键接异构构象可定义为由于单键的内旋转而产生的分子在空间的不同形态。
3、高斯链的概念;高斯线团模型对大分子链作如下简化假设:1,设大分子链由Z个链段组成,Z>>1,每个链段为一统计单元;2,每个统计单元均视为长度为b的刚性小棒;3,统计单元之间自由连接,在空间自由取向;4,大分子链本身不占有体积。
符合这种假定的分子链称高斯链,其末端距的分布函数符合高斯分布函数4、高分子链的柔顺性;柔顺性----高分子链能够改变其构象的性质。
3高分子的柔顺性由两类因素决定,一是结构因素,另一类是温度、溶剂、外力、时间等外部因素决定内旋转愈容易,则链的柔顺性愈好。
主链结构对高分子链柔顺性影响很显著(1)碳链高分子:a不饱和碳链高分子比饱和碳链高分子柔顺。
PB>PE IR>PP PVC>CRb主链含有苯环的高分子和有共轭双键的高分子柔顺性差。
聚苯醚(PPO)聚苯聚乙炔(2)杂链高分子和元素高分子:Si-O > C-N > C-O >C-C硅橡胶尼龙类酯类烯类侧基-侧基的极性、体积和对称性1)极性侧基极性的大小:极性越大,链的柔顺性越小。
PP> PVC > PAN极性多少:极性基增多,则柔顺性减小。
氯化聚乙烯当含氯量小时是一种弹性好的橡胶,随着含氯量的增加,链的柔顺性下降,弹性下降最后变形一种硬质材料。
聚乙烯> 聚氯乙烯> 1,2聚二氯乙烯对称性:取代基对称分布时,柔顺性好聚偏二氯乙烯> 聚氯乙烯2)非极性侧基当侧基是柔性时,侧基越长,链的柔性越好。
大学高分子物理期末复习题
20XX年复习资料大学复习资料专业:班级:科目老师:日期:1-1什么是高分子的构型?答:构型是指分子中由化学键所固定的原子在空间的排列。
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,有两类构型不同的异构体,即旋光异构体和几何异构体。
1-2什么样的大分子链结构存在几何异构现象和旋光异构现象?答:1,4加成的聚二烯烃由于内双键上的基团排列方式不同有顺式和反式两种构型,称为几何异构体。
聚α-烯烃的结构单元存在不对称碳原子,每个链节都有d和l两种旋光异构体,它们在高分子链中有三种键接方式,称为三种旋光异构体:全同立构为dddddd(或llllll);间同立构为dldldl;无规立构为dllddl等。
1-3试述不同构型的聚丙烯的聚集态结构特点和常温下力学性能的差异。
答:全同或间同立构的聚丙烯,结构比较规整,容易结晶,熔点远高于聚乙烯,用作塑料时较耐热,可用作微波炉容器,还可以纺丝制成纤维(丙纶)或成膜;而无规立构聚丙烯呈稀软的橡胶状,力学性能差,是生产聚丙烯的副产物,自身不能作为材料,多用于作无机填料的改性剂。
1-4由丙烯得到的全同立构聚丙烯有无旋光性?答:由于内消旋和外消旋,全同立构聚丙烯无旋光性。
1-5试述下列烯类聚合物的构型名称。
式中d表示链节结构是d构型,l是l构型。
(1)-d-d-d-d-d-d-d-;(2)-l-l-l-l-l-l-l-;(3)—d-l-d-l-d -l-d-l-;(4)—d-l-l-d-d-d-l-。
答:(1)全同立构;(2)全同立构;(3)间同立构;(4)无规立构。
1-6 聚丁二烯有哪些有规立构?以聚丁二烯为例,说明一级结构(近程结构)对聚合物性能的影响?答:聚丁二烯有1,2加成和1,4加成两种加成方式。
前者存在旋光立构现象,后者存在几何立构现象。
由于一级结构不同,导致聚集态结构不同,因此性能不同。
其中顺式聚1,4-丁二烯规整性差,不易结晶,常温下是无定形的弹性体,可作橡胶用。
高分子物理化学期末复习
一、名词解释1.柔性:指大分子有改变分子链形态的能力。
2.构象:是因碳-碳单键内旋而产生的异构现象。
3.链段:是因为分子内旋受阻而在高分子链中能够自由转动的单元长度。
4.内聚能密度:单位体积的内聚能。
5.取向:是指非晶高聚物中的分子链段或整个分子链,结晶高聚物的晶带、晶片、晶粒,在外力作用下,沿外力作用的方向进行有序排列的现象。
6.结晶度:是指高聚物结晶中结晶部分所占的质量分数或体积分数。
7.应力松弛:在保持高聚物材料形变一定的情况下,应力随时间的增长而逐渐减小的现象。
8.蠕变:在一定的应力作用下,形变随时间而发展的现象。
9.内聚能:一摩尔分子聚集在一起的总能量,也等于同样数量分子分离的总能量。
10.高聚物:由成千上万个原子通过化学键连接而成的高分子所组成的化合物。
选择题二、1.聚合物在溶液中通常呈无规线团构象。
2.一般来说,纤维材料需要较高程度的取向。
3.测量数均分子量,可以选择气相渗透法、渗透压法、端基滴定法、沸点升高和冰点降低法、光散射法。
4.聚合物处于高弹态时,其分子运动的主要单元是链段。
5.大多数聚合物流体属于假塑性流体。
6.高分子链结构——是构成高聚物最基本的微观结构,是决定高聚物基本性质的主要因素。
如:聚乙烯柔软能结晶;无规立构聚苯乙烯硬而脆,不能结晶;全同立构聚丙烯常温下是结晶固体,而无规立构聚丙烯常温下却为粘稠性的液体。
7..高聚物聚集态结构取决于成型加工的过程,它是决定高聚物制品使用性能的主要因素。
8. 影响高分子链柔性的的主要因素(1)主链结构的影响——决定性作用1/ 主链全部由单键组成,柔性很大。
规律:键角越大,键长越长,旋转时的内阻就越小,柔性就越大。
如:─O─Si─O─Si─O─大小大大─O─C─O─C─O─↑↓↑↑─C─C─C─C─C─小大小小键角内阻键长柔性2/ 主链中如含有苯环、芳环、杂环结构,柔性下降,刚性增加。
3/ 主链中含有双键:孤立双键——内旋转容易,柔性增大。
高分子物理简答题
第二章高分子的链结构1.聚合物的层次结构聚合物的结构包括高分子的链结构和聚合物的凝聚态结构,高分子的链结构包括近程结构一级结构和远程结构二级结构;一级结构包括化学组成,结构单元连接方式,构型,支化于交联;二级结构包括高分子链大小相对分子质量,均方末端距,均方半径和分子链形态构象,柔顺性;三级结构属于凝聚态结构,包括晶态结构,非晶态结构,取向态结构,液晶态结构和织态结构; 2.结构单元的键接方式,许多实验证明自由基或离子型聚合产物中大多数是头—尾键接的,链接方式对聚合物的性能有比较明显的影响;例1:纤维要求分子链中单体单元排列规整,结晶性能好,强度高,便于抽丝和拉伸例2:维尼纶纤维缩水性较大的根本原因:聚乙烯醇PVA做维尼纶只有头—尾键接才能使之与甲醛缩合生成聚乙烯醇缩甲醛;如果是头—头键接额,羟基就不易缩醛化,是产物中保留一部分羟基,羟基的数量太多会使纤维的强度下降;3.聚合物的空间构型概念:结构单元为—CH2—CHR—型的高分子,在每一个结构单元中都有一个手性碳原子,这样,每一个链节就有两种旋光异构体,高分子全部由一种旋光异构体键接而成称为全同立构,由两种旋光异构单元交替键接,称为间同立构,两种旋光异构单元完全无规键接时,则称为无规立构全同立构和间同立构的高聚物有时统称为等规高聚物高聚物中含有全同立构和间同立构的总的百分数是指等规度由于内双键的基团在双键两侧排列的方向不同而有顺式构型与反式构型之分,他们称为几何异构体例:几何构型对聚合物的影响聚丁二烯1,2-加成的全同立构或间同立构的聚丁二烯PB,由于结构规整,容易结晶,弹性很差,只能作为塑料使用;顺式1,4-聚丁二烯链的结构也比较规整,容易结晶,在室温下是一种弹性很好的橡胶,反式1,4-聚丁二烯分子链的结构也比较规整,容易结晶,在室温下是弹性很差的塑料;4. 高分子共聚物共聚物的序列结构常用参数平均序列长度L和嵌段数R;当R=100时表明是交替共聚,R=0时表明是嵌段共聚物例1:聚甲基丙烯酸甲酯PMMA分子带有极性酯基是分子间作用力比聚苯乙稀PS大,因此在高温的流动性差,不宜采取注塑成型法加工;需将PMMA和少量PS共聚可以改善树脂的高温流动性,适用于注塑成型ps. 和少量的丙烯晴AN共聚后,其冲击强度,耐热性,耐化学腐蚀性都有所提高,可供制造耐油的机械零件例2:ABS树脂在结构组成制备工艺上可提高产品的力学性能的方法ABS树脂是丙烯晴,丁二烯和苯乙烯的三元共聚物;其中丙烯晴有CN基,能使聚合物耐化学腐蚀,提高制品的抗张强度和硬度;丁二烯使聚合物呈现橡胶状韧性,这是材料抗冲击强度增高的主要因素;苯乙烯的高分流动性能好,便与加工成型,而且可以改善制品表面光洁度.,ps. ABS是一类性能优良的热塑性塑料例3:SBS在结构和组成上的特点及加工方法概述用阴离子聚合法制得的苯乙烯与丁二烯的嵌段共聚物SBS树脂;丁二烯常温是一种橡胶,而聚苯乙烯是硬性塑料,两者不相容,因此SBS具有两项结构;聚丁二烯段形成连续的橡胶相,聚苯乙烯是热塑性的,聚苯乙烯起交联作用高温下可以破坏也可以重组,所以SBS是一种可以注塑方法进行加工而不需要硫化的橡胶;聚氨酯与其相似,统称热塑性弹性体;5.高分子链的支化例:为什么高压聚乙烯的冲击强度好于低压聚乙烯的冲击强度支化对物理性能的影响有时相当显著,高压聚乙烯低密度聚乙烯LDPE由于支化破坏了分子的规整性,使其结晶度大大降低,低压聚乙烯高密度聚乙烯HDPE是线型分子,易于结晶,故在密度,熔点,结晶度和硬度方面都高于强者;分子链支化程度增加,分子间的距离增加,分子间的作用力减小,因而使拉伸强度降低,但冲击强度会提高;6.高分子链的交联支化高分子能够溶解,交联高分子不熔不熔,只有交联度不大的时候能在溶剂中溶胀;热固性塑料和硫化橡胶都是交联高分子例:硫化橡胶未经硫化交联的橡胶分子之间容易滑动,受力后会产生永久变形,不能回复原状,经硫化的橡胶分子间不能滑移,才有大的可逆弹性变形,所以橡胶一定要经过硫化变成交联结构后才能使用;交联度小的橡胶含硫5%一下弹性较好,交联度大的橡胶含硫20%~30%弹性就差,交联度再增加,机械强度和硬度都将增加,最终失去弹性而变脆;7.高分子链的构象概念:构象:单间内旋转而产生的分子在空间的不同排列形态,由于热运动分子的构象在时刻改变,因此高分子的键的构象是统计性的,由此可知,这种构象是不固定的;构型:大分子链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经过化学键的断裂和重组;构型包括单体单元的键合顺序,空间构型的规整性,支化度,交联度以及共聚物的组成及序列结构;无规线团:单键内旋转是导致分子链呈蜷曲构象的原因,内旋转愈自由,蜷曲的趋势越大,我们称这种不规则的蜷曲高分子链的构象为无规线团;理想链理想柔性链,自由链接链:高分子键的一种理想化的简单模型,假定高分子的主链由足够多的不占体积的化学键自有链接而成,这些键的取向不受键角以及相邻旋转交的限制,没有位垒的障碍,在空间上的取向几率都相等;自由旋转链:每个链都能在键角限制范围内自由旋转,不考虑空间位阻影响,有足够多的不占体积的化学键自有链接而成,这些键的取向受键角及相邻旋转交的限制,没有位垒障碍;受阻旋转链:同自由旋转链,除不能自由旋转;末端距:对于线性高分子,分子链的一端至另一端的直线距离即为末端距;均方末端距:末端距的平方的平均值,通常用来表征高分子链的尺寸;高斯链:把真实的高分子末端距模型化的一种由n个长度为l的统计单元组成,他的末端距大小分布符合高斯统计函数,这种假想链叫做高斯链Ps.末端距的计算见附录例1. 自由连接链和高斯链的区别1.高斯链的统计单元为链段,自由链接链的链接单元为化学键2.高斯链可以产生链段的回转和取向,自有链接连不能产生化学链的旋转和取向3.高斯链是实际存在的,自有链接连是不存在的4.高斯链研究高分子链的共性,自有链接链是理想化的;例2.聚丙烯是否可以通过单键的内旋转由全同立构变成间同立构,为什么答:不可以;因为全同立构和间同立构是属于构型的范畴,构型是指分子中有化学键所固定的原子在空间的排列;单键的内旋转只会改变构象,而改变构型必须经过化学键的断裂才能实现;例3.为什么只有柔性高分子链才适合做橡胶答:橡胶具有高弹性,弹性模量很小,形变量很大的特点;只有处于蜷曲状态的长链分子才能在外力的作用下产生大形变,才能作为橡胶;蜷曲程度与柔性是相对应的,蜷曲程度越高,柔性越好,所以适合做香蕉的高分子必须具备相当程度的柔性;例4.试述近程相互作用和远程相互作用的含义以及它们对高分子链构象以及柔性的影响答:所谓“近程”和“远程”是根据沿大分子链的走向来区分的,并非为三维空间上的远和近;事实上,即使是沿高分子长链很远的枝节也会由于主链单间内旋转而在三维空间上相互靠的很近;近程相互排斥作用的存在使得实际高分子的内旋转受阻,是指在空间可能有的构象数远远小于自由内旋转的情况,受阻程度越大构象数就越少,高分子链的柔性就越小;远程相互作用可为斥力,也可称为引力;当大分子链中相距较远的原子或原子团由于单键的内旋转,可是其间的距离小于范德瓦尔斯半径而表现为斥力,大于范德瓦尔斯半径为引力,五轮哪种力都使单间内旋转受阻构象数减小,柔性下降,末端距变大;例5. 分子链柔顺性大小顺序聚乙烯PE,聚丙烯PP,聚丙烯晴PAN,聚氯乙烯PVC取代基极性越大,取代基之间的相互作用就越强,高分子链内旋转越困难,柔性越小;取代基的极性顺序为—CN>—CL—CH3—H,所以PE>PP>PVC>PAN例6.请排出分子间作用力的大小聚苯乙烯,聚对苯二甲酸乙二酯和尼龙66,聚乙烯尼龙66>据对苯甲酸乙二酯>聚苯乙烯>聚乙烯尼龙66分子间能形成氢键,因此分子间作用力最大;聚对苯二甲酸乙二酯含有强极性基团,分子间作用力比较大,聚苯乙烯含有侧基,连段运动较困难,分子间作用力较小,聚乙烯是非极性分子,又不含侧基,分子间作用力最小;例7. 请排出结晶难易程度的排序1聚对苯二甲酸乙二酯和聚间苯二甲酸乙二酯,聚乙二酸乙二酯2尼龙66,尼龙1010聚己二酸乙二酯>聚对苯二甲酸乙二酯>聚间苯二甲酸乙二酯,这是由于聚己二酸乙二酯的柔顺性好,聚间苯二甲酸乙二酯对称性不高,尼龙66>尼龙1010尼龙66中氢键密度大于尼龙1010第三章高分子溶液1.聚合物溶解过程和溶剂选择概念:内聚能密度:内聚能是将一摩尔液体或固体分子汽化时所需要的能量,单位体积的内聚能即为内聚能密度;δ溶度参数:溶度参数是内聚能密度的平方根;溶质与溶剂的溶度参数越接近越可能相互溶解;冻胶:是由范德瓦尓斯力交联而成的,加热可以拆散范德瓦尓斯力的交联,使冻胶溶解;凝胶:是高分子链之间以化学键形成的交联结构的溶胀体;例1.聚合物的溶解过程答:聚合物的溶解过程分为两个阶段,先是溶剂分子深入聚合物内部,是聚合物体积膨胀,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分子拆散,只能停留在溶胀阶段,不会溶解;例2.聚合物的溶解度与分子量的关系:溶解度与聚合物的分子量有关,分子量大的溶解度小,分子量小的溶解度大,对交联聚合物来说,交联度大的溶胀度小,交联度小的溶胀度大;例3.非晶聚合物和结晶聚合物对溶解的影响非晶聚合物的分子堆砌比较松散,分子间的相互作用较弱,因此溶剂分子比较容易渗入聚合物内部使之溶胀和溶解;静态聚合物由于分析排列规整,堆砌紧密,分子间相互作用力很强,以致溶剂分子深入聚合物内部非常困难,因此晶态聚合物的溶解比非晶态聚合物困难得多;溶液的热力学性质溶解过程的自发需要满足△Fm=△Hm-T△Sm<0对于极性聚合物在极性溶剂中,由于高分子溶剂强烈相互作用,分子排列趋于混乱所以△Sm增加溶解时放热△Hm<0且使体系△Fm降低所以溶解过程能自发进行非极性聚合物,溶解过程一般是吸热的△Hm>0,故只有在升高温度T或者减小混合热△Hm才能使体系自发溶解;非极性溶液的混合热△Hm的大小取决于溶度参数,如果两种液体溶度参数接近,则混合热越小,两种液体越能互相溶解;Ps.聚丙烯腈不能溶解在溶度参数与他相接近的乙醇,甲醇,苯酚;乙二醇等溶剂中,这是因为这些溶剂的极性太弱了,只有二甲基甲酰胺,二甲基乙酰胺,乙腈,二甲基亚砜,丙二腈才能使其溶解;丙酮不能溶解聚苯乙烯是丙酮极性太强而聚苯乙烯是弱极性的;可以得出结论,极性聚合物,不但要求它与溶剂的溶度参数中的非极性部分接近,还要求极性部分也接近才能溶解;注:如果溶质与溶剂间能形成结晶性非极性聚合物的溶剂选择最困难,它的溶解包括两个过程:其一是结晶部分的熔融;其二是高分子与溶剂的混合,两者都是吸热的过程,所以要提高温度;除非生成氢键,因为氢键的生成是放热反应;例1.溶剂的选择原则:1)极性相近,要求溶剂的极性和高聚物极性相近,极性高聚物选择极性相当的溶剂;2)溶度参数相近原则,参数越接近,溶解可能性越大,非晶态—非极性比较合适,对于晶态的非极性高聚物需加外界条件,对晶态极性不适用;3)溶剂化原则基团的相互作用溶剂分子与高分子链之间相互吸引作用是高分子链与链之间相互分离导致高分子溶解于溶剂形成溶液;理想溶液概念:理想溶液:是指溶液中溶质分子间溶剂分子间和溶质分子间的相互作用能都相等,溶解过程没有体积变化也没有焓的变化;Huggins参数:是表示高分子溶液混合时相互作用能的变化θ温度:是高分子溶液的一个参数,当T=θ时高分子溶液中的过量化学位为零,与理想溶液中溶剂的化学位没有偏差θ条件:通过选择溶剂和温度使高分子溶液中溶剂的过量化学位为零的条件,这种条件称为θ条件或θ状态;无扰状态:高分子在稀溶液中,一个高分子很难进入另一个高分子所占的区域,即每个高分子都有一个排斥体积;如果高分子链段和溶剂分子相互作用能大于高分子链段与高分子链段的相互作用能,则高分子被溶剂化而扩张,使高分子不能彼此接近,高分子的排斥体积就很大;如果高分子链段与溶剂分子相互作用能等于高分子链段与高分子链段的相互作用能;高分子与高分子可以与溶剂分子一样彼此接近,互相贯穿,这样排斥体积为零,相当于高分子处于无扰状态;这种状态的尺寸就称为无扰尺寸;扩张因子:高分子在良溶剂中,由于溶剂化的作用,是卷曲的高分子链伸展,高分子的均方末端距和均方旋转半径扩大;扩张因子α是指高分子链的均方末端距或均方旋转半径与高分子链在θ状态下的均方末端距或均方旋转半径之比,它表示高分子链的扩张程度;溶胀比:交联高聚物在溶胀平衡时的体积与溶胀前的体积之比例1. 根据高分子的混合自由能,推导出其中溶剂的化学位变化,并讨论在什么条件下高分子溶液中溶剂的化学位变化,等与理想溶液中溶剂的化学位变化答:见附录例2. 高分子溶液在什么情况下与理想溶液的一些热力学性质相近当T=θ时;高分子溶液中溶剂的过量化学位为零;χ1=1/2,高分子处于θ状态,此时高分子溶液与理想溶液的一些热力学性质相近;例3. 什么是θ温度当高于,低于或等于θ温度时,大分子的自然构象有何不同为什么θ温度是高分子溶液的一个参数;当T=θ时,高分子溶液中溶剂△μ=0与理想溶液中的溶剂化学位没有偏差;当T>θ时,溶剂为高分子良溶剂,在良溶剂中,高分子链由于溶剂化而扩张,高分子线团伸展,当T<θ时,溶剂为高分子的不良溶剂,在不良溶剂中,高分子链由于溶剂化作用很弱,高分子链紧缩;当T=θ时,溶剂为高分子的θ溶剂,在θ溶剂中,高分子链段与高分子链段的相互作用能等于高分子链段与溶剂的相互作用能,高分子与高分子可以与溶剂分子一样彼此接近,互相贯穿,这样高分子链的排斥体积为零,相当与高分子链处于无干扰的无规线团;例4.试举出可判定聚合物溶解性好坏的三种热力学参数,并讨论当它们分别为何值时,溶剂是良溶剂,θ溶剂,劣溶剂:过量化学位△μ₁,Huggins参数χ₁,第二维利系数A₂可以判定聚合物溶解性的好坏的三种热力学参数,△μ₁<0,χ₁<1/2,A₂>0时为良溶剂;△μ₁=0,χ₁=1/2,,A₂=0时为θ溶剂;μ₁>0,χ₁>1/2,A₂<0时为劣溶剂;Ps.θ状态与真正的理想溶液还是有区别的,真正的理想溶液没有热效应,任何温度下都呈现理想行为,而在θ温度时的高分子稀溶液只是过量化学位等于0而已;偏摩尔混合热和偏摩尔混合熵都不是理想值,只是两者的非理想效应近似相互抵消;例5.临界共溶温度:是聚合物溶解曲线极大处的温度就是Tc;溶质的分子量越大,溶液的临界共溶温度越高;当温度降至Tc一下某一定值时,就会分离成稀相和浓相,当体系分成两相最终达到相平衡时,每种组分在两相间扩散达到动态平衡,这就要求每种组分在两相间的化学未达到相等;相分离的起始点就是临界点,在临界点,两个相浓度相等;简述荣章法测定聚合物的δ的原理和方法溶胀法可以测定交联聚合物的平衡溶胀比,及交联聚合物达到溶胀平衡时的体积与溶胀前的体积之比;若交联聚合物与溶剂的溶度参数越接近,高分子与溶剂的相互作用愈大,及高分子溶剂化程度愈大,交联网链愈能充分伸展,是交联聚合物的平衡溶胀比增大,若用若干种不同溶度参数的溶剂溶胀聚合物,用溶胀法分别测定聚合物在这些溶剂中的平衡溶胀比,以平衡溶胀比对溶剂的溶度参数作图,找出平衡溶胀比极大值所对应的溶度参数,此溶度参数可作为交联聚合物的溶度参数;Ps.增塑剂为了改善聚合物材料的成型加工性能和使用性能,通常在聚合物树脂中加入高沸点,低挥发性的小分子液体或低沸点固体,以降低玻璃化转变温度和粘流温度,改善树脂流动性,降低粘度石制品有较好的柔韧性,和耐寒性;第四章高分子的多组分体系高分子的相容性概念高温临界共溶温度UCST:高温互容低温分相;低温临界共溶温度LCST:低温互容高温分相;曲线分析见附录临界胶束浓度:将嵌段共聚物溶解在小分子溶剂中,如果溶剂溶解共聚物前段时没有很强的选择性,那么嵌段共聚物的溶液性质与一般均聚物的溶液性质没有和大的差别;但如果溶剂对其中的某一嵌段具有很强的相互吸引作用,在固定温度改变浓度或固定浓度改变温度两种条件下,嵌段共聚物类似于小分子的表面活性剂,与溶剂作用强的嵌段倾向于与溶剂混合,而另一嵌段就倾向于与其它链的相似嵌段聚集在一起,形成胶束,形成胶束的临界条件被称为临界胶束浓度,和临界胶束温度;进一步增加浓度,这些胶束逐渐发生交叠,形成物理凝胶几乎不能流动,形成凝胶的临界浓度称为临界胶束浓度静态光散射通过测定溶液中形成结构的平均分子量来估算是否形成了胶束Ps.UCST,LCST曲线见附录第五章聚合物的非晶态非晶态聚合物的结构模型概念无规线团模型:在非晶态聚合物本体中,分子链的构象与在溶液中的一样,成无规线团状,线团的尺寸在θ状态下高分子的尺寸相当,线团分子之间是任意相互贯穿和无规缠结的,前端的堆砌不存在任何有序的结构,因而非晶态聚合物在凝聚态结构上是均相的;玻璃化转变:玻璃态和高弹态之间的转变称为玻璃化转变,对应的转变温度即玻璃化转变温度;玻璃态:当非晶聚合物在较低的温度下受外力时,有与链段运动被冻结,只能使主链的键长和键角有微小的改变,因此从宏观上来说,聚合物形变是很小的,形变与受力的大小成正比,当外力除去后,形变能立刻回复;这种力学性质称虎克型弹性体,又称普弹体,非晶态聚合物处于具有普弹性的状态,称为玻璃态;玻璃化温度:高聚物分子链开始运动或冻结的温度;它是非晶态高聚物作为塑料使用的最高温度,橡胶使用的最低温度;高弹态:在聚合物受到外力时,分子链可以通过单键的内旋转和链段的改变构象以适应外力的作用,由于这种变形是外力作用促使聚合物主链发生内旋转的过程,它需要的外力显然比聚合物在玻璃态时变形所需外力要小得多,而变形量却大得多,这种性质叫做高弹性,它是非晶态聚合物处在高弹态下特有的力学特征;粘流态:整个分子链运动,松弛时间缩短,在外力作用下发生粘性流动,它是整个分子链互相滑动的宏观表现;形变不可逆外力除去后,形变不能再自发回复自由体积理论:Fox和Flory提出,认为液体或固体物质,其体积由两部分组成:一部分是被分子占据的体积;另一部分是未被占据的自由体积;后者以“孔穴”的形式分散于整个物质之中,正是由于自由体积的存在,分子链才可能发生运动;自由体积理论认为,当聚合物冷却时,起先自由体积逐渐减少,到某一温度时,自由体积达到一最低值,这是聚合物进入玻璃态;在玻璃态下,有与链段运动被冻结,自由体积也被冻结,并保持一恒定值,自由体积“孔穴”的大小及分布也将基本上维持固定;因此对任何聚合物,玻璃化温度就是自由体积达到某一临界值的温度,在这临界值一下,已经没有足够的空间进行分子链构象的调整了;因而聚合物的玻璃态可视为等自由体积状态;不管什么聚合物,发生玻璃化转变时,自由体积分数都等于2.5%;Ps. WLF方程见附录例1::无规线团模型的实验证据1.橡胶的弹性理论完全是建立在无规线团模型基础上的,而且实验证明,橡胶的弹性模量和应力-温度系数关系并不随稀释剂的加入而有反常的改变,说明在非晶态下,分子链是完全无序的,并不存在可被进一步溶解或拆散的局部有序结构2.在非晶聚合物的本体和溶液中,分别用高能辐射是高分子发生交联,实验结果并未发现本体体系中发生分子内教练的倾向比溶液中更大,说明本体中并不存在诸如紧缩的线团或折叠连那些局部有序的结构;3用X光小角散射的实验结果,提别有力的支持了无规线团;.对于分子量相同的聚甲基丙烯酸甲酯试样,用不同的方法光散射,X光散射和中子散射,不同条件下本体或溶液中,测得分子的回转半径相近;并且本体的数据与θ溶剂氯代正丁烷的数据以及所得指向的斜率更为一致,证明非晶态本体中,分子的形态与它在θ溶剂中一样,它们的尺寸都是无扰尺寸例2.两相球粒模型1模型包含了一个无序的粒间相,从而能为橡胶弹性变形的回缩力提供必要的构象熵,因而可以解释橡胶的弹性回缩力;2实验测得许多聚合物的非晶和结晶密度比按分子链成无规线团形态的完全无序的模型计算的密度高,说明有序的粒子相与无序的粒间相并存,两相中由于嵌段的堆砌情况有差别,导致了密度的差别;3模型例子中嵌段的有序堆砌,为洁净的迅速发展准备了条件,这就不难解释许多聚合物结晶速度很快的事实;4某些非晶态聚合物缓慢冷却或热处理后密度增加,电镜下还观察到球粒的增大,这可以用粒子相有序程度的增加和粒子相的扩大来解释;例3.非晶态聚合物形变-温度曲线如果取一块非晶聚合物试样,对它施加一恒定的力,观察试样发生的形变与温度的关系,我们将所得到的曲线称为形变-温度曲线或热机械曲线;当温度较低时,试样呈刚性固体状,在外力作用下只发生非常小的形变;温度升到某一范围后,式样的形变明显的增加,并随后,并在随后的温度区间达到一相对稳定的形变,在这一个区域中,试样变成柔软的弹性体,温度继续升高,形变基本上保持不变;温度再进一步升高,则形变量又逐渐加大,试样最后完全变成粘性流体; Ps.形变温度曲线见附录例4.试用分子运动的观点说明非晶聚合物的三种力学状态和两种转变在玻璃态下,由于温度较低,分子运动的能量很低,不足以克服主链内旋转的位垒,因此不足以激发起链段的运动,链段处于被冻结的状态,只有那些较小的运动单元,如侧基,支链和小链节能运动,当收到外力时,由于链段处于冻结状态,只能使主链的键长和键角有微小的改变,形变很小,当外力除去后形变能立刻回复;随着温度的升高,分子热运动的能量增加,当达到某一温度Tg时,链段运动被激发,聚合物进入高弹态,在高弹态下,链段可以通过单键的内旋转和链段的运动不断地改变构象,但整个分子仍然不能运动;当受到外力时,分子链可以从蜷曲状态变为伸直状态,因而可发生较大形变;温度继续升高,整个分子链也开始运动,聚合物进入粘流态,这时高聚物在外力作用下便发生粘性流动,它是整个分子链互相滑动的宏观表现,外力去除后,形变不能自发回复;玻璃化转变就是链段有运动到冻结的转变,流动转变使整个分子链由冻结到运动的转变;例5.为什么聚合物通常有一份相对确定的玻璃化温度,却没有一个确定的粘流温度随着相对分子量的增加,玻璃化温度会升高,特别是在较低的相对分子质量范围内,这种影响较为明显,但是当相对分子质量增加到一定程度后,玻璃化温度随着相对分子质量的变化很小;而聚合物的粘流温度是整个分子链开始运动的温度,相对分子质量对粘流温度的影响比较明。
高分子物理经典简答题
度趋于零时,高分子溶液才体现出理想溶液的性质。
• 晶体结构:
1.从宏观上讲,聚合物晶体是由晶核和晶粒构成,而小 分子晶体无此特征;
• 2.从微观上讲,两种晶体都是三维远程有序的结构, 都是由顶点组成的晶胞组成的,但两种晶体中的顶点 所代表的具体内容不同。,对于聚合物晶体是大分子链 中的结构单元链接,而小分子晶体则是离子或小分子。 结晶过程:聚合物结晶过程可分为晶核生成和晶粒生 长两个阶段。结晶总速率S由成核速度I和晶粒生长速 度V组成,Tm附近,S由I控制,Tg附近时由V控制。 而小分子结晶过程无此特征。
• 造成差别的原因
• 1.聚合物大分子为长链结构,分子结构的对称性与规 整性不如小分子,对于结晶能力,则结晶聚合物不如 结晶小分子。
• 2.大分子的分子量大,体系黏度大,且为长链,则大 分子的链段运动能力低下,所以大分子的结晶速率远 不如小分子。
高分子是由许多重复单元组成的具有柔性的分子具有许多独立运动的单元所以一个高分子在溶液中可起到若干个小分子的作用又不停的改变构象因此在溶液中的排列方式比同数量的小分子排列要多得多
SBS是热塑性ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ性体,那么BSB是不是 热塑性弹性体?
答:SBS之所以是一种热塑性弹性体,是因为:连 续相PB具有柔性链段的软区,分散相PS具有刚性 链段的硬区,起物理交联作用。 BSB与SBS相反:连续相为PS,分散相为PB,所 以有热塑性但不具备弹性,不是热塑性弹性体
Difference between the polymer solution and the ideal solution:
高分子-溶剂体系的混合热HM不为0。 高分子溶液的混合熵比理想溶液的混合熵要大,i.e. SM>Si
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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,算作一个独立的运动单元,键称作“链段”,令链段与链段自由结合,并且无规取向,这种链称为等效自由结合链。
4. 高分子溶解过程与小分子相比,有什么不同?答:因为聚合物分子与溶剂分子的大小相差悬殊,两者的分子运动速度差别很大,溶剂分子能比较快的渗透进入高聚物,而高分子向溶剂的扩散却非常慢,这样,高聚物的溶解过程要经过两个阶段,现实溶剂分子渗入高聚物内部,是高聚物体积膨胀,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。
整个过程往往需要较长的时间。
5.什么是高分子的理想溶液?它应该符合哪些条件?答:高分子溶液的化学位由理想部分和非理想部分组成,对于高分子溶液即使浓度很稀也不能看做是理想溶液,但是我们可以通过选择溶剂和温度来满足Δμ1E=0的条件,使高分子溶液符合理想溶液的条件,称其为θ条件,这时的相互作用参数X=1/2.6. 解释本章附录中聚合物的结构对玻璃化温度的影响。
试各另举一组例子说明聚合物的著化学结构因素对玻璃化温度的影响。
答:(1)主链结构①主链由饱和单间构成的高聚物:高聚物的内旋转位垒越低,分子链的柔性越大,Tg越低。
例如:聚乙烯Tg=-68°C,聚甲醛Tg=-83°C,聚二甲基硅氧烷Tg=-123°C ②珠帘寨红引入苯基等芳杂环以后:分子链的刚性增大,Tg升高。
例如:聚乙烯Tg=-68°C,聚苯乙烯Tg=100°C ③主链中含有孤立双键的高聚物分子链都比较柔顺,Tg 比较低④共轭二烯烃聚合物:由于几何异构体的存在,分子链较刚性的反式异构体有比较高的Tg .(2)取代基的空间位阻和侧击的柔性①一取代烯类聚合物:取代基的体积增大,内旋转位阻增加,Tg将升高(聚甲基丙烯酸甲酯的侧基增大,Tg反而下降)如果有旋光异构体曾在,通常一取代聚烯烃的不同旋光异构体,不表现出Tg的差别 ;② 1.1-二取代的烯类聚合物:作不对称取代时,空间位阻增加,Tg讲升高,做对称双取代是,主链内旋转位垒小于单取代位垒,链柔顺性增加,Tg下降 .(3)分子间的影响侧基的极性越强,Tg越高。
含离子聚合物的离子键对Tg的影响很大。
一般正离子的半径越小,或其电荷量越多,Tg越高。
7. 链的结构对粘度的影响答:①分子量的影响:高聚物的粘性流动是分子链重心沿流动方向位移和链间相互划移的结果。
分子量越大,分子链所包含的链段数就越多,为了实现重心的位移,需要完成的链段协同位移就越多,因此高聚物熔体的剪切粘度随份子两的升高而增加,对于高聚物一般存在一个临界分子量Mc,分子量小于Mc时,高聚物熔体的零切粘度与重均分子量成正比;当分子量大于Mc时,零切粘度与重均分子量的3.4次方成正比,这是由于分子量的缠结作用引起的,Mc值与分子结构有关,如果链的刚性增加,缠结倾向会减少,Mc值会偏大。
②分子量分布的影响:分子量分布较窄的单分散高聚物,剪切粘度主要由重均分子量决定。
在临界分子量Mc以上,粘度与重均分子量的3.4次方成正比,因此对分子量分布较宽的多分散试验,高分子量部分的影响远大于低分子量的部分,重均分子量相同的试样,宽分布的比单分散的试样有较高的零切粘度。
③其他结构因素的影响:凡能使Tg升高的因素,也使粘度升高,柔性链的粘度比刚性链的粘度低。
极性高聚物,分子间作用力强,熔融粘度大。
聚乙烯与聚甲基丙烯酸甲酯想必,PMMA的分子间力和空间位阻均大于聚乙烯,所以粘度也大于他8.温度对不同高聚物粘度的影响:温度升高,熔体的自由体积增加,链段的活动能力增加,分子间的作用力减弱,使高聚物的流动性增大,熔体的粘度随温度升高以指数方式降低,ln η=lnA+ΔEη/RT。
一般分子链越刚性,或分子间作用力越大,则活化能越高,聚合物的粘度对温度越敏感。
聚乙烯和PMMA比,PMMA的粘度大于聚乙烯,温度影响的敏感性也比较大。
9.什么叫高分子的构型,什么叫高分子的构象?假若聚丙烯的等规度不高,能不能改变构象的方法提高其等规度?答:不能。
构象是由于单键内旋转而引起,而构型是由于化学键所固定的原子在空间的排列。
提高聚丙烯的等规度须改变构型,而改变构型与改变构象的方法根本不同。
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;而改变构型必须经过化学键的断裂才能实现。
10.能否用蒸馏的方法提纯高分子化合物?为什么 ?答:不能,由于高分子化合物分子间作用力往往超过高分子主链内的键合力,所以当温度升高达气化温度以前,就发生主链的断裂或分解,从而破坏了高分子化合物的化学结构,因此不能。
11.高分子的θ溶液与理想溶液有哪些相似之处及不同之处?答:θ溶液的自由能和热力学性质与理想溶液相似,但高分子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,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—溶剂相互作用参数为1/2,内聚能密度为0.而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。
12.结晶聚合物为什么会存在容限?它与聚合物的结晶形成的温度存在什么关系?答:结晶聚合物熔融时出现边熔融边升温的现象是由于结晶聚合物中含有完善程度的晶体,比较不完善的晶体将在较低温度下熔融,而比较完善的晶体则需要较高的温度下才能熔融,因而出现较宽的温度范围。
13有两种乙烯和丙烯的共聚物,其组成相同,但其中一种室温时是橡胶状的,一直到温度降至-70°C时才变硬,另一种室温时缺是硬而韧又不透明的材料,试解释它们内在结构上的差别?答:前者是无规共聚物,丙烯上的甲基在分子链上是无规排列的,这样在晶格中分子链难以堆砌整齐,所以得到一个无定形的橡胶状的透明聚合物,后者是乙烯和有规立构聚丙烯的嵌段共聚物,乙烯和丙烯的嵌段分别形成自己的晶格,形成部分共晶,从而是硬而韧的塑料,且不透明。
14.解释高弹形变与强迫高弹形变之间的相同点及不同点。
答:高弹性:聚合物处于高弹态,受到外力作用后,柔性的高分子链可以伸展或蜷曲,产生很大的变形,但高分子链之间不产生滑移,外力除去后形变会完全回复;强迫高弹形变,玻璃态高聚物在的外力作用下发生的大形变,其本质跟高弹形变一样,但表现的形式却有差别,为了与普通的高弹形变区别开来,通常称为强迫高弹形变。
本质相同:都是链段运动,不同:强迫高弹形变外力除去不能自动回复,需要加热,受外力要大的多,发生在Tb-Tg之间。
15.要使脆性较大的聚合物增韧,又不至于过多地降低材料的模量和强度,采用什么方法,举例说明。
答:采用增加非晶相(橡胶相),使共混物或接枝共聚物形成两项结构,即刚性的聚合物成连续相,橡胶为分散相。
这样,当受到冲击时,橡胶相可以有效的冲击能量,使韧性增加,如:高抗冲聚苯乙烯(HIPS)是橡胶粒子与聚苯乙烯接枝共聚,形成橡胶粒子包含在聚苯乙烯中的材料。
16.拉伸一根橡皮筋,迅速放到嘴唇上,你会感受到橡皮筋变热还是变冷,试解释?答:橡胶弹性是熵弹性,回弹动力是熵增,在外力作用下,橡胶分子链由卷曲状态变为伸展状态,熵减小,放热;放手即外力移去,分子链由伸展再回复卷曲状态,熵增加,吸热。
17.解释为什么PE和聚四氟乙烯的内聚能相差不多,而熔点相差很大。
答:PE与PTFE都是非极性高分子,分子间作用力差不多,即ΔH差不多。
但由于氟原子电负性很强,氟原子间的斥力很大,分子链的内旋转很困难,分子刚性很大,从而ΔS很小,Tm很高。
18. 由丙烯得到的全同立构聚丙烯有无旋光性?答:高分子链虽然含有许多不对称碳原子,但由于内消旋或外消旋作用,即使空间规整性很好的高聚物,也没有旋光性。
19. 解释为什么尼龙6在室温下可溶解在某些溶剂中,而线性的聚乙烯在室温下却不能? 答:首先说明尼龙和聚乙烯都是结晶性的聚合物,其溶解首先要使晶区熔融才能溶解。
而尼龙是极性的聚合物,如果置于极性溶剂之中,和极性的溶剂作用会放出热量从而使晶区熔融,继而溶解。
聚乙烯是非极性的聚合物,要使其晶区熔融只能升温至其熔点附近,然后溶于适当的溶剂中才能溶解。
所以聚乙烯在常温下不能溶解在溶剂之中。
20. 什么热机械曲线上 Tf的转折不如 Tg 明晰?答:因为Tf与相对分子质量有关(1分),随相对分子质量增加,Tf持续增加(1分)。
而高分子的相对分子质量存在多分散性(1分)。
使Tf没有明晰的转折,而往往是一个较宽的软化区域。
21. 说明高聚物中两种断裂的特点,并画出两种断裂的应力-应变曲线。
答:高聚物的破坏有两种形式,脆性断裂和韧性断裂。
脆和韧是借助日常生活用语,没有确切的科学定义,只能根据应力-应变曲线和断面的外貌来区分。
若深入研究,两种有以下不同:(1)韧性断裂特点:断裂前对应塑性;沿长度方向的形变不均匀,过屈服点后出现细颈,断裂伸长(b)较大;断裂时有推迟形变,应力与应变呈非线性,断裂耗能大;断裂面粗糙无凹槽;断裂发生在屈服点后,一般由剪切分量引起,对应的分子运动机理是链段的运动。
(2)脆性断裂:断裂前对应弹性;沿长度方向形变均匀,断裂伸长率一般小于5%;断裂时无推迟形变,应力-应变曲线近线性,断裂能耗小;断裂面平滑有凹槽;断裂发生在屈服点前;一般由拉伸分量引起的;对应的分子机理是化学键的破坏。