高分子物理第章习题及解答
高分子物理课后习题答案(详细讲解)金日光第三版
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,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。
高分子物理课后习题答案
高分子物理课后习题答案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—碳单键就是可以旋转的,通过单键的内旋转就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:构象就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,而构型则就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就是不同的构型。
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与小,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就是能量最低的构象。
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就是橡胶?答:这就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就是橡胶。
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。
(1)线性高分子梯形高分子(2 非晶高分子结晶性高分子(3)柔性(4)高密度聚乙烯为平面锯齿状链,为线型分子,模量高,渗透性小,结晶度高,具有好的拉伸强度、劲度、耐久性、韧性;低密度聚乙烯支化度高于高密度聚乙烯(每1000 个主链C 原子中约含15~35 个短支链) ,结晶度较低, 具有一定的韧性,放水与隔热性能较好;交联聚乙烯形成了立体网状的结构,因此在韧性、强度、耐热性等方面都较高密度聚乙烯与低密度聚乙烯要好。
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)。
(1)近程结构:包括构造和构型。
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。
构型是指由化学键所固定的链中原子或基团在空间的排列。
注意:近程结构相当于“链的细节”。
构造着重于链上的原子的种类、数目比例、相互连接关系。
构型涉及空间立体异构(顺反异构、旋光异构)。
(2)远程结构:包括分子的大小、构象和形态,链的柔顺性。
高分子物理(何曼君第三版)课后习题答案
PDMS 1.4-1.6 1.40 4.9
PIP 1.4-1.7 1.83 8
PIB 2.13 1.83 7.3
PS 2.2-2.4 2.00 8
PAN 2.6-3.2 3.26 13
EC 4.2 20 20
L0(nm) 结构单元数/链段
解:以上高分子链柔顺性的次序是:EC<PAN<PS<PIB<PIP PDMS 适于做纤维用的是 EC、PAN; 适于做塑料用的是 PS、(EC); 适于做橡胶用的是 PIB、PIP、PDMS。
V V D D
V V D D
V D V D
Cl
Cl
Cl
这四种排列方式的裂解产物分别应为:
,
,
Cl
,
Cl
Cl
而实验得到这四种裂解产物的组成是10:1:1:10,可见原共聚物中主要为:
V V V
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、
D
D
D
的序列分布,而其余两种情况的无规链节很少。
4 异戊二烯聚合时,主要有1,4-加聚和3,4-加聚方式,实验证明,主要裂解产物的组成与聚合时 的加成方法有线形关系。今已证明天然橡胶的裂解产物中
CH2 CH2 CH OH CH2 CH OH CH2 CH OH CH2O CH2 CH O CH O CH2 CH2 CH OH
同时若用HIO4氧化处理时,可得到乙酸和丙酮:
CH2 CH OH CH2 CH OH CH2 CH OH HIO4 CH3 C O OH
+
CH3 C O
CH3
若单体为头-头或尾-尾连接,则缩醛化时不易形成较不稳定的五元环,因之未反应的OH基数应更多 (>14%) ,而且经HIO4氧化处理时,也得不到丙酮:
高分子物理(何曼君)-习题答案
cos ϕ =
∫
i
2π
0
N (ϕ ) cos ϕdϕ
2π 0 i
∫
i
N (ϕ )dϕ
=
∫
2π
0
∑ N cos ϕ = ∑N
i i
U (ϕ ) ) cos ϕdϕ RT 2π U (ϕ ) ∫0 exp(− RT )dϕ exp(−
(i = 1 ~ 4) = 0.4521
(2)以知键角θ=112°,cosθ=-0.3746
h∗ =
⑵
1
β
=
o 2 N l = 398( Α) 3
由ω (h)dh = (
o
β
Π
) 3 exp(− β 2 h 2 )4Πh 2 dh,得
o
ω (±10 Α) = 3.5 ×10 −6 ( Α) −1 ω (±100 Α) = 3.37 ×10− 4 ( Α) −1
即在±100Å处的几率比在±10Å处的几率大。 6 某碳碳聚α-烯烃,平均分子量为1000M。 (M。为链节分子量) ,试计算: ⑴完全伸直时大分子链的理论长度; ⑵若为全反式构象时链的长度; ⑶看作Gauss链时的均方末端距; ⑷看作自由旋转链时的均方末端距; ⑸当内旋转受阻时(受阻函数 cos ϕ = 0.438 )的均方末端距; ⑹说明为什么高分子链在自然状态下总是卷曲的,并指出此种聚合物的弹性限度。 解:设此高分子链为:
CH2
CH
Cl
)和偏氯乙烯(
CH2
CCl2
)的共聚物,经脱除HCl和裂解后,产物有:
CH
CH2 CH CH2 (裂裂) H3C H3C CH2 H3C
+ CH CH2
H3C
C CH2
高分子物理习题参考答案
高分子物理习题参考答案《高分子物理》标准化作业本参考答案沈阳化工学院材料科学与工程学院《高分子物理》课程组第一章高分子链的结构一、概念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、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叫构象。
3、均方末端距:高分子链的两个末端的直线距离的平方的平均值。
4、链段:链段是由若干个键组成的一段链作为一个独立动动的单元,是高分子链中能够独立运动的最小单位。
5、全同立构:取代基全部处于主链平面的一侧或者说高分子全部由一种旋光异构单元键接而成。
6、无规立构:当取代基在主链平面两侧作不规则分布或者说两种旋光异构体单元完全无规键接而成。
二、选择答案1、高分子科学诺贝尔奖获得者中,( A )首先把“高分子”这个概念引进科学领域。
A 、H. Staudinger,B 、, ,C 、P. J. Flory,D 、H. Shirakawa2、下列聚合物中,( A )是聚异戊二烯(PI)。
A 、 CCH 2n CH CH 23B 、O C NH O C NH C 6H 4C 6H 4n C 、 CH Cl CH 2n D 、OC CH 2CH 2O O n O C3、下列聚合物中,不属于碳链高分子的是( D )。
A 、聚甲基丙烯酸甲酯,B 、聚氯乙烯,C 、聚乙烯,D 、聚酰胺4、下列四种聚合物中,不存在旋光异构和几何异构的为( B )。
A 、聚丙烯,B 、聚异丁烯,C 、聚丁二烯,D 、聚苯乙烯5、下列说法,表述正确的是( A )。
A 、工程塑料ABS 树脂大多数是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯组成的三元接枝共聚物。
B 、ABS 树脂中丁二烯组分耐化学腐蚀,可提高制品拉伸强度和硬度。
C 、ABS 树脂中苯乙烯组分呈橡胶弹性,可改善冲击强度。
D 、ABS 树脂中丙烯腈组分利于高温流动性,便于加工。
6、下列四种聚合物中,链柔顺性最好的是( C )。
A 、聚氯乙烯,B 、聚氯丁二烯,C 、顺式聚丁二烯,D 、反式聚丁二烯7、在下列四种聚合物的晶体结构中,其分子链构象为H31螺旋构象为( B )。
高分子物理课后习题问题详解(详解)
⾼分⼦物理课后习题问题详解(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,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。
(1)线性⾼分⼦梯形⾼分⼦(2 ⾮晶⾼分⼦结晶性⾼分⼦(3)柔性(4)⾼密度聚⼄烯为平⾯锯齿状链,为线型分⼦,模量⾼,渗透性⼩,结晶度⾼,具有好的拉伸强度、劲度、耐久性、韧性;低密度聚⼄烯⽀化度⾼于⾼密度聚⼄烯(每1000 个主链C 原⼦中约含15~35 个短⽀链),结晶度较低,具有⼀定的韧性,放⽔和隔热性能较好;交联聚⼄烯形成了⽴体⽹状的结构,因此在韧性、强度、耐热性等⽅⾯都较⾼密度聚⼄烯和低密度聚⼄烯要好。
高分子物理课后习题答案(详解)金日光第三版
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。
高分子物理课后习题答案(详解)-推荐下载
对全部高中资料试卷电气设备,在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验;通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术通关,1系电过,力管根保线据护敷生高设产中技工资术艺料0不高试仅中卷可资配以料置解试技决卷术吊要是顶求指层,机配对组置电在不气进规设行范备继高进电中行保资空护料载高试与中卷带资问负料题荷试2下卷2,高总而中体且资配可料置保试时障卷,各调需类控要管试在路验最习;大题对限到设度位备内。进来在行确管调保路整机敷使组设其高过在中程正资1常料中工试,况卷要下安加与全强过,看度并22工且22作尽22下可22都能22可地护以缩1关正小于常故管工障路作高高;中中对资资于料料继试试电卷卷保破连护坏接进范管行围口整,处核或理对者高定对中值某资,些料审异试核常卷与高弯校中扁对资度图料固纸试定,卷盒编工位写况置复进.杂行保设自护备动层与处防装理腐置,跨高尤接中其地资要线料避弯试免曲卷错半调误径试高标方中高案资等,料,编试要5写、卷求重电保技要气护术设设装交备备置底4高调、动。中试电作管资高气,线料中课并敷3试资件且、设卷料中拒管技试试调绝路术验卷试动敷中方技作设包案术,技含以来术线及避槽系免、统不管启必架动要等方高多案中项;资方对料式整试,套卷为启突解动然决过停高程机中中。语高因文中此电资,气料电课试力件卷高中电中管气资壁设料薄备试、进卷接行保口调护不试装严工置等作调问并试题且技,进术合行,理过要利关求用运电管行力线高保敷中护设资装技料置术试做。卷到线技准缆术确敷指灵设导活原。。则对对:于于在调差分试动线过保盒程护处中装,高置当中高不资中同料资电试料压卷试回技卷路术调交问试叉题技时,术,作是应为指采调发用试电金人机属员一隔,变板需压进要器行在组隔事在开前发处掌生理握内;图部同纸故一资障线料时槽、,内设需,备要强制进电造行回厂外路家部须出电同具源时高高切中中断资资习料料题试试电卷卷源试切,验除线报从缆告而敷与采设相用完关高毕技中,术资要资料进料试行,卷检并主查且要和了保检解护测现装处场置理设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况,然后根据规范与规程规定,制定设备调试高中资料试卷方案。
高分子物理课后习题答案(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:(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。
(1)线性高分子梯形高分子(2 非晶高分子结晶性高分子(3)柔性(4)高密度聚乙烯为平面锯齿状链,为线型分子,模量高,渗透性小,结晶度高,具有好的拉伸强度、劲度、耐久性、韧性;低密度聚乙烯支化度高于高密度聚乙烯(每1000 个主链C 原子中约含15~35 个短支链),结晶度较低,具有一定的韧性,放水和隔热性能较好;交联聚乙烯形成了立体网状的结构,因此在韧性、强度、耐热性等方面都较高密度聚乙烯和低密度聚乙烯要好。
《高分子物理》习题解答1_5
习题库第一章1. 1 高分子链的近程结构 1.1.1 结构单元的化学组成例1-1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)环氧树脂解:天然(1)(4)(5)(6)(9)(12)(14),合成(2)(3)(7)(8)(10)(11)(13)(15)1.1.2 构型例1-2试讨论线形聚异戊二烯可能有哪些不同的构型,假定不考虑键接结构(画出结构示意图)。
解:聚异戊二烯可能有6种有规立构体,它们是:常见错误分析:本题常见的错误如下:23CCCH 2CH 2CH 3H C C C C C C R R R CH 3CH 3CH 3HH HH HH (R =CHCH 2)C C C C C C R R R HH HH HH HHH(R =C(CH 3)CH 2)C C C C C C R RR CH 3CH 3CH 3HH HH HH (R =CHCH 2)CC CC CC R RR H H H H H H HH H(R =C(CH 3)CH 2)② 反1,4加成④ 3,4加成全同立构③ 1,2加成全同立构⑤ 1,2加成间同立构⑥ 3,4加成间同立构(1)将1,2加成与3,4加成写反了。
按IUPAC 有机命名法中的最小原则,聚异戊二烯应写成而不是即CH 3在2位上,而不是在3位上。
(2)“顺1,4加成又分成全同和间同两种,反1,4加成也分成全同和间同两种。
”顺1,4或反1,4结构中没有不对称碳原子,没有旋光异构体。
甲基与双键成120°角,同在一个平面上。
例1-3 环氧丙烷经开环聚合后,可得到不同立构的聚合物(无规、全同、间同),试写出它们的立构上的不同,并大致预计它们对聚合物性能各带来怎样的影响? 解:聚环氧丙烷的结构式如下:存在一个不对称碳原子(有星号的),因而有以下全同、间同和无规立构体。
高分子物理习题答案
高分子物理习题答案第一章高分子链的结构3.高分子科学发展中有二位科学家在高分子物理领域作出了重大贡献并获得诺贝尔奖,他们是谁?请列举他们的主要贡献。
答:(1)H. Staudinger(德国):“论聚合”首次提出高分子长链结构模型,论证高分子由小分子以共价键结合。
1953年获诺贝尔化学奖。
贡献:(1)大分子概念:线性链结构(2)初探[?]=KM?关系(3)高分子多分散性(4)创刊《die 》1943年(2)P. J. Flory(美国),1974年获诺贝尔化学奖贡献:(1)缩聚和加聚反应机理(2)高分子溶液理论(3)热力学和流体力学结合(4)非晶态结构模型6.何谓高聚物的近程(一级)结构、远程(二级)结构和聚集态结构?试分别举例说明用什么方法表征这些结构和性能,并预计可得到哪些结构参数和性能指标。
答:高聚物的一级结构即高聚物的近程结构,属于化学结构,它主要包括链节、键接方式、构型、支化和交联结构等,其表征方法主要有:NMR, GC, MS, IR, EA, HPLC, UV等。
而高聚物的二级结构即高聚物的远程结构,主要包括高分子链的分子量、分子尺寸、分子形态、链的柔顺性及分子链在各种环境中所采取的构象,其表征方法主要有:静态、动态光散射、粘度法、膜渗透压、尺寸排除色谱、中子散射、端基分析、沸点升高、冰点降低法等。
高聚物的聚集态结构主要指高分子链间相互作用使其堆积在一起形成晶态、非晶态、取向态等结构。
其表征方法主要有:x-射线衍射、膨胀计法、光学解偏振法、偏光显微镜法、光学双折射法、声波传播法、扫描电镜、透射电镜、原子力显微镜、核磁共振,热分析、力学分析等。
8.什么叫做高分子的构型?试讨论线型聚异戊二烯可能有哪些不同的构型。
答:由化学键所固定的原子或基团在空间的几何排布。
1,2:头-头,全同、间同、无规;头-尾,全同、间同、无规3,4:头-头,全同、间同、无规;头-尾,全同、间同、无规1,4:头-头,顺、反;头-尾,顺、反9.什么叫做高分子构象?假若聚丙烯的等规度不高,能不能用改变构象的办法提高其等规度?说明理由。
高分子物理 第一章 习题答案
第一章 习题答案一、 概念1、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叫构象。
而构型指2、构型:分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。
3、均方末端距:高分子链的两个末端的直线距离的平方的平均值。
4、链段:链段是由若干个键组成的一段链作为一个独立动动的单元,是高分子链中能够独立运动的最小单位。
5、全同立构:取代基全部处于主链平面的一侧或者说高分子全部由一种旋光异构单元键接而成。
6、无规立构:当取代基在平面两侧作不规则分布或者说两种旋光异构体单元完全无规键接而成。
二、选择答案1、高分子科学诺贝尔奖获得者中,( A )首先把“高分子”这个概念引进科学领域。
A 、H. Staudinger,B 、K.Ziegler, G .Natta,C 、P. J. Flory,D 、H. Shirakawa2、下列聚合物中,( A )是聚异戊二烯(PI)。
A 、 CCH 2n CH CH 23B 、O C NH O C NH C 6H 4C 6H 4n C 、 CH Cl CH 2n D 、OC CH 2CH O O n O C3、链段是高分子物理学中的一个重要概念,下列有关链段的描述,错误的是( C )。
A 、高分子链段可以自由旋转无规取向,是高分子链中能够独立运动的最小单位。
B 、玻璃化转变温度是高分子链段开始运动的温度。
C 、在θ条件时,高分子“链段”间的相互作用等于溶剂分子间的相互作用。
D 、聚合物熔体的流动不是高分子链之间的简单滑移,而是链段依次跃迁的结果。
4、下列四种聚合物中,不存在旋光异构和几何异构的为( B )。
A 、聚丙烯,B 、聚异丁烯,C 、聚丁二烯,D 、聚苯乙烯5、下列说法,表述正确的是( A )。
A 、工程塑料ABS 树脂大多数是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯组成的三元接枝共聚物。
B 、ABS 树脂中丁二烯组分耐化学腐蚀,可提高制品拉伸强度和硬度。
C 、ABS 树脂中苯乙烯组分呈橡胶弹性,可改善冲击强度。
高分子物理各章节答案第1章分解
⾼分⼦物理各章节答案第1章分解第⼀章填空题1、对于聚⼄稀⾃由旋转链,均⽅末端距与链长的关系是()。
解:2、等规聚丙烯经体中分⼦链处于()构象。
解:螺旋3、C5链⾄少有()种构象。
解:94、⾼分⼦链的柔顺性越⼤,它在溶液中的构象数越(),其均⽅末端距越()。
解:多⼩5、聚异戊⼆烯可以⽣成()种有规异构体,它们是()。
解:六顺式1,4加成聚异戊⼆烯,反式1,4加成聚异戊⼆烯,全同1,2加成聚异戊⼆烯,间同1,2加成聚异戊⼆烯,全同3,4加成聚异戊⼆烯,间同3,4加成聚异戊⼆烯判断题1、下列聚合物分⼦链柔顺性的顺序是()硅橡胶>聚异丁烯>聚甲基丙烯酸甲酯>聚⼆甲基苯基醚氧解析:表述正确。
2、-{-CH2CH2-St-}-和-{-CH=CH-St-}-两种聚合物的分⼦链都含有苯环,所以刚性较好,在室温下都可以作为塑料使⽤()解析:⾼分⼦链的柔性与实际材料的刚柔性不能混为⼀谈。
判断材料的刚柔性,必须同时考虑分⼦内的相互作⽤以及分⼦间的相互作⽤和凝聚状态。
3、不同聚合物分⼦链的均⽅末端距越短,表⽰分⼦链柔顺性越好()解析:这种说法是错误的。
4、⾼斯链的均⽅末端距远⼤于⾃由旋转链的均⽅末端距()解析:这种说法是错误的。
5、理想的柔性链运动单元为单键()解析:表述正确。
对于真实的柔性链运动单元为链段。
6、因为天然橡胶相对分⼦质量很⼤,加⼯困难,故加⼯前必须塑炼()解析:表述正确。
7、因为聚氯⼄烯分⼦链柔顺性⼩于聚⼄稀,所以聚氯⼄烯塑料⽐聚⼄稀塑料硬(对?)解析:表述正确。
8、⽆规聚丙烯分⼦链中的-C-C-单键是可以内旋转的,通过单键内旋转可以把⽆规⽴构的聚丙烯转变为全同⽴构体,从⽽提⾼结晶度()解析:全同⽴构及⽆规⽴构指的是⾼分⼦链的构型,⽽要改变构型,必须经过化学键的断裂和重组。
通过单键内旋转只能改变其构象。
9、主链由饱和单键构成的⾼聚物,因为分⼦链可以围绕单键进⾏内旋转,故链的柔性⼤,若主链中引⼊了⼀些双键,因双键不能内旋转,故主链柔顺性下降()解析:当主链含有含有孤⽴双键时,⼤分⼦的柔性也⽐较⼤,由于双键旁的单键内旋转容易,因此柔性好。
高分子物理课后习题答案_金日光(全)
高分子物理课后习题答案_金日光(全)高分子物理课后习题答案金日光_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?请问:(1)区别:构象就是由于单键的内旋转而产生的分子中原子在空间边线上的变化,而构型则就是分子中由化学键所紧固的原子在空间的排序;构象的发生改变不须要超越化学键,而构型的发生改变必须脱落化学键。
(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圆形31螺旋构象,而间规立二重聚氯乙烯分子链在晶体中呈圆形平面锯齿构象?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替代基为分给较上开,相互间距离比范德华半径小,所以平面锯齿形构象就是能量最高的构象。
4.哪些参数可以表征高分子链的柔顺性?如何表征?请问:(1)空间电负性参数(或表示刚性因子),值愈小,轻柔性愈差;(2)特征比cn,cn值越大,链的轻柔性越好;(3)连段长度b,b值愈小,链愈轻柔。
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?请问:这就是由于聚乙烯分子对称性不好,难结晶,从而丧失弹性,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。
高分子物理习题集及答案
第一章高分子链的结构一.解释名词、概念1.高分子的构型:高分子中由化学键固定了的原子或原子团在空间的排列方式2.全同立构高分子:由一种旋光异构单元键接形成的高分子3.间同立构高分子:由两种旋光异构单元键接形成的高分子4.等规度:聚合物中全同异构和间同异构的高分子占高分子总数的百分数5.高分子的构象:由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态6.高分子的柔顺性:高分子能够呈现不同程度卷曲构象状态的性质7.链段:高分子中能做相对独立运动的段落8.静态柔顺性:由反式微构象和旁氏微构象构象能之差决定的柔顺性,是热力学平衡条件下的柔顺性9.动态柔顺性: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长短决定的柔顺性10.等效自由连接链:在一般条件下,高分子链中只有部分单键可以内旋转,相邻的两个可以内旋转的单键间的一段链称为链段,这样可以把高分子链看作是由链段连接而成的,链段之间的链不受键角的限制,链段可以自由取向,这种高分子链的均方末段距以及末端距分布函数的表达式与自由连接链相同,只是把链数n转换成链段数n,把键长l换成链段长l,这种链称为等效自由链接链11.高斯链:末端距分布服从高斯分布的链12.高分子末端距分布函数:表征高分子呈现某种末端距占所有可能呈现末端剧的比例二.线型聚异戊二烯可能有哪些构型?答:1.4-加成有三种几何异构,1.2加成有三种旋光异构,3.4加成有三种旋光异构三.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?答:这是由高分子的结构决定的,高分子分子量大,具有可以内旋转的单键多,可呈现的构象也多,一般高分子长径比很大,呈链状结构,可以在很大程度内改变其卷曲构想状态。
对于小分子,分子量小,可内旋转的单键少,可呈现的构象数也不多,且小分子一般呈球形对称,故不可能在很大的幅度范围内改变其构象状态五.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。
高分子物理习题集_答案
高分子物理习题集-答案第一章高聚物的结构4、高分子的构型和构象有何区别?如果聚丙烯的规整度不高,是否可以通过单键的旋转提高它的规整度?答:构型:分子中由化学键所固定的原子或基团在空间的几何排列。
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:由于单键旋转而产生的分子在空间的不同形态。
构象的改变速率很快,构象时刻在变,很不稳定,一般不能用化学方法来分离。
不能。
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。
构象是围绕单键旋转所引起的排列变化,改变构象只需克服单键旋转位垒即可实现,而且分子中的单键旋转是随时发生的,构象瞬息万变,不会出现因构象改变而使间同PP(全同PP)变成全同PP(间同PP);而改变构型必须经过化学键的断裂才能实现。
5、试写出线型聚异戊二烯加聚产物可能有那些不同的构型。
答:按照IUPAC有机命名法中的最小原则,CH3在2位上,而不是3位上,即异戊二烯应写成CH2C3CH CH21234(一)键接异构:主要包括1,4-加成、1,2-加成、3,4-加成三种键接异构体。
CH2nC3CH CH21,4-加成CH2nC3CH CH21,2-加成CH2nC CH3CH CH23,4-加成(二)不同的键接异构体可能还存在下列6中有规立构体。
①顺式1,4-加成CH 2CH 2CH 2CH 2C CH 3C HCH 3C CH②反式1,4-加成2CH 2CH 2CH 2C CH 3C HCH 3C CH③1,2-加成全同立构CH 2C C 3C C HHH HCH CH 2CH CH 3C C H CH 2CHCH 3④1,2-加成间同立构C C 3CC HH HHCH 3C C H CH 3RRRR=CHCH 2⑤3,4-加成全同立构CH 2C CH3C CC C HH H HC C H HCH 2C CH 3CH 2C CH3HH⑥3,4-加成间同立构C C CC HH H HC CH HRRRR=CH 2H H C CH 36.分子间作用力的本质是什么?影响分子间作用力的因素有哪些?试比较聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚酰胺(尼龙-66)、聚丙烯酸各有那些分子间作用力? 答:分子间作用力的本质是:非键合力、次价力、物理力。
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第二章2.1聚合物的晶态和非晶态结构例2-1 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。
表2-3线形高聚物的内聚能密度高聚物内聚能密度兆焦/米3 卡/厘米3聚乙烯259 62聚异丁烯272 65天然橡胶280 67聚丁二烯276 66丁苯橡胶276 66聚苯乙烯305 73高聚物内聚能密度兆焦/米3 卡/厘米3聚甲基丙烯酸甲酯347 83聚醋酸乙烯酯368 88聚氯乙烯381 91聚对苯二甲酸乙二酯477 114尼龙66 774 185聚丙烯腈992 237解:(1)聚乙烯、聚异丁烯、天然橡胶、聚丁二烯和丁苯橡胶都有较好的柔顺性,它们适合于用作弹性体。
其中聚乙烯由于结构高度对称性,太易于结晶,从而实际上只能用作塑料,但从纯C-C单键的结构来说本来应当有很好的柔顺性,理应是个橡胶。
(2)聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醋酸乙烯酯和聚氯乙烯的柔顺性适中,适合用作塑料。
(3)聚对苯二甲酸乙二酯、尼龙66和聚丙烯腈的分子间作用力大,柔顺性较差,刚性和强度较大,宜作纤维。
可见一般规律是内聚能密度<70卡/厘米3的为橡胶;内聚能密度70~100的为塑料;>100的为纤维。
2.1.2 比容、密度、结晶度例2-2 由文献查得涤纶树脂的密度ρc=1.50×103kg·m-3,和ρa=1.335×103kg·m-3,内聚能ΔΕ=66.67kJ·mol-1(单元).今有一块1.42×2.96×0.51×10-6m3的涤纶试样,重量为2.92×10-3kg,试由以上数据计算:(1)涤纶树脂试样的密度和结晶度;(2)涤纶树脂的内聚能密度.解(l) 密度结晶度或(2) 内聚能密度文献值CED=476(J·cm-3)例2-3 试从等规聚丙烯结晶(α型)的晶胞参数出发,计算完全结晶聚丙烯的比容和密度。
解:由X射线衍射法测得IPP的晶胞参数为a=0.665nm,b=2.096nm,c=0.650nm,β=99°20ˊ,为单斜晶系,每个晶胞含有四条H31螺旋链。
比容(或)密度(或)文献值例2-4 已知聚丙烯的熔点Tm=176℃,结构单元熔化热ΔHu=8.36kJ·mol-1,试计算:(1)平均聚合度分别为6、10、30、1000的情况下,由于端链效应引起的Tm下降为多大?(2)若用第二组分和它共聚,且第二组分不进入晶格,试估计第二组分占10%摩尔分数时共聚物的熔点为多少? 解(1)式中,To=176℃=449K,R=8.31J·mol-lK-1,用不同值代入公式计算得到:Tm1=337K(104℃),降低值176—104=72℃Tm2=403K(130℃),降低值176—130=46℃Tm3=432K(159℃),降低值176—159=17℃Tm4=448K(175℃),降低值176—175=1℃可见当>1000时,端链效应开始可以忽略.(2)由于XA=0.9,XB=0.1∴Tm=428.8K (156℃)例2-5 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。
已知非晶态PP的比容,完全结晶态PP的比容用上题的结果。
解:试样的比容∴例2-6 由大量高聚物的和数据归纳得到,如果晶区与非晶区的密度存在加和性,试证明可用来粗略估计高聚物结晶度的关系式解:∴例2-7 试推导用密度法求结晶度的公式式中ρ为样品密度,ρc为结晶部分密度,ρa为非晶部分密度解:∴例2-8 说明xv=,式中xv为结晶度(按体积分数计算),、、分别为样品、结晶和非晶的密度。
解:Mc=Ms-Ma,式中Ms、Mc、Ma分别为样品、结晶和非晶的重量。
从而Vc=Vs-Va,式中Vs、Vc、Va分别为样品、结晶和非晶的体积。
上式两边同减去Vc,Vc-Vc=Vs-Va-Vc=Vs-(Va+Vc)=Vs-VsVc(-)=Vs(-)因为xv=Vc/Vs所以得证。
例2-9.证明xm=xv,式中xm、xv分别为质量结晶度和体积结晶度。
解:根据定义xv=Vc/(Va+Vc),xm=Mc/(Ma+Mc)所以有=·=于是xm=xv例2-10.证明xm=A(1-/),其中A取决于聚合物的种类,但与结晶度无关。
如果某种聚合物的两个样品的密度为1346和1392Kgm-3,通过X光衍射测得xm为10%和50%,计算和,以及密度为1357Kgm-3的第三个样品的质量结晶度。
解:xm=()=·()=A(1-) 式中A=与样品的结晶度无关。
上式两边乘以,xm=A(-)代入两个样品的密度和结晶度值,=得到=1335 Kgm-3。
将第二个样品的数据代入xm=A(-)得1/A=0.5×1392/(1392-1335)=12.21而1/A=1-/,于是===1454 Kgm-3对于第三个样品,xm=A(1-)=12.21(1-1335/1357)=0.198(或19.8%)例2-11 回答密度梯度管法测定聚合物结晶度实验中的以下几个问题:(1)如何选择轻液和重液?(2)如何保证梯度分布好并且稳定?(3)如何提高梯度管的灵敏度?(4)为什么试样要用轻液浸润?不浸润会有什么后果?(5)标准玻璃小球的密度是在20℃时标定的,能否在30℃时使用?解:(1)a、两种液体必须能无限混溶且具有体积加和性。
混和时不起化学作用。
液体最好是无色的。
b、对被测高聚物应当没有溶解、溶涨或显著的诱导结晶作用。
c、两种液体的密度值差别应当适当,最合适的情况应使梯度管适合所测定的聚合物密度范围,又有最小的灵敏度值。
d、必须具有低的黏度和挥发性。
e、两种液体的混合物易于分离回收。
f、价格便宜,或来源方便。
(2)a、B杯要搅拌均匀。
b、掌握好“A杯轻液刚好能流入B杯”的操作。
c、流速掌握在4~6mL/min,以保证流速uB=2uA。
由于B杯压力头下降,流速uB有逐渐减慢的趋势,因而要精心控制,但不易太多地调节,以免被动。
d、移动梯度管必须十分小心,放入玻璃球和样品的动作要很轻。
如果在测定过程中必须取出玻璃小球或样品时,必须用细金属丝做成的网篮以极其缓慢(25分/250mm即1cm/1分钟)的速度取出。
e、对于精确的测定,必须恒温进行,因为液体的膨胀系数较大,例如四氯化碳0.00194/℃,苯0.00105/℃。
(3)适当减小轻液和重液间的密度差。
(4)梯度管上层为轻液,用轻液浸润的玻璃小球投入管中后扰动较小。
不浸润会使测定结果偏低,由于试样表面有小气泡而上浮。
(5)可以使用。
因为玻璃的体膨胀系数很小,只有0.000025/℃。
假定玻璃球是实心的,则从20℃升到30℃时,玻璃球的体积膨胀了0.00025倍,即成为原来体积的1.00025倍,也就是说玻璃球的密度下降为原来的1/1.00025倍。
原玻璃球20℃的密度以其上限2.8计算,则30℃时成为2.7993,减少了0.0007g/cm3,这个数目比实验中梯度管的灵敏度~0.002 g/cm3小,因而不会产生显著误差。
如果考虑到玻璃球是空心时,其密度减少的数目将更小。
2.1.3 结晶能力例2-12 将下列三组聚合物的结晶难易程度排列成序:(1)PE,PP,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)PA 66,PA 1010.解:结晶难易程度为:(1)PE>PAN>PP>PVC>PS(2)聚己二酸乙二酯>PET>聚间苯二甲酸乙二酯由于聚己二酸乙二酯柔性好,而聚间苯二甲酸乙二酯对称性不好。
(3)尼龙66>尼龙1010由于尼龙66分子中的氢键密度大于尼龙1010。
例2-13 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。
试解释它们内在结构上的差别。
解: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,乙烯的长嵌段堆砌入聚乙烯晶格,而丙烯嵌段堆砌入聚丙烯晶格。
由于能结晶从而是硬而韧的塑料,且不透明。
错误分析:“前者是交替共聚物”。
交替共聚物的结构规则性也很好,也易结晶。
例2-14 判断正误:“分子在晶体中是规整排列的,所以只有全同立构或间同立构的高分子才能结晶,无规立构的高分子不能结晶。
”解:错。
无规立构不等于没有对称性,况且对称性不是唯一的结构影响因素,柔顺性和分子间作用力也很重要。
一些无规立构的聚合物如聚乙烯醇(结晶度达30%)、聚三氟氯乙烯(结晶度达90%以上)等均能结晶。
错误分析:“若两种均聚物有相同类型的结晶结构,也能结晶如两种尼龙”这里将无规立构与无规共聚混为一谈。
易混淆的还有“无规线团”。
这三种“无规”完全是不同的概念。
例2-15 为什么聚对苯二甲酸乙二酯从熔体淬火时得到透明体?为什么IPMMA是不透明的?解:聚对苯二甲酸乙二酯的结晶速度很慢,快速冷却时来不及结晶,所以透明。
等规PMMA结晶能力大,结晶快,所以它的试样是不透明的。
例2-16 试分析聚三氟氯乙烯是否结晶性聚合物?要制成透明薄板制品,问成型过程中要注意什么条件的控制?解:是结晶性聚合物,由于氯原子与氟原子大小差不多,分子结构的对称性好,所以易结晶。
成型过程中要使制品快速冷却,以降低结晶度并使晶粒更细小,才能得到透明薄板。
例2-17 聚合物在结晶过程中会发生体积收缩现象,为什么? 图2-4是含硫量不同的橡皮在结晶过程中体积改变与时间的关系,从这些曲线关系能得出什么结论?试讨论之。
图2-4 含硫量不同的橡皮在结晶过程中体积改变与时间的关系解:结晶中分子链的规则堆砌使密度增加,从而结晶过程中发生体积收缩。
橡胶含硫量增加,减少了结晶能力,结晶程度和结晶速度都下降,表现在曲线最大的体积收缩率%和曲线斜率都减少。
例2-18 透明的聚酯薄膜在室温二氧六环中浸泡数分钟就变为不透明,这是为什么?解:称溶剂诱导结晶,有机溶剂渗入聚合物分子链之间降低了高分子链间相互作用力,使链段更易运动,从而Tg降低至室温以下而结晶。
例2-19 已知PE的结晶密度为1000KgM-3,无定形PE的密度为865KgM-3,计算密度为970KgM-3的线形PE和密度为917KgM-3的支化PE的.并解释为什么两者的结晶度相差这么大?解:线形PE支化PE线性PE由于对称性比支化PE好,所以结晶度大。
例2-20.(1)将熔融态的聚乙烯(PE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚苯乙烯(PS)淬冷到室温,PE是半透明的,而PET和PS是透明的。