第二章高分子的聚集态结构课后习题
第2章《聚合物的凝聚态结构》习题
19、下列模型中,用来描述聚合物非晶态结构模型 的是:( D ) A、 缨状微束模型, B、折叠链模型, C、插线板模型, D、无规线团模型
20、某结晶性聚合物在偏光显微镜下呈现黑十字消 光图案,则其结晶形态是( C )。 A、 单晶, B、串晶, C、球晶, D、片晶 21、总体上,下列三类聚合物内聚能密度大小顺序 为:( A )>( C )>( B ) A、合成纤维;B、 合成橡胶;C、合成塑料
第三章
一、 概念
高分子聚集态结构习题
1. 内聚能密度 单位体积凝聚体汽化时所需要的能量。
CED E Vm
式中:Vm-摩尔体积,△E-内聚能。 2. 结晶度 实际晶态聚合物,是晶区和非晶区同时存在 的。结晶度即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)。
8
16、在热塑性弹性体SBS的相态结构中,其相分离结 构为( B )。 A、 PS-连续相,PB-分散相; B、PB-连续相,PS-分散相; C、 PS和PB均为连续相;D、PS和PB均为分散相 17、下列说法,表述错误的是( B )。 A、HIPS树脂具有“海岛结构”。 B、SBS具有两相结构,PS相起化学交联作用。 C、HIPS基体是塑料,分散相是橡胶。 D、SBS具有两相结构,橡胶相为连续相。 18、下列聚合物内聚能密度最大的是( D )。 A、1,4-聚丁二烯, B、 聚苯乙烯, C、聚氯乙烯, D、聚丙烯腈 9
1
3. 液晶 是具有晶体的光学各向异性, 又具有液体的流 动性质的有序流体的总称。 4. 取向态结构 大分子链、链段或微晶在某些外场(如拉伸应 力或剪切应力)作用下,可以沿着外场方向有序 排列,这种有序的平行排列称为取向,所形成 的聚集态结构,称为取向态结构。 5. 高分子合金 指二种或多种聚合物组分通过物理或化学方法 形成的混合物,有时也称为多组分聚合物。
关于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 Makromol.Chemie》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。
第二章高分子的聚集态结构课后习题
第二章高分子的聚集态结构课后习题第2章高分子的凝聚态结构一、思考题1.什么是高分子的凝聚态结构?为什么高聚物不存在气态?2.内聚能密度是指什么?它与分子间作用力关系如何?分子间作用力有哪些类型?3.如何测定聚合物的内聚能密度?4.描述非晶态高聚物的两个有代表性的结构模型的基本观点是什么?两者的分歧何在?5.描述结晶高聚物的结构模型有哪些?它们的基本观点是什么?6.试述几种结晶高聚物结晶形态的形状特点,它们最容易在什么条件下生成?哪种结晶形态在偏光显微镜下具有黑十字消光图案?7.何谓高聚物的结晶度?可用哪些方法测定高聚物的结晶度?8.何谓高聚物的取向?非晶态高聚物和结晶高聚物的取向单元有哪些?取向结果使高聚物得性质在哪些方面发生了变化?取向和结晶的异同点有哪些?9.试述几种液晶晶型的结构特点以及高分子液晶类型。
10.液晶高分子的化学结构有哪些基本特征?11.高分子混合物有哪三大类?12.如何从热力学角度分析聚合物共混物的相容性?13.判别聚合物之间相容性的方法有哪些?如何判别?二、选择题1.下列聚合物中,内聚能密度从小到大的正确顺序是()①聚顺丁橡胶,尼龙6,聚氯乙烯②尼龙6,聚顺丁橡胶,聚氯乙烯③聚顺丁橡胶,聚氯乙烯,尼龙62. 结晶高聚物中不会出现的晶系是()①立方②正交③六方④单斜3.以下聚合物的内聚能密度最高的是哪种?()①橡胶②塑料③纤维4.单晶的适宜制备条件是()①极稀溶液且从高聚物熔点以上缓慢降温析出②浓溶液析出③稀溶液加搅拌析出5.可用于描述非晶态PMMA聚集态结构的模型是()①无规线团模型②缨状微束模型③插线板模型6.一般地说,哪种材料需要较高程度的单轴取向?()①纤维②塑料③橡胶7.测定交联高聚物内聚能密度的方法可用()①测定蒸发热和升华热法②粘度法③溶胀法8.测定线型高聚物内聚能密度的方法可用()①测定蒸发热和升华热法②粘度法③溶胀法9.对取向与结晶的正确描述是()①两者均是自发过程②两者都为热力学平衡态③前者是自发过程,后者为非自发过程④前者为非热力学平衡态,后者为热力学平衡态11.缨状胶束模型能解释的实验现象有( )①结晶高聚物的宏观密度小于按晶胞参数计算的理论密度②结晶高聚物有熔限③单晶结构12.近邻折叠链模型能解释的实验现象有()①高聚物能形成单晶②晶体密度小于按晶胞参数计算的理论密度③高聚物取向后强度增强13.插线板模型能解释的实验现象有()①晶体密度小于按晶胞参数计算的理论密度②聚乙烯晶体结晶速度很快③折叠链单晶14. Yeh的两相球粒模型能解释的实验现象有()①晶体密度小于按晶胞参数计算的理论密度②经热处理后有的高聚物密度可变大③有些高聚物熔体能够快速结晶15.某一聚合物薄膜,当温度升至一定温度时发生收缩,这是由于()①大分子解取向②内应力松弛③导热不良三、判断题(正确的划“√”,错误的划“×”)1.聚合物的结晶和取向都是热力学稳定体系,只是前者是分子排列三维有序,后者是一维或二维有序。
关于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 Makromol.Chemie》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。
高分子化学与物理第二章答案
《高分子化学与物理》第2章习题答案1、(1)逐步聚合:单体转化为高分子是逐步进行的,即单体官能团间可相互反应而逐步增长。
(2)缩合聚合:由带有两个或两个以上官能团的单体之间相互作用,生成高分子物质,同时析出小分子。
(3)官能团等活性:在一定聚合度范围内,官能团活性与聚合物分子量大小无关。
(4)线形缩聚:参加反应的单体都含有两个官能团,反应中形成的大分子向两个方向增长,得到线型聚合物的一类反应。
(5)体型缩聚:参加反应的单体中至少有一种单体含有两个以上的官能团,切体系平均官能度大于2,反应中大分子向三个方向增长,得到体型结构聚合物的一类反应。
(6)凝胶点:开始出现凝胶瞬间的临界反应程度。
(7)转化率:参加反应的单体量站起始单体量的分数。
(8)反应程度:参与反应的基团数占起始基团的分数。
(9)界面缩聚:参加聚合反应的两种单体分别溶于互不相溶的两种溶剂中,在相界面处单体进行的缩聚反应。
2. (1)H 2N(CH 2)5COOHNH(CH 2)5COnn +(n -1)H 2O(2)HOCH 2CH 2OH +HOOC(CH 2)4COOHn n OCH 2CH 2O 2)4COOn(2n -1)H 2O +(3)n OCN(CH 2)6NCO +n HO(CH 2)4OH(CH 2)6H NH NCOO O(CH 2)4On(4)n HO(CH 2)5COOH2)5COn +(n -1)H 2O3、n X =200n X =,K=432代入,可得:224320.0108200w n K n X === 4、计算等物质的量的对苯二甲酸与乙二醇的反应体系,11X P=-,聚对苯二甲酸乙二醇酯结构单元的分子量为M 0=192,11n X P=-,0n n M M X =,各反应程度时的平均聚合度和分子量见下表。
5、n X =50n X =,K =4.9代入,可得:3224.9 1.961050w n K n X -===⨯ 6、由112n r X r rP +=+-,10.996210.0022a b c N r N N ===++⨯当P=0.95时,n X =20;当P=0.98时,n X =46;当P=0.99时,n X =83 7、(1)2*33*22.432a ab b a b f N f N f N N ++===++f >2,该体系可以发生交联,凝胶点:220.8332.4c P f ==≈ (2)3×2>1.95×3,邻苯二甲酸过量,两官能团不等当量,22*3*1.952.363 1.95b b a b f N f N N ==≈++凝胶点:220.8472.36c P f ==≈ (3)2()2*(1.95*32*0.002)2.3643 1.950.002a a c c abc f N f N f N N N ++==≈++++f >2,该体系可以发生交联,凝胶点:220.8472.36c P f==≈ 8、2-官能度体系、2-2官能团体系能发生缩聚时,能生成线型聚合物。
高分子物理习题解答
⾼分⼦物理习题解答《⾼分⼦物理》习题思考题第⼀章⾼分⼦链的结构(1)⼀解释名词、概念1.⾼分⼦构型答:⾼分⼦中由化学键固定的原⼦、原⼦团在空间的排列⽅式。
2.全同⽴构⾼分⼦答:由同⼀种旋光异构单元键接⽽成的⾼分⼦。
3.间同⽴构⾼分⼦答:由两种旋光异构单元交替键接形成的⾼分⼦。
4.等规度答:聚合物中全同⽴构和间同⽴构总的百分数。
5.数均序列长度答:链节序列的平均数。
6.⾼分⼦的构象答:⾼分⼦在空间的形态。
7.⾼分⼦的柔顺性答:⾼分⼦链能够改变其构象的性质成为柔顺性。
8.链段答:⾼分⼦中能够独⽴运动的最⼩单位称为链段。
把若⼲个键组成的⼀段链作为⼀个独⽴运动的单元。
9.静态柔顺性答:⾼分⼦链构象能之差决定的柔顺性,叫静态柔顺性。
10.动态柔顺性答: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的长短决定的柔顺性,叫动态柔顺性。
11.等效⾃由连接链:柔性的⾮晶状线型⾼分⼦链,不论处于什么形态(如玻璃态、⾼弹态、熔融态或⾼分⼦溶液),相同分⼦量的⾼分⼦链段都取平均尺⼨近乎相等的⽆规线团构象,称为“等效⾃由结合链”12.⾼斯链:。
因为等效⾃由结合链的链段分布符合⾼斯分布函数,⼜称为⾼斯链。
13.⾼分⼦末端距:指线形⾼分⼦链的⼀端⾄另⼀端的直线距离。
14.Hp q答:表⽰单螺旋分⼦链的构象类型。
其中p表⽰螺旋构象中⼀个等同周期所包含的结构单元数,q表⽰在此周期中所包含螺旋的圈数。
⼆. 线性聚异戊⼆烯可能有哪些构型?答:8种, 1. 1,4加成:2种,顺式和反式2. 1,2加成:3种,全同,间同和⽆规3. 3,4加成:3种,全同,间同和⽆规三. 聚合物有哪些层次的结构?那些属于化学结构?那些属于物理结构?答:聚合物结构的层次分⼦链结构聚集态结构近程结构远程结构结晶态结构⾮晶态结构取向态结构液晶态结构织态结构构造构型⼤⼩形态在聚合物层次结构中,近程结构属于化学结构,⽽远程结构和聚集态结构属于物理结构。
四.为什么说柔顺性是⾼分⼦材料独具的特性?答:柔顺性是分⼦链能够呈现出不同程度卷曲构象状态的性质。
高分子物理补充习题(高材专业).doc
补充习题补1.高分子基础1.高分子化合物的特点;2.聚合反应类型及实施方法;3.聚合物材料的老化现象特征、老化的因素、老化的防止;4.聚合物的降解,降解类型、降解因素第一章高分子链结构1.内聚能密度; 链段;分子链的平衡态柔性和动态柔性。
2.指出塑料、橡胶和纤维的内聚能密度的大致范围。
3.比较各组内几种高分子链的柔性大小并说明理由:1)聚乙烯,聚丙烯,聚苯乙烯;2)聚乙烯,聚乙炔,顺式1,4聚丁二烯;3)聚丙烯,聚氯乙烯,聚丙烯腈;4)聚丙烯,聚异丁稀;5)聚氯乙烯,聚偏氯乙烯;6)聚乙烯,聚乙烯基咔唑,聚乙烯基叔丁烷;7)聚丙烯酸甲酯,聚丙烯酸丙脂,聚丙酸戌酯;8)聚酰胺6.6,聚对苯二甲酰对苯二胺;9)聚对苯二甲酸乙二醇酯,聚对苯二甲酸丁二醇酯。
假定聚乙烯的聚合度为2000,键角为109.5°(如图所示),求伸直链的长度为L max与自由旋转链的均方根末端距之比值,并解释某些高分子材料在外力作用下可产生很大变形的原因。
(链节长度l=0.514nm, =nl2)第二章高分子聚集态结构1.晶态、液晶态、取向态;4)球晶5)取向函数、2.球晶、串晶、伸直链晶体分别在什么条件下形成?3.如何用密度法测定高聚物的结晶度?4.为什么天然橡胶在室温下是柔软而富有弹性的高弹体,但当拉伸比(λ)较大时其模量会急剧增加而失去高弹性?5.如何测定结晶高聚物在一定温度下的结晶速率常数k和阿芙拉密指数n,后者的物理意义是什么?6.试写出下列塑料的最高使用温度?(指出是Tg还是Tm即可)。
1)无规立构聚氯乙烯,2)间同立构聚氯乙烯,3)无规立构聚甲基丙烯酸甲酯,4)全同立构聚甲基丙烯酸甲酯,5)聚乙烯,6)全同立构聚丙烯,7)全同立构聚丁烯-1,8)聚丙烯腈,9)尼龙66,10)聚对苯二甲酰对苯二胺7.高分子液晶按液晶形态分为哪几类?8.高分子液晶的刚性结构及其作用?9.热熔型主链高分子液晶的性质及其说明?第三章 高分子溶液1.低分子物质和高分子物质的溶解过程有何区别?2.结晶高聚物的溶解有什么特点?3.试述选择溶剂的原则。
高分子物理习题集
第一章 高分子链的结构1.解释名词、概念等效自由连接链 均方末端距. 链段 均方旋转半径 构象 构型2.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。
3.某聚α-烯烃的平均聚合度为500,均方末端距为625 nm2,求:(1)表征大分子链旋转受阻的刚性因子ζ。
(2)作为大分子独立运动的单元—链段长b 。
(3)一个大分子含有的链段数Z 。
(4)每个链段中结构单元的数目。
4.假定PP 的平均聚合度为2000,键长为 1.54Å,键角为109.5º,θ溶剂中2520101.1A ⨯=h ,求等效自由连接链的链段长b 。
5.写出聚异戊二烯德各种可能构型(不包含键接异构)。
6.什么叫做链的构型?全同立构聚丙烯能否通过化学键(C-C 单键)内旋转把〝全同〞变为〝间同〞,为什么?7.天然橡胶和古塔玻胶在结构上有何不同? 画出示性结构式。
8. 欲使某自由连接链(单烯类)均方末端距增加10倍,试问其聚合度必须增加多少倍?9.大分子链柔顺性最根本的原因是什么?表征高分子链柔顺性的物理参数有哪些?它们是如何定义的?① 11. PE 、PS ②PP 、PAN 、PVC ③PP 、PIB (聚异丁烯)④PE 与顺1,4聚丁二烯 ⑤聚己二酸乙二醇酯 聚丙烯(全同) 聚二甲基硅氧烷10 假定PP 于30℃甲苯溶液中,测得无扰尺寸(h 02/M )=8.35×10-4nm, ζ=(h 02/h fr 2)½=1.76,试求:(1)此聚丙烯的等效自由取向链的链段长。
(2)当聚合度为1000时的链段数。
第二章高分子聚集态结构第二章习题1.晶态高聚物的结构模型有哪些?其主要内容是什么?2.已知聚乙烯为斜方晶系,它的晶格常数分别为a=0.738nm,b=0.495nm,c=0.254nm.试解答如下问题:(1)推算斜方晶系PE的分子结构(构象)(2)已知样品的密度ρ=0.97g/cm3,试求单晶格中所含分子链的链节数目。
高分子物理何曼君第三版课后习题答案
h02 293.9 1.17nm L反 251.5 L反 h02
2
(2) N 0
251.52 215(个) 293.9
第二章 高分子的聚集态结构
1 下表列出了一些聚合物的某些结构参数,试结合链的化学结构,分析比较它们的柔顺性好坏, 并指出在室温下各适于做何种材料(塑料、纤维、橡胶)使用。 聚合物
⑴ 聚合度为 5 10 的聚乙烯的平均末端距、均方末端距和最可几末端距;
4
⑵ 末端距在+10 Å和+100 Å处出现的几率。 解:⑴
1 cos 4.7 105 ( ) 2 1 cos 2 8N h l 448( ) 3
2 h2 fr nl
h
⑵
1
(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: (1)密度
W 2.92 103 1.362 103 (kg m 3 ) 6 V (1.42 2.96 0.5110 )
结晶度 f 0v
a 1.362 1.335 16.36% c a 1.50 1.335
2 h0 835 104 nm M
2
L反 nl sin
2
2
M l sin 5.99 103 (nm) M M0 2
h2 835 104 nm M (1) l0 0 1.17nm L反 5.99 103 (nm) M
(2) N 0
2
L反
2 h0
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:
高分子化学第二章答案完整版
第二章缩聚和逐步聚合思考题2.1简述逐步聚合和缩聚、缩合和缩聚、线形缩聚和体形缩聚、自缩聚和共缩聚的关系和区别。
解(1)逐步聚合和缩聚逐步聚合反应中无活性中心,通过单体中不同官能团之间相互反应而逐步增长,每步反应的速率和活化能大致相同。
缩聚是指带有两个或两个以上官能团的单体间连续、重复进行的缩合反应,缩聚物为主产物,同时还有低分子副产物产生,缩聚物和单体的元素组成并不相同。
逐步聚合和缩聚归属于不同的分类。
按单体—聚合物组成结构变化来看,聚合反应可以分为缩聚、加聚和开环三大类。
按聚合机理,聚合反应可以分成逐步聚合和连锁聚合两类。
大部分缩聚属于逐步聚合机理,但两者不是同义词。
(2)缩合和缩聚缩合反应是指两个或两个以上有机分子相互作用后以共价键结合成一个分子,并常伴有失去小分子(如水、氯化氢、醇等)的反应。
缩聚反应是缩合聚合的简称,是指带有两个或两个以上官能团的单体间连续、重复进行的缩合反应,主产物为大分子,同时还有低分子副产物产生。
l-1、1-2、1-3等体系都有一种原料是单官能度,只能进行缩合反应,不能进行缩聚反应,缩合的结果,只能形成低分子化合物。
醋酸与乙醇的酯化是典型的缩合反应,2-2、2-3等体系能进行缩聚反应,生成高分子。
(3)线形缩聚和体形缩聚根据生成的聚合物的结构进行分类,可以将缩聚反应分为线形缩聚和体形缩聚。
线形缩聚是指参加反应的单体含有两个官能团,形成的大分子向两个方向增长,得到线形缩聚物的反应,如涤纶聚酯、尼龙等。
线形缩聚的首要条件是需要2-2或2官能度体系作原料。
体形缩聚是指参加反应的单体至少有一种含两个以上官能团,并且体系的平均官能度大于2,在一定条件下能够生成三维交联结构聚合物的缩聚反应。
如采用2-3官能度体系(邻苯二甲酸酐和甘油)或2-4官能度体系(邻苯二甲酸酐和季戊四醇)聚合,除了按线形方向缩聚外,侧基也能缩聚,先形成支链,进一步形成体形结构。
(4)自缩聚和共缩聚根据参加反应的单体种类进行分类,可以将缩聚反应分为自缩聚、混缩聚和共缩聚。
高分子物理考研习题整理02高分子的聚集态结构
高分子物理考研习题整理02高分子的聚集态结构1 高分子结晶的形态①指出聚合物结晶形态的主要类型, 并简要叙述其形成条件有五种典型的结晶形态。
单晶: 只能从极稀的聚合物溶液中缓慢结晶得到。
球晶: 从浓溶液或熔融体冷却时得到。
伸直链晶体: 极高压力(通常需几千大气压以上)下缓慢结晶。
纤维状晶体:受剪切应力(如搅拌), 应力不足以形成伸直链片晶时得到。
串晶: 受剪切应力(如搅拌), 后又停止剪切应力时得到。
②让聚乙烯在下列条件下缓慢结晶, 各生成什么样的晶体?(1)从极稀溶液中缓慢结晶;(2)从熔体中结晶;(3)极高压力下结晶;(4)在溶液中强烈搅拌结晶(1)从极稀溶液中缓慢结晶, 得到的是单晶。
1957年Keller在极稀溶液中, 于Tm附近缓慢地冷却或滴加沉淀剂使聚乙烯结晶, 得到菱形的聚乙烯折叠链的单晶。
(2)从熔体中结晶, 得到的是球晶, 球晶的基本单元仍是折叠链晶片。
(3)极高压力下结晶, 得到的是伸直链晶体。
例如, 聚乙烯在226℃、4800atm下结晶8h, 得到完全伸直链的晶体, 其熔点由原来的137℃提高的140.1℃, 接近平衡熔点144℃。
(4)在溶液中强烈搅拌结晶, 得到的是串晶。
因为搅拌相当于剪切应力的作用, 使结晶与取向同时进行。
串晶由两部分组成, 中间为伸直链的脊纤维i, 周围是折叠链晶片形成的附晶。
由于结晶是在分子链的主链上成核, 在垂直方向上长大, 因此得到的是串晶。
③聚合物因结晶方法、热处理和力学处理不同, 呈现出不同的结晶形态, 简述下列各种形态结构的特征。
(1)单晶(2)球晶(3)拉伸纤维晶(4)非折叠的伸直链晶体(5)串晶(1)单晶: 厚为10-50nm的薄板状晶体(片晶), 有菱形、平行四边形、长方形、六角形等形状, 分子链呈折叠链构象, 分子链垂直于片晶表面;(2)球晶: 球形或截顶的球晶, 由折叠链片晶从中心往外辐射生长组成;(3)拉伸纤维晶: 纤维状晶体中分子链完全伸展, 但参差不齐, 分子链总长度大大超过分子链平均长度;(4)非折叠的伸直链晶体:厚度与分子链长度相当的片状晶体, 分子链呈伸直链构象;(5)串晶:以纤维状晶作为脊纤维, 上面附加生长许多折叠链片晶。
最新《高分子物理》精品复习资料高分子的聚集态结构习题
1、例题:将下列三组聚合物按结晶难易程度排序:1)PE,全同PP,无规PVC,无规PAN,全同PS2)聚对苯二甲酸乙二醇酯,聚间苯二甲酸乙二醇酯,聚己二酸乙二醇酯3)PA6,PA66,PA1010解答:结合分子结构的规整性与柔顺性,结晶从易到难:1)PE,全同PP,全同PS,无规PAN,无规PVC2)聚己二酸乙二醇酯,聚对苯二甲酸乙二醇酯,聚间苯二甲酸乙二醇酯3)PA6,PA66,PA10102、例题:解释下列现象:1)聚合物的结晶特征与低分子结晶不同,很难找到完全结晶的聚合物。
2)结晶聚合物熔融时,其熔点及熔限与低分子结晶不相同。
解:1)因为聚合物分子链较长,运动困难,所以它在结晶过程中很难完全规整排入晶格,故不能完全结晶。
2)由于聚合物晶区内结晶的完善程度不同,因此会在熔融过程中出现熔限,并定义聚合物的熔点为破坏晶区中最完善晶格所需要的温度,这一温度会随结晶条件及分子结构的不同而改变。
3、例题:两个牵伸比相同的聚丙烯的纺丝过程中,A用冷水冷却,B用333K的热水冷却。
成丝后将两种聚丙烯丝放在363K的环境中,发现两者的收缩率有很大不同。
哪一种丝的收缩率高?说明理由。
解:冷水冷却丝的收缩率高。
两个牵伸比相同的聚丙烯的纺丝过程,A用冷水冷却,B用333K的热水冷却。
在两种不同的冷却过程中,由于温度不同,导致两种条件下结晶的完善程度不同,用冷水冷却时,由于温度迅速降低,导致聚丙烯结晶不完善,升温至363K的环境中,由于聚丙烯会出现二次结晶,并且形成较完善的晶体,导致体积的收缩率较大;而用333K的热水冷却时,由于温度较高,导致聚丙烯的结晶较完善,升温至363K环境中后,体积收缩率较小。
4、例题:从大量聚合物的ρc、ρa数据归纳得到:ρc/ρa=1.13。
若晶区与非晶区有线性加和性,试证明下列粗略估计聚合物密度与体积结晶度f c V的关系式成立:ρ/ρa=1+0.13 f c V证明:fcV=(ρ-ρa)/(ρc-ρa)=(ρ/ρa-1)/(ρc/ρa-1)=(ρ/ρa-1)/(1.13-1)→ρ/ρa=1+0.13 f c V5、例题:涤纶树脂热分析的DSC谱图如下,指出曲线上各个峰的意义。
高分子物理 第二章习题答案
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。
(完整版)高分子第二章习题参考答案
高分子第二章习题参考答案1.下列烯类单体适于何种机理聚合:自由基聚合,阳离子聚合或阴离子聚合?并说明理由。
CH2=CHCl,CH2=CCl2,CH2=CHCN,CH2=C(CN)2,CH2=CHCH3,CH2=C(CH3)2,CH2=CHC5H6,CF2=CF2,CH2=C(CN)COOCH3,CH2=C(CH3)-CH=CH2参考答案:自由基聚合:CH2=CHCl,CH2=CCl2,CH2=C(CN)2,CH2=CHC5H6,CH2=C(CH3)-CH=CH2,CF2=CF2,CH2=C(CN)COOCH。
阴离子聚合:CH2=CHCN,CH2=C(CN)2,CH2=CHC5H6,CH2=C (CH3)-CH=CH2,CH2=C(CN)COOCH。
阳离子聚合:CH2=CHCH3,CH2=CHC5H6,CH2=C(CH3)-CH=CH2,CH2=C(CH3)2。
CH2=CHCl:适于自由基聚合,Cl原子是吸电子基团,也有共轭效应,但较弱。
CH2=CCl2:适于自由基聚合,Cl原子是吸电子基团。
CH2=CHCN:适于自由基聚合和阴离子聚合,CN是强吸电子基团,并有共轭效应。
CH2=C(CN)2:适于自由基聚合和阴离子聚合,CN是强吸电子基团。
CH2=CHCH3:适于阳离子聚合,CH3是供电子基团,CH3是与双键有超共额轭效应。
CH2=C(CH3)2:适于阳离子聚合,CH3是供电子基团,CH3是与双键有超共轭效应。
CH2=CHC5H6和CH2=C(CH3)-CH=CH2:均可进行自由基聚合、阳离子聚合和阴离子聚合。
因为共轭体系π电子的容易极化和流动。
CF2=CF2:适于自由基聚合。
F原子体积小,结构对称。
CH2=C(CN)COOCH:适合阴离子和自由基聚合,两个吸电子基,并兼有共轭效应。
2.判别下列单体能否进行自由基聚合,并说明理由。
CH2=C(C5H6)2,ClCH=CHCl,CH2=C(CH3)C2H5,CH3CH=CHCH3,CH2=C(CH3)COOCH3,CH2=CHOCOCH3,CH3 CH=CHCOCH3参考答案:CH2=C(C5H6)2不能通过自由基聚合形成高分子量聚合物。
聚合物的凝聚态结构习题解答
第2章聚合物的凝聚态结构1. 名词解释凝聚态: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。
高分子的凝聚态是指高分子链之间的几何排列和堆砌状态,包括固体和液体。
内聚能密度:单位体积的内聚能,CED = ∆E/V m。
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。
结晶度:试样中结晶部分所占的质量分数(质量结晶度x c m)或者体积分数(体积结晶度x c v)。
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。
高分子合金的相容性:高分子共混物中分子间分子水平的互容程度。
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:内聚能密度是指单位体积的内聚能;CED = ∆E/V m。
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,CED<290J/cm3的高聚物,都是非极性高聚物,由于它们的分子链上都不含极性基因,分子间作用力主要是色散力,分子间相互作用力较弱,加上分子链的柔性较好,使这些高聚物材料易于变形,富有弹性,可作橡胶,但聚乙烯是个例外,由于它的结构对称规整易于结晶而失去弹性,只能作塑料使用。
CED>420 J/cm3的高聚物,由于分子链上有强极性基因,或者分子间能形成氢键,分子间作用力大,因而有较好的机械强度和耐热性,再加上分子结构比较规整,易于结晶,取向,使强度更高,可成为优良的纤维材料或工程塑料。
CED∈290~420 J/cm3的高聚物,分子间作用力居中,适合于作塑料使用。
内聚能密度的测试方法主要有:最大溶胀比法、最大特性粘数法。
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?各种结晶形态的特征是什么?单晶:形成条件:0.01%~0.1%PE溶液中极缓慢冷却结晶或较高压力下100MP)熔体结晶而成。
第二章_高分子的聚集态结构习题
习题
9. 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?PET和尼龙-66的内聚能相差很大,而 熔点却基本相同?
聚合物 内聚能 Tm/oC PE 聚四氟乙烯 PET 1.3 1.6 1.9 137 327 265 尼龙-66 3.4 264
10. 解释下列实验:将一个砝码系于聚乙烯醇纤维的 一端,把砝码和部分纤维浸入称有沸水的烧杯中。 如果砝码悬浮在水中,则体系是稳定的;如果砝码 挨着烧杯底部,则纤维被溶解了。 明德至诚 博学远志
明德至诚
博学远志
习题
11. 均聚物A的熔点为200ºC,其熔融热为8368焦耳/ 摩尔重复单元,如果在结晶的AB无规共聚物中,单 体B不能进入晶格,试预测含单体B10.0%摩尔分数 的AB无规共聚物的熔点。 12. 聚对苯二甲酸乙二酯的平衡熔点Tm0=280ºC,熔 融热∆Hu=26.9千焦/摩尔重复单元,试预计分子量从 10000增大到20000时,熔点将升高多少度?
习题
3. 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) 尼龙-66,尼龙-1010 4. 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。” 5. 为什么聚对苯二甲酸乙二醇酯从熔体淬火时得到 透明体;为什么iPMMA是不透明的? 明德至诚 博学远志
第二章高分子的聚集态结构习题高分子化学习题及解答高分子物理习题集高分子物理习题答案高分子凝聚态物理学高分子液态发光字英语时态练习题时态练习题被动语态练习题初中被动语态练习题
习题
1. 根据高聚物的分子结构和分子间作用能,定性地讨 论表2-2中所列各高聚物的性能。
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第2章高分子的凝聚态结构
一、思考题
1.什么是高分子的凝聚态结构?为什么高聚物不存在气态?
2.内聚能密度是指什么?它与分子间作用力关系如何?分子间作用力有哪些类型?
3.如何测定聚合物的内聚能密度?
4.描述非晶态高聚物的两个有代表性的结构模型的基本观点是什么?两者的分歧何在?
5.描述结晶高聚物的结构模型有哪些?它们的基本观点是什么?
6.试述几种结晶高聚物结晶形态的形状特点,它们最容易在什么条件下生成?哪种结晶形态在偏光显微镜下具有黑十字消光图案?
7.何谓高聚物的结晶度?可用哪些方法测定高聚物的结晶度?
8.何谓高聚物的取向?非晶态高聚物和结晶高聚物的取向单元有哪些?取向结果使高聚物得性质在哪些方面发生了变化?取向和结晶的异同点有哪些?
9.试述几种液晶晶型的结构特点以及高分子液晶类型。
10.液晶高分子的化学结构有哪些基本特征?
11.高分子混合物有哪三大类?
12.如何从热力学角度分析聚合物共混物的相容性?
13.判别聚合物之间相容性的方法有哪些?如何判别?
二、选择题
1.下列聚合物中,内聚能密度从小到大的正确顺序是()
①聚顺丁橡胶,尼龙6,聚氯乙烯
②尼龙6,聚顺丁橡胶,聚氯乙烯
③聚顺丁橡胶,聚氯乙烯,尼龙6
2. 结晶高聚物中不会出现的晶系是()
①立方②正交③六方④单斜
3.以下聚合物的内聚能密度最高的是哪种?()
①橡胶②塑料③纤维
4.单晶的适宜制备条件是()
①极稀溶液且从高聚物熔点以上缓慢降温析出
②浓溶液析出
③稀溶液加搅拌析出
5.可用于描述非晶态PMMA聚集态结构的模型是()
①无规线团模型②缨状微束模型③插线板模型
6.一般地说,哪种材料需要较高程度的单轴取向?()
①纤维②塑料③橡胶
7.测定交联高聚物内聚能密度的方法可用()
①测定蒸发热和升华热法②粘度法③溶胀法
8.测定线型高聚物内聚能密度的方法可用()
①测定蒸发热和升华热法②粘度法③溶胀法
9.对取向与结晶的正确描述是()
①两者均是自发过程
②两者都为热力学平衡态
③前者是自发过程,后者为非自发过程
④前者为非热力学平衡态,后者为热力学平衡态
11.缨状胶束模型能解释的实验现象有( )
①结晶高聚物的宏观密度小于按晶胞参数计算的理论密度
②结晶高聚物有熔限
③单晶结构
12.近邻折叠链模型能解释的实验现象有()
①高聚物能形成单晶
②晶体密度小于按晶胞参数计算的理论密度
③高聚物取向后强度增强
13.插线板模型能解释的实验现象有()
①晶体密度小于按晶胞参数计算的理论密度
②聚乙烯晶体结晶速度很快
③折叠链单晶
14. Yeh的两相球粒模型能解释的实验现象有()
①晶体密度小于按晶胞参数计算的理论密度
②经热处理后有的高聚物密度可变大
③有些高聚物熔体能够快速结晶
15.某一聚合物薄膜,当温度升至一定温度时发生收缩,这是由于()
①大分子解取向②内应力松弛③导热不良
三、判断题(正确的划“√”,错误的划“×”)
1.聚合物的结晶和取向都是热力学稳定体系,只是前者是分子排列三维有序,后者是一维或二维有序。
()
2.结晶使高聚物的透明性明显提高。
()
3.折叠链晶、纤维晶、球晶、和串晶都是多晶。
()
4.当高分子取向因子
f0时为不完全取向,f=1时为完全取向。
()
5.高聚物结晶度的大小是衡量晶粒大小的标志。
()
6.聚合物的晶态结构比低分子晶体的有序程度差,存在很多缺陷()
7.聚合物的非晶态结构比低分子非晶体的有序程度高。
()
8. 内聚能密度与聚合物分子间作用力有关。
()
9.声波传播测定的是晶区和非晶区的平均链段取向度。
()
10.高聚物分子链沿特定方向做平行排列为取向结构。
()
11.高聚物取向单元沿特定方向做占优势的平行排列为取向结构。
()
12.球晶较大的高聚物的透光性较高。
()
四、简答题
1.聚乙烯在下列条件下缓慢结晶,将生成什么样的晶体?
①从极稀溶液中缓慢结晶;②从熔体中结晶;③极高压力熔融挤出;④在溶液中强烈搅拌下结晶。
2.某结晶聚合物在注射制品中,靠近模具的皮层具有双折射现象,而制品内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。
3.在一根聚乙烯醇纤维下端悬挂一只重量适当的砝码,然后浸入盛有沸水的烧杯中,发现只要是砝码悬于水中,则纤维情况基本不变;如若把砝码沉于烧杯底部,则此纤维会被溶解,试解释这种现象。
五、计算题
1.完全非晶聚乙烯的密度a ρ=0.85g/cm 3,若其每摩尔重复结构单元的内聚能等于8.577kJ ,试求其CED 值。
2.一块全同立构聚丙烯试样的体积为1.42×2.96×0.51cm 3,质量为1.94g ,试计算这块试样的结晶度m c x 和v c x (其他数据请查相关资料)
3.由大量高聚物c ρ和a ρ数据归纳得出=a c /ρρ 1.13,若晶区和非晶区的密度
存在加和性,试证明下列关系式成立:v c a x 13.01/+=ρρ。
4.用声波传播法测定拉伸涤纶纤维中分子链在纤维轴方向的平均取向角︒=30θ,试计算其取向度。