高分子物理课后习题答案(详解).docx

WORD格式 专业资料整理 高分子物理答案详解〔第三版〕 第 1 章高分子的链构造 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，而构型那么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X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那么。 2〕由于间规聚氯乙烯的氯取代基分得较开，相互间距离比X德华半径大，所以平面锯齿形构象是能量最低的构象。 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。 WORD格式 专业资料整理 从构造出发，简述以下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。 线性高分子 梯形高分子 (2非晶高分子结晶性高分子 柔性 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构造，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。 比较以下四组高分子链的柔顺性并简要加以解释。 WORD格式 专业资料整理 解： WORD格式 专业资料整理 极性取代基在主链分布，有对称性的比不对称的柔性好 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。〕 答：81.6 倍 无规聚丙烯在环己烷或甲苯中、 30℃时测得的空间位阻参数〔即刚性因子〕δ=1.76, 试计算其等效自由连接链长 度 b〔碳—碳键长为 0.154nm, 键角为 109.5 °〕。解： b=1.17nm 10. 某聚苯乙烯试样的分子量为416000 ，试估算其无扰链的均方末端距〔特征比Cn=12〕。 答：均方末端距为2276.8nm2。 第 2 章聚合物的凝聚态构造 WORD格式 专业资料整理 名词解释 WORD格式 专业资料整理 凝聚态，内聚能密度，晶系，结晶度，取向，高分子合金的相容性。 凝聚态：为物质的物理状态，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。 内聚能密度：CED定义为单位体积凝聚体汽化时所需要的能量，单位： 晶系：根据晶体的特征对称元素所进展的分类。 结晶度：试样中的结晶局部所占的质量分数〔质量结晶度〕或者体积分数〔体积结晶度〕。 取向：聚合物的取向是指在某种外力作用下，分子链或其他构造单元沿着外力作用方向的择优排列。 高分子合金的相容性：两种或两种以上高分子，通过共混形成微观构造均一程度不等的共混物所具有的亲和性。 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：〔 1〕内聚能密度： CED定义为单位体积凝聚体汽化时所需要的能量，单位： 〔 2〕内聚能密度在 300以下的聚合物，分子间作用力主要是色散力；内聚能密度在400以上的聚合物， 分子链上有强的极性基团或者分子间能形成氢键；内聚能密度在 300-400之间的聚合物， 分子间相互作用居中。 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？答：〔 1〕可能得到的结晶形态：单晶、树枝晶、球晶、纤维状晶、串晶、柱晶、伸直链晶体； 〔 2〕形态特征： 单晶：分子链垂直于片晶平面排列，晶片厚度一般只有 10nm左右