第二章 聚合物的凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)

1、第二章 聚合物的凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)一、概念1、內(nèi)聚能密度(cohesiveenergydensity,CED)：?jiǎn)挝惑w積凝聚體汽化時(shí)所需要的能量。 式中：Vm摩爾體積，E內(nèi)聚能。2、大分子鏈、鏈段或微晶在某些外場(chǎng)(如拉伸應(yīng)力或剪切應(yīng)力)作用下，可以沿著外場(chǎng)方向有序排列，這種有序的平行排列稱為取向，所形成的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)，稱為取向態(tài)結(jié)構(gòu)。 3、液晶：兼具晶體的光學(xué)性質(zhì)和液晶流動(dòng)性質(zhì)，是某些物質(zhì)在熔融態(tài)或在溶液狀態(tài)下所形成的有序流體的總稱。4、高分子合金: 指二種或多種聚合物組分通過(guò)物理或化學(xué)方法形成的混合物，有時(shí)也稱為多組分聚合物二、選擇答案1、下列四種聚合物中，內(nèi)聚能密度最大的為（ D ）。A、聚丙烯，B

2、、聚異丁烯，C、聚丁二烯，D、聚氯乙烯2、關(guān)于聚合物球晶描述錯(cuò)誤的是（ B ）。A、球晶是聚合結(jié)晶的一種常見(jiàn)的結(jié)晶形態(tài)。B、當(dāng)從濃溶液析出或由熔體冷結(jié)晶時(shí)，在存在應(yīng)力或流動(dòng)的情況下形成球晶。C、球晶外形呈圓球形，直徑0.5100微米數(shù)量級(jí)。D、球晶在正交偏光顯微鏡下可呈現(xiàn)特有的黑十字消光圖像和消光同心環(huán)現(xiàn)象。3、若聚合度增加一倍，則自由連接鏈的均方末端距變?yōu)樵档模?C ）倍。A、0.5 B、1.414 C、2 D、4 4、（ A ）是有序性最低的液晶晶型。A、向列型， B、近晶A型， C、近晶C型， D、膽甾型5、關(guān)于聚合物片晶描述錯(cuò)誤的是（ D ）。A、在極稀(濃度約0.01%)的聚合物溶

3、液中，極緩慢冷卻生成B、具有規(guī)則外形的、在電鏡下可觀察到的片晶，并呈現(xiàn)出單晶特有的電子衍射圖C、聚合物單晶的橫向尺寸幾微米到幾十微米，厚度10nm左右D、高分子鏈規(guī)則地近鄰折疊形成片晶，高分子鏈平行于晶面6、下列四種研究方法中，最適合鑒別球晶的為（ C ）。 A、DSC， B、X-射線衍射， C、偏光顯微鏡， D、電子顯微鏡7、紋影織構(gòu)是（ A ）液晶高分子的典型織構(gòu)。A、向列型， B、近晶A型， C、近晶C型， D、膽甾型8、聚合物可以取向的結(jié)構(gòu)單元（ D ）。A、只有分子鏈 B、只有鏈段 C、只有分子鏈和鏈段 D、有分子鏈、鏈段、微晶9、結(jié)晶度對(duì)聚合物性能的影響，錯(cuò)誤的描述為（ C ）。

4、A、隨結(jié)晶度的提高，拉伸強(qiáng)度增加，而伸長(zhǎng)率及沖擊強(qiáng)度趨于降低；B、隨結(jié)晶度的提高，相對(duì)密度、熔點(diǎn)、硬度等物理性能也有提高。C、球晶尺寸大，材料的沖擊強(qiáng)度要高一些。D、結(jié)晶聚合物通常呈乳白色，不透明，如聚乙烯、尼龍。10、下列四種實(shí)驗(yàn)方法中，除了（ D ），其余方法能測(cè)定聚合物的結(jié)晶度。A、密度法， B、廣角X射線衍射法， C、DSC法， D、偏光顯微鏡法11、下列模型中，（ D ）是描述聚合物非晶態(tài)結(jié)構(gòu)的局部有序模型。A、40年代Bryant提出纓狀膠束模型B、50年代英籍猶太人Keller提出的折疊鏈結(jié)構(gòu)模型C、50年代Flory提出無(wú)規(guī)線團(tuán)模型D、70年代美籍華人Yeh提出兩相球粒模型12

5、、（ B ）是聚合物最常見(jiàn)的結(jié)晶形態(tài)。A、折疊鏈片晶， B、球晶， C、纖維狀晶， D、伸直鏈晶體13、（ D ）是手性分子的典型液晶晶型。A、向列型， B、近晶A型， C、近晶C型， D、膽甾型14、高分子合金的制備方法中，成本最低且較常用的共混方法是（A ）。A、機(jī)械共混 B、溶液共混 C、接枝共聚 D、嵌段共聚15、下列四種研究方法中，不能測(cè)定聚合物結(jié)晶度的是（ D ）。 A、DSC， B、廣角X-射線衍射， C、密度法， D、小角X-射線衍射16、下列聚合物的結(jié)晶能力最強(qiáng)的為（ A ）。 A、高密度聚乙烯，B、等規(guī)聚丙烯，C、無(wú)規(guī)聚丙烯，D、等規(guī)聚苯乙烯17、聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺（PP

6、TA）是一種（ B ）液晶。 A、熱致向列型， B、溶致向列型， C、熱致膽甾型， D、溶致膽甾型18、液晶紡絲技術(shù)是利用（ B ）液晶的流變特性進(jìn)行的。A、 熱致向列相， B、溶致向列相， C、熱致膽甾相， D、溶致膽甾相三、填空題1、測(cè)定結(jié)晶聚合物的結(jié)晶度較為常用的測(cè)定方法有密度法、 廣角X射線衍射法 和 DSC法 等。2、高分子液晶的晶型有向列相N相、近晶相 和膽甾相等。按液晶的形成條件可分為 液晶高分子和溶致液晶高分子。3、研究聚合物的凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)的常用方法有 X-射線衍射 、 DSC 、電子衍射(ED)、原子力顯微鏡(AFM)和偏光顯微鏡(PLM)等。4、聚合物隨取向條件的不同，取向單

7、元也不同，取向結(jié)構(gòu)單元包括 鏈段 和分子鏈取向，對(duì)于結(jié)晶聚合物還可能有 微晶 的取向。四、回答下列問(wèn)題1、 述聚合物片狀單晶和球晶的形成條件及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。答：?jiǎn)尉В涸跇O稀(濃度約0.01%)的聚合物溶液中，極緩慢冷卻時(shí)生成具有規(guī)則外形的、在電鏡下可觀察到的片狀晶體，并呈現(xiàn)出單晶特有的電子衍射圖。聚合物單晶的橫向尺寸幾微米到幾十微米，厚度10nm左右。單晶中高分子鏈規(guī)則地近鄰折疊形成片晶。球晶：當(dāng)結(jié)晶聚合物從濃溶液析出或從熔體冷結(jié)晶時(shí)，在不存在應(yīng)力或流動(dòng)的情況下形成球晶。外形呈圓球形，直徑0.5100微米數(shù)量級(jí)。在正交偏光顯微鏡下可呈現(xiàn)特有的黑十字消光圖像和消光同心環(huán)現(xiàn)象。 2、何謂聚合物合金，包

8、括哪些類型？聚合物共混需要完全相容嗎？為什么？高分子合金又稱多組分聚合物，該體系是二種或多種聚合物組分形成的混合物。高分子合金體系：塑料連續(xù)相，橡膠分散相；塑料分散相，橡膠連續(xù)相；兩種塑料共混；兩種橡膠共混。由于高分子混合時(shí)的熵變值S很小，而大多數(shù)高分子高分子間的混合是吸熱過(guò)程，即H為正值，要滿足G小于零的條件較困難，也就是說(shuō)，絕大多數(shù)共混聚合物不能達(dá)到分子水平的混合，而形成非均相的“兩相結(jié)構(gòu)”。這種兩相結(jié)構(gòu)賦予高分子合金不同于均聚物的優(yōu)異的綜合性能，正是實(shí)際應(yīng)用中所需要。五、計(jì)算題1、由文獻(xiàn)查得滌綸樹(shù)脂的密度和，內(nèi)聚能。今有一塊的滌綸試樣，重量為，試由以上數(shù)據(jù)計(jì)算：（1）滌綸樹(shù)脂試樣的密度和結(jié)晶度；（2）滌綸樹(shù)脂的內(nèi)聚能密度。解：（1）密度結(jié)晶度或（2）內(nèi)聚能密. 度文獻(xiàn)值CED=4762、由X射線衍射法測(cè)得規(guī)整聚丙烯的晶胞參數(shù)為a=6.666,b=20.87,c=6.488 ，交角=98.12 ，為單