高分子習題及思考題一

1、-. z.習題與思考題一1、解釋以下名詞：(1)構型；分子中由化學鍵所固定的原子在空間的幾何排列。(2)構象；由于單鍵內旋轉而產生的分子在空間的不同形態(tài)(3)鏈段；(4)熱力學柔性單鍵內旋轉時，由于非鄰近原子之間的相互作用，使反式和旁式構象之間存在著能量差。(5)力學柔性單鍵內旋轉時，由于非鄰近原子之間的相互作用，使反式和旁式構象之間存在著能量差。(6)均方末端距；如果自由結合鏈由 n 個鍵組成，每個鍵的長度為l，(7) 自由結合鏈模型：假定分子是由足夠多的不占有體積的化學鍵自由結合而成，內旋轉時沒有鍵角的限制和位壘障礙，其中每個鍵在任何方向的幾率都相等，稱這種鏈為自由結合鏈。(8)全同立構2

2、、試討論線型聚戊二烯可能有哪些不同的構型。高分子種化學健所固定的原子在空間的幾何排列。1，4加成幾何構型 1，2加成空間位阻大，可能性小 3，4加成旋光異構3、聚丙烯中碳碳單鏈是可以轉動的，通過單鍵的轉動能否把全同立構的聚丙烯變?yōu)殚g同立構的聚丙烯？不能，由于單健內旋轉而產生的分子在空間的不同形態(tài)稱為構象，與間同立構全同立構沒有很直接的關系4、順序異構體由構造單元間的聯結方式不同所產生的異構體。5、什么是鏈構造？構造單元在高分子鏈中的聯結方式11、支化或交聯對高聚物的性能有何影響？12、試由分子構造分析高聚物的許多物理性能與低分子物質不同的主要原因。高分子的構造單元數目大；高分子的構造不均一；高

3、分子的構造單元之間相互作用對聚集態(tài)和物性有重要影響；高分子鏈有一定的內旋轉自由度，有柔性；高分子晶態(tài)比底分子差；加填料改性。13、什么是等規(guī)度？等規(guī)度是指高分子中全同立構和間同立構的總百分數。17、什么叫做高分子的構象二次構造？假假設聚丙烯的等規(guī)度不高，能否用改變構象的方法提高其等規(guī)度？說明原因。不可以。高分子的構象是指由于單健旋轉而產生的分子不同形態(tài)。24、什么是自由旋轉鏈？分子中每一個鍵都可以在鍵角所允許的方向自由轉動，而不考慮空間位阻對轉動的影響，這種鏈稱自由旋轉鏈。26、高分子主鏈中的鍵角大于90。，定性討論自由旋轉鏈的均方末端距與鍵角的關系。鍵角大于90，隨著鍵角的增大，e =180

4、-鍵角 下降 ，cose增大，自由旋轉鏈的均方末端距增大。27、假定聚乙烯的聚合度為2000，鍵角為109.5。，求伸直鏈的長度與自由旋轉鏈的根均方末端距之比值。并由分子運動觀點解釋*些高分子材料在外力作用下產生很大形變的原因。28、試論分子構造對高分子鏈柔順性的影響。1. 主鏈. 主鏈中含有雜原子時，高分子鏈的柔順性增加。 主鏈中含有芳雜環(huán)構造的高分子鏈，其柔順性較差。 構造單元中含有雙鍵的高分子鏈，有較好的柔順性。 由共扼雙鍵所組成的高分子鏈都是剛性分子。 2. 側基： 極性側基：側基極性的強弱與高分子鏈的柔順性成反比。 非極性側基：側基體積的大小與鏈的柔順性成反比，高分子鏈的對稱性與鏈的

5、柔順性成正比。 3. 鏈的長短： 高分子鏈很短時，分子呈剛性。 當分子量增大到一定程度時，分子量對柔順性無影響。29、試論外界因素溫度、外力對高分子鏈柔順性的影響30、試比擬以下聚合物分子鏈的柔順性，并按柔順性由大小以排列。聚氯乙烯 ； 聚丙烯 ； 聚二甲基硅氧烷 ； 聚乙烯 214331、表征高聚物統(tǒng)計平均分子量的有 、 、 和 。32、單烯類單體在聚合過程中可能的鍵接方式有 頭頭 連接、 頭尾 或尾尾 連接，也可能是兩種方式同時存在的 無規(guī) 鍵接。33、試比擬 聚丁二烯 ； 聚丙烯 ； 聚異戊二烯 ； 聚苯乙烯 ； 聚乙烯聚合物分子鏈的柔順性，并按柔順性由大小以排列。34、試推導自由連接鏈

6、的均方末端距，并以此為依據解釋橡膠具有很高的伸長率的原因。35、單個高分子鏈在空間所存在的形狀分為 、 、 和 。36、假定自由結合鏈中含有幾個長度為l的鍵，試求它的均方末端距和最可幾末端距與鍵長及鍵數的關系。37、假定聚丙烯主鏈長為0.154nm，鍵角為109.5度，聚丙烯的空間位阻參數1.76，試求其等效自由結合鏈的鏈段長度le之值。38、假定聚乙烯的聚合度為2000，鍵角為109.5度，求伸直鏈的長度Lma*與自由旋轉鏈的根均方末端距之比值，并由分子運動觀點解釋*些聚合物材料在外力作用下可以產生很大形變的原因。習題與思考題二1、如果C-C鍵長為0.154nm，C-C-C鍵角為109.5度

7、，試問Ut為31的全同立構聚丙烯的等同周期為多少？2、尼龍66、等規(guī)聚丙烯及聚丙烯腈在砌入晶、格時，分子鏈的構象有什么不同？為什么？3、試根據聚乙烯的晶體構造和晶胞尺寸(a736pm，b492pm，c253pm)計算其晶體密度c(1cm1010pm)。4、假設聚甲基丙烯酸甲酯晶胞的90度，a2.108nm，b1.217nm，c1.055nm，測得的1.23g/cm3，Mo100.1，試求每個晶胞單元中的重復構造單元數。5、聚異丁烯晶胞中所有的角度為90度，Mo56.1，0.937，晶胞尺寸a0.694nm，b1.196nm，試求晶胞參數c的尺寸。6、有全同立構聚丙烯試樣一塊，體積為1.422.

8、960.51cm3，重量為1.94g，試計算其比容和結晶度。7、簡要說明以下各種結晶形態(tài)的特征及形成的條件：(1)折疊鏈片晶；(2)球晶；(3)串晶；(4)伸直鏈晶體。8、試比擬以下幾對聚合物熔點的上下，并說明原因。聚對苯二甲酸乙二酯與聚間苯二甲酸乙二酯；(2)聚對苯二甲酰對苯二胺與聚間苯二甲酰間苯二胺；(3)聚己二酸己二胺與聚己二酸己二酯。9、液晶與中介相是否具有同樣的含義？為什么？10、寫出可能存在的各種中介態(tài)(包括液態(tài)和固態(tài))。11、液晶高分子的化學構造有哪些根本特征？試寫出溶致液晶和熱致液晶高分子各三種。12、高分子液晶有哪幾種物理構造？如何用簡單的實驗區(qū)分它們？13、高分子的相容性概

9、念與小分子的相溶性概念有什么不同？14、如何從實驗上判別一個共混聚合物體系完全相容、局部相容、和不相容等狀態(tài)？15、從聚合物改性的角度來看，你認為具有怎樣的相形態(tài)構造更有利？為什么？試舉例說明之。16、赫爾曼取向函數f的物理意義是什么？是否可以用取向角余弦均方值來表征大分子鏈的取向程度？17、試從纖維中分子極化的概念出發(fā)導出光學取向函數fb1/2(3-1)。18、在不同條件下制得聚酯纖維，其中一種纖維的fbfs，而另一種則fsfb，試問是否存在這種可能性？為什么？19、*纖維樣品在(0,0,l)晶面的衍射強度很弱，但在(h,0,0)面和(0,k,0)面有較強的衍射峰，試問能否據此來求得fc,z

10、？如果該纖維樣品為聚丙烯，是否可應用Stein關系式fa,zfb,zfc,z0？20、用取向指數R來描述*纖維的取向程度，是否一定反映分子鏈對于纖維軸的取向？為什么？21、試列舉兩種表征纖維無定形區(qū)取向程度的方法，并簡要說明原理。22、對腈綸纖維來說，用紅外二色性測定-得到的fd與染色二色性測得的fd有什么不同？為什么？習題與思考題三1、試比擬測定聚合物相對摩爾質量各種方法的特點和局限性。2、溶液的粘度隨著溫度的升高而下降，高分子溶液的特性粘數在不良溶劑中隨溫度的升高而升高，怎樣理解？3、滲透壓法測定的相對摩爾質量為什么是數均相對摩爾質量，其理論依據是什么？6、采用GPC技術能否將相對摩爾質量

11、一樣的線形PE和支化PE分開？為什么？7、用醇酸縮聚法制得的聚酯，每個分子中有一個可分析的羧基，滴定1.5g的聚酯用去濃度為0.1mol/L的NaOH溶液0.75mL，試求聚酯的數均相對摩爾質量。習題與思考題五1、何為高分子運動單元的多重性？2、什么是高聚物的松馳弛豫過程？3、什么是高聚物分子運動的時間依賴性？4、什么是松馳弛豫時間？其物理意義如何？5、松馳弛豫時間與溫度的關系如何？6、什么是溫度形變曲線熱機械曲線？7、什么是結晶性高聚物？8、什么是非結晶性高聚物？9、高聚物按溫度由低到高分為哪幾個力學狀態(tài)？分子運動機理如何？10、什么是玻璃化溫度？11、什么是粘流溫度T？12、試討論非晶、結

12、晶、交聯和增塑高聚物的溫度形變曲線的各種情況考慮分子量、結晶度、交聯度和增塑劑含量不同的各種情況。13、用膨脹計法測得分子量從3.0103到3.0105之間的八個級分聚苯乙烯試樣的玻璃化溫度T如下：試作對圖和對1/圖，并從圖上求出方程式K/3050101525501003004366838993979899 中聚苯乙烯的常數K和分子量為無限大時的玻璃化溫度。14、甲苯的玻璃化溫度113K，假設以甲苯作為聚苯乙烯的增塑劑，試估計含有20體積分數甲苯的聚苯乙烯的玻璃化溫度。15、試比擬以下聚合物玻璃化溫度的上下，并按由高低以號排序。聚苯乙烯 ； 聚氯乙烯 ； 聚乙烯 ； 等規(guī)聚丙烯 ； 聚苯醚16

13、、為什么腈綸用濕法紡絲，而滌綸用熔融法紡絲？17、在溫度形變曲線上，為什么聚甲基丙烯酸甲酯的高彈區(qū)比聚苯乙烯的大？18、試論分子鏈的柔順性、取代基和分子量對聚合物玻璃化溫度的影響。19、聚偏二氯乙烯中極性取代基對稱雙取代，偶極矩 ，整個分子極性 ，內旋轉 ，柔性增加，其玻璃化溫度比聚氯乙烯 。20、高聚物結晶的必要條件和充分條件是什么？21、影響高聚物結晶能力的因素有哪些？22、什么叫熔融？23、高分子晶體與小分子晶體熔融時有哪些異同？24、什么是熔限？25、為什么高聚物的熔融溫度有一個*圍熔限？26、影響高聚物熔點T上下的因素有哪些？27、高聚物的結晶過程包括哪些步驟？28、什么是半結晶時間

14、？29、為什么規(guī)定體積收縮進展到一半所需時間的倒數1作為實驗溫度下的結晶速度？30、結晶速度與溫度的關系如何？31、試比擬 等規(guī)聚丙烯 聚乙烯醇 聚1，2二氯乙烯 聚偏二氯乙烯的結晶能力，按結晶能力有大小以號排列。32、試比擬以下聚合物熔點的上下，并按由高低以號排序。聚對二甲苯 ； 聚乙烯 ； 聚對苯二甲酸乙二醇酯 ； 聚丙烯 ； 聚辛二酸乙二醇酯33、畫出玻璃態(tài)高聚物的溫度形變曲線，簡要說明各區(qū)特性。34、畫出在玻璃化轉變溫度測定過程中冷卻速率對影響曲線圖比容溫度曲線并說明之。35、試畫出結晶性高聚物處于非晶態(tài)，采用慢速升溫、間歇加載方法時的溫度形變曲線和模量溫度曲線，說明原因。36、如何通

15、過測定一系列不同分子量的同一聚合物的熱機械曲線，估算該聚合物的鏈段長度？37、試從時間溫度等效出發(fā)，定義玻璃化溫度，進而說明玻璃化轉變是力學轉變而非相轉變。38、橡膠受外力拉伸等溫可逆形變時，試從熱力學第一定律出發(fā)推導：外力一局部用于內能的改變，一局部用于熵的改變。39、怎樣解釋：(1)聚合物的Tg開場時隨分子量增大而升高，當分子量到達一定值后，Tg變?yōu)榕c分子量無關的常數。(2)聚合物中參加單體、溶劑、增塑劑等低分子物時導致Tg下降。40、WLF方程logT-C1(T-Ts)/C2+(T-Ts)，當取Ts為參考溫度時，C117.44，C251.6，求以Ts+50為參考溫度時的常數C1和C2。4

16、1、*聚苯乙烯試樣在160時粘度為8.01012Pas，預計它在玻璃化溫度100和120的粘度分別為多大？42、*聚合物試樣在0時粘度為1.0103Pas，如果粘度溫度關系服從WLF方程，并假定Ts時的粘度為1.01011Pas，問25時粘度是多少？43、聚乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯的流動活化能E分別為10千卡/摩爾和64千卡/摩爾，聚乙烯在200時粘度為9.1103Pas，聚甲基丙烯酸甲酯在240時粘度為2.0107Pas。(1)分別計算聚乙烯在210和190時以及聚甲基丙烯酸甲酯在250和230時的粘度；(2)討論鏈的構造對粘度的影響；(3)討論溫度對不同聚合物粘度的影響。10、*高分子材料在

17、加工期時發(fā)生鏈降解，其重均分子量由1.0106降至8.0105，問此材料在加工前后熔融粘度之比為多少？習題與思考題六1、高分子溶液與小分子溶液及膠體溶液相比擬具有哪些特點，如何證明它是一種真溶液。2、試比擬結晶性聚合物和非結晶性聚合物的溶解過程。3、為一種聚合物材料選則適宜的溶劑應遵循哪些原則？4、溶度參數如何測定？根據熱力學原理解釋非極性聚合物為什么能夠溶解在與其溶度參數相近的溶劑中。5、聚合物溶液與理想溶液的行為有較大偏差，試說明理由。6、由查表得溶度參數的數據如下：乙酸110.5；環(huán)已酮19.88；PVC的210.98。很明顯乙酸的1比環(huán)已酮的1更接近于PVC的2，但實際上前者對PVC的

18、溶解性能并不好，而后者則是PVC的良溶劑，為什么？7、什么是聚合物的溶度參數，請解釋為什么苯乙烯丁二烯共聚物28.10(卡/厘米3)1/2難溶于正戊烷或醋酸乙酯，而能溶于上述兩溶劑的1:1混合物中。8、硝化纖維素不溶于乙醇或乙醚，而能溶于兩者的混合溶劑，為什么？請求出能很好溶解硝化纖維素的醇醚混合溶劑中醇醚的配比。9、高分子溶質在溶劑中的溶解度除與溶質和溶劑的性質有關外，還與溫度和溶質相對摩爾質量有關，試解釋。10、用聚乙酸乙烯酯醇解制取聚乙烯醇時，為何僅具有適當醇解度的聚乙烯醇，其水溶性最好？為何聚丙烯酸鈉水溶液經高速攪拌或在其中參加氯化鈉，溶液的粘度將下降。11、一種聚合物的溶液由相對摩爾質量M21106的溶質(聚合度*n104)和相對摩爾質量M11102的溶劑組成，構成溶液的濃度為1(重量百分數)，試計算：(1)此聚合物溶液的混合熵Sm；(2)依照理想溶液計算的混合熵；(3)假設把聚合物切成104個單體小分子，并假定此小分子與溶劑構成理想溶液的混合熵；(4)由上述三種混合熵的計算結果可得出什么結論？為什么？12、在20將110-5mol的聚甲基丙烯酸甲酯(1105，1.20g/cm3)溶于150g氯仿(1.49g/cm3)中，試計算混合熵、混合焓和混合自由能。己知：*10.377。14、高分子濃溶