高分子物理課后習題答案詳解第三版

1、CH 二 CHClH CH 二 CHClH =C H高分子物理答案（第三版）第1章 高分子的鏈結(jié)構(gòu)1 .寫出聚氯丁二烯的各種可能構(gòu)型-CH =CH -C C CH =CH -CH2ClCl-c-ch2-CHCH2J-ClH C =C HH 2 -C H C H -CHH -C： H -H C C HH C =C HH C =CH -C IH C =C H構(gòu)象與構(gòu)型有何區(qū)別？聚丙烯分子鏈中碳一碳單鍵是可以旋轉(zhuǎn)的，通過單鍵的內(nèi)旋轉(zhuǎn)是否可以使全同立; 同立構(gòu)聚丙烯？為什么？答：10區(qū)別：構(gòu)象是由于單鍵的內(nèi)旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的分子中原子在空間位置上的變化，而構(gòu)型則是分子中甘 定的原子在空間的排列；構(gòu)象的改變不

2、需打破化學鍵，而構(gòu)型的改變必須斷裂化學鍵。 不能，-碳單鍵的旋轉(zhuǎn)只能改變構(gòu)象，卻沒有斷裂化學鍵，所以不能改變構(gòu)型，而全同立構(gòu)聚丙烯與I 丙烯是不同的構(gòu)型。為什么等規(guī)立構(gòu)聚丙乙烯分子的螂豳構(gòu) 而問規(guī)立構(gòu)聚氯乙烯分子鏈在晶體中呈平面鋸齒構(gòu)象？ 答。由于等歸立構(gòu)聚苯乙烯的兩個苯環(huán)距離比其范德華半徑總和小，產(chǎn)生排斥作用，使平面鋸齒形（ 極不穩(wěn)定，必加ICt的旋轉(zhuǎn)，3螺旋構(gòu)象，才能滿足晶體分子鏈構(gòu)象能最低原則。由于間規(guī)聚氯乙烯的氯取代基分得較開，相互間距離比范德華半徑大，所以平面鋸齒形構(gòu)象是能量4.哪些參數(shù)可以表征高分子鏈的柔順性？如何表征?答：10空間位阻參數(shù)（或稱岡肝生因值愈大，柔順性愈差;特征飾C

3、rfi越小，鏈的柔順性越好；連段性她值愈小，鏈愈柔順。聚乙烯分子鏈上沒有側(cè)基，內(nèi)旋轉(zhuǎn)位能不大，柔順性好。該聚合物為什么室溫下為塑料而不是橡膠? 答：這是由于聚乙烯分子對稱性好，容易結(jié)晶，從而失去彈性，因而在室溫下為塑料而不是橡膠。從結(jié)構(gòu)出發(fā)，簡述下列各組聚合物的性能差異：聚丙烯睛與碳纖維；無規(guī)立構(gòu)聚丙烯與等規(guī)立構(gòu)聚丙烯； 順式聚4品戊二烯（天然橡膠）毛屋巽聚二烯（杜仲橡膠）。 高密度聚乙烯、低密度聚乙烯與交聯(lián)聚乙烯。比較下列四組高分子鏈的柔順性并簡要加以解釋。二 a二 a CHCH CHCH二 ClQ -C=CH-CHach-ch2ch-ch2FcH CH 二一解:（1）廿也 ch3-由于圖性

4、取修根性桔大制刑戡苦，.HrbH I cICNB4H(2)2主靛中含賽環(huán)結(jié)構(gòu)越多，就他睹ch解:（1）廿也 ch3-由于圖性取修根性桔大制刑戡苦，.HrbH I cICNB4H(2)2主靛中含賽環(huán)結(jié)構(gòu)越多，就他睹ch3-ch=ch-ch2J rCH: i. L=ch-ch3-ch2chJc主硅中含白集性取代基,初出較差,取代基相感越近，期雌魅差1%一河 印2-口七FFHC1F主融中含被社取優(yōu)酷越多. 瘞性越莖：慢性取代避對稱公式假儂茶小.，性圻8.某單烯類聚合物的判0假迷估算分子鏈完全伸展時的長度是其均方根末端距的多少倍？（假定該分子鏈I旋轉(zhuǎn)鏈。）答：81.船9.無規(guī)聚丙烯在環(huán)己烷或30筮腳測

5、得的空間位限翻勝因子=1.76,試計算其等效自由b3長度知碳一碳鍵及把4rtt角為09.5 ）。解:b=1.17nm10.某聚苯乙烯試樣的僅伽能試估算其無擾鏈的均方末端距CS=12I征比答：均方末端2276.8nm2第2章聚合物的凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)i名詞解釋凝聚態(tài)，內(nèi)聚能密度，晶系，結(jié)晶度，取向，高分子合金的相容性。凝聚態(tài)：為物質(zhì)的物理狀態(tài)，是根據(jù)物質(zhì)的分子運動在宏觀力學性能上的表現(xiàn)來區(qū)分的，通常包括固體日內(nèi)聚能密度ED義為單位體積凝聚體汽化時所需要的能量，單位：晶系：根據(jù)晶體的特征對稱元素所進行的分類。結(jié)晶度：試樣中的結(jié)晶部分所占的質(zhì)量分啜）（威量3科鷹數(shù)（體硬縉晶度取向：聚合物的取向是指在某種外力

6、作用下，分子鏈或其他結(jié)構(gòu)單元沿著外力作用方向的擇優(yōu)排列。高分子合金的相容性：兩種或兩種以上高分子，通過共混形成微觀結(jié)構(gòu)均一程度不等的共混物所具有的2.什么叫內(nèi)聚能密度？它與分子間作用力的關系如何？如何測定聚合物的內(nèi)聚能密度？答：10內(nèi)聚能密贓D義為單位體積凝聚體汽化時所需要的能量，單位：內(nèi)聚能密皿5V以下的聚合物，分子間作用力主要是色散*0曲槃使啜合物，分子鏈上有強的極性基團或者分子間能形成氫誼00救0邸宮密廄峰聚合物，分子間相互作用居中。.聚合物在不同條件下結(jié)晶時，可能得到哪幾種主要的結(jié)晶形態(tài)？各種結(jié)晶形態(tài)的特征是什么？答：10可能得到的結(jié)晶形態(tài)：單晶、樹枝晶、球晶、纖維狀晶、用晶、柱晶、伸

7、直鏈晶體；形態(tài)特征：單晶：分子鏈垂直于片晶平面排列，晶片0nm方股只有樹枝品：許多單晶片在特定方向上的擇優(yōu)生長與堆積形成樹枝狀；球晶：呈圓球狀，在正交偏光顯微鏡下呈現(xiàn)特有的黑十字消光，有些出現(xiàn)同心環(huán)；纖維狀晶：晶體呈纖維狀，長度大大超過高分子鏈的長度；申品：在電子顯微鏡下，用晶形如用珠；柱品：中心貫穿有伸直鏈晶體的扁球晶，呈柱狀；伸直鏈晶體：高分子鏈伸展排列晶片厚度與分子鏈長度相當。.測定聚合物的結(jié)晶度的方法有哪幾種？簡述其基本原理。不同方法測得的結(jié)晶度是否相同？為什么？答：攸密度泳射線衍射法，量熱法密度法的依據(jù)：分子鏈在晶區(qū)規(guī)整堆砌，故晶區(qū)密度大于非晶區(qū)密月 X寸線衍射法的依據(jù)：總的相干散射

8、強度等于晶區(qū)和非晶區(qū)相干散射強度之和；量熱法的依據(jù)：根據(jù)聚 的熱效應來測定結(jié)晶度儂f漆同,（因為結(jié)晶度的概念缺乏明確的物理意義，品區(qū)和非晶區(qū)的界限很不明 無法準確測定結(jié)晶部分的量，所以其數(shù)值隨測定方法不同而不同。.高分子液晶的分子結(jié)構(gòu)有何特點？根據(jù)分子排列有序性的不同，液晶可以分為哪幾種晶型？如何表征? 答：10高分子液晶分子結(jié)構(gòu)特點：1.分子主干部分是棒狀（筷形），平面狀（碟形）或曲面片狀（碗形）的剛性結(jié)構(gòu)，以細長棒狀最 分子中含有對位苯撐，強極性基團，可高度極化或可形成氫鍵的基團，因而在液態(tài)下具有維持分 序排列所需要的艇給加上可能含有一定的柔性結(jié)構(gòu)。 液晶晶眠全沒有平移有序一環(huán)耀相耨單位兔

9、猴b.一維平移有序（層狀液晶球近晶和近嫉D； c.手征性液晶，包括帕h棉不征性近晶檻狀液晶相。液晶態(tài)的表征泡嫻光顯微鏡下用平行光越熱眼析詼;X寸線衍射；d.電子衍身e核磁共振.；電子自旋共酉虢變學h流變光學。.簡述液晶高分子的研究現(xiàn)狀，舉例說明其應用價值。答：液晶高分子被用于制造防彈衣，纜繩及航空航天器大型結(jié)構(gòu)部件，可用于新型的分子及原子復合材;纖維的被覆，微波爐件，顯示器件信息傳遞變電檢測.取向度的測定方法有哪幾種？舉例說明聚合物取向的實際意義。用光學顯微鏡測定雙折國固沖建法測湎JT南射線4J射法4）紅外二向色，陶;佩正熒 光法。.某結(jié)晶聚合物的注射翻趣模具的皮層具有雙折射 部用偏光顯微鏡加

10、OBSW十字，并且越靠近制品Ma腕槌十字越:K解釋產(chǎn)生上述現(xiàn)象腳米降低模具的溫屋厚度將如何變化？答：10由于形成球晶，球晶具有雙折射現(xiàn)象，自然光經(jīng)過偏振片變?yōu)槠窆?，通過球晶發(fā)生雙折射，女 方向垂直的偏振光，兩束偏振光在與檢偏鏡平行方向上存在分量，分量速度不同，產(chǎn)生相位差而干涉， 光圖像，制品外部與模具接觸，冷卻速度快，球晶來不及生長而成多層片晶或小球晶，而制品芯部溫度 分，生長為大球晶，因此消光圖像更大。 降低溫度會增加過冷度，縮短結(jié)晶時間，因而皮層厚度增加。9采用“共聚”和“共混”方法進行聚合物改性有何異同點？解：略。10簡述提高高分子合金相容性的手段答：提高高分子合金的相容性一般用加入第

11、三組分增溶劑的方法。增溶劑可以是甘兩種高分子化學組成相同的嵌段或接枝共聚陽的曲詡組眼季同但能分別與之相 容的嵌段或接枝共聚物。11某一聚合物完全結(jié)晶時皿徽6曲班全非晶態(tài)的耙854g/cmW該聚合物的實際密度為0.900g/cm間具體積結(jié)晶度應為多少？（體積結(jié)晶度56112已知聚乙烯晶體屬斜方晶系，0=3.胞8nm,b=0.495nm,c=0.254nm.（1汁艮據(jù)晶胞參數(shù)正聚乙烯分子鏈在晶體中為平闿鋸齒形構(gòu)象（2港聚乙烯無定形部分口倍磁3g/cm3,試用算097g/Cm3烯試樣的質(zhì)量結(jié)晶度。13用聲波傳播測定拉伸滌綸纖維的取向度。若試驗得到分子鏈在許維物方，向的坪謨喇MS取 向度為多少？第3章

12、高分子溶液.溶度參數(shù)的含義是什么？ “溶度參數(shù)相近原理”判斷溶劑對聚合物溶解能力的依據(jù)是什么? 答：10溶度參數(shù)：是指內(nèi)聚能密度的平方根； 依據(jù)延因為溶解鈍加0要根MV04H酎越小越好，又因為AHM =（p1（p2o1-oJsVM?所以守工越相謝困就越小，所以可用“溶度參數(shù)相近原理”判斷溶劑對聚 合物的溶解能力。.什么叫高爾籀液？它與理想溶液有何本質(zhì)區(qū)別？答：11高分子溶液：是指高分子稀睛83FIO剛度），分子鏈段間的作用力，分子鏈段與溶劑分子 間的作用力，溶劑分子間的作用力恰好相互抵消，形成期湫態(tài)待籀液肺目互作侑肆勒能密度由理想溶7三個作用M1W溶液三個作用力都不如是合力為.FIory-Hu

13、ggft格模型理論推導高分子溶液混合嫡時作了哪些假定UgnS數(shù)期勉搜意義是什答：10假定a溶液中分子排列也彳a晶體中一樣，為力麗!制心眠柔性的，所有構(gòu)象具有相同的能量;c.溶液中高分子“鏈段”是均勻分布的，即“鏈段”占有任一格子的幾率相同。物理意義：反映高分子與溶劑混合時相互作用能的變化。.什么叫排斥體積效lOry-KingbUam液理論較之晶格模型理論有何進展？答：10排斥體積效應：在高分子稀溶液中，“鏈段”的分布實際上是不均勻的，高分子鏈以一個被溶齊 的鏈球散布在純?nèi)軇┲?，每個鏈球都占有一定的體積，它不能被其他分子的“鏈段”占有。 進展：把“鏈段”間的排斥體積考慮進去，更符合實際。.高分子

14、合金相分離機理有哪兩種？比較其異同點解：略。.苯乙江二烯共聚物（6 =16.7）難溶于戊烷（6 =14.4）和醋酸乙烯（6 =17.8）。若選用上述兩 什么配比時對共聚物的溶解能力最佳?解：-:.計算下列三種情況下溶液的混合嫡，討論所得結(jié)果的意義。99e倫小分AW 1e階小分場目混合（假定為理想溶液）；99e倫小分At 1e階小分片（設每個大分子”再組e數(shù)目混合（假定符合均勻場理論）；99e倫小分AW 1el2小分用目混合（假定為理想溶液）。答：刈2幻0F皈；（3h用1。R/K.結(jié)果說明，絕大多數(shù)高分子溶液，即使在濃度小時，性質(zhì)也不服從理想溶液的規(guī)律，混合嫡比小分子要大十幾倍到數(shù)十倍，一個高分

15、子在溶液中可以起到許多個小分子的作用，高分子溶液性質(zhì)與1 差的原因在于分子量大，分子鏈具有柔順性，但一個高分子中每個鉞段避糧教連提的分起的到 作用，混合燧忙小分子來得小。.在20c 4l0-5m的聚甲基丙烯酸怖旨=105, p =1.20g/cm379ff （ p =1.49 g/cm3 ）中，試計算溶液的混合嫡、混合熱和混合自順1=0.37W答：L 一干二三二二”；二-149假定共混體系中，兩組分聚合物（非極性或弱極性）的分子母倒型琳方卿iW驕界共溶 溫度下組成關系的方程式分輛加小仔等子和大小時，該體系的旋節(jié)線示意圖。第4章聚合物的分子量和分子量分布.什么叫分子量微分分布曲線和體積分布曲線？

16、兩者如何相互轉(zhuǎn)換？（1）微分分布曲線：表示聚合物MW翻勺各個級分所占的質(zhì)量分刎爾鍬M）;積分分布曲線：表示聚合物中分子量小于和等于某一值的師（M分所占的質(zhì)量分數(shù) 或摩爾分數(shù)。I（M）=0 MM）dM轉(zhuǎn)換： -.測定聚合物數(shù)均和重均分子量的方法有哪幾種？每種方法適用的分子量范圍如何？答:（1測定數(shù)均分子量的方法：端基分析法、沸點升高、冰點下、氣相滲透壓（范圍（2）測量重均分子量的方法：（光散射法二一）.證明滲透壓法測得的分子量為數(shù)均分子量。一些答：滲透法測定分子E依據(jù)為e,= R7C =U M 2 ,= R7C =百丁=RTC一=衣7T (C凡二(C凡二所以：KT r/o即滲透壓法測得分子量為數(shù)

17、均分子量0.采用滲透壓法測徜柳和摩爾質(zhì)量分細雌5g/m的.25e5g/m 0及計算B兩種試樣等質(zhì)量混合物 的數(shù)均分子量和重均分子量。答瓦=1 927乂叫/ = 2725x10/色.35 C時，環(huán)己烷為聚苯乙烯（與*f冽3的mg苯乙烯（p =1.05gfcn135e5第5c溶 于150和己烷中，試片伽二1利系數(shù)（紡液的滲透壓。答：li叫2）”。弘密/加.某聚苯乙烯試樣經(jīng)分繡眉IS到。用光散射法測定了各級分的重均分子量，用粘度法（22C、二氯測定了各級分的特征粘度，結(jié)果如下所示：e-40.3081.5548.056.8157,dl/g 0.04050.1221.381.422.78試計施ark-HouW積4=KM的兩個參魏:a。.推導一點法測定特性粘度的公式：n -懺1! J4二小廠WE滬刀聲3:二？斐中K/口證明：1)(.