2023年高分子物理何曼君第3版課后答案

千里之行，始于足下讓知識帶有溫度。第第2頁/共2頁精品文檔推薦高分子物理何曼君第3版課后答案第1章

1請你列舉出20種?常?活中常常接觸到的?分?材料，并寫出其中10種聚合物的名稱和化學(xué)式。

解答：常?的?分?材料：聚?烯塑料桶、聚丙烯編織袋、滌綸（聚對苯?甲酸?

?醇酯）、EVA熱熔膠（聚?烯和聚醋酸?烯酯的共聚物）、順丁橡膠鞋底、尼?襪、ABS塑料、環(huán)氧樹脂黏合劑、環(huán)氧樹

脂泡沫、聚氨酯泡沫、聚氨酯涂料、油改性聚酯清漆、育秧薄膜（聚氯?烯）、電線包?（聚氯?烯）、有機玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯）、維尼?（聚?烯醇縮甲醛）、尼?66

、奶瓶（聚碳酸酯）、聚四氟?烯、丁苯橡膠、塑料拖鞋（聚氯?烯）、?機表?的光敏涂料、自然?橡膠、復(fù)合地板（脲醛樹脂）、涼?塔（不飽和樹脂玻璃鋼）等。

2有8本?說，它們的厚度不同，分離為250?、280?、300?、350?、400?、450?、500?和600?，請算出它們的數(shù)均?數(shù)和重均?數(shù)以及分布寬度指數(shù)。請思量為什么重均?數(shù)?于數(shù)均?數(shù)。

解答：

分布寬度指數(shù)＝重均?數(shù)/數(shù)均?數(shù)＝423.61/391.25＝1.08；

按書?分量統(tǒng)計平均的?數(shù)為重均?數(shù)，其值等于每書的?數(shù)乘以其分量分?jǐn)?shù)的總和。數(shù)

均?數(shù)相當(dāng)于總?數(shù)除以書本數(shù)。

對于重均?數(shù)，重的分?的權(quán)重?，數(shù)均?數(shù)的話，權(quán)重都是1。所以重均?數(shù)?于數(shù)均?數(shù)。

3試?較聚苯?烯與苯?烯在性能上有哪些差別。

解答：差別：

（1）聚苯?烯是有?定強度的?聚物，在外觀上是固體，在分?結(jié)構(gòu)上沒有雙鍵；苯?烯是?分?的液體，分?結(jié)構(gòu)上有雙鍵。

（2）苯?烯做出來的產(chǎn)品?聚苯?烯做出來的產(chǎn)品要脆。另外苯?烯裸露在空?中會逐漸被氧化，?聚苯?烯不會。

4為什么說黏度法測得的分?量是相對的分?量，滲透壓法測得的是數(shù)均分?量，光散射法測得的是重均分?量？

解答：（1）黏度法是由公式得到，?α?是從得到。在測α?xí)r所?到的[η]是通過相對黏度和增?黏度計算得到。因此[η]不是溶劑的肯定黏度，那么得到的分?量也是相對的分?量。

（2）滲透法測定分?量依據(jù)為時

所以

即滲透壓法測得分?量為數(shù)均分?量。

（3）在光散射法中常?θ＝90°時的瑞利?R90計算溶質(zhì)的分?量。

因此測得的是重均分?量。

5假如知道聚合物的分?量分布函數(shù)或分布曲線，如何求得和？

解答：

6證實

證實：由定義可知：

所以，當(dāng)α＝－1時，

?當(dāng)α＝1時，

因為α的值通常在0.5～1之間，所以?于??于。

7今有?混合物，由1g聚合物A和2g同樣類型的聚合物B組成。A的分?量MA＝l×105g/mol；B的分?量MB＝2×105g/mol。計算該混合物的數(shù)均分?量Mn重均分?量Mw和多簇擁指數(shù)d。

解：

8利??分?稀溶液的依數(shù)性質(zhì)測定其分?量時，經(jīng)常需要將所測的物理量對溶液濃度外推，求取濃度為零時的外推值作為計算的依據(jù)，為什么？在什么條件下不需外推？只需由單?濃度的數(shù)據(jù)即可計算出正確結(jié)果？

解答：（1）由于?分?溶液的熱?學(xué)性質(zhì)與抱負溶液的偏差很?，惟獨在?限稀釋的狀況下才基本

符合抱負溶液的邏輯，??限稀釋的溶液不行能配制，只能?外推法取濃度為零時的數(shù)據(jù)。

（2）假如選?合適的溫度或合適的溶劑（即θ溫度或θ溶劑下），總會使體系的A2為零，此時相當(dāng)于抱負溶液，不需要外推。由于Π/C＝RT/M，直接帶?測得的Π和C的值就能求出M。

9在20℃，100cm3的容量瓶中配制自然?橡膠的苯溶液。?膠重1.00g，密度為0.911g/cm，分?量為

2×105g/mol，苯的摩爾體積為89.0cm3/mol。假定混合時沒有體積變化，計算此溶液的濃度C（g/cm3），溶質(zhì)的摩爾數(shù)n2，摩爾分?jǐn)?shù)x2，體積分?jǐn)?shù)Ф2。

解：?膠的體積V1＝m/ρ＝1.097ml，則溶劑的體積V2＝100－1.097＝98.903ml。溶劑苯的物質(zhì)的量n＝98.903/89.0＝1.111mol。

所以溶液的濃度C＝0.01g/cm3，溶質(zhì)的摩爾數(shù)n2＝5×10－6，摩爾分?jǐn)?shù)x2＝0.00045%，體積分?jǐn)?shù)φ2＝

1.097%。

10在?稀溶液的依數(shù)性質(zhì)測定聚合物的分?量時，若試樣在測定條件下有締合作?或電離作?，將對

測定結(jié)果產(chǎn)?什么影響，試分離研究之。

解答：假如溶質(zhì)分?有締合作?，則測得的表觀分?量將?于其真切分?量；假如溶質(zhì)發(fā)?電離作?，則測得的表觀分?量將?于其真切分?量。

11于25℃，測定不同濃度的聚苯?烯甲苯溶液的滲透壓，結(jié)果如下：

試求此聚苯?烯的數(shù)均分?量和第?維利系數(shù)A2。

解：將題中的數(shù)據(jù)作圖，橫坐標(biāo)為濃度C，縱坐標(biāo)為Π/C，如圖1-1所示。

圖1-1

得函數(shù)為y＝12.409x＋76.603，由Π/C＝RT（1/M＋A2C），將直線外推，C＝0時，RT/M＝76.603×10－3，Mn＝32300g·mol－1，A2＝12.409。

12現(xiàn)有7個陰離?聚合法制備的單簇擁聚苯?烯試樣。?光散射法測定了各試樣的分?量，并在30℃的苯溶液中測定了各試樣的特性黏數(shù)[η]，結(jié)果如下：

按照上述數(shù)據(jù)求出黏度公式[η]＝KMa中的兩個常數(shù)K和a。

解：將黏度公式[η]＝KMα兩端同取對數(shù)得log[η]＝logK＋αlogM，

因為題中給出的是單簇擁試樣，故Mη≈Mω，將題中數(shù)據(jù)取對數(shù)，以log[η]為縱坐標(biāo)、logM為橫坐標(biāo)作圖，如圖1-2所示。

圖1-2

則logK＝0.1334，即K＝1.3596，α＝0.3257。

13同樣都是?分?材料，在詳細?途分類中為什么有的是纖維，有的是塑料，有的是橡膠？同樣是純

的塑料薄膜，為什么有的是全透亮?????的，有的是半透亮?????的？

解答：（1）?分?材料的?途分類取決于材料的使?溫度和彈性??。當(dāng)材料的使?溫度在玻璃化溫度

Tg以下時，是塑料；Tg以上則為橡膠，否則會軟化。玻璃化溫度可以理解為?分?材料由軟變硬的?個臨界溫度。塑料拉伸率很?，?有的橡膠可以拉伸10倍以上。纖維是指?徑??于100以上的?分?材料，纖維常?PA（聚酰胺）等材料，這類材料有分?間和分?內(nèi)氫鍵，結(jié)晶度?，所以模量和拉伸強度都很?，不簡單拉斷。

（2）透亮?????度的問題在于該材料是否結(jié)晶。結(jié)晶的?聚物常不透亮?????，?結(jié)晶?聚物通常透亮?????。不同的塑料其結(jié)晶性是不同的。加?條件不同對?分?空間構(gòu)型有影響，對結(jié)晶有影響，這些都能導(dǎo)致透亮?????性不同。?多數(shù)聚合物是晶區(qū)和?晶區(qū)并存的，因?是半透亮?????的。

第2章

1假若聚丙烯的等規(guī)度不?，能不能?轉(zhuǎn)變構(gòu)象的方法提?其等規(guī)度？說明理由。

解答：不能。等規(guī)度是指?聚物中含有全同和間同異構(gòu)體總的百分?jǐn)?shù)，涉及的是構(gòu)型問題，要轉(zhuǎn)變等規(guī)度，即要轉(zhuǎn)變構(gòu)型。?構(gòu)型是由化學(xué)鍵所固定的原?或基團在空間的?何羅列，構(gòu)象僅僅是因為單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)?產(chǎn)?的分?在空間的不同形態(tài)。所以當(dāng)聚丙烯的等規(guī)度不?時，?轉(zhuǎn)變構(gòu)象的?法是?法提?其等規(guī)度的，需要破壞化學(xué)鍵，轉(zhuǎn)變構(gòu)型，才干提?等規(guī)度。

2為何采?均?末端距和均?回轉(zhuǎn)半徑?不直接?平均末端距或平均回轉(zhuǎn)半徑以及輪廓?度來描述?分?的尺?？

解：由于柔性的?分?鏈在不斷的熱運動，它的形態(tài)是瞬息萬變的，所以只能?它們的平均值來表示，?由于末端距和?分?鏈的質(zhì)?到第i個鏈單元的距離是?量。它們是?量，其平均值趨近于零。因此，要取均?末端距和均?回轉(zhuǎn)半徑；輪廓?度是?分?鏈的伸直?度，?分?鏈有柔順性，不是剛性鏈，因此，?輪廓?度描述?分?尺度不能體現(xiàn)其蜷曲的特點。

3按照定義式

推導(dǎo)?由結(jié)合鏈的均?回轉(zhuǎn)半徑。

解：按照定義，

因為每?個鏈段的質(zhì)量相等，

則

其中N為等效鏈段數(shù)

①

質(zhì)?應(yīng)當(dāng)滿?的條件是：，因為每個鏈段是等同的，質(zhì)點的質(zhì)量也相同，則

由此可推出：

將上述關(guān)系式代?①中，得②

hihj、hi、hj為?量，三者之間的關(guān)系可以?余弦定理表示：

代?②式可得，由于是鏈段數(shù)為的均?末端距，且?斯鏈的均?末端距可表示為：，其中b為等效鏈段?度，

所以③

當(dāng)j＜i時，；當(dāng)j＞i時，，

所以④

?然數(shù)列前n項的求和公式為：，將其代?④中，得

將上述公式按i進?加和，并利?公式

得

將其代?③中，得

則

因為?分?鏈為徹低剛性鏈，則質(zhì)?處于鏈段的n/2處，N＝1/2，等效鏈段?度b＝nl，

徹低剛性分?：

柔性?分?：

4推導(dǎo)?由旋轉(zhuǎn)鏈的均?末端距和均?回轉(zhuǎn)半徑，驗證是否滿?式。

解：假定?分?是?由旋轉(zhuǎn)鏈，包含n個?度為l的鍵，鍵?為π－θ，總?（或稱輪廓?度）為L＝nl，假定把第?個鍵固定在z軸?向，求此鏈在z軸上的投影的平均值，以＜z＞表示，則

因cos＜1，對?限?的鏈，當(dāng)n→∞，，則

此值稱為持續(xù)?度（persistencelength），?a來表示

下?，再求另?個極限。假定使分?的總?L和持續(xù)?度a保持不變，把鍵??限分割，?且鍵?也?限縮?，以致θ→0，使?分?鏈的外形從棱?清楚的?規(guī)折線變成?向逐漸轉(zhuǎn)變的蠕?狀線條。分割后，

l減??n增?，這樣，可利?下列近似關(guān)系

利?級數(shù)綻開式

忽視?次項，從?得