高分子物理习题集--答案-2019 下载本文

E .聚苯乙烯,非晶聚合物,非极性,分子堆砌松散,在室温下有溶剂可溶

F .PMMA ,极性非晶聚合物,分子堆砌松散,室温下可溶于极性溶剂 G .聚对苯二甲酸乙二酯,同C

H .硫化橡胶,分子间交联,无溶剂可溶,可溶胀 I .固化的环氧树脂,分子间交联,无溶剂可溶,可溶胀

11.用磷酸三苯酯(δ1=19.6)作PVC (δPVC =19.4)的增塑剂,为了增加相溶 性,尚需加入一种稀释剂(δ2=16.3,分子量M=350),试问这种稀释剂的最适量是多少? 答:混

δ=δ1φ1+δ2φ2=δ1φ1+δ() 21-φ1 δPVC =δ混=19.4

∴19.6φ1+16.3-16.3φ1=19.4 φ1=φ2==0.061

所以,可加入的这种稀释剂的体积分数为0.061。

12.由于乙烯醇单体不稳定,聚乙烯醇由聚醋酸乙烯酯水解制得。纯的聚醋酸乙烯酯(0%水解)是不溶于水的,然而随着水解度的增加(直至87%水解度)聚合物变得更易溶于水。但是,进一步提高水解度却减少了室温下的水溶性。简要解释之。并对下列三种物质的耐水性进行排序:聚醋酸乙烯酯,PV A ,维尼纶。

答:纯的聚醋酸乙烯酯是不溶于水的,可以在酸或碱催化时发生醇(水)解。随着水解的进行,分子链上的醋酸根逐渐转变成羟基,羟基的亲水性使聚合物变得更易溶于水。但是水解度增加到87%以后,大量的羟基易形成分子间氢键,使分子间作用力大于水与聚合物之间的相互作用力,此时聚合物在室温下的水溶性下降。 耐水性:聚醋酸乙烯酯 >维尼纶 >PV A

要进行PV A 缩甲醛反应:是将水解制备的PV A 溶解于热水中,经过纺丝、拉伸形成部分结晶的纤维(晶区不溶于水,但是无定型区亲水,且能溶胀),在酸做催化剂,使纤维与甲醛缩合反应。由于几率效应,缩醛化并不完全,尚有孤立的羟基存在。 第三章 高聚物的分子量及其分子量分布

4.今有分子量为1×104和5×104的两种高聚物,试计算: A .在分子数相同的情况下共混时的M n 和M w 。 B .在重量相同的情况下共混时的M w 和M n 。 答案:A :在分子数相同的的情况下共混时

N (1?104+5?104) =3?104 M n = 2N M w ∑n M = n M i i i i 2i = i

N ∑M i 2N M i i i

1?10)+(5?10)(= 1?10+5?10424 4 42 =4.33?104

B :在重量相同的情况下共混时 M n = M w = m =n 2w w w +

1?1045?104 =1.67?104 2

n M ∑i i n M i i i i ∑w M = w i i i i i =

w (1?104)+w (5?104) 2w =3?104

注:式中N 指分子数; i 指i 分子的摩尔数;w 指重量; n

m i =n i M i ?i 分子的质量=i 分子的摩尔数?i 分子的分子量

5.在25℃的Θ溶液中测得浓度为7.36kg/m3的聚氯乙烯溶液渗透压数据为270Pa ,求此试样的分子量和第二维利系数A 2(R=8.314J/K·mol ),并指出所得分子量是何种统计平均值。

答案:对于高分子溶液,膜渗透压、分子量及溶液浓度之间有如下关系: ∏1

=RT (+A 2C ) C M

因为是Θ溶液,所以A 2=0

(摄氏温度换算成开尔文温度为:25+273.15=298.15K) 3

因此,分子量为6.75?104(g /mol ) ,是数均分子量。

8.今有聚甲基丙烯酸甲酯的苯溶液,初始浓度C0=0.1190g/100ml,在25℃测出溶剂的平均流出的时间t0=271.7秒,溶液的流出时间测定如下: 1C ′ 2C ' 113 ' 2 C 3C

' 453.1 385.5 354.1 325.1 453.2 385.8 354.2 325.3 453.1 385.7 354.2 325.3

试求特性黏度[η],然后用下面公式计算平均分子量 [η]=4.68?10-5M 0.77 答案:将已知条件列表: 1C ′ 2 C ' 113 2 C ' 3 C '

453.1 385.5 354.1 325.1 453.2 385.8 354.2 325.3 453.1 385.7 354.2 325.3 t (平均)

453.1 385.7 354.2 325.2 ηt 1.668 1.420 1.304 1.197 r = t 0

0.668 0.420 0.304 0.197 sp =ηr -1C

0.00119 0.000793 0.000595 0.000397 (g/ml) ln η429.9 442.2 446.1 452.9 C ηsp

561.3 529.6 510.9 496.2 C 1' 4

C 311.0 311.3 311.1 1 ' 4

C 311.0 311.3 311.1 311.1 1.145 0.145 0.0002975 455.1 487.4 η

利用表中数据作图,将上图两条直线推至C=0处,得出截距根据公式: 所以: [η]=465.0mL /g

[η]=4.68?10-5M 0.77465=4.68?10-5M 0.77 因此,粘均分子量 M v =1.22?109

11.从高分子溶液的光散射、渗透压和黏度的测定中,分别可以获得哪些有关高分子结构的信息? 答案:

光散射法测重均分子量方法可以得到下列参数:M w 、A 2、χ1、S 2、h 2 膜渗透压法测数均分子量方法可以得到下列参数:M n 、A 2、χ1、θ 黏度法测黏均分子量方法可以得到下列参数:M η、[η]、[η]M 、α、 12.试举出三种热力学参数,用它们对聚合物溶解性能进行判断,在什么情况下溶剂是良溶剂、一般溶剂、Θ溶剂、非溶剂。 注:扩张因子是没讲的内容! 第四章 非晶态高聚物 4.按要求绘制示意图

(1)两个不同分子量的线型非晶高聚物的形变—温度曲线和模量—温度曲线(试样M A >M B )