高分子物理答案详解(第三版)全

呕心之作高分子物理答案详解(第三版)全

第1章 高分子的链结构答案 1.写出聚氯丁二烯的各种可能构型。

2.构象与构型有何区别?聚丙烯分子链中碳—碳单键是可以旋转的,通过单键的内旋转是否可以使全同立构聚丙烯变为间同立构聚丙烯?为什么? 答:(1)区别:构象是由于单键的内旋转而产生的分子中原子在空间位置上的变化,而构型则是分子中由化学键所固定的原子在空间的排列;构象的改变不需打破化学键,而构型的改变必须断裂化学键。

(2)不能,碳-碳单键的旋转只能改变构象,却没有断裂化学键,所以不能改变构型,而全同立构聚丙烯与间同立构聚丙烯是不同的构型。

3.为什么等规立构聚丙乙烯分子链在晶体中呈31螺旋构象,而间规立构聚氯乙烯分子链在晶体中呈平面锯齿构象?

答(1)由于等归立构聚苯乙烯的两个苯环距离比其范德华半径总和小,产生排斥作用,使平面锯齿形(…ttt…)构象极不稳定,必须通过C-C键的旋转,

形成31螺旋构象,才能满足晶体分子链构象能最低原则。

(2)由于间规聚氯乙烯的氯取代基分得较开,相互间距离比范德华半径大,所以平面锯齿形构象是能量最低的构象。

4.哪些参数可以表征高分子链的柔顺性?如何表征?

答:(1)空间位阻参数(或称刚性因子),值愈大,柔顺性愈差; (2)特征比Cn,Cn值越小,链的柔顺性越好; (3)连段长度b,b值愈小,链愈柔顺。

5.聚乙烯分子链上没有侧基,内旋转位能不大,柔顺性好。该聚合物为什么室温下为塑料而不是橡胶?

答:这是由于聚乙烯分子对称性好,容易结晶,从而失去弹性,因而在室温下为塑料而不是橡胶。

6.从结构出发,简述下列各组聚合物的性能差异: (1)聚丙烯睛与碳纤维;

(2)无规立构聚丙烯与等规立构聚丙烯;

(3)顺式聚1,4-异戊二烯(天然橡胶)与反式聚1,4-异戊二烯(杜仲橡胶)。 (4)高密度聚乙烯、低密度聚乙烯与交联聚乙烯。 (1)线性高分子 梯形高分子 (2 非晶高分子 结晶性高分子 (3)柔性

(4)高密度聚乙烯为平面锯齿状链,为线型分子,模量高,渗透性小,结晶度高,具有好的拉伸强度、劲度、耐久 性、韧性;低密度聚乙烯支化度高于高密度聚乙烯(每 1000 个主链 C 原子中约含 15~35 个短支链) ,结晶度

较低, 具有一定的韧性,放水和隔热性能较好;交联聚乙烯形成了立体网状的结构,因此在韧性、强度、耐热性等方面都 较高密度聚乙烯和低密度聚乙烯要好。

7.比较下列四组高分子链的柔顺性并简要加以解释。

解:

极性取代基在主链分布,有对称性的比不对称的柔性好

8.某单烯类聚合物的聚合度为104,试估算分子链完全伸展时的长度是其均方根末端距的多少倍?(假定该分子链为自由旋转链。) 答:81.6倍

9.无规聚丙烯在环己烷或甲苯中、30℃时测得的空间位阻参数(即刚性因子)δ=1.76,试计算其等效自由连接链长度b(已知碳—碳键长为0.154nm,键角为109.5°)。 解:b=1.17nm

10.某聚苯乙烯试样的分子量为416000,试估算其无扰链的均方末端距(已知特征比Cn=12)。

答:均方末端距为2276.8nm2。

第2章 聚合物的凝聚态结构 1.名词解释

凝聚态,内聚能密度,晶系,结晶度,取向,高分子合金的相容性。 凝聚态:为物质的物理状态,是根据物质的分子运动在宏观力学性能上的表现来区分的,通常包括固体、液体和气体。

内聚能密度:CED定义为单位体积凝聚体汽化时所需要的能量,单位:晶系:根据晶体的特征对称元素所进行的分类。

结晶度:试样中的结晶部分所占的质量分数(质量结晶度)或者体积分数(体积结晶度)。

取向:聚合物的取向是指在某种外力作用下,分子链或其他结构单元沿着外力作用方向的择优排列。

高分子合金的相容性:两种或两种以上高分子,通过共混形成微观结构均一程度不等的共混物所具有的亲和性。

2.什么叫内聚能密度?它与分子间作用力的关系如何?如何测定聚合物的内聚能密度?

答:(1)内聚能密度:CED定义为单位体积凝聚体汽化时所需要的能量,单位:

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