高分子習(xí)題及思考題一

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

2、、試討論線型聚戊二烯可能有哪些不同的構(gòu)型。高分子種化學(xué)健所固定的原子在空間的幾何排列。1，4加成幾何構(gòu)型 1，2加成空間位阻大，可能性小 3，4加成旋光異構(gòu)3、聚丙烯中碳碳單鏈?zhǔn)强梢赞D(zhuǎn)動(dòng)的，通過(guò)單鍵的轉(zhuǎn)動(dòng)能否把全同立構(gòu)的聚丙烯變?yōu)殚g同立構(gòu)的聚丙烯？不能，由于單健內(nèi)旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的分子在空間的不同形態(tài)稱為構(gòu)象，與間同立構(gòu)全同立構(gòu)沒(méi)有很直接的關(guān)系4、順序異構(gòu)體由構(gòu)造單元間的聯(lián)結(jié)方式不同所產(chǎn)生的異構(gòu)體。5、什么是鏈構(gòu)造？構(gòu)造單元在高分子鏈中的聯(lián)結(jié)方式11、支化或交聯(lián)對(duì)高聚物的性能有何影響？12、試由分子構(gòu)造分析高聚物的許多物理性能與低分子物質(zhì)不同的主要原因。高分子的構(gòu)造單元數(shù)目大；高分子的構(gòu)造不均一；高

3、分子的構(gòu)造單元之間相互作用對(duì)聚集態(tài)和物性有重要影響；高分子鏈有一定的內(nèi)旋轉(zhuǎn)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(gòu)和間同立構(gòu)的總百分?jǐn)?shù)。17、什么叫做高分子的構(gòu)象二次構(gòu)造？假假設(shè)聚丙烯的等規(guī)度不高，能否用改變構(gòu)象的方法提高其等規(guī)度？說(shuō)明原因。不可以。高分子的構(gòu)象是指由于單健旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的分子不同形態(tài)。24、什么是自由旋轉(zhuǎn)鏈？分子中每一個(gè)鍵都可以在鍵角所允許的方向自由轉(zhuǎn)動(dòng)，而不考慮空間位阻對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的影響，這種鏈稱自由旋轉(zhuǎn)鏈。26、高分子主鏈中的鍵角大于90。，定性討論自由旋轉(zhuǎn)鏈的均方末端距與鍵角的關(guān)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(zhuǎn)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(zhǎng)度與自由旋轉(zhuǎn)鏈的根均方末端距之比值。并由分子運(yùn)動(dòng)觀點(diǎn)解釋*些高分子材料在外力作用下產(chǎn)生很大形變的原因。28、試論分子構(gòu)造對(duì)高分子鏈柔順性的影響。1. 主鏈. 主鏈中含有雜原子時(shí)，高分子鏈的柔順性增加。 主鏈中含有芳雜環(huán)構(gòu)造的高分子鏈，其柔順性較差。 構(gòu)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(cè)基： 極性側(cè)基：側(cè)基極性的強(qiáng)弱與高分子鏈的柔順性成反比。 非極性側(cè)基：側(cè)基體積的大小與鏈的柔順性成反比，高分子鏈的對(duì)稱性與鏈的

5、柔順性成正比。 3. 鏈的長(zhǎng)短： 高分子鏈很短時(shí)，分子呈剛性。 當(dāng)分子量增大到一定程度時(shí)，分子量對(duì)柔順性無(wú)影響。29、試論外界因素溫度、外力對(duì)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(jì)平均分子量的有 、 、 和 。32、單烯類單體在聚合過(guò)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(shí)存在的 無(wú)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(dǎo)自由連接鏈

6、的均方末端距，并以此為依據(jù)解釋橡膠具有很高的伸長(zhǎng)率的原因。35、單個(gè)高分子鏈在空間所存在的形狀分為 、 、 和 。36、假定自由結(jié)合鏈中含有幾個(gè)長(zhǎng)度為l的鍵，試求它的均方末端距和最可幾末端距與鍵長(zhǎng)及鍵數(shù)的關(guān)系。37、假定聚丙烯主鏈長(zhǎng)為0.154nm，鍵角為109.5度，聚丙烯的空間位阻參數(shù)1.76，試求其等效自由結(jié)合鏈的鏈段長(zhǎng)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(zhǎng)度Lma*與自由旋轉(zhuǎn)鏈的根均方末端距之比值，并由分子運(yùn)動(dòng)觀點(diǎn)解釋*些聚合物材料在外力作用下可以產(chǎn)生很大形變的原因。習(xí)題與思考題二1、如果C-C鍵長(zhǎng)為0.154nm，C-C-C鍵角為109.5度

7、，試問(wèn)Ut為31的全同立構(gòu)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(shí)，分子鏈的構(gòu)象有什么不同？為什么？3、試根據(jù)聚乙烯的晶體構(gòu)造和晶胞尺寸(a736pm，b492pm，c253pm)計(jì)算其晶體密度c(1cm1010pm)。4、假設(shè)聚甲基丙烯酸甲酯晶胞的90度，a2.108nm，b1.217nm，c1.055nm，測(cè)得的1.23g/cm3，Mo100.1，試求每個(gè)晶胞單元中的重復(fù)構(gòu)造單元數(shù)。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(shù)c的尺寸。6、有全同立構(gòu)聚丙烯試樣一塊，體積為1.422.

8、960.51cm3，重量為1.94g，試計(jì)算其比容和結(jié)晶度。7、簡(jiǎn)要說(shuō)明以下各種結(jié)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(duì)聚合物熔點(diǎn)的上下，并說(shuō)明原因。聚對(duì)苯二甲酸乙二酯與聚間苯二甲酸乙二酯；(2)聚對(duì)苯二甲酰對(duì)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(xué)構(gòu)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(gòu)造？如何用簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)上判別一個(gè)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(lái)看，你認(rèn)為具有怎樣的相形態(tài)構(gòu)造更有利？為什么？試舉例說(shuō)明之。16、赫爾曼取向函數(shù)f的物理意義是什么？是否可以用取向角余弦均方值來(lái)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(dǎo)出光學(xué)取向函數(shù)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(wèn)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(qiáng)度很弱，但在(h,0,0)面和(0,k,0)面有較強(qiáng)的衍射峰，試問(wèn)能否據(jù)此來(lái)求得fc,z

10、？如果該纖維樣品為聚丙烯，是否可應(yīng)用Stein關(guān)系式fa,zfb,zfc,z0？20、用取向指數(shù)R來(lái)描述*纖維的取向程度，是否一定反映分子鏈對(duì)于纖維軸的取向？為什么？21、試列舉兩種表征纖維無(wú)定形區(qū)取向程度的方法，并簡(jiǎn)要說(shuō)明原理。22、對(duì)腈綸纖維來(lái)說(shuō)，用紅外二色性測(cè)定-得到的fd與染色二色性測(cè)得的fd有什么不同？為什么？習(xí)題與思考題三1、試比擬測(cè)定聚合物相對(duì)摩爾質(zhì)量各種方法的特點(diǎn)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(shù)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(cè)定的相對(duì)摩爾質(zhì)量為什么是數(shù)均相對(duì)摩爾質(zhì)量，其理論依據(jù)是什么？6、采用GPC技術(shù)能否將相對(duì)摩爾質(zhì)量

11、一樣的線形PE和支化PE分開(kāi)？為什么？7、用醇酸縮聚法制得的聚酯，每個(gè)分子中有一個(gè)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(shù)均相對(duì)摩爾質(zhì)量。習(xí)題與思考題五1、何為高分子運(yùn)動(dòng)單元的多重性？2、什么是高聚物的松馳弛豫過(guò)程？3、什么是高聚物分子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間依賴性？4、什么是松馳弛豫時(shí)間？其物理意義如何？5、松馳弛豫時(shí)間與溫度的關(guān)系如何？6、什么是溫度形變曲線熱機(jī)械曲線？7、什么是結(jié)晶性高聚物？8、什么是非結(jié)晶性高聚物？9、高聚物按溫度由低到高分為哪幾個(gè)力學(xué)狀態(tài)？分子運(yùn)動(dòng)機(jī)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(jié)

12、晶、交聯(lián)和增塑高聚物的溫度形變曲線的各種情況考慮分子量、結(jié)晶度、交聯(lián)度和增塑劑含量不同的各種情況。13、用膨脹計(jì)法測(cè)得分子量從3.0103到3.0105之間的八個(gè)級(jí)分聚苯乙烯試樣的玻璃化溫度T如下：試作對(duì)圖和對(duì)1/圖，并從圖上求出方程式K/3050101525501003004366838993979899 中聚苯乙烯的常數(shù)K和分子量為無(wú)限大時(shí)的玻璃化溫度。14、甲苯的玻璃化溫度113K，假設(shè)以甲苯作為聚苯乙烯的增塑劑，試估計(jì)含有20體積分?jǐn)?shù)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(hào)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(duì)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(duì)稱雙取代，偶極矩 ，整個(gè)分子極性 ，內(nèi)旋轉(zhuǎn) ，柔性增加，其玻璃化溫度比聚氯乙烯 。20、高聚物結(jié)晶的必要條件和充分條件是什么？21、影響高聚物結(jié)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(shí)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(gè)*圍熔限？26、影響高聚物熔點(diǎn)T上下的因素有哪些？27、高聚物的結(jié)晶過(guò)程包括哪些步驟？28、什么是半結(jié)晶時(shí)間

14、？29、為什么規(guī)定體積收縮進(jìn)展到一半所需時(shí)間的倒數(shù)1作為實(shí)驗(yàn)溫度下的結(jié)晶速度？30、結(jié)晶速度與溫度的關(guān)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(jié)晶能力，按結(jié)晶能力有大小以號(hào)排列。32、試比擬以下聚合物熔點(diǎn)的上下，并按由高低以號(hào)排序。聚對(duì)二甲苯 ； 聚乙烯 ； 聚對(duì)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(jiǎn)要說(shuō)明各區(qū)特性。34、畫出在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度測(cè)定過(guò)程中冷卻速率對(duì)影響曲線圖比容溫度曲線并說(shuō)明之。35、試畫出結(jié)晶性高聚物處于非晶態(tài)，采用慢速升溫、間歇加載方法時(shí)的溫度形變曲線和模量溫度曲線，說(shuō)明原因。36、如何通

15、過(guò)測(cè)定一系列不同分子量的同一聚合物的熱機(jī)械曲線，估算該聚合物的鏈段長(zhǎng)度？37、試從時(shí)間溫度等效出發(fā)，定義玻璃化溫度，進(jìn)而說(shuō)明玻璃化轉(zhuǎn)變是力學(xué)轉(zhuǎn)變而非相轉(zhuǎn)變。38、橡膠受外力拉伸等溫可逆形變時(shí)，試從熱力學(xué)第一定律出發(fā)推導(dǎo)：外力一局部用于內(nèi)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(kāi)場(chǎng)時(shí)隨分子量增大而升高，當(dāng)分子量到達(dá)一定值后，Tg變?yōu)榕c分子量無(wú)關(guān)的常數(shù)。(2)聚合物中參加單體、溶劑、增塑劑等低分子物時(shí)導(dǎo)致Tg下降。40、WLF方程logT-C1(T-Ts)/C2+(T-Ts)，當(dāng)取Ts為參考溫度時(shí)，C117.44，C251.6，求以Ts+50為參考溫度時(shí)的常數(shù)C1和C2。4

16、1、*聚苯乙烯試樣在160時(shí)粘度為8.01012Pas，預(yù)計(jì)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(shí)粘度為1.0103Pas，如果粘度溫度關(guān)系服從WLF方程，并假定Ts時(shí)的粘度為1.01011Pas，問(wèn)25時(shí)粘度是多少？43、聚乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯的流動(dòng)活化能E分別為10千卡/摩爾和64千卡/摩爾，聚乙烯在200時(shí)粘度為9.1103Pas，聚甲基丙烯酸甲酯在240時(shí)粘度為2.0107Pas。(1)分別計(jì)算聚乙烯在210和190時(shí)以及聚甲基丙烯酸甲酯在250和230時(shí)的粘度；(2)討論鏈的構(gòu)造對(duì)粘度的影響；(3)討論溫度對(duì)不同聚合物粘度的影響。10、*高分子材料在

17、加工期時(shí)發(fā)生鏈降解，其重均分子量由1.0106降至8.0105，問(wèn)此材料在加工前后熔融粘度之比為多少？習(xí)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(diǎn)，如何證明它是一種真溶液。2、試比擬結(jié)晶性聚合物和非結(jié)晶性聚合物的溶解過(guò)程。3、為一種聚合物材料選則適宜的溶劑應(yīng)遵循哪些原則？4、溶度參數(shù)如何測(cè)定？根據(jù)熱力學(xué)原理解釋非極性聚合物為什么能夠溶解在與其溶度參數(shù)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(shuō)明理由。6、由查表得溶度參數(shù)的數(shù)據(jù)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(shí)際上前者對(duì)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(shù)，請(qǐng)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(qǐng)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(zhì)在溶劑中的溶解度除與溶質(zhì)和溶劑的性質(zhì)有關(guān)外，還與溫度和溶質(zhì)相對(duì)摩爾質(zhì)量有關(guān)，試解釋。10、用聚乙酸乙烯酯醇解制取聚乙烯醇時(shí)，為何僅具有適當(dāng)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(jīng)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(duì)摩爾質(zhì)量M21106的溶質(zhì)(聚合度*n104)和相對(duì)摩爾質(zhì)量M11102的溶劑組成，構(gòu)成溶液的濃度為1(重量百分?jǐn)?shù))，試計(jì)算：(1)此聚合物溶液的混合熵Sm；(2)依照理想溶液計(jì)算的混合熵；(3)假設(shè)把聚合物切成104個(gè)單體小分子，并假定此小分子與溶劑構(gòu)成理想溶液的混合熵；(4)由上述三種混合熵的計(jì)算結(jié)果可得出什么結(jié)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(jì)算混合熵、混合焓和混合自由能。己知：*10.377。14、高分子濃溶