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何曼君第三版高分子物理答案
课后作业答案: 第一章
2、 W1=250/(250+280+300+350+400+450+500+600)=250/3130=0、0799 W2=0、0895 W3=0、0958 W4=0、1118 W5=0、1278 W6=0、1438 W7=0、1597 W8=0、1917
Mn?111???391wi0.07990.08950.09580.11180.12780.14380.15970.19170.002556????????M250280300350400450500600i22?Mn(Mw??wiMi?424; ?nMw?1)?12903; MnVw?Mw(d?1)?15173
4、粘度法测定分子量,得到的数据为不同浓度的溶液流经乌氏粘度计的两到标志线所需的时间。粘度一方面与聚合物的分子量有关,另一方面也与聚合物分子的结构、形态与在溶剂中的扩张程度有关。因此,粘度法测得的分子量为相对分子量。
渗透压法测定分子量,得到的数据为不同浓度的溶液对应的平衡渗透压,与溶液中溶剂与溶质的摩尔分数有关,因此测得的就是数均分子量。
光散射法测定分子量,就是将固定波长的光线通过不同浓度的溶液,而散射光的强度就是由各种大小不同的分子所贡献的。因此测得的分子量为重均分子量。 5、如知道分子量的数量微分分布函数N(m)与质量微分分布函数W(m),则可通过下式求出Mn与Mw、
Mn?22??0N(m)MdM?1
?W(N)?0MdM Mw??W(m)MdM
0?6、 Mw?nM??nMiiii2ii?WM???WM
W?iiiiiiii Mn?nM??niiiii??WiiWi?iMi?1 Wi?iMin M??(?WM?)? ; 以为α值在-1到1之间,因此M1/iii?M??Mw
7、今有一混合物,有1克聚合物A与2 克同样类型的聚合物B组成,A的分子量
MA= 1×105 g .mol-1; B的分子量MB= 2×105 g .mol-1。计算该混合物的数均分子量Mn,重均分子量MW与多分散指数d。
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解:W1=1/(1+2)=1/3 W2=2/(1+2)=1/3 Mn?123?31*1052*10512555 Mw??WiMi?*1*10?*2*10?1.67*10
331?W2?M21?1.5*105
Mw1.67*105 d???1.11 5Mn1.5*108、高分子溶液的热力学性质与理想溶液的偏差很大,只有在无限稀释的情况下才符合理想溶液的规律。因此必须求取浓度为零时的外推值作为计算的依据。当高聚物的分子量很大,测定用的溶液浓度又很稀时不需外推。
?1?11、 ?RT(?A2C) 以对C作图得一直线。
CMC(
?C*10?3 0、097 0、109 0、113 0、124 0、143 0、174 0、184)
8.48*104*298153?3.26*10则直线截距 RT ?0.0774*10 ; Mn?30.0774*10M1.23*104?4.87*10?4(ml.mol)/g2 直线斜率 RTA2?1.23*10;A2?48.48*10*29841.001.00?633; mol?5?10molV?cm?1.10cm252?100.91198.9333 V1?100cm?1.10cm?98.9cm; n1?mol?1.1mol;
89.09、解:n2?1n25?10?63?23?6 c? g/cm?1?10g/cm; x2???4.5?10?6100n1?n21.1?5?10 ?2?10、
V21.10??1.1?10?2 V100稀溶液的依数性法:
(1)对小分子:原理:在溶液中加入不挥发性溶质后,稀溶液沸点升高、冰点下降、蒸汽压下降、渗透压的数值仅与溶液中的溶质数有关,而与溶液本性无关。这些性质被称为稀溶液的依数性。
cc?Tb?kb; ?Tf?kf
MM(2)对高分子: (?T1k)c?0?k(?A2c?L)?,A2为第二维利系数。 cMnMn M?kfckbc M? ?Tb?Tf何曼君第三版高分子物理答案
当存在缔合作用时,所测表现分子量大于真实分子量,比,缔合作用使浓度减小,
?Tf?Tf?T、b与溶液浓度成正
?T、b减小。当存在电离作用时,所测表现分子量小
?Tf于真实分子量,电离作用使浓度增大,12、 ln????lnk??lnM
以ln???对lnM作图得一直线。
、
?Tb增大。
(ln??? 4、99 4、76 4、62 4、52 4、25 4、08 3、37 lnM 12、98 12、67 12、48 12、35 11、98 11、75 10、79)
则直线斜率α=0、74 截距k=0、99×10-2
13、解:①通常高聚物平均分子量:纤维﹤塑料﹤橡胶
纤维:室温下分子的轴向强度很大,受力后形变较小(一般为百分之几到百分之二十),在较广的温度范围内(-50℃--+150℃)机械性能变化较大,模量大;
塑料:常温下有一定形状,强度较大,受力后能发生一定形变(一般为百分之几),按聚合物受热行为可分为热塑性与热固性聚合物;
橡胶:在室温下具有高弹性,即使受到很小的外力,形变也高达十倍以上,去除外力后可恢复形状,就是具有可逆形变的高弹性聚合物。
同就是高分子材料,但其分子量大小、分子量分布以及自身的结构、性质决定了其用途。
②不同的塑料薄膜结晶性不同,结晶的高聚物通常不透明,非结晶高聚物通常透明,部分结晶的高聚物就是半透明的。
第二章
1、假若聚丙烯的等规度不高,能不能用改变构象的办法提高等规度?说明理由。 不能。全同立构与间同立构就是两种不同的立体构型。构型就是分子中由化学键解:所固定的原子在空间的几何排列。这种排列就是稳定的,要改变构型必须经过化学键的断裂与重组。构象就是围绕单键内旋转所引起的排列变化,改变构象只需克服单键内旋转位垒即可实现。
2、 末端距就是高分子链的一端到另一端达到的直线距离,
解:因为柔性的高分子链在不断的热运动,它的形态就是瞬息万变的,所以只能用它们的平均值来表示,又因为末端距与高分子链的质心到第i个链单元的距离就是矢量。它们就是矢量,其平均值趋近于零。因此,要取均方末端距与均方回转半径;轮廓长度就是高分子链的伸直长度,高分子链有柔顺性,不就是刚性链,因此,用轮廓长度描述高分子尺度不能体现其蜷曲的特点。
5、 解:无论就是均方末端距还就是均方回转半径,都只就是平均量,获得的只就是高分子链的平均尺寸信息。要确切知道高分子的具体形态尺寸,从原则上来说,只知道一个均值往往就是不够的。最好的办法就是知道末端距的分布函数,也就就是处在不同末端距时所对应的高分子构象实现概率大小或构象数比例,这样任何与链尺寸有关的平均物理量与链的具体形状都可由这个分布函数求出。所以需要推导高斯链的构象统计理论。
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6、(1)根据C-C链化学键的键角109、5o,求自由旋转链的Kuhn链段长度与等效链段数。
解:键角为φ=109、5o,则键角的补角θ=180o-109、5o=70、5o,cosθ=cos70、5o=0、33,
设化学键的数目为n,键长为l,则自由旋转链的均方末端距为:
h20?nl21?cos?1?0.33?nl2?1.99nl2
1?cos?1?0.33109.5o?0.82nl 链的伸直长度L为:nlcos(90??/2)?nlsin?nlsin22?
Kuhn链段长度b为:b?等效连段数Z?h2L01.99nl2??2.43l 0.82nl22L2h20??0.82nl?1.99nl?0.34n
?h2?0?2 Flory特征比c?2nl(2)实验测得聚乙烯在溶剂十氢萘中的无扰尺寸为A=0、107 nm,键长0、154 nm,求聚乙烯链的Kuhn链段长度与等效链段数。 解:聚乙烯的聚合度为x,化学键数为n,则M =28x = 14n,
?h无扰尺寸A???M?2?20?,则h2??1H2C0?A2?M?0.1072?14n?0.16n
H2Cx又因为h20?nl21?cos?,所以cosθ=0、744,
1?cos?由于cos??2cos2??1,则cos?0.933, 22?Kuhn链段长度b为:b?h2L0?0.16nnlcos?2?0.16n?1.11nm
n?0.154?0.933