高分子物理习题

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高分子链的柔顺性:指高分子链能够改变其构象的性质

自由连接链:即链长固定,链角不固定,内旋转自由的理想化的模型

高斯链:因为等效自由结合链的链段分布符合高斯分布函数,又称等效自由结合链

两者的相互关系:高斯链的链段分布函数与自由连接链的分布函数相同,但两者之间却有很大的差别。自由连接链是不存在的,而高斯链却体现了大量柔性高分子的共性它是确确实实存在的。此外,高斯链包括自由连接链,后者是前者的一个特例。

17. 高斯链的本质特征是什么?在什么条件下大分子链呈现为高斯链? 链段 n是一很大的值 每一个键不占有体积 可任意取向

18. 讨论高分子结构对链的柔顺性的影响,并比较下列高分子链的柔顺性,说明原因:

聚氯乙烯,聚碳酸酯,聚甲醛,聚乙炔

聚乙烯,聚二甲基硅氧烷,纤维素,聚甲基丙烯酸甲酯 19. 高分子链具有柔顺性的本质是什么?如何表征分子链的柔顺性?

20. 影响高分子链柔顺性的因素有哪些?试简要讨论。

21. 红外光谱法与核磁共振法研究高分子链结构依据哪些光谱特征?可以研究哪些高分子链的近程结构?

22. 按聚合物热稳定性从小到大排列下列聚合物

A 聚甲基丙烯酸甲酯 B 聚α---甲基苯乙烯 C 聚四氟乙烯 D聚苯乙烯 23. 为什么高压聚乙烯比低压聚乙烯的密度低?聚合物结构有何差异?聚合机理有何不同?低密度聚乙烯的结构是怎样产生的?

24. 高分子长链柔性的实质是什么?近程相互作用是怎样影响高分子链柔性的?远程相互作用又是怎样影响高分子链柔性的?

25. 试从分子结构分析高聚物的许多性能不同于小分子物质的原因。

26. 共聚是高聚物改性的一个重要手段,试简述共聚物的主要类型,并举例讨论不同类型共聚物的分子结构与性能的差异?

27. 试述分子结构对高分子链柔顺性的影响,并分析讨论高分子链柔顺性对聚合物宏观性能。

28. 试从分子结构与分子间作用能两个方面讨论聚乙烯,聚氯乙烯,聚异丁烯和尼龙66之间性能差异的的原因 。

30. 高密度聚乙烯和低密度聚乙烯的性能有什么差异?从结构上分析产生的原因。

31. 提出三种参数定量表征真实高分子链的柔性,写出该参数的名称与数学表达式,阐述如何表征,提出测定该参数的一种实验方法。

32. 已知聚苯乙烯试样的分子量为104000,其刚性系数为2.17,试求: (1)自由结合链的均方末端距 (2)真实链的均方回转半径

33. 聚丙烯于C-C单键可以内旋,能否通过其内旋使无规立构矛丙烯变为等规立构聚丙烯?为什么?

34. 为什么把高分子链称为“高斯链”?高斯链与自由结合链的差别?在什么条件下高分子链呈现为高斯链?

35. 为什么把高分子链称为高斯链?分别写出自由结合链,自由旋转链和等效自由结合链的均方末端距的表达式?高分子的均方末端距是在什么条件下测定的?

36. 试计算分子量为2.8×105聚乙烯分子在下列情况下的均方末端距: a.高斯链;己知C—C 链长为0.154nm

b.自由旋转链:已知键角为 109。28’, c. 受阻内旋转:已知 cosα= 0.215; d. 伸直链。

37.己知高分子主链中的键角大于900,定性地讨论自由旋转链的均方末端距与键角的关系。

h 2自由旋转链fr?Nl21?cos?1?cos?

θ=180°-键角

键角=90° cosθ=0 平均建角是90度的自由旋转链 键角=180° cosθ=1 →∞ 伸直链 键角=90~180° θ减小 cosθ增大 变得僵硬

38. 假定聚乙烯的聚合度为2000,夹角为109.50,求伸直链的长度Lmax与自由旋转链的根均方末端距之比值。并从运动观点解释某些高分子材料在外力作用下可以产生很大形变的原因。

解:伸直链的长度Lmax=﹝2/3﹞1/2·n l n =2*2000-1=3999 根均方末端距(h2f..r)1/2= ﹝2﹞1/2·n l 则比值为:36.5

39. 什么叫做高分子的构型? 试讨论线型聚异戊二烯可能有哪些不同的构型.( 不考虑键接异构)

答:构型是指分子 中由化学键所固定的原子在空间的排列。这种排列是稳定的,要改变构型,必须经过化学键的断裂和重组。构型不同的异构体有旋光异构体、集合异构体和间接异构体。

线形聚异戊二烯可能存在键接异构,有1,2-加成、3,4-加成和1,4-加成三种加成方式。

对于1,4-加成,存在几何异构,有顺式构型和合反式构型之分。

1,2-或3,4-加成存在旋光异构,包括全同立构、间同立构和无规立构三种。 40. 试由分子结构分析高聚物的许多物理面性能与低分子物质不同的主要原因. 高聚物的分子结构特点:

1)高分子是由很大数目(102~105数量级)的结构单元组成的。

2)一般高分子的主链都有一定的内旋转自由度,可以使主链弯曲而具有柔性。(由于热运动而具有许多不同的构象)。

3)高分子结构的不均一性。即使是相同的条件下的反应产物,各分子的分子量,键接顺序,空间构型,支化、交联以及共聚物的组成及序列结构等存在着或多或少的差异。

4)由于一个高分子链含有很多结构单元,因此,结构单元间的相互作用对聚集态结构和物理性能有着十分重要的影响。

5)晶态和非晶态高聚物的有序度与相应状态和低分子的有序度有较大的差别。 6)高聚物材料中,常加入填料及各种其它助剂,两种以上高分子共混改性还存在着所谓织态结构。

41. 什么叫做分子构象?假若聚丙烯的等规度不高,能不能用改变构象的办法提高其等规度?说明理由.

42. 假定聚乙烯的聚合度为2000,键角为109.5°。求伸直链的长度Lma与自由旋度0.26链的根均方木,端距之比值,并由分子运动观点解释某些高分子材料在外力作用下可产生很大形变的原因。

???解: Lmax?nclos??

?2?2?180??109.5???2?2000l?cos??nl ?23??

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