高分子習(xí)題與思考題一

習(xí)題與思考題一1、解釋下列名詞：(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，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，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個鍵組成，每個鍵的長度為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)時沒有鍵角的限制和位壘障礙，其中每個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、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?。?，4加成（旋光異構(gòu)）3、聚丙烯中碳－碳單鏈?zhǔn)强梢赞D(zhuǎn)動的，通過單鍵的轉(zhuǎn)動能否把全同立構(gòu)的聚丙烯變?yōu)椤伴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)沒有很直接的關(guān)系4、順序異構(gòu)體由結(jié)構(gòu)單元間的聯(lián)結(jié)方式不同所產(chǎn)生的異構(gòu)體。5、什么是鏈結(jié)構(gòu)？結(jié)構(gòu)單元在高分子鏈中的聯(lián)結(jié)方式11、支化或交聯(lián)對高聚物的性能有何影響？12、試由分子結(jié)構(gòu)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。高分子的結(jié)構(gòu)單元數(shù)目大；高分子的結(jié)構(gòu)不均一；高分子的結(jié)構(gòu)單元之間相互作用對聚集態(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（二次結(jié)構(gòu)）？假若聚丙烯的等規(guī)度不高，能否用改變構(gòu)象的辦法提高其等規(guī)度？說明原因。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？分子中每一個鍵都可以在鍵角所允許的方向自由轉(zhuǎn)動，而不考慮空間位阻對轉(zhuǎn)動的影響，這種鏈稱自由旋轉(zhuǎn)鏈。26、已知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-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。，求伸直鏈的長度Ｌｍａｘ與自由旋轉(zhuǎn)鏈的根均方末端距之比值。并由分子運動觀點解釋某些高分子材料在外力作用下產(chǎn)生很大形變的原因。28、試論分子結(jié)構(gòu)對高分子鏈柔順性的影響。1.主鏈.主鏈中含有雜原子時，高分子鏈的柔順性增加。

主鏈中含有芳雜環(huán)結(jié)構(gòu)的高分子鏈，其柔順性較差。

結(jié)構(gòu)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，高分子鏈的對稱性與鏈的柔順性成正比。

3.鏈的長短：

高分子鏈很短時，分子呈剛性。

當(dāng)分子量增大到一定程度時，分子量對柔順性無影響。29、試論外界因素（溫度、外力）對高分子鏈柔順性的影響30、試比較下列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；②聚丙烯；③聚二甲基硅氧烷；④聚乙烯2〉1〉4〉331、表征高聚物統(tǒng)計平均分子量的有（）、（）、（）和（）。32、單烯類單體在聚合過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存在的（無規(guī)）鍵接。33、試比較①聚丁二烯；②聚丙烯；③聚異戊二烯；④聚苯乙烯；⑤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)自由連接鏈的均方末端距，并以此為依據(jù)解釋橡膠具有很高的伸長率的原因。35、單個高分子鏈在空間所存在的形狀分為（）、（）、（）和（）。36、假定自由結(jié)合鏈中含有幾個長度為l的鍵，試求它的均方末端距和最可幾末端距與鍵長及鍵數(shù)的關(guān)系。37、假定聚丙烯主鏈長為0.154nm，鍵角為109.5度，聚丙烯的空間位阻參數(shù)s＝1.76，試求其等效自由結(jié)合鏈的鏈段長度le之值。38、假定聚乙烯的聚合度為2000，鍵角為109.5度，求伸直鏈的長度Lmax與自由旋轉(zhuǎn)鏈的根均方末端距之比值，并由分子運動觀點解釋某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鍵長為0.154nm，C-C-C鍵角為109.5度，試問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，分子鏈的構(gòu)象有什么不同？為什么？3、試根據(jù)聚乙烯的晶體結(jié)構(gòu)和晶胞尺寸(a＝736pm，b＝492pm，c＝253pm)計算其晶體密度rc(1cm＝1010pm)。4、若已知聚甲基丙烯酸甲酯晶胞的a＝b＝g＝90度，a＝2.108nm，b＝1.217nm，c＝1.055nm，測得的r＝1.23g/cm3，Mo＝100.1，試求每個晶胞單元中的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元數(shù)。5、已知聚異丁烯晶胞中所有的角度為90度，Mo＝56.1，r＝0.937，晶胞尺寸a＝0.694nm，b＝1.196nm，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1.42×2.96×0.51cm3，重量為1.94g，試計算其比容和結(jié)晶度。7、簡要說明下列各種結(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、試比較下列幾對聚合物熔點的高低，并說明原因。聚對苯二甲酸乙二酯與聚間苯二甲酸乙二酯；(2)聚對苯二甲酰對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)結(jié)構(gòu)有哪些基本特征？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結(jié)構(gòu)？如何用簡單的實驗區(qū)分它們？13、高分子的“相容性”概念與小分子的相溶性概念有什么不同？14、如何從實驗上判別一個共混聚合物體系“完全相容”、“部分相容”、和“不相容”等狀態(tài)？15、從聚合物改性的角度來看，你認(rèn)為具有怎樣的相形態(tài)結(jié)構(gòu)更有利？為什么？試舉例說明之。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)fb＝1/2(3-1)。18、在不同條件下制得聚酯纖維，其中一種纖維的fb>fs，而另一種則fs>fb，試問是否存在這種可能性？為什么？19、某纖維樣品在(0,0,l)晶面的衍射強度很弱，但在(h,0,0)面和(0,k,0)面有較強的衍射峰，試問能否據(jù)此來求得fc,z？如果該纖維樣品為聚丙烯，是否可應(yīng)用Stein關(guān)系式fa,z＋fb,z＋fc,z＝0？20、用取向指數(shù)R來描述某纖維的取向程度，是否一定反映分子鏈對于纖維軸的取向？為什么？21、試列舉兩種表征纖維無定形區(qū)取向程度的方法，并簡要說明原理。22、對腈綸纖維來說，用紅外二色性測定-CN得到的fd與染色二色性測得的fd有什么不同？為什么？

習(xí)題與思考題三1、試比較測定聚合物相對摩爾質(zhì)量各種方法的特點和局限性。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、滲透壓法測定的相對摩爾質(zhì)量為什么是數(shù)均相對摩爾質(zhì)量，其理論依據(jù)是什么？6、采用GPC技術(shù)能否將相對摩爾質(zhì)量相同的線形PE和支化PE分開？為什么？7、用醇酸縮聚法制得的聚酯，每個分子中有一個可分析的羧基，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)均相對摩爾質(zhì)量。

習(xí)題與思考題五1、何為高分子運動單元的多重性？2、什么是高聚物的松馳（弛豫）過程？3、什么是高聚物分子運動的時間依賴性？4、什么是松馳（弛豫）時間？其物理意義如何？5、松馳（弛豫）時間與溫度的關(guān)系如何？6、什么是溫度－形變曲線（熱－機械曲線）？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力學(xué)狀態(tài)？分子運動機理如何？10、什么是玻璃化溫度？11、什么是粘流溫度（Tｆ）？12、試討論非晶、結(jié)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、用膨脹計法測得分子量從3.0×103到3.0×105之間的八個級分聚苯乙烯試樣的玻璃化溫度（Tｇ）如下：試作Ｔｇ對Ｍｎ圖和Ｔｇ對1/Ｍｎ圖，并從圖上求出方程式Ｔｇ＝Ｔｇ（∞）－K/ＭｎＭｎ（×１０３）3．05．010152550100300Ｔｇ（℃）4366838993979899中聚苯乙烯的常數(shù)K和分子量為無限大時的玻璃化溫度Ｔｇ（∞）。14、甲苯的玻璃化溫度Ｔｇｄ＝113K，假如以甲苯作為聚苯乙烯的增塑劑，試估計含有20％體積分?jǐn)?shù)甲苯的聚苯乙烯的玻璃化溫度Ｔｇ。15、試比較下列聚合物玻璃化溫度的高低，并按Ｔｇ由高→低以>號排序。①聚苯乙烯；②聚氯乙烯；③聚乙烯；④等規(guī)聚丙烯；⑤聚苯醚16、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稱雙取代，偶極矩（），整個分子極性（），內(nèi)旋轉(zhuǎn)（），柔性增加，其玻璃化溫度Ｔｇ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范圍（熔限）？26、影響高聚物熔點（Tｍ）高低的因素有哪些？27、高聚物的結(jié)晶過程包括哪些步驟？28、什么是半結(jié)晶時間（ｔ１∕２）？29、為什么規(guī)定體積收縮進行到一半所需時間的倒數(shù)（ｔ１∕２－1）作為實驗溫度下的結(jié)晶速度？30、結(jié)晶速度與溫度的關(guān)系如何？31、試比較①等規(guī)聚丙烯②聚乙烯醇③聚1，2－二氯乙烯④聚偏二氯乙烯的結(jié)晶能力，按結(jié)晶能力有大→小以>號排列。32、試比較下列聚合物熔點的高低，并按由高→低以>號排序。聚對二甲苯；②聚乙烯；③聚對苯二甲酸乙二醇酯；④聚丙烯；⑤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，簡要說明各區(qū)特性。34、畫出在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度測定過程中冷卻速率對Ｔｇ影響曲線圖（比容－溫度曲線）并說明之。35、試畫出結(jié)晶性高聚物處于非晶態(tài)，采用慢速升溫、間歇加載方法時的溫度－形變曲線和模量－溫度曲線，說明原因。36、如何通過測定一系列不同分子量的同一聚合物的熱機械曲線，估算該聚合物的鏈段長度？37、試從時間－溫度等效出發(fā)，定義玻璃化溫度，進而說明玻璃化轉(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，試從熱力學(xué)第一定律出發(fā)推導(dǎo)：外力一部分用于內(nèi)能的改變，一部分用于熵的改變。39、怎樣解釋：(1)聚合物的Tg開始時隨分子量增大而升高，當(dāng)分子量達到一定值后，Tg變?yōu)榕c分子量無關(guān)的常數(shù)。(2)聚合物中加入單體、溶劑、增塑劑等低分子物時導(dǎo)致Tg下降。40、WLF方程logαT＝[-C1(T-Ts)]/[C2+(T-Ts)]，當(dāng)取Ts為參考溫度時，C1＝17.44，C2＝51.6，求以Ts+50℃為參考溫度時的常數(shù)C1和C241、某聚苯乙烯試樣在160℃時粘度為8.0×1012Pa?s，預(yù)計它在玻璃化溫度100℃和42、某聚合物試樣在0℃時粘度為1.0×103Pa?s，如果粘度溫度關(guān)系服從WLF方程，并假定Ts時的粘度為1.0×1011Pa?s，問2543、已知聚乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯的流動活化能DEη分別為10千卡/摩爾和64千卡/摩爾，聚乙烯在200℃時粘度為9.1×103Pa?s，聚甲基丙烯酸甲酯在240℃時粘度為2.0×10(1)分別計算聚乙烯在210℃和190℃時以及聚甲基丙烯酸甲酯在250℃(2)討論鏈的結(jié)構(gòu)對粘度的影響；(3)討論溫度對不同聚合物粘度的影響。10、某高分子材料在加工期時發(fā)生鏈降解，其重均分子量由1.0×106降至8.0×105，問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較具有哪些特點，如何證明它是一種真溶液。2、試比較結(jié)晶性聚合物和非結(jié)晶性聚合物的溶解過程。3、為一種聚合物材料選則合適的溶劑應(yīng)遵循哪些原則？4、溶度參數(shù)如何測定？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，試說明理由。6、由查表得溶度參數(shù)的數(shù)據(jù)如下：乙酸δ1＝10.5；環(huán)已酮δ1＝9.88；PVC的δ2＝10.98。很明顯乙酸的δ1比環(huán)已酮的δ1更接近于PVC的δ2，但實際上前者對PVC的溶解性能并不好，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)，請解釋為什么苯乙烯－丁二烯共聚物[δ2＝8.10(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，為何僅具有適當(dāng)醇解度的聚乙烯醇