高分子物理课程实验报告(

《高分子物理课程实验报告(》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、高分子物理课程实验报告实验一：用软件构建全同立构聚丙烯分子、•-1-聚乙烯分子并计算它们末端的直线距离•••-1-实验二:用软件计算聚丙烯酸甲酯的构象能量-13-实验三、维卡软化点的测定-21-实验四、高聚物熔融指数的测定24-实验五、粘度法测定聚合物的分子量・・・・-26-实验六、0溶液法测定高分子链的无扰尺寸•-30-鸣谢-32-实验一：用软件构建全同立构聚丙烯分子、聚乙烯分子并计算它们末端的直线距离一.实验目的1.了解用计算机软件模拟大分子的“分子模拟”新趋势2.学会用“分子模拟”软件构造聚乙烯、聚丙烯大分子3.计算主链含100个碳原子的聚乙烯、聚丙

2、烯分子末端的直线距离二.实验原理已经知道，C-C单键是。键，英电子云分布具有轴对称性。因此，。键相连的两个碳原子可以相对旋转而影响电子云的分布。原子（或与原子基团）围绕单键内旋转的结果将使原子在空间的排布方式不断地变换。长链分子主链单键的内旋转赋予高分子以柔性，致使高分子链可任取不同的卷曲程度。高分子链的卷曲程度可以用高分子链的两端点间直线距离一末端距力來度量。高分子链卷曲越厉害，末端距越短。高分子长链能以不同程度卷曲的特性称为柔性。高分子链的柔性是高聚物高弹性的根本原因，也是决定高聚物玻璃化转变温度高低的主要因素。高分子链的末端距是一个统计平均值，通常采

3、用它的平方的平均，叫做均方末端距加,通常是用高分子溶液性能的实验来测定的。我们知道，C-C单键（。键）具有轴对称的电子云。因此，C-C单键可以以键向为轴相对地内旋转，即在保持键角（p（＜p二109。28'）不变的情况下，C3可处于G-C2旋转而成的图1c—C单•键的内旋转圆锥底圆边上的任何位置（自由内旋转），同样G可处在C2-C3旋转而成的圆锥底圆边上的任何位置，以此类推（图1）。这种由于围绕单键内旋转而产生的空间排布叫作构象。高分子链是由成千上万个C-C单键所组成，每个单键乂都可不同程度地内旋转。这样，由于分子的热运动，分子中原子在空间的排布可随Z不断变

4、化而取不同的构彖，表现出高分子链的柔性。高分子链的柔性是高聚物分子长链结构的产物，是高聚物独特性能一一高弹性的依据。尽管实际高分子链屮键角是固定的，内旋转也不是完全口由的，高分子链仍然能够由于内旋转而很大程度地卷曲（图2）。分子越卷曲，相应的构象数目越多，构象燔就越大。由热力学可知，在一定温度下柔性高分子链的形态总是趋于构象嬌为最大的最可儿状态。分子链的卷曲使得的高分子链两个端点Z间的直线距离大大缩短。卷曲越厉害，末端间直线距离越短。因此对以用高分子链末端的距离一一末端距力來表征高分子链的形态。当然，因为分子内旋转经常在改变它们的构象，因此必须用统计平均的

5、方法即所谓的“均方末端距”h1,它是指高分子链两端间的直线距离h平方的平均值。下面我们从无规行走问题来推导均方末端距胪。-维空间的无规行走是数学上早已解决的问题。它假定有一盲人在一直线上无目的地乱走，每走一步的距离为-Zbmb+Zbb.因为是无规行走，因此'a11D0M向前走和向后走的几率相同，均为1/2,问走了图3—维空间的无规行走步以后，他走了多少距N!23(N_m、N+mN-m离（图3）?显然这距离是不确定的，在多次实验后可得到一个分布。设他在走了冲步以后到达刃点，刃＞0,所以向前走的步数比向后走的步数多，即有（AM/2步是向前的,（AM/2步是向后

6、的，则到达m的几率iKm,A）应为它们之间多种可能的组合数'N+m、I(N-m12J•<2J77N实际情况总是NN1和mWN,则可利用阶乘的Stirling近似In/?!=nInn一n+InJ2勿InW(/〃，A)二lnN!-ln!-lnNEW质一宁W导+也-叭2兀•吐2V222+口一叭2龙・2V2口+Nln丄2/、2化简，并为利用2的条件，把变数写成竺，当N足够大时，4-）项均忽略不计,则上式简化为N十m、In1+、mN_m、In(m)1+—2AO2

7、>1m<

8、。独立事件的儿率相乘，因此在走了”步后到达距离原点为h_h+dh的