高分子物理习题集及答案

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1、第一章 高分子链的结构一.解释名词、概念1.高分子的构型:高分子中由化学键固定了的原子或原子团在空间的排列方式2.全同立构高分子:由一种旋光异构单元键接形成的高分子3.间同立构高分子:由两种旋光异构单元键接形成的高分子4.等规度:聚合物中全同异构和间同异构的高分子占高分子总数的百分数5.高分子的构象:由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态6.高分子的柔顺性:高分子能够呈现不同程度卷曲构象状态的性质7.链段:高分子中能做相对独立运动的段落8.静态柔顺性:由反式微构象和旁氏微构象构象能之差决定的柔顺性,是热力学平衡条件下的柔顺性9.动态柔顺性:高分子由

2、一种平衡构象状态转变成另一种平衡构象状态所需时间长短决定的柔顺性10.等效自由连接链:在一般条件下,高分子链中只有部分单键可以内旋转,相邻的两个可以内旋转的单键间的一段链称为链段,这样可以把高分子链看作是由链段连接而成的,链段之间的链不受键角的限制,链段可以自由取向,这种高分子链的均方末段距以及末端距分布函数的表达式与自由连接链相同,只是把链数n转换成链段数n,把键长l换成链段长l,这种链称为等效自由链接链11.高斯链:末端距分布服从高斯分布的链12.高分子末端距分布函数:表征高分子呈现某种末端距占所有可能呈现末端剧的比例二.线型聚异戊二烯可能有哪些构

3、型?答:1.4-加成有三种几何异构,1.2加成有三种旋光异构,3.4加成有三种旋光异构三.聚合物有哪些层次的结构?哪些属于化学结构?哪些属于物理结构?四.为什么说柔顺性是高分子材料独具的特性?答:这是由高分子的结构决定的,高分子分子量大,具有可以内旋转的单键多,可呈现的构象也多,一般高分子长径比很大,呈链状结构,可以在很大程度内改变其卷曲构想状态。对于小分子,分子量小,可内旋转的单键少,可呈现的构象数也不多,且小分子一般呈球形对称,故不可能在很大的幅度范围内改变其构象状态五.通常情况下PS是一种刚性很好的塑料,而丁二烯与苯乙烯的无规共聚物(B:S=75

4、:25)和三嵌段共聚物SBS(B:S=75:25)是相当好的橡胶材料,从结构上分析其原因。答:ps分子上带有刚性侧基苯环,且只通过一个单键与分子相连,再者沿分子链轴方向苯环的密度大,高分子的刚性很好,所以ps是一种刚性很好的塑料。丁二烯和苯乙烯的无规共聚物的分子链中引入了很多孤立双键,使与之相连的单键内旋转变得容易,分子链上虽仍有苯环侧基,但数目少,又是无规共聚,沿分子链轴方向苯环密度小,柔顺性好,三嵌段共聚物中间链段是分子链中含有很多孤立双键且又相当长的聚丁二烯,是一种典型的柔顺链。六.若聚丙烯的等规度不高,能否用改变构象的方法提高其等规度?为什么?

5、答:不能,碳碳单键的旋转只改变构象,没有化学键的断裂与生成,是物理变化。而要想改变等规度必须改变化学结构。所以,不能用改变构象的方法提高其等规度。七.天然橡胶和古塔玻胶在结构上有何不同?画出示性结构式。天然橡胶是顺式1.4-聚异戊二烯古塔波胶是反式1.4-聚异戊二烯八.有些维尼纶的湿强度低、缩水性大,根本原因是什么?只有头尾键接的聚乙烯醇中的羟基才能缩醛化。若有少部分乙酰基没有被水解掉,分子链上同时含有少量头头和尾尾键接,则这部分羟基不能被缩醛化。分子链上含有羟基,缩水率高,吸水后,水在其中起增塑作用,使经过拉伸取向的大分子链发生解取向,使湿强度降低。

6、九.高分子最基本的构象有哪些?在不同条件下可能呈现的典型的构象有哪些?锯齿形和螺旋型伸直链,折叠链,无规线团十.链段的组成、大小有什么特点?链段的组成是随机的,不固定的,大小是不均一的,通常指统计平均大小。相同条件下,不同聚合物的链段大小可能不同,不同条件下,同种聚合物的链段大小也可能不同十一.一块交联度比较小的橡皮,是软的还是硬的?为什么?软的。交联度小的材料玻璃化转变温度低,室温下呈现橡胶态十二.说说你用过、见过的高分子制品,各是用什么高分子材料制成的?十三.若把聚乙烯看作自由旋转链,其末端距服从Gauss分布函数,且已知C—C键长为0.154nm

7、,键角为109.5°,试求:(1)聚合度为5×104的聚乙烯的平均末端距、均方末端距和最可几末端距;(2)末端距在±1nm和±10nm处的几率那个大.04.7*10328.1nm10nm处第二章一.解释名词、概念1.高分子的聚集态结构:大量高分子聚集体中高分子与高分子间,高分子微小聚集体间的空间排列方式2.结晶性聚合物:从化学结构看,具有结晶能力的聚合物3.液晶性聚合物:高分子中含有液晶基元,能够呈现液晶态的聚合物4.球晶:由晶片聚集成的长条扭曲状微纤束,由球晶中心出发,沿径向辐射排列的多晶聚集体5.高分子液晶:一些结晶性聚合物在加热熔融或加溶剂溶解,

8、在一定条件下,能呈现既有晶体又有液体部分性能的过渡状态,这种中间状态称为聚合物液晶态6.液晶原

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1、第一章 高分子链的结构一.解释名词、概念1.高分子的构型:高分子中由化学键固定了的原子或原子团在空间的排列方式2.全同立构高分子:由一种旋光异构单元键接形成的高分子3.间同立构高分子:由两种旋光异构单元键接形成的高分子4.等规度:聚合物中全同异构和间同异构的高分子占高分子总数的百分数5.高分子的构象:由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态6.高分子的柔顺性:高分子能够呈现不同程度卷曲构象状态的性质7.链段:高分子中能做相对独立运动的段落8.静态柔顺性:由反式微构象和旁氏微构象构象能之差决定的柔顺性,是热力学平衡条件下的柔顺性9.动态柔顺性:高分子由

2、一种平衡构象状态转变成另一种平衡构象状态所需时间长短决定的柔顺性10.等效自由连接链:在一般条件下,高分子链中只有部分单键可以内旋转,相邻的两个可以内旋转的单键间的一段链称为链段,这样可以把高分子链看作是由链段连接而成的,链段之间的链不受键角的限制,链段可以自由取向,这种高分子链的均方末段距以及末端距分布函数的表达式与自由连接链相同,只是把链数n转换成链段数n,把键长l换成链段长l,这种链称为等效自由链接链11.高斯链:末端距分布服从高斯分布的链12.高分子末端距分布函数:表征高分子呈现某种末端距占所有可能呈现末端剧的比例二.线型聚异戊二烯可能有哪些构

3、型?答:1.4-加成有三种几何异构,1.2加成有三种旋光异构,3.4加成有三种旋光异构三.聚合物有哪些层次的结构?哪些属于化学结构?哪些属于物理结构?四.为什么说柔顺性是高分子材料独具的特性?答:这是由高分子的结构决定的,高分子分子量大,具有可以内旋转的单键多,可呈现的构象也多,一般高分子长径比很大,呈链状结构,可以在很大程度内改变其卷曲构想状态。对于小分子,分子量小,可内旋转的单键少,可呈现的构象数也不多,且小分子一般呈球形对称,故不可能在很大的幅度范围内改变其构象状态五.通常情况下PS是一种刚性很好的塑料,而丁二烯与苯乙烯的无规共聚物(B:S=75

4、:25)和三嵌段共聚物SBS(B:S=75:25)是相当好的橡胶材料,从结构上分析其原因。答:ps分子上带有刚性侧基苯环,且只通过一个单键与分子相连,再者沿分子链轴方向苯环的密度大,高分子的刚性很好,所以ps是一种刚性很好的塑料。丁二烯和苯乙烯的无规共聚物的分子链中引入了很多孤立双键,使与之相连的单键内旋转变得容易,分子链上虽仍有苯环侧基,但数目少,又是无规共聚,沿分子链轴方向苯环密度小,柔顺性好,三嵌段共聚物中间链段是分子链中含有很多孤立双键且又相当长的聚丁二烯,是一种典型的柔顺链。六.若聚丙烯的等规度不高,能否用改变构象的方法提高其等规度?为什么?

5、答:不能,碳碳单键的旋转只改变构象,没有化学键的断裂与生成,是物理变化。而要想改变等规度必须改变化学结构。所以,不能用改变构象的方法提高其等规度。七.天然橡胶和古塔玻胶在结构上有何不同?画出示性结构式。天然橡胶是顺式1.4-聚异戊二烯古塔波胶是反式1.4-聚异戊二烯八.有些维尼纶的湿强度低、缩水性大,根本原因是什么?只有头尾键接的聚乙烯醇中的羟基才能缩醛化。若有少部分乙酰基没有被水解掉,分子链上同时含有少量头头和尾尾键接,则这部分羟基不能被缩醛化。分子链上含有羟基,缩水率高,吸水后,水在其中起增塑作用,使经过拉伸取向的大分子链发生解取向,使湿强度降低。

6、九.高分子最基本的构象有哪些?在不同条件下可能呈现的典型的构象有哪些?锯齿形和螺旋型伸直链,折叠链,无规线团十.链段的组成、大小有什么特点?链段的组成是随机的,不固定的,大小是不均一的,通常指统计平均大小。相同条件下,不同聚合物的链段大小可能不同,不同条件下,同种聚合物的链段大小也可能不同十一.一块交联度比较小的橡皮,是软的还是硬的?为什么?软的。交联度小的材料玻璃化转变温度低,室温下呈现橡胶态十二.说说你用过、见过的高分子制品,各是用什么高分子材料制成的?十三.若把聚乙烯看作自由旋转链,其末端距服从Gauss分布函数,且已知C—C键长为0.154nm

7、,键角为109.5°,试求:(1)聚合度为5×104的聚乙烯的平均末端距、均方末端距和最可几末端距;(2)末端距在±1nm和±10nm处的几率那个大.04.7*10328.1nm10nm处第二章一.解释名词、概念1.高分子的聚集态结构:大量高分子聚集体中高分子与高分子间,高分子微小聚集体间的空间排列方式2.结晶性聚合物:从化学结构看,具有结晶能力的聚合物3.液晶性聚合物:高分子中含有液晶基元,能够呈现液晶态的聚合物4.球晶:由晶片聚集成的长条扭曲状微纤束,由球晶中心出发,沿径向辐射排列的多晶聚集体5.高分子液晶:一些结晶性聚合物在加热熔融或加溶剂溶解,

8、在一定条件下,能呈现既有晶体又有液体部分性能的过渡状态,这种中间状态称为聚合物液晶态6.液晶原

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