《高分子物理》习题解答_

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1、习题库第一章1.1高分子链的近程结构1.1.1结构单元的化学组成例1－1以下化合物，哪些是天然高分子化合物，哪些是合成高分子化合物（1）蛋白质，（2）PVC，（3）酚醛树脂，（4）淀粉，（5）纤维素，（6）石墨，（7）尼龙66，（8）PVAc，（9）丝，（10）PS，（11）维尼纶，（12）天然橡胶，（13）聚氯丁二烯，（14）纸浆，（15）环氧树脂解：天然（1）（4）（5）（6）（9）（12）（14），合成（2）（3）（7）（8）（10）（11）（13）（15）1.1.2构型例1－2试讨论线形聚异戊二烯可能有哪些不同的构型，假定不考虑键接结构（画出结构示意图

2、）。解：聚异戊二烯可能有6种有规立构体，它们是：①顺1,4加成②反1,4加成④3,4加成全同立构③1,2加成全同立构⑤1,2加成间同立构⑥3,4加成间同立构常见错误分析：本题常见的错误如下：109（1）将1,2加成与3,4加成写反了。按IUPAC有机命名法中的最小原则，聚异戊二烯应写成而不是即CH3在2位上，而不是在3位上。（2）“顺1,4加成又分成全同和间同两种，反1,4加成也分成全同和间同两种。”顺1,4或反1,4结构中没有不对称碳原子，没有旋光异构体。甲基与双键成120°角，同在一个平面上。例1－3环氧丙烷经开环聚合后，可得到不同立构的聚合物（无规、全同

3、、间同），试写出它们的立构上的不同，并大致预计它们对聚合物性能各带来怎样的影响？*解：聚环氧丙烷的结构式如下：存在一个不对称碳原子（有星号的），因而有以下全同、间同和无规立构体。①全同②间同③无规性能的影响是：全同或间同立构易结晶，熔点高，材料有一定强度；其中全同立构的结晶度、熔点、强度会比间同立构略高一点。无规立构不结晶或结晶度低，强度差。常见错误分析：“只存在间同立构，不存在全同立构。”以上写法省略了H，根据上述结构式，似乎只存在间同不存在全同。这是一种误解，实际上碳的四个价键为四面体结构，三个价键不会在一个平面上。而在平面上表示的只是一个示意，全同与间同

4、的真正区别在于CH3是全在纸平面之上（或之下），或间隔地在纸平面之上和之下。例1－4试述下列烯类高聚物的构型特点及其名称。式中D表示链节结构是D构型，L是L构型。（1）－D－D－D－D－D－D－D－（2）－L－L－L－L－L－L－L－（3）—D－L－D－L－D－L－D－L－（4）—D－D－L－D－L－L－L－109解：（1）全同立构；（2）全同立构；（3）间同立构；（4）无规立构。常见错误分析：“（1）和（2）是均聚；（3）是交替共聚；（4）是无规共聚。”这里是将构型与共聚序列混为一谈。例1－5计算在平面锯齿形间同和全同PVC链中最近邻的两个氯原子的中心之间的

5、距离。氯原子的范德华直径为0.362nm，从该计算结果，你能得到关于全同PVC链的什么信息？解：对于间同立构PVC(a)从锯齿形碳骨架的平面观察(b)沿链方向观察x=0.251nm；y=2bsin，b=0.177nm，≈109.5˚/2，因而y=0.289nm。两个氯原子的距离为（x2+y2）=0.383nm。对于全同立构PVC，氯原子的距离x=0.251nm。因而平面锯齿形PVC链就不可能是全同立构的。例1－6写出由取代的二烯CH3—CH＝CH—CH＝CH—COOCH3经加聚反应得到的聚合物，若只考虑单体的1，4一加成，和单体头一尾相接，则理论上可有几种立体

6、异构？解该单体经1，4一加聚后，且只考虑单体的头一尾相接，可得到下面在一个结构单元中含有三个不对称点的聚合物：即含有两种不对称碳原子和一个碳一碳双键，理论上可有8种具有三重有规立构的聚合物。109（a）（b）（c）（d）(e)(f)(g)(h)图l-5三重有规立构的聚合物（a）反式——叠同三重全同立构(trans-erythrotriisotactic)（b）顺式——叠同三重全同立构(cis-erythro-triisotactic)（c）反式——非叠同三重全同立构(trans—threotriisotactic)（d）顺式——非叠同三重全同立构(cis-th

7、reo-triisotactic)（e）反式——非叠同三重间同立构(trans-threoytrisyndiotactic)（f）顺式——非叠同三重间同立构(cis-threotrisyndiotactic)（g）反式——叠同三重间同立构(trans-erythreoytrisyndiotactic)（h）顺式——叠同三重间同立构(cis-erythreotrisyndiotactic)例1-7以聚丁二烯为例，说明一次结构（近程结构）对聚合物性能的影响？解：单体丁二烯进行配位聚合，由于1,2加成与1,4加成的能量差不多，所以可得到两类聚合物。一类是聚1,2-丁

8、二烯，通式是；另一类是聚1,4-丁二烯