高聚物结构 问答计算题

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1、1.简述聚合物的结构层次。答聚合物的结构包括高分子的链结构和聚合物的凝聚态结构，高分子的链结构包括近程结构和远程结构。一级结构包括化学组成，结构单元链接方式，构型，支化与交联。二级结构包括高分子链大小和分子链形态。三级结构属于凝聚态结构，包括晶态结构，非态结构，取向态结构和织态结构。2.高密度聚乙烯，低密度聚乙烯和线形低密度聚乙烯在分子链上的主要差别是什么？答高密度聚乙烯为线形结构，低密度聚乙烯为具有长链的聚乙烯，而线形低密度聚乙烯的支链是短支链，由乙烯和高级的a–烯烃如丁烯，己烯或辛烯共聚合而生成。共聚过程生成的线形低密度聚乙烯比一般低密度聚乙

2、烯具有更窄的相对分子质量分布。高密度聚乙烯易于结晶，故在密度，熔点，结晶度和硬度等方面都高于低密度聚乙烯。3.假若聚丙烯的等规度不高，能不能用改变构象的办法提高等规度？答不能，提高聚丙烯的等规度须改变构型，而改变构型与构象的方法根本不同。构象是围绕单键内旋转所引起的分子链形态的变化，改变构象只需克服单键内旋转位垒即可实现；而改变够型必须经过化学键的断裂才能实现。4.试从分子结构分析比较下列各组聚合物分子的柔顺性的大小：（1）聚乙烯，聚丙烯，聚丙烯腈；（2）聚氯乙烯，1，4-聚2-氯丁二烯，1，4-聚丁二烯；（3）聚苯，聚苯醚，聚环氧戊烷；（4）聚

3、氯乙烯，聚偏二氯乙烯。答（1）的柔顺性从大到小排列顺序为：聚乙烯>聚丙烯>聚丙烯腈；（2）的柔顺性从大到小排列顺序为：1，4-聚丁二烯>1，4-聚2-氯丁二烯>聚氯乙烯（3）的柔顺性从大到小排列顺序为：聚环氧戊烷聚苯醚聚苯（4）的柔顺性从大到小排列顺序为：聚偏二氯乙>烯聚氯乙烯5.请排出下列高聚物分子间的作用力的顺序，并指出理由：（1）顺1，4-聚丁二烯，聚氯乙烯，聚丙烯腈；（2）聚乙烯，聚苯乙烯，聚对苯二甲酸乙二酯，尼龙66。答（1）分子间作用力从大到小的顺序为：聚丙烯腈>聚氯乙烯>顺1，4-聚丁二烯聚丙烯腈含有强极性基团，所以分子间作用力大；

4、聚氯乙烯含有极性基团，分子间作用力较大；顺序1，4-聚丁二烯是非极性分子，不含庞大的侧基，所以分子间力作用小。（2）分子间作用力从大到小的顺序为：尼龙66>聚对苯二甲酸乙二酯>聚苯乙>烯聚乙烯尼龙66分子间能形成氢键，因此分子作用力最大；聚对苯二甲酸乙二酯含有强极性基团，分子间作用力比较大；聚苯乙烯含有侧基，链段运动比较困难，分子间作用力较小；聚乙烯是非极性分子，又不含有侧基，分子间作用力最小。6.将下列三组聚合物的结晶难易程度排列成序：(1)PE，PP，PVC，PS，PAN；（2）聚对苯二甲酸乙二酯，聚间苯二甲酸乙二酯，聚己二酸乙二酯；（3）尼

5、龙66，尼龙1010。答结晶难易程度为：（1）PE>PAN>PP>PVC>PS(2)聚己二酸乙二酯>聚对苯二甲酸乙二酯>聚间苯二甲酸乙二酯.这是由于聚己二酸乙二酯柔性好，而聚间苯二甲酸乙二酯对称性不高。（3）尼龙66>尼龙1010这是由于尼龙66分子中的氢键密度大于尼龙1010。7.为什么高聚物只有固态和液态而没有气态？答由于高聚物相对分子质量很大，分子链长，分子间作用力的加和很大，远远超过了组成它的化学键的键能，所以没有气态，只有固态和液态。8.为什么只有柔性高分子链才能作橡胶？答橡胶具有高弹性，弹性摸量很小，形变量很大的特点。只有处于蜷曲状态

6、的长链分子才能在外力的作用下产生大的形变，才能作为橡胶。蜷曲程度与柔性是相对的，蜷曲程度高的，柔性越好。所以适合作为橡胶的高分子必须具备相当高的柔性。9.聚丙烯是否可以通过单键的内旋转由全同立构变成间同立构，为什么？答不可以。因为全同立构和间同立构是属于构型的范畴，构型是指分子中有化学键所固定的原子在空间的排列。单键的内旋转只会改变构象，而改变构型必须通过化学键的断裂才能实现。10.为什么等规立构聚苯乙烯分子链在晶体中呈31构象，而间同立构聚氯乙烯分子链在晶体中呈现平面锯齿型构象。答等规立构聚苯乙烯带有交大的侧基，为了减小空间位阻，降低分子链的位

7、能，在结晶时分子链要交替采取反式和旁式构象的螺旋链，此螺旋链刚好每一等同周期转一圈含有三个结构单元，成为31螺旋。间同立构聚氯乙烯由于取代基交替的分布于分子链两侧，空间位阻小。在结晶时可以取全反式的完全伸展的平面锯齿型构象。11.说明化学结构，相对分子质量和温度对聚合物分子链的柔顺性的影响？答主链上含有孤立双键的双烯烃聚合物链的柔性较好，而主链上含有共轭双键和芳香环的聚合物的柔性较差；杂链聚合物的分子链一般都是柔性链；具有取代基的高分子链柔性降低，取代基的极性越大，柔性越小；高分子链柔性随分子量的增大而增大；温度升高加快了分子链的运动速度，有利于

8、提高链的柔性。12.试简述高分子结晶的特点。答（1）高分子晶体属于分子晶体。已知小分子有分子晶体，原子晶体，和离子晶体，而高分子仅有分子