高分子物理习题及答案解析

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1、第一章高分子链的结构1写出由取代的二烯（1，3丁二烯衍生物）CHCHCHCHCHCOOCH33经加聚反应得到的聚合物，若只考虑单体的1，4-加成，和单体头-尾相接，则理论上可有几种立体异构体？解：该单体经1，4-加聚后，且只考虑单体的头-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：CHCHCHCHnCOOCHCH33即含有两种不对称碳原子和一个碳-碳双键，理论上可有8种具有三重有规立构的聚合物。2今有一种聚乙烯醇，若经缩醛化处理后，发现有14%左右的羟基未反应，若用HIO4氧化，可得到丙酮和乙酸。由以

2、上实验事实，则关于此种聚乙烯醇中单体的键接方式可得到什么结论？解：若单体是头-尾连接，经缩醛化处理后，大分子链中可形成稳定的六元环，因而只留下少量未反应的羟基：CHCHCHCH22CH2CHCH2CHCH2CHCH2OOHCHCHOOHOHOH2OCH2同时若用HIO4氧化处理时，可得到乙酸和丙酮：HIOCHCHCHCHCHCH4CHCOH2223CHCCH+33OHOHOHOO若单体为头-头或尾-尾连接，则缩醛化时不易形成较不稳定的五元环，因之未反应的OH基数应更多（>14%），而且经HIO4氧化处理时，也得不到丙

3、酮：CHO2CHCHCHCHCHCH222CHCHCHCHCH22OHOHOHOOOHCH2HIO4CH2CHCHCH2CH2CHCH3COH+OHCCH2CH2COHOHOHOHOOO可见聚乙烯醇高分子链中，单体主要为头-尾键接方式。CHCHClCHCCl3氯乙烯（2）和偏氯乙烯（22）的共聚物，经脱除HCl和裂解后，产物有：ClClClClClCl，，，等，其比例大致为10：1：1：10（重量），由以上事实，则对这两种单体在共聚物的序列分布可得到什么结论？解：这两种单体在共聚物中的排列方式有四种情况（为简化起见只

4、考虑三单元）：CH2CH+CH2CClClCl(V)(D)VVVVVDDDVDDDClClClClClCl这四种排列方式的裂解产物分别应为：，，，而实验得到这四种裂解产物的组成是10：1：1：10，可见原共聚物中主要为：VVV、DDD的序列分布，而其余两种情况的无规链节很少。4异戊二烯聚合时，主要有1，4-加聚和3，4-加聚方式，实验证明，主要裂解产物的组成与聚合时的加成方法有线形关系。今已证明天然橡胶的裂解产物中HCCHCH32CH3H3CC(A)和(B)HC3CH2的比例为96.6：3.4，据以上事实，则从天然橡

5、胶中异戊二烯的加成方式，可得到什么结论？解：若异戊二烯为1，4-加成，则裂解产物为：CH3+CH3CHCCHCH22HCC3(裂解)H2CCH2CH2CHCCH3若为3，4-加成，则裂解产物为：CHCH2+HCCHCH32CHCH2HCCCHHC323(裂解)HC3CH2HC3CH2CHCCH3现由实验事实知道，（A）：（B）=96.6：3.4，可见在天然橡胶中，异戊二烯单体主要是以1，4-加成方式连接而成。5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1.54Å，键角为109.5º，

6、试求：4⑴聚合度为5×10的聚乙烯的平均末端距、均方末端距和最可几末端距；⑵末端距在+10Å和+100Å处出现的几率。解：⑴221−cosθ5o2h=nl=7.4×10(Α)fr1+cosθ28Noh==l=448(Α)Πβ3Π12o∗h==Nl=398(Α)β3⑵β3222由ω(h)dh=()exp(−βh4)Πhdh，得Πoo−6−1ω(±10Α)=5.3×10(Α)oo−4−1ω(±100Α)=.337×10(Α)即在±100Å处的几率比在±10Å处的几率大。6某碳碳聚α-烯烃，平均分子量为1000M。（M。为

7、链节分子量），试计算：⑴完全伸直时大分子链的理论长度；⑵若为全反式构象时链的长度；⑶看作Gauss链时的均方末端距；⑷看作自由旋转链时的均方末端距；⑸当内旋转受阻时（受阻函数cosϕ=.0438）的均方末端距；⑹说明为什么高分子链在自然状态下总是卷曲的，并指出此种聚合物的弹性限度。解：设此高分子链为：()CH2CHnX键长l=1.54Å,键角θ=109.5　1000M°0⑴L=Nl=(2)×.154=3080Α=308nmmaxM0θ1095.⑵L=Nlsin=2000×.154×sin=2515.nm反22°222

8、2⑶h=Nl=4735(Α)=47.35(nm)0221−cosθ°22⑷h=Nl=9486(Α)=94.86(nm)fr1+cosθ221−cosθ1+cosϕ°22⑸h=Nl⋅=24272(Α)=242.72(nm)1+cosθ1−cosϕ1或（h2）2=156.nm1⑹因为L>L>>(h2)2，所以大分子链处于自然状态下是卷曲的，它的理论