高分子物理习题课-第一章

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1、构型例1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12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+CH2-严站聚1,2-T二烯，通式是CH=CH2；另一类是聚1,4--^ch

2、1,4•丁二烯/C=qZVv/—C反式聚1,4■丁二烯由于一

3、次结构不同，导致聚集态结构不同，因此性能不同。其中顺式聚1,4-T二烯规整性差，不易结晶，常温下是无定形的弹性体，可作橡胶用。其余三种，由于结构规整易结晶，使聚合物弹性变差或失去弹性,不易作橡胶用，表1-1聚丁二烯的物理性质异构咼熔点密度溶解性（炷一般物性回弹性分子(°C)(g/cm3)类溶剂）（常温）20°C90°C全同聚120〜0.96难硬，韧，45〜90~1,2-T125结晶性5592二烯间同聚1,2-J二烯154155~0.96难硬，韧，结晶性顺式聚41.01易无定形88〜92〜1,4-T硬弹性9095二烯反式聚135〜1.02难硬，韧，75〜90〜1,4・丁148结晶性

4、8093二烯例2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)(2)(3)(4)—D—D—D—D—D—D—D—-L-L-L-L-L-L-L-DLDLDLDL—D-D-L-D-L-L-L-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3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异构？解该单体经1,4一加聚后，

5、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：CH——CH^=CH——CH——CH——C^=CH——CH-HCOOCHgCH3COOCH3CH3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。(a)反式■叠同三重全同立构(b)顺式■叠同三重全同立构COORZCOOR'COOR'丿S丿庆丿卜(d)顺式■非叠同三重全同立构(c)反式-非叠同三重全同立构(e)反式■非叠同三重间同立构(f)顺式■非叠同三重间同立构(g)反式-叠同三重间同立构(h)顺式■叠同三重间同立构图1-5三重有规立构的聚合物(a)反式叠同三重全同立构(

6、trans-erythrotriisotactic)(b)顺式叠同三重全同立构(cis-erythro-triisotactic)(a)反式非叠同三重全同立构(trans—threotriisotactic)(b)顺式非叠同三重全同立构(cis-threo-triisotactic)(c)反式非叠同三重间同立构(trans-threoytrisyndiotactic)(d)顺式非叠同三重间同乂构(cis-threotrisyndiotactic)(e)反式叠同三重间同立构(trans-erythreoytrisyndiotactic)(f)顺式叠同三重间同立构(cis-eryth

7、reotrisyndiotactic)构象：柔顺性的结构影响因素(定性描述)例4试从下列高聚物的链节结构，定性判断分子链的柔性或刚性，并分析原因.ch3(1)ch2—2)CH3NHC^HOHCR⑶CH2—CHCN⑷CH3c—ch3o——cII解：（1）柔性。因为两个对称的侧屮基使主链间距离增大，链间作用力减弱，内旋转位垒降低。（2）刚性。因为分子间有强的氢键，分子间作用力大，内旋转位垒高。（3）刚性。因为侧基极性大，分子间作用力大，内旋转位垒高。（4）刚性。因为主链上有苯环，内旋转较困难。（5）刚性。因为侧基体积大，妨碍内旋转，而且主链与侧链形成了大"键共轨体系，使链僵硬。例5比

8、较以下两种聚合物的柔顺性，并说明为什么？（1）-FCH2—CH十⑵-FCH2-CH=C-CH2^-InInClCl解：聚氯丁二烯的柔顺性好于聚氯乙烯，所以前者用作橡胶而后者用作塑料。聚氯乙烯有极性的侧基C1,有一定刚性。聚氯丁二烯虽然也有极性取代基C1,但C1的密度较小，极性较弱，另一方面主链上存在孤立双键，孤立双键相邻的单键的内旋转位垒较小，因为①键角较大（120。而不是109.5°）,②双键上只有一个H原子或取代基，而不是两个。例6比较以下三个聚合物的柔顺性，从结构上简要说明