高分子物理答案何曼君.doc

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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）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：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，

2、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：同时若用HIO4氧化处理时，可得到乙酸和丙酮：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，也得不到丙酮：可见聚乙烯醇高分子链中，单体主要为头-尾键接方式。3氯乙烯（）和偏氯乙烯（）的共聚物，经脱除HCl和裂解后，产物有：，，，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

3、简化起见只考虑三单元）：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：、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的比例为96.6：3.4，据以上事实，则从天然橡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：若为3，4-加成，则裂解产物为：现由实验事实知道，（A）：（B）=96.6：3.4

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，试求：⑴聚合度为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：⑴⑵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；

5、⑸当内旋转受阻时（受阻函数）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：键长l=1.54Å,键角θ=109.5º⑴⑵⑶⑷⑸⑹因为>>>，所以大分子链处于自然状态下是卷曲的，它的理论弹性限度是倍7某高分子链的内旋转势能与旋转角之间的关系如下图所示：以知邻位重叠式（e）的能量Ue=12kJ/mol，顺式（c）的能量Uc=25kJ/mol，邻位交叉式（g与gˊ）的能量Ug=Ugˊ=2kJ/mol，试由Boltzmann统计理论计算：（1）温度为140℃条件下的旋转受阻函数；（2

6、）若该高分子链中，键角为112°，计算刚性比值K为多大？解：（1）设=旋转次数，T=413K，R=8.31J/(K•mol)由Boltzmann统计理论：分别计算得（2）以知键角θ=112°，cosθ=-0.37468假定聚丙烯于30℃的甲苯溶液中，测得无扰尺寸，而刚性因子，试求：(1)此聚丙烯的等效自由取向链的链段长；(2)当聚合度为1000时的链段数。解：的全反式构象如下图所示：已知解法一（1）（2）解法二（1）（2）第二章高分子的聚集态结构1下表列出了一些聚合物的某些结构参数，试结合链的化学结构，分析比较它们的柔顺性好坏，并指

7、出在室温下各适于做何种材料（塑料、纤维、橡胶）使用。聚合物PDMSPIPPIBPSPANEC1.4-1.61.4-1.72.132.2-2.42.6-3.24.2L0(nm)1.401.831.832.003.2620结构单元数/链段4.987.381320解：以上高分子链柔顺性的次序是：EC

8、12，为单斜晶系，每个晶胞含有四条H31螺旋链（如图所示）。试根据以上数据，预测完全结晶的规整聚丙烯的比容和密度。解：比容密度文献值3由文献查得涤纶树脂的密度和，内聚能。今有一块的涤纶试样，重量为，试由以上数据计算：（1）涤纶树脂试样