何曼君第三版高分子物理答案
Tg?Tg(?)?K Mn7、 某聚苯乙烯式样在160℃时黏度为8、0×1013 P,预计它在玻璃化温度100℃与120℃下的黏度分别就是多少？
解:由于Tg < T < Tg+100℃,则其黏度-温度关系服从WLF方程
lg17.44(T?Tg)?(T) ???(Tg)51.6?(T?Tg)T1?160℃,?(T1)?8.0?1013P,Tg?100℃,T2?120℃
17.44(T?Tg)?(T)根据WLF方程lg ???(Tg)51.6?(T?Tg)得lg17.44(T1?Tg)?(T1),得?(Tg)?1.9?1023P ???(Tg)51.6?(T1?Tg)17.44(T2?Tg)?(T2) lg,得?(T2)?2.6?1018P ???(Tg)51.6?(T2?Tg)8、某聚合物式样在0℃时黏度为1、0×104 P,如果其黏度-温度关系服从WLF方程,并假定Tg时的黏度为1、0×1013 P,问25℃时的黏度就是多少？ 解:
T1=0℃,?(T1)?1.0?104P,?(Tg)=1.0?1013P,T2=25℃
根据WLF方程,lg17.44(T?Tg)?(T) ???(Tg)51.6?(T?Tg)得lg17.44(T1?Tg)?(T1),得Tg=-55℃ ???(Tg)51.6?(T1?Tg)17.44(T2?Tg)?(T2) lg,得?(T2)?250.1P(对) ???(Tg)51.6?(T2?Tg) mol-1与2000 kcal、 mol-1,PE9、已知PE与PMMA流动活化能?E?分别为10 kcal、
在200℃时的粘度910 P;而PMMA在240℃时的粘度2000 P。试求: (1)PE在210℃与190℃时的粘度,PMMA在250℃与230℃时的粘度; (2)说明链结构对聚合物粘度的影响;
(3)说明温度对不同结构聚合物粘度的影响。
解:(1)由文献查得Tg(PE)=193K, Tg(PMMA)=378K,现求的粘度均在(Tg+373)K以上,故用Arrhenius公式:
??Ae?E?/RT?T?E?11 或2.303log?(?)
?TRT1T212何曼君第三版高分子物理答案
10?4.184?10311?(?) PE: 2.303log9108.314210?273.15200?273.15?(210)
??(210)?730P
10?4.184?103112.303log?(?)
9108.314190?273.15200?273.15?(190)
??(190)?1145P
46?4.184?10311?(?) PMMA:2.303log20008.314250?273.15240?273.15?(250)
??(250)?845P
46?4.184?103112.303log?(?)
20008.314230?273.15240?273.15?(230)
??(230)?4901P
(2)刚性链(PMMA)比柔性链(PE)的粘度大;PMMA的分子间力与空间位阻都比PE
大。
(3)刚性链的粘度比柔性链的粘度,受温度的影响大。
第六章 作业
1、高分子形成晶态与非晶态聚合物,主要就是高分子链的结构起了主导作用,因为结晶要求高分子链能伸直而平行排列得很紧密,形成结晶学中的“密堆砌”。影响因素:
(1)链的对称性。高分子链的结构对称性越高,越易结晶。
(2)链的规整性:无规构型的聚合物使高分子链的对称性与规整性都被破坏,这样的高分子一般不能结晶。在二烯类聚合物中,由于存在顺反异构,如果主链的结构单元的几何构型就是无规排列的,则链的规整性也受到破坏,不能结晶。若就是全顺式或全反式结构的聚合物,则能结晶。
共聚、支化与交联。无规共聚通常会破坏链的对称性与规整性,从而使结晶能力降低甚至完全丧失。但就是如果两种共聚单元的均聚物有相同类型的结晶结构,那么共聚物也能结晶,而晶胞参数要随共聚物的组成发生变化。如果两种共聚单元的均聚物有不同的结晶结构,那么在一种组分占优势时,共聚物就是可以结晶的,含量少的共聚单元作为缺陷存在于另一种均聚物的结晶结构中。但就是在某些中间组成时,结晶能力大大减弱,甚至不能结晶,比如乙丙共聚物。
嵌段共聚物的各嵌段基本上保持着相对独立性,能结晶的嵌段将形成自己的晶区。
支化使链的对称性与规整性受到破坏,降低结晶能力,交联限制了链的活动性。轻度交联时,还能结晶,例如轻度交联的聚乙烯与天然橡胶。随着交联度增加,聚合物便迅速失去结晶能力。
何曼君第三版高分子物理答案
分子间力也往往使链柔性降低,影响结晶能力。但就是分子间能形成氢键时,则有利于结晶结构的稳定。 2、
3、V?1.42cm?2.96cm?0.51cm?2.14cm3
m?1.94g; ??m1.94g??0.905g/cm3 3V2.14cm聚合物比容V=1/?=1、105cm3/g 查表,聚丙烯 ?c?0.95g/cm3
?a?0.85g/cm3???a0.905?0.85fcv???0.55?c??a0.95?0.85fcw?va?v1/0.85?1/0.905??0.577va?vc1/0.85?1/0.954、查表知,?c?1.46g/cm3,?a?1.33g/cm3 fcv????a1.40?1.33??0.538
?c??a1.46?1.331 fcw??a1??1?1??a?c(???a)?c1.46?0.07??0.562
(?c??a)?1.40?0.135、由大量高聚物的?a与?c数据归纳得到?c?a?1.13,如果晶区与非晶区的密度
V存在加与性,试证明可用来粗略估计高聚物结晶度的关系式??a?1?0.13Xc
V?解:Xc???a
?c??aVXc???a?1??a?1??a?1??
?c?a?11.13?10.13V∴??a?1?0.13Xc
由题晶区与非晶区密度存在加合性,则
??fcv?c?(1?fcv)?a ? ??fcvc?1?fcv?1?0.13fcv?a?a6、根据下表列出的聚乙烯晶片厚度与熔点的实验数据,试求晶片厚度趋于无限大
何曼君第三版高分子物理答案
时的熔点Tm0。如果聚乙烯结晶的单位体积熔融热为Δh＝280焦耳/厘米3,问表面
能就是多少？
l(nm) 28、2 29、2 30、9 32、3 33、9 34、5 35、1 36、5 39、87 44、3 48、3 Tm(℃) 131、5 131、9 132、2 132、7 134、1 133、7 134、4 134、3 135、5 136、5 136、7
2??0?解:Tm?Tm?1?e?
?l?h?以Tm对1作图,外推到1?0,
ll0?145℃ 从截距可得到Tm从斜率可求?e?1.28?10?5Jcm2 解
2?e2?eTm01Tm?Tm(1?)?g?Tm0
l?h?hl01 由给出数据,以为横坐标,Tm为纵坐标作图,截距即为Tm0。曲线方程为
l13813713613513413313213100.010.020.030.04系列1线性 (系列1)y = -381.53x + 144.91R2 = 0.9737
y??3.8?10?5x?144.91,R2?0.9737 Tm0?144.91?C
2?eTm0???3.8?10?5
?h381.53?h3.8?10?5?280?52所求表面能?e? ??3.67?10J/m02Tm2?144.91