答:①计算各溶剂的1/?2、CED=(?H-RT)/V、?1,列于表中。
②作1/?2~?1图,最高点处对应的溶度参数为20.4(J/cm3)1/2或10.0H。则丁腈橡胶?p=20.4(J/cm3) 1/2,CED=?p2=416.16(J/cm3)。
③?HM?V?1?2(?1??2)2?100?0.5?0.5?(24.1?20.4)2?342.25(J)
???1????2???HM222?V????V???????????112④?n?V????2? ??n???n??n11?1??1?~2?V1???2??2?52.9?(24.1?20.4)2?0.52?181.05(J/mol)6??4-121520?12530
6. 苯乙烯-苯溶液与聚苯乙烯-苯溶液相比,若两者含有相同重量百分数的溶质,问哪一种溶液具有较高的①蒸气压 ②凝固点 ③渗透压 ④粘度
答:在相同重量浓度下,苯乙烯的分子数比聚苯乙烯的分子数多得多,根据热力学的依数性关系,苯乙烯溶液的依数性质比聚苯乙烯溶液的依数性质变化大。因此苯乙烯溶液渗透压较高;由于溶液的蒸气压和凝固点降低,则聚苯乙烯溶液降低得较少,其值较高;聚苯乙烯溶液粘度也较高。
7. 根据晶格模型,高分子溶液的混合熵与小分子溶液有何不同?一个高分子链上的x个链段是否起到了x个小分子的作用?为什么? 答:根据晶格模型,高分子溶液的混合熵为?Sp??R(n1ln?1?n2ln?2),而小分子溶液的混合熵为?Ss??R(n1lnx1?n2lnx2)。
令???Sp??Ss?R[n1lnx1?n2lnx2?n1ln?1?n2ln?2]?R[n1lnn1?xn2?n2lnn1?xn2]
n1?n2x(n1?n2)要高得多。一个高分子链上x个链段不能起到x个小分子的作用,因为链段间是通过化
学键相连的,因此减小了熵值。
8. 什么是?温度?怎样测定?在?温度下可导出溶剂的过量化学位??1E=0,是否说明此时高分子溶液是理想溶液?
答:? 温度是高分子溶液中溶剂化学位变化与理想溶液相同时的温度。此时高分子在溶液中的尺寸与其本体状态相同。? 温度可以通过以下方法测定:①A2与温度倒数的关系。通过膜渗透压法测定不同温度下的A2,作A2~1/T图,外推至A2=0时温度即为? 温度;②过量化学位与温度的关系。通过测定溶剂的蒸气压来测定溶剂的化学位变化,再由此求得过量化学位,作??1E~T图,外推至??1E=0时的温度即为? 温度;③?1与温度倒数的关系。通过测定溶剂的蒸气压来测定溶剂的化学位变化,再由此求得过量化学位,由
2,计算得?1,作?1~T图,外推至?1=0.5时的温度即为? 温度;④临界??E?RT(?1?12)?2共溶温度(即相分离温度)与分子量的关系。取一系列已知分子量(已知x)的高分子,
测定其在溶液中的临界相分离温度,由1?1?1(1?1),作1/Tc~(1?1)图,
TC????1x2xx2x其截距的倒数即为? 温度。
9. Huggins参数?1的物理意义是什么??1与溶剂性质、温度等有何关系?
答:?1表示溶剂与聚合物间的相互作用大小,?1 kT表示将一个溶剂放入大量聚合物体系中时所引起的热焓变化。溶剂与聚合物的相互作用越强,对聚合物的溶解能力越强时,?1越小;温度越高,?1越小。
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10. 高分子溶液发生相分离的临界条件是什么?由此推出的临界相分离参数与分子量有何关系?在发生相分离后,平衡的两相间有何关系? 答:高分子溶液发生相分离的临界条件是
??2??1?????1?,????0; ?0????????2?2?T,P,n1?2??T,P,n1由此推出的临界相分离参数为:?2c?11?xx
11111?1c?????2x2x2x?111?1?11????1??????Tc???1??x2x??可见,随着聚合度的增加,?2c、?1c降低,而Tc增加。
在达到相平衡时,??1'???1''
??2'???2''
11. 将0.1273g密度为0.941g/cm3的交联丁苯橡胶在198K苯中溶解,平衡后,溶胀体总重
3
2.116g。已知苯的密度为0.8685g/cm,?1=0.398,求丁苯橡胶的有效链的平均分子量。 0.12732.116?0.1273?5Mc1V2?V1?2?10.9410.8685???17.93,由Q3?答:Q?~(??1) W20.1273V2?2V120.941?2~5?V0.941?78/0.868521得,Mc?Q3?17.935/3?1.02?105
11??1?0.39822?W2W1
12. If ? for water is equal to 23.4H, what is the CED for water? 答:CED=? 2= 23.42=547.56cal/cm3。
13. Will a polymer swollen by a solvent have higher or lower entropy than solid polymer? 答:A polymer swollen by a solvent has higher entropy than solid polymer.
14. It is observed that a styrene -butadiene copolymer (?=16.5) is insoluble in pentane (?=14.5) and ethyl acetate (?=18.6), but soluble in a 1:1mixture of the two. Explain. 答:The solubility parameter of the mixture is (14.5+18.6)/2=16.55, which is close to that of the copolymer.
15. Why do ? values decrease as the molecular weight increases in a homologous series of aliphatic polar solvents?
答:As the molecular weight increases in a homologous series of aliphatic polar solvents, the density of the polarity of the solvents will decrease, the ? values then decrease.
16. Calculate the free energy of mixing 100g of polystyrene, of molecular weight 100,000, with
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1000g of benzene at 298K. Take ?1=0.23 and assume that the polymer and the solvent have the same density. Comment on the sign and magnitude of the answer. 答:
?G??H?T?S?RT(?1n1?2?n1ln?1?n2ln?2)100/?21000/?1100/?210001000100?8.314?298?(0.23???ln?ln781000/?1?100/?2781000/?1?100/?21?1051000/?1?100/?2
?2477.572?(0.23?12.82?0.09091?12.82ln0.9091?0.001ln0.09091)?664.15?(?3027.41?5.94)??2369.2(J/mol)?0说明溶解过程可以自发进行。
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第四章、第五章 p184~186 & p221~p222
1. 某聚合物含1万、20万和100万三组分,重量分数分别为0.3、0.4、0.3。计算其数、重、Z均分子量,及分布宽度指数?n、?w和多分散系数d。 答:Mn?11 ??3.10(万)Wi0.30.40.3?M1?20?100i2 Mw??WiMi?0.3?1?0.4?20?0.3?100?38.3(万)Mz?WM??WMiiii0.3?12?0.4?202?0.3?10023160.3 ???82.5(万)0.3?1?0.4?20?0.3?10038.32?n2?[(M?Mn)2]n?Mn???w2d??Mw??1??1.09?1010,?n?1.04?105?M??n??Mz?22??[(M?Mw)]w?Mw??1??1.69?1011,?n?4.11?105 ?M??w??12.4MwMn
2. 将40kgA(Mn=1万,Mw=2万)和160kgB(Mn=4万,Mw=15万)共混,求共混体的Mn和Mw。 答:Mn??nM?niiiii??nAiMAi??nBiMBinA?nB?wA?wB40?160??2.5(万)
wAwB40160??14MnAMnBMw??wM??w?wiAiMAi??wBiMBiwA?wB?wAMwA?wBMwB40?2?160?15??12.4(万)
wA?wB40?160
3. 某聚酯试样每个分子中有一个可分析的羧基,现滴定1.5g聚酯用去0.1M的NaOH溶液0.75ml,求其Mn。 答:Mn?w1.54 ??2.0?10n0.1?0.75?10?3
4. 在298K的?溶剂中,测得7.36?10-3g/ml的PVC试样的渗透压为0.248g/cm2,求其平均分子量和A2。 答:A2=0,
??1?RT?RT??A2C?? C?M?MRTC8.484?104?298?7.36?10?3Mn???7.5?105
?0.248注:R?8.314J?K?1?mol?1?
8.314kg?m?K?1?mol?1?8.484?104g?cm?K?1?mol?1 9.820