高分子物理作业习题 下载本文

4.高聚物的晶体结构与小分子的晶体结构有什么区别?研究高聚物晶体结构有何意义。 5.晶态高聚物的结晶形态共有几种类型,在结构上各有何特点? 6.讨论晶态高聚物结构模型理论的发展过程。

7.高分子的\相容性\概念与小分子的相溶性概念有什么不同,研究高分子的相容性有何意义。

第三章、高分子溶液

一、 概念与名词

溶胀 无限溶胀 有限溶胀 溶度参数 摩尔吸引常数 混合熵 混合热 混合自由能 哈金斯参数 过量化学位 溶胀度 第二维利系数 θ溶液 θ溶剂 θ温度 临界共溶温度 上临界共溶温度 下临界共溶温度 冻胶 凝胶

二、基本理论与基本问题

1.将高聚物在一定条件下(θ溶剂、θ温度)配成θ溶液,此时( ) a.大分子之间作用力=小分子之间作用力.

b.大分子之间作用力>大分子与小分子之间作用力 c.大分子之间作用力=大分子与小分子之间作用力 d.大分子之间作用力<大分子与小分子之间作用力

2.强极性的晶态高聚物可以在室温下溶解,而非极性的晶态高聚物,只有加热到Tm附近,才能溶解。( )

3.对于混合熵的贡献,一个大分子相当于许多小分子,但又不等于许多小分子。( ) 4.在高分子溶液中,可以由( ) 和( ) 判断高分子在溶液中的形态。 5.凝胶与冻胶的本质区别在于

( ) 。 6.凝胶与冻胶的本质区别在于前者的交联键为( );而后者的交联键为( )。

7.由高分子溶液理论可知,通过( ) 和( )可判断高分子在溶液中形态,通过( )和( )可表征分子的尺寸。 8.高聚物的溶解一般分( )和( )两个阶段。 9.写出高分子和小分子混合熵的表达式,讨论二者的异同点

10.溶度参数如何测定,根据热力学原理解释非极性聚合物为什么能够溶解在与其溶度参数相近的溶剂中。

三、基本应用与基本计算

1.一种聚合物溶液由分子量M2=13106的溶质(聚合度Xn=104)和分子量M1=13102的溶剂组成,溶液的浓度为1%(质量分数),试计算: (1) 此聚合物溶液的混合熵△Sm

(2) 依照理想溶液计算的混合熵△Sim

(3) 若把聚合物切成104个单体小分子,并假定此小分子与溶剂构成理想溶液的混合熵△Sim

(4) 由上述三种混合熵的计算结果可得出什么结论?为什么?

2.在20℃将1310-5mol的聚甲基丙烯酸甲酯(Mn=13105,ρ=1.20g/cm3)溶于1000ml氯仿(ρ=1.49g/cm3)中,试计算混合熵、混合焓、混合自由能。已知:χ1=0.377。

3.在一根聚乙烯醇纤维下端悬挂一只重量适当的砝码,然后一起浸入盛有沸水的烧杯中,发现只要是砝码悬于水中,则纤维情况不变,但若把砝码沉于烧杯底部,则纤维即被溶解,试解释这种现象。

4.由查表得溶度参数数据如下:二氯甲烷δ1=19.8、环已酮δ1=20.2、PVCδ2= 19.2,很明显二氯甲烷的δ1要比环已酮的δ1更接近PVC的δ2,但实际上,前者对PVC的溶解性并不好,而后者则是PVC的良溶剂,为什么?

5.高聚物溶解过程与低分子溶解过程有何不同,晶态与非晶态聚合物的溶解又有什么区别。 6.高分子溶液与理想溶液的行为有较大偏差,试说明理由

7.高聚物溶解度除了与溶质和溶剂的性质有关外,还与温度和溶质分子量有关,试分析其原因。

第四章、聚合物的分子量和分子量分布

一、 概念与名词

级分 数量分数 重量分数 数均分子量 重均分子量 粘均分子量 Z均分子量 分子量分布 多分散性指数 多分散性系数 粘度 特性粘数 爱因斯坦粘度定律 瑞利因子Zimm作图法 体积排除原理 校正曲线 普适校正曲线 柱效 分辨率

二、基本理论与基本问题

1.渗透压法测得的平均分子量,其物理意义() a、数均分子量 b、粘均分子量 c、重均分子量 2.多分散性指数d的取值范围为( ) a、≥1 b、>1 c、≥0

3.GPC测定高聚物分子量时,淋洗体积和分子量存在如下关系( ) a、logM=A-B Ve; b、M=A-BVe; c、logM=A-BlogVe 4.多分散性聚合物,四种统计平均分子量的关系为( ) a、Mn=Mw=Mη=Mz b、Mz>Mw>Mη>Mn c、Mz>Mη>Mw>Mn

5.下列哪种高聚物是单分散的( ) a、HDPE b、PVC c、DNA

6.凝胶渗透色谱(GPC)法是按分子的( )将大小不同的分子分开的。通过GPC法可以得到( )和( )等分子量以及( )的数据。

7.高分子的平均分子量有四种定义,其数学表达式分别是( )、( )、( )和( );渗透压法测得的是( ),粘度法测得的是( )。

8.多分散高聚物四种统计平均分子量的大小次序为( );而单分散高聚物四种统计平均分子量的大小次序为( );另外当Mark-Houwink指数α=1时( );α=-1时( )。 9.采用GPC技术能否将分子量相同的线型PE和支化PE分开?为什么? 10.渗透压法测得的分子量为数均分子量。

11.溶液的粘度随着温度的升高而下降,高分子溶液的特性粘数在不良溶剂中随温度的升高而升高,怎样理解。

三、基本应用与基本计算

1.某种高分子溶剂体系Mark--Houwink参数k和α分别是3.0310和0.70,假定一试样的

-3

浓度为2.5310g/ml,在粘度计中的流过时间为145.4s,溶剂的流过时间为100s,试估计该试样的分子量,并说明其含义。

2.有一个二聚的蛋白质,它是一个有20%解离成单体的平衡体系,当此体系的数均分子量为80000时,求它的单体分子量(Mo)和平衡体系的重均分子量(Mw)各为多少?

3.如果将分子量为1000,000的2克聚苯乙烯与分子量为10,000的2克聚苯乙烯相混,其Mn和Mw各应为多少?

0.545

4.已知聚合物的特性粘度与分子量符合[η]=0.03M式,现有M1=10和M2=10两种单分散级分,若将这两种级分混合,欲分别获得Mn=55000和Mw=55000及Mη=55000的三种试样。试求每种试样中两个级分的重量分数各应取多少?

-3

5.在308K的PS-环己烷的溶液中,溶液浓度为c=7.36x10kg/l,测得其渗透压为24.3Pa,试根据Flory-Huggins溶液理论求此溶液的A2、χ1和PS的Mn。 6.今有下列四种聚合物试样,

3

(1) 分子量为2x10的环氧树脂;

4

(2) 分子量为2x10的聚丙烯腈;

5

(3) 分子量为2x10的聚苯乙烯;

6

(4) 分子量为2x10的天然橡胶.。

欲测其平均分子量,试分别指出每种试样可采用的最适当的方法(至少两种)和所得平均分子量的统计意义。 7. π/c A B C C 某聚合物用A、B、C三种不同的溶剂所配的溶液分别测定渗透压,并用π/c(c为溶液浓度)对c作图,结果见下图,问: (1)由(π/c)c=o可以求何种分子量,写出关系式; (2)A、B、C三种溶剂有何不同; (3)哪一种溶剂为θ溶剂,为什么。 -3

第五章、聚合物的转变与松弛

一、 概念与名词

玻璃化转变 粘流转变 玻璃化温度 粘流温度 自由体积 一级相转变 二级相转变 玻璃化转变的多维性 次级转变 内增塑 外增塑 松弛现象 松驰时间 松弛时间谱 熔限 最大结晶速率温度 Avami方程

二、基本理论与基本问题

1.聚乙烯的Tg=-120℃,因此在常温时,聚乙烯材料会呈非常柔软的状态。( )

2.线形的晶态高聚物只要处于玻璃化温度以上时,链段就能运动;处于熔点以上时,链段和大分子就能运动。( )

3.热塑性塑料的使用温度都在玻璃化温度以下,橡胶的使用温度都在玻璃化温度以上。( ) 4.从结构观点分析,下列高聚物中结晶能力最弱的是( ) a、聚甲醛 b、聚对苯二甲酸乙二醇酯 c、聚碳酸酯 5.哪种聚合物的Tm与Tg差距较大( ) a、HDPE b、LDPE

6.非晶态聚合物作为塑料使用的最佳温度区间为( ) a、Tb-Tg b、Tg-Tf c、Tg以下

7.由于聚乙烯醇分子链每隔一个碳原子便出现一个不对称碳原子,即聚乙烯醇是等规立构高分子,因此可以结晶。( )

8.用膨胀计法测定高聚物的Tg时,升温或降温速度越快,测得的Tg值越低。( ) 9.聚碳酸酯,聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯的β松驰,都具有相同的分子运动机理。( ) 10.根据结晶难易程度,将下列聚合物排列成序,并说明原因 聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯

11.根据结晶难易程度,将下列聚合物排列成序,并说明原因

聚己二酸乙二酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚间苯二甲酸乙二酯 12.根据结晶难易程度,将下列聚合物排列成序,并说明原因 PE PP PVC PS PAN

13.将下列聚合物按熔点高低排列成序,并说明原因 PA6,PA66,PA1010

14.根据链结构,预计下列聚合物Tg高低次序,并说明原因

聚丙烯酸丁酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚异戊二烯、聚丙烯酸甲酯、聚碳酸酯 15.根据链结构,预计下列聚合物Tg高低次序,并说明原因

聚氯乙烯、聚丁二烯、聚丙烯、聚丙烯腈、聚乙烯、聚乙炔、聚二甲基硅氧烷 16.将下列聚合物按熔点高低排列成序,并说明原因

聚邻苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸乙酯、聚间苯二甲酸乙二酯 17.将下列聚合物按熔点高低排列成序,并说明原因

聚乙烯、聚丙烯、聚异丁烯、聚乙烯基叔丁烷、聚异戊二烯 18.将下列聚合物按熔点高低排列成序,并说明原因

聚乙烯、聚偏二氯乙烯、聚已内酰胺、聚丙烯腈、聚丁二烯 19.将下列聚合物按熔点高低排列成序,并说明原因 聚脲、聚酰胺、聚氨酯、聚乙烯、聚酯

20.根据结晶难易程度,将下列聚合物排列成序,并说明原因 聚四氟乙烯、聚碳酸酯、聚氯乙烯

21.根据链结构,预计下列聚合物Tg高低次序并说明原因 聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚丙烯、聚丙烯腈、聚乙烯 22.根据链结构,预计下列聚合物Tg高低次序并说明原因 聚乙烯、聚丙烯、聚异丁烯、聚丙烯酸、聚碳酸酯

23.根据链结构,预计下列聚合物Tg高低次序并说明原因

聚二甲基硅氧烷、聚丁二烯、聚苯乙烯、聚α-甲基苯乙烯、聚苯醚 24.高聚物的分子量高及分子量分布宽,其结晶速度( )。

25.用非极性的增塑剂增塑高聚物时,与增塑剂的( )成正比,用极性增塑剂时,Tg降低数值与增塑剂 的( )成正比。 26.张力可以使聚合物的Tg变( ),压力可以使聚合物的Tg变( )。 27.从热力学上讲,晶态高聚物的熔化属于( ),与低分子晶体