《高分子物理习题集》

六、计算题

1、用(CF3) 3COOC(CF3) 3引发聚合CF2=CF-CF=CF2制得分子量约为10000的聚全氟丁二烯,试根据19FNMR测定和计算结果(见下表)确定所得聚合物链 (1)是1.2加成为主还是1.4加成为主 (2)是否分枝及分枝情况如何 (3)推出所得聚合物链的基本结构

─────┬───┬───┬──────┬──┬───┬──── │化 学│ 峰 │ │全氟│峰面积│ 编 号 │ │ 面 │峰 归 属 │ │氟数目│ │位 移│ 积 │ │数目│3100 │

─────┼───┼───┼──────┼──┼───┼───── a (CF3) 3CO│-65.5 │0.11 │ │ 9 │ 1 │ 1+7

│ │ │ │ │ │ ───=4 b (CF3) 3CO│-67.7 │0.64 │ │ 9 │ 7 │ 2

│ │ │ │ ? │ (CF3) 3COOC(CF3) 3 C CF2 │-112.0│0.156 │-O-CF2-CF= │ 2 │ 17 │ │ │ │ │ │ │

d CF2 │-113.5│1.85 │-CF2-CF2-CF=│ 2 │ 92 │7+92+7+92+7 │ │ │ │ │ │────=51 e CF │-132.4│0.075 │-CF2-CF-CF- │ 1 │ 7 │ 4 │ │ │ O- │ │ │ f CF │-150.0│0.92 │-CF=CF- │ 1 │ 92 │ │ │ │ │ │ │

g CF │-153.1│0.075 │-CF2-CF-CF- │ 1 │ 7 │ CF2=CFCF=CF2 │ │ │ CF2 │ │ │

─────┴───┴───┴──────┴──┴───┴─────

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?

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中的序列分布可得到什么结论?

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式有线性关系,今已知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,可以得到什么结论?

5、某碳链聚α-烯烃,平均分子量为M=1000M。(M。为链节分子量)试计算以下各项数值:

(1)完全伸直时大分子链的理论长度 (2)若为全反式橡象时链的长度 (3)看作Gauss链时的均方末端距 (4)看作自由结合链时的均方末端距

(5)当内旋转受阻时(受阻函数cosθ=0.438)的均方末端距 (6)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

6、下表列出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,并指出在室温下各适于做何种材料(塑料、纤维、橡胶)使用。

────────────────────────────── 聚合物 PDMS PIP PIB PS ? PAN ? EC ────────────────────────────── h20

ζ=─── 1.4-1.6 1.4-1.7 2.13 2.2-2.4 2.6-3.2 4.2 h2f.r

─────────────────────────────── Le(nm) 1.40 1.83 1.83 2.00 3.26 20 ─────────────────────────────── 结构单元/链段 4.9 8 7.3 8 13 20 ─────────────────────────────── 7、线型高分子末端距的高斯分布:

2222

β -β(x+y+z) 3

w(x.y.z)dxdydz=(──)e dxdydz

1/2

π

式中:β2=3/2Nb2、N为高斯链的聚合度,b为链节长度,请通过适当坐标变换和积分,将上述分布函数转化为一维径分布函数,并讨论此径向分布函数的性质,已知:当n为正整数时,有: Г(n)=S ∞。xn-1e-xdx Г(n+1)=n!

Г(n+1/2)=(n-1/2)(n-3/2)??1/2π1/2

8、有一种三嵌段共聚物M-S-M实验表明,当中间PS聚合度不变而改变两侧PMMA嵌段(M)聚合度时,在苯溶剂中S段的均方根长度有如下结果: ─────────────────────

聚合度 S重量% S段均方根长度(A) ───────────────────── PS 100 86 M1-So-M1 80 92 M2-So-M2 70 95 M3-So-M3 60 98 M4-So-M4 50 102

───────────────────── 问:(1)为什么会出现上述结果?

(2)当C-C键长为0.154nm假定内旋不受限制,?分别求出共聚物中 So段和M4段的聚合度.

9、假定聚丙烯主键长为0.154nm,键角为109.5°,聚丙烯的空间位阻参数ζ=1.76,试求其等效自由结合链的链段长度之值

10、假定聚乙烯的聚合度为2000,键角为109.5°,求伸直链的长度Lmax与自由旋转链的根均方末端距之比值,并由分子运动观点解释某些聚合物材料在外力作用下可以产生很大形变的原因。

11、若已知聚乙烯看作自由旋转链,其末端距服从分布函数,且已知C-C键长为0.154nm,键角为109.5°,试求:

(1)聚合度为5,聚乙烯的平均末端距、均方末端距、和最可几末端距。 (2)末端距在±1nm和±10nm处出现的几率。

12、假定有两种聚合物A和B,其分子量分别为Ma=2.03105;Mb=1.83106,在溶液中测得其均方末端距h2a=6.43103nm2;h2b=8.13104nm2,一维扩张因子αa=2, αb=3,试由以上数据判断哪一种聚合物链的柔顺性好。

13、计算聚合度为13103的PE的自由旋转链根均方末端距(h2f2r)1/2(C-C链键长为0.154nm,cos109O28'=-1/3)如用光散射法测得在θ溶剂中上述样品的根均方回转半径(S20)1/2为6.74nm,试计算链刚性因子(α=(h20)1/2/(h2f2r)1/2)。

第二章 高分子聚集态结构

一、基本概念:

1、丙聚能、内聚能密度

2、晶体;单晶;多晶;非晶;准晶 3、纤维状晶体;伸直链晶体;串晶 4、折叠链晶片;球晶;黑十字消光现象 5、晶体缺陷;结晶度

6、取向;取向度(取向因子) 7、液晶

8、相容性;高分子合金;织态结构

9、长程有序;短程有序;晶胞;空间点阵 10、微观相分离 11、淬火;退火

12、增塑作用;内增塑;外增塑

13、活性填料;惰性填料;HIPS;复合材料;增强材料 二、分析判断

1、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 2、用比容法测定高聚物重量结晶度的计算式为( )

a,Xc =Va-V/Vc-Va; b,Xc =Va-V/Va-Vc; c,Xc =-Va/Vc-Va. 3、从结构观点看, 聚合物球晶属于( ) a,单晶体; b,多晶体; c,非晶体

4、两个尼龙-66纤维试样,用双折射法测得的Δn值完全相同,所以纤维中大分子链的取向状态也完全相同( )

5、由于高压聚乙烯是在高温高压下聚合而成,因此这种聚乙烯具有伸直链晶片形态( )

6、等规聚丙烯只有一种结晶结构——单斜晶系,而聚四氟乙烯有多种结晶形态。( )

7、虽然同一种结晶聚合物在不同条件下可以生成球晶、单晶、串晶,但三者最基本的结晶单元均是折叠链晶片( ) 三、填空题 1、由( )事实证明了结晶高聚物有( );Flory由( )的实验结果证明非晶态高聚物是由( )结构组成。 2、聚乙烯,等规聚丙烯,?聚对苯二甲酸乙二醇酯的晶胞分别属于( )、( )、( )晶系和( )、( )、( )晶格, 在晶胞中分子链分别为:( )、( )、( )构象。 3、塑料、纤维、橡胶三大合成材料,其内聚能密度的大小次序为( )>( )>( )。

4、高分子材料被取向后,在取向方向上力学性能( ),在非取向方

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