高分子科学答案

(3)对于非对称性取代,侧基的极性越大,极性基团数目越多,相互作用越强,单键内旋转越困难,分子链柔顺性越差。

(4)主链含芳环或杂环时,由于芳,杂环不能内旋转,使可旋转的单键数目减少,所一这类分子链柔性较差,芳环越多柔性越差。

(5)非极性侧基的体积越大,内旋转位阻越大,柔顺性越差。

(6)柔性好,因为侧基柔性,侧基的增大使分子间距离增加,会使分子间作用力减小

7. 比较下列分子的柔顺性

答:(2)>(1)>(3)

11. 叙述聚合物结晶的主要类型及其形成条件?

答: 根据结晶条件不同,分为、伸直链晶片、

(1)单晶:一般聚合物的单晶只能从极稀溶液(质量浓度小于0.01wt%)中缓慢结晶而成。 (2)球晶:从浓溶液中析出或由熔体冷却时形成的。 (3)伸直链晶片:主要形成于极高压力下,还有外力下。 (4)纤维状晶片:在流动场的作用和适当的条件下。 (5)串晶:形成于外力下。

12.用什么事实可以证明结晶聚合物中有非晶态结构?

答:(1)X射线衍射图同时存在锐利衍射峰和弥散峰;

(2)实际结晶样品的密度小于按晶胞尺寸计算的完全结晶的聚合物密度。

13、比较下列物质的结晶的难易程度

(1)PE>PVC>PS

(2)聚己二酸乙二醇酯>聚对苯二甲酸乙二醇酯>聚间苯二甲酸乙二醇酯 提示:根据聚合物的规整性、柔顺性判断

13

15、聚乙烯和聚丙烯都是有一定刚性的半透明塑料,为什么65%乙烯和35%丙烯的无规共聚物却是柔软且透明的橡胶?

答: 16. 20.

21、排出下列聚合物熔点顺序,并给予解释

(1)聚对苯二甲酸乙二醇酯(2)聚丙烯(3)聚乙烯(4)聚四氟乙烯(5)聚乙二醇(6)聚甲醛(7)尼龙66

答:原方案:(7)>(6)>(1)>(2)>(4)>(3)>(5) 现方案:(4)>(7)>(6)>(1)>(2)>(3)>(5) 提示:比较分子间力及柔顺性、

课本题目:(1)聚对苯二甲酸乙二醇酯(2)聚丙烯(3)聚四氟乙烯(4)聚乙二醇(5)聚甲

醛(6)天然橡胶

23列出下列单体所组成的聚合物熔点顺序,并说明理由

(1)CH3—CH=CH2 (2)CH3—CH2—CH=CH2 (3)CH2=CH2 (4)CH3—CH2—CH2—CH= CH2

答:(4)>(2)>(1)>(3)

比较柔顺性:柔顺性大的,熔点低?? 答:(1)>(3)>(2)>(4)

原因:Tm=△H/△S, △H和△S为摩尔熔化热和摩尔融化熵。凡是使△H增大(相当于分子间作用力增强)或△S减小(相当于柔顺性减小)的因素都使高分子的熔点Tm升高。由于柔顺性(1)<(3)<(2)<(4),因此熔点(1)>(3)>(2)>(4)。

第七章 聚合物的性质

1、下列哪种聚合物有明显的氢键?

(1)天然橡胶 (2)高密度聚乙烯 (3)聚对苯二甲酸乙二醇酯 (4)尼龙6 (5)聚乙烯醇 (6)纤维素

答:4、5、6

3,解释产生下列现象的原因: (1)、 (2)

▲4、试指出下列结构的聚合物,其溶解过程各有何特征?(1)非极性非晶态聚合物;(2)非极性晶态聚合物;(3)低交联度的聚合物

解 (1)非极性非晶态聚合物易溶于溶度参数相近的溶剂;

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(2)非极性晶态聚合物难溶,选择溶度参数相近的溶剂,且升温至熔点附近才可溶解; (3)低交联度聚合物只能溶胀而不能溶解。

7,尼龙-n 是结晶性高分子

11,

13,

①nNH CH2 5CO NH CH2 5COn②14(3)尼龙-6

尼龙-66

○1用水作引发剂属于逐步聚合。○2用碱作引发剂属于连锁聚合。

nH2N CH2 6NH2+nHOOC CH2 4COOH H NH CH2 6NHOC CH2 4CO OH+ 2n-1 H2On逐步聚合

▲18、画出非晶态聚合物的温度--形变曲线示意图,说明三种力学状态和两热转变的分子机理。

答:

玻璃态、高弹态和粘流态称为聚合物的力学三态。

由玻璃态向高弹态发生突变的区域叫玻璃化转变区,玻璃态开始向高弹态转变的温度称为玻璃化转变温度(glass temperature),以Tg表示。

当温度升到足够高时,在外力作用下,由于链段运动剧烈,导致整个分子链质量中心发生相对位移,聚合物完全变为粘性流体,其形变不可逆,这种力学状称为粘流态。高弹态开始向粘流态转变的温度称为粘流温度,以Tf表示,其间的形变突变区域称为粘弹态转变区。分子量越大,Tf越高。交联聚合物由于分子链间有化学键连接,不能发生相对位移,不出现粘流态。

29.画出晶态聚合物的形变温度曲线示意图,并说明与非晶态聚合物有何不同?

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答:

晶态聚合物与非晶态聚合物的不同点:

(1)当结晶度小于40%是,尚能观察到Tg。当结晶度大于40%,Tg就不明显或观察不到。 (2)从Tg到Tm这段温度不是高弹态而是由于结晶的弹性变差,变为皮革态。 (3)一般对于相对分子质量较高的,曲线在Tm上有一个突变。 (4)相对分子质量很高的,要在更高温度出项Tf之后才会流动。

30、玻璃化转变的机理如何?说明塑料、橡胶、合成纤维的使用温度上限对应什么转变?

答:玻璃化转化机理(不肯定):从分子运动机理来看,此链段克服内旋转位垒而运动,是分子形态不断变化,级构象发生变化。 (1)修改后:

玻璃化转化机理为自由体积理论,自由体积理论认为聚合物的体积是由两部分组成:高分子链本身所占的体积和高分子链间未被占据的空隙。高分子链间未被占据的空隙称自由体积。自由体积是分子链进行构象转变和链段运动所需的活动空间。

当聚合物冷却时,自由体积逐渐减小,当达到某一温度时,自由体积收缩到最低值,聚合物的链段运动因失去活动空间而被冻结,聚合物进入玻璃态。

(2)塑料、橡胶、合成纤维的使用上限温度分别对应Tg、Td、Tm

33.比较以下聚合物的Tg,并简要说明理由

答:对应的聚合物按顺序编号为1 2.3 4 5

Tg排列顺序:5<3<1<4<2(因为柔顺性越好,Tg越低。)

34. .解释聚氯丁二烯在室温下为什么是橡胶?比较聚氯丁二烯,聚丁二烯和聚异戊二烯的Tg,并说明原因?

答:聚氯乙烯的Tg

影响Tg的因素包括化学结构和相对分子质量。其中相对分子质量越大,Tg越大。聚氯丁二烯 >聚异戊二烯 >聚丁二烯.链柔顺性越好,Tg越低,极性取代基,极性越大,内旋转受阻程度及分子间相互作用越大,Tg越大,其中-Cl>-CH3>H

▲35.试述提高聚合物耐热性的途径?(书P282)

答:a,增加链刚性;b增加分子间的作用力;c.结晶;

36.从实验中得到的三种聚合物形变—温度曲线如下,试问各适合用作什么材料?

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答:(A)塑料 由于其室温为玻璃态 Tg>室温

(B)纤维由于是结晶高分子,熔点在210℃左右。(当然大多数用作纤维的高分子也可作为塑料) (C)橡胶 Tg<室温 由于室温为高弹态,而且高弹区很宽 38 49

附加考试题:

▲(1)请从相对分子质量、模量、内聚能,分子结构四个方面说明合成橡胶、塑胶和纤维的区别?

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