高分子物理课后习题答题--韩哲文要点.docx

高分子科学教程—高分子物理部分 第7章聚合物的结构P235 简述聚合物的结构层次 答：高分子结构的内容可分为链结构与齐集态结构两个构成部分。链结构又 分为近程结构和远程结构。近程结构包含结构与构型，结构是指链中原子的种类和摆列、代替基和端基的种类、单体单元的摆列次序、支链的种类和长度等。构 型是指某一原子的代替基在空间的摆列。近程结构属于化学结构，又称一级结构。远程结构包含分子的大小与形态、链的柔顺性及分子在各样环境中所采纳的构 象。远程结构又称二级结构。齐集态结构是指高分子资料整体的内部结构，包含晶态结构、非晶态结构、取向态结构、液晶态结构以及织态结构。前四者是描绘 高分子齐集体中的分子之间是怎样堆砌的，又称三级结构。织态结构则属于更高级的结构。 2．写出聚异戊二稀的各样可能的构型和名称（只考虑头－尾键接方式）。 解：（1）1，2－聚合：全同立构1，2－聚异戊二稀；间同立构1，2－聚异戊二稀；无规立构1，2－聚异戊二稀。（2）3，4－聚合：全同（间同，无规）立构－聚3，4－聚异戊二稀。（3）1，4聚合：顺式（反式）1，4－聚异戊二稀。注意：一般来说，顺式、反式聚合都是在特定的催化剂下进行的，当催化剂一准时，产物结构就必定，所以不存在无规的几何异构体。 3．高分子的构型和构象有什么不一样？等规聚丙烯晶体中的螺旋链属于构型范围仍是构象范围？假如聚丙烯的规整度不高，可否经过单健内旋转来改变构象而提升其规整度？为何？ 答：高分子的构型是指分子中由化学健固定的原子在空间的几何摆列；高分子的构象是指因为单健内旋转而产生的分子在空间的不一样形态。高分子的构型属于高分子链的近程结构；而高分子的构象属于高分子链的远程结构。 等规聚丙烯晶体中的螺旋链是经过单健内旋转形成的而由晶格固定的形态， 当晶体受热消融后，螺旋链会发生变化，所以属于构象范围。 聚丙烯的规整度不高，不可以经过单健内旋转来改变其构象而提升其规整度， 因为规整度是由构型决定的，所以要改变规整度，一定经过化学健的断裂和重组。 试从分子结构剖析比较以下各组聚合物的柔顺性大小：（1）聚乙烯，聚丙烯，聚丙烯腈；（2）聚氯乙稀，1，4聚2－氯丁二烯，1，4－聚丁二烯；（3）聚苯， 聚苯醚，聚环氧戊烷；（4）聚氯乙烯，聚偏二氯乙烯。 解：（1）聚乙烯聚丙烯聚丙烯腈（2）1，4－聚丁二烯聚1，4聚2－氯丁二烯氯乙稀；（3）聚环氧戊烷聚苯醚聚苯；（4）聚偏二氯乙烯聚氯乙烯。 分别表达球晶和单晶的形成条件和特色。 答：当结晶性的聚合物从浓溶液中析出，或从熔体冷却结晶时，在不存在应 力或流动的状况下，都偏向于生成球晶。而单晶一般是在极稀的溶液中迟缓结晶时生成。 球晶的外形呈球形，在球晶中分子链往常老是沿垂直于半径的方向摆列的， 在偏光显微镜的两正交偏整器之间，球晶体现独有的黑十字（即MalteseCross） 消光图像。 单晶则是一种薄片状晶体，在单晶中分子的取向与片状单晶的表面相垂直。 其X-射线衍射图案由规则摆列的衍射点构成。 11．试比较聚乙烯、脂肪族聚酰胺和脂肪族聚酯这三类结晶聚合物的熔点大小。 答：脂肪族聚酰胺的熔点最高；脂肪族聚酯的熔点最低；聚乙烯的熔点介于二者之间。这是因为聚酰胺的分子之间有氢键形成；而聚酯中酯键的存在增添了分子的柔性。 12．简述两种丈量结晶聚合物结晶度的方法。为何同一结晶聚合物试样用不一样 的方法测得的结晶度数值是不相同的？ 答：密度法和DSC法均可用来测定结晶度。此中密度法是依据晶区和非晶 区比度上的差异来计算结晶度的，在测得晶区、非晶区和样品的密度c、a、 以后，按下式计算结晶度： a fV ca 视差扫描量热法是依据结晶聚合物在熔融过程中汲取的热量来测定其结晶 0 度的。假如待测样品的熔融热焓为Hm，完整结晶的聚合物的熔融热焓为Hm， 则按下式计算用重量分数表示的结晶度： fW Hm 100% Hm0 结晶度的观点固然很明确，但因为高聚物的晶区与非晶区的界线其实不明确，在同一聚合物样品中，同时存在着不一样程度的有序状态，这自然要给正确确立结晶部分的含量带来困难，因为各样测定测定结晶度的方法波及不一样的有序状态，或许说，各样方法对晶区和非晶区的理解不一样。所以同一结晶聚合物试样用不一样的方法测得的结晶度数值是不相同的。 13．何谓聚合物的取向？取向对聚合物的性能有何影响？怎样测定聚合物的取向 度？ 答：聚合物在外力作用下，分子链、链段和结晶聚合物中的晶粒等结构单元沿着外力方向择优摆列，称为取向。 聚合物沿取向方向的拉伸强度、模量、冲击强度都明显增添，而与取向方向垂直的方向上则降低。取向高分子资料发生光的双折射现象。取向往常还使资料的玻璃化温度高升，对结晶性的高聚物，则密度和结晶度也会高升，因此提升了高分子资料的使用温度。 14．何谓聚合物液晶？聚合物液晶分为哪