高物課后題答案word版(已修改)
2025-01-19 20:07 本頁面
【正文】 第 1章 高分子的鏈結(jié)構(gòu) 。 等。 2．構(gòu)象與構(gòu)型有何區(qū)別？聚丙烯分子鏈中碳 — 碳單鍵是可以旋轉(zhuǎn)的，通過單鍵的內(nèi)旋轉(zhuǎn)是否可以使全同立構(gòu)聚丙烯變?yōu)殚g同立構(gòu)聚丙烯？為什么？ 答：（ 1）區(qū)別：構(gòu)象是由于單鍵的內(nèi)旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的分子中原子在空間位置上的變化，而構(gòu)型則是分子中由化 學(xué)鍵所固定的原子在空間的排列；構(gòu)象的改變不需打破化學(xué)鍵，而構(gòu)型的改變必須斷裂化學(xué)鍵。 （ 2）不能，碳 碳單鍵的旋轉(zhuǎn)只能改變構(gòu)象，卻沒有斷裂化學(xué)鍵，所以不能改變構(gòu)型，而全同立構(gòu)聚丙烯與間同立構(gòu)聚丙烯是不同的構(gòu)型。 31螺旋構(gòu)象，而間規(guī)立構(gòu)聚氯乙烯分子鏈在晶體中呈平面鋸齒構(gòu)象？ 答（ 1）由于等歸立構(gòu)聚苯乙烯的兩個(gè)苯環(huán)距離比其范德華半徑總和小，產(chǎn)生排斥作用，使平面鋸齒形（ ?ttt? ）構(gòu)象極不穩(wěn)定，必須通過 CC鍵的旋轉(zhuǎn)，形成 31螺旋構(gòu)象，才能滿足晶體分子鏈構(gòu)象能最低原則 。 （ 2）由于間規(guī)聚氯乙烯的氯取代基分得較開，相互間距離比范德華半徑大，所以平面鋸齒形構(gòu)象是能量最低的構(gòu)象。 ？如何表征？ 答：（ 1）空間位阻參數(shù)（或稱剛性因子） ， 值愈大，柔順性愈差； （ 2）特征比 Cn， Cn 值越小，鏈的柔順性越好； （ 3）連段長度 b， b值愈小，鏈愈柔順。 5．聚乙烯分子鏈上沒有側(cè)基，內(nèi)旋轉(zhuǎn)位能不大，柔順性好。該聚合物為什么室溫下為塑料而不是橡膠？ 答：這是由于聚乙烯分子對(duì)稱性好，容易結(jié)晶，從而失去彈性，因而在室溫下為塑料而不是橡膠。 ，簡述下列各組聚合物的性能差異： （ 1）聚丙烯睛與碳纖維； （ 2）無規(guī)立構(gòu)聚丙烯與等規(guī)立構(gòu)聚丙烯； （ 3）順式聚 1， 4異戊二烯（天然橡膠）與反式聚 1， 4異戊二烯（杜仲橡膠）。 （ 4）高密度聚乙烯、低密度聚乙烯與交聯(lián)聚乙烯。 。 解： 104，試估算分子鏈完全伸展時(shí)的長度是其均方根末端距的多少倍？（假定該分子鏈為自由旋轉(zhuǎn)鏈。） 答： 、 30℃ 時(shí)測(cè)得的空間位阻參數(shù)（即剛性因子）δ=, 試計(jì)算其等效自由連接鏈長度 b（已知碳 — 碳鍵長為 ,鍵角為176。 ）。 解： b= 416000，試估算其無擾鏈的均方末端距（已知特征比 Cn=12）。 答 ：均方末端距為 。 第 2章 聚合物的凝聚態(tài)結(jié)構(gòu) 凝聚態(tài)，內(nèi)聚能密度，晶系，結(jié)晶度，取向，高分子合金的相容性。 凝聚態(tài)：為物質(zhì)的物理狀態(tài)，是根據(jù)物質(zhì)的分子運(yùn)動(dòng)在宏觀力學(xué)性能上的表現(xiàn)來區(qū)分的，通常包括固體、液體和氣體。 內(nèi)聚能密度： CED定義為單位體積凝聚體汽化時(shí)所需要的能量，單位： 晶系：根據(jù)晶體的特征對(duì)稱元素所進(jìn)行的分類。 結(jié)晶度：試樣中的結(jié)晶部分所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（質(zhì)量結(jié)晶度 ）或者體積分?jǐn)?shù)（體積結(jié)晶度 ）。 取向：聚合物的取向是指在某種外力作用下，分子鏈或其他結(jié)構(gòu)單元沿著外力作用方向的擇優(yōu)排列。 高分子合金的相容性：兩種或兩種以上高分子，通過共混形成微觀結(jié)構(gòu)均一程度不等的共混物所具有的親和性。 ？它與分子間作用力的關(guān)系如何？如何測(cè)定聚合物的內(nèi)聚能密度？ 答：（ 1）內(nèi)聚能密度： CED定義為單位體積凝聚體汽化時(shí)所需要的能量，單位： （ 2）內(nèi)聚能密度在 300 以下的聚合物，分子間作用力主要是色散力；內(nèi)聚能密度在 400 以上的聚合物，分子鏈上有強(qiáng)的極性基團(tuán)或者分子間能形成氫鍵；內(nèi)聚能密度在 300400 之間的聚合物，分子間相互作用居中。 ，可能得到哪幾種主要的結(jié)晶形態(tài)？各種結(jié)晶形態(tài)的特征是什么？ 答：（ 1）可能得到的結(jié)晶形態(tài)：單晶、樹枝晶、球晶、纖維狀晶、串 晶、柱晶、伸直鏈晶體； （ 2）形態(tài)特征： 單晶：分子鏈垂直于片晶平面排列，晶片厚度一般只有 10nm左右； 樹枝晶：許多單晶片在特定方向上的擇優(yōu)生長與堆積形成樹枝狀； 球晶：呈圓球狀，在正交偏光顯微鏡下呈現(xiàn)特有的黑十字消光，有些出現(xiàn)同心環(huán)； 纖維狀晶：晶體呈纖維狀，長度大大超過高分子鏈的長度； 串晶：在電子顯微鏡下，串晶形如串珠； 柱晶：中心貫穿有伸直鏈晶體的扁球晶，呈柱狀； 伸直鏈晶體：高分子鏈伸展排列晶片厚度與分子鏈長度相當(dāng)。 ？簡述其基本原理。不同方法測(cè)得的結(jié)晶度是否 相同？為什么？ 答：（ 1）密度法， X射線衍射法，量熱法；（ 2）密度法的依據(jù)：分子鏈在晶區(qū)規(guī)整堆砌，故晶區(qū)密度大于非晶區(qū)密度； X射線衍射法的依據(jù)：總的相干散射強(qiáng)度等于晶區(qū)和非晶區(qū)相干散射強(qiáng)度之和；量熱法的依據(jù)：根據(jù)聚合物熔融過程中的熱效應(yīng)來測(cè)定結(jié)晶度的方法。（ 3）不同，因?yàn)榻Y(jié)晶度的概念缺乏明確的物理意義，晶區(qū)和非晶區(qū)的界限很不明確，無法準(zhǔn)確測(cè)定結(jié)晶部分的量，所以其數(shù)值隨測(cè)定方法不同而不同。 ？根據(jù)分子排列有序性的不同，液晶可以分為哪幾種晶型？如何表征？ 答：（ 1）高分子液晶分 子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 1. 分子主干部分是棒狀（筷形），平面狀（碟形）或曲面片狀（碗形）的剛性結(jié)構(gòu)，以細(xì)長棒狀最為常見； ，強(qiáng)極性基團(tuán)，可高度極化或可形成氫鍵的基團(tuán)，因而在液態(tài)下具有維持分子作某種有序排列所需要的凝聚力； 。 （ 2）液晶晶型： — 向列相即 N相，用單位矢量 表示； b.一維平移有序（層狀液晶） — 近晶 A（ ）和近晶 C( )； ，包括膽甾相（ Ch）和手征性近晶相； 。 （ 3）液晶態(tài)的表征一般為： ； ；； ； ； ； ； 。 ，舉例說明其應(yīng)用價(jià)值。 答：液晶高分子被用于制造防彈衣，纜繩及航空航天器大型結(jié)構(gòu)部件，可用于新型的分子及原子復(fù)合材料，適用于光導(dǎo)纖維的被覆，微波爐件，顯示器件信息傳遞變電檢測(cè) ？舉例說明聚合物取向的實(shí)際意義。 （ 1）用光學(xué)顯微鏡測(cè)定雙 折射來計(jì)算 。(2)用聲速法測(cè)定；（ 3）廣角 X射線衍射法；（ 4）紅外二向色性；（ 5）偏正熒光法。 ，靠近模具的皮層具有雙折射現(xiàn)象，而制品內(nèi)部用偏光顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)有 Maltese黑十字，并且越靠近制品芯部， Maltese 黑十字越大。試解釋產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因。如果降低模具的溫度，皮層厚度將如何變化？ 答：（ 1）由于形成球晶，球晶具有雙折射現(xiàn)象，自然光經(jīng)過偏振片變?yōu)槠窆?，通過球晶發(fā)生雙折射，分成兩束振動(dòng)方向垂直的偏振光，兩束偏振光在與檢偏鏡平行方向上存在分量，分量速度不同，產(chǎn)生相位差而 干涉，使呈現(xiàn)黑十字消光圖像，制品外部與模具接觸，冷卻速度快，球晶來不及生長而成多層片晶或小球晶，而制品芯部溫度高，結(jié)晶時(shí)間充分，生長為大球晶，因此消光圖像更大。 （ 2）降低溫度會(huì)增加過冷度，縮短結(jié)晶時(shí)間，因而皮層厚度增加。 “ 共聚 ” 和 “ 共混 ” 方法進(jìn)行聚合物改性有何異同點(diǎn)？ 解：略。 答：提高高分子合金的相容性一般用加入第三組分增溶劑的方法。 增溶劑可以是與 A、 B兩種高分子化學(xué)組成相同的嵌段或接枝共聚物，也可以是與 A、 B的化學(xué)組成不同但能分別與之相容的嵌段或接枝 共聚物。 ,完全非晶態(tài)的密度為,現(xiàn)知該聚合物的實(shí)際密度為 ,試問其體積結(jié)晶度應(yīng)為多少？ （體積結(jié)晶度為 ） ，其晶胞參數(shù) a=,b
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