2023年高分子物理課后習(xí)題答案金日光華幼卿第三版

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第1章高分子的鏈結(jié)構(gòu)

1.寫出聚氯丁二烯的各種可能構(gòu)型。等。

2．構(gòu)象與構(gòu)型有何區(qū)分？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)分：構(gòu)象是因?yàn)閱捂I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羅列；構(gòu)象的轉(zhuǎn)變不需打破化學(xué)鍵，而構(gòu)型的轉(zhuǎn)變必需斷裂化學(xué)鍵。

（2）不能，碳-碳單鍵的旋轉(zhuǎn)只能轉(zhuǎn)變構(gòu)象，卻沒有斷裂化學(xué)鍵，所以不能轉(zhuǎn)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。

3．為什么等規(guī)立構(gòu)聚丙乙烯分子鏈在晶體中呈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）因?yàn)榈葰w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，必需通過C-C鍵的旋轉(zhuǎn)，形成31螺旋構(gòu)象，才干滿足晶體分子鏈構(gòu)象能最低原則。

（2）因?yàn)殚g規(guī)聚氯乙烯的氯取代基分得較開，互相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。

4．哪些參數(shù)可以表征高分子鏈的柔順性？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：這是因?yàn)榫垡蚁┓肿訉ΨQ性好，簡單結(jié)晶，從而失去彈性，因而在室溫下為塑料而不是橡膠

6．從結(jié)構(gòu)動身，簡述下列各組聚合物的性能差異：

(1)聚丙烯腈與碳纖維；

線性高分子梯形高分子

(2)無規(guī)立構(gòu)聚丙烯與等規(guī)立構(gòu)聚丙烯；

非晶高分子結(jié)晶性高分子

(3)順式聚1,4-異戊二烯(自然?橡膠)與反式聚1,4-異戊二烯;

柔性

(4)高密度聚乙烯、低密度聚乙烯與交聯(lián)聚乙烯。

高密度聚乙烯為平面鋸齒狀鏈，為線型分子，模量高，滲透性小，結(jié)晶度高，具有好的拉伸強(qiáng)度、勁度、耐久性、韌性；低密度聚乙烯支化度高于高密度聚乙烯（每1000個(gè)主鏈C原子中約含15～35個(gè)短支鏈），結(jié)晶度較低，具有一定的韌性，放水和隔熱性能較好；交聯(lián)聚乙烯形成了立體網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu)，因此在韌性、強(qiáng)度、耐熱性等方面都較高密度聚乙烯和低密度聚乙烯要好。

7.比較下列四組高分子鏈的柔順性并簡要加以解釋。

解

8.某單烯類聚合物的聚合度為104，試估算分子鏈徹低舒展時(shí)的長度是其均方根末端距的多少倍？(假定該分子鏈為自內(nèi)旋轉(zhuǎn)鏈)。

單烯類徹低舒展鏈222221cos2max3hnl

nlθ-=≈?自由旋轉(zhuǎn)鏈22221cos21coshfrnlnlθθ

-==+9.無規(guī)聚丙烯在環(huán)己烷或甲苯中、30℃時(shí)測得的空間位阻參數(shù)(即剛性因子)σ＝1.76，試計(jì)算其等效自由銜接鏈的鏈段長度b(已知碳－碳鍵長為0.154nm，鍵角為109.5。)。

解：221/20[/]1.76hhfrσ==2201.76h=

222221cos2max23

hnlnlθ-==又maxhZb=220hZb=10.某聚苯乙烯試樣的分子量為416000，試計(jì)算其無擾鏈的均方末端距(已知特征cn＝12)。解：220/12Cnhnl==4160004000104Xn=