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习题与指导

第一章:聚合物的链结构
1:名词解释。
链段、构象、构型、柔顺性、末端距、均方末端距、等效自由结合链、无扰尺寸
2:填空。
1.高分子链柔性越好,其等效自由结合链的链段数目(),链段长度()。
2. 高分子结构层次包括()和 ()两部分。

三、简答题
1、论述影响高分子链柔顺性的因素
2、试分析纤维素的分子链为什么是刚性的?
3、高分子按受热行为分为哪几类?
4、试解释分子链结构高度对称、无取代基、内旋转位能不高的聚乙烯在室温条件下属于塑料不属于橡胶?
5、为什么高聚物不存在气态?且交联高聚物不存在液态(各向同性熔体)?
6、什么是内旋转,为什么内旋转在高聚物结构和性能中起如此大的作用?
7、高分子链柔性的表征参数有哪些?
三、排列高聚物分子链的柔顺性的大小次序,试说明原因
1、a.聚甲醛;b.聚丙烯;c.聚异戊二烯(1,4键接);d.聚丙烯腈
2、a.聚氯乙烯;b.聚偏二氯乙烯;c.聚氯丁二烯;d.聚1,2-二氯苯乙烯
3、a聚丙烯;b聚甲基丙烯酸甲酯;c聚3,4-二氯苯乙烯
4、a聚乙烯; b聚甲醛;c聚苯乙烯; d聚甲基丙烯酸甲酯;e纤维素

习题答案:

一、名词解释。
链段:高分子链上划分的可任意取向的最小结构单元。
构象:这种围绕单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态。
构型:分子中化学键所固定的原子在空间的几何排列。
柔顺性:高分子链的各种可卷曲的性能,或者高分子链改变其构想的性质。
末端距:线型高分子链的一端到另一端的直线距离,这是一个向量。
均方末端距:末端距平方的平均值。
等效自由结合链:它是以链段为独立运动单元的,高分子链相当于有许多自由结合的连段组成,这种链段称为Kuhn链段,只要链段数目足够大,它还是柔性的,称之为等效自由结合链。
无扰尺寸:选择适当的溶剂和温度使溶剂分子对聚合物分子链结构和结构参数的影响降到最低甚至可忽略的理想条件下测定的分子链尺寸称为“无扰尺寸”。
二、填空。
1、越多、越短
2、高分子链结构;高分子聚集态结构
三、简答题。
1、影响高分子链柔顺性的因素:
内在因素:
(1)主链结构

  1. 主链全部为单键且无刚性侧基时,柔顺性较好;
  2. 分子链越长,构象数越多,链柔性越好;
  3. 主链单键内旋转位垒越小,链柔性越好;
  4. 主链含有芳杂环及共轭双键时,链柔性降低;
  5. 主链含有孤立双键时,链柔性增大.

(2)取代基
①极性取代基
②非极性取代基 
(3)支链和交联
(4)分子链的长短
(5)分子间作用力
(6)分子链的规整性
外界因素:温度 外力 溶剂  
2、原因有三:
(1)、分子间有极性,分子链间相互作用力强;(2)、六元吡喃环结构使内旋转困难;(3)分子内和分子间都能形成氢键,尤其是分子间氢键使糖苷键不能旋转,从而大大增加了刚性。


3、热塑性高聚物如PE/PP/PS/PVC四大热塑性通用塑料
热固性高聚物PF/EP
4、PE的分子链是柔顺性的,但结构规整整,很容易结晶,一旦结晶,链的柔性就表现不出来,故聚合物具有塑料性质。
5、由于一般线型聚合物的相对分子量很大,分子链很长,分子链内和分子间作用力远强于低分子同系物,要使之气化需要供给很大的能量,即需要很高的温度,这个温度远远高于其分解温度,故高聚物没有气态。
6、单键是相连的两个原子不影响其电子云。
7、(1)、空间位阻参数(或称刚性因子),越大,柔性越差。
(2)、特征比Cn无扰链与自由连接链均方末端距的比值。
(3)、链段长度b
三、柔性排序
1、C>a>b>d(聚异戊二烯(1,4键接)中有孤立双键;聚甲醛主链为碳氧键;PAN中有极性基团)
2、c>b>a>d
3、b>a>c
4、b>a>d>c>e


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