高分子习题修改版.docx

1、高分子习题修改版1.单体：带有某种官能团并具有聚合能力的低分子化合物，或能参与聚合反应并形成分子链中结构单元的低分子化合物。2.重复单元：分子链上由化学键重复连接而成的化学结构相同的最小单元。3.聚合度：平均每个分子链上具有的结构单元的数目。4.官能团等活性：在一定聚合度围，官能团活性与聚合物分子量大小无关。5.凝胶点：开始出现凝胶瞬间的临界反应程度。6.反应程度：参与反应的基团数占起始基团的分数。7.阳离子聚合机理：快引发，快增长，易转移，难终止8.阴离子聚合机理：快引发，慢增长，无终止9.配位聚合反应：高度立体规整性10.构型：分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。11.构象：由于单

2、键的旋转而产生的分子中原子在空间位置上的变化。12.链柔性：高分子链能够改变其构象的性质。13.聚能密度：单位体积的聚能。聚能是将1mol的液体或固体分子气化所需要的能量。14.均方末端距：分子链首尾端之间直线距离平方后的平均值。15.结晶度：聚合物中结晶部分的重量或体积对全体重量或体积的百分数。16.取向：聚合物受到外力作用后，分子链和链段沿外力作用方向的择优排列。17.玻璃化转变：玻璃态和高弹态之间的转变。18.黏流转变：高弹态和黏流态之间的转变。19.松弛过程：在一定的温度和外场作用下，聚合物从一种平衡态通过分子运动过渡到另一种与外界条件相适应的平衡态总是需要时间的现象。20.假塑性流体

3、：低剪切速率下的流动行为符合牛顿流体行为，但随着剪切速率增大，黏度降低。1由己二元酸和己二胺等物质的量合成尼龙66，已知聚合反应的平衡常数K=432，如果要合成聚合度在200的缩聚物，据算反应体系中的水含量应该控制为多少Nw=K/Xn 2=432/40000=0.0108mol/L2计算等物质的量的对苯二甲酸和乙二醇反应，在下列反应程度时的平均聚合度和相对分子质量：（1）0.500；（2）0.800；（3）0.900；（4）0.950；（5）0.995Xn=1/(1-P)，Mn=MoXn，Mo=1923在w-氨基己酸进行缩聚反应时，如在体系中加入0.2%（摩尔分数）的醋酸，求当反应程度P分别达

4、到0.950，0.980，0.990时的平均聚合度和平均分子量Xn=(1+r)/(1+r-2rp)，r=Na/(NaNc)=0.998，Mo=107,Mn=Mo* Xn5氯乙烯：能进行自由基聚合，CL的诱导效应为吸电性，共轭效应为供电性，两者相抵， 电子效应微弱，只能进行自由基聚合。乙烯：对称结构，无诱导效应和共轭效应，较难自由基聚合6.丙烯配位聚合时，一般选用TiCl3-AlEt2Cl作为催化剂，乙烯一般用TiCl4-AlEt37.共聚反应：由两种或者两种以上的单体共同进行的聚合反应8.竞聚率：竞聚率r1,r2是表征单体M1，M2进入共聚物中的能力大小，是均具增长和共聚增长速率常数的比值。影

5、响因素：温度，压力，溶剂，其他因素（PH，盐类等）9.取代基的共轭效应，极性效应，位阻效应对单体和自由基的活性均有一定影响。10.共聚物分类：无规共聚物，交替共聚物，嵌段共聚物，接枝共聚物。11.Q共轭效应，也就是单体转化为自由基的难易程度，e，代表极性效应，吸电子基团使双键带正电性，所以e为正12.分子链柔性：PEPPPVCPAN，聚乙烯聚丙烯聚丙烯腈，聚偏二氯乙烯聚氯乙烯，1,4聚丁二烯1,4聚己一氯丁二烯聚氯乙烯13.链柔性表征：刚性因子，分子无扰尺寸A，等效链段长度Le，特征比C越小，链柔性越好。 14.聚能密度越大，分子间作用力越大15.大量乙烯，少量丙烯进行无规共聚，得到共聚乙烯，

6、仍可以结晶，当丙烯大于25%时， 乙丙无规共聚物不能结晶，成为乙丙橡胶16.非晶态高分子的取向态结构在玻璃化转变温度以下才是稳定的17.力学行为上变现为粘弹性的高分子材料，它的力学性能与应力，应变，时间，温度有关18.溶剂的选择：溶度参数相近原则，极性相近原则，溶剂化原则19.线型聚合物先溶胀，后溶解；结晶聚合物先熔融，后溶解；交联聚合物，只溶胀，不溶解11.在自由基共聚合反应中，苯乙烯的相对活性远大于乙酸乙烯酯。当乙酸乙烯酯均聚时，如果加入少量苯乙烯，则乙酸乙烯酯难以聚合，试解释这一现象。答：因为在该体系中：k12k11，k22PPPVCPS（无规）。（2）聚己二酸乙二酯聚对苯二甲酸乙二醇酯

7、聚间苯二甲酸乙二醇酯（3）尼龙6尼龙66尼龙1010。10.取向结构与结晶结构的区别有哪些？如何稳定取向态结构？答：取向是聚合物的分子链和链段在一维或二维方向上表现出一定程度的有序态，而对于结晶态结构，分子链相互之间规则排列堆砌形成三维有序结构。稳定非晶态聚合物取向态的方法是，取向后立即将温度降低到玻璃化转变温度以下，将链段的运动冻结，使解取向不至于发生。11.高分子的分子运动有何特点？为什么高分子的分子运动是一个松弛过程？松弛时间与温度之间的关系如何？答：（1）高分子的分子运动的特点：运动单元具有多样性；分子运动对时间有依赖性分子运动对温度有依赖性。（2）高分子运动单元的运动需要克服摩擦力。

8、当聚合物受到外界作用从原来的平衡状态通过分子运动转变到与施加的外界条件相适应的新的平衡状态时，克服摩擦阻力完成这一过程需要一定时间，从而表现出对时间有依赖性变化，所以聚合物的分子运动是一个松弛过程。（3）完成松弛过程所需要的时间称为松弛时间。温度越高，分子运动速度越快，松弛时间越短。对于除链段之外的运动单元，其松弛时间与温度的关系为： 对于链段运动，其松弛时间与温度的关系为：20.从分子运动观点解释非晶态聚合物三种力学状态及其转变：（1）分子量对聚合物温度-形变曲线形状的影响规律；（2）交联对聚合物温度-形变曲线的影响规律；（3）结晶对聚合物温度-形变曲线的影响规律。答：（1）非晶态聚合物随温

9、度升高会表现出三种力学状态：玻璃态、高弹态、黏流态。（2）玻璃态与高弹态之间的转变称为玻璃化转变，它对应于链段的运动能否发生；高弹态与黏流态之间的转变称为黏流转变，它对应于大分子链的运动能否发生。分子量的影响、交联的影响、结晶的影响。12.比较下列各组中聚合物在分子量大致相同情况下Tg的高低顺序，并简要说明理由。（1）聚丙烯，聚氯乙烯，聚丙烯腈，聚异丁烯；（2）聚二甲基硅氧烷，聚1，4-丁二烯，聚乙烯，聚乙炔；（3）聚丙烯，聚苯乙烯，聚对氯苯乙烯，聚对氰基苯乙烯；（4）聚己二酸己二酯，聚己二酰己二胺，聚对苯二甲酰己二胺。答：（1）聚异丁烯聚丙烯聚氯乙烯聚丙烯腈；两个对称的侧甲基使主链间的距离增

10、加，链间作用力减弱，聚异丁烯聚丙烯。侧基极性大，分子间作用力大，即聚丙烯聚氯乙烯聚丙烯腈。 （2）聚二甲基硅氧烷聚1，4丁二烯聚乙烯聚乙炔；主链杂原子使柔性增大，玻璃化温度下降，即聚二甲基硅氧烷聚1，4-丁二烯。共轭双键使柔性下降，孤立双键却使柔性大为提高，即聚1，4-丁二烯聚乙烯聚乙炔。 （3）聚丙烯聚苯乙烯聚对氯苯乙烯聚对氰基苯乙烯；侧基体积较大，旋转空间阻碍大，柔性下降，玻璃化温度增加，即聚丙烯聚苯乙烯，侧基极性大，柔性越小，玻璃化温度越高，即聚苯乙烯聚对氯苯乙烯聚对氰基苯乙烯。 （4）聚己二酸己二酯聚己二酰己二胺聚对苯二甲酸乙二胺。主链有芳环使柔性下降，玻璃化温度增加，即聚己二酰己二胺

11、聚对苯二甲酰己二胺。分子间形成氢键使分子间作用力增加，玻璃化温度增加，即聚己二酸己二酯0，所以要使溶解过程能够自发进行，HmTSm。对于非极性高分子与溶剂混合时，Hm可以用Hm=V12（12）计算，若1和2越接近，Hm就越小，两种物质就越容易相互溶解。18.什么是溶解？什么是溶胀？说明线形高分子和交联高分子在良溶剂中的最终状态。答：溶胀是溶剂分子渗入聚合物部，即溶剂分子和高分子的某些链段混合，使聚合物体积膨胀。溶解是完全溶剂化的高分子链进入溶剂，形成均匀分散的高分子均相溶液。线形高分子在良溶剂中的最终状态：发生无限溶胀，最终形成均相的高分子溶液。交联高分子在良溶剂中的最终状态：发生有限溶胀，形

12、成聚合物凝胶19.测定数均分子量和重均分子量分别有哪些主要方法？它们测量的分子量围通常是多少？答：数均分子量的测定方法有端基分析法、沸点升高法、渗透压法。重均分子量的测定方法有光散射法、超速离心沉降法。1.橡皮（硫化的天然橡胶）能否溶解和熔化，为什么？ 答：橡皮是经过硫化的天然橡胶，是交联的高聚物，在与溶剂接触时发生溶胀，但因有交联的固化键束缚，不能再进一步使交联的分子拆散，只能停留在最高的溶胀阶段，不会发生溶解，同样也不熔化。2.为什么聚丙烯晴只能用溶液纺丝，不能用熔融纺丝，而涤纶树脂则可以用熔融纺丝？答：聚丙烯腈是一种强极性分子，分子之间的相互作用很强，因此其黏流温度高，而且熔体粘度很大，

13、此外，聚丙烯腈热分解温度较低，高温下容易降解，如果使用熔融纺丝，需要很高的纺丝温度，从而导致聚丙烯晴的快速降解，使得纺丝后纤维性能大为下降，从而使使用价值丧失，因此不能用熔融纺丝，而涤纶树脂的全链含有柔性的酯基，使得分子链具有一定的柔性，而且分子的极性较小，分子之间的相互作用很弱，其流动温度相对较低，此时，涤纶具有较好的热稳定性，分解度较高，因此可以用熔融纺丝。3PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）的Tg=105度，Tf=160度，Ps（聚苯乙烯）Tg=100度，Tf=110度，由上述数据可知在形变一温度曲线上，PMMA的高弹性平台比PS宽答： PMMA和PS的Tg差不多，都是100左右，这是因为PM

14、MA的侧基极性比PS大，应使Tg增加，但是PMMA的侧基柔性比PS大，侧基比PS小，所以应使Tg减小，这两个因素相互抵消，所以Tg差不多，对于Tf来说，要使高聚物发生流动，分子与分子之间的相对位置要发生显著变化，因此分子之间相互作用力因素很重要，PMMA极性大，分子间作用力强，Tf就高，而PS分子间作用力低，Tf就小。4解释下列各组聚合物玻璃化温度差异的原因（1）聚乙烯（150K）和聚丙烯（250K） （2）聚氯乙烯（354K）和聚偏二氯乙烯（227K）（3）聚丙烯酸甲酯（280K）和聚丙烯酸乙酯（249K）（4）顺1,4聚丁二烯和1,2聚丁二烯（分别是165K和269K）答：（1）聚乙烯主链

15、上不带侧基，单键旋转的位垒低，聚丙烯带有侧基，分子旋转位阻增加，Tg升（2）聚氯乙烯是单取代，分子极性大，分子间作用力强，旋转困难，而聚偏二氯乙烯是对称双取代，极性小，主链旋转位垒降低，Tg下降。（3）由于聚丙烯酸酯类的侧链是柔性的，侧基越大，则柔性也越大，故前者Tg高（4）顺1,4聚丁二烯含有孤立双键，主链单键旋转位垒很低，Tg降低，而1,2聚丁二烯的主体由饱和CC单键组成，且带有较大的侧基，柔性下降，Tg升高。5解释，为什么高速行驶中的汽车胎易爆炸答：汽车高速行驶时，作用力频率很高，Tg上升，让橡胶的Tg接近或高于空温，胎处于玻璃态，易爆炸。6普通有机玻璃在常温下，而双轴分析他们冲击韧性不

16、同的原因答：双轴拉伸定向有机玻璃使分子链取向平行于有机玻璃平面的任何方向，这样在平面上就有各向同性，所以他的抗冲击韧性比较高，而普通有玻璃没有取向，脆性大，所以他的抗冲击韧性差7聚乙烯是塑性，全同立构的聚丙烯也是塑料，为甚乙烯和丙烯的的共聚物确是乙丙橡胶？答：聚乙烯分子链柔性且规整性好，因此容易结晶，得到的是结晶态的PE，可以作为塑料使用，全同立构聚丙烯分子柔顺性也较好，而且分子链规整性好，也是容易结晶的高聚物，可作为塑料，而乙丙橡胶由于是无规共聚，分子链上甲基的位置是完全无规的，因此分子整体规整性被破坏，难以形成结晶结构，常作为橡胶使用。8DSC测得聚丙烯结晶峰热94.4J/g，聚丙烯的熔融

17、热为H=8.79Kg/mol，求结晶度。答：聚丙烯链节分子量为42g/mol，故其熔融热为8790J/mol42g/mol=209 J/g，结晶度为94.4J/g209 J/g100%=45%9为什么雨衣挂在墙上越来越长答：PV的Tg为80度，加入增塑剂后玻璃化转变温度大大下降，此时雨衣处于高弹态很容易产生蠕变10从聚合物结构出发如何提高热塑性聚合的耐热温度答：（1）增加高分子链的刚性（2）增加分子链的相互作用（3）适当交联11低密度聚乙烯和高密度聚乙烯在性能上有很大的差别，主要是低密度聚乙烯的分子结构不像高密度聚乙烯那样是单纯的线型，而低密度聚乙烯是带有支链的，而坚韧度，抗拉强度以及耐溶剂性

18、差，而高密度是支链很少的线型分子，分子排列规整，形成结晶度高，密度高，熔点和使用温度大11有文献的PET的密度是c=1.5103Kg/m3，a=1.335103Kg/m3 ，E=66.67 Kg/mol（重复单元）重量为2.9210-3Kg，V=1.422.960.5110-6m3，求PET试样的和f（2）求聚能密度答：（1）=W/V=2.9210-3(1.422.960.5110-6)=1.362103Kg/m3v=（-a）/（c-a）100%=21.8%，我=(Va-V)/ (Va-Vc) 100%=Wc/W100%=23.3%（2）CED=B/M=66.67103（1921.362103）=473J/cm-3