高分子物理-(2)近年原文.docVIP

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高分子物理思考题答案

第-章高分子链的结构

1.构型（configuration）是指分子中由化学键所固定的原子在空间的排列。

构造(Architecture)是指聚合物分子的各种形状。

构造：一般为线型，还有支化高分子、接技梳型高分子、星型高分子、交联网络高分子、树枝状高分子、“梯形”高分子、双螺旋型高分子等。

聚氯丁二烯的各种可能构型:

（1）1,4--加成有顺，反结构（2）1，,2加成有头-尾、头-头、尾-尾三种键合方式；其中头-头键合方式又有全同，间同，无规立构

2.聚乙烯分子链上没有侧基，内旋转位能不大，柔顺性好。该聚合物为什么室温下为塑料而不是橡胶？

答：这是由于聚乙烯分子对称性好，容易结晶，从而失去弹性，因而在室温下为塑料而不是橡胶。

6.从结构出发，简述下列各组聚合物的性能差异：

（1）聚丙烯腈与碳纤维；

（2）无规立构聚丙烯与等规立构聚丙烯；

（3）顺式聚1，4-异戊二烯（天然橡胶）与反式聚1，4-异戊二烯（杜仲橡胶）。

（4）高密度聚乙烯、低密度聚乙烯与交联聚乙烯。

答：结构包括构型和构象。

（1）聚丙烯腈和碳纤维的结构分别为

PAN取代基的极性大，相互作用力大，分子链内旋转受阻严重，柔顺性很差。具有高的硬度和刚性。碳纤维是由PAN高温环化、芳构化制得，分子具有梯形结构，分子链刚性更大，可用作耐高温聚合物的增强填料。

（2）无规立构的PP，不结晶，常温下为橡胶；等规PP容易结晶，常温下为塑料，比较硬。

（3）天然橡胶为顺式的，链间距大；杜仲橡胶为反式的，链间距小，易结晶，比顺式的刚性好。

（4）HDPE的支链少、结晶度高，是定向聚合得到的，是晶体；LDPE为高压自由基聚合得到的，支链多，不结晶；交联的PE不溶不熔，三者的硬度依次降低。

3.比较下列四组高分子链的柔顺性并简要加以解释。

(4)中取代基对称排列，分子偶极矩极小，易内旋转；3中极性取代基较中比例大，分子内旋转困难，故柔顺性最差。

4.某单烯类聚合物的聚合度为104，试估算分子链完全伸展时的长度是其均方根末端距的多少倍？（假定该分子链为自由旋转链。）

答：81.6倍

单烯类完全伸展链自由旋转链

5.无规聚丙烯在环己烷或甲苯中、30℃时测得的空间位阻参数（即刚性因子）σ=1.76,试计算其等效自由连接链长度b（已知碳—碳键长为0.154nm,键角为109.5°）。

答：b=0.953nm（见P28公式）

6.某聚苯乙烯试样的分子量为416000，试估算其无扰链的均方末端距（已知特征比Cn=12）。

答：聚苯乙烯的重复单元的M=104，Mn=416000，则n=2Xn=Mn/M=8000，l=0.154nm，则

7.聚乙烯主链碳—碳键长为0.154nm,键角为109.5°，极限特征比Cn=7.4，试计算其链锻长度b（即kuhn长度）。

8.解释POE为什么能做热塑性弹性体？BSB是不是一种热塑性弹性体？？

答：热塑性弹性体（TPE）是一种兼有塑料和橡胶特性，在常温下显示橡胶高弹性，在高温下又能塑化成型的高分子材料。

SBS树脂是用阴离子聚合法制得的苯乙烯和丁二烯的三嵌段共聚物。其分子链的中段是聚丁二烯，两端是聚苯乙烯，SBS具有两相结构，橡胶相PB连续相，PS形成微区分散在橡胶相中，起物理交联作用。

第二章高分子的凝聚态结构

1.什么叫内聚能密度？它与分子间作用力的关系如何？

答：聚合物内聚能密度(CED)定义为单位体积凝聚体汽化时所需要的能量。

CED300焦/厘米3的高聚物都是非极性高聚物，分子间作用力主要是色散力，

可用作橡胶；

CED400焦/厘米3的高聚物由于分子链上有强极性基团，或者分子链间能形成氢键，分子间作用力大，可做纤维材料或工程塑料；

CED在300－400焦/厘米3之间的高聚物分子间力适中，适合作塑料使用。

内聚能密度的测试方法主要有：最大溶胀比法、最大特性粘数法。

2.聚合物在不同条件下结晶时，可能得到哪几种主要的结晶形态？各种结晶形态的特征是什么？

答：（1）