高分子物理课后习题答题韩哲文.doc

高分子科学教程—高分子物理部分
第7章 聚合物结构 P235

答: 高分子结构内容可分为链结构和聚集态结构两个组成部分。 链结构又分为近程结构和远程结构。 近程结构包含结构和构型, 结构是指链中原子种类和排列、 替换基和端基种类、 单体单元排列次序、 支链类型和长度等。 构型是指某一原子替换基在空间排列。 近程结构属于化学结构, 又称一级结构。 远程结构包含分子大小和形态、 链柔顺性及分子在多种环境中所采取构象。 远程结构又称二级结构。 聚集态结构是指高分子材料整体内部结构, 包含晶态结构、 非晶态结构、 取向态结构、 液晶态结构和织态结构。 前四者是描述高分子聚集体中分子之间是怎样堆砌, 又称三级结构。 织态结构则属于更高级结构。
2．写出聚异戊二稀多种可能构型和名称（只考虑头－尾键接方法）。
解: （1）1, 2－聚合: 全同立构1, 2－聚异戊二稀; 间同立构1, 2－聚异戊二稀; 无规立构1, 2－聚异戊二稀。 （2）3, 4－聚合: 全同（间同, 无规）立构－聚3, 4－聚异戊二稀。 （3）1, 4聚合: 顺式（反式）1, 4－聚异戊二稀。 注意: 通常来说, 顺式、 反式聚合全部是在特定催化剂下进行, 当催化剂一定时, 产物结构就一定, 所以不存在无规几何异构体。
3．高分子构型和构象有什么不一样？等规聚丙烯晶体中螺旋链属于构型范围还是构象范围？假如聚丙烯规整度不高, 能否经过单健内旋转来改变构象而提升其规整度？为何？
答: 高分子构型是指分子中由化学健固定原子在空间几何排列; 高分子构象是指因为单健内旋转而产生分子在空间不一样形态。 高分子构型属于高分子链近程结构; 而高分子构象属于高分子链远程结构。
等规聚丙烯晶体中螺旋链是经过单健内旋转形成而由晶格固定形态, 当晶体受热融化后, 螺旋链会发生改变, 所以属于构象范围。
聚丙烯规整度不高, 不能经过单健内旋转来改变其构象而提升其规整度, 因为规整度是由构型决定, 所以要改变规整度, 必需经过化学健断裂和重组。
: （1）聚乙烯, 聚丙烯, 聚丙烯腈; （2）聚氯乙稀, 1, 4聚2－氯丁二烯, 1, 4－聚丁二烯; （3）聚苯, 聚苯醚, 聚环氧戊烷; （4）聚氯乙烯, 聚偏二氯乙烯。
解: （1）聚乙烯>聚丙烯>聚丙烯腈（2）1, 4－聚丁二烯>聚1, 4聚2－氯丁二烯>氯乙稀; （3）聚环氧戊烷>聚苯醚>聚苯; （4）聚偏二氯乙烯>聚氯乙烯。
。
答: 当结晶性聚合物从浓溶液中析出, 或从熔体冷却结晶时, 在不存在应力或流动情况下, 全部倾向于生成球晶。 而单晶通常是在极稀溶液中缓慢结晶时生成。
球晶外形呈球形, 在球晶中分子链通常总是沿垂直于半径方向排列, 在偏光显微镜两正交偏整器之间, 球晶展现特有黑十字（即Maltese Cross）消光图像。
单晶则是一个薄片状晶体, 在单晶中分子取向和片状单晶表面相垂直。 其 X-射线衍射图案由规则排列衍射点组成。
11．试比较聚乙烯、 脂肪族聚酰胺和脂肪族聚酯这三类结晶聚合物熔点大小。
答: 脂肪族聚酰胺熔点最高; 脂肪族聚酯熔点最低; 聚乙烯熔点介于二者之间。 这是因为聚酰胺分子之间有氢键形成; 而聚酯中酯键存在增加了分子柔性。
12．简述两种测量结晶聚合物结晶度方法。 为何同一结晶聚合物试样用不一样方法测得结晶度数值是不相同？
答: 密度法和DSC法均可用来测定结晶度。 其中密度法是依据晶区和非晶区比度上差异来计算结晶度, 在测得晶区、 非晶区和样品密度
、 、 以后, 按下式计算结晶度:
视差扫描量热法是依据结晶聚合物在熔融过程中吸收热量来测定其结晶度。 假如待测样品熔融热焓为, 完全结晶聚合物熔融热焓为, 则按下式计算用重量分数表示结晶度:
结晶度概念即使很明确, 但因为高聚物晶区和非晶区界限并不明确, 在同一聚合物样品中, 同时存在着不一样程度有序状态, 这自然要给正确确定结晶部分含量带来困难, 因为多种测定测定结晶度方法包含不一样有序状态, 或说, 多种方法对晶区和非晶区了解不一样。 所以同一结晶聚合物试样用不一样方法测得结晶度数值是不相同。
13．何谓聚合物取向？取向对聚合物性能有何影响？怎样测定聚合物取向度？
答: 聚合物在外力作用下, 分子链、 链段和结晶聚合物中晶粒等结构单元沿着外力方向择优排列, 称为取向。
聚合物沿取向方向拉伸强度、 模量、 冲击强度全部显著增加, 而和取向方向垂直方向上则降低。 取向高分子材料发生光双折射现象。 取向通常还使材料玻璃化温