高分子物理簡答題

1、第二章高分子的鏈結構1.聚合物的層次結構聚合物的結構包括高分子的鏈結構和聚合物的凝聚態(tài)結構，高分子的鏈結構包括近程結構（一級結構）和遠程結構（二級結構）。一級結構包括化學組成，結構單元連接方式，構型，支化于交聯(lián)。二級結構包括高分子鏈大小（相對分子質量，均方末端距，均方半徑）和分子鏈形態(tài)（構象，柔順性）。三級結構屬于凝聚態(tài)結構，包括晶態(tài)結構，非晶態(tài)結構，取向態(tài)結構，液晶態(tài)結構和織態(tài)結構。2結構單元的鍵接方式，許多實驗證明自由基或離子型聚合

2、產物中大多數(shù)是頭—尾鍵接的，鏈接方式對聚合物的性能有比較明顯的影響。例1：纖維要求分子鏈中單體單元排列規(guī)整，結晶性能好，強度高，便于抽絲和拉伸例2：維尼綸纖維縮水性較大的根本原因：聚乙烯醇PVA做維尼綸只有頭—尾鍵接才能使之與甲醛縮合生成聚乙烯醇縮甲醛。如果是頭—頭鍵接額，羥基就不易縮醛化，是產物中保留一部分羥基，羥基的數(shù)量太多會使纖維的強度下降。3聚合物的空間構型概念：結構單元為—CH2—CHR—型的高分子，在每一個結構單元中都有一個

3、手性碳原子，這樣，每一個鏈節(jié)就有兩種旋光異構體，高分子全部由一種旋光異構體鍵接而成稱為全同立構，由兩種旋光異構單元交替鍵接，稱為間同立構，兩種旋光異構單元完全無規(guī)鍵接時，則稱為無規(guī)立構全同立構和間同立構的高聚物有時統(tǒng)稱為等規(guī)高聚物高聚物中含有全同立構和間同立構的總的百分數(shù)是指等規(guī)度由于內雙鍵的基團在雙鍵兩側排列的方向不同而有順式構型與反式構型之分，他們稱為幾何異構體例：幾何構型對聚合物的影響聚丁二烯12加成的全同立構或間同立構的聚丁二烯

4、PB，由于結構規(guī)整，容易結晶，彈性很差，只能作為塑料使用；順式14聚丁二烯鏈的結構也比較規(guī)整，容易結晶，在室溫下是一種彈性很好的橡膠，反式14聚丁二烯分子鏈的結構也比較規(guī)整，容易結晶，在室溫下是彈性很差的塑料。4.高分子共聚物共聚物的序列結構常用參數(shù)平均序列長度L和嵌段數(shù)R。當R=100時表明是交替共聚，R=0時表明是嵌段共聚物例1：聚甲基丙烯酸甲酯PMMA分子帶有極性酯基是分子間作用力比聚苯乙稀PS大，因此在高溫的流動性差，不宜采取注

5、塑成型法加工。需將PMMA和少量PS共聚可以改善樹脂的高溫流動性，適用于注塑成型ps.和少量的丙烯晴AN共聚后，其沖擊強度，耐熱性，耐化學腐蝕性都有所提高，可供制造耐油的機械零件例2：ABS樹脂在結構組成制備工藝上可提高產品的力學性能的方法ABS樹脂是丙烯晴，丁二烯和苯乙烯的三元共聚物。其中丙烯晴有CN基，能使聚合物耐化學腐蝕，提高制品的抗張強度和硬度；丁二烯使聚合物呈現(xiàn)橡膠狀韌性，這是材料抗沖擊強度增高的主要因素；苯乙烯的高分流動性能

6、好，便與加工成型，而且可以改善制品表面光潔度.，ps.ABS是一類性能優(yōu)良的熱塑性塑料例3：SBS在結構和組成上的特點及加工方法概述２）高斯鏈可以產生鏈段的回轉和取向，自有鏈接連不能產生化學鏈的旋轉和取向３）高斯鏈是實際存在的，自有鏈接連是不存在的４）高斯鏈研究高分子鏈的共性，自有鏈接鏈是理想化的。例２聚丙烯是否可以通過單鍵的內旋轉由全同立構變成間同立構，為什么？答：不可以。因為全同立構和間同立構是屬于構型的范疇，構型是指分子中有化學鍵

7、所固定的原子在空間的排列。單鍵的內旋轉只會改變構象，而改變構型必須經過化學鍵的斷裂才能實現(xiàn)。例３.為什么只有柔性高分子鏈才適合做橡膠答：橡膠具有高彈性，彈性模量很小，形變量很大的特點。只有處于蜷曲狀態(tài)的長鏈分子才能在外力的作用下產生大形變，才能作為橡膠。蜷曲程度與柔性是相對應的，蜷曲程度越高，柔性越好，所以適合做香蕉的高分子必須具備相當程度的柔性。例４試述近程相互作用和遠程相互作用的含義以及它們對高分子鏈構象以及柔性的影響答：所謂“近程

8、”和“遠程”是根據(jù)沿大分子鏈的走向來區(qū)分的，并非為三維空間上的遠和近。事實上，即使是沿高分子長鏈很遠的枝節(jié)也會由于主鏈單間內旋轉而在三維空間上相互靠的很近。近程相互排斥作用的存在使得實際高分子的內旋轉受阻，是指在空間可能有的構象數(shù)遠遠小于自由內旋轉的情況，受阻程度越大構象數(shù)就越少，高分子鏈的柔性就越小。遠程相互作用可為斥力，也可稱為引力。當大分子鏈中相距較遠的原子或原子團由于單鍵的內旋轉，可是其間的距離小于范德瓦爾斯半徑而表現(xiàn)為斥力，大

9、于范德瓦爾斯半徑為引力，五輪哪種力都使單間內旋轉受阻構象數(shù)減小，柔性下降，末端距變大。例5.分子鏈柔順性大小順序聚乙烯PE，聚丙烯PP，聚丙烯晴PAN，聚氯乙烯PVC取代基極性越大，取代基之間的相互作用就越強，高分子鏈內旋轉越困難，柔性越小。取代基的極性順序為—CN—CL—CH3—H所以PEPPPVCPAN例6.請排出分子間作用力的大小聚苯乙烯，聚對苯二甲酸乙二酯和尼龍66，聚乙烯尼龍66據(jù)對苯甲酸乙二酯聚苯乙烯聚乙烯尼龍66分子間能形

10、成氫鍵，因此分子間作用力最大；聚對苯二甲酸乙二酯含有強極性基團，分子間作用力比較大，聚苯乙烯含有側基，連段運動較困難，分子間作用力較小，聚乙烯是非極性分子，又不含側基，分子間作用力最小。例7.請排出結晶難易程度的排序1）聚對苯二甲酸乙二酯和聚間苯二甲酸乙二酯，聚乙二酸乙二酯2）尼龍66，尼龍1010聚己二酸乙二酯聚對苯二甲酸乙二酯聚間苯二甲酸乙二酯，這是由于聚己二酸乙二酯的柔順性好，聚間苯二甲酸乙二酯對稱性不高，尼龍66尼龍1010尼龍