高分子物理思考题.docx

高分子物理思考题

高分子物理简答题1.同样是都是高分子材料，在具体用途分类中为什么有的是县委，有的是塑料，有的是橡胶？同样是纯的塑料薄膜，为什么有的是全透明的，有的是半透明的？答：高分子材料的用途分类取决于材料的使用温度和弹性大小，当材料的使用温度在玻璃化温度Tg以下，是塑料，Tg以上则为橡胶，否则会软化。而透明度的问题在于该材料是否结晶，结晶的塑料薄膜是透明的，非结晶的则不透明或半透明。2.假若聚丙烯的等规度不高，能不能用改变构想的办法提高等规度？说明理由。答：构象：由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态，称为构象。聚丙烯的等规度是由构型不同的异构体所产生的旋光异构所引起的，由于头-头键接的聚丙烯，其有全同立构、间同立构和无规立构等异构体。而且构型是由分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列，构象仅仅是由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态。所以当聚丙烯的等规度不高时，用改变构象的方法是无法提高其等规度的，需要破坏化学键，改变构型，才能提高等规度。3.理想的柔性高分子链可以用自由连接或高斯链模型来描述，但真实高分子链在通常情况下并不符合这一模型，原因是什么？这一矛盾是如何解决的？答：在采用自由连接链或高斯链模型描述理想的柔性高分子链时，我们假设单键在结合时无键角的限制，内旋转时也无空间位阻，但真实高分子链不但有键角的限制，在内旋转时也存在空间位阻，因此使真实高分子链在通常情况下并不符合这一模型。对于真实高分子链我们用等效自由结合链来描述，把由若干个相关的键组成的一段链，算作一个独立的运动单元，键称作“链段”，令链段与链段自由结合，并且无规取向，这种链称为等效自由结合链。4.高分子溶解过程与小分子相比，有什么不同？答：因为聚合物分子与溶剂分子的大小相差悬殊，两者的分子运动速度差别很大，溶剂分子能比较快的渗透进入高聚物，而高分子向溶剂的扩散却非常慢，这样，高聚物的溶解过程要经过两个阶段，现实溶剂分子渗入高聚物内部，是高聚物体积膨胀，称为溶胀，然后才是高分子均匀分散在溶剂中，形成完全溶解的分子分散的均相体系。整个过程往往需要较长的时间。5.什么是高分子的理想溶液？塔应该符合哪些条件？答：高分子溶液的化学位由理想部分和非理想部分组成，对于高分子溶液即使浓度很稀也不能看做是理想溶液，但是我们可以通过选择溶剂和温度来满足Δμ1E=0的条件，使高分子溶液符合理想溶液的条件，称其为θ条件，这时的相互作用参数X=1/2.6.解释本章附录中聚合物的结构对玻璃化温度的影响。试各另举一组例子说明聚合物的著化学结构因素对玻璃化温度的影响。答：（1）主链结构①主链由饱和单间构成的高聚物：高聚物的内旋转位垒越低，分子链的柔性越大，Tg越低。例如：聚乙烯Tg=-68°C，聚甲醛Tg=-83°C，聚二甲基硅氧烷Tg=-123°C②珠帘寨红引入苯基等芳杂环以后：分子链的刚性增大，Tg升高。例如：聚乙烯Tg=-68°C，聚苯乙烯Tg=100°C③主链中含有孤立双键的高聚物分子链都比较柔顺，Tg比较低④共轭二烯烃聚合物：由于几何异构体的存在，分子链较刚性的反式异构体有比较高的Tg（2）取代基的空间位阻和侧击的柔性①一取代烯类聚合物：取代基的体积增大，内旋转位阻增加，Tg将升高（聚甲基丙烯酸甲酯的侧基增大，Tg反而下降）如果有旋光异构体曾在，通常一取代聚烯烃的不同旋光异构体，不表现出Tg的差别②1.1-二取代的烯类聚合物：作不对称取代时，空间位阻增加，Tg讲升高，做对称双取代是，主链内旋转位垒小于单取代位垒，链柔顺性增加，Tg下降（3）分子间的影响侧基的极性越强，Tg越高。含离子聚合物的离子键对Tg的影响很大。一般正离子的半径越小，或其电荷量越多，Tg越高。7.链的结构对粘度的影响答：①分子量的影响：高聚物的粘性流动是分子链重心沿流动方向位移和链间相互划移的结果。分子量越大，分子链所包含的链段数就越多，为了实现重心的位移，需要完成的链段协同位移就越多，因此高聚物熔体的剪切粘度随份子两的升高而增加，对于高聚物一般存在一个临界分子量Mc，分子量小于Mc时，高聚物熔体的零切粘度与重均分子量成正比；当分子量大于Mc时，零切粘度与重均分子量的3.4次方成正比，这是由于分子量的缠结作用引起的，Mc值与分子结构有关，如果链的刚性增加，缠结倾向会减少，Mc值会偏大。②分子量分布的影响：分子量分布较窄的单分散高聚物，剪切粘度主要由重均分子量决定。在临界分子量Mc以上，粘度与重均分子量的3.4次方成正比，因此对分子量分布较宽的多分散试验，高分子量部分的影响远大于低分子量的部分，重均分子量相同的试样，宽分布的比单分散的试样有较高的零切粘度。③其他结构因素的影响：凡能使Tg升高的因素，也使粘度升高，柔性链的粘度比刚性链的粘度低。极性高聚物，分子间作用力强，熔融粘度大。聚乙烯与聚