高分子物理习题解

高分子物理习题解答第一章:习题解答6、分子间作用的本质是什么?影响分子间作用力的因素有哪些?试比较聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚酰胺（尼龙-66）、聚丙烯酸各有哪些分子间作用力？答：分子间力是非键合力、次价力、物理力。其化学组成，结构，M及温度、分子间的距离对分子间作用力均有影响。PE：色散力PP：色散力PVC：色散力，诱导力，取向力PAPAA色散力，诱导力，取向力，氢键8、何谓大分子链的柔顺性？试比较下列高聚物大分子链的柔顺性，并简要说明理由。答：大分子能改变构象的性质。PIPPEPVCPETPAN*CH2CH2*n*CH2CCH3CHCH2*n*H2CHC*Cln*OCH2CH2OCOCO**CH2HCCN*n18、今有一种三嵌段共聚物M-S-M，实验中测定，当聚苯乙烯嵌段（S）的质量百分数为50%时，在苯溶剂中S段的均方根长度为10.2nm。当C-C键角为109°28′、键长为0.15nm，假定内旋转不受位垒限制时，求出共聚物中S段和M段（PMMA）的聚合度。答：∵键角一定，内旋转不受位垒限制，∴是自由旋转链。231215.022.1022222222LhNNLhfrfr设S段的聚合度为Xn，则St的化学式量为104，NMA为100，设M段的聚合度为Xnˊ，据题意得：1156x104=2Xnˊx100Xnˊ=6011156223122Nn第二章：习题解答8、在室温下，有无溶剂可以使下列各高聚物溶解？为什么？A、聚乙烯；B、聚丙烯；C、聚酰胺（尼龙-6）；D、聚苯乙烯；E、聚对苯二甲酸乙二酯；F、硫化橡胶答：A：PE，结晶，非极性，在室温无溶剂可溶B：PP，同AC：PA-6，结晶，极性，在室温有溶剂可溶D：PS，非晶，在室温有溶剂可溶。E：PET，同CF：硫化橡胶，分子间交联，无溶剂可溶，可能溶胀9、溶胀和溶解有何不同？试从分子运动观点说明线型高聚物和交联高聚物溶胀的最终状态的区别。答：选择溶剂的原则：相似相溶，溶度参数相近，X11/2或溶剂化原则。粗汽油是非极性溶剂。PE虽是非极性，但是结晶性的聚合物、室温不能破坏晶格，故PE桶可用来装粗汽油。11、用磷酸三苯酯（δ1=19.6）作PVC的增塑剂，为了增加相溶性，尚需加入一种稀释剂（δ2=16.3，分子量M=350）试问这种稀释剂的最适量是多少？答：查得：4.19prc)1(11111111混4.19混pvc061.033/233/311.33.34.193.163.166.1911111第三章习题解答4、今有分子量为1x104和5x104的两种高聚物，试计算：;MM;MM、AwnwnB、和混时的在重量相同的情况下共和共混时的在分子数相同的情况下44441031067.11033.4103wnwnMMB、MM：A、答5、在25℃的H溶液中测得浓度为7.36kg/m3的聚氯乙烯溶液渗透压数据为270Pa，求此试样的分子量和第二维利系数A2（R=8.314J/K·mol），并指出所得分子量是何种统计平均值。nMMmolgRTCMMRTCA，：)/(1075.6042溶液是答11、从高分子溶液的光散射、渗透压和粘度的测定中，分别可以获得哪些有关高分子结构的信息？答：Mh、M、、M、：X，AM：hS、XAMnnw/,::20122212粘度法和膜渗透压法光散射法答12、试举出三种热力学参数，用它们对聚合物溶解性能进行判断，在什么情况下溶剂是良溶剂，一般溶剂，θ溶剂，非溶剂。答；良溶剂一般溶剂θ溶剂非溶剂X11/21/2=1/21/2A200=00θTθTθT=θTθα11=11第四章习题解答4、按要求绘制示意图（1）、两个不同分子量的线型非晶高聚物的形变—温度曲线和模量—温度曲线（试样MAMB）（2）、体型酚醛树脂和低硫化度丁二烯橡胶的模量—温度曲线（3）、增塑和未增塑高聚物的模量—温度曲线ε0TgTfBTfAT0TgTfBTfATε（1）体型酚醛lgE0T低硫化度的丁二烯橡胶lgE0T增塑未增塑（3）（2）7、写出下列高聚物的结构单元，并比较其玻璃化温度的大小：A、聚氯乙烯聚异丁烯聚偏二氯乙烯聚碳酸酯B、聚丙烯酸聚丙烯酸甲脂聚甲基丙烯酸聚丙烯酸乙酯答：A、①②③④④①③②CH2CHClnCH2(CH3)2CnH2CCl2CnOφCCH3CH3φOCOnB、①②③④③①②④CH2CHCOOHnCH2HCCOOCH3nCH2CCOOHCH3nCH2HCCOOC2H5n8、天然橡胶的松弛活化能近似1.05KJ/mol(结构单元），试估计一块天然橡胶由27℃升温到127℃时，其松弛时间缩短了几倍？答：.1.0)300(9.0)400(9.0)300()400(1.0)300()400()300(11.1)400()300(/0倍故缩短了或RTEe9、已知增塑聚氯乙烯的玻璃化温度为338K，粘流温度为418K，流动活化能8.31KG/mol，433K时的粘度为5Pa.S，求此增塑聚氯乙烯在338K和473K时的粘度各为多少？答：SPaTTTTT℃TTKggggggg1210)(0005.123015.115lg)(lg3015.114336.51)433(44.17)()433(lg100~433之内在SPaeATRTEg.11.458226.0)433(8226.0)473(8226.0)433()473(exp1004731953.0)/(第五章习题解答1、试绘出高聚物熔体冷却至很低温度时的比容—温度曲线。标出结晶和非晶过程的特征温度熔点Tm和玻璃化温度Tg，说明高聚物和玻璃化转变过程有何本质的区别。答：如下图所示：结晶过程是相变；玻璃化过程不是相变，是松弛过程。TgTm玻璃化VT10、比较下列高聚物熔点之高低：A、聚乙烯、聚氧化乙烯、聚氧化甲烯B、聚已二酸乙二酯、聚对苯二甲酸乙二脂、聚对苯二甲酸丁二脂C、尼龙-1010尼龙-610D、尼龙-6尼龙-7答：A、聚氯化乙烯PEPOMB、聚已二酸乙二酯PBTPETC、PA-1010PA-610D、PA-6PA-718、是否容易结晶和结晶度高的聚合物其熔点就一定是高的？以下几种高聚物哪种容易结晶？哪种熔点高？聚乙烯聚丙烯聚碳酸酯尼龙-66答：结晶能力：PEPPPA-66PC熔点：PEPPPA-66PC第六章习题解答7、由聚异丁烯的时—温等效组合曲线可知，在298K时，其应力松弛到105N/m2约需10小时，试计算在253K达到同一数值所需的时间。（已知聚异丁烯的玻璃化温度为203K）答：)1(3015.11)203()298(lg2982036.51)(44.17)()(lgttKKTTTTTtTtggghrthrtttttKK5234)253(10)298(7188.2)253()298(lg:)2()1()2(5827.8)203()253(lg2532039、试总结你所学习的高聚物那些性质与链段运动有关？答：溶胀橡胶弹性蠕变应力松驰熔体弹性内耗强迫高弹性Tg均与链段运动有关13、试讨论Tb，Tg，Tf，Tm，Td的区别与联系，以及对高聚物成型加工和使用的意义。M1M2ε0TbTgTf1Tf2TdTεTM1M2TmTf2Td0TbTgTfTdTgTm(Tf1)Tf2TdTb~~Tg塑料使用区Tm使用区Tf~~Td加工区Tm或Tf加工区Tf与分子量有关高弹区与分子量有关Tg~~Tf橡胶使用区Tm=KTgK=2时（对称链）K=1.5时（非对称链）19、试比较HDPE和LDPE的抗张强度和抗冲击强度的大小。答：抗张强度：HDPELDPE抗冲击强度：HDPELDPE