第2章-《聚合物的凝聚态结构》习题

第三章高分子聚集态结构习题1一、概念1.内聚能密度单位体积凝聚体汽化时所需要的能量。式中：Vm－摩尔体积，△E－内聚能。2.结晶度实际晶态聚合物，是晶区和非晶区同时存在的。结晶度即试样中结晶部分所占的质量分数（质量结晶度xcm）或者体积分数（体积结晶度xcv）。mECEDV23.液晶是具有晶体的光学各向异性,又具有液体的流动性质的有序流体的总称。4.取向态结构大分子链、链段或微晶在某些外场(如拉伸应力或剪切应力)作用下，可以沿着外场方向有序排列，这种有序的平行排列称为取向，所形成的聚集态结构，称为取向态结构。5.高分子合金指二种或多种聚合物组分通过物理或化学方法形成的混合物，有时也称为多组分聚合物。3二、选择答案1、下列四种聚合物中，内聚能密度最大的为（D）。A、聚丙烯，B、聚异丁烯，C、聚丁二烯，D、聚氯乙烯2、关于聚合物球晶描述错误的是（B）。A、球晶是聚合结晶的一种常见的结晶形态。B、当从浓溶液析出或由熔体冷结晶时，在存在应力或流动的情况下形成球晶。C、球晶外形呈圆球形，直径0.5～100微米数量级。D、球晶在正交偏光显微镜下可呈现特有的黑十字消光图像和消光同心环现象。43、液晶纺丝技术是利用（B）液晶的流变特性进行的。A、热致向列相，B、溶致向列相，C、热致胆甾相，D、溶致胆甾相4、（A）是有序性最低的液晶晶型。A、向列型，B、近晶A型，C、近晶C型，D、胆甾型5、关于聚合物片晶描述错误的是（D）。A、在极稀(浓度约0.01%)的聚合物溶液中，极缓慢冷却生成B、具有规则外形的、在电镜下可观察到的片晶，并呈现出单晶特有的电子衍射图C、聚合物单晶的横向尺寸几微米到几十微米，厚度10nm左右D、高分子链规则地近邻折叠形成片晶，高分子链平行于晶面56、下列四种研究方法中，最适合鉴别球晶的为（C）。A、DSC，B、X-射线衍射，C、偏光显微镜，D、电子显微镜7、纹影织构是（A）液晶高分子的典型织构。A、向列型，B、近晶A型，C、近晶C型，D、胆甾型8、聚合物可以取向的结构单元（D）。A、只有分子链B、只有链段C、只有分子链和链段D、有分子链、链段、微晶69、结晶度对聚合物性能的影响，错误的描述为（C）。A、随结晶度的提高，拉伸强度增加，而伸长率及冲击强度趋于降低；B、随结晶度的提高，相对密度、熔点、硬度等物理性能也有提高。C、球晶尺寸大，材料的冲击强度要高一些。D、结晶聚合物通常呈乳白色，不透明，如聚乙烯、尼龙。10、下列四种实验方法中，除了（D），其余方法能测定聚合物的结晶度。A、密度法，B、广角X射线衍射法，C、DSC法，D、偏光显微镜法711、下列模型中，（D）是描述聚合物非晶态结构的局部有序模型。A、40年代Bryant提出缨状胶束模型B、50年代英籍犹太人Keller提出的折叠链结构模型C、50年代Flory提出无规线团模型D、70年代美籍华人Yeh提出两相球粒模型12、（B）是聚合物最常见的结晶形态。A、折叠链片晶，B、球晶，C、纤维状晶，D、伸直链晶体813、（D）是手性分子的典型液晶晶型。A、向列型，B、近晶A型，C、近晶C型，D、胆甾型14、高分子合金的制备方法中，成本最低且较常用的共混方法是（A）。A、机械共混B、溶液共混C、接枝共聚D、嵌段共聚15、下列四种研究方法中，不能测定聚合物结晶度的是（D）。A、DSC，B、广角X-射线衍射，C、密度法，D、小角X-射线衍射916、在热塑性弹性体SBS的相态结构中，其相分离结构为（B）。A、PS－连续相，PB－分散相；B、PB－连续相，PS－分散相；C、PS和PB均为连续相；D、PS和PB均为分散相17、下列说法，表述错误的是（B）。A、HIPS树脂具有“海岛结构”。B、SBS具有两相结构，PS相起化学交联作用。C、HIPS基体是塑料，分散相是橡胶。D、SBS具有两相结构，橡胶相为连续相。18、下列聚合物内聚能密度最大的是（D）。A、1,4－聚丁二烯，B、聚苯乙烯，C、聚氯乙烯，D、聚丙烯腈1019、下列模型中，用来描述聚合物非晶态结构模型的是：（D）A、缨状微束模型，B、折叠链模型，C、插线板模型，D、无规线团模型20、某结晶性聚合物在偏光显微镜下呈现黑十字消光图案，则其结晶形态是（C）。A、单晶，B、串晶，C、球晶，D、片晶21、总体上，下列三类聚合物内聚能密度大小顺序为：（A）＞（C）＞(B)A、合成纤维；B、合成橡胶；C、合成塑料11三、判断题1.1957年A.J.Keller等人首次发现聚乙烯的片状单晶，证明了单晶的分子链垂直于晶面。（√）2.当从浓溶液析出或由熔体冷结晶时，在存在应力或流动的情况下形成球晶。（×）3.随结晶度的提高，相对密度、熔点、硬度等物理性能也有提高。（√）4.球晶较大的聚合物，其透光性均较高。（×）12四、填空题1、测定结晶聚合物的结晶度较为常用的测定方法有密度法、X射线衍射法和量热法等。2、高分子液晶的晶型有向列相N相、近晶相和胆甾相等。按液晶的形成条件可分为热致液晶高分子和溶致液晶高分子。3、研究聚合物的凝聚态结构的常用方法有X-射线衍射、差示扫描量热法（DSC）、电子衍射(ED)、原子力显微镜(AFM)和偏光显微镜(PLM)等。134、聚合物随取向条件的不同，取向单元也不同，取向结构单元包括链段和分子链取向，对于结晶聚合物还可能有微晶的取向。5、球晶是聚合结晶的一种常见的特征形式，是在结晶聚合物从浓溶液析出或从熔体冷结晶时，不存在应力或流动的情况下形成的。在正交偏光显微镜下可呈现特有的黑十字消光图像和消光同心环现象。14五、回答下列问题1.试述聚合物片状单晶和球晶的形成条件及结构特点。答：单晶：在极稀(浓度约0.01%)的聚合物溶液中，极缓慢冷却时生成具有规则外形的、在电镜下可观察到的片状晶体，并呈现出单晶特有的电子衍射图。聚合物单晶的横向尺寸几微米到几十微米，厚度10nm左右。单晶中高分子链规则地近邻折叠形成片晶。球晶：当结晶聚合物从浓溶液析出或从熔体冷结晶时，在不存在应力或流动的情况下形成球晶。外形呈圆球形，直径0.5～100微米数量级。在正交偏光显微镜下可呈现特有的黑十字消光图像和消光同心环现象。152、比较下列聚合物结晶难易程度，并加以说明。PE、全同立构PP、PVC、PS答：结合分子结构的规整性与柔顺性，结晶从易到难分别为：PE、全同立构PP、PS、PVC。PE最规整，无侧基因而柔顺性最好，最易结晶。其余都有取代基，相对于空间位阻较大的苯基和极性大的氯离子，全同立构PP柔顺性较好，较易结晶，而带有苯基的PS次之，PVC最差。163、从链结构和聚集态结构的角度，说明为什么SBS具有热塑性弹性体的性质？若三嵌段结构为BSB，能否成为热塑性弹性体？答：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，为柔性链段的软区，PS形成微区分散在橡胶相中，PS是具有刚性链段的硬区，起物理交联作用。SBS在常温为橡胶高弹性、高温下又能塑化成型的高分子材料。它是不需要硫化的橡胶，是一种热塑性弹性体。BSB不是一种热塑性弹性体。因为虽然它也三嵌段共聚物，但其分子链的中段是聚苯乙烯硬段，两端是聚丁二烯软段，相当于橡胶链的一端被固定在交联点上，另一端是自由活动的链端，而不是一个交联网。由于端链对弹性没有贡献，所以不能成为热塑性弹性体。17六、计算题1、已知全同立构聚丙烯完全结晶时的密度为0.936g/cm3，完全非晶态的密度为0.854g/cm3，现有该聚合物试样一块，体积为1.42×2.96×0.51cm3，重量1.94g，计算其体积结晶度。解：试样密度体积结晶度31.940.905()1.422.960.51WgcmV00.9050.85462.2%0.9360.854vacaX182、用声波传播法测定拉伸涤纶纤维的取向度。若实验得到分子链在纤维轴方向的平均取向角ө为30℃，试问该试样的取向度为多少？解：取向度213cos12f0.625f