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潘祖仁高分子化学作业答案
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第1章 高分子的链结构
1.写出聚氯丁二烯的各种可能构型。
等。
2．构象与构型有何差别？聚丙烯分子链中碳—碳单键是可以旋转的，通过单键的内旋转是否可以使全同立构聚丙烯变为间同立构聚丙烯？为什么？
答：（1）差别：构象是由于单键的内旋转而发生的分子中原子在空间地位上的变更，而构型则是分子中由化学键所固定的原子在空间的排列；构象的转变不需打破化学键，而构型的转变必需断裂化学键。
（2）不能，碳-碳单键的旋转只能改变构象，却没有断裂化学键，所以不能转变构型，而全同立构聚丙烯与间同立构聚丙烯是不同的构型。
3.为什么等规立构聚丙乙烯分子链在晶体中呈31螺旋构象，而间规立构聚氯乙烯分子链在晶体中呈平面锯齿构象？
答（1）由于等回立构聚苯乙烯的两个苯环间隔比其范德华半径总和小，发生排挤作用，使平面锯齿形（…ttt…）构象极不稳固，必需通过C-C键的旋转，形成31螺旋构象，才干满足晶体分子链构象能Zui低原则。
（2）由于间规聚氯乙烯的氯代替基分得较开，相互间间隔比范德华半径大，所以平面锯齿形构象是能量Zui低的构象。
4.哪些参数可以表征高分子链的柔顺性？如何表征？
答：（1）空间位阻参数（或称刚性因子）
，
值愈大，柔顺性愈差；
（2）特征比Cn，Cn值越小，链的柔顺性越好；
（3）连段长度b，b值愈小，链愈柔顺。
5．聚乙烯分子链上没有侧基，内旋转位能不大，柔顺性好。该聚合物为什么室温下为塑料而不是橡胶？
答：这是由于聚乙烯分子对称性好，轻易结晶，从而失往弹性，因而在室温下为塑料而不是橡胶，显微镜报价配件。
6.从结构动身，简述下列各组聚合物的性能差别：
（1）聚丙烯睛与碳纤维；
（2）无规立构聚丙烯与等规立构聚丙烯；
（3）顺式聚1，4-异戊二烯（自然橡胶）与反式聚1，4-异戊二烯（杜仲橡胶）。
（4）高密度聚乙烯、低密度聚乙烯与交联聚乙烯。
7.比拟下列四组高分子链的柔顺性并扼要加以说明。
解：
8.某单烯类聚合物的聚合度为104，试估算分子链完整伸展时的长度是其均方根末端距的多少倍？（假定该分子链为自由旋转链。）
答：81.6倍
9.无规聚丙烯在环己烷或甲苯中、30℃时测得的空间位阻参数（即刚性因子）δ=1.76,试盘算其等效自由衔接链长度b（已知碳—碳键长为0.154nm,键角为109.5°）。
解：b=1.17nm
10.某聚苯乙烯试样的分子量为416000，试估算其无扰链的均方末端距（已知特点比Cn=12）。
答：均方末端距为2276.8nm2。
第2章 聚合物的凝集态结构
1.名词说明
凝聚态，内聚能密度，晶系，结晶度，取向，高分子合金的相容性。
凝聚态：为物资的物理状况，是根据物资的分子活动在宏观力学性能上的表示来区分的，通常包含固体、液体和睦体。
内聚能密度：CED定义为单位体积凝集体汽化时所须要的能量，单位：
晶系：依据晶体的特点对称元素所进行的分类。
结晶度：试样中的结晶部分所占的质量分数（质量结晶度
）或者体积分数（体积结晶度
）。
取向：聚合物的取向是指在某种外力作用下，分子链或其他结构单元沿着外力作用方向的择优排列。
高分子合金的相容性：两种或两种以上高分子，通过共混形成微观结构均一水平不等的共混物所具有的亲和性。
2.什么叫内聚能密度？它与分子间作用力的关系如何？如何测定聚合物的内聚能密度？
答：（1）内聚能密度：CED定义为单位体积凝聚体汽化时所须要的能量，单位：
（2）内聚能密度在300
以下的聚合物，分子间作用力重要是色散力；内聚能密度在400
以上的聚合物，分子链上有强的极性基团或者分子间能形成氢键；内聚能密度在300-400
之间的聚合物，分子间相互作用居中。
3.聚合物在不同条件下结晶时，可能得到哪几种重要的结晶形态？各种结晶形态的特征是什么？
答：（1）可能得到的结晶形态：单晶、树枝晶、球晶、纤维状晶、串晶、柱晶、伸直链晶体；
（2）形态特点：
单晶：分子链垂直于片晶平面排列，晶片厚度一般只有10nm左右；
树枝晶：很多单晶片在特定方向上的择优生长与堆积形成树枝状；
球晶：呈圆球状，在正交偏光显微镜下浮现特有的黑十字消光，有些呈现同心环；
纤维状晶：晶体呈纤维状，长度大大超过高分子链的长度；
串晶：在电子显微镜下，串晶形如串珠；
柱晶：中心贯串有伸直链晶体的扁球晶，呈柱状；
伸直链晶体：高分子链伸展排列晶片厚度与分子链长度相当。
4.测定聚合物的结晶度的方法有哪几种？简述其基础原理。不同办法测得的结晶度是否雷同？为什么？
答：（1）密度法，X射线衍射法，量热法；（2）密度法的依据：分子链在晶区规整堆砌，故晶区密度大于非晶区密度；X射线衍射法的根据：总的相关散射强度即是晶区和非晶区相关散射强度之和；量热法的依据：依据聚合物熔融进程中的热效应来测定结晶度的方式。（3）不同，由于结晶度的概念缺少明白的物理意义，晶区和非晶区的界线很不明白，无法正确测定结晶部分的量，所以其数值随测定办法不同而不同。
5.高分子液晶的分子结构有何特色？根据分子排列有序性的不同，液晶可以分为哪几种晶型？如何表征？
答：（1）高分子液晶分子结构特色：
1. 分子主干部分是棒状（筷形），平面状（碟形）或曲面片状（碗形）的刚性构造，以修长棒状Zui为常见；b.分子中含有对位苯撑，强极性基团，可高度极化或可形成氢键的基团，因而在液态下具有保持分子作某种有序排列所须要的凝集力；c.分子上可能含有必定的柔性构造。
（2）液晶晶型：a.完全没有平移有序—向列相即N相，用单位矢量
表现；b.一维平移有序（层状液晶）—近晶A（
）和近晶C(
)；c.手征性液晶，包含胆甾相（Ch）和手征性近晶相；d.盘状液晶相。
（3）液晶态的表征一般为：a.偏光显微镜下用平行光体系察看；b.热剖析法；c.X射线衍射；
d.电子衍射；e.核磁共振；f.电子自旋共振；g.流变学；h.流变光学。
6.简述液晶高分子的研讨现状，举例阐明其利用价值。
答：液晶高分子被用于制作防弹衣，缆绳及航空航天器大型构造部件，可用于新型的分子及原子复合资料，实用于光导纤维的被覆，微波炉件，显示器件信息传递变电检测
7.取向度的测定办法有哪几种？举例阐明聚合物取向的实际意义。
（1）用光学显微镜测定双折射来盘算;(2)用声速法测定；（3）广角X射线衍射法；（4）红外二向色性；（5）偏正荧光法。
8.某结晶聚合物的注射制品中，靠近模具的皮层具有双折射现象，而制品内部用偏光显微镜察看发明有Maltese黑十字，并且越靠近制品芯部，Maltese黑十字越大。试说明发生上述现象的原因。假如下降模具的温度，皮层厚度将如何变更？
答：（1）由于形成球晶，球晶具有双折射现象，自然光经过偏振片变为偏振光，通过球晶产生双折射，分成两束振动方向垂直的偏振光，两束偏振光在与检偏镜平行方向上存在分量，分量速度不同，产生相位差而干预，使浮现黑十字消光图像，制品外部与模具接触，冷却速度快，球晶来不及生长而成多层片晶或小球晶，而制品芯部温度高，结晶时光充足，生长为大球晶，因此消光图像更大。
（2）下降温度会增添过冷度，缩短结晶时光，因而皮层厚度增长。
9.采取“共聚”和“共混”方式进行聚合物改性有何异同点？
解：略。
10.简述进步高分子合金相容性的手腕
答：进步高分子合金的相容性一般用参加第三组分增溶剂的方式。
增溶剂可以是与A、B两种高分子化学组成雷同的嵌段或接枝共聚物，也可以是与A、B的化学组成不同但能分辨与之相容的嵌段或接枝共聚物。
11.某一聚合物完整结晶时的密度为0.936g/cm3,完整非晶态的密度为0.854g/cm3,现知该聚合物的实际密度为0.900g/cm3,试问其体积结晶度应为多少？
（体积结晶度为0.561）
12.已知聚乙烯晶体属斜方晶系，其晶胞参数a=0.738nm,b=0.495nm,c=0.254nm.
(1)依据晶胞参数,验证聚乙烯分子链在晶体中为平面锯齿形构象;
(2)若聚乙烯无定形部分的密度ρa=0.83g/cm3,试盘算密度ρ=0.97g/cm3聚乙烯试样的质量结晶度。
13.用声波传布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均匀取向角
为30。，试问该试样的取向度为多少？
第3章 高分子溶液
1.溶度参数的含义是什么？“溶度参数相近原理”断定溶剂对聚合物溶解才能的根据是什么？
答：（1）溶度参数：是指内聚能密度的平方根；
（2）根据是：
，由于溶解进程
>0，要使
<0，
越小越好，又由于
?，所以
与
越相近
就越小，所以可用“溶度参数相近原理”断定溶剂对聚合物的溶解才能。
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