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第二章习题讲解 1 什么是高分子的柔顺性 比较下列两组聚合物的柔顺性大小 并简要说明原因 a 聚乙烯 聚丙烯和聚苯乙烯 b 聚乙烯 聚乙二醇 聚硅氧烷 高分子的柔顺性 聚合物分子链能够通过内旋转作用改变其构象的性能 聚合物分子链能形成的构象数越多 柔顺性越大 分子链结构与柔顺性的关系 1 主链结构当主链中含C O C N Si O键时 柔顺性好 因为O N原子周围的原子比C原子少 因此C N C O内旋转的位阻比C C键小 而Si O Si的键角也大于C O C键 因而其内旋转位阻更小 柔顺性更好 当主链中含非共轭双键时 虽然双键本身不会内旋转 但却使相邻单键的非键合原子 带 原子 间距增大使内旋转较容易 柔顺性好 当主链由共轭双键组成时 由于共轭双键因p电子云重叠不能内旋转 因而柔顺性差 是刚性链 2 侧基 侧基的极性越大 极性基团数目越多 相互作用越强 单键内旋转越困难 分子链柔顺性越差 非极性侧基的体积越大 内旋转位阻越大 柔顺性越差 对称性侧基 可使分子链间的距离增大 相互作用减弱 柔顺性大 侧基对称性越高 分子链柔顺性越好 3 氢键如果高分子链的分子内或分子间可以形成氢键 氢键的影响比极性更显著 可大大增加分子链的刚性 4 链的长短如果分子链较短 内旋转产生的构象数少 刚性大 如果分子链较长 主链所含的单键数目多 因内旋转而产生的构象数目多 柔顺性好 但链长超过一定值后 分子链的构象服从统计规律 链长对柔顺性的影响不大 a 聚乙烯 聚丙烯和聚苯乙烯 三者主链相同 都为碳链高分子 区别在侧基 侧基体积由大到小顺序为 苯环 甲基 氢原子 因此聚合物的柔顺性由大到小为 聚乙烯 聚丙烯 聚苯乙烯 聚合物的结构式分别为 b 聚乙烯 聚乙二醇 聚硅氧烷 三者主链组成不同 聚乙烯为碳链高分子 聚乙二醇主链结构中含C O键 由于其中O所键合的原子数比C少 因而C O的内旋转位阻比C C键小 因而聚乙二醇的柔顺性大于聚乙烯 而聚硅氧烷不仅主链结构中含有O原子 并且Si O Si键的键角大于C O C键 因而其内旋转位阻更小 聚硅氧烷的柔顺性比聚乙二醇更好 存在问题 不能根据聚合物名称写出聚合物的结构式 本题的聚合物命名均采用 来源命名法 即 单体名称 前缀 聚 该命名法不描述聚合物分子的实际结构 错误 a 聚丙烯含非共轭双键 b 聚乙二醇带极性侧基 可形成氢键 2 聚合物的结构式不规范聚合物结构式应反映聚合反应机理 特别是逐步聚合产物 错误 聚乙二醇结构式 3 分子链大小 的概念不清错误 聚丙烯与聚乙烯相比 聚乙烯的分子链较短 因而聚丙烯的柔顺性较好 分子链的大小可用聚合度或分子量进行衡量 不能简单地根据单体单元的大小来比较聚合物分子
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