高分子物理习题与指导 梁伯润版

练习问题和指导练习和指导原则第一章：聚合物的链结构第一章：聚合物的链结构1:名词解释。链段、结构、构造、法规遵从性、结束距离、平均自由耦合链、无扰尺寸23360填空。1.聚合物链的灵活性越强，等效自由连接链的链段数()就是链段长度()。聚合物结构层由()和()两部分组成。第三，单答式1，讨论影响高分子链灵活性的因素2，测试分析纤维素的分子链为什么刚性？3、聚合物根据热行为分为哪些类别？4、请说明分子链结构高度对称，没有置换，内部旋转位置可能不高的聚乙烯在室温条件下不属于橡胶？为什么聚合物没有气体？交联聚合物没有液体(各向同性熔体)吗？6、什么是内部旋转？为什么内部旋转对聚合物结构和特性有如此大的作用？7、聚合物链的柔性表征参数是什么？三、排列聚合物分子链的灵活大小顺序，原因1，a .聚甲醛；b .聚丙烯；c .聚异戊二烯(1，4键)；d .聚丙烯腈2，a .聚氯乙烯；b .聚偏氯乙烯；c .聚氯丁二烯；d .聚1，2-二氯乙烯3，聚丙烯；b聚甲基丙烯酸甲酯；c聚3，4-二氯乙烯4，聚乙烯；b聚甲醛；c聚苯乙烯；d聚甲基丙烯酸甲酯；e纤维素练习答案：一、名词说明。链：聚合物链中分类的任意方向的最小结构单元。结构：在单个键内旋转的这种分子在空间中具有不同的形态。构成：分子中通过化学键固定的原子在空间中的几何排列。合规性：聚合物链的各种可卷曲特性或聚合物链可以改变设想的特性。结束距离：线型聚合物链一端到另一端的直线距离，是一个向量。平均平方终点：终点距离平方的平均值。等效自由连接链：使用链段作为独立运动单位，聚合物链对应于具有许多自由连接的连接段，称为Kuhn链段。如果链段数足够大且足够灵活，则此链段称为等效自由连接链。扰动大小：在理想条件下测量的分子链大小称为“扰动大小”，通过选择合适的溶剂和温度，可以忽略溶剂分子对聚合物分子链结构和结构参数的影响。第二，填空。1、多、短2、高分子链结构；高分子絮凝结构3，简单回答。1、影响高分子链灵活性的因素：内部因素：(1)主链结构1。主链都是单键，没有刚性侧基时更灵活；2.分子链越长，结构越多，链的灵活性越好。主链单键内部旋转挡墙越小，链的灵活性越高。4.主体包括芳香杂环和共轭双键，链灵活性降低。5.主链包含单独双键会增加链的灵活性。(2)置换极性置换非极性置换(3)分支和交联(4)分子链长度(5)分子间作用(6)分子链的规则外部因素：温度外力溶剂2，3个原因：(1)分子间有极性，分子链(2)、6元吡喃环结构使内部旋转困难；(3)分子内和分子之间可能形成氢键。特别是分子间氢键使糖原键不旋转，从而大大增加刚度。3、PE/PP/PS/PVC等热塑性聚合物4大热塑性热固性聚合物PF/EP 4，PE的分子链具有灵活性，但结构规很容易完全结晶，一旦结晶，链的灵活性就消失了，因此聚合物具有塑料特性。5、一般线性聚合物相对分子量大，分子链长，分子链内及分子间作用力比低分系同系物强得多，因此气化需要很多能量。也就是说，需要很高的温度，这个温度远高于分解温度，因此聚合物没有气体。6、单键连接的两个原子不影响电子云。7，(1)，空间阻力参数(或称为刚性元素)越大，灵活性越差。(2)，Cn非干涉链的要素与自由连接链平均端距离的比率。(3)，链分段长度b 3，灵活对齐1，c a b d(多异戊二烯(1，4键连接)具有隔离对键；聚甲醛主链是碳氧结合。风扇具有极性组)2，c b a d 3，b a c 4，b a d c e 2章，聚合物的结晶和非晶结构2章，聚合物的结晶和非晶结构1，名词的凝聚性填空1，天然橡胶耐聚合密度(CED)为280J/Cm3，聚苯乙烯CED为305 J/cm3，可以用作()。聚丙烯腈CED最高为990 J/cm3，只能用作()。2、聚合物稀溶液冷却结晶易于生成()，熔体冷却结晶通常生成()，熔体在极高压力下由直链晶体形成()，熔体在应力作用下经常形成冷却结晶()。3.单答式。1.球产生黑色十字架消亡图像的原因。2.聚合物在熔化过程中为什么边熔体边温度上升？简述聚合物熔化过程与小分子熔化的异同。4.研究球体的结构、形成条件、影响因素及变形破坏有什么意义？非晶聚合物是什么？什么是“退火”、“淬火”？描述结晶聚合物的结晶-温度曲线。参考1，名词解释，1，名词解释，衔接：为了克服分子间的作用力，1mol凝聚体气化时需要的能量。内部能量密度：单位体积内凝聚体气化时所需的能量。晶格：原子或分子在晶体中有序排列的空间晶格。细胞单位：在空间网格中，分割大小和形状相同的平行立方体，表示晶体结构的基本重复单位，在这个三维空间中具有周期性排列的最小单位称为细胞。结晶度：结晶度，结晶部分的重量，或占总重量或体积的百分比。半结晶机：研究体膨胀计在等温结晶过程中聚合物体积收缩到整个过程一半所需的时间之间。熔体限制：结晶聚合物开始完全熔化的温度范围。动态结晶能力：表示聚合物以单位冷却速度(从熔点到Tg)冷却时可以达到的结晶度。第二，填空1，塑料；纤维2，单晶；球决定；球决定。字串决定，纤维决定3，简单反应1，这是由于透明夹杂物的规则半角而决定的。夹杂是球形的，偏光在夹杂物和基板相遇的地方反射，偏光倾斜在晶体表面，反射光的相位差改变振动方向，正交性的振动方向平行或垂直的两个入射面上不改变振动方向，反射光无法正交检测偏光板，观察暗消失现象，不能使透明的球形夹杂物出现2，这与结晶过程的逆过程晶体聚合物中完成度不同的晶体有关。结晶时温度降低，熔体粘度快速增加，分子链的活动性降低，在晶格内没有充分调整，形成形状的晶体停留在其他阶段。也就是说，完成度不同，熔化时结晶不完整的晶体在较低的温度下熔化，较好的晶体在较高的温度下熔化，从而产生熔化过程中边缘熔化的温升现象。3，相同点：两者都是拓朴转换程序。差异：小分子晶体在熔化过程中成为朋友的熔点，熔化过程中温度几乎不变。结晶聚合物熔化的过程中，通常会发生更大的熔体范围，即“熔体极限”，最后完全熔化时的温度称为“熔点”。4、球形晶体的大小直接影响聚合物的力学性能。球越大，材料的冲击强度越小，越容易破裂。另外，球晶大小对聚合物的透明度也有很大影响。非晶聚合物通常是透明的，但在结晶聚合物中，结晶区域和非晶区域共存，由于两相折射率不同，光线通过时在两相界面发生折射和反射，因此乳白色不透明，不透明。要看到的决定越大，透明度越低。但是，在结晶聚合物中，当结晶和非晶密度非常接近时，它仍然透明。如果球的晶体大小小于光的波长，则光不会发生折射和反射，材料也会被照亮。5、非晶聚合物通常表示结晶不完全的聚合物。从分子结构的角度来看，(1)链结构的结构结构非常不结构，不能形成非晶晶体聚合物(随机聚苯乙烯、随机聚甲基丙烯酸甲酯等)等相当大的晶体，熔液冷却后只能形成玻璃体。(2)链结构可以有规则地确定，但结晶速度非常慢，熔体在正常冷却速度下不能产生明显的结晶，显示出PC等玻璃体结构。(3)链结构有规律，但分子链扭转不容易结晶，在室温下提出了高弹性结构，在低温下可以产生相当大的结晶。对于结晶聚合物，非晶质包括过冷液体。结晶段的非晶区6通常是在接近熔点的情况下加热材料并保持一定时间的过程“退火”，退火的本质是在比较温和的条件下尽可能地平衡材料内的分子运动，消除内部应力和局部结构上的缺陷，提高制造产品的性能稳定性。温度急剧冷却到接近熔点的物质的过程是“淬火”。7、结晶速度-温度曲线1区 T Tg分子链段解冻结晶生长速度逐渐5区tt 如果TM核没有形成，结晶速度为0第3章，聚合物的取向状态结构第3章，聚合物的取向状态结构第1章，名词解释。方向二，填充空白问题。1，在配位状态结构中，纤维是()取向，说唱是()双轴取向。第三，简单的回答。1、聚合物方向的测量方法是什么？个别测量哪些部分的方向？2、在注射产品中，某些结晶聚合物在模具附近的皮层有双折射现象，而在产品内部，在偏振显微镜下发现了Maltese黑色十字，与产品核心越接近，Maltese黑色十字越大。请说明上述现象的原因。参考答案1，名词说明。第一，名词说明。方向：对于大分子链、链段或微晶，可以在特定外力(例如拉伸应力或剪切应力)的作用下沿外部面(称为方向2、间距填充1轴方向3、简单响应等)按顺序排列。1，(1)通过双折射法确定方向函数(在整个样品中确定链段的方向)(2)通过声速法确定方向函数(在样品晶体区域和非晶区域两部分中测量方向)(3)通过X射线衍射确定晶体区域方向函数(晶体区域的位置)(4)通过双色法确定方向函数()黑十字的大小反映了球晶的大小，产品内部冷却速度比表面慢，因此更适合于球生长，因为在聚合物熔化的情况下，黑十字的大小更大，黑十字的大小更大。4、一般有机玻璃不面向方向，不面向方向时，大分子链和链段的排列是任意的，其机械性能差，不抗冲击；双轴方向后，取向(平面)上原子间的化学键，原子间的作用力被范德华力，双轴拉伸方向的机械玻璃强度对冲击很强。第四章，聚合物的液晶状态和织构结构第四章，聚合物的液晶状态和织构结构1，名词解释。液晶，编织结构，高分子合金2，填空。根据液晶的形成方式和性能，可以表示液晶分为液晶、液晶和液晶的三种不同的聚合形式：()、()、()3、()、()。1.聚合物的兼容性意味着什么？热力学中如何确定聚合物的兼容性？液晶的形成条件？4.一般有机玻璃在室温下基本上是脆性材料，在冲击作用下破裂成像无机玻璃一样大的面积；双轴拉伸方向有机玻璃罩受到冲击只会造成局部损伤。分析了普通有机玻璃与双轴拉伸方向有机玻璃聚集状态结构的差异造成冲击韧性的其他原因。参考答案1，名词说明。液晶：在熔化状态或溶液状态下特定物质形成的有序流体的总称。编织结构：描述不同聚合物分子链之间或聚合物和添加剂分子之间的物理缠绕、缠绕、穿透或化学键等作用形成的特殊接合类型。聚合物合金：类似金属合金(由两个或多个聚合物或加法器组成)特有的“多相”结合结构的聚合物材料，包括嵌段和接枝共聚物、机械混合、熔化或溶液混合等类型。第二，填空。1、溶致液晶、热塑性液晶2、向列相液晶、近晶液晶、胆甾相液晶3、简单响应。1，包含两个意思。首先，热力学互溶表示链段水平或分子水平的相容性。第二，动态意义上的互溶性，即混合程度的问题。2、热力学判断，通常采用相平衡法测量，目前认为混合聚合物具有一个或两个玻璃化温度，如果混合只有一个Tg，则认为兼容。如果两个组件各自代表Tg，则认为是必需的。3、(1)固体结构单位；(2)分子之间有一定的相互作用。(3)分子的长宽比大于1。(3)有特定的灵活单元。第五章，聚合物的分子运动第五章，聚合物的分子运动第一章，名词解释。玻璃化温度、粘性流动温度、松弛时间、松弛特性、蠕变、应力松弛、延迟、机械损失、时间温度等效2、简单响应。比较1、PP、PVC、PVA、PAN玻璃化温度级别，并说明原因。2.当尝试描述聚合物的Tg时，随着分子量的增加而增加。分子量增加到一定值后，Tg成为与分子量无关的常数。3、向聚合物添加单体、溶剂、增塑剂等低分子量物质时，请说明Tg减少的原因。4、聚合物分子运动的特性？5 5，聚合物熔化和低分子熔化的异同？6、影响聚合物粘性流动温度的因素。7、为什么伸展得快，橡胶本身温度上升？8、自由体积理论的内容。9、玻璃化测试自由体积理论说明：(1)非晶聚合物冷却时体积收缩率发生变化；(2)冷却速度越快，Tg值测量得越高。10、关于非结晶、结晶、交联和塑性聚合物的温度变形曲线(考虑相对分子量、结晶度、交联和增塑剂含量不同的情况)的各种方案。11、总结了影响玻璃化温度的因素。参考答案1，名词说明。第一，名词说明。玻璃化转换温度：链条管段“冻结”的温度。粘性流动温度：整个分子链开始运动的温度。平滑时间：定义为禁用“外力”后，采样变形恢复为原始“最大变形”值的1/e所需的时间。平滑特性：聚合物具有的时间和温度的强烈从属关系。蠕变：在特定温度的特定应力下，聚合物随时间的变化而增加的现象。应力松弛：在特定温度的特定变形中，聚合物的内部应力随时间逐渐减少的现象。延迟：在交变作用力下，聚合物变形