高分子物理第一章习题

1、_最新资料推荐第一章Li高分子斑的近程结构i.i.i结构单元的化学加成例1一！以下化介物.哪些肥天然高分子化合物.理毂金合成鸟分子化介物(】 蚤门历.(2) PVC. (3)阳径四用,14淀酚.(S)纤椎素.(6 Ti. (7) Jt66.(8) PVAC.9)纹.(10 PS. m)it尼纶.(12)天然程殷.(13)”4)纸浆.(15)环找例膈X：天然(】 (9 .合成 (2) (3 (8 LI.2构型网1-2试讨论殴形该计戊.烯可能存算些不同的构型,假定不考虚便按结构(画出结构示询tRP.：荣一改二或可能罚6种向规立构体.它的足：顺1,4加成、响、/%ch/、h反1,4加成、r、5、CH

2、acyHch/ ，为1,2加成全同立构(R = CH =CH2)1 / 181 / 183 / 183,4加成全同互构(R = -C(CH3)=CH2)RCZOHHCHRICIH/ HICIH RICIH/ HI c LH1,2加成间同立构(R = CH =CH 3 ,4加成间同立构(R = CXCHACHORlroHHCIH HIC1H/HIcIH RlrlH HCH常见希根分析:本咫常见的格决如下:(1 1,2加成与3.4和成与反了.技IUPAC芍机命名法中的显小原机 奖计戊.烯次笃成ch3个用-C =Cli -gH%而不是ch3-(ch2-ch=c 一严片即CH3在2位上,而不是在3位上

3、（2 ”戴1.4加成又分成全同和同同两种.反L4加成也分成全同和何同两种.顺1.4或反1.4鳍狗中没有不对移碌母子.没旋光舁构体甲理与双健成I2（r角，同在一个平面上.M 1-3环乳内烷孙开环梁令后.可犯到不同立冉的聚合扬I无规、全同、同同）.试二出它勺1的立构上的不同.井大我KUI它勺】对聚合梯件能各用来怎样的影W?解：/环状丙烷的拈构式5 F：存在一个不对移1RBR子（有星”的）.闪而有以下全同、间同和无不立构体.性能的影*是:全同的何同立构同同品.格点高.材料有一定强慢：其中全同立狗的全同发、格力.、道慢会比何同立的略高一点.无规立构不结晶或结晶慢低.1s.常见珞决分析：.只存在何同立沟

4、.不存在至同立岗.一以口6法省有厂H段幅匕逑结构式,似乎只存在问同不存在全同.这足 钟次第.实际HR的四个价垃为四面体结构,三个价域不会在一个平面匕而在平面上表示的只足个示意.全向与向同的真正区别在于CH3是全花抵千面之上（取之下）.或间隔地花抵千面之上和之下M 1-4试述下列线类高柒物的构型特点及其名就:.式中D衣示垃构是D构电.L是L构型.1.-D-D-D-D-D-D-Da.”i.ip ，斗：他，子i.3. D-L-D-L-D-L-D-L-4. D-D-L-D-L-L-L-W：（】）全同立构：（2）全同立构：（3问同立构：44）无规立构.第见储洪分析：-）和2是均聚：3共必：（4）是无规共

5、聚一这里足格构量与共荣将列混为-谈.M 1-5计算在学古锯笆形间同和全同PVC链中最近邻的苒个气屎子的中心之间的距内w. f的公毡下H径为O.362IUD.从该il %结果.你能福到关于全同PVC子的什么伪且?W：对于间同立构PVC却从锹齿膨成行架的平面观察沿槌方向双泰Xx=0.251nm： y=2b$tn . b=ci.177iun.，72.5?3闪而y=0289iun.12 两个鼠奴子的距碑为（x2+y2）=0383nm.对于全同立构PVC 氯睬子的距离xH2S!nm.因而平面幅计形PVC链就不可能是全同立构的.例1-6号出由取代的二库01301=CH-Of = CH-COOCH3抬和聚反

6、国得到的果合物.苦只考虑单体的I. 4 M成.和小体头尾相接.则理论匕可有几种立体弁构？W该4MM51,4一加米后.且只考J8单体的一是相接,可得到下面在一个结构单元中含有三个不对移点的聚合梯:CH CHCHCH CH CCHCH Hcooch3ch3 COOCHsch3即含有两种不对移碟（子和一个fcK 碳豉址.理论上可勺8种具有三或力规*构的聚合物.8 / 188 / 185 / 18COORZ COOK/ COOR(rCOORCOOK图l-5 .响fj规立岗的聚合物(a) 反式ftHJ .ERJ rHj(transr)throtrHsoc)(b) IK式ft同 小全同立构(cKylhin

7、 misotacUc)(c)反式作登同.由飞同立构(iramhrc(XrtBcHacW3(d函式季蜃同三重全同立构cls-threo-(rtlsoUitlci(C)反式作会同.EfnJHxrPjttrans -thrcoyirlsyndtotacik:(f)题K作会同.KfMjH W(CB -thrcoCrlsyndlotKtbo(g) 反式左司.电何司立构itrans (h)戢式通同 M向同立构cis-cnLlr姆曲期例1-7以聚丁 .诲为例,说明一次结构（近程结构）对聚T物性。的影喻?：单体厂3进行配位米介.由于12加成与L4冲成的能年第不多,所以可得到两类聚合物.一类是聚12丁二库，通式

8、是u口;另一杰能梁14丁二饰.地式是好一类拇可能存在立体弁构.如11 1.X1.1tg X3 * I- I. ,全同聚/ 12丁二烯-CH2-CH- C H2-CH-CH2-CH-CHCHCHllIIll产CHICCH2 ch2 ch2间同聚- 12丁二烯咂式聚 歹=C c=c14丁二烯c-c， 反式聚户弋zc c、 1,4-丁二烯 wc /、J由于 次结构不同.f我柒集仓结构不同.因此件能不同.其中联大果I.如丁 .用规整性整.不酚结晶.第41下足无定形的弹忤体.可作梅胶用.其氽种.由于结构规整切结晶.怏果合物弹件变差或失去弹性.不协作株以M.其性能之差详见衣il表1-1聚二二烯的物理性质片

9、构高分子熔然CC）密及【骐3溶*性（烷类溶剂）一根物件回弹性20X：90V全同果1.2-T-tt120-1250.96惠便M.结晶性45-S590-92何同聚1.2-T-tt154-1550.96惠便M.结晶性腕式聚1*丁二饬41.0!切无定形便舛件88-9092-95反武聚135-I4S1.02俊物,络品性75-8090r931.1.3键按砧构和共聚序列MI-8在聚乙侨的（PVAI溶液中仙人HIQ4,假定I、2乙:解结构全都与HIO4作用使分子标断鬟.在加入前（和PVA的数均相时分/舫发为3S000.作用后相对分子防成为2200.试求PVA中头头相接结构的仃分数即齿100个络构单元中头头结构

10、数.平均每根霹上头一头结构数头一头结构百分数=平均每根链的霹节数w：5 / 185 / 187 / 18=l.gg%35000_1 22cleI35000 ._ 144注意：一 1是因为西装个头一头结构公产工两段衽.是头一头站构数总是比铤放少1分母的一广可以超略因为虢节总数很大,M分广的一一不可忽略因为.&共只布16.一I n.i*M 1-9京氯乙燃用桂粉在：乳六环中何湾处理.结果发现存86%左右的维被脱除.产物中有坏丙烷环构.而无C=C钻构.驮北实验平实.说明安/乙烯链中於体的链接方式.W：果氯乙纬中买一后相接的中元股除CI岐/后形成环内炕结构：而买一头相接的中元脱除ci K!后形成双城.所

11、以该束氯乙饰城中小体全部为头一后相接.H 浸=1HM 1-lOMZ.ttG I和伸取乙烯CH2=C-C12的共聚物.经脱除HCI和我解斤产物仃身其比例大敢为io： 1： Kxsitb.山以上小实.对这两种柒体在共聚物中的序列分布可符到什么结论？W这两种总体在共就物中的柞列方式右四种情况（为前化起见只考电二审尤）：VV这四种持列方式的我杆产区分别显为:CHV-DDVD-3HC1CHCH(2)-3HC1CC =CH -HC = CH -HC -CH6 / 186 / 189 / 18.-一一一最新资料推荐一一一一一.而实验得到的我杆产物组或是:6 / 186 / 193 / 18可见0共聚物中主要

12、为:-VV-V- - D-D-D- 的嵌段持列.而如(2)或(3)情况的无规费节很少.M 1-11右全同立构和无现立构两种霰丙烯.为酒定式通体煌接懈序.先分别格此两种聚丙烯照化.并并统付一结构单元平均引入个Clfil F.押做除HCL 并进一步热裂解成环则可御到各种取代茶.由到新色谱分析别知.全同立构的我解碎片中.1. 2,，一三甲茶/1.3.S 三甲茎=2. 5X97. 5：而无现 立构15的我就碎片中.这一比例为95/90. 5.求由以卜.实验数据.推断这两伸聚内烯大分子能的球体连接阍序.X：用例17的方法.ch2=ch + ch=ch2 I I ch3 ch5ABiffl-A-A-R-或

13、一B-B-B均环化作 L3.5 甲不：而其也4元组一人一人一8 一 -B-A-A- -A-B-A- -B-B-A. -A-B-B-.-B-R-B-均年化得124 :中本.所以结论丛.无规工构聚内场中.华沐头一头逐接率为处%:全同立构聚丙烯中单体头一头通接单为25%.(1 12两种小体A、B以出摩尔联共果用图入示二种自代衣件的共聚物羯 -ABABABAB： -AABABBBA-： -AAAA -1.2高分子域的远程结构1.2.1 构象例I-I3H)由丙烯/到的全同立构聚丙烯有无维光件？(2)假妥疑丙烯的等理度不高,能不能用i攵变构象的办法提高W现发？!?： (D无流光性.(2)不能.提高聚丙烯的

14、等规慎发改变构4!而改变构型与改变构改的方法根本不同.构尊法国境键内族的所引起的柞列变化.改变构取只需克服用境内改特位坐叩可实现：而改变构型必农给过化学垃的断我才能实现.例1一14现四种战链高分子,设其中每一钟高分子瓦是由若干个喊式)和反式CD的构象按下列四种方式连接的：T-TTTT： lbT-CCT：C-C-CCC： (d)T-TCTT.试画出上述四种高分ret的形状示意图：比较它的宋端郎的快慢大小.(2)(3)(4)做代结构越多末端即越小.注意：实际匕取代构以是高能累构改.是不物定的.聚合物般乘取能屈我低的反式和旁式(乜括左旁式和右旁武)构图本网为了在绘图方便.用反武代价旁式.Ml-15

15、i|伊丁炕分子中与2位碳和3位磁相连的氢底子一处于反武和JR指物象时的*小距离.?：图为反式初多从破行槊平面的法线方向网察的视图.八和B分别代入平面同俱H2和H3两个氢喙子在平面匕的投影.假定这两个氢燃在靠16读才的信.-一一一破新资料推荐一一一一一.aag a因为。R = C3B = ）CHcasiC2D = ICVslm U2）. C3D = ICCCOsi t/21. 7t是正六囱体的夹用.ICH和ICC为CH建和CC馍的长度.则AB为反代构象时H2和H3的最小即离.ab=Jgz）、C/+2C/）：0,图为取理构N C2-C3 W与两个氢旅f H2和H3构成的平虬CI和C4不在这伊子士J

16、.则AB为联式构般时H2和H3的最小距%aAB = 1CC-2JCHCOS 生健角等于婀时,9 = 90 - COS6=O%二 ?2 = %.可见力由结合圾是平均圾用为90的自由於H例.（2 7键用等于 180,时.0=0. 050=1/zL =co这是伸“圾的情况.的之增大.这是由大的他向使显不易运动.变得较徽硬.（3）慢角在孙之何时.MUt角的切加.$变小.S嵋增大.政二Fa汴危：木乂也可以用1+COS CL I式中：a为愎向讨论.就时a的变化方向出反因足。补用J.黑时论结果一致.1-23假定聚乙烯的聚合度为2000.愎角为I09.5J求伸兴链的长度Lm”。门由於转6J的根坊，）木端布之叱

17、心.井山分4动观力.就体某些高分门外力作用下可以产生很大殳形的母因.解:对于JR乙编僦(E.) = 0，n=2xK)0(=44)0( 严格地说应为 3999J36.5可见高分夕圾在THM?下足用“i卷购的.在外力作M下垓段运动的结果是快分手起于伸展.于是某些高分f材料在外力作用下可以产生很大形变.理论1:.果合院2000的%乙烯交全伸展可形变3&5禁.注意：公式中的n为域数而不足果会货.本巴中n为4000.而不是x）o（例 1-24孰二 W的s的。d，G = 1/3W：co$M= 0时.自由货找的的(层) = /(1 + cos 6)/(1 cos 6)11 X.I. I. W，/G)u =

18、(1 + cos 6)/(1 cos 0)= 2M 1-25(1)计算相财分子质成为280000的我形该乙烯分子的自由故技证的均方末蠲即迎长O.l54nm健向为1095Z用光敝射法耕制在0藩刑中上述样品的坡均方小衣剂为56.7nm.il WWttlttt：2.山口由健转鼓的均方末端折求均方货转T%.懵2/2(?： () S = 2x2xK)0()0x1.542=49nrn2b=F，吃)*$=.S4M 1-26若把聚乙烯者作自由旋状版.M末湍小服从GWSS分布函数.且已知CY犍氏为O.】54nm.键角为109.5、试求：11奖合度为5x1。4的聚乙烯的平均末端即、均方末端价却依可几末端即：2)末

19、端距花/lnm friionm处的几率那个大.原二川匕XI? (ll-i-COS a注：a为蛙角8为健角的补角11- cosl09.5=215x104 ixO. I542x1 十 COS109.5=4.7x103(nm2=68.6刃刑28. nm12 / 1812 / 1812 / 1811 X.I. I. s出）dh二（-A）30即（一4层）4办2曲由J汽73_破土物用)=(z.一户ewp(7y) (10力 4 爪10)22x2x5xl04 x0.1542 xy 1LV2 x2x2 x5x104 x0.1542/v=3.5xio-7（nm-le（210mn） =3.7x1O-5i nm-1）

20、npi：ionm处的几率比在切nm处出现的几率大.例127计算M=25OOOOg?mm】的聚乙烯链的均方程东渊版,假定为等效自由结自饿,的段氏为18.5个CC馍.?：何个CH2星团的分子录为I4g?mr.因而货段数m为2.5x105/ （14x18.5） =9.65x102且 a故收氏lc为18a切72式中”=lO9，?.b=o.lS4nm.所联 lc=2.33iun连 2 4e =lc =72.4nm例1-28试比较下列高分子链.净健数分别为4100和n=lOW时的状/、扣伸倍奴：H）无视我HW分子链：Q）键角为8的自由旋转疑:（3）该乙烯链.已知下列故柢和美系式：反式（t）3=o. ua土

21、旁式作或酊G2=a：120.U（g 或 g/j=334kj mol-l.cos”Zcos/ 忙N，纵二通（京）%W： （1对无视线即按自由结合链”驿，*大都氏倍数=13 / 1813 / 1813 / 18“n=ioo 时为 10：”=1000 时为 31.6注：闪为自山结合槌无垃向阳利.=7ll当 n= 100 时为 5.77： hp(，-1000j ：心 i = 0.2608.317一】,加。尸298丁COS 2 =lx cos 04-0.260cos1200+cos(-1200) _=U.Q /襦二2M，最大伸长倍数=140.260+0.2601+0.4872=5.8 W21-0.487

22、I)”加(5.81超)%二 0.339m %15 / 1815 / 1815 / 18，1,| n= 100 时为 3.39： “in=iooo W 为 10.7例1-29从内箕转位能图（W 1-1）卜读取找找位能较低的昨仇为门5m01.岛的蟀值为25krmolg、fik=2 kJ/mol. HJt, g、的.个*8他代价连续分行）=-（12丝）（13） z 2布的货转位能.求IWC的: ,68 从1 c 0s 1（cos计算(cosp)W： 丁 =0.224l+cos680x l+(cos-ch2(2) fCH =CH CHa -O-CH2y(?) 1CH2 -CH2-CH2-O-CH2t、/，f： 1 J的刚性最大，因为双健与翠环共怩：2)的柔忤出人.因，介于中何.例1-38评价主链俯力问陶使和刈键的爱嫦膜的柔款件.其结构示意如下：I竹二N*：这种结构足已知*4柔版件的主钻.闪为:1. 丹梨垃长为016nm,比UC犍氏o.is4nm路长.收少广短程分广间相互作用：2. N的馍角从C=C双钺的120 变为13S -：3. 骨架的电子结构并无口惊用码内货转.1.3.2柔鬼性的等数(定Ct描煌例1-39下衣数据说明了什么?试从结构卜子以分析：聚合物的刖忤因f果二甲基硅乳炕I. 4-1. 6*弁戊二拓I. 5-1. 7录乙诲I. 83果菜乙饰2. 2-2. 4硝化纤维素4.