高分子化学基础习题讲解学习教案

1、会计学1高分子化学基础习题讲解高分子化学基础习题讲解第一页，编辑于星期三：七点 二分。1. 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，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。并简要说明原因。 (a) (a) 聚乙烯，聚丙烯和聚苯乙烯；聚乙烯，聚丙烯和聚苯乙烯； (b) (b) 聚乙烯，聚乙二醇，聚硅氧烷聚乙烯，聚乙二醇，聚硅氧烷高分子的柔顺性高分子的柔顺性：聚合物分子链能够通过内旋转作用改变其构象：聚合物分子链能够通过内旋转作用改变其构象的性能。的性能。 聚合物分子链能形成的构象数越多，柔顺性越大。聚合物分子链能形成的构象数越多，柔顺性越大。分子

2、链结构与柔顺性的关系：分子链结构与柔顺性的关系：（1）主链结构）主链结构 当主链中含当主链中含C-O，C-N，Si-O键时，柔顺性好。键时，柔顺性好。 因为因为O、N原子周围的原子比原子周围的原子比C原子少原子少 ，因此，因此C-N、C-O内旋转内旋转的位阻比的位阻比C-C键小；而键小；而Si-O-Si的键角也大于的键角也大于C-O-C键，因而其内旋键，因而其内旋转位阻更小，柔顺性更好。转位阻更小，柔顺性更好。第1页/共9页第二页，编辑于星期三：七点 二分。 当主链中含非共轭双键时当主链中含非共轭双键时，虽然双键本身不会内旋转，但却虽然双键本身不会内旋转，但却使相邻单键的非键合原子（带使相邻单

3、键的非键合原子（带* *原子）间距增大使内旋转较容易，柔原子）间距增大使内旋转较容易，柔顺性好。顺性好。 当主链由共轭双键组成时当主链由共轭双键组成时，由于共轭双键因由于共轭双键因p p电子云重叠不能电子云重叠不能内旋转，因而柔顺性差，是刚性链。内旋转，因而柔顺性差，是刚性链。（2） 侧基：侧基： 侧基的极性侧基的极性越大，极性基团数目越多，相互作用越强，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。单键内旋转越困难，分子链柔顺性越差。 非极性侧基的体积非极性侧基的体积越大，内旋转位阻越大，柔顺性越差越大，内旋转位阻越大，柔顺性越差； 对称性侧基对称性侧基，可使分子

4、链间的距离增大，相互作用减弱，柔顺，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。性大。侧基对称性越高，分子链柔顺性越好。第2页/共9页第三页，编辑于星期三：七点 二分。（3）氢键）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。极性更显著，可大大增加分子链的刚性。 （4）链的长短）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，因内旋转而产生的果分子链较长，主链所

5、含的单键数目多，因内旋转而产生的构象数目多，柔顺性好。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。长对柔顺性的影响不大。 第3页/共9页第四页，编辑于星期三：七点 二分。(a) (a) 聚乙烯，聚丙烯和聚苯乙烯；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：苯环大到小顺序为：苯环 甲基甲基 氢原子，因此聚合物的柔顺氢原子，因此聚合物的柔顺性由大到小为：聚乙烯性由大到小为：聚乙烯 聚丙烯聚丙烯 聚苯乙

6、烯聚苯乙烯聚合物的结构式分别为聚合物的结构式分别为：第4页/共9页第五页，编辑于星期三：七点 二分。(b) (b) 聚乙烯，聚乙二醇，聚硅氧烷聚乙烯，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-C-O O键，由于其中键，由于其中O O所键合的原子数比所键合的原子数比C C少，因而少，因而C-OC-O的内旋转位阻的内旋转位阻比比C-CC-C键小，因而聚乙二醇的柔顺性大于聚乙烯；而聚硅氧烷键小，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不仅主链结构中含有O O原子，并且原子，并且Si

7、-O-SiSi-O-Si键的键角大于键的键角大于C-O-C-O-C C键，因而其内旋转位阻更小，聚硅氧烷的柔顺性比聚乙二键，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。醇更好。第5页/共9页第六页，编辑于星期三：七点 二分。存在问题：存在问题：1.1.不能根据聚合物名称写出聚合物的结构式。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本题的聚合物命名均采用“来源命名法来源命名法”，即，即“单体名称单体名称”+ +前缀前缀“聚聚”，该命名法，该命名法不描述聚合物分子的实际结构不描述聚合物分子的实际结构。错误：错误：a. a. 聚丙烯含非共轭双键聚丙烯含非共轭双键b. b

8、. 聚乙二醇带极性侧基，可形成氢键：聚乙二醇带极性侧基，可形成氢键：第6页/共9页第七页，编辑于星期三：七点 二分。2. 2. 聚合物的结构式不规范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。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：错误： 聚乙二醇结构式：聚乙二醇结构式：3. “3. “分子链大小分子链大小”的概念不清的概念不清 错误：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的大小。的大小来比较聚合物分子的大小。第7页/共9页第八页，编辑于星期三：七点 二分。4. 4. 聚硅氧烷