高分子物理第四版第1章链结构习题答案

1、第1章链结构习题答案2.什么叫构型和构造？写出聚氯丁二烯的各种可能构型，举例说明高分子链的构造。答：(1)构型：分子中由化学键所固定的原子或基团在空间的几何排布。(2)构造：聚合物分子的各种几何形状。(3)聚氯丁二烯的各种可能构型：氯丁二烯可以通过不同的聚合方式聚合，得到构造不同的线型聚合物,即可以有1,2-加聚、1,44口聚、3,4-加聚三种不同的加成聚合方式，其结构式如下：Cl1 2|34CH2=CCH=CH21.2- 加聚全同立构：1.3- 聚问同立构：CEI上CH2|.|ClClCl厂H：IH21H21H2I比|小Ilh|H?wrCCCCCCjjd.匚cCC<?-IIlliCHC

2、HCH.-IIIIIIIIIICH2CH2CH2£0竽N1.4- 加聚无规立构：结构式略1.5- 加聚顺式：H2Cl.XH2ClCC=CCk1,4-加聚反式：.CC. CH2H-H2c'HCH2L 3,4-加聚全同立构:3,4加聚问同立构:整理文档HHH一 y -CH2 - C-CH2 -C-CH2-CClCClCClCH2ch2ch2CH2CH2IICClCClHHCCH2一CCH2一C-CH2-CH-CH2'HCClCClIIIIch2ch23,4-加聚无规立构：结构式略(4)高分子链的构造实例：线性高分子，支化高分子，交联或网状高分子，星型高分，环状高分子，树枝

3、状高分子等等。3 .构象与构型有什么区别？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：构型是对分子中的最近邻原子间的相对位置的表征，也可以说，构型是分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。这种排列是稳定的，要改变构型必须经过化学键的断裂和重组。构型不同的异构体有旋光异构和几何异构。特点：稳定、可分离。构象是由高分子链单键内旋转而造成分子在空间的各种不同形态。由于热运动，分子的构象在时刻改变着，高分子链的构象是统计性的。特点：不分离、不稳定；构象数很大，3N-30单键的内旋转不能将i-PP变成s-PP。因为i-PP和s-PP是

4、构型异构体，要将i-PP变成s-PP,必须改变PP分子链的构型，而改变构型则要经过化学键的断裂与重组，单键内旋转只能改变分子链的构象而不能改变其构型。5 .哪些参数可以表征高分子链的柔顺性？如何表征？%12答：(1定间位阻参数(或称为刚性因子)，/hf,r,其值越大，高分子链的柔顺性越差.hClim2(2极限特征比，nnl,其值越大，分子链的柔顺性越差.(3凝段长度b,其值越大，分子链的柔顺性越差.9 .从结构出发，简述下列各组聚合物的性能差异？(1)聚丙烯晴与碳纤维答：聚丙烯晴取代基的极性大，相互作用力大，分子链内旋转受阻严重，柔顺性很差，硬度和刚性较高；碳纤维是由PAN高温环化、芳构化制得

5、，分子呈梯型结构，导致分子链刚性更大，可作为耐高温的聚合物的增强填料。(2)无规立构聚丙烯与等规立构聚丙烯；答：前者APP分子链结构不规整，不易结晶，用作弹性体；后者IPP分子链结构规整，容易结晶，作为塑料。(3)顺式聚1,4身戊二烯(天然橡胶)与反式聚1,4品戊二烯(杜仲橡胶)答：天然橡胶为顺式结构，分子链间距离较大，不易结晶，柔韧与弹性好，交联后做橡胶材料；杜仲橡胶为反式结构，分子链的结构规整性好，易结晶，是一种比较特殊塑料(比通用塑料软，比橡胶硬)(4)高密度聚乙烯、低密度聚乙烯与交联聚乙烯答：高密度聚乙烯是线性分子结构，易结晶，密度、熔点、结晶度和硬度等方面均低于低密度聚乙烯；低密度聚

6、乙烯的分子结构的规整度破坏，支化度高，结晶度大大降低；交联聚乙烯是经适度交联，刚性增加，抗形变性好，耐温性和耐溶剂性相应提高7.比较下列四组高分子链的柔顺性并简要加以解释HCH2C-CN取代基的极性大小：极性越大，-CN极性比-Cl大，链的柔顺性越差ch2kO>.O一；n主链含有芳杂环，柔顺性下降；主链存在共钝双键，分子链呈刚性，主链中存在-O-键，柔顺卜t增加；.（3）CH2-CHCH2CCHCH2CH2CHCHCH?ClnCin式子1内旋转困难（因氯原子基团大），主链含有孤立双键，柔顺性增加.式子1对称取代基（分子偶极矩极小，易内旋转），分子链柔顺性增加；极性增加（极性基团密度增加）

7、，柔性下降.11.某单烯类聚合物的聚合度为10000,试估算分子链完全伸展时的长度是其均方根末端距的多少倍？假设该分子链为自由旋转链）.解:单烯类聚合物的主链为碳链，碳-碳键长为l=0.154nm,键角为1096当聚n =20000.其完全伸展时的长度为2514.5nm22 948.6 nm合度为10000时，其主链上的化学键数目Lmaxnlcos/20.15420000A其自由旋转链的均方末端距为：-2-21cos2hfrnl200000.1541cosLmax英上包m81.6.：h2,r30.8nm12 .无规聚丙烯在环已烷或甲苯中30c时测得的空间位阻参数为1.76,试计算其等效自由结合

8、链的链段长度.解:根据空间位阻参数的定义可知：h（22h2r2nl21一cosZb2,其伸直链长度为：Lmaxnlcos2Zb,1cos2因止匕，b正2l-c°s-11.7620.154nm3-21.168nmLmax1cos1cosV2213 .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.（已知特征比cn=12）解:聚苯乙烯试样的分子量为416000，则其聚合度为：4160004000104即主链上的化学键的数目为：n=8000.f一，一一，Fy-c17c2由特征比的定乂可知：h2Cnh2,jnl2Cn,h280000.1542122277nm14聚乙烯主链C-C键长l为0.154nm键角9为109.S，极限特征比C8=7.4.试计算其链段长度b.