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1、第一章 高分子链的结构一解释名词、概念1 高分子的构型 ：高分子中由化学键固定了的原子或原子团在空间的排列方式2.全同立构高分子 ：由一种旋光异构单元键接形成的高分子3.间同立构高分子 ：由两种旋光异构单元键接形成的高分子4.等规度：聚合物中全同异构和间同异构的高分子占高分子总数的百分数5.高分子的构象：由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态 6.高分子的柔顺性：高分子能够呈现不同程度卷曲构象状态的性质7.链段：高分子中能做相对独立运动的段落8.静态柔顺性 ：由反式微构象和旁氏微构象构象能之差决定的柔顺性，是热力学平衡条件下的柔顺性 9.动态柔顺性：高分子由一种平衡构象状态转变成另一种平衡
2、构象状态所需时间长短决定的柔顺性 10.等效自由连接链：在一般条件下，高分子链中只有部分单键可以内旋转，相邻的两个可以内旋转的单键间的一段链称为链段，这样可以把高分子链看作是由链段连接而成的，链段之间的链不受键角的限制，链段可以自由取向，这种高分子链的均方末段距以及末端距分布函数的表达式与自由连接链相同，只是把链数n转换成链段数n，把键长l换成链段长l，这种链称为等效自由链接链11.高斯链：末端距分布服从高斯分布的链 12.高分子末端距分布函数：表征高分子呈现某种末端距占所有可能呈现末端剧的比例二 线型聚异戊二烯可能有哪些构型? 答：1.4-加成有三种几何异构，1.2加成有三种旋光异构，3.4
3、加成有三种旋光异构三 聚合物有哪些层次的结构?哪些属于化学结构？哪些属于物理结构？ 四 为什么说柔顺性是高分子材料独具的特性？ 答：这是由高分子的结构决定的，高分子分子量大，具有可以内旋转的单键多，可呈现的构象也多，一般高分子长径比很大，呈链状结构，可以在很大程度内改变其卷曲构想状态。对于小分子，分子量小，可内旋转的单键少，可呈现的构象数也不多，且小分子一般呈球形对称，故不可能在很大的幅度范围内改变其构象状态五 通常情况下PS是一种刚性很好的塑料，而丁二烯与苯乙烯的无规共聚物（B:S=75:25）和三嵌段共聚物SBS（B:S=75:25）是相当好的橡胶材料，从结构上分析其原因。答：ps分子上带
4、有刚性侧基苯环，且只通过一个单键与分子相连，再者沿分子链轴方向苯环的密度大，高分子的刚性很好，所以ps是一种刚性很好的塑料。丁二烯和苯乙烯的无规共聚物的分子链中引入了很多孤立双键，使与之相连的单键内旋转变得容易，分子链上虽仍有苯环侧基，但数目少，又是无规共聚，沿分子链轴方向苯环密度小，柔顺性好，三嵌段共聚物中间链段是分子链中含有很多孤立双键且又相当长的聚丁二烯，是一种典型的柔顺链。六 若聚丙烯的等规度不高，能否用改变构象的方法提高其等规度？为什么？答：不能，碳碳单键的旋转只改变构象，没有化学键的断裂与生成，是物理变化。而要想改变等规度必须改变化学结构。所以，不能用改变构象的方法提高其等规度。七
5、 天然橡胶和古塔玻胶在结构上有何不同？ 画出示性结构式。天然橡胶是顺式1.4-聚异戊二烯古塔波胶是反式1.4-聚异戊二烯八有些维尼纶的湿强度低、缩水性大，根本原因是什么？只有头尾键接的聚乙烯醇中的羟基才能缩醛化。若有少部分乙酰基没有被水解掉，分子链上同时含有少量头头和尾尾键接，则这部分羟基不能被缩醛化。分子链上含有羟基，缩水率高，吸水后，水在其中起增塑作用，使经过拉伸取向的大分子链发生解取向，使湿强度降低。九高分子最基本的构象有哪些？在不同条件下可能呈现的典型的构象有哪些?锯齿形和螺旋型伸直链，折叠链，无规线团十 链段的组成、大小有什么特点？链段的组成是随机的，不固定的，大小是不均一的，通常指
6、统计平均大小。相同条件下，不同聚合物的链段大小可能不同，不同条件下，同种聚合物的链段大小也可能不同十一一块交联度比较小的橡皮，是软的还是硬的？为什么？软的。交联度小的材料玻璃化转变温度低，室温下呈现橡胶态十二说说你用过、见过的高分子制品，各是用什么高分子材料制成的？十三.若把聚乙烯看作自由旋转链，其末端距服从Gauss分布函数，且已知CC键长为0.154nm，键角为109.5，试求： (1)聚合度为5104的聚乙烯的平均末端距、均方末端距和最可几末端距； (2)末端距在1nm和10nm处的几率那个大 0 4.7*103 28.1nm10nm处第二章一解释名词、概念1.高分子的聚集态结构：大量高
7、分子聚集体中高分子与高分子间，高分子微小聚集体间的空间排列方式 2.结晶性聚合物：从化学结构看，具有结晶能力的聚合物 3.液晶性聚合物：高分子中含有液晶基元，能够呈现液晶态的聚合物 4.球晶 ：由晶片聚集成的长条扭曲状微纤束，由球晶中心出发，沿径向辐射排列的多晶聚集体5.高分子液晶：一些结晶性聚合物在加热熔融或加溶剂溶解，在一定条件下，能呈现既有晶体又有液体部分性能的过渡状态，这种中间状态称为聚合物液晶态 6.液晶原（介原）：高分子中决定高分子能呈现液晶态的结构单元 7.内聚能密度：单位体积的内聚能 8.结晶度：结晶聚合物中结晶部分占高分子总数的百分数 9.结晶聚合物的熔点：结晶聚合物发生熔融
8、时的温度 10.取向聚合物 ；聚合物中分子链或和链段或和微晶的某一晶轴或晶面，朝着某一方向或平行于某一平面择优取向排列的结构，这种聚合物此时处于取向态，称为取向聚合物11.晶面指数：如某晶面和a，b，c三个晶轴相交，截距为单位矢量的整数倍，截距倒数通分后取分子得到的数二高分子聚集态结构包括哪些内容？试述高分子聚集态结构有哪些特点及与成型加工条件、性能的关系。四 如何从结构上分析某种聚合物属于结晶性聚合物？答：对于均聚物，若高分子不含有立体异构中心，结构单元的键接规整，有结晶能力，结构越简单，对称性越好，结晶能力越大，若高分子中含有立体异构中心，全同，间同，全顺，全反式异构构型的，有结晶能力，等
9、规度越高，结晶能力越大，若高分子含有立体异构中心，无规立体异构中心一般无结晶能力，若几何对称性好，也有结晶能力。对于共聚物，交替共聚物中若分子链不含有立体异构中心，有结晶能力。无规共聚物中若参与共聚的单体相应的均聚物都是结晶性聚合物，且有相同的结晶结构，有结晶能力，若结晶结构不同，当一种为主，有结晶能力，若两者成分相当，无结晶能力，若一种单体对应的均聚物是结晶聚合物，另一种是非结晶性聚合物，当结晶性聚合物单元为主体时有结晶能力。接枝共聚物的主链或支链相应的均聚物是结晶性聚合物，有结晶能力。嵌段共聚物中的段落对应的均聚物是结晶聚合物时，有结晶能力。对于交联聚合物，若交联前的先行聚合物是结晶性聚合
10、物，交联度不太大时，有结晶能力，随交联度增大，结晶能力减小，交联度太大时，无结晶能力。对于支化聚合物，若相应的象形聚合物是结晶性聚合物，支化度不太大时，有结晶能力，支化度太大时，无结晶能力。分子链刚性或柔性过大，也无结晶能力。分子间作用力大的有结晶能力。分子量大的结晶能力小。五 以聚乙烯为例，说明在什么条件下可以形成单晶、球晶、串晶、伸直链片晶，这些形态的晶体特征是什么？为什么在聚合物不易形成100结晶的宏观单晶体？答：溶于溶剂中制成极稀的溶液，在一定温度下缓慢结晶形成单晶，单晶为平面状单层片晶，在三维空间内有序，厚度10nm左右。在不存在应力和流动的情况下，高聚物从浓溶液中析出，或从熔融状态
11、降温结晶，得到球晶。球晶有径向对称中心，消光黑十字，正负光性，分为螺旋状和放射状，一般不透明。高聚物溶液在搅拌或流动情况下结晶，高分子链平行交错排列形成伸直链结构纤维状晶体，在晶体上有排列的晶片，晶片平面垂直于纤维，也垂直于晶片平面，形似羊肉串。高聚物熔体在高温高压下形成的厚度与分子链长度相当的晶片的晶体称为伸直链片晶，分子链轴的方向与平面平行，晶片厚度与分子链相当。由于高分子晶体中存在很多缺陷，所以不易形成100%结晶的宏观单晶。六 在正交偏光显微镜上观察球晶时，可以看到消光黒十字、明暗相间的同心圆环（消光环，对某些球晶），解释这些现象。答：由于球晶有结构不对称性，一束平面偏振光照到球晶上后
12、，由于折光指数不同而发生双折射，入射光分成两束光速不同的光，这两束光发生干涉产生的现象。七 将下列三组聚合物的结晶难易程度排列成序，并说明原因 (1)PE，PP，PVC，PS，PAN； (2)聚对苯二甲酸乙二酯，聚间苯二甲酸乙二酯，聚己二酸乙二酯； (3)PA 66，PA 1010 PEPANPPPVCPS PE结构对称，易结晶；PAN高分子链间含有氢键，分子间作用力大，PS含有苯环，位阻效应大，不易结晶聚己二酸乙二酯聚对苯二甲酸乙二酯聚间苯二甲酸乙二酯 聚己二酸乙二酯中不含苯环，聚对苯二甲酸乙二酯苯环相隔较远，位阻效应小PA66PA1010 PA66酰胺键密度大，形成的分子间氢键多八 试述A
13、vrami方程在本体聚合物结晶动力学研究中的意义。研究Avrami方程可以得到成核机理及结晶速率的信息九 已知聚乙烯、聚偏氯乙烯，全同聚甲基丙烯酸甲酯的玻璃化温度分别为80，18和45，其熔点分别为141、198和160，试用经验方法估算： (1)它们最大结晶速度时的温度Tc max； (2)找出Tc maxTm比例的经验规律 Tmax=0.63Tm+0.27Tg-18.50.85十 温度对本体聚合物结晶速度影响的规律是什么？解释其原因。过冷区，比Tm低10-30，成核速率很小，几乎为零。晶核生成速度控制区，随T降低，晶核生成速度增加，结晶速度增加最大结晶速度区，结晶速度最大，Tmax=0.8
14、5Tm或T=0.63Tm+0.27Tg-18.5晶核生长速度控制区。温度对本体聚合物结晶速度影响成单峰曲线是因为聚合物自熔体降温时结晶过程包括两个，晶核形成和晶体生长，高温有利于晶体生长，低温有利于晶核形成。十一 均聚物A是一种结晶聚合物，若加入10体积分数的增塑剂（x1=-0.1）或者用10摩尔的单体B与单体A进行无规共聚（单体B的均聚物为非结晶性聚合物），增塑均聚物A的熔点与AB无规共聚物的熔点何者高？能从中得到什么规律？加入增塑剂和共聚都能降低熔点。玻璃化转变温度对加入增塑剂敏感，熔点对共聚敏感十二 两种聚丙烯丝，在纺丝过程中，牵伸比相同，而分别采用冰水冷却和90热水冷却。将这两种丝加热
15、到90，何者收缩率大？为什么？冷水冷却的收缩率大。 因为冷却定型的目的是使小链段解取向，冰水冷却时小链段解取向不完全。热水冷却定型结晶完善，形成微晶，小链段解取向完全。所以冷水冷却收缩率大。十三 有两种乙烯和丙稀的共聚物，其组成相同，其中一种在室温时是橡胶状的，一直到温度降低到-70时才变硬；另一种在室温时却是硬而韧又不透明的材料，试解释它们内在结构上的差别。第一种是乙烯和丙烯的无规共聚物，结构不规整，堆砌不紧密，基本不结晶，Tg较低，室温下呈高弹态。第二种是乙烯和丙烯的嵌段共聚物，是结晶聚合物，室温下处于结晶态，表现为硬而韧且不透明十四 在聚合物纺丝工艺中，都有牵伸和热定型两道工序，为什么？热定型温度如何选择？溶液纺丝牵伸是为了使大分子，大链段，小链段取向。热定型是使小链段解取向。熔融纺丝牵伸是为了使大分子链段取向。热定型使结晶完善，非晶区中小链段解取向。 热定型温度一般在Tg-Tm间十五 高分子液晶的结构有几种类型？特征如何？液晶性聚合物溶液的 -C、 -T、 -的关系如何？这些关系的意义如何？根据有序程度分为近晶型，向列型，胆甾型。根据成型条件分为主链型液晶和侧链型液晶。根据晶体呈现的条件分为热致型和溶致型。十六
