高分子物理习题课1

高分子物理习题课•试分析讨论分子结构、结晶、交联、取向对高聚物拉伸强度的影响。（1）凡使分子柔性减小的因素及分子间力增大如生成氢键等都有利于高聚物拉伸强度的提高；分子量增大，拉伸强度提高，但有极大值，之后变化不大；（2）结晶度提高，拉伸强度提高，但有极大值，之后变化不大,结晶度相同时，结晶尺寸减小，拉伸强度提高；•结晶形态：球晶串晶伸直链晶片。•（3）随交联密度提高，高聚物拉伸强度先增大后减小；•（4）平行于取向方向上拉伸强度增加，垂直于取向方向上拉伸强度减小。•请分别画出低密度PE，轻度交联橡胶的下列曲线，并说明理由。•（1）温度形变曲线•（2）蠕变及回复曲线•（3）应力-应变曲线（并标明拉伸强度）•图中：1为轻度交联橡胶的温度形变曲线；•2为低M低密度PE的温度形变曲线；•3为高M低密度PE的温度形变曲线；•a：低密度PE的Tg；b：轻度交联橡胶的Tg；•c：低密度PE的Tm；d：高分子量低密度PE的Tf。•原因：因为是轻度交联，仍有明显的玻璃化转变，由于交联作用，没有熔融和粘流。•低密度PE由于结晶含量较少，有明显的玻璃化转变和熔融转变，对于低分子量的PE，其Tf低于Tm，所以熔融后直接进入粘流态；对于高分子量PE，其Tf高于Tm，有明显的粘流转变。写出下列高聚物的结构式，比较Tg的高低，并说明理由•（2）聚异丁烯、聚二甲基硅氧烷、聚偏二氟乙烯、聚偏二氯乙烯•（手工画结构式）•Si-O主链键长键角均大于C-C主链，且O上无取代基，取代基对称，所以柔性最好；•其余三者主链组成相同，侧基都对称，侧基极性甲基小于CL和氟原子，但氟原子体积小于氯原子，所以排列如下：•Tg：聚二甲基硅氧烷聚异丁烯聚偏二氟乙烯聚偏二氯乙烯轻度交联橡胶低密度PE（2）ε1：普弹形变；ε2：高弹形变；ε3：塑性形变。原因：轻度交联橡胶因交联键的限制，无明显的塑性形变，但有普弹形变和高弹形变；低密度PE中的结晶部分类似于交联点，但由于结晶含量较低，所以在外力的作用下，除发生普弹和高弹形变外，非晶部分仍能发生塑性形变。•（3）•原因：轻度交联橡胶室温拉伸时应力-应变属高弹形变，无屈服和冷拉，一般来说，拉伸强度等于断裂强度；•低密度PE属低结晶度高聚物，拉伸时有屈服，有时有冷拉（与低密度PE的分子量大小有关），但应力应变曲线与高结晶度PE明显不同，即低密度PE冷拉不完全，屈服之前有明显的非线性区。已知PE和PMMA流动活化能分别为41.8kJ.mol-1和192.3kJ.mol-1，PE在473K时的粘度；而PMMA在513K时的粘度。试求：（1）PE在483K和463K时的粘度，PMMA在523K和503K时的粘度；（2）说明链结构对聚合物粘度的影响；（3）说明温度对不同结构聚合物粘度的影响（3）刚性链的粘度比柔性链的粘度，受温度的影响大。16已知增塑PVC的Tg为338K，Tf为418K，流动活化能，433K时的粘度为5Pa.s。求此增塑PVC在338K和473K时的粘度各为多大？•写出三个判别溶剂优劣的参数；并讨论它们分别取何值时，该溶剂分别为聚合物的良溶剂、不良溶剂、θ溶剂；高分子在上述三种溶液中的热力学特征以及形态又如何？•今有下列四种聚合物试样：•（1）分子量为2×103的环氧树脂；•（2）分子量为2×104的聚丙烯腈；•（3）分子量为2×105的聚苯乙烯；•（4）分子量为2×106的天然橡胶；•欲测知其平均分子量，试分别指出每种试样可采用的最适当的方法（至少两种）和所测得的平均分子量的统计意义。•解：（1）端基分析法（），VPO法（）；•（2）粘度法（），光散射法（）；•（3）粘度法（），光散射法（）；•（4）膜渗透法（），粘度法（）。•在PET(聚对苯二甲酸酯)塑料加工过程中，通常会加入成核剂，试说明其原理及对产品性能的影响。•试说明结晶高聚物的微观结构具有哪些特征？高结晶度材料的分子链应具备什么结构特点？•一条大分子穿过数个晶胞；•晶体中分子链取稳定构象，并构象固定；•晶胞的各向异性；•具有同质多晶现象；•结晶的不完善性。•2：链的对称性：高分子链的结构对称性越高，越容易结晶；（2分）•链的规整性：规整性越高，越易结晶，键接顺序应规整，构型应是全同或间同立构；对于二烯类聚合物，反式的结晶能力大于顺式；（2分）•链的柔顺性应适中：一定的柔顺性是结晶时链段向结晶表面扩散和排列所必需的。•高度结晶材料应同时具备以上三个要求，缺一不可。简述聚合物共混体系相容性的判别方法•聚乙烯有较高的结晶度（一般为70%），当它被氯化时，链上的氢原子被氯原子无规取代，发现当少量的氢（10~50%）被取代时，其软化点下降，而大量的氢（70%）被取代时则软化点又上升，试解释之。•从分子的对称性和链的规整性来比较，PE链的规整性最好，结晶度最高；链中氢被氯取代后，在前，分子对称性破坏，使结晶度和软化点都下降；当时，分子的对称性又有恢复，因此产物软化温度又有些上升，但不会高于原PE的软化温度。•PA-6、PA-66、PA-1010回潮率和抗张强度的大小；•回潮率大小：PA-6PA-66PA-1010•抗张强度：PA-6PA-66PA-1010•写出下列高聚物的结构式，比较Tg的高低，并说明理由•（1）顺丁橡胶、聚乙烯、聚氯乙烯、氯丁橡胶、聚苯乙烯•BR主链不含侧基，且有孤立双键，所以柔性最好，Tg最低；PE与BR相比缺少孤立双键，柔性次之；CR中虽有孤立双键，但有极性侧基氯原子，柔性降低，Tg升高；PVC中无孤立双键，有极性侧基氯原子，柔性降低；聚苯乙烯中无孤立双键，有刚性侧基苯环，Tg最高。•既主链连含有孤立双键，柔性增加；侧基体积增大，或极性增大，柔性降低。•Tg：顺丁橡胶聚乙烯氯丁橡胶聚氯乙烯聚苯乙烯肇庆代办工商注册娄梅花灛