聚合物的聚集态结构
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第一章高聚物的结构高聚物的结构包括高分子链结构和聚集态结构,研究高聚物结构的根本目的,是了解高聚物结构与其物理性能之间的关系,以及高聚物分子运动的规律,为高聚物分子设计和材料设计建立科学基础,同时指导我们正确地选择和使用高聚物材料,更好地掌握高聚物的成型加工工艺条件,并通过各种途经,改变高聚物的结构,以达到改进性能。
高聚物结构有很多特点,高聚物是很多碳原子以共价键联结的大分子,分子链长,并具有多分散性,分子之间相互作用力大,机械强度高,高聚物在使用时还加入很多掺合物以达到提高性能、改进性能的目的。
1-1高分子高分子是由许多相同或不同的基本链节作为化学结构单元,通过共价键连接起来的大分子,又称高聚物、聚合物、大分子及高分子化合物。
1-2天然高分子像蛋白质、天然纤维和其他糖类等天然产物,具有特殊的结构特征,这些结构特征是分子长度均一,以及分子的化学结构完全相同,在这些化合物中,每一个分子具有不同单体单元构成完全相同的序列。
1-3合成高分子将一种或两种以上的单体,经人工合成的高分子化合物,是与天然高分子向对照而言的,如合成树脂、合成纤维、合成橡胶、合成皮革、合成涂料、合成胶粘剂等,都是以合成高分子为主的,合成高分子的分子量分布较天然高分子的多。
1-4碳链高分子高分子主链是由相同的碳原子,以共价键连结的长链分子,如聚乙烯CH2CH2n。
这类高聚物,工业产量最大,用途最广,除聚四氟乙烯外,可塑性好,容易成型加工,原料丰富,成本较低,但缺点是易老化,耐热性差。
1-5杂链高分子在高分子主链上,除碳原子外,还有氧(O)、氮(N)、硫(S)等元素组成,并以共价键连结。
如聚苯二甲酸乙二醇酯C C OOCH2CH2On聚酰胺NH(CH3)4NH CO(CH3)4COn这类高分子具有较高的耐热性和机械强度,比碳链高分子要高,但因主链上常有极性基团,容易水解,杂链高分子一般作为工程塑料用。
1-6元素有机高分子这种高分子主链上含有硅Si、磷P、钛Ti、砷As、锡Sn、锑Sb、锗Ge等元素和氧组成主链,但在侧基上还含有有机基团。
高分子物理第一章答案【篇一:高分子物理各章节答案第1章】> 1、对于聚乙稀自由旋转链,均方末端距与链长的关系是()。
解: 2、等规聚丙烯经体中分子链处于()构象。
解:螺旋3、c5链至少有()种构象。
解:94、高分子链的柔顺性越大,它在溶液中的构象数越(),其均方末端距越()。
解:多小5、聚异戊二烯可以生成()种有规异构体,它们是()。
解:六顺式1,4加成聚异戊二烯,反式1,4加成聚异戊二烯,全同1,2加成聚异戊二烯,间同1,2加成聚异戊二烯,全同3,4加成聚异戊二烯,间同3,4加成聚异戊二烯判断题1、下列聚合物分子链柔顺性的顺序是()硅橡胶聚异丁烯聚甲基丙烯酸甲酯聚二甲基苯基醚氧解析:表述正确。
2、-{-ch2ch2-st-}-和-{-ch=ch-st-}-两种聚合物的分子链都含有苯环,所以刚性较好,在室温下都可以作为塑料使用()解析:高分子链的柔性与实际材料的刚柔性不能混为一谈。
判断材料的刚柔性,必须同时考虑分子内的相互作用以及分子间的相互作用和凝聚状态。
3、不同聚合物分子链的均方末端距越短,表示分子链柔顺性越好()解析:这种说法是错误的。
4、高斯链的均方末端距远大于自由旋转链的均方末端距()解析:这种说法是错误的。
5、理想的柔性链运动单元为单键()解析:表述正确。
对于真实的柔性链运动单元为链段。
6、因为天然橡胶相对分子质量很大,加工困难,故加工前必须塑炼()解析:表述正确。
7、因为聚氯乙烯分子链柔顺性小于聚乙稀,所以聚氯乙烯塑料比聚乙稀塑料硬(对?)解析:表述正确。
8、无规聚丙烯分子链中的-c-c-单键是可以内旋转的,通过单键内旋转可以把无规立构的聚丙烯转变为全同立构体,从而提高结晶度()解析:全同立构及无规立构指的是高分子链的构型,而要改变构型,必须经过化学键的断裂和重组。
通过单键内旋转只能改变其构象。
9、主链由饱和单键构成的高聚物,因为分子链可以围绕单键进行内旋转,故链的柔性大,若主链中引入了一些双键,因双键不能内旋转,故主链柔顺性下降()解析:当主链含有含有孤立双键时,大分子的柔性也比较大,由于双键旁的单键内旋转容易,因此柔性好。
高分子物理考研习题整理02高分子的聚集态结构1 高分子结晶的形态①指出聚合物结晶形态的主要类型, 并简要叙述其形成条件有五种典型的结晶形态。
单晶: 只能从极稀的聚合物溶液中缓慢结晶得到。
球晶: 从浓溶液或熔融体冷却时得到。
伸直链晶体: 极高压力(通常需几千大气压以上)下缓慢结晶。
纤维状晶体:受剪切应力(如搅拌), 应力不足以形成伸直链片晶时得到。
串晶: 受剪切应力(如搅拌), 后又停止剪切应力时得到。
②让聚乙烯在下列条件下缓慢结晶, 各生成什么样的晶体?(1)从极稀溶液中缓慢结晶;(2)从熔体中结晶;(3)极高压力下结晶;(4)在溶液中强烈搅拌结晶(1)从极稀溶液中缓慢结晶, 得到的是单晶。
1957年Keller在极稀溶液中, 于Tm附近缓慢地冷却或滴加沉淀剂使聚乙烯结晶, 得到菱形的聚乙烯折叠链的单晶。
(2)从熔体中结晶, 得到的是球晶, 球晶的基本单元仍是折叠链晶片。
(3)极高压力下结晶, 得到的是伸直链晶体。
例如, 聚乙烯在226℃、4800atm下结晶8h, 得到完全伸直链的晶体, 其熔点由原来的137℃提高的140.1℃, 接近平衡熔点144℃。
(4)在溶液中强烈搅拌结晶, 得到的是串晶。
因为搅拌相当于剪切应力的作用, 使结晶与取向同时进行。
串晶由两部分组成, 中间为伸直链的脊纤维i, 周围是折叠链晶片形成的附晶。
由于结晶是在分子链的主链上成核, 在垂直方向上长大, 因此得到的是串晶。
③聚合物因结晶方法、热处理和力学处理不同, 呈现出不同的结晶形态, 简述下列各种形态结构的特征。
(1)单晶(2)球晶(3)拉伸纤维晶(4)非折叠的伸直链晶体(5)串晶(1)单晶: 厚为10-50nm的薄板状晶体(片晶), 有菱形、平行四边形、长方形、六角形等形状, 分子链呈折叠链构象, 分子链垂直于片晶表面;(2)球晶: 球形或截顶的球晶, 由折叠链片晶从中心往外辐射生长组成;(3)拉伸纤维晶: 纤维状晶体中分子链完全伸展, 但参差不齐, 分子链总长度大大超过分子链平均长度;(4)非折叠的伸直链晶体:厚度与分子链长度相当的片状晶体, 分子链呈伸直链构象;(5)串晶:以纤维状晶作为脊纤维, 上面附加生长许多折叠链片晶。