第三章、聚合物的非晶态
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东华大学《高分子物理》各章选择判断题第一章高分子链的结构二、单项选择题:1. 氯乙烯聚合时存在头—尾、头—头或尾—尾键接方式,它们被称为:(a) 旋光异构体 (b) 顺序异构体 (c) 几何异构体 (d) 无规立构体2.1,4—丁二烯聚合可以形成顺式和反式两种构型,它们被称为:(a) 旋光异构体 (b) 几何异构体 (c) 间同异构体 (d) 无规立构体3. 下列哪些因素会使聚合物的柔性增加:(a) 结晶 (b) 交联 (c) 主链上引入孤立双键 (d) 形成分子间氢键4. 下列哪个物理量不能描述聚合物分子链的柔性:(a) 极限特征比 (b) 均方末端距 (c) 链段长度 (d ) 熔融指数5. 高分子内旋转受阻程度增加,其均方末端距:(a) 增加 (b) 减小 (c) 不变 (d ) 不能确定6. 如果不考虑键接顺序,线形聚异戊二烯的异构体数为:(a) 6 (b) 7 (c) 8 (d) 97. 比较聚丙烯(PP )、聚乙烯(PE )、聚丙烯腈(PAN )和聚氯乙烯(PVC )柔性的大小,正确的顺序是:(a) PE>PP> PAN > PVC (b) PE>PP>PVC>PAN(c) PP > PE >PVC>PAN (d) PP > PE > PAN > PVC8. 同一种聚合物样品,下列计算值哪个最大:(a) 自由结合链的均方末端距 (b) 自由旋转链的均方末端距(c) 等效自由结合链的均方末端距 (d) 一样大9.聚合度为1000的PE ,键长为0.154nm ,则其自由结合链的均方末端距为:(a) 23.7 nm 2 (b) 47.4nm 2 (c) 71.1 nm 2 (d) 94.8 nm 210. PE 的聚合度扩大10倍,则其自由结合链的均方末端距扩大:(a) 10倍 (b) 20倍 (c) 50倍 (d) 100倍11. PE 自由结合链的根均方末端距扩大10倍,则聚合度需扩大:(a) 10倍 (b) 100倍 (c) 50倍 (d) 20倍三、判断题:1. 聚合物和其它物质一样存在固态、液态和气态。
非晶态聚合物是一种具有高度无序结构的材料,其力学性能取决于材料的微观结构和分子链的排列方式。
非晶态聚合物的力学状态通常可以分为三种:玻璃态、高弹态和黏流态。
玻璃态是非晶态聚合物在低温下的一种力学状态,此时分子链之间的运动受到限制,材料表现出高硬度和脆性。
玻璃态的非晶态聚合物在受到外力作用时容易发生断裂,因此不适合作为结构材料。
然而,玻璃态聚合物在光学和电子领域具有广泛的应用,例如制作光学纤维和液晶显示器等。
高弹态是非晶态聚合物在较高温度下的一种力学状态,此时分子链之间的运动较为活跃,材料表现出高弹性和韧性。
高弹态的非晶态聚合物在受到外力作用时能够发生较大形变,并且能够在外力消失后恢复原状。
因此,高弹态聚合物广泛应用于制造橡胶制品、弹性体和减震材料等领域。
黏流态是非晶态聚合物在高温下的一种力学状态,此时分子链之间的运动非常活跃,材料表现出类似流体的性质。
黏流态的非晶态聚合物在受到外力作用时能够发生流动,并且能够在外力消失后保持变形后的形状。
因此,黏流态聚合物广泛应用于制造塑料制品、薄膜和涂层等领域。
非晶态聚合物的力学状态与其微观结构和分子链的排列方式密切相关。
通过改变材料的化学成分、分子量和加工条件等参数,可以调节非晶态聚合物的力学状态,从而满足不同应用场景的需求。
此外,非晶态聚合物的力学状态也与材料的老化和降解过程密切相关,因此需要关注材料的储存和使用条件,以确保材料的性能和寿命。
高分子的溶解溶解与溶胀例3-1 简述聚合物的溶解过程,并解释为什么大多聚合物的溶解速度很慢解:因为聚合物分子与溶剂分子的大小相差悬殊,两者的分子运动速度差别很大,溶剂分子能比较快地渗透进入高聚物,而高分子向溶剂地扩散却非常慢。
这样,高聚物地溶解过程要经过两个阶段,先是溶剂分子渗入高聚物内部,使高聚物体积膨胀,称为“溶胀”,然后才是高分子均匀分散在溶剂中,形成完全溶解地分子分散的均相体系。
整个过程往往需要较长的时间。
高聚物的聚集态又有非晶态和晶态之分。
非晶态高聚物的分子堆砌比较松散,分子间的相互作用较弱,因而溶剂分子比较容易渗入高聚物内部使之溶胀和溶解。
晶态高聚物由于分子排列规整,堆砌紧密,分子间相互作用力很强,以致溶剂分子渗入高聚物内部非常困难,因此晶态高聚物的溶解要困难得多。
非极性的晶态高聚物(如PE)在室温很难溶解,往往要升温至其熔点附近,待晶态转变为非晶态后才可溶;而极性的晶态高聚物在室温就能溶解在极性溶剂中。
例3-2.用热力学原理解释溶解和溶胀。
解:(1)溶解:若高聚物自发地溶于溶剂中,则必须符合:上式表明溶解的可能性取决于两个因素:焓的因素()和熵的因素()。
焓的因素取决于溶剂对高聚物溶剂化作用,熵的因素决定于高聚物与溶剂体系的无序度。
对于极性高聚物前者说影响较大,对于非极性高聚物后者影响较大。
但一般来说,高聚物的溶解过程都是增加的,即>0。
显然,要使<0,则要求越小越好,最好为负值或较小的正值。
极性高聚物溶于极性溶剂,常因溶剂化作用而放热。
因此,总小于零,即<0,溶解过程自发进行。
根据晶格理论得=(3-1)式中称为Huggins参数,它反映高分子与溶剂混合时相互作用能的变化。
的物理意义表示当一个溶剂分子放到高聚物中去时所引起的能量变化(因为)。
而非极性高聚物溶于非极性溶剂,假定溶解过程没有体积的变化(即),其的计算可用Hildebrand的溶度公式:=(3-2)式中是体积分数,是溶度参数,下标1和2分别表示溶剂和溶质,是溶液的总体积。