南昌大学高分子物理期末考试终极解码
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南昌大学道路交通安全管理暂行办法(2) 页脚内容11 1.比较下列四组高分子链的柔顺性并简要加以解释。
2.某单烯类聚合物的聚合度为104,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?(假定该分子链为自由旋转链。)
7.70cos1cos1/cos1cos15.109154.010*22102,x22,max44nhhnlhnlhlXnXrfmarfnn,则均方根末端距,,完全伸直链的长度,,,
3.无规聚丙烯在环己烷或甲苯中、30℃时测得的空间位阻参数(即刚性因子)σ=1.76,试计算其等效自由连接链长度b(已知碳—碳键长为0.154nm,键角为109.5°)。 答:b=0.953nm 南昌大学道路交通安全管理暂行办法(2)
页脚内容11 nm953.05.109cos1)5.109cos1(154.076.1cos1cos176.1cos1cos176.1222max2,2max2022,max202max2,20nlnlhhhhbnlhnlhhhZhh
rfrfrf
,,
4. 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)。
答:均方末端距为2276.8nm2。 聚苯乙烯的重复单元的M=104,Mn=416000,则n=2Xn=Mn/M=8000,l=0.154nm,则
22n
2
08.2276154.0*8000*12nmnlCh
第二章 1.某结晶聚合物的注射制品中,靠近模具的皮层具有双折射现象,而制品内部用偏光显微镜观察发现有Maltese黑十字,并且越靠近制品芯部,Maltese黑十字越大。试解释产生上述现象的原因。如果降低模具的温度,皮层厚度将如何变化?答:(1)由于形成球晶,球晶具有双折射现象,自然光经过偏振片变为偏振光,通过球晶发生双折射,分成两束振动方向垂直的偏振光,两束偏振光在与检偏镜平行方向上存在分量,分量速度不同,产生相位差而干涉,使呈现黑十字消光图像,制品外部与模具接触,冷却速度快,球晶来不及生长而成多层片晶或小球晶,而制品芯部温度高,结晶时间充分,生长为大球晶,因此消光图像更大。 2.(2)降低温度会增加过冷度,缩短结晶时间,因而皮层厚度增加。
2. 某一聚合物完全结晶时的密度为0.936 g/cm3,现知该聚合物的实际密度为0.900 g/cm3,试问其体积结晶度应为多少?
解:P49公式(2-9)561.0854.0936.0854.0900.0acavcx 3. 用声波传播法测定拉伸涤纶纤维的取向度。若实验得到分子链在纤维轴方向的平均取向角θ为30°,试问该试样的取向度为多少?
解:P63公式(2-14),625.0)1cos3(212f 第三章
1. 苯乙烯-丁二烯共聚物(δ=16.7)难溶于戊烷(δ=14.4)和乙酸乙酯(δ=17.8)。若选用上述两种溶剂的混合物,什么配比使对共聚物的溶解能力最佳? 南昌大学道路交通安全管理暂行办法(2) 页脚内容11 2. 计算下列三种情况下溶液的混合熵,讨论所得结果的意义。 (1) 991012个小分子A与108个小分子B相混合(假定为理想溶液); (2) 991012个小分子A与108个大分子B相混合(设每个大分子“链段”数x=104); (3) 991012个小分子A与1012个小分子相混合(假定为理想溶液)。
3. 在20C将10-5mol的聚甲基丙烯酸甲酯(nM=105,=1.20 g/cm3)溶于179 g氯仿(=1.49 g/cm3)中,计算溶液的混合熵、混合热和混合自由能(已知
12=0.377)。 南昌大学道路交通安全管理暂行办法(2)
页脚内容11
第四章 1. 用渗透压法测得试样A和B的摩尔质量分别为4.20105 g/mol和1.25105g/mol,试计算A、B两种试样等质量混合物的数均分子量和重均分子量。
解:数均分子量
molg1092711025110251110402110204110204102511104021102041MxM555555555iiin/..)./()./()./(.)./()./()./(
重均分子量 molg10725210251501020450MM555iii/.....
2. 35 ℃时,环己烷为聚苯乙烯(无规立构)的θ溶剂。现讲300 mg聚苯乙烯(ρ=1.05 g/cm3, nM=1.5105)于35 ℃溶于150 mL环己烷中,试计算:(1)第二维利系数A2;(2)溶液的渗透压。 答:(1)因为35℃时,环己烷为聚苯乙烯(无规立构)的θ溶剂。而且反应温
度为35℃,所以 南昌大学道路交通安全管理暂行办法(2)
页脚内容11 (2)CAM1RTc2 3333cm1021500511030010300mc/g.VV--
-
环己烷聚苯乙烯聚苯乙烯
23480RTcg/cm.M
其中R=8.484×10^4 T=308K
3.某聚苯乙烯试样,经过分级后,得到5组分,用光散射法测定了各级分的重均分子量,用黏度法(22 ℃、二氯乙烷溶剂)测定了各级分的特性粘数,结果列于下表:
410nM
0.308 1.55 48.0 56.8 157
[] (dL/g) 0.0405 0.122 1.38 1.42 2.78 根据上述数据求出粘度公式KM中的两个常数K和值。 解:由[η]=KMα得:lg[η]=lgK+αlgM,以lg[η]对lgM作图,斜率即为α,截距为lgK。 第五章
1. 比较下列各组聚合物的Tg高低并说明理由: (1) 聚二甲基硅氧烷,顺式聚1,4-丁二烯; (2) 聚己二酸乙二酯,聚对苯二甲酸乙二酯; (3) 聚丙烯,聚4-甲基-1-戊烯; (4) 聚氯乙烯,聚偏二氯乙烯。 解:(1)Tg:聚二甲基硅氧烷 < 顺式聚1,4—丁二烯,聚二甲基硅氧烷主链为饱和单键,取代基为非极性对称取代基,链柔性较大,故Tg较低; (2)聚已二酸乙二醇酯 < 聚对苯二甲酸乙二醇酯,聚对苯二甲酸乙二醇酯中取代基为苯环,空间位阻较大,故Tg较高; (3)聚丙烯 > 聚4-甲基1-戊烯,聚4-甲基1-戊烯碳链较长,链的柔顺性较大,故Tg较低; (4)聚氯乙烯 > 聚偏二氯乙烯,聚偏二氯乙烯中极性取代基为对称双取代,偶极矩抵消一部分,整个分子极性减小,内旋转位垒降低,柔性增加,故Tg较低。
2. 均聚物A的熔点为200 ℃,熔融热为8374 J/mol重复单元。如果在结晶的AB无规共聚物中,单体B不能进入晶格,试预测含单体B 10%摩尔分数的共聚物的熔点。 南昌大学道路交通安全管理暂行办法(2) 页脚内容11 解:Au0mmxHRT1T1ln即90837431482732001T1m.ln.解得451.8178.8mTKC 3. 现有某种聚丙烯试样,将其熔体10 mL于150 ℃在膨胀计中进行等温结晶,不同时间测得聚合物的体积值如下: t/min 3.2 4.7 7.1 12.6 20
V/mL 9.9981 9.9924 9.9765 9.8418 9.5752 已知聚丙烯晶胞密度为0.96 g/cm3,完全非晶态时密度为0.84 g/cm3,结晶完全时体积结晶度为50%。试用Avrami方程计算该试样的结晶速度常数K和Avrami指数n。
3.21.24811.25nK 3.9375853nn 3.20.01521nk
12.61.09181.25nK 3.937588.9546n 12.60.1353nk
或:tnkv0vvvtlglglnlg t 3.2 4.7 7.1 12.6 20 lgt 0.505 0.6721 0.8512 1.1004 1.301 V 9.9981 9.9924 9.9765 9.8418 9.5752
VVVVt0 0.99696 0.98784 0.9624 0.74688 0.32032
]lnlg[0VV
VVt
-2.51647 -1.91241 -1.41652 -0.53484 0.05631 南昌大学道路交通安全管理暂行办法(2)
页脚内容11 y = 3.2303x - 4.1266-3-2.5-2-1.5-1
-0.5
00.500.20.40.60.811.21.4
所以:n=3.2303 lgK= - 4.1266 K=7.47×10-5 215-1894.3211894.32121107.47693.0693.02lnttttKn17.8
4. 为什么涤纶采用熔融纺丝方法,而腈纶却用湿法纺丝? 答:由于聚丙烯腈的熔点很高(318℃),分解温度(220℃)低于熔点,所以不能用熔融纺丝。由于聚对苯二甲酸乙二酯的熔点为260~270℃,低于分解温度(约为350℃),可用熔融纺丝。 5. 某一聚苯乙烯试样,已知160 ℃时黏度为103Pa•S,试估算Tg(100 ℃)时及120 ℃时的黏度。 解:
由WLF方程:lgaT=)(6.51)(44.178gTTTT aT=o
)100160(6.51)100160(44.17100160
=-9.38 ∴100=2.4×1012 (Pa·s)
lg)100120(6.51)100120(44.17100120=-4.87 ∴120=3.2×107 (Pa·s) 6. 一种聚合物在加工中劣化,其重均分子量从1106下降到8105。问加工前后熔融黏度之比是多少? 答:2.14. 过程请君自己算。
后续资料 1.分别画出牛顿流体、理想弹性体、线性和交联聚合物的蠕变曲线及回复曲线。
Huggings参数:自己翻一下书。