高分子物理知識點總結(jié)及習(xí)題

1、聚合物的結(jié)構(gòu)（計算題：聚合物的結(jié)構(gòu)（計算題：均方末端距與結(jié)晶度）1.簡述聚合物的層次結(jié)構(gòu)。答：聚合物的結(jié)構(gòu)包括高分子的鏈結(jié)構(gòu)和聚合物的凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)，高分子的鏈結(jié)構(gòu)包括近程結(jié)構(gòu)（一級結(jié)構(gòu)）和遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)（二級結(jié)構(gòu)）。一級結(jié)構(gòu)包括化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)單元鏈接方式、構(gòu)型、支化與交聯(lián)。二級結(jié)構(gòu)包括高分子鏈大小（相對分子質(zhì)量、均方末端距、均方半徑）和分子鏈形態(tài)（構(gòu)象、柔順性）。三級結(jié)構(gòu)屬于凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)，包括晶態(tài)結(jié)構(gòu)、非晶態(tài)結(jié)構(gòu)、取向態(tài)結(jié)構(gòu)、液晶態(tài)結(jié)構(gòu)和織態(tài)結(jié)構(gòu)

2、。構(gòu)型：是指分子中由化學(xué)鍵所固定的原子在空間的幾何排列。（要改變構(gòu)型，必須經(jīng)過化學(xué)鍵的斷裂和重組。）高分子鏈的構(gòu)型有旋光異構(gòu)和幾何異構(gòu)兩種類型。旋光異構(gòu)是由于主鏈中的不對稱碳原子形成的，有全同、間同和無規(guī)三種不同的異構(gòu)體（其中，高聚物中全同立構(gòu)和間同立構(gòu)的總的百分?jǐn)?shù)稱為等規(guī)度。）。全同（或等規(guī)）立構(gòu)：取代基全部處于主鏈平面的一側(cè)或者說高分子全部由一種旋光異構(gòu)單元鍵接而成間同立構(gòu)：取代基相間地分布于主鏈平面的兩側(cè)或者說兩種旋光異構(gòu)單元交替

3、鍵接無規(guī)立構(gòu)：取代基在平面兩側(cè)作不規(guī)則分布或者說兩種旋光異構(gòu)單元完全無規(guī)鍵接幾何異構(gòu)是由于主鏈中存在雙鍵而形成的，有順式和反式兩種異構(gòu)體。構(gòu)象：原子或原子基團圍繞單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的空間分布。鏈段：把若干個鍵組成的一段鏈作為一個獨立運動的單元鏈節(jié)（又稱為重復(fù)單元）：聚合物中組成和結(jié)構(gòu)相同的最小單位高分子可以分為線性、支化和交聯(lián)三種類型。其中支化高分子的性質(zhì)與線性高分子相似，可以溶解，加熱可以熔化。但由于支化破壞了高分子鏈的規(guī)整性，其結(jié)晶能

4、力大大降低，因此支化高分子的結(jié)晶度、密度、熔點、硬度和拉伸強度等，都較相應(yīng)的線性高分子的低。交聯(lián)高分子是指高分子鏈之間通過化學(xué)鍵形成的三維空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，交聯(lián)高分子不能溶解，只能溶脹，加熱也不能熔融。高分子鏈的構(gòu)象就是由單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)而形成的分子在空間的不同形態(tài)。單鍵的內(nèi)旋轉(zhuǎn)是導(dǎo)致高分子鏈呈卷曲構(gòu)象的根本原因，內(nèi)旋轉(zhuǎn)越自由，卷曲的趨勢就越大。這種不規(guī)則的卷曲的高分子構(gòu)象稱為無規(guī)線團。高分子鏈的內(nèi)旋轉(zhuǎn)并不是完全自由的，有鍵角和空間位阻的限制。自

5、由結(jié)合鏈的內(nèi)旋轉(zhuǎn)沒有鍵角和位壘限制；自由旋轉(zhuǎn)鏈有鍵角限制，但沒有空間位阻的限制。自由結(jié)合鏈和自由旋轉(zhuǎn)鏈都是假想的理想鏈，實際中是不存在的。實際的高分子鏈既不是自由結(jié)合鏈，也不是自由旋轉(zhuǎn)鏈，但可以看作是一個等效的自由結(jié)合鏈。柔順性：高分子鏈能夠改變其構(gòu)象的性質(zhì)末端距：線性高分子的一端到另一端的距離（全同聚乙烯醇的分子鏈所采取的構(gòu)象是平面鋸齒鏈；因為聚乙烯醇的取代基—OH能形成分子內(nèi)氫鍵，因而與聚α烯烴不同，全同聚乙烯醇不形成螺旋鏈，而形成

6、平面鋸齒鏈構(gòu)象）4.答：高分子鏈的柔性隨相對分子質(zhì)量的增大而增大。柔性好和強的分子間作用力都能提高聚合物的結(jié)晶能力（柔性好提高了鏈段向結(jié)晶部分?jǐn)U散和排列的能力；強的分子間作用力使結(jié)晶結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，從而有利于結(jié)晶）。高聚物的結(jié)晶溫度越高，熔限越窄（結(jié)晶溫度越高，分子鏈的運動能力越強，分子鏈可以充分調(diào)整其構(gòu)象，使形成的結(jié)晶比較完善，因而熔限較窄）。5.聚合物在結(jié)晶過程中或出現(xiàn)體積收縮，為什么？說明含硫量不同的橡皮在結(jié)晶過程中體積改變與時間的，并

7、畫出相應(yīng)的示意圖。答：結(jié)晶中分子鏈的規(guī)則堆砌使密度增加，從而結(jié)晶過程中會出現(xiàn)體積收縮。橡膠含硫量增加，交聯(lián)密度增大，減弱了結(jié)晶能力，結(jié)晶程度和結(jié)晶速率都下降，表現(xiàn)在結(jié)晶曲線上，最小的體積收縮率和曲線都減少。6.試分析纖維素分子鏈為什么是剛性的。答：因為a、分子有極性，分子鏈間相互作用力強；b、六元吡喃環(huán)結(jié)構(gòu)使內(nèi)旋轉(zhuǎn)困難；c、分子間和分子內(nèi)都能形成氫鍵，尤其是分子內(nèi)氫鍵使糖苷鍵不能旋轉(zhuǎn)，從而大大增加了剛性。7.假若聚丙烯的等規(guī)度不高，能不

8、能用改變構(gòu)象的方法提高等規(guī)度？答：不能。提高聚丙烯的等規(guī)度須改變構(gòu)型，而改變構(gòu)型與改變構(gòu)象的方法根本不同。構(gòu)象是圍繞單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)所引起的分子鏈形態(tài)的變化，改變構(gòu)象只需克服單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)位壘即可實現(xiàn)；而改變構(gòu)型必須經(jīng)過化學(xué)鍵的斷裂才能實現(xiàn)。8高密度聚乙烯、低密度聚乙烯和線性低密度聚乙烯在分子鏈上的主要差別是什么？答：高密度聚乙烯為線性結(jié)構(gòu)，低密度聚乙烯為具有長支鏈的聚乙烯，而線性低密度聚乙烯的支鏈?zhǔn)嵌讨ф湥梢蚁┖透呒壍摩料N共聚合而生成。共聚