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6.简述液晶高分子的研究现状,举例说明其应用价值。

答:液晶高分子被用于制造防弹衣,缆绳及航空航天器大型结构部件,可用于新型的分子及原子复合材料,适用于光导纤维的被覆,微波炉件,显示器件信息传递变电检测

7.取向度的测定方法有哪几种?举例说明聚合物取向的实际意义。

(1)用光学显微镜测定双折射来计算;(2)用声速法测定;(3)广角X射线衍射法;(4)红外二向色性;(5)偏正荧光法。

8.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: (2)

9.采用“共聚”和“共混”方法进行聚合物改性有何异同点? 解:略。

10.简述提高高分子合金相容性的手段

答:提高高分子合金的相容性一般用加入第三组分增溶剂的方法。

增溶剂可以是与A、B两种高分子化学组成相同的嵌段或接枝共聚物,也可以是与A、B的化学组成不同但能分别与之相容的嵌段或接枝共聚物。

11.某一聚合物完全结晶时的密度为0.936g/cm3,完全非晶态的密度为0.854g/cm3,现知该聚合物的实际密度为0.900g/cm3,试问其体积结晶度应为多少? (体积结晶度为0.561)

12.已知聚乙烯晶体属斜方晶系,其晶胞参数a=0.738nm,b=0.495nm,c=0.254nm. (1)根据晶胞参数,验证聚乙烯分子链在晶体中为平面锯齿形构象;

(2)若聚乙烯无定形部分的密度ρa=0.83g/cm3,试计算密度ρ=0.97g/cm3聚乙烯试样的质量结晶度。

13.用声波传播测定拉伸涤纶纤维的取向度。若试验得到分子链在纤维轴方向的平均取向角为30。,试问该试样的取向度为多少?

第3章 高分子溶液

1.溶度参数的含义是什么?“溶度参数相近原理”判断溶剂对聚合物溶解能力的依据是什么? 答:(1)溶度参数:是指内聚能密度的平方根; (2)依据是:

?,所以

,因为溶解过程与越相近

>0,要使

<0,

越小越好,又因为

就越小,所以可用“溶度参数相近原理”判断溶剂对聚合物的

溶解能力。

2.什么叫高分子θ溶液?它与理想溶液有何本质区别?

答:(1)高分子θ溶液:是指高分子稀溶液在θ温度下(Flory温度),分子链段间的作用力,分子链段与溶

剂分子间的作用力,溶剂分子间的作用力恰好相互抵消,形成无扰状态的溶液。 此时高分子—溶剂相互作用参数为1/2,内聚能密度为0.(2)理想溶液三个作用力都为0,而θ溶液三个作用力都不为0,只是合力为0. 3.Flory-Huggins晶格模型理论推导高分子溶液混合熵时作了哪些假定?混合热表达式中Huggins参数的物理意义是什么?

答:(1)假定:a.溶液中分子排列也像晶体中一样,为一种晶格排列;b.高分子链是柔性的,所有构象具有相同的能量;c.溶液中高分子“链段”是均匀分布的,即“链段”占有任一格子的几率相同。 (2)物理意义:反映高分子与溶剂混合时相互作用能的变化。

4.什么叫排斥体积效应?Flory-Kingbuam稀溶液理论较之晶格模型理论有何进展?

答:(1)排斥体积效应:在高分子稀溶液中,“链段”的分布实际上是不均匀的,高分子链以一个被溶剂化了的松懈的链球散布在纯溶剂中,每个链球都占有一定的体积,它不能被其他分子的“链段”占有。 (2)进展:把“链段”间的排斥体积考虑进去,更符合实际。

5.高分子合金相分离机理有哪两种?比较其异同点。

解:略。

6.苯乙烯-丁二烯共聚物(δ=16.7)难溶于戊烷(δ=14.4)和醋酸乙烯(δ=17.8)。若选用上述两种溶剂的混合物,什么配比时对共聚物的溶解能力最佳? 解:

7.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)99e12个小分子A与1e8个小分子B相混合(假定为理想溶液);

(2)99e12个小分子A与1e8个小分子B(设每个大分子“链段”数x=1e4)相混合(假定符合均匀场理论); (3)99e12个小分子A与1e12个小分子B相混合(假定为理想溶液)。 答:(1)

;(2)

;(3)

.

结果说明,绝大多数高分子溶液,即使在浓度小时,性质也不服从理想溶液的规律,混合熵

比小分子要大十几倍到数十倍,一个高分子在溶液中可以起到许多个小分子的作用,高分子溶液性质与理想溶液性质偏差的原因在于分子量大,分子链具有柔顺性,但一个高分子中每个链段是相互连接的,起不到x(连段数)个小分子的作用,混合熵比xN个小分子来得小。

8.在20℃将10-5mol的聚甲基丙烯酸甲酯(=105, ρ=1.20g/cm3)溶于179g氯仿(ρ=1.49 g/cm3)中,试

计算溶液的混合熵、混合热和混合自由能。(已知χ1=0.377) 答:

;

;

9.假定共混体系中,两组分聚合物(非极性或弱极性)的分子量不同但均为单分散的,XA/XB=r。试写出计算临界共溶温度下组成关系的方程式,画出r分别为小于1、等于1和大于1时,该体系的旋节线示意图。

第4章 聚合物的分子量和分子量分布

1.什么叫分子量微分分布曲线和体积分布曲线?两者如何相互转换? (1)微分分布曲线:表示聚合物中分子量(M)不同的各个级分所占的质量分数

或摩尔分数[x(M)];

积分分布曲线:表示聚合物中分子量小于和等于某一值的所有级分所占的质量分数[I(M)] 或摩尔分数。

转换:

2.测定聚合物数均和重均分子量的方法有哪几种?每种方法适用的分子量范围如何? 答:(1)测定数均分子量的方法:端基分析法、沸点升高、冰点下降、气相渗透压(范围<(2)测量重均分子量的方法:光散射法(3.证明渗透压法测得的分子量为数均分子量。

)

答:渗透法测定分子量依据为时,

所以:

即渗透压法测得分子量为数均分子量。

4.采用渗透压法测得试样A和B和摩尔质量分别为4.20e5g/mol和1.25e5g/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。 答:

5.35℃时,环己烷为聚苯乙烯(无规立构)的θ溶剂。现将300mg聚苯乙烯(ρ=1.05g/cm3,溶于150ml环己烷中,试计算:(1)第二维利系数A2;(2)溶液的渗透压。 答:(1)

;(2)

=1.5e5)于35℃

6.某聚苯乙烯试样经分级后得到5个级分。用光散射法测定了各级分的重均分子量,用粘度法(22℃、二氯乙烯溶液)测定了各级分的特征粘度,结果如下所示:

e-4 0.308 1.55 48.0 56.8 157

[η],dl/g 0.0405 0.122 1.38 1.42 2.78

试计算Mark-Houwink方程[η]=KMα中的两个参数K和α。 7.推导一点法测定特性粘度的公式:

(1) [η]=

(2) [η]=证明:(1)

??其中/

(2)

8.三醋酸纤维素-二甲基甲酰胺溶液的Zimm图如左所示。试计算该聚合物的分子量和旋转半径。(λ=5.461e-1nm,n(DMF)=1.429)