内容发布更新时间 : 2024/12/25 20:52:23星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

(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。

10. 以结构观点讨论下列聚合物的结晶能力：聚乙烯、尼龙66、聚异丁烯。 答：聚乙烯分子链对称性极高，规整性好，极易结晶，结晶度达95％；

尼龙66分子中易形成氢键，也易结晶，但由于其主链上引入了酰氨基，结晶速度较慢；

聚异丁烯由于分子链具有较高的对称性，也属于结晶性高聚物。

11. 均聚物A的熔点为200℃，熔融热为8374J/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B10％摩尔分数的共聚物的熔点。

解：

1Tm1Tm1Tm0?1Tm0??R(?Hm)R(?Hm)4?xB Tm0?473K (?Hm)u?837J14731Tm8.3148.3741m/o lxB?10%

??xB???10%?0.002114?0.000099283 RTm?451.8K?178.8C Tm?450.7K?177.7K

?Tm0(?Hm)u?lnXA

12. 现有某种聚丙烯试样，将其熔体10ml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：

已知聚丙烯晶胞密度为0.96g/cm，完全非晶态时密度为0.84g/cm，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。

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1.2481?K3??1.251.09181.25??.2nn 3.9375?n8?n5? k3.2? 20.015 50.13?K12.6nn 3.9375? 5 k12.6?88.9n或：

t lgt V 1 Vt?V?V0?V?lg[?ln3.2 0.505 1 9.9984 0.99696 ]4.7 0.6722 9.9925 0.98784 4 -1.91241 52 7.1 0.8519.9760.9628 -1.41684 12.6 1.1004 9.8418 0.74682 -0.5341 20 1.301 9.5752 0.3203 Vt?V?V0?V?-2.5160.0563 0.500-0.5-1-1.5-2-2.5-347 0.511.5y = 3.2303x - 4.1266

所以：n=3.2303 lgK= - 4.1266 K=7.47×10-5 K?

第6章 橡胶弹性

1. 高弹性有哪些特征？为什么聚合物具有高弹性？在什么情况下要求聚合物充分体现高弹性?什么情况下应设法避免高弹性？

答：特征： ①弹性形变大，可高达1000％；

ln2tn12?0.693t12?t13.18943.18942?0.6937.47?10-5?t1?17.8

2 ②弹性模量小。高弹模量约为10N／m； ③弹性模量随绝对温度的升高正比地增加；

④形变时有明显的热效应。

聚合物的柔性、长链结构使其卷曲分子在外力作用下通过链段运动改变构象而舒展开来，除去外力又恢复到卷曲状态。橡胶的适度交联可以阻止分子链间质心发生位移的粘性流动，使其充分显示高弹性。

2. 试述交联橡胶平衡态高弹形变热力学分折的依据和所得结果的物理意义。 3. 简述橡胶弹性统计理论的研究现状与展望，说明橡胶弹性唯象理论的优缺点。 4. 什么叫热塑性弹性体？举例说明其结构与性能关系。

答：热塑性弹性体兼有塑料和橡胶的特性，在常温下显示橡胶高弹性，高温下又能塑化成型。

苯乙烯—丁二烯—苯乙烯三嵌段共聚物：B：弹性，S：塑性

5. —交联橡胶试片，长2.8cm、宽1.0cm、厚0.2cm、重0.518g，于25℃时将其拉伸1倍，测定张力为9.8N。请计算该试样网链的平均分子量。

解：公式运用??G(???) G?252

?RTMc?(1?2McMn) ??WRT?Mc(??1?2)

4T?25℃?298.15K R?8.31Jm/o?l K ??2

5??FA?9.8N1.0?0.2?103?4m2?4.9?10Pa W?0.51g8

WRT1(??2)?818g5m/o lV??V?2.8?1.0?0.2cm5.6?10?7m Mc?36. 某硫化天然橡胶试样，其网链平均分子量为10000，密度为1g/cm3,问25℃时拉长1倍需要多大的应力?

解：???RTMc(??1)?21000g/m?8.314?1298.15k100006

2

3??(??1?2)?4.34?10Pa

3

57. 一硫化橡胶试样、应力为1.5×10N/m时拉伸比为2.5。试计算该试祥1cm中的网链数。

解：G????1?1.5?10Pa2.5?12.536?1.5?102.346?6.41?10

5?2G??RTMc/ Mc??NAN1 G?RTN?RT1 ??NANAN1N1?GNART?6.41?10?6.02?108.314x523

8. (1) 利用橡胶弹性理论，计算交联点间平均分子量为5000、密度为0.925g/cm3的弹性体在23℃时的抗伸模量和切变模量。（R＝8.314J/K·mol）

(2) 若考虑自由末端校正，模量将怎样改变？ 解：（1） 拉伸模量 E?3G?3626?RTMc3?0.925?10g/m?8.314?296.15K500063

?1.366?10N?m?1.366?10Pa G?13E?4.553?10Pa

5 （2） G???RTMc(1?2McMn)??RTMc(1?2?5000100000)?0.9G

9. 称取交联后的天然橡胶试样，于25℃在正癸烷溶剂中溶胀。达溶胀平衡时，测得体积溶胀比为4.0。已知高分子－溶剂相互作用参数χ1＝0.42，聚合物的密度ρ2＝0.91g/cm3，溶剂的摩尔体积为195.86cm3/mol, 试计算该试样的切模量G。（R＝8.314J/K·mol）

第7章 聚合物的粘弹性

1. 举例说明聚合物的蠕变、应力松弛、滞后和内耗现象。为什么聚合物具有这些现象?这些现象对其使用性能存在哪些利弊?

答：①蠕变：材料（高分子材料）在恒定的外界条件下T、P，在恒定的外力ζ下，材料变形长度ε随时间t的增加而增加的现象。例如：晾衣服的塑料绳（尼龙绳）；坐久了的沙发；晾着的毛衣 材料在一定温度下，受到某一恒定的外力（形变），保持这一形变所需随时间的增加而逐渐减小的现象；例如：松紧带子；密封件 在受外力时，密封效果逐渐变差（密封的重要问题） 交变压力作用下，高分子材料的形变总是落后于应力变化的现象；例如：橡胶轮胎 传送带，一侧拉力，一侧压力；防震材料，隔音材料

形变总是落后于应力，有滞后存在，由于滞后，在每一循环中就有质量的损耗，滞后环在拉伸中所做的功，作为热能而散发。

2. 简述温度和外力作用频率对聚合物内耗大小的影响。画出聚合物的动态力学谱示意图，举出两例说明图谱在研究聚合物结构与性能方面的应用。

3. 指出Maxwell模型、Kelvin模型和四元件模型分别适宜于模拟哪一类型聚合物的哪—力学松弛过程。