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高分子物理习题

大连工业大学化材学院

刘国军(整理)

第一章 高分子链的结构

本章重点复习内容

1. 基本概念：构型、构造与构象，柔顺性及其影响因素

2. 重要公式：自由连接链、自由旋转链及等效自由连接链的均方末端距 刚性因子?、无扰尺寸A及特征比Cn

习题

1. 试讨论线形聚异戊二烯可能有哪些不同的构型（只考虑头-尾连接）。

2. 顺丁烯二酸酐与环氧氯丙烷缩聚制得的线形不饱和聚酯，其重复结构单元如下：

OCH2HCOCOCHCHCOO

问这种结构单元可能有几种立体异构体？试分别写它们的结构式。

3. 在聚乙烯醇(PVA)溶液中加入HIO4，假定1,2-乙二醇结构全都与HIO4作用使分子链断裂．在加入前测得PVA的数均相对分子质量为35 000，作用后相对分子质量为 2 200。试求PVA中头-头相接结构的百分数(即每100个结构单元中头头结构数)。

4. 当高分子链足够长时，可用以链段为统计单元的等效自由连接链来统计处理。今有大分子M、N，分别含有p、q个自由连接的链段，链段长度都为b，现将N分子接枝到M分子链的正中。求从M分子的一端A到此分子的另两端A’及B的均方末端距。

5. 已知聚合度为X的顺式1,4-聚异戊二烯，其每个结构单元长度均为0.46nm，均方末端距h2?0.162X?nm2?,求此聚合物的等效自由连接链的链段数目和长度。

6. 现有一种三嵌段共聚物M—S—M，其中M表示PMMA嵌段，S表示PS嵌段。当保持中间S嵌段的聚合度不变，而改变两侧M嵌段的聚合度时，在苯溶剂中S嵌段的根均方末端距值如下表所示： 聚合物 S0(纯PS) M1－S0－M1 CH2ClS嵌段质量分数 /% 100 80 2 S段根均方末端距h8.5 9.2 ??20.5 /nm M2－S0－M2 70 9.5 M3－S0－M3 60 9.8 M4－S0－M4 50 10.2 (1) 试解释产生上述现象的原因。 (2) 假定内旋转不受限制，C—C键角为109o28'，键长为0.154nm，则表中最后一种嵌段共聚物（M4－S0－M4）中S0段和M4段的聚合度各为多少？

7. 已知聚乙烯的分子量为1.4×105, C-C键长为1.54A, C-C键角为109.5o, 在?条件下??测得其均方末端距为???×105(A)2, 求: (1) 在?条件下??聚乙烯C-C单键平均内旋转角?

(2) 在?条件下??聚乙烯链段长度相当于多少个C-C键长?

8. 某聚? -烯烃的平均聚合度为500，无扰均方末端距为165nm2，试求： (1) 表征大分子链内旋转受阻程度的刚性因子?。 (2) 作为大分子独立运动单元的链段长度b。 (3) 每个大分子平均包含的链段数Z。

(4) 每个统计链段包含几个重复结构单元u。

h0219. 在不同温度、不同溶剂中测得一些聚合物的无扰尺寸()2值如下表所示。

M聚合物 PIB PMMA PS 温度 /℃ 24 95 30 25 70 h02110?()2M4/nm 795 757 680 735 710 (1) 试求它们的刚性因子σ。 (2) 聚异丁烯(PIB)是橡胶，PS是塑料，计算结果与这一事实有没有矛盾? (3) 温度对大分子链的柔顺性有什么影响?

10. 如果将固态时的聚苯乙烯大分子链视为自由旋转链，试计算相对分子质量

?h2?6

为10的聚苯乙烯的均方末端距，并将其表示成??的形式，与其在???M?0.5溶剂中无扰尺寸（聚苯乙烯在不同温度下的无扰尺寸如题９表中第三行所示）进行比较。说明为何大分子在??条件下的尺寸与其在固态时的分子尺寸相当。

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