《聚合物的凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)》習(xí)題.ppt

第三章 高分子聚集態(tài)結(jié)構(gòu)習(xí)題,1,一、 概念 1. 內(nèi)聚能密度 單位體積凝聚體汽化時(shí)所需要的能量。 式中：Vm摩爾體積，E內(nèi)聚能。 2. 結(jié)晶度 實(shí)際晶態(tài)聚合物，是晶區(qū)和非晶區(qū)同時(shí)存在的。結(jié)晶度即試樣中結(jié)晶部分所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（質(zhì)量結(jié)晶度xcm）或者體積分?jǐn)?shù)（體積結(jié)晶度xcv）。,2,3. 液晶 是具有晶體的光學(xué)各向異性, 又具有液體的流動(dòng)性質(zhì)的有序流體的總稱。 4. 取向態(tài)結(jié)構(gòu) 大分子鏈、鏈段或微晶在某些外場(chǎng)(如拉伸應(yīng)力或剪切應(yīng)力)作用下，可以沿著外場(chǎng)方向有序排列，這種有序的平行排列稱為取向，所形成的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)，稱為取向態(tài)結(jié)構(gòu)。 5. 高分子合金 指二種或多種聚合物組分通過(guò)物理或化學(xué)方法形成的混合物，有時(shí)也稱為多組分聚合物。,3,二、選擇答案 1、下列四種聚合物中，內(nèi)聚能密度最大的為（ D ）。 A、聚丙烯，B、聚異丁烯， C、聚丁二烯，D、聚氯乙烯 2、關(guān)于聚合物球晶描述錯(cuò)誤的是（ B ）。 A、球晶是聚合結(jié)晶的一種常見的結(jié)晶形態(tài)。 B、當(dāng)從濃溶液析出或由熔體冷結(jié)晶時(shí)，在存在應(yīng)力或流動(dòng)的情況下形成球晶。 C、球晶外形呈圓球形，直徑0.5100微米數(shù)量級(jí)。 D、球晶在正交偏光顯微鏡下可呈現(xiàn)特有的黑十字消光圖像和消光同心環(huán)現(xiàn)象。,4,3、液晶紡絲技術(shù)是利用（ B ）液晶的流變特性進(jìn)行的。 A、熱致向列相， B、溶致向列相， C、熱致膽甾相， D、溶致膽甾相 4、（ A ）是有序性最低的液晶晶型。 A、向列型， B、近晶A型，C、近晶C型， D、膽甾型 5、關(guān)于聚合物片晶描述錯(cuò)誤的是（ D ）。 A、在極稀(濃度約0.01%)的聚合物溶液中，極緩慢冷卻生成 B、具有規(guī)則外形的、在電鏡下可觀察到的片晶，并呈現(xiàn)出單晶特有的電子衍射圖 C、聚合物單晶的橫向尺寸幾微米到幾十微米，厚度10nm左右 D、高分子鏈規(guī)則地近鄰折疊形成片晶，高分子鏈平行于晶面,5,6、下列四種研究方法中，最適合鑒別球晶的為 （ C ）。 A、DSC， B、X-射線衍射， C、偏光顯微鏡， D、電子顯微鏡 7、紋影織構(gòu)是（ A ）液晶高分子的典型織構(gòu)。 A、向列型， B、近晶A型， C、近晶C型， D、膽甾型 8、聚合物可以取向的結(jié)構(gòu)單元（ D ）。 A、只有分子鏈 B、只有鏈段 C、只有分子鏈和鏈段 D、有分子鏈、鏈段、微晶,6,9、結(jié)晶度對(duì)聚合物性能的影響，錯(cuò)誤的描述為（ C ）。 A、隨結(jié)晶度的提高，拉伸強(qiáng)度增加，而伸長(zhǎng)率及沖擊強(qiáng)度趨于降低； B、隨結(jié)晶度的提高，相對(duì)密度、熔點(diǎn)、硬度等物理性能也有提高。 C、球晶尺寸大，材料的沖擊強(qiáng)度要高一些。 D、結(jié)晶聚合物通常呈乳白色，不透明，如聚乙烯、尼龍。 10、下列四種實(shí)驗(yàn)方法中，除了（ D ），其余方法能測(cè)定聚合物的結(jié)晶度。 A、密度法， B、廣角X射線衍射法， C、DSC法， D、偏光顯微鏡法,7,11、下列模型中，（ D ）是描述聚合物非晶態(tài)結(jié)構(gòu)的局部有序模型。 A、40年代Bryant提出纓狀膠束模型 B、50年代英籍猶太人Keller提出的折疊鏈結(jié)構(gòu)模型 C、50年代Flory提出無(wú)規(guī)線團(tuán)模型 D、70年代美籍華人Yeh提出兩相球粒模型 12、（ B ）是聚合物最常見的結(jié)晶形態(tài)。 A、折疊鏈片晶， B、球晶， C、纖維狀晶， D、伸直鏈晶體,8,13、（ D ）是手性分子的典型液晶晶型。 A、向列型， B、近晶A型， C、近晶C型， D、膽甾型 14、高分子合金的制備方法中，成本最低且較常用的共混方法是（ A ）。 A、機(jī)械共混 B、溶液共混 C、接枝共聚 D、嵌段共聚 15、下列四種研究方法中，不能測(cè)定聚合物結(jié)晶度的是（ D ）。 A、DSC， B、廣角X-射線衍射， C、密度法， D、小角X-射線衍射,9,16、在熱塑性彈性體SBS的相態(tài)結(jié)構(gòu)中，其相分離結(jié)構(gòu)為（ B ）。 A、 PS連續(xù)相，PB分散相； B、PB連續(xù)相，PS分散相； C、 PS和PB均為連續(xù)相；D、PS和PB均為分散相 17、下列說(shuō)法，表述錯(cuò)誤的是（ B ）。 A、HIPS樹脂具有“海島結(jié)構(gòu)”。 B、SBS具有兩相結(jié)構(gòu)，PS相起化學(xué)交聯(lián)作用。 C、HIPS基體是塑料，分散相是橡膠。 D、SBS具有兩相結(jié)構(gòu)，橡膠相為連續(xù)相。 18、下列聚合物內(nèi)聚能密度最大的是（ D ）。 A、1,4聚丁二烯， B、 聚苯乙烯， C、聚氯乙烯， D、聚丙烯腈,10,19、下列模型中，用來(lái)描述聚合物非晶態(tài)結(jié)構(gòu)模型的是：（ D ） A、 纓狀微束模型， B、折疊鏈模型， C、插線板模型， D、無(wú)規(guī)線團(tuán)模型 20、某結(jié)晶性聚合物在偏光顯微鏡下呈現(xiàn)黑十字消光圖案，則其結(jié)晶形態(tài)是（ C ）。 A、 單晶， B、串晶， C、球晶， D、片晶 21、總體上，下列三類聚合物內(nèi)聚能密度大小順序?yàn)椋海?A ）（ C ）( B ) A、合成纖維；B、 合成橡膠；C、合成塑料,11,三、判斷題 1957年A.J.Keller等人首次發(fā)現(xiàn)聚乙烯的片狀單晶，證明了單晶的分子鏈垂直于晶面。（ ） 2. 當(dāng)從濃溶液析出或由熔體冷結(jié)晶時(shí)，在存在應(yīng)力或流動(dòng)的情況下形成球晶。（ ） 3. 隨結(jié)晶度的提高，相對(duì)密度、熔點(diǎn)、硬度等物理性能也有提高。（ ） 4. 球晶較大的聚合物，其透光性均較高。（ ）,12,四、填空題 1、測(cè)定結(jié)晶聚合物的結(jié)晶度較為常用的測(cè)定方法有密度法、 X射線衍射法 和 量熱法 等。 2、高分子液晶的晶型有向列相N相、 近晶相 和膽甾相等。按液晶的形成條件可分為 熱致 液晶高分子和溶致液晶高分子。 3、研究聚合物的凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)的常用方法有 X-射線衍射 、差示掃描量熱法（DSC）、電子衍射(ED)、原子力顯微鏡(AFM)和偏光顯微鏡(PLM)等。,13,4、聚合物隨取向條件的不同，取向單元也不同，取向結(jié)構(gòu)單元包括 鏈段 和分子鏈取向，對(duì)于結(jié)晶聚合物還可能有 微晶 的取向。 5、 球晶 是聚合結(jié)晶的一種常見的特征形式，是在結(jié)晶聚合物從濃溶液析出或從熔體冷結(jié)晶時(shí)，不存在應(yīng)力或流動(dòng)的情況下形成的。在正交偏光顯微鏡下可呈現(xiàn)特有的 黑十字 消光圖像和消光同心環(huán)現(xiàn)象。,14,五、回答下列問題 1. 試述聚合物片狀單晶和球晶的形成條件及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。 答：?jiǎn)尉В涸跇O稀(濃度約0.01%)的聚合物溶液中，極緩慢冷卻時(shí)生成具有規(guī)則外形的、在電鏡下可觀察到的片狀晶體，并呈現(xiàn)出單晶特有的電子衍射圖。聚合物單晶的橫向尺寸幾微米到幾十微米，厚度10nm左右。單晶中高分子鏈規(guī)則地近鄰折疊形成片晶。 球晶：當(dāng)結(jié)晶聚合物從濃溶液析出或從熔體冷結(jié)晶時(shí)，在不存在應(yīng)力或流動(dòng)的情況下形成球晶。外形呈圓球形，直徑0.5100微米數(shù)量級(jí)。在正交偏光顯微鏡下可呈現(xiàn)特有的黑十字消光圖像和消光同心環(huán)現(xiàn)象。,15,2、比較下列聚合物結(jié)晶難易程度，并加以說(shuō)明。 PE、全同立構(gòu)PP、PVC、PS 答：結(jié)合分子結(jié)構(gòu)的規(guī)整性與柔順性，結(jié)晶從易到難分別為：PE、全同立構(gòu)PP、PS、PVC。 PE最規(guī)整，無(wú)側(cè)基因而柔順性最好，最易結(jié)晶。其余都有取代基，相對(duì)于空間位阻較大的苯基和極性大的氯離子，全同立構(gòu)PP柔順性較好，較易結(jié)晶，而帶有苯基的PS次之，PVC最差。,16,3、從鏈結(jié)構(gòu)和聚集態(tài)結(jié)構(gòu)的角度，說(shuō)明為什么SBS具有熱塑性彈性體的性質(zhì)？若三嵌段結(jié)構(gòu)為BSB，能否成為熱塑性彈性體？ 答：SBS樹脂是用陰離子聚合法制得的苯乙烯和丁二烯的三嵌段共聚物。其分子鏈的中段是聚丁二烯，兩端是聚苯乙烯，SBS具有兩相結(jié)構(gòu)，橡膠相PB連續(xù)相，為柔性鏈段的軟區(qū)，PS形成微區(qū)分散在橡膠相中，PS是具有剛性鏈段的硬區(qū)，起物理交聯(lián)作用。SBS在常溫為橡膠高彈性、高溫下又能塑化成型的高分子材料。它是不需要硫化的橡膠，是一種熱塑性彈性體。BSB不是一種熱塑性彈性體。因?yàn)殡m然它也三嵌段共聚物，但其分子鏈的中段是聚苯乙烯硬段，兩端是聚丁二烯軟段，相當(dāng)于橡膠鏈的一端被固定在交聯(lián)點(diǎn)上，另一端是自由活動(dòng)的鏈端，而不是一個(gè)交聯(lián)網(wǎng)。由于端鏈對(duì)彈性沒有貢獻(xiàn)，所以不能成為熱塑性彈性體。,17,六、計(jì)算題 1、已知全同立構(gòu)聚丙烯完