高分子物理習題課1課件

高分子物理習題課試分析討論分子結(jié)構(gòu)、結(jié)晶、交聯(lián)、取向?qū)Ω呔畚锢鞆姸鹊挠绊?。?）凡使分子柔性減小的因素及分子間力增大如生成氫鍵等都有利于高聚物拉伸強度的提高；分子量增大，拉伸強度提高，但有極大值，之后變化不大；（2）結(jié)晶度提高，拉伸強度提高，但有極大值，之后變化不大,結(jié)晶度相同時，結(jié)晶尺寸減小，拉伸強度提高；結(jié)晶形態(tài)：球晶<串晶<伸直鏈晶片。（3）隨交聯(lián)密度提高，高聚物拉伸強度先增大后減??；（4）平行于取向方向上拉伸強度增加，垂直于取向方向上拉伸強度減小。請分別畫出低密度PE，輕度交聯(lián)橡膠的下列曲線，并說明理由。（1）溫度形變曲線（2）蠕變及回復曲線（3）應力-應變曲線（并標明拉伸強度）圖中：1為輕度交聯(lián)橡膠的溫度形變曲線；2為低M低密度PE的溫度形變曲線；3為高M低密度PE的溫度形變曲線；a：低密度PE的Tg；b：輕度交聯(lián)橡膠的Tg；c：低密度PE的Tm；d：高分子量低密度PE的Tf。原因：因為是輕度交聯(lián)，仍有明顯的玻璃化轉(zhuǎn)變，由于交聯(lián)作用，沒有熔融和粘流。低密度PE由于結(jié)晶含量較少，有明顯的玻璃化轉(zhuǎn)變和熔融轉(zhuǎn)變，對于低分子量的PE，其Tf低于Tm，所以熔融后直接進入粘流態(tài)；對于高分子量PE，其Tf高于Tm，有明顯的粘流轉(zhuǎn)變。

寫出下列高聚物的結(jié)構(gòu)式，比較Tg的高低，并說明理由

（2）聚異丁烯、聚二甲基硅氧烷、聚偏二氟乙烯、聚偏二氯乙烯（手工畫結(jié)構(gòu)式）Si-O主鏈鍵長鍵角均大于C-C主鏈，且O上無取代基，取代基對稱，所以柔性最好；其余三者主鏈組成相同，側(cè)基都對稱，側(cè)基極性甲基小于CL和氟原子，但氟原子體積小于氯原子，所以排列如下：Tg：聚二甲基硅氧烷<聚異丁烯<聚偏二氟乙烯<聚偏二氯乙烯

輕度交聯(lián)橡膠低密度PE（2）ε1：普彈形變；ε2：高彈形變；ε3：塑性形變。原因：輕度交聯(lián)橡膠因交聯(lián)鍵的限制，無明顯的塑性形變，但有普彈形變和高彈形變；低密度PE中的結(jié)晶部分類似于交聯(lián)點，但由于結(jié)晶含量較低，所以在外力的作用下，除發(fā)生普彈和高彈形變外，非晶部分仍能發(fā)生塑性形變。（3）

原因：輕度交聯(lián)橡膠室溫拉伸時應力-應變屬高彈形變，無屈服和冷拉，一般來說，拉伸強度等于斷裂強度；低密度PE屬低結(jié)晶度高聚物，拉伸時有屈服，有時有冷拉（與低密度PE的分子量大小有關(guān)），但應力應變曲線與高結(jié)晶度PE明顯不同，即低密度PE冷拉不完全，屈服之前有明顯的非線性區(qū)。已知PE和PMMA流動活化能分別為41.8kJ.mol-1和192.3kJ.mol-1，PE在473K時的粘度；而PMMA在513K時的粘度。試求：

（1）PE在483K和463K時的粘度，PMMA在523K和503K時的粘度；

（2）說明鏈結(jié)構(gòu)對聚合物粘度的影響；（3）說明溫度對不同結(jié)構(gòu)聚合物粘度的影響

（3）剛性鏈的粘度比柔性鏈的粘度，受溫度的影響大。16已知增塑PVC的Tg為338K，Tf為418K，流動活化能，433K時的粘度為5Pa.s。求此增塑PVC在338K和473K時的粘度各為多大？寫出三個判別溶劑優(yōu)劣的參數(shù)；并討論它們分別取何值時，該溶劑分別為聚合物的良溶劑、不良溶劑、θ溶劑；高分子在上述三種溶液中的熱力學特征以及形態(tài)又如何？今有下列四種聚合物試樣：（1）分子量為2×103的環(huán)氧樹脂；（2）分子量為2×104的聚丙烯腈；（3）分子量為2×105的聚苯乙烯；（4）分子量為2×106的天然橡膠；欲測知其平均分子量，試分別指出每種試樣可采用的最適當?shù)姆椒ǎㄖ辽賰煞N）和所測得的平均分子量的統(tǒng)計意義。解：（1）端基分析法（），VPO法（）；（2）粘度法（），光散射法（）；（3）粘度法（），光散射法（）；（4）膜滲透法（），粘度法（）。在PET(聚對苯二甲酸酯)塑料加工過程中，通常會加入成核劑，試說明其原理及對產(chǎn)品性能的影響。試說明結(jié)晶高聚物的微觀結(jié)構(gòu)具有哪些特征？高結(jié)晶度材料的分子鏈應具備什么結(jié)構(gòu)特點？一條大分子穿過數(shù)個晶胞；晶體中分子鏈取穩(wěn)定構(gòu)象，并構(gòu)象固定；晶胞的各向異性；具有同質(zhì)多晶現(xiàn)象；結(jié)晶的不完善性。2：鏈的對稱性：高分子鏈的結(jié)構(gòu)對稱性越高，越容易結(jié)晶；（2分）鏈的規(guī)整性：規(guī)整性越高，越易結(jié)晶，鍵接順序應規(guī)整，構(gòu)型應是全同或間同立構(gòu)；對于二烯類聚合物，反式的結(jié)晶能力大于順式；（2分）鏈的柔順性應適中：一定的柔順性是結(jié)晶時鏈段向結(jié)晶表面擴散和排列所必需的。高度結(jié)晶材料應同時具備以上三個要求，缺一不可。簡述聚合物共混體系相容性的判別方法聚乙烯有較高的結(jié)晶度（一般為70%），當它被氯化時，鏈上的氫原子被氯原子無規(guī)取代，發(fā)現(xiàn)當少量的氫（10~50%）被取代時，其軟化點下降，而大量的氫（>70%）被取代時則軟化點又上升，試解釋之。從分子的對稱性和鏈的規(guī)整性來比較，PE鏈的規(guī)整性最好，結(jié)晶度最高；鏈中氫被氯取代后，在前，分子對稱性破壞，使結(jié)晶度和軟化點都下降；當時，分子的對稱性又有恢復，因此產(chǎn)物軟化溫度又有些上升，但不會高于原PE的軟化溫度。PA-6、PA-66、PA-1010回潮率和抗張強度的大??；回潮率大?。篜A-6>PA-66>PA-1010 抗張強度：PA-6>PA-66>PA-1010寫出下列高聚物的結(jié)構(gòu)式，比較Tg的高低，并說明理由（1）順丁橡膠、聚乙烯、聚氯乙烯、氯丁橡膠、聚苯乙烯經(jīng)常不斷地學習,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量StudyConstantly,AndYouWillKnowEverything.TheMoreYouKnow,TheMorePowerfulYouWillBe寫在最后T