2010材料导论习题课

2019-01-27 12:50

第1章

7. 写出下列高分子的重复单元的结构式。

(1) PE;(2) PS;(3) PVC;(4) POM;(5) 尼龙-6;(6) 涤纶。

CH2CH2CH2CH解:(1)

(2)

CH2(3) (5)

CHCl (4)

OCH2

NH(CH2)5COOCH2CH2O OOC(6)

C

9.用简洁的语言说明下列术语。

(1)高分子;(2) 链节;(3)聚合度;(4) 多分散性;(5) 网状结构;(6) 共聚物。

解:(1)高分子:通常相对分子质量高于约1万的分子为高分子。

(2) 链节:大分子链上化学组成和结构均可重复的最小单位,称(结构)重复单元,也称为“链节”。

(3)聚合度:聚合物分子中单体单元的数目。

(4)多分散性:指高分子化合物的相对分子质量不均一,实际上是一系列同系物的混合物的性质。

(5) 网状结构:交联高分子的结构,高分子链间有化学键相连。热固性塑料加热时固化成网状结构而成型,网状结构的高分子不能熔融也不能溶解,只能达到溶胀平衡。

(6) 共聚物:由两种以上单体合成的聚合物。

16. 假定某聚合物试样中含有三个组分,其相对分子质量分别为1万、2万和3万,今测得该试样的数均相对分子质量Mn为2万、重均相对分子质量Mw为2.3万,试计算此试样中各组分的摩尔分数和质量分数。

?Mn??NiMi??NiMi2?解:(1)?Mw??WiMi??NMii??N?1??i?NMi2iMn

?104N1?2?104N2?3?104N3?2?104?888810N?4?10N?9?10N?4.6?10?123 ?N?N?N?123?1解得N1?0.3,N2?0.4,N3?0.3。

1??Mn??WMii??(2)?Mw??WiMi???Wi?1??或Wi1?M?Mni

W3W21?W1?104?2?104?3?104?2?104??444410W?2?10W?3?10W?2.3?10123 ? ?W?W?W?123?1??解得W1?0.15,W2?0.4,W3?0.45。

17. 两个多分散样品以等质量相混合。样品A有Mn?100000和

MW?200000,样品B有Mn?200000和MW?400000。已知多分散

样品与单分散样品在计算混合物相对分子质量时有类似的计算式,计算该混合物的Mn和Mw。 解:令WA=1g,WB=1g

1??wiWiMn??MiiMiii?wi

WA?WB1?1Mn???133000 WAWB15?15?102?10MnAMnBMw?2nM?ii?nMiiii?wM???WM?wiiiiiii

?WAMw???W?WB?A??WB??MwA???W?WB??A???MwB??1?2?105?1?4?105?300000

22

18.已知一个PS试样的组成如下表所列,计算它的数均相对分子质量、重均相对分子质量和d。

????组分 重量分数 平均分子量 组分 重量分数 平均分子量

1 0.10 2 0.19 3 0.24 4 0.18

2nM?ii 1.2万 5

2.1万 6 3.5万 7 4.9万 8 0.11

0.08 0.06

0.04 7.5万 10.2万 12.2万 14.6万

解:Mw??niMiii?wM???WM?wiiiiiii

?0.10?1.2?0.19?2.1?0.24?3.5?0.18?4.9?0.11?7.5?0.08?10.2?0.06?12.2?0.04?14.6

=5.2万

Mn?N1M1?N2M2?N3M3???NnMn?N1?N2?N3???Nn?NM?Niii

?Wi?Ni?Mi

Mn ???wiiwi?iMi?1Wi ?iMi10.100.190.240.180.110.080.060.04???????1.22.13.54.97.510.212.214.6

=3.2万 d

?Mw/Mn

Mn=3.2×104,Mw=5.2×104,d=1.6

20.下列哪一种聚合物是单分散的?

(1)天然橡胶;(2) 玉米淀粉;(3) 棉纤维素;(4) 牛奶酪蛋白;(5) 高密度聚乙烯;(6) 聚氯乙烯;(7) 角蛋白; (8) 尼龙-66;(9) 脱氧核糖核酸;(10) 石腊。

解:(4) 牛奶酪蛋白; (7) 角蛋白; (9) 脱氧核糖核酸

21. 高分子结构有哪些层次?各层次研究的内容是什么?

化学组成构造键接结构高分子结构近程结构旋光异构(一级结构)构型几何异构链结构大小、尺寸远程结构(二级结构)构象形态晶态非晶态聚集态结构取向态液晶态织态四级结构 三级结构

22. 什么是高分子的构型?什么是高分子的构象?请举例说明。 解:构型是指分子中由化学键所固定的原子在空间的排列。这种排列是稳定的,要改变构型,必须经过化学键的断裂和重组。如聚丙烯有全同(或等规)立构、间同(或间规)立构和无规立构三种旋光异构体。而聚1,4-丁二烯有顺1,4和反1,4两种几何异构体。

构象是指高分子链由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同


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