第四章高聚物的結(jié)構(gòu)第1題-遼寧石化職業(yè)技術(shù)學院

1、第四章　高聚物的結(jié)構(gòu)第　1　題,解答：　　高聚物的結(jié)構(gòu)主要以下分為三個層次：,高聚物的結(jié)構(gòu),一次結(jié)構(gòu)（高分子鏈結(jié)構(gòu)）,二次結(jié)構(gòu)（高分子鏈形態(tài)）,三次結(jié)構(gòu)（高分子聚集態(tài)）,,第四章　高聚物的結(jié)構(gòu)第　2　題,解答：　　因為高分子鏈結(jié)構(gòu)是決定高聚物基本性質(zhì)的主要因素。各種高聚物由于鏈結(jié)構(gòu)不同，其性質(zhì)差異很大。 而高聚物聚集態(tài)結(jié)構(gòu)取決于成型加工的過程，它是決定高聚物制品使用性能的主要因素。　　所以，研究高聚物結(jié)構(gòu)的目的在于了解高分

2、子內(nèi)和高分子間相互作用力的本質(zhì)，從而了解高分子運動，并建立高分子結(jié)構(gòu)與性能的聯(lián)系。結(jié)構(gòu)是分子運動的基礎(chǔ)，分子運動是分子內(nèi)和分子間相互作用的表現(xiàn)。掌握了結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系，對于合成具有指定性能的高聚物與成型加工具有重要的意義。,第四章　高聚物的結(jié)構(gòu)第　3　題,解答：　?。?）造成高分子鏈具有柔性的主要原因　　柔性是指大分子有改變分子鏈形態(tài)的能力。造成的原因是由單鍵(σ鍵)的內(nèi)旋轉(zhuǎn)造成?！　。?）影響柔性的因素　　內(nèi)因：　

3、　主鏈結(jié)構(gòu)　　主鏈結(jié)構(gòu)對高分子鏈的柔性起決定性作用。如果主鏈全部由單鍵組成，由于鏈上每個鍵都能夠內(nèi)旋轉(zhuǎn)，所以柔性很大。規(guī)律：鍵角↑，鍵長↑，旋轉(zhuǎn)內(nèi)阻↓則柔性↑?！　≈麈溨腥绾斜江h(huán)結(jié)構(gòu)，則因苯環(huán)不能內(nèi)旋轉(zhuǎn)，所以這類高分子的柔性下降，剛性增加，耐高溫性能優(yōu)良?！　≈麈溨泻须p鍵的大分子分兩種情況，一種是雙鍵是孤立存在的，雖然雙鏈本身不能旋轉(zhuǎn)，但由于它的存在使非鍵合原子間的距離增大，進而使它們之間的排斥力減弱，內(nèi)旋轉(zhuǎn)容易。,

4、第四章　高聚物的結(jié)構(gòu)第　3　題,續(xù)解：　　另一種是共軛雙鍵 [ C＝C－C＝C ]n 的高分子，因其電子云相互交蓋形成大鍵，沒有軸對稱性，分子不能內(nèi)旋轉(zhuǎn)，剛性很大，耐熱性能優(yōu)良，但脆性也大?！　∪〈　∪〈鶚O性大小決定著分子內(nèi)的吸引力和勢壘，也決定分子間力的大小。取代基極性越小，作用力也越小，勢壘越小，分子容易內(nèi)旋，因此分子鏈柔性好?！　∪〈臄?shù)量少，則在鏈上的間隔距離較遠，它們之間的作用力及空間位阻的影響也降低，

5、內(nèi)旋轉(zhuǎn)比較容易，柔性較好。 　　取代基的體積大小決定著位阻的大小，如聚苯乙烯分子中苯基的極性雖小，但因其體積大，位阻大，所以內(nèi)旋勢壘大，不容易內(nèi)旋?！　‘斎〈鶠殚L鏈脂肪烴時，由于支鏈本身也能內(nèi)旋，同時支鏈增加了大分子間的距離，使分子間的吸引力減小，從而使高聚物柔性增加。　　取代基的位置對分子鏈的柔性也有一定影響，同一碳原子上連有兩個不相同的取代基時，因?qū)ΨQ性不好，難于內(nèi)旋，分子鏈的柔性降低。同一碳原子上連有兩個相同的取代

6、基時，因?qū)ΨQ性好，易于內(nèi)旋，分子鏈的柔性增加。,第四章　高聚物的結(jié)構(gòu)第　3　題,續(xù)解：　　交聯(lián)對柔性有很大的影響。交聯(lián)度低時，交聯(lián)點的距離大于鏈段的長度則保持柔性。交聯(lián)度高時交聯(lián)點的距離小于鏈段的長度，則無柔性?！　≈麈溄Y(jié)構(gòu)、取代基和交聯(lián)等因素是決定大分子鏈柔性的內(nèi)因。高聚物的許多物理－機械性能如耐熱性、高彈性、機械強度等則是分子的柔性和分子間力的綜合影響結(jié)果?！　⊥庖颍骸　…h(huán)境溫度則是使大分子內(nèi)旋而表現(xiàn)出柔性的的外因。

7、對同一高分子鏈而言，柔性大小隨外界溫度而變。高溫時，熱運動能量大，內(nèi)旋自由，鏈段短，構(gòu)象多，柔性大。低溫時，熱運動能量小，內(nèi)旋難，鏈段長，構(gòu)象少，柔性小。,第四章　高聚物的結(jié)構(gòu)第　4　題,解答：　　高分子熱運動的形式與低分子一樣，好有位移、轉(zhuǎn)動、和振動三種形式。但在能量不足以破壞次價鍵時，原子間的共價鍵和次價鍵都有振動，如小側(cè)基的搖擺或顫動等，但此振動變化只在平衡距離附近，不足以影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。分子發(fā)生轉(zhuǎn)動及位移是更大的變

8、化，這種變化在高分子中比較復(fù)雜，因高分子鏈很長，以及運動單元相互牽制等原因，使這些運動比較難于發(fā)生。盡管如此，高分子鏈仍有曲柄運動、鏈段運動、整個大分子運動等幾種特殊運動形式?！　∫话愀叻肿訜徇\動的形式具有鏈段運動和大分子運動的雙重性。,第四章　高聚物的結(jié)構(gòu)第　5　題,解答：　　聚集態(tài)是動力學概念，是根據(jù)力學特征與分子熱運動特征來劃分的。一般低分子物質(zhì)可以三種聚集態(tài)存在，即氣態(tài)、液態(tài)和因態(tài)。氣體中，分子間距離大，彼此吸引能

9、小，內(nèi)磨擦可以忽略，分子能夠自由振動、轉(zhuǎn)動和位移運動，表現(xiàn)出能流動、擴散、沒有固定的體積和形狀，密度小、能壓縮等性質(zhì)。固體中，分子和原子堆砌緊密，彼此距離小，吸引能大，分子不能自由轉(zhuǎn)動和移動，只能以每秒1013～1014次/秒的頻率繞平衡中心振動，因此表現(xiàn)出不能流動，不能擴散，有固定的體積和形狀，難以壓縮，具有硬度等特性。液相介于氣體與固體之間，分子堆砌也相當緊密，難以壓縮，分子間作用能與熱運動能同數(shù)量級，有內(nèi)磨擦，但分子能

10、轉(zhuǎn)動和移動，表現(xiàn)出有一定的體積而無固定形狀，能夠流動和擴散。加熱或冷卻時，這三種物理聚集態(tài)可以互相轉(zhuǎn)變?！　∠鄳B(tài)是熱力學概念。根據(jù)熱力學和結(jié)構(gòu)學的特征，低分子物質(zhì)可以有氣相、液相和晶相。相態(tài)是決定于自由能、溫度、壓力、體積等熱力學參量，從一相轉(zhuǎn)變到另一相，熱力學函數(shù)應(yīng)當有突躍變化。相的區(qū)別主要根據(jù),第四章　高聚物的結(jié)構(gòu)第　5　題,續(xù)解：結(jié)構(gòu)學來判斷。氣相分子的排列是完全無序的。液相分子排列是近程有序，遠程無序。晶相存在一定

11、對稱性的遠程有序，分子排列是三維規(guī)則排列，有一定的晶格。 　　根據(jù)上面所述，聚集態(tài)和相態(tài)是兩種不同的概念。氣相和氣態(tài)是一致的。液態(tài)肯定是液相，但液相不一定是液態(tài)。晶相是固態(tài)，但固態(tài)卻有晶相與非晶相之分，玻璃就是非晶相的固體。非晶相固態(tài)（無定形或玻璃態(tài)）屬于液相?！　「呔畚镉捎诜肿渔満荛L，分子間總的吸引能很大，要使它們氣化，需要供給的能量太大，即需要很高的溫度，它遠遠超過大分子鏈斷裂的溫度，所以高聚物不存在氣態(tài)，都是以固態(tài)和

12、液態(tài)存在。,第四章　高聚物的結(jié)構(gòu)第　6　題,解答：,,第四章　高聚物的結(jié)構(gòu)第　7　題,解答：　　影響高聚物結(jié)晶的因素有內(nèi)因和外因。內(nèi)因包括高分子鏈的化學結(jié)構(gòu)、相對分子質(zhì)量、分子鏈形狀等；外因包括溫度、壓力、雜質(zhì)等?！　?nèi)因：　　高分子鏈的化學結(jié)構(gòu)越簡單，鏈節(jié)的對稱性越高，取代基越小，分子鏈就越柔順，也就越容易結(jié)晶?！　「叻肿渔湹囊?guī)整性越好，越容易結(jié)晶。如全同立構(gòu)、間同立構(gòu)的高聚物就容易結(jié)晶，并結(jié)晶度較高?！　》肿渔滈g

13、作用力大，則有利于分子鏈斂集緊密，有利于結(jié)晶。　　高分子的相對分子質(zhì)量對結(jié)晶速率有很大影響。在相同的溫度下，相對分子質(zhì)量越低，結(jié)晶進行得越快。相對分子質(zhì)量低的部分其結(jié)晶性大于相對分子質(zhì)量高的部分。為了得到同樣的結(jié)晶度，高相對分子質(zhì)量的高聚物比低相對分子質(zhì)量的需要更長時間的熱處理或退火處理以助其結(jié)晶。,第四章　高聚物的結(jié)構(gòu)第　7　題,續(xù)解：　　高分子鏈的幾何形狀不同結(jié)晶能力不同。其中線型結(jié)晶能力最大，結(jié)晶度高；支鏈型次之；交

14、聯(lián)型難于結(jié)晶?！　⊥庖颍骸　囟仁怯绊懜呔畚锝Y(jié)晶的主要外界條件。因為高分子鏈由無規(guī)則排列轉(zhuǎn)變?yōu)橛幸?guī)則排列只有在鏈段可以運動的情況下才能實現(xiàn)。結(jié)晶性高聚物的結(jié)晶溫度，必須高于它的玻璃化溫度，但不能高于熔點。在兩個溫度之間有一個最大結(jié)晶速率的溫度。,第四章　高聚物的結(jié)構(gòu)第　8　題,解答：,第四章　高聚物的結(jié)構(gòu)第　9　題,解答：　　高聚物復(fù)合材料又稱“高分子合金”。它包括：嵌段共聚物、接枝共取物和共混高聚物。這里我們重點介紹