高分子物理何曼君版課后思考題答案

1、第二章1、假若聚丙烯的等規(guī)度不高，能不能用改變構(gòu)象的辦法提高等規(guī)度說明理由。不能。全同立構(gòu)和間同立構(gòu)是兩種不同的立體構(gòu)型。構(gòu)型是分子中由化學(xué)鍵解：所固定的原子在空間的幾何排列。這種排列是穩(wěn)定的，要改變構(gòu)型必須經(jīng)過化學(xué)鍵的斷裂和重組。構(gòu)象是圍繞單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)所引起的排列變化，改變構(gòu)象只需克服單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)位壘即可實(shí)現(xiàn)。2、末端距是高分子鏈的一端到另一端達(dá)到的直線距離，解：因?yàn)槿嵝缘母叻肿渔溤诓粩嗟臒徇\(yùn)動(dòng)，它的形態(tài)是瞬息萬變的，所以只能用它們的平均

2、值來表示，又因?yàn)槟┒司嗪透叻肿渔湹馁|(zhì)心到第i個(gè)鏈單元的距離是矢量。它們是矢量，其平均值趨近于零。因此，要取均方末端距和均方回轉(zhuǎn)半徑；輪廓長(zhǎng)度是高分子鏈的伸直長(zhǎng)度，高分子鏈有柔順性，不是剛性鏈，因此，用輪廓長(zhǎng)度描述高分子尺度不能體現(xiàn)其蜷曲的特點(diǎn)。5、解：無論是均方末端距還是均方回轉(zhuǎn)半徑，都只是平均量，獲得的只是高分子鏈的平均尺寸信息。要確切知道高分子的具體形態(tài)尺寸，從原則上來說，只知道一個(gè)均值往往是不夠的。最好的辦法是知道末端距的分布函數(shù)

3、，也就是處在不同末端距時(shí)所對(duì)應(yīng)的高分子構(gòu)象實(shí)現(xiàn)概率大小或構(gòu)象數(shù)比例，這樣任何與鏈尺寸有關(guān)的平均物理量和鏈的具體形狀都可由這個(gè)分布函數(shù)求出。所以需要推導(dǎo)高斯鏈的構(gòu)象統(tǒng)計(jì)理論。第三章1、高分子與溶劑分子的尺寸相差懸殊，兩者的分子運(yùn)動(dòng)速度差別很大，溶劑分子能較快滲入聚合物，而高分子向溶劑的擴(kuò)散緩慢。（1）聚合物的溶解過程要經(jīng)過兩個(gè)階段，先是溶劑分子滲入聚合物內(nèi)部，使聚合物體積膨脹，稱為溶脹；然后才是高分子均勻分散在溶劑中，形成完全溶解的分子分

4、散的均相體系。對(duì)于交聯(lián)的聚合物，在與溶劑接觸時(shí)也會(huì)發(fā)生溶脹，但因有交聯(lián)的化學(xué)鍵束縛，不能再進(jìn)一步使交聯(lián)的分子拆散，只能停留在溶脹階段，不會(huì)溶解。（2）溶解度與聚合物分子量有關(guān)，分子量越大，溶解度越大。對(duì)交聯(lián)聚合物來說，交聯(lián)度大的溶脹度小，交聯(lián)度小的溶脹度大。（3）非晶態(tài)聚合物的分子堆砌比較松散，分子間的相互作用較弱，因此溶劑分子比較容易滲入聚合物內(nèi)部使之溶脹和溶解。晶態(tài)聚合物由于分子排列規(guī)整，堆砌緊密，分子間相互作用力很強(qiáng)，以致溶劑分子

5、滲入聚合物內(nèi)部非常困難，因此晶態(tài)化合物的溶解比非晶態(tài)聚合物要困難得多。（4）對(duì)于非極性聚合物與溶劑的相互混合，溶解過程一般是吸熱的，故只有在升高溫度或減小混合熱才能使體系自發(fā)溶解。恒溫恒壓時(shí)，混合熱可表示為?HM?VM?1?2(?1??2)2第四章1、兩種聚合物共混的先決條件是混合自由能小于等于零，對(duì)于給定的共混體系存在相互作用參數(shù)臨界值Xc。當(dāng)體系的X大于臨界值Xc時(shí)，即可出現(xiàn)相分離，而X與溫度有關(guān)。因此，當(dāng)體系溫度低于分相溫度時(shí)，體

6、系的混合自由能為負(fù)值，不會(huì)分相。當(dāng)體系溫度略高于兩相共存線溫度時(shí)，體系處在亞穩(wěn)區(qū)。如果體系有一微小的變化時(shí)還是穩(wěn)定的，只有在體系濃度變化較大時(shí)會(huì)分相，即體系存在亞穩(wěn)分相區(qū)。共混聚合物分相的情況：兩種聚合物之間沒有特殊相互作用；共混聚合物各組分濃度與共溶時(shí)的各組分濃度偏離太多；溫度不合適，如低于高臨界共溶溫度或高于低臨界共溶溫度。分相時(shí)出現(xiàn)亞穩(wěn)區(qū)的原因：這類共混高聚物所呈現(xiàn)的相分離是微觀的或亞微觀的相分離，在外觀上是均勻的，而不再有肉眼看

7、得見的分層現(xiàn)象。當(dāng)分散程度較高時(shí)，甚至連光學(xué)顯微鏡也觀察不到兩相的存在，但用電鏡在高放大倍數(shù)時(shí)還是觀察的到兩相結(jié)構(gòu)的存在的。由于高分子混合物的粘度很大，分子或鏈段的運(yùn)動(dòng)實(shí)際上處于一種凍結(jié)狀態(tài)，因此，處于一種相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，即亞穩(wěn)分相區(qū)。2.一般共混物的相分離與嵌段共聚物的微相分離在本質(zhì)上有何區(qū)別一般共混物的相分離是微觀或亞微觀上發(fā)生相分離，形成所謂“兩相結(jié)構(gòu)”，是動(dòng)力學(xué)上的穩(wěn)定狀態(tài)，但只是熱力學(xué)上的準(zhǔn)穩(wěn)定狀態(tài)，嵌段共聚物的微相分離是由于

8、嵌段間具有化學(xué)鍵的連接，形成的平均相結(jié)構(gòu)微區(qū)的大小只有幾十到幾百納米尺度，與單個(gè)嵌段的尺寸差不多。一般共混物的相分離是由體系的相互作用參數(shù)X決定的，即與體系的濃度和溫度有關(guān)，而嵌段共聚物的微相分離除與嵌段之間的相互作用參數(shù)X有關(guān)外，還與嵌段共聚物的總聚合度N，官能度n及嵌段組成f有關(guān)。3、當(dāng)Tsp＞T2＞Tbn時(shí)，盡管在整個(gè)組成范圍內(nèi)△Fm都小于零，但只有當(dāng)共混物的相互作用參數(shù)X低于臨界相互作用參數(shù)Xc時(shí)，任意組成的共混物才是互溶的。當(dāng)

9、相互作用參數(shù)較大時(shí)（X＞Xc），在兩相共存線兩翼之間存在一個(gè)混溶間隙，在這個(gè)組成范圍內(nèi)共混物發(fā)生相分離。聚合物只有在玻璃化溫度Tg和分解溫度Td之間才具有液體可流動(dòng)的性質(zhì)，而這個(gè)溫度范圍并不寬，往往很難在這個(gè)溫度范圍內(nèi)使X調(diào)節(jié)到Xc，所以兩種聚合物之間，沒有特殊相互作用而能完全互溶的體系很少。第五章、1.聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變與小分子的固液轉(zhuǎn)變?cè)诒举|(zhì)上有哪些區(qū)別？答：P22小分子固液轉(zhuǎn)變屬于熱力學(xué)一級(jí)轉(zhuǎn)變，伴隨物態(tài)變化，由熱力學(xué)趨動(dòng)，溫度變