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1、第一章高分子鏈的結(jié)構(gòu)1寫出由取代的二烯(1,3丁二烯衍生物)經(jīng)加聚反應(yīng)得到的聚合物,若只考慮單體的1,4-加成,和單體頭-尾相接,則理論上可有幾種立體異構(gòu)體?解:該單體經(jīng)1,4-加聚后,且只考慮單體的頭-尾相接,可得到下面在一個(gè)結(jié)構(gòu)單元中含有三個(gè)不對(duì)稱點(diǎn)的聚合物:即含有兩種不對(duì)稱碳原子和一個(gè)碳-碳雙鍵,理論上可有8種具有三重有規(guī)立構(gòu)的聚合物。2今有一種聚乙烯醇,若經(jīng)縮醛化處理后,發(fā)現(xiàn)有14%左右的羥基未反應(yīng),若用HIO4氧化,可得到丙酮和乙酸。由以上實(shí)驗(yàn)事實(shí),則關(guān)于此種聚乙烯醇中單體的鍵接方式可得
2、到什么結(jié)論?解:若單體是頭-尾連接,經(jīng)縮醛化處理后,大分子鏈中可形成穩(wěn)定的六元環(huán),因而只留下少量未反應(yīng)的羥基:同時(shí)若用HIO4氧化處理時(shí),可得到乙酸和丙酮:若單體為頭-頭或尾-尾連接,則縮醛化時(shí)不易形成較不穩(wěn)定的五元環(huán),因之未反應(yīng)的OH基數(shù)應(yīng)更多(>14%),而且經(jīng)HIO4氧化處理時(shí),也得不到丙酮:可見聚乙烯醇高分子鏈中,單體主要為頭-尾鍵接方式。3氯乙烯()和偏氯乙烯()的共聚物,經(jīng)脫除HCl和裂解后,產(chǎn)物有:,,,等,其比例大致為10:1:1:10(重量),由以上事實(shí),則對(duì)這兩種單體在共聚物的
3、序列分布可得到什么結(jié)論?解:這兩種單體在共聚物中的排列方式有四種情況(為簡(jiǎn)化起見只考慮三單元):這四種排列方式的裂解產(chǎn)物分別應(yīng)為:,,,而實(shí)驗(yàn)得到這四種裂解產(chǎn)物的組成是10:1:1:10,可見原共聚物中主要為:、的序列分布,而其余兩種情況的無(wú)規(guī)鏈節(jié)很少。4異戊二烯聚合時(shí),主要有1,4-加聚和3,4-加聚方式,實(shí)驗(yàn)證明,主要裂解產(chǎn)物的組成與聚合時(shí)的加成方法有線形關(guān)系。今已證明天然橡膠的裂解產(chǎn)物中的比例為96.6:3.4,據(jù)以上事實(shí),則從天然橡膠中異戊二烯的加成方式,可得到什么結(jié)論?解:若異戊二烯為1
4、,4-加成,則裂解產(chǎn)物為:若為3,4-加成,則裂解產(chǎn)物為:現(xiàn)由實(shí)驗(yàn)事實(shí)知道,(A):(B)=96.6:3.4,可見在天然橡膠中,異戊二烯單體主要是以1,4-加成方式連接而成。5若把聚乙烯看作自由旋轉(zhuǎn)鏈,其末端距服從Gauss分布函數(shù),且已知C-C鍵長(zhǎng)為1.54?,鍵角為109.5o,試求:⑴聚合度為的聚乙烯的平均末端距、均方末端距和最可幾末端距;⑵末端距在+10?和+100?處出現(xiàn)的幾率。解:⑴⑵即在±100?處的幾率比在±10?處的幾率大。6某碳碳聚α-烯烴,平均分子量為1000M。(M。為鏈節(jié)
5、分子量),試計(jì)算:⑴完全伸直時(shí)大分子鏈的理論長(zhǎng)度;⑵若為全反式構(gòu)象時(shí)鏈的長(zhǎng)度;⑶看作Gauss鏈時(shí)的均方末端距;⑷看作自由旋轉(zhuǎn)鏈時(shí)的均方末端距;⑸當(dāng)內(nèi)旋轉(zhuǎn)受阻時(shí)(受阻函數(shù))的均方末端距;⑹說(shuō)明為什么高分子鏈在自然狀態(tài)下總是卷曲的,并指出此種聚合物的彈性限度。解:設(shè)此高分子鏈為:鍵長(zhǎng)l=1.54?,鍵角θ=109.5o⑴⑵⑶⑷⑸⑹因?yàn)?>>,所以大分子鏈處于自然狀態(tài)下是卷曲的,它的理論彈性限度是倍7某高分子鏈的內(nèi)旋轉(zhuǎn)勢(shì)能與旋轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系如下圖所示:以知鄰位重疊式(e)的能量Ue=12kJ/mol,
6、順式(c)的能量Uc=25kJ/mol,鄰位交叉式(g與gˊ)的能量Ug=Ugˊ=2kJ/mol,試由Boltzmann統(tǒng)計(jì)理論計(jì)算:(1)溫度為140℃條件下的旋轉(zhuǎn)受阻函數(shù);(2)若該高分子鏈中,鍵角為112°,計(jì)算剛性比值K為多大?解:(1)設(shè)=旋轉(zhuǎn)次數(shù),T=413K,R=8.31J/(K?mol)由Boltzmann統(tǒng)計(jì)理論:分別計(jì)算得(2)以知鍵角θ=112°,cosθ=-0.37468假定聚丙烯于30℃的甲苯溶液中,測(cè)得無(wú)擾尺寸,而剛性因子,試求:(1)此聚丙烯的等效自由取向鏈的鏈段長(zhǎng);
7、(2)當(dāng)聚合度為1000時(shí)的鏈段數(shù)。解:的全反式構(gòu)象如下圖所示:已知解法一(1)(2)解法二(1)(2)第二章高分子的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)1下表列出了一些聚合物的某些結(jié)構(gòu)參數(shù),試結(jié)合鏈的化學(xué)結(jié)構(gòu),分析比較它們的柔順性好壞,并指出在室溫下各適于做何種材料(塑料、纖維、橡膠)使用。聚合物PDMSPIPPIBPSPANEC1.4-1.61.4-1.72.132.2-2.42.6-3.24.2L0(nm)1.401.831.832.003.2620結(jié)構(gòu)單元數(shù)/鏈段4.987.381320解:以上高分子鏈柔順性的次序
8、是:EC