高分子物理答案_何曼君.doc

.页眉.. .页脚. 第一章高分子链的结构 1 写出由取代的二烯( 1,3 丁二烯衍生物) CH 3CHCHCHCH COOCH 3 经加聚反应得到的聚合物,若只考虑单体的 1, 4- 加成,和单体头- 尾相接,则理论上可有几种立体异构体? 解: 该单体经 1, 4- 加聚后, 且只考虑单体的头- 尾相接, 可得到下面在一个结构单元中含有三个不对称点的聚合物: CHCHCHCHCH 3 COOCH 3 n 即含有两种不对称碳原子和一个碳- 碳双键,理论上可有 8 种具有三重有规立构的聚合物。 2 今有一种聚乙烯醇,若经缩醛化处理后,发现有 14% 左右的羟基未反应,若用 HIO 4 氧化,可得到***和乙酸。由以上实验事实,则关于此种聚乙烯醇中单体的键接方式可得到什么结论? 解:若单体是头- 尾连接,经缩醛化处理后,大分子链中可形成稳定的六元环,因而只留下少量未反应的羟基: CH 2CHOH CH 2CHOH CH 2CHOH CH 2OCH 2CHOCH 2O CH CH 2CH 2CHOH 同时若用 HIO 4 氧化处理时,可得到乙酸和***: CH 2CHCH 2OH CHCH 2OH CHOH HIO 4CH 3COHO+ CH 3CO CH 3 若单体为头- 头或尾- 尾连接, 则缩醛化时不易形成较不稳定的五元环, 因之未反应的 OH 基数应更多(> 14% ) ,而且经 HIO 4 氧化处理时,也得不到***: CH 2CHCH OH CH 2CH 2CHOH OH CH 2OCHOCH 2O CH CH 2CH 2CHOH CH 2CHCH OH CH 2CH 2CHOH OH HIO 4CH 3COHO+ OHCO CH 2CH 2COHO 可见聚乙烯醇高分子链中,单体主要为头- 尾键接方式。 3 ***乙烯( CH 2CH Cl )和偏***乙烯( CH 2CCl 2 )的共聚物,经脱除 HCl 和裂解后,产物有: .页眉.. .页脚. , Cl, Cl Cl, Cl Cl Cl 等,其比例大致为 10:1:1: 10 (重量) ,由以上事实,则对这两种单体在共聚物的序列分布可得到什么结论? 解:这两种单体在共聚物中的排列方式有四种情况(为简化起见只考虑三单元): CH 2CH Cl CH 2C Cl Cl + (V) (D) VVV VVD DDV DDD 这四种排列方式的裂解产物分别应为: , Cl, Cl Cl, Cl Cl Cl 而实验得到这四种裂解产物的组成是 10:1:1: 10 ,可见原共聚物中主要为: VVV、 DDD 的序列分布,而其余两种情况的无规链节很少。 4 异戊二烯聚合时, 主要有 1, 4- 加聚和 3, 4- 加聚方式, 实验证明, 主要裂解产物的组成与聚合时的加成方法有线形关系。今已证明天然橡胶的裂解产物中 CH 3C CH 3CH 2 CH 3CH CH 3 CH 2 (A) (B) 和的比例为 :3 .4 ,据以上事实,则从天然橡胶中异戊二烯的加成方式,可得到什么结论? 解:若异戊二烯为 1, 4- 加成,则裂解产物为: CH 2C CH 3CHCH 2CH 2C CHCH 3 CH 2 (裂解) CH 3C CH 3CH 2 + 若为 3, 4- 加成,则裂解产物为: .页眉.. .页脚. CHCH C CHCH CHC CHCH CH CH CH CHCH(裂解) CHCH CH CH + 现由实验事实知道,(A):(B)= : , 可见在天然橡胶中, 异戊二烯单体主要是以 1, 4- 加成方式连接而成。 5 若把聚乙烯看作自由旋转链,其末端距服从 Gauss 分布函数,且已知 C-C 键长为 ? ,键角为 109 .5o ,试求: ⑴聚合度为 410 5?的聚乙烯的平均末端距、均方末端距和最可几末端距; ⑵末端距在+10 ?和+100 ? 处出现的几率。解: ⑴)(398 3 21 )(448 3 82 )(10 cos 1 cos 1 2522?????????????????lNh l Nh nlh fr????⑵14 16 2223)(10 37 .3)100 ( )(10 )10 ( 4) exp( )()( ???????????????????????,得由dh hhdh h 即在± 100 ? 处的几率比在± 10? 处的几率大。 6 某碳碳聚α- 烯烃,平均分子量为 1000 M。(M 。为链节分子量) ,试计算: ⑴完全伸直时大分子链的理论长度; ⑵若为全反式构象时链的长度; ⑶看作 Gauss 链时的均方末端距; ⑷看作自由旋转链时的均方末端距; ⑸当内旋转受阻时(受阻函数 438 .0 cos ??)的均方末