高分子物理第四版答案

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部分高分子物理課後習題答案如下：
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第7章 聚合物的粘彈性

1.舉例說明聚合物的蠕變、應力鬆弛、滯後和內耗現象。為什麼聚合物具有這些現象？這些現象對其的使用性能存在哪些利弊？
2.簡述溫度和外力作用頻率對聚合物內耗大小的影響。畫出聚合物的動態力學普示意圖，舉出兩例說明譜圖在研究聚合物結構與性能方面的應用。

3.指出Maxwell模型、Kelvin模型和四元件模型分別適宜於模擬哪一類型聚合物的那一種力學鬆弛過程？
答：Maxwell模型適宜於模擬線形聚合物的應力鬆弛過程，Kelvin模型適宜於模擬交聯聚合物的蠕變過程，四元件模型適宜於模擬線形聚合物的蠕變過程。

4.什麼是時溫等效原理？該原理在預測聚合物材料的長期使用性能方面和在聚合物加工過程中各有哪些指導意義？
答：（1）升高溫度與延長時間對分子運動是等效的，對聚合物的粘彈行為也是等效的，這就是時溫等效原理。
（2）需要在室溫條件下幾年甚至上百年完成的應力鬆弛實驗實際上是不能實現的，但可以在高溫條件下短期內完成；或者需要在室溫條件下幾十萬分之一秒或幾百萬分之一秒中完成的應力鬆弛實驗，可以在低溫條件下幾個小時甚至幾天內完成。

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2．構象與構型有何區別？聚丙烯分子鏈中碳—碳單鍵是可以旋轉的，通過單鍵的內旋轉是否可以使全同立構聚丙烯變為間同立構聚丙烯？為什麼？

答：（1）區別：構象是由於單鍵的內旋轉而產生的分子中原子在空間位置上的變化，而構型則是分子中由化學鍵所固定的原子在空間的排列；構象的改變不需打破化學鍵，而構型的改變必須斷裂化學鍵。

（2）不能，碳-碳單鍵的旋轉只能改變構象，卻沒有斷裂化學鍵，所以不能改變構型，而全同立構聚丙烯與間同立構聚丙烯是不同的構型。

3.為什麼等規立構聚丙乙烯分子鏈在晶體中呈31螺旋構象，而間規立構聚氯乙烯分子鏈在晶體中呈平面鋸齒構象？

答（1）由於等歸立構聚苯乙烯的兩個苯環距離比其范德華半徑總和小，產生排斥作用，使平面鋸齒形（…ttt…）構象極不穩定，必須通過C-C鍵的旋轉，形成31螺旋構象，才能滿足晶體分子鏈構象能最低原則。

（2）由於間規聚氯乙烯的氯取代基分得較開，相互間距離比范德華半徑大，所以平面鋸齒形構象是能量最低的構象。

4.哪些參數可以表徵高分子鏈的柔順性？如何表徵？

答：（1）空間位阻參數（或稱剛性因子） ， 值愈大，柔順性愈差；

（2）特徵比Cn，Cn值越小，鏈的柔順性越好；

（3）連段長度b，b值愈小，鏈愈柔順。

5．聚乙烯分子鏈上沒有側基，內旋轉位能不大，柔順性好。該聚合物為什麼室溫下為塑料而不是橡膠？

答：這是由於聚乙烯分子對稱性好，容易結晶，從而失去彈性，因而在室溫下為塑料而不是橡膠。

6.從結構出發，簡述下列各組聚合物的性能差異：

（1）聚丙烯睛與碳纖維；

（2）無規立構聚丙烯與等規立構聚丙烯；

（3）順式聚1，4-異戊二烯（天然橡膠）與反式聚1，4-異戊二烯（杜仲橡膠）。

（4）高密度聚乙烯、低密度聚乙烯與交聯聚乙烯。