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摩尔数 n1?W1/M1?0.099/0.1?0.99
n2?W2/M2?0.001/103?10?6
n10.99?1???0.994?6n?xn0.99?10?1012体积分数
(1)
?2?1??1?0.01
?Sm(高分子)??R(n1ln?1?n2ln?2)?8.27?10?2(J?K?1)
??8.31(0.99ln0.99?10?6ln0.01)
x1?
(2)摩尔分数:
n10.99??1?6n1?n20.99?10
n210?6x2???10?6?6n1?n20.99?10 '?Sm(理想)??R(n1lnx1?n2lnx2)??8.31(0.99ln1?10ln10)?1.15?10?4(J?K?1)(3)切成104个小分子时,
?6?6
46n?1/M?X/M?10/10?0.01 n?0.9920n摩尔数 1, 0.99x1??0.990.99?0.01摩尔分数 , x2?0.01 ''?Sm??R(n1lnx1?n2lnx2)
??8.31(0.99ln0.99?0.01ln0.01)
(4)由计算结果可见:
因为高分子的一个链节相当于一个溶剂分子,但它们之间毕竟有化学键,所以其构象数目,虽比按一个小分子计算时的理想溶液混合熵大得多,但小于按104个完全独立的小分子的构象数。
10 在308kPS-环己烷的?溶剂中,溶液浓度为c=7.36×10-3kg·L-1,测得其渗透压为24.3Pa,试根据Flory-Huggins溶液理论,求此溶液的A2、?1和PS的?2和
'''4?Sm(理想)??S(高分子)??S(mm10个小分子)?0.465(J?K?1)
Mn。
?1???RT??A2c????cMn?? 解:由
?RT??cMnA2?0??对于溶剂,
?365M?RTc/??8.31?308(7.36?10?10)/24.3?7.75?10n或
111A2?(??1)?0??1?022V?12由 即 2
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??1?12
V1(?1??2)2?1?RT由
3?1??16.7(J?cm)V?108(cm?mol) 11从手册查到和RT?118.31?308?0.51??2??1?()2?16.7?()2108V1
221?3?13.3(J2?cm2)
?312217.5(J?cm)。 文献值为
11 用平衡溶胀法测定硫化天然胶的交联度,得到如下的实验数据:橡胶试样重为Wp=2.034×10-3kg,在298K恒温水浴中于苯里浸泡7—10d,达到溶胀平衡后称重Wp+Ws=10.023×10-3kg,从手册查到298K苯的密度
1?3?s?0.868?103kg?m?3?63?1V?89.3?10m?mol1,摩尔体积,天然橡胶密度
?p?0.9971?103kg?m?3?2?解:
M,天然橡胶与苯的相互作用参数?1?0.437,由以上数据求交联分子量(c)。
VpVp?Vs?Wp/?pWp/?p?Ws/?s2.034?10?3/997.1?2.034?10?3/997.1?(10.023?2.034)?10?3/868?0.1815
?V11ln(1??2)??2??1?22?2?23?0Mc在
式中由于?2很小,可略去ln(1??2)展开式中的高次项,
??2V1??5?5997.1?8.93?10?533???Mc??1??(0.1815)2?3?10(12?0.437)?2??1?
?24,180
12 写出三个判别溶剂优劣的参数;并讨论它们分别取何值时,该溶剂分别为聚合物的良溶剂、不良溶剂、θ溶剂;高分子在上述三种溶液中的热力学特征以及形态又如何?
1A2?0,?1?,a?1?Hm?0,?Gm?02解:为良溶剂,此时,溶解能自发进行,高分子链在溶液中扩张伸
展;
1,a?1?Hm?02为不良溶剂,此时,溶液发生相分离,高分子在溶液中紧缩沉淀; 1A2?0,?1?,a?12为θ溶剂,此时与理想溶液的偏差消失,高分子链不胀不缩,处于一种自然状态。 A2?0,?1?
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第四、五章 高聚物的分子量及分子量分布
450.5M?10M?10??0.03M121 已知某聚合物的特性粘度与分子量符合式,并有和两单分散级分。现将
两种级分混合,欲分别获得
Mn?55,000和Mw?55,000及M??55,000的三种试样。试求每种试样中两
Wx,则105级分的重量分数为
个级分的重量分数应取多少? 解:设需104级分的重量分数为
1?Wx
Mn?第一种试样:
1Wi?iMi
55000?即
?W(x?104)1Wx1?Wx?410105
?Wx?0.09,W(x?105)?0.91第二种试样: 即
Mw??WiMii
55000?Wx?104?(1?Wx)?105?Wx?0.5,即104与105各取一半重量。
1a??M????WiMia??i? 第三种试样:
55000?[Wx?104?0.5?(1?Wx)?105?0.5]2即
2 有一个二聚的蛋白质,它是一个有20%解离成单体的平衡体系,当此体系的数均分子量80000时,求它的单体分子量(解:
?W(x?104)?0.35,W(x?105)?0.65M0)和平衡体系的重均分子量(Mw)各为多少?
P—P(二聚体)2P(单体M0)
由
Mn?80,000由M0和2M0组成,
0.20.8?M0??2M0M2M0NiMi80,000?0?0.20.8Mn?i?NM2M0?i0 即
?M0?48,000可编辑
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由
0.20.8?M02??(2M0)2M2M0Mw?i?00.20.8NiMi??M??2M00iM02M0?NiMi2
?
0.2?48,000?0.8?2?48,000?86,4000.2?0.8
3 将分子量分别为105和104的同种聚合物的两个级分混合时,试求:
(1)10g分子量为104的级分与1g分子量为105的级分相混合时,计算Mn、Mw、Mz; (2)10g分子量为105的级分与1g分子量为104的级分相混合时,计算Mn、Mw、Mz; (3)比较上述两种计算结果,可得出什么结论?
Mn?解:(1)
11??10,890Wi10/111/11?5?41010Mii
Mw??WiMi?iMz?WM??WMiiii2i101?104??105?18,1801111
i10?108?1?1010??55,00010?104?1?105
Mn?(2)
11??55,000Wi10/111/11?4?51010iMi
Mw??WiMi?iMz?WM??WMiiii2i101?105??104?91,8201111
i10?1010?1?108??99,1105410?10?1?10
(3)第一种混合物试样的分散性:
MwMz?3.03?1.67Mn,或Mw
第二种混合物试样的分散性:
MwMz?1.08?1.67Mn,或Mw
可见分子量小的级分对Mn影响大;分子量大的级分对Mw和Mz影响大。
4 今有下列四种聚合物试样: (1)分子量为2×103的环氧树脂;
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