2022年高分子物理考研习题整理聚合物的相对分子质量.docx
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1、精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -一、 聚合物的相对分子质量1 聚合物相对分子质量的统计意义1.1 利用定义式运算相对分子质量 写出对分散性聚合物几种统计平均分子量和多分散系数的各种表达式.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_M数均相对分子质量:nni M inim ix i M i1式中, n 为物质的量, x 为摩尔分数式中, m 为质量, 为质量分数可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_M nmiiM iM i可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_M重均相对分子质量:Wni M imi M i2i M
2、 iM W2ni M i2ni M i /niM 2 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_nni M imini M ini M i /niM n可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_Z 均相对分子质量:Z Mm M 2M 2n M 3m M 2m M 2 /m M 2 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_MiiiiZZimi M iiiMZi M iii2ni M iiimi M iiiiWmi M i /miM W可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_
3、黏均相对分子质量: Mni M in i M i11/i M i 1/(M )i M i(M )W 为 MH 方程参数可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_注: Mni M iN 1NN=0 时为数均, N=1 时为重均, N=2 时为 Z 均.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_ni M i可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_多分散系数d= M W或 M Z单分散时,数均相对分子质量=重均可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_M nM W* 数均相对分子质量对试样的低相对分子质量部分敏锐.重均相对分子
4、质量对试样的高相对分子质量部分可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_敏锐.相对分子质量小的级分对M n 影响大,相对分子质量大的级分对M W 和 M Z 影响大.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1.2 多分散系数和分布宽度指数nnn 相对分子量分布宽度指数和多分散系数的定义是什么?两者有什么关系?并争论它们与相对分子质量分布宽度的关系?可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_多 分 散 系 数d= M WM n或M ZM W. 分 布 宽 度 指 数 定 义 为2 MM2 2M n d1,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - -
5、欢迎下载精品_精品资料_2 MM 2 2Md1 .对于但分散试样,d=1 或0 .对于多分散试样d 1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_WWWWnW可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_或n0 (W0 ), d 值越大,n 越大,分布越宽.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_ 按值递增的次序排列四种分子量,画出示意图,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_M Z M W M M n图【 10-36 】可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_* 由不同统计平均方法而得得相对分子质量的差值或比值说明相对分子质量分布的情形* 单分散指数(缩聚=2
6、,自由基聚合(双基偶合终止)=1.5.自由基聚合(双基歧化终止)=2.阴离子聚合(活性聚合物)=1)单分散试样一般通过阴离子活性聚合得到的,d=1.011 ,05,特别接近1.主要用作相对分子质量测定的标准样品.2 数均相对分子质量的测定( 1 端基分析法2 沸点上升、冰点降低法3 膜渗透压法4 气相渗透压法 )可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 1 页,共 11 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - -
7、- -2.1 端基分析法2.2 沸点上升、冰点降低法 用沸点上升法测定聚合物相对分子质量,对溶剂及样品有什么要求? 溶剂的沸点不能太高,聚合物在溶剂的沸点时应有足够的稳固性. 用相对分子质量M和其次维利系数A2 表示聚合物凝固点降低的关系式.如已知聚合物溶液浓度为 10kg/m 3, Mn=1.07 10 5, A2=2.42 10-4cm3 mol g-2 ,试估量该溶液的凝固点降低值,并说明冰点降低法用于聚合物相对分子质量测定时的范畴可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_fTfK1A2c),Tf9.3510 8K(f),一般Kf 的数量级为0.110,故 Tf 的数量可编辑资料
8、- - - 欢迎下载精品_精品资料_cM n-7-8级为 10 10 ,难以测准.冰点降低法只适合低聚物.2.3 膜渗透压法1 基本问题 简述 膜渗透压法 .什么是其次维利系数A2?假如在溶液与纯溶剂之间有一个半透膜,膜的孔只答应溶剂分子透过而不许溶质分子透过,就组成一个最简洁的渗透剂.如开头时两边液面一样高,溶剂池中溶剂分子可以透过半透膜向溶液扩散,而溶液池中的溶剂分子也可向溶剂池扩散.但单位时间内向溶液扩散的分子数目比向溶剂扩散的分子数目多,使溶液稀释,溶液液面上升,两毛细血管柱差所产生的压力就是渗透压.达平稳时,向两边扩散的溶剂分子数目相等,渗透压趋于恒定值.在肯定温度下,渗透压与溶液浓
9、度c 和聚合物相对分子质量有关,存在以可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_下关系:cRT( 1MA2c),以 /c 对 c 作图,可得一条直线,由截距可求M ,由斜率可求A2. A2 是可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_高分子间以及高分子与溶剂间相互作用力大小的一种度量.对于良溶剂,A2 0,此时高分子线团伸展.对于不良溶剂,A2 0,此时高分子线团紧缩(发生沉淀).A2=0 为临界状态,称为状态.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_ 渗透压法测定的是Mn .c0RTciRTc M iciciM iRTcnini M iRTc M n( c=nM/W 总)
10、可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_ 膜渗透压法测定聚合物相对分子质量的范畴是多少?为什么相对分子质量不能太高也不能太低?膜渗透压法是肯定方法仍是相对方法?为什么?范畴为2 1041 105.相对分子质量太高时,毛细管液面高度差变小,测量精确性下降.假如在较高浓度下测量,虽然能增加高度差,但测量的点更加远离纵坐标,使外推值变得不行靠.相对分子质量太低时,小分子可能透过膜而扩散,导致测量误差.膜渗透压法是肯定方法,因而膜渗透压公式中没有需要订定的常数. 说明溶剂的优劣对膜渗透计测定的相对分子质量的影响.膜假如是抱负的,溶剂优劣将无关,由于膜渗透压仅与单位体积溶质的物质的量有关,而与几
11、何尺寸无关,即只透过溶剂,而不透过溶质高分子.但实际上一般的膜能透过一些最小的颗粒,由于劣溶剂使分子线团更紧缩,使更多的小分子透过膜,测定的渗透压值偏低,所以数均相对分子质量偏低.2 状态下的测定 其次维利系数为零时,聚合物溶液必需具备条件,即处于状态.此时渗透压 和浓度 c 的关系是一条水平线,斜率为0.高分子线团不被溶剂溶胀也不紧缩沉淀,测得的尺寸为无扰尺寸. 聚合物溶液的渗透压与溶液浓度有如图【10-67 】所示的结果.(1)是比较1、2 、3 结果所得的相对分 子质量的次序.(2)如 1 和 3 是同样的聚合物在不同溶剂中所得的结果,这两个体系有什么不同?(3) 如 1 和 2 的聚合
12、物具有相同的化学组成,就所用溶剂是否相同?不同时,哪一条所用的溶剂为较良溶剂?可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_( 1)cRT( 1MA2c),所以- c 图的截距大小与M 成反比,故M1=M3 M2 .c可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_( 2)直线斜率代表A2 的大小,同一聚合物不同溶剂时,A2 越大,溶剂越优良.明显1 为良溶剂,a22大分子在溶液中处于伸展状态, 1 0.5 , =KM 中 a 0.5 , 1,h h 0,排斥体积大于零.3 为 22体系,大分子在溶液中处于自然状态,其对应的 1=0.5 ,a=0.5 , =1, h =h 0,排斥体积为零.
13、(3)由于 2 的 M 大于 1 的,同一聚合物,M 大的比 M 小的难溶,所以同一溶剂溶解同一聚合物其M 大 的 A2 小可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 2 页,共 11 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -于 M 小的 A2.但 1 与 2 有相同的斜率说明2 用的溶剂比1 优良.*A2 随 M 的增大而减小可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3 Mn 、A2 和 Huggi
14、ns 参数 A( 1 -)(V2)可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_22112 A2 的物理意义:反映高分子链段以及链段与溶剂分子间相互作用的一个物理量,4 考虑 A3 的情形 试验中有时发觉以 /c 对 c 作图不呈线性而向上弯曲,特别浓度较高时更明显.如何校正这一偏差? 1/ 2RT1 / 22可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_这是由于第三维利系数A30 ,此时改用下式: ()cc0()(1M n2c),式中2 也称其次维利可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_系数.以 1 / 2 对 c 作图可得直线,从截距求Mn可编辑资料 - - - 欢迎下载精品
15、_精品资料_()c2.4 气相渗透压法 简述用 气相渗透压法(VPO) 测定相对分子质量的原理将溶液和溶剂同时悬吊在恒温To 的纯溶剂的饱和蒸气气氛下,蒸气相中的溶剂分子将向溶液滴凝结,同时放出凝结热.将溶液滴的温度升至T,经过肯定时间后两液滴达到定态,即存在稳固的温差 T=T- To ,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_ T 被 转 换 成 电 信 号 G, 而 G 与 溶 液 中 溶 质 的 摩 尔 分 数 成 正 比 ,GK 1cM nA2 c ,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_GKcc0M n VPO 测定上限是3 10,相对分子质量太高时温差太小,难以测
16、定.这是依数性的方法,得到的是Mn .是相对法,公式中的常数K 需要校正. 与其它测定Mn 的方法相比, VPO 的优点:样品用量少,测定速度快,可以连续测定,测定温度范畴广, 特别能测定较低相对分子质量的样品,补偿了膜渗透压法的不足.缺点:K 值与相对分子质量仍有肯定关系,用低相对分子质量标准样品测得的K 值用于高分子测定有较低误差.*VPO 不能用于测定水溶液中聚合物的M ,由于水能电离,使质点数增多,所以表观相对分子质量将小于真实值.*K 值的测定:用已知相对分子质量的标样标定.常用的标样有:偶氮苯(182.23 )、联苯甲酰( 210.22 )、三十烷( 451)、八乙酰蔗糖(678.
17、6 )等.*K 值影响因素:溶剂种类、测试温度、电桥电压、仪器结构等.3 重均相对分支质量与Z 均相对分子质量的测定 ( 1 光散射法2 超速离心沉降法)3.1 光散射法(重均) 写出 光散射法 测定聚合物相对分子质量时所依据的运算式,并指出各物理意义可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1cos2Kc2R1 1M822,2 h9sin 22A2c,式中 Rr2 I r ,I0 为 Rayleigh 比,r 为观看点离散射中心距离,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_,为散射角, I(r,)为在 r,处的光强度, Io 为入射光强度, 为空气中的入射光波长,c 为浓度,
18、A2 为2其次维利系数,h 为均方末端距,M为相对分子质量,K 为常数.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_进一步, K度的变化.424n2N A2n,式中cN A 为 Avogadro 常量, n 为溶液折射率,n为溶液折射率随浓c可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_ 光散射方程中的A2 与渗透压方程中的A2 有什么关系?说明其物理意义光散射方程中的A2 与渗透压方程中的A2 数值相等, 具有相同的物理意义.散射强度取决于浓度的局部涨落的大小,而渗透压的作用抑制了浓度的涨落,实际上,散射光强度随渗透压的浓度梯度的增加而减少.渗透力随溶质分子大小的增加(相应数目就减小)
19、而变小,浓度涨落的程度随溶质相对分子质量增可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 3 页,共 11 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_加而增加 什么是 Zimm 图?测定不同浓度不同角度下的Rayleigh 比,以 1cos2 2Kc 对Rsin2qc(q为任意常数)作图,将两个变量c可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_和 外推至 0,从
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