Химия и физика полимеров, 5 тем, 8 задач: Гибкость цепей; Конформационные характеристики клубков макромолекул; Механические, электрические, теплофизические свойства полимеров

1 Задачи на гибкость цепей полимеров

Задача 1.1

Напишите структурные формулы полиэтилена, поливинилацетата, поли-a-метил стирола, поливинилхлорида и полиакриламида. Расположите их в порядке возрастания гибкости цепей и обоснуйте такое их расположение.

Решение

У карбоцепных полимеров наименее полярными являются предельные углеводороды. У них внутри- и межмолекулярные взаимодействия невелики, а также малы значения U0 и ∆U , следовательно полимеры обладают большой кинетической и термодинамической гибкостью. Гибкость гетероцепных полимеров может ограничиваться межмолекулярными взаимодействиями за счет образования водородных связей.

...

Задача 1.2

Напишите структурные формулы полидиметилсилоксана, полистирола, полиметилметакрилата, поливинилиденхлорида и полиметакриловой кислоты. Расположите их в порядке возрастания жесткости цепей и обоснуйте такое их расположение.

Решение

...

2 Конформационные характеристики клубков макромолекул

Задача 2.1

Для раствора карбоксиметилцеллюлозы в 0.1–молярном водном растворе хлористого калия характеристическая вязкость равна 0.62, а константа Хаггинса равна 0.42. Рассчитайте величину сегмента Куна и другие конформационные характеристики макромолекулы, приняв в уравнении Куна – Марка – Хаувинка К = 0.00133,  = 0.91, размер мономерного звена полимера  = 7.2 ангстрема.

Решение

...

Задача 2.2

Для раствора полиэтиленоксида в воде характеристическая вязкость равна 1.966, а константа Хаггинса равна 0.326. Рассчитайте величину сегмента Куна и другие конформационные характеристики макромолекулы, приняв в уравнении Куна – Марка – Хаувинка К = 0.000125,  = 0.78, размер молекулы мономера  = 2.4 ангстрема.

Решение

...

3 Задачи на механические свойства полимеров

Задача 3.1

Модуль упругости полимера равен 100 МПа, предел «холодной» текучести 20 МПа, удлинение при этом пределе 5%, прочность на разрыв 27,5 МПа, удлинение при разрыве 50%. Постройте деформационную кривую, если она линейна до растяжения 1%.

Решение

...

Задача 3.2

Модуль упругости полистирола при сдвиге равен 1,25 · 103 МПа, а коэффициент Пуассона 0,35. Чему равен его модуль растяжения и модуль всестороннего сжатия?

Решение

...

4 Задачи на электрические свойства полимеров

Задача 4.1

Известно, что при расчесывании волос гребнем из полимерного материала, наблюдается сильная электризация. Обоснуйте, какой заряд (положительный или отрицательный) скапливается на расческе из пластмассы на основе ПВХ.

Решение

...

5 Задачи на теплофизические свойства полимеров

Задача 5.1

Проанализируйте и изобразите графически изменение теплоемкости аморфного и закристаллизованного полимера в интервале температур от -180 °С до +200 °С.

Решение

...