题目
已知PE和PMMA的流动活化能△Eη分别为41.8kJ/mol和192.3kJ/mol,PE在473K时的黏度η473=91Pa·s;PMMA在513K时的黏度η513=200Pa·s。试求:(1)PE在483K和463K时的黏度,PMMA在523K和503K时的黏度;(2)说明链结构对聚合物黏度的影响;(3)说明温度对不同结构聚合物黏度的影响。
已知PE和PMMA的流动活化能△Eη分别为41.8kJ/mol和192.3kJ/mol,PE在473K时的黏度η473=91Pa·s;PMMA在513K时的黏度η513=200Pa·s。试求:(1)PE在483K和463K时的黏度,PMMA在523K和503K时的黏度;(2)说明链结构对聚合物黏度的影响;(3)说明温度对不同结构聚合物黏度的影响。
题目解答
答案
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解析
步骤 1:使用Arrhenius公式计算PE在483K时的黏度
根据Arrhenius公式,$\eta =A{e}^{\Delta {E}_{n}/RT}$,其中$\Delta {E}_{n}$是流动活化能,$R$是气体常数,$T$是绝对温度。对于PE,$\Delta {E}_{n}=41.8kJ/mol$,$R=8.31J/(mol\cdot K)$,$T_{1}=473K$,$\eta_{473}=91Pa\cdot s$,$T_{2}=483K$。将这些值代入公式,可以计算出$\eta_{483}$。
步骤 2:使用Arrhenius公式计算PE在463K时的黏度
同样地,使用Arrhenius公式,将$\Delta {E}_{n}=41.8kJ/mol$,$R=8.31J/(mol\cdot K)$,$T_{1}=473K$,$\eta_{473}=91Pa\cdot s$,$T_{2}=463K$代入公式,可以计算出$\eta_{463}$。
步骤 3:使用Arrhenius公式计算PMMA在523K时的黏度
对于PMMA,$\Delta {E}_{n}=192.3kJ/mol$,$R=8.31J/(mol\cdot K)$,$T_{1}=513K$,$\eta_{513}=200Pa\cdot s$,$T_{2}=523K$。将这些值代入公式,可以计算出$\eta_{523}$。
步骤 4:使用Arrhenius公式计算PMMA在503K时的黏度
同样地,使用Arrhenius公式,将$\Delta {E}_{n}=192.3kJ/mol$,$R=8.31J/(mol\cdot K)$,$T_{1}=513K$,$\eta_{513}=200Pa\cdot s$,$T_{2}=503K$代入公式,可以计算出$\eta_{503}$。
步骤 5:说明链结构对聚合物黏度的影响
链结构对聚合物黏度的影响主要体现在链的刚性和柔性上。刚性链(如PMMA)比柔性链(如PE)的黏度大,因为刚性链的分子间作用力更强,分子链的运动受到更大的阻碍。
步骤 6:说明温度对不同结构聚合物黏度的影响
温度对不同结构聚合物黏度的影响主要体现在温度升高时,聚合物黏度的降低程度上。刚性链的黏度比柔性链的黏度受温度的影响更大,因为刚性链的分子链在温度升高时更容易发生运动,从而导致黏度的显著降低。
根据Arrhenius公式,$\eta =A{e}^{\Delta {E}_{n}/RT}$,其中$\Delta {E}_{n}$是流动活化能,$R$是气体常数,$T$是绝对温度。对于PE,$\Delta {E}_{n}=41.8kJ/mol$,$R=8.31J/(mol\cdot K)$,$T_{1}=473K$,$\eta_{473}=91Pa\cdot s$,$T_{2}=483K$。将这些值代入公式,可以计算出$\eta_{483}$。
步骤 2:使用Arrhenius公式计算PE在463K时的黏度
同样地,使用Arrhenius公式,将$\Delta {E}_{n}=41.8kJ/mol$,$R=8.31J/(mol\cdot K)$,$T_{1}=473K$,$\eta_{473}=91Pa\cdot s$,$T_{2}=463K$代入公式,可以计算出$\eta_{463}$。
步骤 3:使用Arrhenius公式计算PMMA在523K时的黏度
对于PMMA,$\Delta {E}_{n}=192.3kJ/mol$,$R=8.31J/(mol\cdot K)$,$T_{1}=513K$,$\eta_{513}=200Pa\cdot s$,$T_{2}=523K$。将这些值代入公式,可以计算出$\eta_{523}$。
步骤 4:使用Arrhenius公式计算PMMA在503K时的黏度
同样地,使用Arrhenius公式,将$\Delta {E}_{n}=192.3kJ/mol$,$R=8.31J/(mol\cdot K)$,$T_{1}=513K$,$\eta_{513}=200Pa\cdot s$,$T_{2}=503K$代入公式,可以计算出$\eta_{503}$。
步骤 5:说明链结构对聚合物黏度的影响
链结构对聚合物黏度的影响主要体现在链的刚性和柔性上。刚性链(如PMMA)比柔性链(如PE)的黏度大,因为刚性链的分子间作用力更强,分子链的运动受到更大的阻碍。
步骤 6:说明温度对不同结构聚合物黏度的影响
温度对不同结构聚合物黏度的影响主要体现在温度升高时,聚合物黏度的降低程度上。刚性链的黏度比柔性链的黏度受温度的影响更大,因为刚性链的分子链在温度升高时更容易发生运动,从而导致黏度的显著降低。