1、高分子物理復習一名詞解釋1.玻璃化轉變：是分子鏈段獲得了足夠的能量，以協同方式開始運動，不斷改變構象，所導致的一系列物理性質如形變，模量，比體積，比熱，密度，粘度，折光指數，介電常數等發生突變或不連續變化的過程。2構型：是指分子中由化學鍵所固定的原子在空間的排列,這種排列是穩定的.要改變構型,必須經過化學鍵的斷裂和重組。3.熔融指數：在標準熔融指數儀中，先將聚合物加熱到一定溫度，使其完全熔融，然后在一定負荷下將它在固定直徑、固定長度的毛細管中擠出，以十分鐘內擠出的聚合物的質量克數為該聚合物的熔融指數。4.應力集中:如果材料存在缺陷,受力時材料內部的應力平均分布狀態將發生變化,使缺陷附近局部范圍

2、內的應力急劇地增加,遠遠超過應力平均值,這種現象稱為應力集中.5.溫度：在給定溶劑中，使高分子溶液呈態的溫度，又稱Flory溫度。6.等規度：指有規異構體占全部高分子的百分數。7.溶解度參數：內聚能密度的平方根稱為溶解度參數。溶質和溶劑的溶解度越接近，兩者越能相互溶解。8.內聚能密度：是在零壓力下單位體積的液體變成氣體的氣化能。二、問答題1.何謂結晶度？試述具有高結晶度材料的分子鏈結構特點。結晶度：結晶高聚物中結晶部分含量的量度，通常以重量百分數或體積百分數來表示，高結晶度高分子材料的結構特點：鏈的對稱性好；鏈的規整性好；柔順性好；分子間能形成氫鍵。2.什么是溶脹？什么是溶解？試從分子運動的觀

3、點說明線型聚合物和交聯聚合物溶脹的最終狀態的區別。答：溶劑分子滲入高聚物內部，使高聚物體積膨脹稱為溶脹。溶解是溶質分子和溶劑分子相互混合的過程。線型高分子分子溶脹后由于能分散于溶劑中而溶解，而交聯高分子因其化學鍵束縛，不能進一步使交聯的分子拆散，只能溶脹，不能溶解。3.如何判別高分子的相容性？答：（1）觀察共混體系的透光率，相容的均相體系是透明的；非均相體系呈現渾濁。但如兩種聚合物的折光率相同或微區尺寸遠小于可見光波長，即使是不相容的分相體系，表現上卻仍然為透明的。（2）共混聚合物的玻璃化溫度Tg是判斷相容性的最通用和最有效的方法。a，完全相容的共混體系只有一個Tg，且介于兩個共混聚合物各自的

4、Tg1和Tg2之間。b、相分離的非均相體系則有兩個Tg。4.聚合物有哪些層次的結構? 答：高分子鏈的結構（一級結構）：單個高分子鏈中原子或基團的幾何排列情況。包含一次結構和二次結構。高分子的聚集態結構（二級結構):指具有一定構象的高分子鏈通過范德華力或氫鍵的作用，聚集成一定規則排列的高分子聚集體結構。高分子的一次結構：研究的范圍為高分子的組成和構型，指的是單個高分子內一個或幾個結構單元的化學結構和立體化學結構，故又稱化學結構或近程結構。高分子的二次結構：研究的是整個分子的大小和在空間的形態，又稱遠程結構。5.聚丙烯腈只能用溶液紡絲，不能用熔融紡絲，而滌綸樹脂可用熔融紡絲。為什么？答：聚丙烯腈帶

5、有強極性的腈基，分子間作用力極大，熔點極高，以至于高于分解溫度，所以不能采用熔融紡絲，而只能進行溶液紡絲；而聚酸結構中不含強極性取代基，分子間作用力小，熔點較低，所以可以用熔融法紡絲。6.根據對材料的使用要求，有哪些途徑可改變聚合物的Tg。答：(1)改變主鏈或取代基的組成。主鏈中引入芳雜環或極性側基均可提高Tg；（2）加入增塑劑；（3）控制分子量；（4）適度交聯；（5）共聚-內增塑作用；（6）共混等。7.5.試判別在半晶態聚合物中，發生下列轉變時，熵值如何改變？并解釋其原因：（1）Tg轉變；（2）Tm轉變；（3）形成晶體；（4）拉伸取向。答：（1）Tg轉變時熵值增大，因鏈段運動使大分子鏈的構象

6、數增加；（2）Tm轉變時熵值增大，理由同（1），另外晶格破壞也使分子的混亂度增加；（3）形成結晶時熵值減小，因大分子鏈規整排列，構象數減少；（4）拉伸取向時熵值減小，理由同（3）。三、計算題3.由文獻查得滌綸樹脂的密度c=1.50×103kg/m3和a=1335×103kg/m3,內聚能E=66.67kJ/mol(單元)。今有一塊1.42×2.96×0.51×10-6m3的滌綸試樣,質量為2.92 ×10-3 kg,試由以上數據計算:(1)滌綸樹脂試樣的密度和結晶度;(2)它的內聚能密度(滌綸樹脂試樣的M0=192g/mol).解:(

7、1)密度=W/V=2.92×10-3/(1.42×2.96×0.51×10-6)=1.362×103kg/m3 結晶度fcV=(-a)/(c-a)=(1.362-1.335)/(1.50-1.335)=21.8% 或 fcW=c/·(-a)/(c-a)=23.3%（2） 內聚能密度CED=E/VM0=66.67×103/(1/1.362×103) ×192=473J/cm3 （ 文獻值CED=476J/cm3）高聚物合成工藝學問答題1. 利用齊格勒-納塔催化劑可合成HDPE  

8、;2. 懸浮聚合突出特點是聚合熱易擴散，聚合反應溫度易控制，同時產物分子量分布窄。3.  PVC的空隙率主要影響材料 對增塑劑的吸收 。4. 溶液聚合中溶劑極性將影響離子鏈的增長速度。5. 線型縮聚影響分子量主要因素為官能團轉化率、小分子含量及保持熔融狀態。 （錯，去掉保持熔融狀態  ） 6.  聚氨酯具有很高的強度，其中一個原因是分子鏈上的-C=O可與另一分子N上的H 形成氫鍵 。 8. 在制備溶液丁苯膠過程中，常加入一定量的四氫呋喃

9、，目的是為了增大苯乙烯在分子鏈中的無規含量  9.  高順式聚丁二烯橡膠所用催化劑是鎳系齊格勒-納塔催化劑。10. 懸浮聚合與本體聚合相比有那些特點? 答:1) 以水為分散介質,價廉,不需回收,安全,易分離.2）懸浮聚合體粘度低,溫度易控制,3）顆粒形態較大,可以制成不同粒徑的粒子4）需要一定的機械攪拌和分散劑5）產品不如本體聚合純凈 6) 懸浮聚合的操作方式為間歇,本體為連續10. 自由基溶液聚合中溶劑起什么作用?怎么樣選擇溶劑? 答:作用:a溶劑對引發劑分解速度的影響 b溶劑的鏈轉移作用對分子量的影響c溶劑對聚合物分子的

10、支化與構型的影響. 溶劑的選擇:a考慮單體在所選擇的溶劑中的溶解性 b溶劑的活性:應當無阻聚或緩聚等不良影響以及考慮對引發劑的誘導分解作用. c溶劑對聚合物溶解性能和對凝膠效應的影響:選用良溶劑時為均相聚合,有可能消除凝膠效應 d選用沉淀劑時為沉淀聚合,凝膠效應顯著.溶液聚合選擇溶劑時應考慮溶劑的Cs值 e溶劑的毒性,安全性和生產成本.11. 離子型聚合與自由基溶液聚合對溶劑的要求有何區別? 答:離子聚合:1)可能與引發劑產生的作用 2)熔點或沸點的高低 3)容易精制提純 4)與單體、引發劑和聚合物的相容

11、性等因素 5)充分干燥 6)溶劑極性大小 7)對離子活性中心的溶劑化能力。 自由基聚合:1)溶劑對自由基聚合不能有緩聚和阻聚等不良影響,即Kps=Kp   2)溶劑的鏈轉移作用幾乎不可避免,為得到一定分子量的聚合物,溶劑的Cs不能太大,即Kp>>Ktr,s  3)如果要得到聚合物溶液,則選擇聚合物的良溶劑,而要得到固體聚合物,則應選擇聚合物的非溶劑  4)尚需考慮毒性和成本等問題12.高分子合成材料的生產過程 答: 1）原料準備與精制過程 特點

12、:單體溶劑等可能含有雜質,會影響到聚合物的原子量,進而影響聚合物的性能,須除去雜質 意義:為制備良好的聚合物做準備 2）催化劑配制過程特點:催化劑或引發劑的用量在反應中起到至關重要的作用,需仔細調制. 意義:控制反應速率,引發反應 3）聚合反應過程 特點:單體反應生成聚合物,調節聚合物的分子量等,制取所需產品 意義:控制反應進程,調節聚合物分子量 4）分離過程 特點:聚合物眾位反應的單體需回收,溶劑,催化劑須除去 意義:提純產品,提高原料利用率 5）聚合物后處理過程 特點:聚合物中含有

13、水等;需干燥. 意義:產品易于貯存與運輸6）回收過程 特點:回收未反應單體與溶劑 意義:提高原料利用率,降低成本,防止污染環境13.試述乳液聚合物系及其作用 、生產方法特點？答:單體:聚合物單體材料原材料.水:比熱大,易于清楚反應熱,降低體系粘度,構成連續相,使液滴分散,溶解引發劑,PH調節劑等.乳化劑:使單體在乳狀液中穩定;使單體在膠體中增溶,使聚合物粒子穩定,增加集合物穩定性,對乳液聚合起脆化作用,形成產生鏈轉移或阻聚作.引發體系:在一定條件下分解產生自由基,從而引發反應.乳液聚合生產方法特點 ：a集合速度快,分子量高,可同時提高分子量和反

14、應速率;b以水為介質,成本低,反應體 系粘度小,穩定性優良,反應熱易排出,可連續操作;c.乳液制品可直接作為涂料哦和黏合 劑,粉料顆粒小,適用與某種特殊適用場合;d.由于使用乳化劑,聚合物不純,后處理復雜 ,成本高.14.試述合成高分子材料所用的單體的主要性能,在貯存,運輸過程中以及在使用時應注意那些 問題?   答:主要性能:能夠發生聚合反應的單體分子應當含有兩個或兩個以上能夠發生聚合反應的活性 官能團或原子,僅含有兩個聚合活性官能度的單體可以生成高分子量的線形結構高分子化合物, 分子中含有兩個以上聚合

15、活性官能度的單體則要求生產分子量低的具有反應活性的聚合物1）防 止與空氣接觸產生易爆炸的混合物或產生過氧化物2）提供可靠的措施保證在任何情況下貯罐不 會產生過高的壓力,以免貯罐爆炸3）防止有毒易燃的單體泄露出貯罐管道泵等輸送設備4）防止 單體貯存過程發張自聚現象,必要時添加阻聚劑5）貯罐應當遠離反應裝臵以免減少著火危險  6)為防止貯罐內進入空氣高沸點單體的貯罐應當采用氮氣保護.為防止單體受熱后產生自聚現象,單體貯罐應當防止陽光照射并且采取隔熱措施;或安裝冷卻水管,必要時進行冷卻.15.PAN溶液聚合一步法及二部法的主要區別何在?各有何優缺點?    答:一步法:均相溶液聚合,所用的溶劑既能溶解單體,又能溶解聚合物,聚合結束后,聚合可直接紡絲,使聚合紡絲連續化.二步法:非均相聚合,聚合過程中聚合物不斷地呈絮狀沉淀析 出,需經分離以后用合適的溶劑重新溶解,以制成紡絲原液.一步法只能濕法紡絲且只能生成短纖維,優點是不需要其他溶劑分解,可直接紡絲.二步法:優