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高分子材料课程设计

高分子材料课程设计
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2011级高分子材料课程设计题目:羟丙基纤维素合成

学院名称:材料工程学院

专业:化学工程与工艺

班级:

学号:

姓名:

指导教师姓名:

二零一四年六月

一、绪论 (1)

1.羟丙基纤维素发展简史 (1)

2.羟丙基纤维素的特性和结构式 (1)

3. 羟丙基纤维素的应用 (2)

3.1 HPC在医药工业的应用 (3)

3.2 HPC在食品工业中的应用 (4)

3.3 HPC在聚氯乙烯(PVC)悬浮聚合中的应用¨ (4)

3.4 HPC在建筑行业的应用 (5)

3.5 其他应用 (5)

二、羟丙基纤维素合成方法 (5)

2.1 非均相法 (5)

2.1.1 液相法 (5)

2.1.2 气相法 (7)

2.2 均相法 (7)

三、原料 (8)

四、有关设计参数 (8)

五、物料衡算 (9)

六、性能检测设计 (11)

1.温度对HPC 溶液流变性的影响 (11)

2. HPC 质量分数对HPC 溶液流变性能的影响 (12)

3. 醚化剂用量对HPC 溶液流变性能的影响 (13)

4. HPC 溶液的非牛顿指数 (14)

七、参考文献 (17)

一、绪论

1.羟丙基纤维素发展简史

纤维素是自然界最丰富的可更新资潭,自1973年世界上出现了石油涨价之后, 再一次引起了人们的重视.纤维素衍生种类很多. 一般可分为纤维素醋和纤维素醚两大类, 纤维素醚又可分

为离子型和非离子型. 轻丙基纤维索(H P C)是国外继乙墓纤维素( E C )、羚乙基纤维素( H E C )、经乙基甲基纤维素(H E M C )之后工业化生产较早的非离子型纤维索醚之一。国外离子型纤维素醚的生产和用量都很大, 可广泛应用于建筑、石油开采、涂料、食品及食品包装. 高分子合成医药辅料等各个行业, 其生产量约占纤维素醚总产量的一半左右. 发展速度远远超过离子

型纤维素醚类.

我国纤维素衍生物工业虽然已有几十年的发展史, 但除几

种纤维素醋和纤维素醚中的玫甲基纤维素钠( 离子型. 年产量

约3 万吨) 具有一定的生产规模外, 世界上用量越来越大的非

离子型纤维素醚, 产盘甚徽。因此, 我国的纤维素醚, 特别是非离子型纤维素醚的发展应引起有关部门和广大科技人员的高度

重视.

2.羟丙基纤维素的特性和结构式

羟丙基纤维素(HPC)是一种水溶性的非离子型纤维素醚,它是一种以天然纤维素为原料经化学改性制得的半合成型高分子

聚合物,HPC具有热塑性、胶结能力、乳化能力、发泡能力以及

悬浮能力、增稠能力。HPC的浓溶液可以形成液晶,具有良好的成膜性。HPC由于取代比HEC(羟乙基纤维素)充分,所以它有更好的抗生物降解性能

1、外观:白色或类白色粉末。

2、颗粒度;100目通过率大于98.5%;80目通过率大于100%。

3、炭化温度:280-300℃

4、视密度:0.25-0.70/cm3(通常在0.5g/cm3左右),

5、比重1.26-1.31。

6、变色温度:190-200℃

7、表面张力:2%水溶液为42-56dyn/cm.

3. 羟丙基纤维素的应用

根据羟丙氧基含量的不同,HPC可分为低取代度羟丙氧基纤

维素(L—HPC)和高取代度羟丙氧基纤维素(H—HPC)两大类。羟丙氧基含量在20%以下的为L—HPC;羟丙氧基含量在20%~80%的为H—HPC。

3.1 HPC在医药工业的应用

3.1.1 作为药物粘接剂

大部分药品在潮湿的空气中不稳定,药物经过一系列的工艺制成成品后,仍含有少量的水分,因此药品会发生水解、氧化、还原、中和等变化,导致药效降低或完全丧失。为避免这种情况发生,常采用溶于有机溶剂的粘合剂。乙基纤维素、醋酸纤维素虽然增加了药片的稳定性,但却延长崩解时间,药效慢。为消除上述现象,则要求粘接剂既溶于有机溶剂,又溶于水,这类粘接剂有HPC、HPMC(羟丙基甲基纤维素)、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇等,其中尤其以HPC最好。HPC即溶于水,又溶于有机溶剂,只有极微的吸湿性,化学惰性,不受酸碱的影响,又无毒。日本曹达公司对用HPC作为粘接剂制成的药片进行测试后发现,长期放置后,药片的主成分降低幅度极小;而用其他物质作为粘接剂,主成分降低幅度较大。

3.1.2 作为药物的包衣剂和缓释剂

由于HPC溶于水和乙醇,其溶液具有成膜性,HPC在溶液中具有增稠、乳化、分散、抗霉菌等作用,因此它可以作为药物的增稠剂、悬浮剂和稳定剂,并对药物有微粒包封作用。它已经成功地用作药物的载体、药片的薄膜包衣和微胶囊包衣材料,能

改造药物剂型、改善给药方式和提高疗效。由于L—HPC为亲水性的高分子,遇水后膨胀醪化,溶解的药物通过醪液在人体的特定部位缓缓释放,起到持续的治疗作用;改变不同粘度的H —HPC的混合比例,可以控制药物的释放速度。

3.2 H—HPC在食品工业中的应用

在食品工业中,HPC得到了广泛的应用.汉堡包、皮萨饼、鸡肉等食品未烹制之前,在其表面喷洒薄层的HPC有利于保鲜,在烹制时,它可以在3min之内迅速崩散。添加在口香糖或食品饮料中,使在水里不溶的物质分散成一相;在冰激凌、冰冻牛奶饮料中加入HPC作为稳定剂,可延长储存期和提高溢流性;使用HPC 作为巧克力小粒的涂层,当冷冻储存的时候,可以避免软化,防止氧化及发霉;HPC作为组织疏松制品的稳定剂,起泡优良,与植物脂肪一起制作起泡的补充物时,效果甚佳;利用HPC的成膜性,在制作口香糖、速食咖啡、速食茶粉制品中使用,可促进香油更加均匀和充分地释香。

3.3 H—HPC在聚氯乙烯(PVC)悬浮聚合中的应用¨

PVC生产的工艺条件和添加剂影响PVC的分子量、粒度分布、松散度、松密度等性能。PVC树脂的这些性能最佳组合取决于PVC 悬浮体系,而悬浮聚合体系取决于悬浮剂。用HPC作为悬浮剂生产PVC时,产品有以下优点:①颗粒尺寸分布均匀;②加工性能良好;③增塑剂吸附性能好。这些性能是其他的纤维素醚无法达到的,现在许多PVC生产厂家都已经改用HPC作为悬浮剂。

3.4 H—HPC在建筑行业的应用

HPC用于水泥灰浆中,能保持水分,提高强度和防止水溶性盐类风化,也可以用于配制具有强粘接力、可涂层涂布、易于流动而又不易于坍塌的喷涂用灰浆;还可配制水泥等组分中,用于粘贴瓷砖、瓷瓦等,具有施料少、粘贴牢固等特点;它与酒石酸钾还可组成水泥缓凝剂。

3.5 其他应用

由于H—HPC的浓溶液还可以形成液晶,使它在液晶方面应用广泛。另外,HPC还可以用在农药、粘接、护发素、洗发香波、香水、空气清新剂、厕所除臭剂、硅胶、乳胶漆、油墨、二氯甲烷或甲醇基除漆剂、烟草等。

二.羟丙基纤维素合成方法

HPC的制备方法分为均相制备和非均相制备两种,非均相制备又分液相法和气相法。以木浆纤维素或棉短绒为原料,经NaOH 碱化、压榨后,采用环氧丙烷或氯代丙醇为醚化剂,进行醚化反应,制得HPC。

2.1 非均相法

2.1.1 液相法

液相法是在稀释剂的存在下进行的反应,常用的稀释剂有甲苯、丙酮、异丙醇、叔丁醇或其混合溶剂.产品在稀释剂中可以保持不溶解。采用液相法制备羟丙基纤维素时,惰性溶剂的存在

大大减小了碱、水和醚化剂的消耗量,并且有利于传热和抑制碱纤维素的水解,从而使产品的均匀性得到改善;但该方法增加了溶剂回收工艺,工序较多。山东泰安瑞泰纤维素有限公司采用一步淤浆法生产工艺,经碱化、醚化、中和等处理,制备得羟丙氧基含量50%~80%的高取代度羟丙基纤维素,产品既溶于水又溶于极性有机溶剂,具有很好的抗生物降解性。其生产工艺如下:

NaOH的主要作用是使纤维素充分溶胀, 加速醚化剂的渗入, 从而得到醚化较为均一的产品. 此反应也能在酸性介质, 如盐酸介质中进行, 不过它不能使纤维素充分溶胀而导致反应缓慢和不均匀。当氧化丙烯与碱纤维素作用时, 在进行轻丙基化反应的同时, 还有生成多缩醇等副反应, 使氧化丙烯的消耗增加,

而且也增加了后处理净化的困难, 尤其是当反应温度过高时,

更加剧了副反应的发生.在碱处理和醚化反哎中, 加入表面活性剂, 如聚氧化乙烯月桂基醚磺酸钠聚氧化乙烯壬基酚磺皎钠、聚氧化乙烯辛墓苯基醚等, 可使碱与纤维素, 以及诚纤维素与醚

化剂、稀释剂之间的相互渗透性提高, 反应得以更好地进行, 并使所得产品的水溶液透明度提高。

2.1.2 气相法

气相法在反应过程中不添加稀释剂或添加剂,碱纤维素和醚化剂直接进行气一固反应。气相法的优点是工艺简单,操作方便;缺点是醚化剂的消耗量很大。

日本信越化学株式会社利用气相法制备了低取代度的HPC,其羟丙氧基含量为5.0%~16.0%。

2.2 均相法

均相法在非水溶剂中进行。近年来开发的纤维素非水溶剂体系很多,例如:肼(单组分体系)、多聚甲醛一二甲基亚砜(双组分体系)和SO,+NH +甲酰胺(三组分体系)等。科学家们提出纤维素在非水溶剂体系里形成电子给体一电子受体络合物(EDA络合物)的假设和EDA作用模型来解释纤维素在这些溶剂里的溶解。认为在适当的空间和一定的范围内,纤维素羟基和溶剂组分之间EDA作用强度大到足以克服联接羟基的氢键键合能力,氢键被打开,和EDA作用进一步加强,就可以形成足够稳定的加和物;然后该加和物在过量极性有机介质中发生溶剂化作用,导致纤维素

溶解,然后在溶液中再与醚化剂反应。

均相法的优点是反应条件容易控制,反应取代较均匀。但是目前,纤维素的非水溶剂体系的均相反应由于溶剂回收和循环使用仍存在一定问题,因此还没有实现工业化。

三、原料

原料为木浆纤维素或棉短绒为原料,经NaOH碱化、压榨后,采用环氧丙烷或氯代丙醇为醚化剂,进行醚化反应,制得HPC。以环氧丙烷为醚化剂,制备HPC的反应方程式如下:RcellOH’NaOH+n CH3—CH—O—CH2 Rcell(OCH2—C—C H3—CH)nOH

+NaOH

三氯异氰尿酸的生产工艺较为成熟,有多套工业化生产装置正常运行。其生产工艺条件较为温和,不存在高温、高压、深冷、负压、易燃等危险因素,副产物三氯化氮极易爆炸,但若通过控制原材料质量及工艺指标,即控制三氯化氮产量,从根本上确保生产安全。开发三氯异氰尿酸,可以平衡氯气,并带动以尿素为原料的精细化工项目发展,因而引起了国内许多氯碱企业、化肥企业的极大关注。该产品在国内市场潜力很大,相信随着应用推广力度的加大,市场会得到进一步的开拓。

四、有关设计参数

1. 炭化温度:280-300℃、视密度:0.25-0.70/cm3(通常在

0.5g/cm3左右),

2.比重1.26-1.31。6、变色温度:190-200℃

3.溶解性:溶于乙醇,不溶于乙醚。高于38 oC时不溶于水。

4.上游原料:环氧丙烷、烧碱、脱脂棉、盐酸

五、物料衡算

将1份精制棉投入到盛有0.4份碱、0.8份水、l4份甲苯的

反应釜中,在30摄氏度下碱化1 h,抽真空后,加入1份环氧丙烷,搅拌均匀,然后升温到60 摄氏度左右,反应3 h后,降温到30

摄氏度以下,再加入2.5份的环氧丙烷,升温到85摄氏度左右反应4 h,冷却到60摄氏度以下,用醋酸中和到pH值为7左右,然后升温,进行惰性溶剂的蒸馏回收,用70~90摄氏度水进行洗涤,而后分离、干燥后即得产品。

采用逆计算顺序进行物料衡算。该工艺为年产5千吨,开工300天,计划每天生产2批。后处理损失为5%。

每批应生产聚合物的量为M=5000000/(300*2*0.95)=8772kg 干燥率为80%,则干燥前M1=8772/0.8=10965kg

聚合釜物料衡算

30摄氏度降温前的环氧丙烷M2=10965*2.5=27413kg

30摄氏度升温前的环氧丙烷M3=10965kg

设碱化率为80%,则碱化前质量M4=10965/0.8=13706kg

精致棉的质量M5=13706kg

碱的质量M6=13706*0.4=5482kg

水的质量M7=13706*0.8=10965kg

甲苯的质量M8=13706*14=191884kg

M2+M3+M5+M6+M7+M8=260415kg

损失HPC的质量M9=8772*0.8*0.05=350.88kg

物料名称进料kg 出料kg

HPC 8772

水10965 10965

精制棉13706 13706

碱5482 5482

甲苯191884 191884

环氧丙烷38378 38378

损失HPC 351

合计260415 260415

六、性能检测设计

1.温度对HPC 溶液流变性的影响

图1 为HPC 溶液在不同温度下的流变曲线。所用HPC是醚化剂(环氧丙烷)对精制棉质量比(以下称醚化剂用量)为20 %时制得的,溶液中的HPC 质量分数为7%。可以看出,溶液表观黏度随温度的升高而下降,溶液偏离牛顿流动的临界剪切速率(流变曲线拐点处的剪切速率值)随温度的升高而增大。这很可能是因为随着温度的升高,溶液中的自由体积增加,缠结减少,溶液的黏度下降;温度的升高,使分子链段的活动能力增加,需要较高的剪切速率使分子链段取向,产生非牛顿流动,因此临界剪切速率变大[3-4]

2. HPC 质量分数对HPC 溶液流变性能的影响

图2为不同HPC 质量分数时HPC 溶液的流变曲线,其溶液温度为30℃,HPC 制备时醚化剂用量为20 %。由图2 可知,HPC 质量分数对溶液表观黏度有较大影响。溶液的表观黏度随HPC 质量分数的增加而增大。临界剪切速率随HPC 质量分数的降低而增大。这是因为随着溶液中HPC 质量分数的降低,单位体积中的大分子数间的缠结点数减少,一定剪切速率下分子链段取向下降,需要更高的剪切速率使大分子解缠结和取向,产生非牛顿流动。

3. 醚化剂用量对HPC 溶液流变性能的影响

图3 为不同醚化剂用量的HPC 溶液的流变曲线,其溶液温度为30 ℃,溶液中HPC 质量分数为7 %。可以看出,在低剪切速率下,醚化剂用量30 %的溶液黏度小于醚化剂用量20 %的溶液黏度。因为HPC 溶液黏度主要是由HPC 分子链之间的缠结和分子链之间的氢键作用所贡献。随着醚化剂用量的增加,纤维素上的羟基被羟丙基取代的数量也随之增加,而新生成的羟丙基侧基,阻碍了HPC分子链之间的缠结,所以溶液黏度下降。

4. HPC 溶液的非牛顿指数

描述非牛顿流体流变行为常用幂律方程表示[5]:

σ=Kγ觶n (1)式中:K 为流体的稠度;n 为非牛顿指数,n=1 时为牛顿流体,n<1 时为假塑性流体,n>1 时为溶胀

性流体。一般用双对数表征高聚物溶液剪切应力与剪切速率的关系,如式(2)。lgσ=lgK+nlgγ觶(2)以lgσ对lg γ觶做图,从曲线切线的斜率,可求得非牛顿指数n。

图4~图6 分别是在不同温度、不同HPC 质量分数以及不同醚化剂用量时的HPC 溶液的lgσ-lgγ觶曲线。得到的各溶液的非牛顿指数n 如表1~表3

从表1、表2 和表3 中可见,在各种不同条件下,HPC 溶液的非牛顿指数n 都小于1,说明HPC溶液为假塑性流体。随着温度的升高、溶液浓度的降低以及醚化剂用量的增加,溶

液的非牛顿指数增大,溶液切力变稀减轻,表观黏度变化减小,更加接近牛顿流体。

参考文献

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中北大学高分子化学课程试题答案

中北大学高分子化学课程试题答案 试题编号: 01 (A ) 课程代号: 2040301 课程学时: 56 一、基本概念题(共15分,每题3分) ⒈聚合物的化学反应 天然聚合物或由单体经聚合反应合成的聚合物为一级聚合物,若其侧基或端基为反应性基团,则在适当的条件下可发生化学反应,从而形成新的聚合物(为二级聚合物),由一级聚合物变为二级聚合物的 化学反应,谓之。 ⒉缩聚反应 含有两个或两个以上官能团的低分子化合物,在官能团之间发生反应, 缩去小分子的同时生成高聚物的可逆平衡反应,谓之。 ⒊乳化作用 某些物质能降低水的表面张力,能形成胶束,胶束中能增溶单体,对单体液滴有保护作用,能使单 体和水组成的分散体系成为稳定的难以分层的乳液,这种作用谓之。 ⒋动力学链长 一个活性中心,从引发开始到真正终止为止,所消耗的单体数目,谓之。 ⒌引发剂半衰期 引发剂浓度分解至起始浓度的一半所需的时间,谓之。 二、填空题(共20分,每空1分) ⒈自由聚合的方法有本体聚合、悬浮聚合、溶液聚合和乳液聚合。 ⒉逐步聚合的方法有熔融缩聚、溶液缩聚、界面缩聚和固相缩聚等。 ⒊聚氨酯大分子中有氨基甲酸酯基、异氰酸酯基、脲基甲酸酯基和缩二脲 基等基团。 ⒋聚合反应按反应机理可分为连锁聚合、逐步聚合、开环聚合和聚合物的 化学反应。 ⒌聚合物按大分子主链的化学组成可分碳链聚合物、杂链聚合物、元素有机聚合物和无 机聚合物。 三、简答题(共20分每题5分) ⒈乳液聚合的特点是什么? ⑴以水为介质价廉安全,乳液聚合中聚合物的相对分子质量可以很高,但体系的粘度可以很低,故有利于传热,搅拌和物料输送,便于连续操作。 ⑵聚合物胶乳可以作为粘合剂、涂料或表面处理剂等直接利用。 ⑶用于固体聚合物时需要加电解质破乳、水洗和干燥等工序,工艺过程较复杂,生产成本较 悬浮聚合高。 ⑷乳液聚合体系中基本上消除了自动加速成现象;乳液聚合的聚合速率可以很高,聚合物的 相对分子质量也很高。 ⑸产品中的乳化剂难以除净,影响聚合物的电性能。 ⒉乙烯进行自由基聚合时,为什么得到低密度PE?写出产生长支链和短支链有关的化学反应 方程式? 原因:乙烯高温、高压自由基聚合时,聚乙烯链自由基向聚乙烯大分子的转移反应不能忽略, 链转移的结果使聚乙烯大分子产生长支链和C2~C4短支链。

高分子材料毕业设计

ChuZhou Vocational Technology College 高分子材料应用技术专业 毕业论文 课题名称:多层共挤高阻隔薄膜的工艺流程 学号:QQ:359973519 班级:09级高分子材料应用技术 姓名: DChris 指导教师:老师好 2011年10月30日

目录 摘要 前言 第一章多层共挤高阻隔薄膜的概述 第一节高阻隔薄膜的概念及特点 1.1.1 概念 1.1.2 产品特点 1.1.3 应用方向 第二节高阻隔薄膜产品的成分 1.2.1 阻隔树脂 1.2.2 肉类包装膜(七层高阻隔薄膜)结构分析 1.2.3 EVOH的性能与特点 第三节肉类包装膜 1.3.1 肉品包装的必要性 1.3.2 肉类包装膜产品特点 第二章多层共挤高阻隔薄膜的生产工艺 第一节多层共挤高阻隔薄膜的工艺介绍 2.1.1 生产工艺 2.1.2 工艺特点 第二节多层共挤高阻隔薄膜的生产原理及设备 2.2.1 原材料的选择和质量控制 2.2.2 生产设备(七层共挤吹塑薄膜的机组设备及型号)第三节肉类包装膜的生产工艺流程 2.3.1 多层共挤包装薄膜(肉类包装膜)成型原理 2.3.2 生产工艺 2.3.3 生产工艺流程示意图及设备 第四节影响阻隔性的主要因素 第三章多层共挤高阻隔薄膜的展望 第一节肉类高阻隔薄膜的发展趋势 3.1.1 肉类高阻隔薄膜的发展及展望 3.1.2 七层以上高阻隔共挤吹塑薄膜生产技术的发展趋势第四章多层共挤高阻隔薄膜的总结 指导老师评语 致谢 参考文献

多层共挤高阻隔薄膜的生产工艺流程设计 摘要 本次的论文主要是讨论和研究多层共挤高阻隔薄膜的生产工艺及应用方向,并特别举例介绍目前市场上所销售的肉类包装膜(火腿肠),其外包装即为七层共挤薄膜,具有很强的阻气阻油性能,市场需求量也很大。在叙述生产过程的同时,也对高阻隔薄膜的前景进行了分析讨论,目前在我国,阻隔性包装薄膜处于推广使用的增长期,国内生产的阻隔性薄膜大多应用在低端产品的包装,性能优良的阻隔性薄膜还需要大量进口,因此市场发展空间很大。 关键词:多层高阻隔薄膜工艺 前言 改革开放几十年来,我国塑料包装行业得到稳步的高速发展,已经从一个初期分散性的行业发展成为独立的、产品门类齐全的现代化产业体系,对塑料制品的年均需求增长率在不断攀升。塑料制品行业成为了增长速度最快,是具有广阔发展前景的朝阳产业。其中,薄膜是用量最大的塑料包装材料,由于其无毒、质轻、包装美观、成本低的特点,因而应用领域在不断拓展,几乎渗透到工农产品和日常生活用品的各个方面,塑料包装薄膜行业的投资正在快速增长。因此,把握国际、国内塑料包装薄膜的技术和市场发展的总体趋势,对于审时度势地进行前瞻性正确决策具有重要现实意义。 随着社会的发展和人们生活水平的提高,产品的分类越来越细,对于产品的包装并不仅仅局限在视觉效果上,而是要根据产品的特点和市场的需求,朝功能化、多样化方向纵深开发。近年来,技术的进步使得塑料包装薄膜的功能化发展趋势日渐明显,高要求、高技术含量的塑料包装薄膜正成为许多企业的支柱产业和研发目标,其包装功能是多样的,除对一般薄膜的抗静电、抗粘连要求外,主要通过原材料、助剂或工艺的调整赋予包装薄膜某些特殊的功能,如适应香烟和饮料包装挺括性与紧贴性需要的热收缩性、适应蔬菜和水果包装需要的透气性、适应电子元件包装需要的导电性、适应可透视包装需要的高光学性能、适应金属设备和仪器包装需要的防锈性以及日益在食品、化妆品、医药方面广泛需要的阻隔性和抗菌性等,薄膜的功能化提高了产品的附加值。 其中阻隔性塑料包装薄膜是目前发展最快的功能薄膜之一。在我国,阻隔性包装薄膜处于推广使用的增长期,国内生产的阻隔性薄膜大多应用在低端产品的包装,性能优良的阻隔性薄膜还需要大量进口,因此市场发展空间很大。 近年来,在日本、欧洲阻隔性薄膜的消费量每年以10%左右的速度增长;而美国阻隔性树脂的消费年均增长13.6%,尽管在我国阻隔性薄膜只是近几年才引起薄膜生产企业的重视,但早已在食品、医药等行业得到广泛的应用,消费市场巨大,有很大的发展空间,发展速度也很快,国内许多相关企业都在根据人们的生活习惯和各类阻隔性包装的实际要求,认真研究相关的包装市场,找准切入点,以期有所收获。综观阻隔性材料的开发及其包装薄膜生产工艺技术的发展状况,笔者认为有一点应该引起我国相关部门的重视,无论是阻隔性原料树脂,还是阻隔性薄膜的生产设备和相关工艺技术,国内科研院所和企业的自主开发能力缺乏,严重依赖进口,国内绝大多数企业实际上还停留在来料加工的初级阶段,包装行业技术整体落后的局面依然

高分子化学实验---实践大纲

《高分子化学实验》教学大纲 课程名称:高分子化学实验课程编号:050331037 课程类别:专业基础课课程性质:必修 适用专业:高分子材料与工程 适用教学计划版本:2017 实验(上机)计划学时:16 开课单位:材料科学与工程学院 一、大纲编写依据 1. 高分子材料与工程专业培养方案(2017版); 2. 高分子材料科学与工程专业《高分子化学》理论教学大纲对实验环节的要求; 3. 近年来《高分子化学》的教学经验和现有的实验条件; 4.教学计划对学生工程实践能力培养的要求; 5.卓越工程师计划和CDIO工程教育培养模式的要求。 二、实验课程地位及相关课程的联系 1.《高分子化学》是高分子材料与工程专业基础课程; 2.本实验项目是《高分子化学》课程知识的运用; 3.本实验项目是理解和运用高分子化学课程中结构与性能的关系,合成过程对结构及性能的影响材料、分析检测手段以及对检测结果进行分析标定的基础; 4.本实验以《高等数学》、《物理化学》、《无机化学》、《有机化学》为先修课; 5.本实验为后续的创新周和毕业设计奠定实践基础。 三、实验目的、任务和要求 1.实验目的、任务 (1)巩固课堂教学,另一方面更是要增加学生的感性认识,从实验室各项操作入手提高动手能力,使学生将化学与物理的知识综合应用于高分子领域扩大知识面,启发创新思维。 (2)要求学生通过实验,独立地运用所学的基础理论和专业知识,巩固与加深对高分子科学基本理论的理解,并了解高分子性能表征的各分析测试原理、方法和仪器设备,分析影响测量精度和准确性的因素。 (3)通过实验使学生得到基本操作技能与综合应用的训练,培养学生综合评估和分析高分子材料生产、高分子材料改性及加工过程的能力;培养学生科学研究和科技开发能力;培养学生团队合作意识和较强的人际交往能力。 2.实验的要求 本实验要求学生综合掌握高分子化学的基本概念和理论,并运用相关知识自行设计实验方案。通过本实验,要求学生做到: (1)能够自行设计实验方案并撰写实验报告; (2)学会常用高分子材料合成装置和高分子材料性能测试设备的使用,能够运用高分子材

《高分子材料与工程概论》课程教学大纲

《高分子材料与工程概论》课程教学大纲 课程代码:050331028 课程英文名称:High Polymer Materials Engineering Introduction 课程总学时:24 讲课:24 实验:0 上机:0 适用专业:高分子材料与工程 大纲编写(修订)时间:2017. 06 一、大纲使用说明 (一)课程的地位及教学目标 高分子材料与工程概论是高等工科院校高分子材料与工程专业必修的一门获得高分子材料与工程概框和专业基础知识的专业基础课。它主要简要介绍高分子材料的基本概念、应用、加工成型方法及工艺,是该专业学生学习高分子材料工程知识的入门课程,使其明了高分子材料工程的内容和学习本专业的意义。 通过本课程的学习,学生将达到以下要求: 1.了解高分子材料工程所涉及的范围和领域; 2.了解高分子材料的种类及其特性; 3.熟悉各类高分子材料的选用、成型加工等基础知识; 4.了解高分子材料学科的新知识、新技术、新进展。 (二)知识、能力及技能方面的基本要求 1.基本知识:了解高分子材料的基本性能、选用,及加工基本方法和工艺。 2.基本能力:具有能根据应用要求选择高分子材料类型和根据结构要求选择高分子材料制加工方法和工艺的基本能力。 3.基本技能:高分子材料鉴别的基本技能。 (三)实施说明 1.教学方法:课堂讲授中要重点对基本概念、基本知识的讲解;采用启发式教学,培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力;引导和鼓励学生通过实践和自学获取知识,培养学生的自学能力。讲课要联系实际并注重培养学生的创新能力。有条件可采用高分子材料加工仿真模拟课件,增强学生的感性认知,也可现场参观高分子材料的生产加工过程或聘请企业工程技术人员讲授。 2.教学手段:本课程以理论为主,在教学中采用电子教案、CAI课件及多媒体教学系统等先进教学手段,以确保在有限的学时内,全面、高质量地完成课程教学任务。 (四)对先修课的要求 无先修课要求。 (五)对习题课、实验环节的要求 1.本课程对习题课和实践环节无要求。 2.作业题内容以基本概念、基本知识为主,作业要能起到巩固知识,提高分析问题、解决问题能力。学生必须独立、按时完成课外习题和作业,作业的完成情况应作为评定课程成绩的一部分。 (六)课程考核方式

高分子化学复习题——简答题

第一章绪论 1、与低分子化合物相比,高分子化合物有什么特点能否用蒸馏的方法提纯高分子化合物 答:与低分子化合物相比,高分子化合物主要特点有:(1)相对分子质量很大,通常在104~ 106之间;(2)合成高分子化合物的化学组成比较简单,分子结构有规律性;(3)各种合成 聚合物的分子形态是多种多样的;(4)一般高分子化合物实际上是由相对分子质量大小不等 的同系物组成的混合物,其相对分子质量只具有统计平均的意义及多分散性;(5)由于高 分子化合物相对分子质量很大,因而具有与低分子化合物完全不同的物理性质。 不能。由于高分子化合物分子间作用力往往超过高分子主链内的键合力,当温度升高到汽化 温度以前,就发生主链的断裂和分解,从而破坏了高分子化合物的化学结构,因而不能用蒸 馏的方法提纯高分子化合物。 2、何谓相对分子质量的多分散性如何表示聚合物相对分子质量的多分散性 答: 聚合物是相对分子质量不等的同系物的混合物,其相对分子质量或聚合度是一平均值. 这种相对分子质量的不均一性称为相对分子质量的多分散性.相对分子质量多分散性可以用 重均分子量和数均分子量的比值来表示.这一比值称为多分散指数, 其符号为D. 即D =M w/M n. 分子量均一的聚合物其D为越大则聚合物相对分子质量的多分散程度越大. 相对分子质量多分散性更确切的表示方法可用相对分子质量分布曲线表示.以相对分子质量 为横坐标, 以所含各种分子的质量或数量百分数为纵坐标, 即得相对分子质量的质量或数 量分布曲线.相对分子质量分布的宽窄将直接影响聚合物的加工和物理性能. 聚合物相对分子质量多分散性产生的原因注意由聚合物形成过程的统计特性所决定. 3、各举三例说明下列聚合物 (1)天然无机高分子,天然有机高分子,生物高分子。 (2)碳链聚合物,杂链聚合物。 (3)塑料,橡胶,化学纤维,功能高分子。 答:(1)天然无机高分子:石棉、金刚石、云母;天然有机高分子:纤维素、土漆、天然橡胶; 生物高分子:蛋白质、核酸 (2)碳链聚合物:聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯;杂链聚合物:聚甲醛、聚酰胺、聚酯 (3)塑料:PE、PP、PVC、PS;橡胶:丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶 化学纤维:尼龙、聚酯、腈纶、丙纶;功能高分子:离子交换树脂、光敏高分子、高分子催化 剂 4、什么叫热塑性塑料什么叫热固性塑料试各举两例说明。 热塑性塑料是指可反复进行加热软化或熔化而再成型加工的塑料,其一般由线型或支链型聚合物作为基材。如以PE、PP、PVC,PS和PMMA等聚合物为基材的塑料。 热固性塑料是指只能进行一次成型加工的塑料,其一般由具有反应活性的低聚物作基材,在成型加工过程中加固化剂经交联而变为体型交联聚合物。一次成型后加热不能再软化或熔化,因而不能再进行成型加工。其基材为环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂和脲醛树脂等。 5、高分子链的结构形状有几种它们的物理、化学性质有何不同 答: 高分子链的形状主要有直线形、支链形和网状体形三种,其次有星形、梳形、梯形等(它 们可以视为支链或体形的特例). 直线性和支链形高分子靠范德华力聚集在一起, 分子间力较弱.宏观物理性质表现为密度小、强度低.聚合物具有热塑性, 加热可融化, 在溶剂中可溶解. 其中支链形高分子由于支 链的存在使分子间距离较直线形的大, 故各项指标如结晶度、密度、强度等比直线形的低, 而溶解性能更好, 其中对结晶度的影响最为显著. 网状体形高分子分子链间形成化学键, 其硬度、力学强度大为提高. 其中交联程度低的具有 韧性和弹性, 加热可软化但不熔融, 在溶剂中可溶胀但不溶解. 交联程度高的, 加热不软化, 在溶剂中不溶解. 第二章逐步聚合反应

高分子化学试题合辑附答案

《高分子化学》课程试题 得分 一、基本概念(共15分,每小题3分) ⒋动力学链长 ⒌引发剂半衰期 二、填空题(将正确的答案填在下列各题的横线处)( 每空1 分,总计20分) ⒈自由聚合的方法有本体聚合、溶液聚合、乳液聚合和悬浮聚合。 ⒉逐步聚合的方法有熔融缩聚、溶液缩聚、固相缩聚和界面缩聚。 ⒊聚氨酯大分子中有、、 和基团。 ⒋聚合反应按反应机理可分为连锁聚合、逐步聚合、 开环聚合和聚合物之间的化学反应四类。 ⒌聚合物按大分子主链的化学组成碳链聚合物、杂链聚合物、元素无机聚合物和元素有机聚合物四类。 得分 三、简答题(共20分,每小题5分) ⒈乳液聚合的特点是什么 ⒊什么叫自由基自由基有几种类型写出氯乙烯自由基聚合时链终止反应方程式。 四、(共5分,每题1分)选择正确答案填入( )中。 ⒈自由基共聚合可得到( 1 4 )共聚物。 ⑴无规共聚物⑵嵌段共聚物⑶接技共聚物⑷交替共聚物 ⒉为了得到立构规整的PP,丙烯可采用( 4 )聚合。 ⑴自由基聚合⑵阴离子聚合⑶阳离子聚合⑷配位聚合

⒊工业上为了合成聚碳酸酯可采用( 1 2 )聚合方法。 ⑴熔融缩聚⑵界面缩聚⑶溶液缩聚⑷固相缩聚 ⒋聚合度基本不变的化学反应是( 1 ) ⑴PVAc的醇解⑵聚氨酯的扩链反应⑶高抗冲PS的制备⑷环氧树脂的固化 ⒌表征引发剂活性的参数是( 2 4 ) ⑴k p(⑵t1/2⑶k i⑷k d 五、计算题(共35分,根据题目要求计算下列各题) ⒈(15分)用过氧化二苯甲酰(BPO)作引发剂,60℃研究甲基丙烯酸甲酯的本体聚合。 已知:C (偶合终止系数)=;D (歧化终止系数)=; f =; k p=×102 L/ ;k d =×10-6 s-1; k t=×106 L/ ;c(I)=mol / L; C M=×10-5;C I=2×10-2; 甲基丙烯酸甲酯的密度为g./ cm3; X。 计算:聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的平均聚合度 n 《高分子化学》课程试题 一、基本概念(共14分,5. 2分, 其余3分) ⒋自由基共聚合反应 ⒌引发剂 二、填空题(将正确的答案填在下列各题的横线处)( 每空1 分,总计20分) ⒈自由聚合的单体有、、和等。 ⒉单体可分为、和三大类。 ⒊表征乳化剂性能的指标是、和。 ⒋阴离子聚合的引发体系有强碱、碱金属和碱金属配合物。 ⒌某些聚合物按大分子主链中含的特征基团可命名为聚酯、聚酰胺、和 聚醚聚合物等。

高分子材料本科毕业论文选题

高分子材料本科毕业论文选题 (1) 高分子材料在印花涂料中的应用 (2) 体现区域经济特色的高分子材料方向工学硕士的培养 (3) 高分子材料与工程:接地气的材料学 (4) 新型高分子材料在采空区漏风治理的应用 (5) 高分子材料功能助剂的应用现状和发展趋势 (6) 天然高分子材料在阻燃技术中的研究进展 (7) 高分子材料成型加工技术及应用 (8) 地方应用型本科院校高分子材料与工程专业认证体系的构建与实践 (9) 《药用高分子材料学》创新型实验教学的探索 (10) 浅析高分子材料成型加工技术 (11) 高分子材料成型及其控制 (12) 高分子材料耐候性试验中的紫外辐射测定方法研究 (13) 对高分子材料成型加工技术关键点的分析 (14) 《药用高分子材料》课程教学中若干问题探讨 (15) 农业院校《药用高分子材料》教学探讨 (16) 高分子材料与工程专业生产实习问题调查及对策 (17) 高分子材料三防技术研究 (18) 高分子材料的老化及防老化研究 (19) 浅谈高分子材料成型及其控制技术 (20) 高分子材料的发展及应用 (21) 混凝土节水保湿高分子材料养护膜在渠道衬砌工程中的应用

(22) 高分子材料合成与应用中的绿色战略 (23) 新型高分子材料与应用探析 (24) 高分子材料,“罢工”脏器的好替身 (25) 试析高分子材料成型加工技术 (26) 热致型形状记忆高分子材料研究 (27) 生物可降解高分子材料的研究 (28) 改善高分子材料课程教学效果的几点措施 (29) 高分子材料的金属化 (30) “理实一体化”在高分子材料加工原理课程教学中的应用研究 (31) 高分子材料与工程专业人才培养模式的探究 (32) 导热高分子材料的研究与应用分析 (33) 聚乳酸高分子材料的生物安全性评价 (34) 浅谈高分子材料抗静电剂ASA (35) 高分子材料加工技术专业“理实一体化”实训室建设的探索 (36) 功能高分子材料课程的教学实践与探索 (37) 《高分子材料性能测试》课程教学探析 (38) 浅析Pro/E软件在高分子材料中的应用 (39) 形状记忆高分子材料的研究进展 (40) 探讨功能高分子材料的应用 (41) 石墨炉原子吸收法快速测定聚醚酮酮特种高分子材料中铝离子 残留形状记忆高分子材料在自拆卸构件中的应用进展 (42) 浅谈高分子材料与工程专业创新性实验能力的培养

高分子化学与物理实验

高分子化学与物理实验一、实验课程: 高分子化学与物理 二、实验项目: 三、实验教材: 《高分子化学与物理实验教程》,卢神州,自编 四、主要仪器设备: 膨胀计20个

稀释型乌氏粘度计20个 GJY-III型光学解偏振仪2台 RL—11B1熔体流动速率测定仪2台五、实验教学课件

实验1 乙酸乙烯酯的乳液聚合 1 实验目的 了解乳液聚合的基本原理并掌握相应的实验技术。 2 试验仪器、工具及试样 (1)试剂和试样: 乙酸乙烯酯(化学纯),过硫酸铵(化学纯),聚乙烯醇(PV A1788)(化学纯),乳化剂OP-10(化学纯),邻苯二甲酸二丁酯(化学纯),碳酸氢钠(化学纯) (2)试验仪器和工具: 水浴锅(1000ml),增力搅拌器,聚四氟乙烯搅拌棒,变压器(1KV),滴液漏斗(磨口,60ml),球形冷凝管(磨口),温度计(0~100℃),量筒(100ml,50ml,10ml),烧杯(250ml,50ml,10ml),移液管(10ml,5ml,1ml),三口磨口烧瓶(250ml(19×3)),玻璃棒,封闭电炉(1000瓦)、氮气瓶(高纯氮),电子天平 3 基本知识 聚乙酸乙烯酯是由乙酸乙烯酯在光或过氧化物引发下聚合而得。根据反应条件,如反应温度、引发剂浓度的不同,可以得到分子量从几千到十几万的聚合物。聚合反应可按本体、溶液或乳液等方式进行。采用何种方法决定于产物的用途。如果作为涂料或粘合剂,则采用乳液聚合方法。聚乙酸乙烯酯胶乳漆具有水基漆的优点,即粘度较小,而分子量较大,不用易燃的有机溶剂。作为粘合剂时(俗称白胶),无论木材、纸张和织物,均可使用。 乙酸乙烯酯乳液聚合的机理与一般乳液聚合相同。采用过硫酸盐为引发剂,为使反应平稳进行,单体和引发剂均需分批加入。聚合中最常用的乳化剂是聚乙烯醇。实践中还常把两种乳化剂合并使用,乳化效果和稳定性比单独用一种要好。本实验采用聚乙烯醇和OP-10两种乳化剂。 单体纯度、引发剂以及聚合温度和转化率等都对产物分子量有很大影响。另外,由于乙酸乙烯酯自由基活性很高,容易对聚合物发生链转移而形成支链或交联产物。 4 实验方法与操作步骤 在装有搅拌器、回流冷凝管与滴液漏斗的三颈瓶中加入乳化剂[注1](6g聚乙烯醇溶于78ml 蒸馏水及1g乳化剂OP-10)及20ml乙酸乙烯酯。称1g过硫酸铵[注2],用5ml水溶解于小烧

《高分子化学》课程试题答案

《高分子化学》课程试题答案 试题编号: 05 (B ) 课程代号: 2040301 课程学时: 56 一、基本概念题(共10分,每题2分) ⒈ 聚酰胺化反应:二元胺与二元羧酸缩聚,缩去小分子水形成聚酰胺的聚合反应。 ⒉ 悬浮聚合:溶有引发剂的单体,借助于悬浮剂的悬浮作用和机械搅拌,使单体以小液滴的形式分散在介质水中而聚合为高聚物的过程。 ⒊ 阴离子型乳化剂的临界胶束浓度:阴离子型乳化剂,在某一温度下,形成胶束的最低浓度,记作用CMC 。。⒋ 非均相溶液聚合:单体溶于溶剂中,聚合物不溶于该溶剂中而沉淀出来, 该聚合体系为非均相溶液聚合体系。⒌ 光引发聚合:不加引发剂,烯类单体在光的作用下,形成单体自由基而聚合的过程称为热引发聚合,简称光聚合。 二、问答题(共20分,每小题5分,根据题目要求简答下列各题) ⒈(5分)以偶氮二异庚腈为引发剂写出苯乙烯自由基聚合时有关的基元反应方程式。 CH 3 C N N C CH 3 2 CH 3 C + N CH 3CN CH 3CH 3CN CN CH 3 C CH 3CN CH 3 C CH 2 CH CH 3CN + CH 2 CH n C H 2 CH +CH 3 C CH 2 CH CH 3CN CH 2 CH CH 3 C CH 2 CH CH 3 CN []n 2CH 2 CH CH 3 C CH 2 CH CH 3 CN []n

C []n CH 2 CH CH 3 C CH 2 CH CH 3CN []n CH CH 2 CH CH 2 CH 3 CN CH 3 ⒉ (5分)为什么自动加速现象使聚合反应的速率和聚合物的相对分子质量增加? 自动加速的原因是随着反应的进行,体系粘度渐增或链自由基溶解性能变差,链段重排受阻,活性中心被包埋,双基终止困难;而此时,单体的扩散未受阻碍,链增长反应不受影响,造成k t 变小,k p 基本不变,21t p )(/k k 增大。 聚合速率方程和动力学链长方程中都有21t p )(/k k 2121t d p p (I)(M))(=//c c k fk k R 2 121t d p (I)(M)?)(2=//c c k fk k ν 因而,自动加速现象使聚合反应的速率和聚合物的相对分子质量同时增加。 ⒊ (5分)何谓重复单元,结构单元,单体单元?写出PET 的重复单元和结构单元。 聚合物大分子中那些以共价键相互连接重复出现的结构单位称为重复结构单元 (简称重复单元或链节)。重复单元中小的不可再分的与单体结构有关的结构单位称为结构单元。原子种类与数量与单体相同(化学组成相同),仅电子结构有所改变的结构单元称为单体单元。 PET 的重复单元和结构单元 ⒋ (5分)设:) (M )(M =,)(M d )(M d =2121c c R c c ρ,由共聚物组成微分方程, 推导截距-斜率公式2 2 1-=-r ρR r ρR R 。 解:(每错一个方程式扣1分) 共聚物组成微分方程 ) (M +)(M )(M +)(M )(M )(M =)(M d )(M d 122211?2121c c r c c r c c c c

高分子材料毕业论文

高分子材料毕业论文 第 1 页共 9 页 计算题 1. PA-66原纤维支数为4500支,在不断增加负荷的作用下,当负荷为8克时,纤维 被拉断。试求:a))特数旦数D)绝对强Tex力)相对强度PPDPT)断裂长 度)LPbcdef 强度极限σ(ρ=1.14) 2. 某腈纶厂生产的产品经测量其含湿率为2.5%。 a)试折合为回潮率为多少, b)若知回潮率为2%,那么该纤维的每1000公斤的标准重量是多少, 3. 已知某纤维厂生产PET长丝,规格为128支/3L根,试求a)该长丝的旦数,50米卷重 (1)单根纤维的旦数 (2) 单根纤维的断面直径是多少,(PE T:ρ=1.38) 4. PET的纺丝温度为286?,计量泵规格为0.6cm3/r,转速为15r/min,喷丝板孔径

为0.3mm,孔数为20孔,孔长为0.5mm,已知η0,210Pa.s,试求流经每孔的yw 0.78,η,140 Pa.s时,其yw和和压力降Δp。若为非牛顿流体,非牛顿指数n, Δp又为多少, 5. 聚丙烯腈的硫氰酸钠浓水溶液,已知其20?时的零切粘度为40Pa.S,非牛顿指 数为0.43,临界剪切速率为150S,1,粘流活化能为38KJ/mol,问: (1)20?时,把剪切速率提高到3×104S-1,其表观粘度为多少, (2)把该溶液提高到60?时其零切粘度为多少, 6. 涤纶纺丝工艺中所用工艺参数为:纺丝温度280?,吹风温度30?,纺丝线上固 -33化点温度80?,熔体密度ρ=1.20×10g/ ,熔体比热容cm容1.88kJ/kg?,卷绕丝密3-4度1.38 g/,空气cm导热系数J/cm.s.2.6×10?,泵供量365g/min,空气运动粘度 -521.6×1m/0s,卷绕速度1000m/min,喷丝板规格?0.25mm×400孔,L/D=2,求: (1)纺丝线固化点前的平均直径;(2)纺丝线固化点前的平均速度;(3)纺 丝线固化点前的平均给热系数;(4)固化时间。 337. PA6熔体纺丝条件为:熔体密度,卷绕高度1.0 4.5mg/cm,泵供量 /min2.,4 cm-6-33喷丝板孔径d0=0.076cm,空气粘度和密度分别 为:19.2×10Pa.s,和1.g/2×10,cm -42Cf=0.37Re-0.01,表面张力N/cm,在两种λ为5.0纺丝速度 (×10100m/min,

高分子化学实验报告-离子交换树脂

离子交换树脂的制备与性能测定 一. 实验目的: 1.熟悉悬浮共聚合的方法及特点。 2.通过对共聚物的磺化反应,了解高分子反应的一般规律。 3.掌握离子交换树脂的净化方法和交换当量的测定。 二、实验背景 2.1 离子交换树脂基础介绍 离子交换树脂的全名称由分类名称、骨架(或基因)名称、基本名称组成。孔隙结构分凝胶型和大孔型两种,凡具有物理孔结构的称大孔型树脂,在全名称前加“大孔”。分类属酸性的应在名称前加“阳”,分类属碱性的,在名称前加“阴”。如:大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂。 离子交换树脂还可以根据其基体的种类分为苯乙烯系树脂和丙烯酸系树脂。树脂中化学活性基团的种类决定了树脂的主要性质和类别。首先区分为阳离子树脂和阴离子树脂两大类,它们可分别与溶液中的阳离子和阴离子进行离子交换。阳离子树脂又分为强酸性和弱酸性两类,阴离子树脂又分为强碱性和弱碱性两类(或再分出中强酸和中强碱性类)。 离子交换树脂的命名方式:离子交换产品的型号以三位阿拉伯数字组成,第一位数字代表产品的分类,第二位数字代表骨架的差异,第三位数字为顺序号用以区别基因、交联剂等的差异。 2.2 离子交换树脂的种类 (1) 强酸性阳离子树脂 这类树脂含有大量的强酸性基团,如磺酸基-SO3H,容易在溶液中离解出H+,故呈强酸性。树脂离解后,本体所含的负电基团,如SO3-,能吸附结合溶液中的其他阳离子。这两个反应使树脂中的H+与溶液中的阳离子互相交换。强酸性树脂的离解能力很强,在酸性或碱性溶液中均能离解和产生离子交换作用。 树脂在使用一段时间后,要进行再生处理,即用化学药品使离子交换反应以相反方向进行,使树脂的官能基团回复原来状态,以供再次使用。如上述的阳离子树脂是用强酸进行再生处理,此时树脂放出被吸附的阳离子,再与H+结合而恢复原来的组成。 (2) 弱酸性阳离子树脂 这类树脂含弱酸性基团,如羧基-COOH,能在水中离解出H+ 而呈酸性。树脂离解后余下的负电基团,如R-COO-(R为碳氢基团),能与溶液中的其他阳离子吸附结合,从而产生阳离子交换作用。这种树脂的酸性即离解性较弱,在低pH下难以离解和进行离子交换,只能在碱性、中性或微酸性溶液中(如pH5~14)起作用。这类树脂亦是用酸进行再生(比强酸性树脂较易再生)。 (3) 强碱性阴离子树脂 这类树脂含有强碱性基团,如季胺基(亦称四级胺基)-NR3OH(R为碳氢基团),能在水中离解出OH-而呈强碱性。这种树脂的正电基团能与溶液中的阴离子吸附结合,从而产生阴离子交换作用。 这种树脂的离解性很强,在不同pH下都能正常工作。它用强碱(如NaOH)进行再生。(4) 弱碱性阴离子树脂 这类树脂含有弱碱性基团,如伯胺基(亦称一级胺基)-NH2、仲胺基(二级胺基)-NHR、或叔胺基(三级胺基)-NR2,它们在水中能离解出OH-而呈弱碱性。这种树脂的正电基团能与溶

高分子化学复习题——填空题精选

一、填空题 1. 聚合物有两个分散性,是相对分子质量多分散性和聚合度多分散性。 2. 聚合反应按机理来分逐步聚合和连锁聚合两大类,如按单体与聚合物组成差别分为加聚反应、缩聚反应和开环反应。 3.阻聚和缓聚反应的本质:链自由基向阻聚剂和缓聚剂的链转移反应,可能生成没有引发活性的中性分子,也可能是活性低的新自由基。两者的区别是程度上的不同,前者使聚合反应完全终止,后者只是使聚合反应速度降低。 4. 在自由基聚合中,具有能同时获得高聚合和高相对分子质量的实施方法有乳液聚合 5.乳液聚合的特点是可以同时提高相对分子质量和反应速率,原因是:乳化剂浓度对聚合反应速率和聚合度的影响是一致的,对乳化程度的强化而可以同时达到较高的聚合速率和聚合度的目的。 6.合成高聚物的几种聚合方法中,能获得最窄的相对分子质量分布的是阴离子聚合 7. 线形缩聚的核心问题是相对分子质量的影响因素和控制;体形缩聚的关键问题是凝胶点的控制。所有缩聚反应共有的特征是逐步特性 8.在自由基聚合和缩聚反应中,分别用单体的转化率和反应程度来表征聚合反应进行的深度。 9. 线形缩聚相对分子质量的控制手段有加入单官能团的单体,进行端基封锁和控制反应官能团加入的当量比。 10.所谓的配位聚合是指采用的引发剂是金属有机化合物与过渡化合物的络合体系,单体在聚合反应中通过活性中心进行配位而插入活性中心离子与反离子之间,最后完成聚合过程。所谓的定向聚合是指指能够生成立构规整性聚合物为主(>=75%)的聚合反应。 11.自由基聚合的特征慢引发、快增长、速终止。阳离子的聚合特征是快引发、快增长、难终止、易转移。阴离子的聚合特征是快引发、慢增长、易转移、无终止。 12.自由基聚合的实施方法有本体聚合、悬浮聚合、乳液聚合、溶液聚合。逐步聚合的实施方法溶液聚合、界面聚合、熔融聚合。 13.用动力学推导共聚组成方程时做了五个假定,分别是等活性理论、稳态、忽略链转移、双基终止、无解聚反应和无前末端效应。 14.推导微观聚合动力学方程,作了4个基本假定是:链转移反应无影响、等活性理论、聚合度很大、稳态假设。 15.自由基聚合规律是转化率随时间而增高,延长反应时间可以提高转化率。缩聚反应规律是转化率随时间无关,延长反应时间是为了提高聚合度。 16. 在聚合过程中,加入正十二硫醇的目的是调节相对分子质量,原理是发生链转移反应 17. 悬浮聚合的基本配方是水、单体、分散剂、油溶性引发剂,影响颗粒形态的两种重要因素是分散剂和搅拌。乳液聚合的配方是单体、水、水溶性引发剂、水溶性乳化剂 18.Ziegler-Natta引发剂的主引发剂是IVB~VIIIB族过渡金属化合物,共引发剂是IA~IIIA 族金属有机化合物。 19. 三大合成材料是塑料、纤维、橡胶。 20. 非晶高聚物随温度变化而出现的三种力学状态是玻璃态、高弹态、粘流态。 21. 影响聚合物反应活性的化学因素主要有极性效应和共轭效应。 22. 两种单体的Q、e值越接近越易发理想共聚聚合,相差越远易发生交替共聚聚合。 23.熔点是晶态聚合物的热转变温度,而玻璃化温度则主要是非晶态聚合物的热转变温度。 24. 室温下,橡胶处于高弹态,粘流温度为其使用上限温度,玻璃化温度为其使用下限温度。 25.高分子,又称聚合物,一个大分子往往由许多简单的结构单元通过共价键重复键接而成。 26.玻璃化温度和熔点是评价聚合物耐热性的重要指标。

高分子化学试卷库(01B)答案

《高分子化学》试题答案 试题编号:01 (B) 课程代号:2040301 课程学时:56 一、基本概念(共14分,5. 2 分,其余3分) ⒈聚合物的无规降解 聚合物在热的作用下,大分子链发生任意断裂,使聚合度降低,形成低聚体,但单体收率很低(一般小于3%),这种热降解称为无规降解。 ⒉体型缩聚反应 缩聚反应体系中只要有一种单体是含有两个以上官能团的化合物,缩聚反应将向着三个方向发展生成体型缩聚物,生成体型缩聚物的缩聚反应谓之。 ⒊乳化剂 能降低水的表面张力,对单体液滴起保护作用,能形成胶束,增溶单体,能使单体和水体系成为一种非常稳定的难以分层的乳液的物质。 ⒋自由基共聚合反应 两种或两种以上单体混合物,经引发聚合后,形成的聚合物其大分子链中,含有两种或两种以上单体单元的聚合过程,称为自由基共聚合反应,简称自由基共聚。 ⒌引发剂 含有弱键的化合物在热的作用下共价键均裂,产生自由基的物质。 二、填空题(共20分,每空1分) ⒈自由聚合的单体有乙烯、氯乙烯、醋酸乙烯和甲基丙烯酸甲酯等。 ⒉单体可分为乙烯及其衍生物、含有两个或两个以上官能团的小分子化合物和环状化合物三大类。 ⒊表征乳化剂性能的指标是临界胶束浓度、亲水亲油平衡值和三相平衡点。

⒋ 阴离子聚合的引发体系有 碱金属 、 碱金属配合物 和 强碱 等。 ⒌ 某些聚合物按主链中含有的特征基团可命名为 聚酯 、聚酰胺 、聚氨酯 和 聚醚等。 ⒍ 根据共聚物大分子链中单体单元的排列顺序,共聚物分为 无规共聚物 、 交替共聚物 、 嵌段共聚物 和 接枝共聚物 。 三、简答题(共20分,每题5分) ⒈ 乳化剂不参加聚合反应,但它的存在对聚合反应有很大影响,为什么? 乳化剂虽不参加反应,但能形成胶束,参与形成乳胶粒。而乳胶粒是乳液聚合反应的场所。根据乳液聚合动力学方程可知,乳化剂用量大,形成的乳胶粒数N 多,聚合反应速率p R 快,聚合物的平均聚合度n X 大。 ρ 2)(N M c k X p n ?= ⒉ 什么叫聚合物相对分子质量的多分散性? 即使纯粹的聚合物也是由化学组成相同,相对分子质量不同的同系物组成的混合物。聚合物相对分子质量的不均一性,称其为相对分子质量的多分散性。我们所说的聚合物的平均相对分子质量具有统计平均的意义。 ⒊ 何谓自动加速现象?并解释产生的原因。 在自由基聚合体系中,当达到一定转化率时,聚合体系中出现聚合速率突然加快,聚合物的平均相对分子质量也随之增大的现象称为自动加速现象。 造成自动加速的原因是随着反应的进行,体系粘度渐增,链自由基由伸展状态变为卷曲状态,溶解性能变差,链段重徘受阻,活性中心被包埋,双基终止困难t k 变小;而此时,单体的扩散未受阻碍,链增长反应不受影响,p k 基本不变,2 1t p ) (/k k 增大,聚合 A N N c k R 210×(M) =3 p p

2011级高分子化学及实验试题及参考答案

陕西师范大学2013—2014学年第一学期期末考试 化学化工学院学院2011级 答卷注意事项: 、学生必须用蓝色(或黑色)钢笔、圆珠笔或签字笔直接在试题卷上答题。 2、答卷前请将密封线内的项目填写清楚。 3、字迹要清楚、工整,不宜过大,以防试卷不够使用。 4、本卷共 5大题,总分为100分。 一、写出下列化合物的结构式及化学名称(每小题2分, 10分) 1. PA-610 聚癸二酰己二胺 H —[NH(CH 2)6 NH-CO(CH 2)8CO]n --OH 2. PVA 聚乙烯醇 3. PMMA 聚甲基丙烯酸甲酯 4. PET 聚对苯二甲酸乙二醇酯 OC n HO COO(CH 2)2O H CH CH 2OH n CH CH 2OH n CH 2C CH 3 COOCH 3 n

下 装 订 线 上 装 订 线 5. POM 聚甲醛 二、填空题(每空1.0分,共25分) 1. 连锁聚合反应中, (聚合与解聚达到平衡时的温度) 称之为平衡温度,它是(单体浓度)的函数,其计算公式为(T e =○一 / S ○一 + Rln[M] ) 2. 共聚物组成微分方程说明共聚物的组成与(单体的竟聚率和单体的浓度) 有 关,而与(引发和终止速率)无关。 3. 影响开环聚合难易程度的因素有:(环的大小),(构成环的元素),(环上的取代基); 4.界面缩聚所用的单体必须是(活性较高的单体);不必严格(要求两种单体高纯 度和等物质的量配比)。 5. 从聚合机理看,HDPE 属于(配位(阴离子))聚合,LDPE 属于(自由基)聚合, LDPE 密度低的原因是在聚合过程中(发生了向大分子的链转移,形成支链); 6. 在Ziegler-Natta 引发体系中,凡能使丙烯聚合的引发剂(一般都能使)乙烯 聚合,能使乙烯聚合的(却不一定能使)丙烯聚合。 7. 阳离子聚合的引发剂主要为 (酸),它包括(质子酸)和 (路易斯酸),用 (质子酸) 一般只能得到低聚物。 8. 本体聚合应选择(油溶性)引发剂,乳液聚合应选择(水溶性)引发剂。 9.使聚合度增大的反应有(接枝、嵌段、扩链、交联) 10. 下列单体进行自由基聚合,比较聚合热的大小(填>或<) A. (a). CH2=CH2 (b) CH2=CHCl (a) (<) (b) B. (c) CH2=CH-ph (d) CH2=C(CH3)ph (c) (>) (d) C. (e) CH=CH-COOH (f) CH2=CH-COOCH3 (e) (<) (f) 三、选择题(每小题1.5分,共15分) 得分 评卷人 得分 评卷人 O H 2C n

高分子化学复习笔记

第一章绪论 1.1 高分子的基本概念、特点 单体:能通过相互反应生成高分子的化合物。 高分子或聚合物:由许多结构和组成相同的单元相互键连而成的相对分子质量在10000以上的化合物。相对分子质量低于1000的称为低分子。相对分子质量介于高分子和低分子之间的称为低聚物(又名齐聚物)。相对分子质量大于1 000 000的称为超高相对分子质量聚合物。 主链:构成高分子骨架结构,以化学键结合的原子集合。 侧链或侧基:连接在主链原子上的原子或原子集合,又称支链。支链可以较小,称为侧基;也可以较大,称为侧链。 聚合反应:由低分子单体合成聚合物的反应称做~. 重复单元:聚合物中组成和结构相同的最小单位称为~,又称为链节。 结构单元:构成高分子链并决定高分子性质的最小结构单位称为~ 单体单元:聚合物中具有与单体的化学组成相同而键合的电子状态不同的单元称为~。 连锁聚合(Chain Polymerization):活性中心引发单体,迅速连锁增长的聚合。烯类单体的加聚反应大部分属于连锁聚合。连锁聚合需活性中心,根据活性中心的不同可分为自由基聚合、阳离子聚合和阴离子聚合。 逐步聚合(Step Polymerization):无活性中心,单体官能团之间相互反应而逐步增长。绝大多数缩聚反应都属于逐步聚合。 加聚反应(Addition Polymerization):即加成聚合反应,烯类单体经加成而聚合起来的反应。加聚反应无副产物。 缩聚反应(Condensation Polymerization):即缩合聚合反应,单体经多次缩合而聚合成大分子的反应。该反应常伴随着小分子的生成。 聚合反应(Polymerization):由低分子单体合成聚合物的反应。 线型聚合物:指许多重复单元在一个连续长度上连接而成的高分子. 热塑性塑料(Thermoplastics Plastics):是线型可支链型聚合物,受热即软化或熔融,冷却即固化定型,这一过程可反复进行。聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)等均属于此类。 热固性塑料(Thermosetting Plastics):在加工过程中形成交联结构,再加热也不软化和熔融。酚醛树脂、

高分子材料与工程专业

高分子材料与工程专业 高分子材料科学与工程是研究高分子材料的设计、合成、制备以及结构、性能和加工应用的材料类学科。本专业面向传统和新兴的诸如塑料、橡胶、纤维、涂料、石油化工、纺织、新能源、海洋、国防等各类行业,培养具有高分子材料与工程专业的基础知识和专业知识,了解材料科学与工程领域的相关专业知识,能在高分子材料的设计、合成、表征、改性、加工成型及应用等领域从事科学研究、技术开发、工艺设计、生产及经营管理等方面工作的高级科学和工程技术人才。高分子材料正在向高性能化、高功能化、智能化、低污染、低成本方向发展,逐渐渗透到航天航空、现代通讯、电子工程、生物工程、医疗卫生和环境保护等各个新兴高技术领域,在未来发展中具有广阔的应用前景。 高分子材料科学与工程专业基础课程有高等数学、外语、普通物理、计算机文化基础、化工机械基础、基础化学、有机化学、物理化学、基础课实验、化工原理,专业核心课程包括高分子化学、高分子物理、高分子科学实验、聚合物加工工程、聚合物制备工程、聚合物表征,专业方向分为塑料加工工程、弹性体加工工程、高分子材料制备工程、复合材料四个模块课程群,学生可在四年级选择其中一个方向学习。专业开设有二十余门研究性前沿课程和多门国际化课程,学生在校内就能接受到国内外学术大师的培养和熏陶。本专业非常注重实践能力和工程能力的培养,开设的实践课程有金工实习、社会实践、电工电子实习、认识实习、高分子专业实验、毕业环节、素质拓展与创新、应用软件实践、生产实习、军事训练,开设的工程设计类课程有工程制图、机械设计基础、材料力学、自动化仪表、化工原理以及四个专业方向的工艺课、设计课以及实践课。此外,专业课程学习还涵盖了英语、计算机、通识教育、素质拓展、技术经济与企业管理等,使学生在语言能力、计算机能力、个人素养、管理能力等方面均衡发展,培养具有良好专业素质和创新精神的综合型高级科学和工程技术人才。 材料科学与工程专业 材料是人类用于制造物品、器件、构件、机器或其他产品的那些物质,是人类赖以生存和发展的物质基础。按物理化学属性,材料可分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和不同类型材料所组成的复合材料。本专业旨在培养能够在金属材料、无机非金属材料和复合材料等领域从事科学研究、技术开发、工程设计、技术和经济管理等方面的工作的高级专业人才。 信息、材料和能源被誉为当代文明的三大支柱。以高技术群为代表的新技术革命,又把新材料、信息技术和生物技术并列为新技术革命的重要标志。这主要是因为材料与国民经济建设、国防建设和人民生活密切相关。材料又是信息、能源的重要物质基础,例如磁记录、芯片等信息技术的硬件要有材料作为物质保证;太阳能、燃料电池等能源技术要依靠材料提供的催化等功能。 未来人们对材料的结构可以进行更为精细的分析,从原子层次深入到电子层次,从而对材料性能有更深入的理解,进而根据性能需求制备出特殊结构的材料,如纳米复合结构,满足不同场合对材料性能的特殊需要,如智能材料、催化材料、能源材料、信息记录材料、生态环境材料等。 这个专业的专业基础课程和专业方向课程包括: 基础化学、大学化学实验、有机化学、物理化学、工程制图、计算机绘图、机械设计基础、应用电工学、化工原理、材料导论、C语言程序设计、VB语言程序设计、微机原理、文献查阅与科技写作、技术经济与企业管理、计算机在材料科学中的应用、科技报告与演讲、材料概论、材料物理、材料化学、材料合成制备

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