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高分子材料复习提纲

高分子材料复习提纲
高分子材料复习提纲

高分子材料复习提纲

第一章

1、高分子定义、基本概念、分类和命名、表1-1

课后习题6-8,10-12

2、各分子量的计算方法

课后习题13-14,18

3、高分子1-4级结构

课后习题21-28

第三章

1、链式聚合反应一般性特征

2、单体的聚合能力(适于何种聚合机理?)判断

3、自由基聚合的基元反应(链引发、链增长、链终止、链转移)

4、链引发剂种类、典型方程式、

5、阻聚和缓聚

6、聚合方法(四种)特点、反应机理、适合哪种聚合物、示例

7、离子聚合的引发剂体系

8、离子型聚合与自由基聚合的比较

9、配位聚合的基本概念、增长反应的反应式

10、Ziegler-Natta引发剂组成、种类、性质和反应

11、链式活性聚合的定义与一般特性

12、典型共聚物改性的例子

13、自由基共聚反应Q-e

课后习题1-4,6,7-8,13,19-20,22,23(1),25,28,29,31-32,34,37,41-42,45,51

第四章

1、逐步聚合类型

2、逐步聚合反应常用单体、官能度概念

3、线型缩聚与成环倾向

3、Carothers法预测凝胶点

课后习题1、2、5-8、14-15、21、23

第五章

课后习题1、2、8、12、16

第六章

1、链段定义

2、高分子链的柔顺性及其结构影响因素

3、高分子的结晶结构

4、结晶能力和结晶度

课后习题2-7、11、13、14、16、19、21-23

第七章

1、溶剂的选择

2、相对分子质量及其分布测定方法

3、形变-温度曲线

4、影响Tg的因素

5、应力-应变曲线

6、聚合物电学性质

课后习题1、3、4、5、14、28-30、32-34、49、64、65

高分子材料成型加工(塑料成型工艺学)考试复习题

1.以硬质PVC为例说明管材挤出成型加工工艺及其特点以及影响因素(10分) 答:挤出工艺:物料经挤出机塑化、机头口模成型后,经定型装置冷却定型、冷却水槽冷却、牵引、切割,得到管材制品。(3分) 特点:①口模横截面积不能大于挤出机料筒横截面积的40%。②挤出机头有直通式和偏移式两类,后者只用于内径尺寸要求精确的产品,很少采用。③定径套内径略大于管材外径;机头上调节螺钉可调节管材同心度;牵引速度可调节管材尺寸;(4分)④PVC,粘度大,流动性差,热稳定性差;生成热多,结合缝不易愈合,管材易定型。(3分)。 影响因素:温度、螺杆转速及冷却、牵引速度、压缩空气 2.简述挤出成型原理并讨论提高加料段固体输送速率的措施。 原理:粉(粒)料,加入挤出机经①加热、塑化成熔体,再经机头口模②流动成型成连续体,最后经冷却装置③冷却定型成制品。(4分)。措施:提高螺杆转速,提高料筒内表面摩擦系数fb,降低螺杆外表面摩擦系数fs(4分)。 3.简述管材挤出的工艺过程及管材挤出的定径方法。 答:管材挤出的基本工艺是:物料经挤出机塑化、机头口模成型后,经定型装置冷却定型、冷却水槽冷却、牵引、切割,得到管材制品。(3分)(4分) 管材的内外径应分别等于管芯的外径和口模的内径。管材挤出的定径方法分为定内径和定外径两种。(2分) 外径定型是使挤出的管子的外壁与定径套的内壁相接触而起定型作用的,为此,可用向管内通入压缩空气的内压法或在管子外壁抽真空法来实现外径定型。(2分) 内径定型法是将定径套装于挤出的塑料管内,即使挤出管子的内壁与定径套的外壁相接触, 在定径套内通以冷水对管子冷却定径。(2分) 4.挤出时,渐变螺杆和突变螺杆具有不同的加工特点。已知:PVC软化点75~165℃;尼龙的熔融温度范 围则较窄,约10℃,它们应分别选用何种螺杆进行加工?简要说明理由。(12分) 答: PVC应选用渐变螺杆而尼龙应选择突变螺杆进行加工。(4分)因为PVC是无定形塑料,无固定的熔点,软化温度范围较宽,其熔融过程是逐渐进行的,所以选择熔融段较长的渐变螺杆;PA是结晶性塑料,有固定的熔点,熔融温度范围较窄,温度达到熔点后,熔融较快,应选择熔化区较短的突变螺杆。(3分) 5.根据挤出理论和实践,物料在挤出过程中热量的来源主要有两个,一是物料与物料之间,物料与螺杆、 机筒之间的剪切、摩擦产生的热量,另一个是料筒提供的热量。 6.根据最简流动方程,熔体在螺杆计量段的流动有正流、逆流、横流和漏流四种 7.试分析螺杆挤出机生产中产生物料架桥现象的原因。 答:(1)原料配方中有黏度较大的助剂造成物料结块导致无法下料。 (2)下料段设定的温度过高,引起物料熔化,螺杆无法推进物料,造成物料架桥。 (3)喂料系统发生故障,无法正常工作,造成物料架桥。 8.请问为什么挤出机要在料斗座处加冷却装置? 答:为避免加料斗出现“架桥”现象而影响加料及固体输送效率。 9.机筒加热和冷却的目的是什么? 答:加热促进物料塑化;冷却为防物料过热。 10.什么叫螺杆的长径比?螺杆长径比的增加对物料的加工有何好处? 答:螺杆有效工作长度与直径之比。n一定时,L/D增加,物料在螺杆中运行时间延长,有利于物料塑化与混合,使升温过程变缓;可使均化段长度增加,可减少逆流和漏流,有利提高生产能力。 11.挤出成型是在什么温度之间进行的?物料在什么温度范围容易挤出?挤出温度由什么决定? 答:在黏流温度Tf与分解Td之间挤出成型;范围越宽越易挤出成型。具体温度应根据原料的配方、挤出机头结构、螺杆转速来定。

(完整版)功能高分子复习提纲

一、名词解释( 5 题,共 15 分) ——功能高分子材料:一般指具有传递、转换或贮存物质、能量和信息作用的高分子及其复合材料,或具体地指在原有力学性能的基础上,还具有化学反应活性、光敏性、导电性、催化性、生物相容性、药理性、选择分离性、能量转换性、磁性等功能的高分子及其复合材料。 ——功能与性能,性能:材料的功能从本质上来说是指向材料输入某种能量和信息,经过材料的储存、传输或转换等过程,再向外输出的一种特性;材料的性能是指材料对外部作用的表征与抵抗的特性。材料在具备功能的同时,必须具有一定的性能。 ——结构型功能高分子材料,指在大分子链中具有特定的功能基团的高分子材料,它们的功能性是由分子中所含的特定的功能基团来实现的。 ——复合型功能高分子材料:指以普通高分子材料为基体或载体,与具有某些特定功能(如导电、磁电)的其他材料以一定的方式复合而成的,它们的功能性是上高分子材料以外的添加组分得到的。 ——智能材料:是将普通材料的各种功能与信息系统有机地结合起来的融合型材料,它可以感知外部的刺激(传感功能),通过自我判断和自我结论(处理功能),实现自我指令和自我执行的功能(执行功能);又称为灵巧材料(机敏材料)。 ——离子交换树脂:是一类带有可离子化基团的三维网状交联聚合物。它具有一般聚合物所没有的新功能——离子交换功能,本质上属于反应性聚合物。 ——高吸水性树脂,是由分子链上含有强亲水性基团(如羧基、磺酸基、酰胺基、羟基等)并有一定交联度的功能高分子材料。 ——高分子分离膜,是用人工或天然合成的高分子分离膜,可借助于化学位差(浓度差、压力差和电位差)的推动对双组份或多组份的溶质和溶剂进行分离、提纯和选择性透过等。 ――导电高分子:是指由具有共轭n键的高分子本身或经过“掺杂”后具有导电性的一类高分子材料。 -- 结构型导电高分子: -- 复合型导电高分子: --- 载流子:――掺杂:这种因添加了电子受体或电子给体而提高电导率的方法称为“掺杂” --- 光功能高分子材料:也称感光性高分子,指在吸收了光能后,能在分子内或分子间产生化学、物理变化的一类功能高分子材料。这种变化发生后,材料将输出其特有的功能。 ――光致抗蚀材料:指高分子材料经过光照后,分子结构从线型可溶性转变为网状不可溶性,从而产生了对溶剂的抗蚀能力。(负片型) -- 光致诱蚀材料,与光致抗蚀材料正好相反,当高分子材料受光照辐射后,感光部分发生光分解反应,从而变为可溶性。(正片型) ――光引发剂和光敏剂:都是在光聚合中起到促进引发聚合作用的化合物。二者不同在于,光引发剂吸收光能后跃迁到激发态,当激发态能量高于键断裂所需的能量时,断键产生自由基,而引发反应,属消耗性,光敏剂吸收光能后跃迁到激发态,然后发生分子内或分子间能量转移。将能量传递给另一个分子,产生初级自由基,光敏剂回到基态,属非消耗性。 ――生物降解高分子材料:指一类能够被微生物酶的作用分裂成较小聚合物产物的高分子材 料。 ――生物降解:是指高分子的分子链在微生物酶作用下分裂成较小聚合物产物的过程。 ――生物相容性:是指生物材料在生物体内与周围环境的相互适应性,也可理解为宿主体与材料之间的相互作用程度。 ――生物吸收性高分子:在体内逐渐降解,其降解产物为机体吸收代谢的高分子材料。 ――生物惰性高分子:指在生物环境下呈现化学和物理惰性的高分子材料。 ――水凝胶:由液体和高分子网络组成,由于高分子网络与液体之间的亲和性,液体被高分子网络封闭在里面,并且像固体一样显示一定形状的材料。 ――智能型凝胶:高分子主链或侧链上通常存在着离子化基团、极性和疏水性基团,从而使之具有类似生物体的特性,当收到外界刺激(温度 PH 溶剂盐浓度化学物质等),其结构,物理特性会产生敏感响应的一类凝胶材料。 ――形状记忆材料:是指对已经赋形的材料在一定的条件下(如加热、光照、改变酸碱度、磁场等)

《高分子物理》考前复习提纲.doc

考题的主要类型 1.概念题主要考查对高分子物理的基本概念的掌握和理解。 2.判断题主耍考察对基本理论和主耍结论的分析判断能力。 3?论述题主要测验基础理论、基本知识掌握的程度。 4 ?简答题主要考察运用所学理论知识对实际问题的综合和概括能力、分析与解决问题的能力。 5.计算题主要考察运用所学理论知识对实际问题的计算能力。 《高分子物理》考前复习提纲 一、考试内容与要求 第一章概论 1、掌握重均、数均分子量和分子量分布的定义、表示方法,并各记两种测定方法。 2、了解高分子物理的三个组成方面和高分子的聚集态类型。 3、掌握数均、重均分子量和多分散性指数的计算方法。会计算P24第7题。 第二章高分子的链结构 1、掌握高分子链的构型、构象、链段、均方末端距、内旋转、线型高分子、全同立构等概念。 2、了解影响聚合物柔性的因素。 3、能正确冋答下列问题 (1)弹性聚合物为何貝有柔弹性? (2)聚丙烯通过单键的旋转能否把全同立构变为间同立构?为什么? (3)如何表征大分子的柔性? (4)聚乙烯、聚内烯膳、聚氯乙烯的柔性顺序是什么?为什么? (5)涤纶和芳纶那个柔性大?为什么? 第三章高分子的溶液性质 掌握聚合物的溶解过程和溶剂选择 第四章高分子的多组分体系 掌握高分子共混物的相容性、多组分高分子的界面性质 第五章聚合物的非晶态 1、掌握非晶态、玻璃化转变、主价键、次价键、内聚能密度、GOLR聚合物、聚集态、切力变稀流体、取向、取向度等概念 2、了解取向高分子材料的单轴取向和双轴取向;非晶态聚合物

可能有两类取向,即分子取向和链段取向。 3、能正确lH|答下列问题 (1)线形非晶态高聚物的力学三态是什么?并分别给岀定义。 (2)玻璃化温度的影响因素有哪些? (3)黏度的影响因素有哪些? (4)聚合物为何没有气态? 第六章聚合物的结晶态. 1 学握晶体、晶系、结晶度、熔点、串晶、球晶等基本概念 2、能正确冋答下列问题 (1)结晶的必要条件和充分条件是什么? (2)什么是最佳结晶温度? (3)结晶度与强度的关系? (4)为何高聚物结品没冇明确的熔点而冇一个熔限? (5)涤纶和芳纶那个熔点高?为什么? 第七章聚合物的屈服和断裂 1、掌握聚合物的屈服应力、脆性断裂、韧性断裂、强迫高弹形变、脆化温度、冷拉、银纹、应力发白、应力集中等基本概念; 2、能正确回答下列问题 (1)影响聚合物实际强度的因素是什么? (2)强迫高弹形变与高弹形变冇何异同点?强迫高弹形变与塑性形变冇 何异同点? ''(3)为社么聚合物的实际强度总达不到理论强度? (4)取向可使材料的强度提高几倍至几I?倍,为什么? 第八章聚合物的高弹性与黏弹性 1、掌握力学松弛、松弛时间、高弹性、粘弹性、蠕变、应力松弛、 滞后现象和力学损耗等概念 2、了解聚合物的时温等效原理 3、会计算P257第9题 4、能正确刨答下列问题 (1)雨衣在墙上为什么越來越长? (2)嚅变和应力松弛的根木原因是什么? (3)橡胶高弹性的本质是什么? (4)麦克斯韦模型和开尔文模型分别适合描述什么黏弹现彖? (5)化纤的拉伸和定长定型分属于什么力学松弛?

高分子物理知识点总结

高分子物理知识点总结 导读:我根据大家的需要整理了一份关于《高分子物理知识点总结》的内容,具体内容:高分子物理是研究高分子物质物理性质的科学。下面我给你分享,欢迎阅读。高分子链的构型有旋光异构和几何异构两种类型。旋光异构是由于主链中的不对称碳原子形成的,有全同... 高分子物理是研究高分子物质物理性质的科学。下面我给你分享,欢迎阅读。 高分子链的构型有旋光异构和几何异构两种类型。 旋光异构是由于主链中的不对称碳原子形成的,有全同、间同和无规三种不同的异构体(其中,高聚物中全同立构和间同立构的总的百分数称为等规度。)。 全同(或等规)立构:取代基全部处于主链平面的一侧或者说高分子全部由一种旋光异构单元键接而成间同立构:取代基相间地分布于主链平面的两侧或者说两种旋光异构单元交替键接 无规立构:取代基在平面两侧作不规则分布或者说两种旋光异构单元完全无规键接 几何异构是由于主链中存在双键而形成的,有顺式和反式两种异构体。构象:原子或原子基团围绕单键内旋转而产生的空间分布。 链段:把若干个键组成的一段链作为一个独立运动的单元 链节(又称为重复单元):聚合物中组成和结构相同的最小单位

高分子可以分为线性、支化和交联三种类型。其中支化高分子的性质与线性高分子相似,可以溶解,加热可以熔化。但由于支化破坏了高分子链的规整性,其结晶能力大大降低,因此支化高分子的结晶度、密度、熔点、硬度和拉伸强度等,都较相应的线性高分子的低。 交联高分子是指高分子链之间通过化学键形成的三维空间网络结构,交联高分子不能溶解,只能溶胀,加热也不能熔融。 高分子链的构象就是由单键内旋转而形成的分子在空间的不同形态。 单键的内旋转是导致高分子链呈卷曲构象的根本原因,内旋转越自由,卷曲的趋势就越大。这种不规则的卷曲的高分子构象称为无规线团。 高分子链的内旋转并不是完全自由的,有键角和空间位阻的限制。 自由结合链的内旋转没有键角和位垒限制;自由旋转链有键角限制,但没有空间位阻的限制。自由结合链和自由旋转链都是假想的理想链,实际中是不存在的。 实际的高分子链既不是自由结合链,也不是自由旋转链,但可以看作是一个等效的自由结合链。 柔顺性:高分子链能够改变其构象的性质 末端距:线性高分子的一端到另一端的距离 内聚能:克服分子间的作用力,把1mol液体或者固体移到其分子间的引力范围之外所需要的能量(单位体积内的内聚能则称为内聚能密度) 聚合物在不同的条件下结晶,可以形成不同的形态。 聚合物的单晶一般只能在极稀溶液中(浓度小于0.1%)缓慢结晶才能形成。

天津工业大学高分子物理期末复习大纲

?高分子物理前四章复习资料 ?高分子链的结构 ?什么是高分子结构,它主要包括那些内容。(书1页,第二自然段)高分子结构分为链结构和凝聚态结构两部分。链结构是指单个高分子结构和形态。包括①化学组成、构型、构造、共聚物的序列结构;②分子的大小、尺寸、构象和形态。凝聚态结构是指高分子链凝聚在一起形成的高分子材料本体内部结构,包括,①聚合物晶态结构②聚合物非晶态结构③液晶态聚合物④聚合物的取向结构⑤多组分聚合物。 ?高分子按组成可分为那几类:碳链高分子、杂链高分子、元素高分子。各自义并各举2个例子。(书第1页) 碳链高分子:聚苯乙烯、聚丙烯腈 杂链高分子:聚甲醛、聚酰胺 元素高分子:聚硅氧烷、聚氯化磷腈 ?常用高分子链的分子结构式:(书第2页表格)表格没法打,看书吧! ?高分子链的构型:(分子重复单元的异构) 什么叫构型:是指分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。 构型不同的异构体有几种?旋光异构体,几何异构体,键接异构体 旋光异构:全同、间同和无规 几何异构:顺反异构 键接异构:头-尾,头-头,尾-尾 ?1,4-丁二烯有那几种几何异构,不同结构的1,4-丁二烯都适合用做什么产品,为什么?(书第5页,倒数第二如自然段) 順式聚1,4丁二烯,链间距较大,室温下是一种弹性很好地橡胶;反式聚1,4丁二烯结构也比较规整,容易结晶,室温下是弹性很差的塑料。 ?什么是高分子构造?是指聚合物分子的各种形状。一维,二维,三维线型,环形、梯形聚合物 ?ABS的组成结构是什么?各单元的作用有那些?(书10页) 常用的工程塑料ABS树脂除共混型外,大多数是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯组成的三元接枝共聚物。后者以丁苯橡胶为主链,将苯乙烯、丙烯腈接在支链

高分子物理知识点总结与习题

聚合物的结构(计算题:均方末端距与结晶度) 1.简述聚合物的层次结构。 答:聚合物的结构包括高分子的链结构和聚合物的凝聚态结构,高分子的链结构包括近程结构(一级结构)和远程结构(二级结构)。一级结构包括化学组成、结构单元链接方式、构型、支化与交联。二级结构包括高分子链大小(相对分子质量、均方末端距、均方半径)和分子链形态(构象、柔顺性)。三级结构属于凝聚态结构,包括晶态结构、非晶态结构、取向态结构、液晶态结构和织态结构。 构型:是指分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。 (要改变构型,必须经过化学键的断裂和重组。) 高分子链的构型有旋光异构和几何异构两种类型。 旋光异构是由于主链中的不对称碳原子形成的,有全同、间同和无规三种不同的异构体(其中,高聚物中全同立构和间同立构的总的百分数称为等规度。)。 全同(或等规)立构:取代基全部处于主链平面的一侧或者说高分子全部由一种旋光异构单元键接而成 间同立构:取代基相间地分布于主链平面的两侧或者说两种旋光异构单元交替键接 无规立构:取代基在平面两侧作不规则分布或者说两种旋光异构单元完全无规键接 几何异构是由于主链中存在双键而形成的,有顺式和反式两种异构体。 构象:原子或原子基团围绕单键内旋转而产生的空间分布。 链段:把若干个键组成的一段链作为一个独立运动的单元 链节(又称为重复单元):聚合物中组成和结构相同的最小单位 高分子可以分为线性、支化和交联三种类型。其中支化高分子的性质与线性高分子相似,

可以溶解,加热可以熔化。但由于支化破坏了高分子链的规整性,其结晶能力大大降低,因此支化高分子的结晶度、密度、熔点、硬度和拉伸强度等,都较相应的线性高分子的低。 交联高分子是指高分子链之间通过化学键形成的三维空间网络结构,交联高分子不能溶解,只能溶胀,加热也不能熔融。 高分子链的构象就是由单键内旋转而形成的分子在空间的不同形态。 单键的内旋转是导致高分子链呈卷曲构象的根本原因,内旋转越自由,卷曲的趋势就越大。 这种不规则的卷曲的高分子构象称为无规线团。 高分子链的内旋转并不是完全自由的,有键角和空间位阻的限制。 自由结合链的内旋转没有键角和位垒限制;自由旋转链有键角限制,但没有空间位阻的限制。 自由结合链和自由旋转链都是假想的理想链,实际中是不存在的。 实际的高分子链既不是自由结合链,也不是自由旋转链,但可以看作是一个等效的自由结合链。 柔顺性:高分子链能够改变其构象的性质 末端距:线性高分子的一端到另一端的距离 内聚能:克服分子间的作用力,把1mol液体或者固体移到其分子间的引力范围之外所需要的能量(单位体积内的内聚能则称为内聚能密度)

高分子材料成型原理期末复习资料教学提纲

名称:2015秋高分子材料成型原理期末复习资料 第一章 一、选择题 1.( B )属于化学合成高分子。 a. 甲壳素 b. 聚乳酸 c. 淀粉 d. 细菌纤维素 2.( D )属于高性能纤维。 a.粘胶纤维 b.聚酯纤维 c.聚丙烯腈纤维 d.碳纤维 3.( D )属于功能纤维。 a.粘胶纤维 b.聚酯纤维 c.聚丙烯腈纤维 d.导电纤维 第二章 一、选择题 1.“溶解度参数相近原则”适用于估计(B )的互溶性。 A.非极性高聚物与极性溶剂 B. 非极性高聚物与非极性溶剂 C.极性高聚物与极性溶剂 D. 极性高聚物与非极性溶剂 2.纤维素黄酸酯-氢氧化钠水溶液体系的平衡相图具有( C )特征,()温度有利于纤维素黄酸酯溶解度的提高。 a. 下临界混溶温度升高 b. 上临界混溶温度升高 c. 下临界混溶温度降低 d. 上临界混溶温度降低 二、简答题 1. 简述聚合物熔融的主要方法。 2. 简述聚合物在螺杆挤压机中熔融的能量来源。 答:(1)装在机筒外壁的加热器,使能量在机筒沿螺槽深度方向自上而下传导。 (2)随着螺杆的转动,筒壁上的熔膜被强制刮下来移走,而使熔融层受到剪切作用,使部分机械能转变为热能。 3.简述选择聚合物溶剂的基本原则。 答:聚合物溶剂的选择原则: (1)聚合物和溶剂的极性相近 规律相似相溶:聚合物和溶剂的极性越接近,越容易互溶。 (2)溶度参数理论 对于非极性聚合物尽可能找到聚合物溶度参数δ相近的非极性溶剂对于极性较高或者易形成氢键的聚合物或者溶剂,只有当聚合物与溶剂的δd、δp、δh分别接近时才能很好地混溶。 (3)高分子-溶剂相互作用参数(哈金斯参数)…Χ1 Χ1越小,溶剂的溶解能力越大,一般Χ1<0.5为良溶剂。 4.聚氯乙烯的溶解度参数δ值与氯仿和四氢呋喃接近,但为什么四氢呋喃能很好地溶解聚氯乙烯而氯仿不能与聚氯乙烯混溶? 第三章 一、选择题 1.在聚合物物理改性的混合过程中,其混合机理不包括( B )作用。 a. 剪切 b. 弯曲 c. 拉伸 d. 分流、合并和置换

高分子复习资料

1.在搅拌下依次向装有四氢呋喃的反应釜中加入0.2mol n-BuLi和20kg苯 乙烯。当单体聚合了一半时,向体系中加入1.8g H O,然后继续反应。假如用 2 水终止的和继续增长的聚苯乙烯的分子量分布指数均是1,试计算 (1)水终止的聚合物的数均分子量; (2)单体完全聚合后体系中全部聚合物的数均分子量; (3)最后所得聚合物的分子量分布指数。 2. 有下列所示三成分组成的混合体系。 成分1:重量分数=0.5,分子量=l×104 成分2:重量分数=0.4,分子量=1 ×105。 成分3:重量分数=0.1,分子量=1×106 求:这个混合体系的数均分子量和重均分子量及分子量分布宽度指数。 3.某一耐热性芳族聚酰胺其数均相对分子质量为24116。聚合物经水解后,得39.31%(质量百分数)?对苯二胺,59.81%(质量百分数)?对苯二甲酸,0.88%苯甲酸(质量百分数)。 试写出聚合物结构式和其水解反应式?计算聚合物的数均相对分子质量 ? 4.等摩尔二元醇和二元酸缩聚,另加醋酸1.5%,p=0.995或0.999时聚酯 的聚合度多少? 5.等摩尔二元醇和二元酸缩聚,另加醋酸1.5%,p=0.995或0.999时聚酯的聚合度多少? 6.AA、BB、A3混合体系进行缩聚,NA0=NB0=3.0,A3中A基团数占混合物 中A总数( )的10%,试求p=0.970时的以及= 200时的p。

7.对苯二甲酸(1mol)和乙二醇(1mol)聚酯化反应体系中,共分出水18克,求产物的平均分子量和反应程度,设平衡常数K=4。 8.要求制备数均分子量为16000的聚酰胺66,若转化率为99.5%时: (1)己二酸和己二胺的配比是多少?产物端基是什么? (2)如果是等摩尔的己二酸和己二胺进行聚合反应,当反应程度为99.5%时,聚合物的数均聚合度是多少? 9.由1mol丁二醇和1mol己二酸合成数均分子量为5000的聚酯, (1)两基团数完全相等,忽略端基对数均分子量的影响,求终止缩聚的反应程度P; (2)假定原始混合物中羟基的总浓度为2mol,其中1.0%为醋酸,无其它因素影响两基团数比,求获得同一数均聚合度时所需的反应程度。 10.某一耐热性芳族聚酰胺数均分子量为24990,聚合物经水解后,得38.91%wt对苯二胺,59.81%对苯二甲酸,0.88%苯甲酸。试写出分子式,计算聚合度和反应程度。 11.从对苯二甲酸(1mol)和乙二醇(1mol)聚酯化反应体系中,共分出水18克,求产物的平均分子量和反应程度,设平衡常数K=4。 12.将邻苯二甲酸酐、季戊四醇、乙二醇一摩尔比为2.00:0.99:0.01进行缩聚, 试求:a.平均官能度 b.按Carothers法求凝胶点。 c.按统计法求凝胶点。 13.欲将1000g环氧树脂(环氧值为0.2)用等物质量的乙二胺固化,试计算固化剂用量。并求此凝胶反应的凝胶点。

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高分子物理重要知识点 第一章高分子链的结构 1.1高分子结构的特点和内容 高分子与低分子的区别在于前者相对分子质量很高,通常将相对分子质量高于约1万的称为高分子,相对分子质量低于约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)。一般高聚物的相对分子质量为104~106,相对分子质量大于这个范围的又称为超高相对分子质量聚合物。 英文中“高分子”或“高分子化合物”主要有两个词,即polymers和Macromolecules。前者又可译作聚合物或高聚物;后者又可译作大分子。这两个词虽然常混用,但仍有一定区别,前者通常是指有一定重复单元的合成产物,一般不包括天然高分子,而后者指相对分子质量很大的一类化合物,它包括天然和合成高分子,也包括无一定重复单元的复杂大分子。 与低分子相比,高分子化合物的主要结构特点是: (1)相对分子质量大,由很大数目的结构单元组成,相对分子质量往往存在着分布; (2)主链有一定的内旋自由度使分子链弯曲而具有柔顺性; (3)高分子结构不均一,分子间相互作用力大; (4)晶态有序性较差,但非晶态却具有一定的有序性。 (5)要使高聚物加工成为有用的材料,需加入填料、各种助剂、色料等。 高分子的结构是非常复杂的,整个高分子结构是由不同层次所组成的,可分为以下三个主要结构层次(见表1-1): 表1-1高分子的结构层次及其研究内容 由于高分子结构的如上特点,使高分子具有如下基本性质:比重小,比强度高,弹性,可塑性,耐磨性,绝缘性,耐腐蚀性,抗射线。 此外,高分子不能气化,常难溶,粘度大等特性也与结构特点密切相关。 1.2高分子链的近程结构 高分子链的化学结构可分为四类: (1)碳链高分子,主链全是碳以共价键相连:不易水解 (2)杂链高分子,主链除了碳还有氧、氮、硫等杂原子:由缩聚或开环得到,因主链由极性而易水解、醇解或酸解(3)元素有机高分子,主链上全没有碳:具有无机物的热稳定性及有机物的弹性和塑性 (4)梯形和螺旋形高分子:具有高热稳定性 由单体通过聚合反应连接而成的链状分子,称为高分子链。聚合度:高分子链中重复单元的数目; 除结构单元的组成外,端基对聚合物的性能影响很大:提高热稳定性 链接结构是指结构单元在高分子链的联接方式(主要对加聚产物而言,缩聚产物的链接方式一般是明确的)。

高分子实验复习要点

复习提纲: 1、市售的单体一般需要蒸馏精制后才能参与聚合反应,为什么? 答:对于一个化学反应必须接触才能进行反应,而市售试剂单体为了防止其聚合变质,必须降低其浓度来阻止反应,所以要加入稀释剂使其不能接触。从而使该单体长时间保存,当然用的时候要把稀释剂除去(一般采用蒸馏法)后才能发生反应。 2、在悬浮聚合中如何控制悬浮聚合产物颗粒的大小。 答:悬浮聚合产物的颗粒尺寸大小与搅拌速度、分散剂用量及油水比(单体与水的体积比)成反比,主要通过控制反应温度,搅拌速度,以及调节分散剂用量来加以控制悬浮聚合粒径。 3、聚合物的分子量与其熔体流动速率有什么关系?为什么熔体流动速率不能在结构不同的聚合物之间进行比较? 答:熔体流动速率(MFR)是指在一定的温度和压力下,聚合物在单位时间内通过规定孔径的量,用g/min来表示熔体流动速率。一般来说,同一类的聚合物如聚乙烯,聚合度越大即分子量越大,分子链之间作用力越大,链缠结越严重,导致聚合物熔体流动阻力增大,它的熔体流动速率越小;同样分子量的聚合物,由于它们的化学结构不同,它的熔体流动速率也不一样,这主要跟它们分子间的滑动系数有关。 由于不同聚合物测定时的标准条件不同,因此不具有可比性。 4、本体聚合的工业生产分两个阶段,先与预聚合到一定转化率,再进入第二阶段聚合。试解释采取上述步骤的原因。 答:如何排散聚合热,维持聚合温度恒定是实施本体聚合时必须考虑和解决的主要问题。本体聚合的生产分段进行,是为了先在较低温度下使单体以较低聚合速率转化,有利于聚合热的排散;同时由于转化率不高,聚合体系的粘度低,也有利于排散自动加速效应带来的集中放热,以避免由局部过热导致产物分子量分布较宽以及由温度失控而引起爆聚。在聚合塔中逐渐升温聚合是为了逐渐提高单体转化率,尽量使单体完全转化,减少残余单体。 5、与其他聚合方法相比较,乳液聚合的特点是什么?有何缺点?在乳液聚合中如何控制乳胶颗粒的大小和数目? 答:优点:(1)易散热。与本体聚合不同;乳液聚合体系的连续相是水,聚合反应发生在分散于水相中的乳胶粒内荨,尽管乳胶粒内黏度很高,但整个反应体系的黏度并不高,基本上接近于连续相水的黏度,并且在聚合过程中体系黏度也不会发生大幅度的变化,因为同本体聚合相比,乳液聚合体系易散姜,不会出现局部过热,更不易发生爆聚。 同乳液聚合体系中的介质水类似,在溶液聚合中要加入溶剂,介质和溶剂的稀释作用均可降妓热强度[kJ/(min·m3)]。但是乳液聚合体系的散热要比溶液聚合容易得多。这一方面是由于乳液聚合体系要比溶液聚合体系黏度低,前者黏度一般小于100mPa·s,而后者可达几万毫啦·秒;另一方面是由于水的比热容要比溶剂大,水的比热容为4.18kJ/(kg·℃),而有机溶蔫的比热容一般在1.05~2.51kJ/(kg·℃)范围内,故放热量相同时,乳液聚合体系要比溶液爱合体系温升幅度小。 尽管悬浮聚合和乳液聚合有相似之处,即它们的反应中心都是分散在介质水中的粒子中,但是芤液聚合要比悬浮聚合更易散热。对悬浮聚合来说,聚合反应发生在分散于水中的单体珠滴中,单体珠滴的直径一般在100~1000gm范围之内。而在乳液聚合体系中,反应中心乳胶粒直弪一般在O.05~O.1ktm之间。若把悬浮聚合体系中的珠滴比作一个10m直径的大球,那么,乳爱粒则仅相当于一颗绿豆粒。所以从乳胶粒内部向水相传热要比从悬浮聚合的珠滴内部向水相传姜容易得多。故乳胶粒中的温度分布要比悬浮聚合的珠滴中均匀得多。如果说在悬浮聚合中常常因为珠滴向外传热不良而导致“鱼眼”、黑点、红点及烧芯现象出现的话,那么可以认为在乳液藿合体系的乳胶粒中不存在因温度不均而导致的产品质量问题。 综上所述,乳液聚合不仅比本体聚合容易散热,而且也比溶液聚合和悬浮聚合更容易散热。

高分子材料复习提纲答案

高分子材料 定义:以聚合物或以聚合物为主,辅以各种添加剂等物质经加工而成的材料。 分类按化学组成:金属材料 无机非金属材料 有机高分子材料 复合材料 按材料用途分类: 塑料 (Plastics) 弹性体 (Elastomer) 纤维 (Fiber) 涂料 (Coating) 胶粘剂 (Adhesive) 复合材料(Composite) 按主链结构分类:碳链、杂链、元素有机高分子 第三章塑料材料 1、名词解释:极限氧指数、受阻酚、工程塑料、热变形温度 2、请指出提高增塑剂的耐久性的方法。 4、请解释磷系阻燃剂的凝聚相阻燃机理。 5、请说明Al(OH)3的阻燃作用。 6、给出下述聚合物的中文全称和重复单元结构: PF(酚醛树脂), 聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET ), POM (聚甲醛树脂)。 8、为什么UHMWPE 的密度介于LDPE 和HDPE 之间,却可以作为工程塑料使用?分子之间的缠结非常强烈。 9、请分析HDT 热变形温度的变化趋势:HDPE 、LLDPE 、LDPE ,并说明原因。 10、为什么PVC 塑料拖鞋夏天穿着感觉柔软、而冬天感觉坚硬呢? ? 热塑性塑料和热固性塑料在结构与性能上区别。 ● 热塑性塑料:线型或支化聚合物。分子链之间主要以次价力或氢键相吸引而显示一定强度,同时表现出弹性和塑性。 “可溶、可熔”。可反复成型。 ● 热固性塑料:起初是热固性树脂(一般是分子量不高的预聚物或齐聚物),经过“固化反应”而得,为三维体型(网状)结构。 “不溶、不熔”。一次成型,不可再塑。 耐热性能、力学性能、耐化学品性能高于热塑性塑料。 ? 塑料用加工助剂(添加剂)的种类及作用。 ● 塑料用加工助剂为改善塑料的使用性能或加工性能而添加的物质。 ● 主要包括:填料及增塑剂、稳定剂(防霉剂、抗氧化剂、光稳定剂、热稳定剂)、润滑剂、抗静电剂、阻燃剂、偶联剂、着色剂、固化剂······ 1. 增塑剂:改进高分子材料加工性,提高制品柔软性的一类物质。 (消弱分子间作用力,

高分子材料复习提纲

1.热塑性塑料和热固性塑料在结构与性能上区别。 结构:热塑性塑料结构一般为直链型或带有少量支链的线性结构,多数为碳—碳为主链的聚合物。热固性塑料一般是分子量不高的预聚物或齐聚物 性能:热塑性塑料在适当的溶剂中能溶解;在加热状态下能熔化。热固性塑料经过“固化反应”后不能溶于溶剂,受热也不会熔化。 2.塑料用加工助剂(添加剂)的种类及作用。 填料及增强剂(降低成本、增强、改善成型加工性,赋予塑料制品特殊的性能。) 增塑剂(增塑剂是增加高分子材料制品的塑性,改进其柔软性、延伸性和加工性的物质。) 稳定剂(保持高聚物的稳定性,防止其老化、分解) 润滑剂(防止塑料在成型加工过程中发生粘膜现象) 抗静电剂(通过降低电阻束减少摩擦电荷,从而能减少或消除制品表面静电荷的形成) 着色剂(提高塑料制品的商品价值,改善耐候性、光学性能及各种特殊用途) 防雾剂(避免小水滴的光散射造成雾化) 阻燃剂(隔绝氧气,阻止自由基的生成,中断链式氧化反应) 3.热塑性塑料和热固性塑料的成型加工工艺。 热塑性塑料:挤出、注射、压延、吹塑 热固性塑料:模压、铸塑及传递模塑 4.简述橡胶的结构与其性能之间的关系。 大分子链具有足够的柔性,玻璃化温度比室温要低,柔性越好,弹性越好。在使用条件下不结晶或结晶度很小,适当结晶度可以提高橡胶的强度,但结晶度过高,使橡胶的弹性变差。在使用条件下无分子间相对滑动,分子适当交联,形成网络结构;交联度越高,强度越高,但弹性变差。 5.橡胶的加工工艺有哪些? 塑炼、混炼、成型、硫化等工序 6.成纤聚合物的结构特征。 成纤高聚物均为线型高分子,具有适宜的分子量和分布,的分子链间必须有足够的次价力,应具有可溶性和熔融性,高分子链立体结构具有一定的规整性 7.纤维的加工工艺以及后处理的目的和后加工过程。 工业上常用的纺丝方法主要有两大类:熔体纺丝法和溶液纺丝法 根据凝固方式的不同,又分为湿法纺丝和干法纺丝。 后处理:由于处理后的分子链排列不规整,物理力学性能差,不能直接用于织物加工。为此,必须进行一系列后加工,以改进纤维结构,提高其性能。 后加工过程:⑴短纤维的后处理:集束,牵伸,水洗,上油,干燥,热定性,卷曲,切断,打包等⑵长丝后处理:拉伸,加捻,复捻,热定性,络丝,分级,包装等。⑶弹力丝的加工-假捻法⑷膨体纱的加工8.粘合剂的组成有哪些?要达到良好的胶接,须具备的条件。 按胶结强度特性分类:结构性胶粘剂,非结构性胶粘剂,次结构性胶粘剂 组成分类:有机胶粘剂,无机胶粘剂 固化类型:化学反应型,热塑性溶液型,热熔胶粘剂 条件:胶粘剂要能很好的润湿被粘物的表面,粘合剂与被粘物之间需要较强的相互作用力 9.粘合剂的胶接工艺。 初清洗,胶接接头机械加工,表面处理,配胶,涂胶,晾置,固化,检验 10.涂料的组成及作用。 组成:成膜物质,颜料,溶剂,增塑剂,催干剂,增稠剂,稀释剂 11.功能高分子材料的定义和分类。 功能高分子是指当有外部刺激时,能通过化学或物理的方法做出相应的高分子材料。分为反应性高分子材

高分子物理重要知识点

高分子物理重要知识点 (1人评价)|95人阅读|8次下载|举报文档 高分子物理重要知识点 (1人评价)|96人阅读|8次下载|举报文档 1 高分子物理重要知识点第一章高分子链的结构 1.1高分子结构的特点和内容高分子与低分子的区别在于前者相对分子质量很高,通常将相对分子质量高于约1万的称为高分子,相对分子质量低于约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)。一般高聚物的相对分子质量为104~106,相对分子质量大于这个范围的又称为超高相对分子质量聚合物。英文中“高分子”或“高分子化合物”主要有两个词,即polymers和Macromolecules。前者又可译作聚合物或高聚物;后者又可译作大分子。这两个词虽然常混用,但仍有一定区别,前者通常是指有一定重复单元的合成产物,一般不包括天然高分子,而后者指相对分子质量很大的一类化合物,它包括天然和合成高分子,也包括无一定重复单元的复杂大分子。与低分子相比,高分子化合物的主要结构特点是:(1)相对分子质量大,由很大数目的结构单元组成,相对

分子质量往往存在着分布;(2)主链有一定的内旋自由度使分子链弯曲而具有柔顺性;(3)高分子结构不均一,分子间相互作用力大;(4)晶态有序性较差,但非晶态却具有一定的有序性。(5)要使高聚物加工成为有用的材料,需加入填料、各种助剂、色料等。高分子的结构是非常复杂的,整个高分子结构是由不同层次所组成的,可分为以下三个主要结构层次(见表1-1):表1-1高分子的结构层次及其研究内容 名称内容备注链结构一级结构(近程结构)结构单元的化学组成键接方式构型(旋光异构,几何异构)几何形状(线形,支化,网状等)共聚物的结构指单个大分子与基本结构单元有关的结构二级结构(远程结构)构象(高分子链的形状)相对分子质量及其分布指由若干重复单元组成的链段的排列形状三级结构(聚集态结构、聚态结构、超分子结构)晶态非晶态取向态液晶态织态指在单个大分子二级结构的基础上,许多这样的大分子聚集在一起而成的聚合物材料的结构由于高分子结构的如上特点,使高分子具有如下基本性质:比重小,比强度高,弹性,可塑性,耐磨性,绝缘性,耐腐蚀性,抗射线。此外,高分子不能气化,常难溶,粘度大等特性也与结构特点密切相关。 1.2高分子链的近程结构高分子链的化学结构可分为四类:(1)碳链高分子,主链全是碳以共价

高分子材料成型原理复习大纲

《高分子材料成型原理》复习大纲 (一)基本概念及基础理论 1、高分子材料的基本概念:各种纤维、塑料、橡胶等的定义;新型 高分子材料的主要种类和概念。 2、聚合物熔融和溶解的基本规律 3、混合的基本概念:各种扩散形式的特点、混合机理、混合过程发 生的主要作用。 4、聚合物流体的流变性:非牛顿剪切粘性、拉伸粘性、弹性的表征 及影响因素。 (二)化学纤维成型加工原理 1) 化学纤维的主要品质指标; 2)纺丝流体可纺性的概念及细流丝条断裂机理; 3)纺丝流体的挤出及细流的类型:液滴型、漫流型、胀大型和破裂型挤出细流的产生条件及避免不正常细流类型的措施; 4)熔纺、湿纺和干纺过程的运动学和动力学:沿纺程的速度分布; 纺丝线上的轴向力平衡和受力分析; 5)熔纺、湿纺和干纺初生纤维结构的形成及特点; 6)熔体纺丝的传热:纺丝线上的传热机理和轴向温度分布;冷却长度;丝条冷却的传热系数; 7)湿纺纺丝原液细流的固化:溶剂和沉淀剂的双扩散过程的表征及影响因素;纺丝线的组成变化路径对固化和初生纤维结构的 影响;影响初生纤维横截面形状的主要因素; 8)干纺纺丝原液细流的固化:纺丝线上轴向、径向的传热特点和传质机理;影响初生纤维横截面形状的主要因素; 9)拉伸过程中应力-应变性质变化:拉伸曲线的基本类型;初生纤维的结构及拉伸条件对拉伸性能、拉伸曲线的影响; 10)拉伸过程中纤维结构和性能的变化; 11)纤维在不同热定型中的形变及内应力变化特征; 12)热定型过程中纤维结构与性质的变化。 (三)塑料成型加工原理 1)挤出成型原理:单螺杆挤出机三个主要工作段(区)的作用; 固体物料的熔化过程;熔体流动的形式;挤出成型的工艺过程 及影响因素;

高分子物理知识点

构象:具有一定组成和构型的高分子链通过单键的内旋转而形成的分子中的原子在空间的排列 柔性: 高分子链中单键内旋的能力; 高分子链改变构象的能力; 高分子链中链段的运动能力; 高分子链自由状态下的卷曲程度。 链段:两个可旋转单键之间的一段链,称为链段 影响柔性因素: 1支链长,柔性降低;交联度增加,柔顺性减低。 2一般分子链越长,构象数越多,链的柔顺性越好。 3分子间作用力越大,聚合物分子链所表现出的柔顺性越小。分子链的规整性好,结晶,从而分子链表现不出柔性。 控制球晶大小的方法: 1控制形成速度; 2采用共聚方法,破坏链的均一性和规整性,生成较小的球晶; 3外加成核剂,可获得小甚至微小的球晶。 聚合物的结晶形态: 1单晶:稀溶液,慢降温,螺旋生长 2球晶:浓溶液或熔体冷却 3树枝状晶:溶液中析出,低温或浓度大,分子量大时析出; 4纤维状晶:存在流动场,分子量伸展,并沿流动方向平行排列; 5串晶:溶液低温,边结晶边搅拌; 6柱晶:熔体在应力作用下冷却结晶; 7伸直链晶:高压下融融结晶,或熔体结晶加压热处理。 结晶的必要条件: 1内因: 化学结构及几何结构的规整性; 2外因:一定的温度、时间。 结晶速度的影响因素: 1温度——最大结晶温度:低温有利于晶核形成和稳定,高温有利于晶体生长; 2压力、溶剂、杂质:压力、应力加速结晶,小分子溶剂诱导结晶; 3分子量:M 小结晶速度块,M 大结晶速度慢; 熔融热焓?H m :与分子间作用力强弱有关。作用力强,?H m 高 熔融熵?S m :与分子间链柔顺性有关。分子链越刚,?S m 小 聚合物的熔点和熔限和结晶形成的温度T c 有一定的关系: 结晶温度Tc 低(< Tm ),分子链活动能力低,结晶所得晶体不完善,从而熔限宽,熔点低; 结晶温度Tc 高(~ Tm ),分子链活动力强,结晶所得晶体更加完善,从而熔限窄,熔点高。 取向:在外力作用下,分子链沿外力方向平行排列。聚合物的取向现象包括分子链、链段的取向以及结晶聚合物的晶片等沿特定方向的择优排列。 取向机理: 1高弹态:单键的内旋转。外力作用下,链段取向;外力解除,链段解取向 2粘流态:高分子各链段的协同运动。外力作用下,分子链取向;外力解除,分子链解取向 3结晶高聚物:非晶区取向,可以解取向;晶粒取向,不易解取向 取向度: 高分子合金又称多组分聚合物, 在该体系中存在两种或两种以上不同的聚合物, θ θθ22sin 2 3 1)1cos 3(2 1-=-=f

高分子材料大纲详解

高分子材料: 1、自由基聚合反应及其特点: 属于连锁聚合反应,又称链式聚合反应。 自由基是带有未配对独电子的基团,性质不稳定,可进行多种反应。 聚合机理:过程包括:链引发、链增长、链中止以及可能伴有的链转移反应等基元反应。 特征: 1.自由基聚合是一种链式聚合反应。(满引发,快增长,速终止,有转移) 2.引发反应速率最小,是聚合速度的控制步骤; 3.只有链增长反应才使聚合度增加;(链增长反应极快,反应体惜仅由单体,相对分子质量高的聚合物及浓度极小的活性链组成) 4.在聚合过程中,单体浓度逐步降低,聚合物转化速率随反应时间逐步增加;(聚合度或聚合物的平均相对分子质量与反应时间基本无关) 5.少量阻聚物可足以使自由基聚合反应终止,故自由基聚合要求用纯度高的单体。 2、缩合聚合反应及逐步加聚反应: 缩聚反应及逐步加聚反应均属于逐步聚合反应 缩聚反应 是缩合反应经多次重复形成聚合物的过程。具有两个或两个以上官能团的单体缩合而生成高分子化合物,同时伴随有小分子化合物(H2O,HX 等)的生成,叫缩合聚合反应,简称缩聚反应 反应通式: 缩聚反应的特点: (1)缩聚反应的单体往往是具有双官能团(如—OH 、—COOH 、—NH2、—X 及活泼氢原子等)或多官能团的小分子; (2)单体和所涉聚合物链节的化学组成不同; (3)反应除生成聚合物外,还有小分子生成(如H2O 、NH3、HCl 等) 逐步加聚反应 单体分子通过反复加成,使分子间形成共价键而生成聚合物的反应。 加聚反应与缩聚反应特点对比 3、分子间作用力:次价力:氢键、范德华力(包括取向力、诱导力、色散力) 由于加合效应,高聚物分子间的次价力有时可能超过主价力。 静电力 发生在极性分子之间的相互作用力,是由极性基团的永久偶极之间相互作用引起的。 诱导力 是极性分子永久偶极与它在其它分子上引起的诱导偶极之间的相互作用力。存在极性-极性分子间,也存在极性-非极性分子间。 反应类型 加聚反应 缩聚反应 反应物种类 相同或不同单体 相同或不同单体 反应物特征 含有不饱和键 含有特征官能团 生成物特征 聚合物与单体具有相同的组成,主链上一般只有碳原子 聚合物与单体组成有所不同,主链上除有碳原子外还有其他 产物种类 只有聚合物 有聚合物和小分子

高分子物理期末知识点总结

UNIT1.碳链高分子:主链全部由C以共价键相连接;杂链:主链含C,以及O、S等两种或以上的原子以共价键相连接;构造:聚合物分子的各种形状(线形、枝化、交联、梯形、螺旋)构型:由化学键固定的原子在空间几何排列;构像:原子或原子团绕单键内旋转所产生的空间排布。旋光异构体:结构单元为-CH2-CHX-型,包含一个不对称C,所形成的异构体;分为全同:取代基都在主平面一侧或都由一种旋光异构单元键接而成;间同:相间分布于或两种交替链接;无规:不规则分布或两种无规链接。链段:高分子链中的单键旋转时互相牵制,一个键转动,要带动附近的一段链一起运动,把若干个键组成的一段链作为一个独立运动的单元。自由连结链:一个孤立高分子链在旋转时不考虑键角限制和位垒的障碍,每个分子由足够过的不占有体积的化学键自由结合而成的,每个键在任方向取向几率相等的理想模型。自由旋转链:分子链中每个键在键角所允许的方向自由转动,不考虑空间位阻对旋转的影响;等效自由:将一个原来有n个键长为l键角固定旋转不自由的键组成的链可视为Z个长度为b的自由结合链段的的高分子链;链的柔性:分子链能够改变其构象的性质.(不但高分子本身是一个独立运动单元,而且在每个高分子中还存在能独立运动的小单元,他们热运动的结果 使链有强烈的卷曲倾向,这是大分子链具备柔性的最根本内在原因)柔性实质:构象数增,S增,分子链卷曲程度增,分子链在无外力作用下总是自发采取卷曲形态,使构象熵最大。平衡态柔性:热力学平衡条件下的柔性,取决于反式与旁式构象之间的能量差ΔUtg。动态柔性:在外界条件影响下从一种平衡态构象向另一种平衡态构象转变的难易程度,转变速度取决于位能曲线上反式和旁式构象之间的位垒ΔUb与外场作用能之间的关系(ΔUb与kT).影响柔性的因素:分子结构:a主链结构1主链全部由单键组成,一般柔性较好,PE PP;不同单键,柔性不同Si-O>C-N>C-O>C-C.2有孤立双键,柔性大,顺式聚1,4-丁二烯;共轭双键,不能内旋转,分子刚性,聚乙炔,聚苯;有芳杂环,柔性差,芳香尼龙.b取代基1极性大作用力大,内旋转受阻,柔性差,PAN聚氯乙烯>聚1,2-二氯乙烯.3极性取代基的分布对柔性有影响,聚偏二氯乙烯>聚氯乙烯.4非极性取代基,基团体积大,空间位阻大,内旋困难,柔性差,PS1/2不良溶剂。χ1kT的物理意义:把一个溶剂分子放入高聚物中时引起的能量变化。高分子aq与小分子aq区别?什么时候可当成理想aq?比小分子aq溶解的缓慢的多,粘度明显大于小分子aq,性质存在相对摩尔质量的依赖性,而分子量有分散性,故研究很复杂;当链段与溶剂相互作用产生的混合热和混合熵相互抵消时。X1=1/2,U1e=0的溶液才能将此高分子溶液看做是理想溶液,但即使是X1=1/2,高分子溶液的ΔHm也不为0.符合理想溶液条件的高分子溶液混合自由能来源于混合热和混合熵。X1=1/2的高分子溶液宏观上热力学性质遵从理想溶液规律,其微观状态与小分子理想溶液有本质区别。过量化学位:Flory-Krigbaum稀溶液理论:1高分子稀溶液中链段的分布是不均匀的,而是以链段云得形式分布在溶剂中,每一链段云可近似球体.2在连段云内,以质心为中心,链段的径向分布符合高斯分布.3链段云彼此接近要引起自由能的变化,每个高分子链段云有其排斥体积。(引入热参数,令,定义θ=)θ温度:超额混合热/超额混合熵;θ溶液:当T=θ时,Δu1E为零,链段间与溶剂间作用能抵消,无扰状态,排斥体积为零;当T=θ,此时的高分子aq,在宏观上看热力学性质遵从理想aq,但微观状态仍是非理想,因混合热和混合熵均不为零,只是两者的效应刚好抵消,所以Δu1E=0,这一条件为θ条件或θ状态,(θ条件:选择合适的溶剂和温度,可以使溶剂分子对高分子构象所产生的干扰忽略不计(此时高分子“链段”间的相互作用等于”链段”与溶剂分子间的相互作用).在θ条件下测得的高分子尺寸为无干扰尺寸,只有无干扰尺寸才是高分子本身结构的反应)对应为θ溶剂,对应温度为θ温度。。第二维利系数A2:与χ1一样,表征高分子链段与溶剂分子之间的相互作用。凝胶:交联聚合物溶胀体,不熔不溶,既是聚合物浓溶液,又是高弹性固体;冻胶:由范德华力交联形成,加热或拆散可拆散范德华力交联而溶解。 UNIT4.数均分子量Mn:按物质的量统计的平均分子量;重均分子量Mw:按质量统计的平均分子量;Z均分子量Mz:按Z量的统计平均分子量;黏均分子量Mη:用稀溶液黏度法测得的平均分子量(z ≥w≥η≥n)。单分散:z=w=n。为什么z≥w≥η≥n?因为Mn靠近低分子量部分,则低分子量部分对其影响大,Mw靠近高分子量部分,则高分子量对其影响较大,一般用Mw表征比Mn更恰当,聚合物熔体粘度依赖于高分子量部分。分子量测定方法:端基分析(Mn)、沸点升高或冰点降低(Mn)、气相渗透法VPO(Mn)、渗透压法(Mn)、黏度法(Mη)。沸升冰降测的是Mn?是的,通过热力学推导,可知,溶液的沸点升高值ΔTb和冰点降低值ΔTf正比于溶液浓度,即正比于溶质分子数,而与溶质的分子量成反比,由此可推导出高分子数均分子量Mn。稀溶液依数性:沸点升高、冰点下降、蒸汽压下降、渗透压等数值仅与溶液中的溶质数有关,而与溶质的本性无关。特性粘度[η](表示高分子aq的c趋于0时,单位浓度的增加对增比浓度或相对粘度对数的贡献);体积排除色谱法(SEC):又称凝胶渗透色谱法(GPC),分离机理:在分离作用由于大小不同的分子在色谱柱中的多孔性填料中占据的空间体积不同造成的。色谱柱中装填表面和内部有着各种大小不同的空洞和通道的多孔填料,以待测样品的某种溶剂充满柱子,最大的分子,只能留在填料颗粒之间,走的路径最短,先被溶剂冲出来,较大的分子,走颗粒间的路径和颗粒内较大的孔,路径长一些,较后被冲出来,较小的分子,颗粒间、颗粒内的大孔,还进入颗粒内的小孔,走的路径最多,最后被溶剂冲洗出来(大分子Ve小,小分子Ve大)SEM纵坐标记录洗提液与纯溶剂折射率差值Δn,在极稀溶液中,相当与Δc(洗提液的相对浓度),横坐标是保留体积Vr(淋出体积Ve),表征分子尺寸大小。保留体积小,分子尺寸大。 VPO:加入不挥发溶质沸点升高冰点降低蒸汽压下降。由于溶液的依数性,沸点升高值正比于浓度反比与分子量。由于高分子溶液热力学性质与理想溶液偏差,只有无限稀释才符合。所以测各种浓度,外推在恒温密闭容器内充有溶剂饱和蒸汽,将一滴不挥发溶质的溶液滴1和溶剂滴2悬在这个饱和蒸气中。由于1中溶剂的蒸气压较低,就会有溶剂分子从饱和蒸气相凝聚到溶液滴上。并放出凝聚热,使1温度升高。由于依数性,达平衡时,两液滴温差与溶质摩尔分数成正比。ΔT=AX2,ΔT温度差,X2溶质摩尔分数。 UNIT5.分子运动及转变特点:①运功单元的多重性A高分子链的整体运动:分子分子链质量中心的相对移动。B链段运动:区别于小分子的特殊运动形式。质量中心不变,一部分链段通过单键内旋转而相对于另一部分链段运动,使大分子可以伸展或卷曲。C链节、支链、侧击的运动。D晶区内的分子运动②分子运动的时间依耐性:外因作用下,聚合物从一平衡态通过分子运动过渡到另一与外界条件相连的新的平衡总需要时间,原因是整个分子链,链段、链节等运动单元的运动都需要克服内摩擦阻力,不可能瞬间完成③分子运动的温度依耐性:升温,一方面运动单元热运动能量提高,另一方面由于体积膨胀,分子距离增加,运动单元活动空间增大,松弛加快,松弛时间减小。聚合物分子运动特点:a.运动单元的多重性,包括整分子链平移、链段运动、链节支链侧基等小尺寸单元的流动、原子在平衡位置的振动、晶区的运动b.高分子运动的时间依赖性c.分子运动的温度依赖性松弛时间:橡皮由Δx(t)变为Δx(0)的1/e倍时所需要的时间,表征松弛过程快慢。(开始较快,后来越慢)。论述自由体积理论:液体或固体,它的整个体积包括两个部分:一部分是为分子本身占据的,称占有体积;另一部分是分子间的空隙,称自由体积,它以大小不等的空穴无规分布在聚合物中,提供了分子的活动空间,使分子链可能通过转动和位移而调整构象。在玻璃化温度以下,链段运动被冻结,自由体积也处于冻结状态,其空穴尺寸和分布基本上保持固定。聚合物的玻璃化温度为自由体积降至最低值的临界温度。在此温度下,自由体积提供的空间已不足以使聚合物分子链发生构象调整,随着温度升高,聚合物的体积膨胀只是由于分子振幅、链长等的变化,即分子占有体积的膨胀,而在玻璃化温度以上,自由体积开始膨胀,为链段运动提供了空间保障,链段由冻结状态进入运动状态,随着温度升高,聚合物的体积膨胀除了分子占有体积的膨胀之外,还有自由体积的膨胀,体积随温度的变化率比玻璃化温度以下为大。为此,聚合物的比体积-温度曲线在Tg时发生转折,热膨胀系数在Tg发生突变。影响Tg的因素:①主链的柔性:柔性越高,Tg高②取代基:侧基极性强,Tg高;极性基数高,Tg高;取代基位阻高,内旋转受阻程度高,Tg高③构型:全同Tg较低;顺反异构中,反式分子柔性差,Tg较高④分子量:M较低时,M高,Tg高;当分子量超过一定值后,Tg不再依赖分子量⑤外力速率:张力可强迫链段沿张力方向运动,Tg低,压力使分子链运动困难,Tg升高;冷却速率快,Tg高。另外:调节Tg手段:增塑、共聚、共混。聚合物Tg开始时随相对分子质量增大而升高,当达到一定值之后,Tg变为与相之无关的常数?相对分子质量对Tg的影响主要是链端的影响,处于链末端的链段比链中间的链段受的牵制要小些,因而有比较剧烈的运动,链端浓度的增加预期Tg会降低,链端浓度与数均相对分子质量成反比,超过临界相对分子质量后链端的比例很小,其对Tg影响可以忽略。聚合物中加入单体、溶剂、增塑剂等低分子物时导致Tg下降:Tg具有可加和性,这些物质Tg较高分子低许多,所以混和Tg比聚合物低。分子结构与结晶能力的关系(为什么结晶聚合物结晶不完整?)a.链的对称性、规整性越高,结晶能力越强b.共聚,无规共聚降低结晶能力c.链柔性差降低结晶能力,柔性太好不能结晶d.分子间作用力过大降低结晶能力e.交联降低结晶能力f.分子量增大限制结晶。{高压力下形成的结晶高聚物结晶体密度高,拉应力可以加速高聚物结晶}。结晶聚合物边熔融边升温的现象是由于试样中含有完善程度不同的晶体。结晶时,如果降温程度不是足够的慢,随着熔体黏度的增加,分子链的活动性减小,来不及作充分的位置调整,则结晶停留在不同的阶段上;等温结晶过程中,也存在着完善程度不同的晶体。这时再升温,在通常的升温速度下,比较不完善的晶体将在较低的温度下熔融,比较完善的晶体则要在较高的温度下熔融,因而出现较宽的熔融范围。结晶过程的特点:结晶温度区间在Tg与Tm之间;同一聚合物在同一结晶温度下,结晶速度随结晶时间过程而变化;结晶聚合物结晶不完善,没有精确的熔点,存在容限。 UNIT6.什么情况下符合虎克定律?在形变很小时,交联橡胶的应力应变关系才符合虎克定律。 UNIT7.五个区域:玻璃态区、玻璃—橡胶转变区、橡胶—弹性平台区、橡胶流动区、液体流动区。力学松弛:聚合物的各种性能表现出对时间的依赖性。蠕变:一定的温度、较小恒应力持续作用下,材料应变随时间增加而增大的现象(包括瞬时可逆的普弹形变ε1、滞后可逆高弹形变ε2、不可逆的黏性形变ε3;Tg以下,链段运动松弛时间很长,ε2很小;材料本体粘度很大,ε3很小;因此蠕变主要由ε1构成,蠕变量很小。Tg以上,链段运动的松弛时间变短,导致ε2较大,材料的本体粘度η3仍很大,ε3较小,蠕变主要由ε2构成,夹杂少量ε3。同时,ε 3 随时间的发展而发展,导致总形变不断发展)。应力松弛:恒定温度和形变保持不变时,聚合物内部应力随时间增加而逐渐衰减的现象;产生原因:当聚合物受到外力作用发生变形时,分子链段要沿着外力方向伸展与外力相适应,因而在材料内部产生内应力。但是链段的热运动又可以使某些链缠结散开,以至于分子链之间可以产生小的相对滑移;同时链段运动也会调整构象使分子链逐渐地回复到原来蜷曲状态,从而使内应力逐渐地消除掉。(当温度远小于Tg时,链段运动的能力很弱,应力松弛非常慢;当温度太高时,应力松弛过程进行太迅速。只有在Tg温度附近几十度的范围内,应力松弛现象才比较明显)。滞后:聚合物在交变应力作用下形变落后于应力变化的现象;产生原因:链段的运动受到内摩擦阻力作用的结果,当外力变化时,链段的运动受到内摩擦阻力的作用跟不上外力的变化,所以形变总是落后于应力,滞后了一个相位差δ。(外力作用频率适中,链段一方面可以运动,但又不能完全跟上应力的变化,这时滞后现象才能充分体现出来)力学损耗或内耗:在有滞后现象存在时,由于形变的发展落后于应力的变化,当第一周期的形变还没有完全恢复时,材料又会受到第二个周期应力的作用,因此每个周期都会有一部分弹性储能没有释放出来,这部分能量最终转变为热能,以热量的形式释放出来,造成损耗。影响因素:1温度a温度低,分子运动弱,不运动摩擦消耗能量小,内耗小.b温度高,分子运动快,应变跟得上应力变化,δ小,内耗小.c温度适中,跟不上应力变化, δ大,内耗大.2频率a频率快,分子运动跟不上应力的交换频率,摩擦消耗能量小,内耗小b频率很慢,应变跟得上应力变化, δ小,内耗小c频率适中,分子可以运动但跟不上应力频率变化, δ大,内耗大.3次级运动的影响:次级运动越多,所做的功可以通过次级运动耗散掉.时温等效原理:对于同一个力学松弛过程,既可以在较高温度和较短的外力作用时间下表现出来,也可以在较低温度和较长的外力作用时间下表 现出来。即:升高温度与延长外力作用时间对分子运动是等效的,对聚合物的粘弹性是等效的。 UNIT8.非晶态聚合物应力应变曲线:1.弹性形变区:直线斜率即为杨氏模量,此阶段普弹性,由于高分子键长键角和小运动单元的变化产生。2.屈服阶段:应变软化点,超过此点,大外力使本来冻结的链段开始运动,为大形变提供条件。3.大变形区:高弹性形变区,本质上与高弹形变一样是链段运动,它在外力作用发生。4.应变硬化区:分子链取向排列使强度提高。5.断裂。。屈服点以后,材料大变形的分子机理主要是g的链段运动,即在外力作用下,玻璃态p原来被冻结的链段开始运动,g链的伸展提供了材料的大变形,此时,p处于玻璃态,即使去除外力形变不能自动回复,只有升到 Tg以上链段运动解冻,分子链重新蜷曲,形变才可回复)。

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