高分子助剂答案
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高分子材料基础复习题答案(总11页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--高分子复习一、名词解释1、单体单元:与单体分子的原子种类和各种原子的个数完全相同、仅电子结构有所改变的结构单元。
2、重复单元:重复组成高分子分子结构的最小的结构单元。
也称重复单元、链节。
3、构型:指分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。
这种排列是稳定的,要改变构型必须经过化学键的断裂和重组。
4、构象:是指分子中的原子或原子团由于C-C单键内旋转而形成的空间排布(位置、形态),是物理结构。
5、柔顺性:高分子链能够通过内旋转作用改变其构象的性能称为高分子链的柔顺性。
6、熔体纺丝:是将聚合物加热熔融,通过喷丝孔挤出,在空气中冷却固化形成纤维的化学纤维纺丝方法。
7、胶粘剂:它是一种能够把两种同类或不同类材料紧密地结合在一起的物质。
8、生胶:没有加入配合剂且尚未交联的橡胶,一般由线型大分子或带有支链的线型大分子构成,可以溶于有机溶剂。
9、硫化胶:混炼胶在一定的温度、压力和时间作用下,经交联由线型大分子变成三维网状结构而得到的橡胶。
一般不溶于溶剂。
10、应变:材料在外力作用下,其几何形状和尺寸所发生的变化称应变或形变,通常以单位长度(面积、体积)所发生的变化来表征。
11、弹性模量:是指在弹性形变范围内单位应变所需应力的大小。
是材料刚性的一种表征。
12、塑料:塑料是以聚合物为主要成分,在一定条件(温度、压力等)下可塑成一定形状并且在常温下保持其形状不变的材料。
13、功能高分子材料:具有特定的功能作用,可做功能材料使用的高分子化合物。
14、复合材料:由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质,用适当的工艺方法组合起来,而得到的具有复合效应的多相固体材料。
15、缩聚反应:通过单体分子中的某些官能团之间的缩合聚合成高分子的反应。
16、结构单元:聚合物分子结构中出现的以单体结构为基础的原子团。
高分子第一章习题参考答案1.解释单体、结构单元、重复单元、聚合物、聚合度的涵义。
参考答案:单体——带有某种官能团、并具聚合能力的低分子化合物,或能形成高分子化合物中结构单元的低分子化合物称为单体。
结构单元——构成高分子链并决定高分子结构以一定方式连接起来的原子组合称为结构单元。
重复单元——聚合物中化学组成相同的最小单位称为重复单元(又称重复结构单元或链节)。
聚合物——物理化学性能不因相对分子质量不同而变化的高分子化合物称为聚合物(也称高聚物)。
聚合度——高分子链中重复单元的重复次数称为聚合度。
2.写出聚氯乙烯、聚苯乙烯、涤纶、尼龙—66、聚丁二烯和天然橡胶的分子式。
根据表1-4所列分子量,计算聚合度。
根据这6种聚合物的分子量和聚合度,试认识塑料、纤维和橡胶的差别。
参考答案:聚氯乙烯分子式:聚合度=(50000~150000)/62.5=800~2400聚苯乙烯分子式:聚合度=(100000~300000)/104=961~2885 涤纶分子式:聚合度=(18000~23000)/192=94~120尼龙-66分子式:聚合度=(12000~18000)/226=53~80聚丁二烯分子式:聚合度=(250000~300000)/54=4630~5556 天然橡胶分子式:聚合度=(200000~400000)/68=2941~5882从聚合度来分析,纤维的聚合度最小;塑料的聚合度居中;橡胶的聚合度最大。
3.写出下列单体的聚合反应式,以及单体、聚合物的名称。
a、CH2=CHF参考答案:聚合反应式:单体名称:一氟乙烯;聚合物名称:聚一氟乙烯b、CH2=C(CH3)2参考答案:聚合反应式:单体名称:异丁烯;聚合物名称:聚异丁烯c、HO(CH2)5COOH参考答案:聚合反应式:单体名称:6-羟基己酸;聚合物名称:聚己(内)酯d、CH2CH2CH2O参考答案:聚合反应式:单体名称:1,3-环氧丙烷;聚合物名称:聚亚丙基醚e、NH(CH2)6NH + HOOC(CH2)4COOH参考答案:聚合反应式:单体名称:己二胺和己二酸;聚合物名称:聚己二酰己二胺(尼龙-66)。
高分子化学考试题库及答案.doc一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 高分子化合物的相对分子质量通常在多少以上?A. 1000B. 10000C. 100000D. 1000000答案:B2. 以下哪种单体不能通过加聚反应形成高分子?A. 乙烯B. 丙烯酸C. 苯酚D. 丙酮答案:D3. 高分子链的构型主要取决于哪种因素?A. 单体类型B. 聚合温度C. 聚合压力D. 聚合催化剂答案:A4. 下列哪种聚合反应属于逐步聚合?A. 自由基聚合B. 缩聚反应C. 配位聚合D. 乳液聚合答案:B5. 高分子材料的玻璃化转变温度(Tg)是指?A. 高分子从玻璃态转变为高弹态的温度B. 高分子从高弹态转变为粘流态的温度C. 高分子从粘流态转变为高弹态的温度D. 高分子从玻璃态转变为粘流态的温度答案:D6. 高分子材料的力学性能主要取决于哪些因素?A. 分子量大小B. 分子链结构C. 分子间作用力D. 以上都是答案:D7. 下列哪种方法不能用于测定高分子的分子量?A. 粘度法B. 光散射法C. 核磁共振法D. 凝胶渗透色谱法答案:C8. 高分子材料的热稳定性通常与哪些因素有关?A. 分子量B. 分子结构C. 分子间作用力D. 以上都是答案:D9. 高分子材料的光学性能主要取决于哪些因素?A. 分子量B. 分子链结构C. 分子间作用力D. 分子间排列方式答案:D10. 下列哪种材料不属于合成高分子材料?A. 聚氯乙烯B. 聚苯乙烯C. 天然橡胶D. 聚乙烯答案:C二、多项选择题(每题3分,共15分)1. 高分子材料的加工方法包括哪些?A. 注塑B. 挤出C. 吹塑D. 铸造答案:A, B, C2. 高分子材料的力学性能测试方法包括哪些?A. 拉伸测试B. 压缩测试C. 弯曲测试D. 冲击测试答案:A, B, C, D3. 高分子材料的热性能测试方法包括哪些?A. 热重分析B. 差示扫描量热法C. 热膨胀系数测定D. 热导率测定答案:A, B, C, D4. 高分子材料的电性能测试方法包括哪些?A. 电阻率测定B. 介电常数测定C. 介电损耗测定D. 电导率测定答案:A, B, C, D5. 高分子材料的环境稳定性测试方法包括哪些?A. 耐候性测试B. 耐化学试剂测试C. 耐水性测试D. 耐热性测试答案:A, B, C, D三、简答题(每题5分,共20分)1. 简述高分子化合物与低分子化合物的主要区别。
高分子化学复习题一、判断题1、高分子是指由许多相同的、简单的结构单元通过共价键重复连接而成的相对分子量在10000以上的化合物(√)2、平均分子量相同的的聚合物,分子量分布一定相同。
(× )3、分散性相同的聚合物,分子量也相同。
(× )4、涤纶树脂是杂链聚合物。
(√ )5、聚甲基丙烯酸甲酯中结构单元和重复单元是相同的。
(√ )6、温度低于Tg时,非晶态聚合物处于玻璃态。
(√ )7、温度高于Tg(玻璃化温度)低于Tf (粘流温度)时,非晶态聚合物处于粘流态。
(×)8、温度高于Tm时,分子量较高的结晶型聚合物处于粘流态。
(× )9、Tg是非晶型聚合物的使用上限温度;Tm是结晶型聚合物的使用上限温度。
(√ )10、缩聚物的分子量是单体的整数倍。
(× )1、体型缩聚的产物具有可溶可熔性。
(× )2、在缩聚反应中,聚合度随时间或反应程度无明显增加。
(× )3、对于平衡常数较小的缩聚反应,要得到较高分子量的聚合物,需要将小分子浓度控制的很小。
(× )4、在线性缩聚反应中,可以用反应程度控制分子量。
(× )5、在线性缩聚反应中,一开始单体的转化率就很大,但没有形成高分子聚合物。
(√)6、体型缩聚反应中,为了不发生“粘釜”现象,必须控制反应程度大于凝胶点Pc。
(×)7、2-2体系(bBb+aAa)可以形成体型缩聚物。
(× )8、2体系(bRa)可以形成线型缩聚物。
(√ )9、2-3体系只能形成线型缩聚物。
(× )10、在2体系缩聚反应中,加入单官能团物质越多,形成聚合物的分子量越大。
(× )11、在2-2体系中,摩尔系数增大,聚合物的分子量也增大。
(√)12、合成尼龙-66的缩聚反应是均缩聚反应。
(×)13、在缩聚反应中,通常利用转化率来描述该反应与产物聚合度间的关系。
(× )14、缩聚反应中,两单体的配料比对聚合度无影响。
⾼分⼦化学第五版课后习题答案第⼀章绪论思考题1. 举例说明单体、单体单元、结构单元、重复单元、链节等名词的含义,以及它们之间的相互关系和区别。
答:合成聚合物的原料称做单体,如加聚中的⼄烯、氯⼄烯、苯⼄烯,缩聚中的⼰⼆胺和⼰⼆酸、⼄⼆醇和对苯⼆甲酸等。
在聚合过程中,单体往往转变成结构单元的形式,进⼊⼤分⼦链,⾼分⼦由许多结构单元重复键接⽽成。
在烯类加聚物中,单体单元、结构单元、重复单元相同,与单体的元素组成也相同,但电⼦结构却有变化。
在缩聚物中,不采⽤单体单元术语,因为缩聚时部分原⼦缩合成低分⼦副产物析出,结构单元的元素组成不再与单体相同。
如果⽤2种单体缩聚成缩聚物,则由2种结构单元构成重复单元。
聚合物是指由许多简单的结构单元通过共价键重复键接⽽成的分⼦量⾼达104-106的同系物的混合物。
聚合度是衡量聚合物分⼦⼤⼩的指标。
以重复单元数为基准,即聚合物⼤分⼦链上所含重复单元数⽬的平均值,以DP表⽰;X表⽰。
以结构单元数为基准,即聚合物⼤分⼦链上所含结构单元数⽬的平均值,以n2. 举例说明低聚物、齐聚物、聚合物、⾼聚物、⾼分⼦、⼤分⼦诸名词的的含义,以及它们之间的关系和区别。
答:合成⾼分⼦多半是由许多结构单元重复键接⽽成的聚合物。
聚合物(polymer)可以看作是⾼分⼦(macromolecule)的同义词,也曾使⽤large or big molecule的术语。
从另⼀⾓度考虑,⼤分⼦可以看作1条⼤分⼦链,⽽聚合物则是许多⼤分⼦的聚集体。
根据分⼦量或聚合度⼤⼩的不同,聚合物中⼜有低聚物和⾼聚物之分,但两者并⽆严格的界限,⼀般低聚物的分⼦量在⼏千以下,⽽⾼聚物的分⼦量总要在万以上。
多数场合,聚合物就代表⾼聚物,不再标明“⾼”字。
齐聚物指聚合度只有⼏~⼏⼗的聚合物,属于低聚物的范畴。
低聚物的含义更⼴泛⼀些。
3. 写出聚氯⼄烯、聚苯⼄烯、涤纶、尼龙-66、聚丁⼆烯和天然橡胶的结构式(重复单元)。
选择其常⽤4. 举例说明和区别:缩聚、聚加成和逐步聚合,加聚、开环聚合和连锁聚合。
高分子材料课后习题答案【篇一:高分子材料成型加工课后习题答案】通过何种物料运动和混合操作来实现?答:?非分散混合在混合中仅增加离子在混合物中空间分布均匀性而不减小粒子初始尺寸的过程称为非分散混合或简单混合。
这种混合的运动基本形式是通过对流来实现的,可以通过包括塞形流动和不需要物料连续变形的简单体积排列和置换来达到。
分散混合是指在混合过程中发生粒子尺寸减小到极限值,同时增加相界面和提高混合物组分均匀性的混合过程。
分散混合主要是靠剪切应力和拉伸应力作用实现的。
分散混合的目的是把少数组分的固体颗粒和液相滴分散开来,成为最终粒子或允许的更小颗粒或滴,并均匀地分散到多组分中,这就涉及少组分在变形粘性流体中的破裂为题,这是靠强迫混合物通过窄间隙而形成的高剪切区来完成的。
2、在热固性塑料模压成型中,提高压力应相应地降低还是升高模压压力才对模压成型工艺有利?为什么?答:在一定温度范围内,模温升高,物料流动性提高,模压压力可降低,但模温提高也会使塑料的交联反应速率加速,从而导致熔融物料的粘度迅速增高,反而需要更高的模压压力。
3、热固性塑料模压成型中物料的预热温度对模压压力有何影响?为什么?答:对塑料进行预热可以提高流动性,降低模压压力,但如果预热温度过高或预热时间过长会使塑料在预热过程中有部分固化,会抵消预热增大流动性效果,模压是需更高的压力来保证物料充满型腔。
1、什么是聚合物的结晶取向?它们有何不同?研究结晶和取向对高分子材料加工有何实际影响?答:结晶是聚合物分子在三维空间呈周期性重复排列的过程,而取向是取向单元在外力作用下择优排列的过程,取向单元可以是:基团、链段、分子链、晶粒、晶片或变形的球晶等。
结晶是材料自身的性质,只发生在分子、原子、离子这些基础的单元上,取向的产生是外力作用的结果,取向单元也更多样。
结晶可以影响材料的拉伸强度、弹性模量、冲击强度、耐热性、耐候性、吸水性、透明性、透气性、成型收缩性等物性。
高分子考研试题及答案一、单项选择题(每题2分,共10分)1. 高分子化合物的分子量通常在多少以上?A. 10000B. 100000C. 1000000D. 10000000答案:B2. 下列哪种聚合反应属于加成聚合?A. 缩合聚合B. 开环聚合C. 逐步聚合D. 自由基聚合答案:D3. 下列哪种材料不属于热塑性塑料?A. 聚乙烯B. 聚氯乙烯C. 聚碳酸酯D. 酚醛树脂答案:D4. 高分子化合物的玻璃化温度是指?A. 聚合物熔融温度B. 聚合物结晶温度C. 聚合物开始变软的温度D. 聚合物开始变硬的温度答案:C5. 聚合物的分子量分布通常用哪种参数来描述?A. 数均分子量B. 重均分子量C. 质均分子量D. 多分散性指数答案:D二、填空题(每题2分,共10分)1. 聚丙烯(PP)的重复单元是_________。
答案:-CH(CH3)-CH2-2. 聚酯类高分子材料的典型代表是_________。
答案:聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)3. 高分子材料的力学性能主要取决于其_________。
答案:分子结构和聚集态结构4. 聚合物的溶解性可以通过改变溶剂的_________来提高。
答案:极性5. 聚合物的热稳定性可以通过添加_________来提高。
答案:热稳定剂三、简答题(每题10分,共20分)1. 简述自由基聚合的基本原理。
答案:自由基聚合是一种通过自由基活性中心引发单体聚合形成高分子的过程。
在聚合过程中,单体分子的双键被打开,形成自由基,然后与另一个单体分子的双键反应,形成新的自由基,这个过程不断重复,直到聚合终止。
2. 描述聚氯乙烯(PVC)的加工过程中可能遇到的问题及其解决方法。
答案:PVC在加工过程中可能会遇到热稳定性差、易分解、加工温度范围窄等问题。
解决方法包括添加热稳定剂(如铅盐、钡锌等)、使用加工助剂(如润滑剂、增塑剂等)以及调整加工工艺参数(如温度、压力、速度等)。
四、论述题(每题15分,共30分)1. 论述聚合物的结晶行为及其对材料性能的影响。
⾼分⼦化学习题及解答第⼀章绪论名词解释⾼分⼦化合物(High Molecular Compound):所谓⾼分⼦化合物,系指那些由众多原⼦或原⼦团主要以共价键结合⽽成的相对分⼦量在⼀万以上的化合物。
单体(Monomer):合成聚合物所⽤的-低分⼦的原料。
如聚氯⼄烯的单体为氯⼄烯。
重复单元(Repeating Unit):在聚合物的⼤分⼦链上重复出现的、组成相同的最⼩基本单元。
如聚氯⼄烯的重复单元为。
单体单元(Monomer Unit):结构单元与原料相⽐,除了电⼦结构变化外,其原⼦种类和各种原⼦的个数完全相同,这种结构单元⼜称为单体单元。
结构单元(Structural Unit):单体在⼤分⼦链中形成的单元。
聚氯⼄烯的结构单元为。
聚合度(DP、X n)(Degree of Polymerization) :衡量聚合物分⼦⼤⼩的指标。
以重复单元数为基准,即聚合物⼤分⼦链上所含重复单元数⽬的平均值,以DP表⽰;以结构单元数为基准,即聚合物⼤分⼦链上所含结构单元数⽬的平均值,以X n 表⽰。
聚合物是由⼀组不同聚合度和不同结构形态的同系物的混合物所组成,因此聚合度是⼀统计平均值。
聚合物分⼦量(Molecular Weight of Polymer):重复单元的分⼦量与重复单元数的乘积;或结构单元数与结构单元分⼦量的乘积。
数均分⼦量(Number-average Molecular Weight):聚合物中⽤不同分⼦量的分⼦数⽬平均的统计平均分⼦量。
,Ni :相应分⼦所占的数量分数。
重均分⼦量(Weight-average Molecular Weight):聚合物中⽤不同分⼦量的分⼦重量平均的统计平均分⼦量。
,Wi :相应的分⼦所占的重量分数。
粘均分⼦量(Viscosity-average Molecular Weight):⽤粘度法测得的聚合物的分⼦量。
分⼦量分布(Molecular Weight Distribution, MWD ):由于⾼聚物⼀般由不同分⼦量的同系物组成的混合物,因此它的分⼦量具有⼀定的分布,分⼦量分布⼀般有分布指数和分⼦量分布曲线两种表⽰⽅法。
第一章绪论思考题1. 举例说明单体、单体单元、结构单元、重复单元、链节等名词的含义,以及它们之间的相互关系和区别。
答:合成聚合物的原料称做单体,如加聚中的乙烯、氯乙烯、苯乙烯,缩聚中的己二胺和己二酸、乙二醇和对苯二甲酸等。
在聚合过程中,单体往往转变成结构单元的形式,进入大分子链,高分子由许多结构单元重复键接而成。
在烯类加聚物中,单体单元、结构单元、重复单元相同,与单体的元素组成也相同,但电子结构却有变化。
在缩聚物中,不采用单体单元术语,因为缩聚时部分原子缩合成低分子副产物析出,结构单元的元素组成不再与单体相同。
如果用2种单体缩聚成缩聚物,则由2种结构单元构成重复单元。
聚合物是指由许多简单的结构单元通过共价键重复键接而成的分子量高达104-106的同系物的混合物。
聚合度是衡量聚合物分子大小的指标。
以重复单元数为基准,即聚合物大分子链上所含重复单元数目X表的平均值,以DP表示;以结构单元数为基准,即聚合物大分子链上所含结构单元数目的平均值,以n 示。
2. 举例说明低聚物、齐聚物、聚合物、高聚物、高分子、大分子诸名词的的含义,以及它们之间的关系和区别。
答:合成高分子多半是由许多结构单元重复键接而成的聚合物。
聚合物(polymer)可以看作是高分子(macromolecule)的同义词,也曾使用large or big molecule的术语。
从另一角度考虑,大分子可以看作1条大分子链,而聚合物则是许多大分子的聚集体。
根据分子量或聚合度大小的不同,聚合物中又有低聚物和高聚物之分,但两者并无严格的界限,一般低聚物的分子量在几千以下,而高聚物的分子量总要在万以上。
多数场合,聚合物就代表高聚物,不再标明“高”字。
齐聚物指聚合度只有几~几十的聚合物,属于低聚物的范畴。
低聚物的含义更广泛一些。
8. 举例说明和区别线形结构和体形结构、热塑性聚合物和热固性聚合物、非晶态聚合物和结晶聚合物。
答:线形和支链大分子依靠分子间力聚集成聚合物,聚合物受热时,克服了分子间力,塑化或熔融;冷却后,又凝聚成固态聚合物。
高分子期末考试试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 高分子是由什么构成的?A. 单体B. 聚合物C. 单体和聚合物D. 单体和催化剂答案:C2. 以下哪个不是高分子材料的分类?A. 塑料B. 橡胶C. 纤维D. 陶瓷答案:D3. 高分子的分子量分布通常描述为:A. 均一分布B. 非均一分布C. 正态分布D. 指数分布答案:B4. 线性高分子和支链高分子的主要区别在于:A. 分子量大小B. 支链结构C. 热稳定性D. 溶解性答案:B5. 以下哪个不是高分子材料的加工方法?A. 挤出B. 注塑C. 电镀D. 吹塑答案:C6. 高分子材料的热性能通常由哪个参数来描述?A. 玻璃化转变温度(Tg)B. 熔点(Tm)C. 拉伸强度D. 断裂伸长率答案:A7. 以下哪个是高分子材料的力学性能指标?A. 密度B. 折射率C. 拉伸强度D. 热导率答案:C8. 高分子材料的老化通常与以下哪个因素有关?A. 温度B. 湿度C. 光照D. 所有以上答案:D9. 下列哪个是高分子材料的生物降解性?A. PLAB. PVCC. ABSD. PET答案:A10. 高分子材料的分子链结构通常分为哪几种?A. 线性B. 支链C. 网状D. 所有以上答案:D二、填空题(每空2分,共20分)1. 高分子材料的分子链结构可以分为________、________和________。
答案:线性,支链,网状2. 高分子材料的分子链运动分为玻璃态、________和________三个区域。
答案:高弹态,粘流态3. 高分子材料的分子链运动与温度有关,当温度升高时,分子链运动从________向________转变。
答案:玻璃态,高弹态或粘流态4. 高分子材料的分子链结构对材料的________和________有重要影响。
答案:性能,加工5. 高分子材料的分子链结构可以通过________、________等方法进行表征。
答案:核磁共振,红外光谱三、简答题(每题10分,共30分)1. 简述高分子材料的热塑性和热固性的区别。
一、名词解释1、热塑性聚合物:聚合物大分子之间以物理力聚而成,加热时可熔融,并能溶于适当溶剂中。
热塑性聚合物受热时可塑化,冷却时则固化成型,并且可以如此反复进行。
2、热固性聚合物:许多线性或支链形大分子由化学键连接而成的交联体形聚合物,许多大分子键合在一起,已无单个大分子可言。
这类聚合物受热不软化,也不易被溶剂所溶胀。
3、官能度:一分子聚合反应原料中能参与反应的官能团数称为官能度。
4、自动加速现象:聚合中期随着聚合的进行,聚合速率逐渐增加,出现自动加速现象,自动加速现象主要是体系粘度增加所引起的。
5、动力学链长:每个活性种从引发阶段到终止阶段所消耗的单体分子数定义为动力学链长,动力学链在链转移反应中不终止。
6、胶束成核:在经典的乳液聚合体系中,由于胶束的表面积大,更有利捕捉水相中的初级自由基和短链自由基,自由基进入胶束,引发其中单体聚合,形成活性种,这就是所谓的胶束成核。
7、笼蔽效应:在溶液聚合反应中,浓度较低的引发剂分子及其分解出的初级自由基始终处于含大量溶剂分子的高黏度聚合物溶液的包围之中,一部分初级自由基无法与单本分子接触而更容易发生向引发剂或溶剂的转移反应,从而使引发剂效率降低。
8、引发剂效率:引发聚合部分引发剂占引发剂分解消耗总量的分率称为引发剂效率。
9、活性聚合:当单体转化率达到100%时,聚合仍不终止,形成具有反应活性聚合物(活性聚合物)的聚合叫活性聚合。
10、竞聚率:是均聚和共聚链增长速率常数之比,r1=k11/k12,r2=k22/k21,竞聚率用来直观地表征两种单体的共聚倾向。
11、阻聚剂:能够使每一自由基都终止,形成非自由基物质,或形成活性低、不足以再引发的自由基的试剂,它能使聚合完全停止。
12、凝胶点:多官能团单体聚合到某一程度,开始交联,粘度突增,气泡也难上升,出现了所谓凝胶,这时的反应程度称做凝胶点。
13、反应程度:参加反应的官能团数占起始官能团数的分率。
14、半衰期:物质分解至起始浓度(计时起点浓度)一半时所需的时间。
05年《高分子材料导论》试卷答案及评分标准一、填空题(20分,每空1分):1、材料按所起作用分类,可分为功能材料和结构材料两种类型.2、按照聚合物和单体元素组成和结构变化,可将聚合反应分成加成聚合反应和缩合聚合反应两大类。
3、大分子链形态有伸直链、折叠链、螺旋链、无规线团四种基本类型。
4、合成胶粘剂按固化类型可分为化学反应型胶粘剂、热塑性树脂溶液胶粘剂、热熔胶粘剂三种。
5、原子之间或分子之间的系结力称为结合键或价键。
6、高分子聚合物溶剂选择的原则有极性相近、溶解度参数相近、溶剂化原则。
7、液晶高分子材料从应用的角度分为热致型和溶致型两种。
8、制备高聚物/粘土纳米复合材料方法有插层聚合和插层复合两种.二、解释下列概念(20分,每小题4分):1、材料化过程:由化学物质或原料转变成适于一定用场的材料,其转变过程称为材料化过程或称为材料工艺过程。
2、复合材料:由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质,用适当的工艺方法组合起来,而得到的具有复合效应的多相固体材料称之为复合材料。
3、聚合物混合物界面:聚合物的共混物中存在三种区域结构:两种聚合物各自独立的相和两相之间的界面层,界面层也称为过渡区,在此区域发生两相的粘合和两种聚合物链段之间的相互扩散.4、共混法则:共混物的性能与构成共混物的组成均质材料的性能有关,一般为其体积分数或摩尔分数与均质材料的性能乘积之和。
或是倒数关系。
5、纳米复合材料:是指复合材料结构中至少有一个相在一维方向上是纳米尺寸.所谓纳米尺寸是指1nm~100nm的尺寸范围。
纳米复合材料包括均质材料在加工过程中所析出纳米级尺寸增强相和基体相所构成的原位复合材料、纳米级尺寸增强剂的复合材料以及刚性分子增强的分子复合材料等.三、比较下列各组聚合物的柔顺性大小,并说明理由(5分,每小题2.5分):1、聚丙烯与聚苯烯聚丙烯>聚苯烯,原因:随着长链上侧基体积的增大,限制了分子链的运动,分子的柔性降低。
第一章绪论思考题1・举例说明单体、单体单元、结构单元.里复单元.链节等名词的含义.以及它们之间的相互关系和区别.答:合成聚合物的原料称做单体.如加聚中的乙烯、氯乙烯.苯乙烯.缩聚中的己二胺和己二酸.乙二醉和对苯二甲酸等.在聚合过程中.单体往往转变成结构单元的形式.进入大分子链•高分子由许多结沟单元虫奴谜接而成。
在烯类加聚物中.单体单元、结构单元.鱼奴单元相同.与单体的元索组成也相同.但电子结构却有变化,在缩聚物中.不采用单体单元术语•因为缩聚时部分原子缩合成低分子副产物析出.结构单元的元索组成不再与单体相同.如果用2种单体缩聚成缩聚物.则由2种结构单元构成重复单元。
聚合物足抬由许多简单的结构单元通过共价键电复毬接而成的分子址奇达的同系物的混合物。
聚合度是衡駅聚合物分子人小的描标.以重复单元数为基准•即聚合物人分子链t:所含重复单元数目的平均值.臥DP浪示:以结构单元数为基准•即聚合物人分子链上所含结构单元数目的平均值•以X”茨示.2.举例说明低聚物.齐聚物、聚合物.高聚物、高分子、大分子诸名词的的含义.以及它们之间的关系和区别.答:合成高分子多半是由许多结构单元車如«接而成的聚合物。
聚合物(polymr)吋以看作是高分子(maci^molcculc)的同义词.也曾使用large or big molecule的术语°从另一角度考應・人分子对以看作1条大分子链.而聚合物则足许多人分子的聚集体.根据分子敝或聚合度人小的不同.聚合物中又冇低聚物和高聚物之分.但两者并无严格的界限.一纓低聚物的分子扯在儿千以1<而高聚物的分子址总要在万以上。
多数场合・聚合物就代茨高聚物.不再标明“高”字。
齐聚物描聚合度只有几~几十的聚合物.属于低聚物的范琲,低聚物的含义更广泛一些.3・写出聚氯乙烯、聚苯乙烯、涤纶、尼龙・66、聚丁二烯和天然檢胶的结构式(更复单元〉•选择其常用分子1L计算聚合度。
4.举例说明和区别,缩緊.聚加成和逐步聚合,加聚、开环聚合和连儀聚合•答:按单体•聚合物组成结构变化.可将聚合反应分成缩聚、加聚、开环聚合三人类:而按机理.町分成逐步聚合和连篠聚合两类.1)缩聚、聚加成和逐步聚合缩聚是直能团单休间多次缩合反应的结果.除了缩聚物为主产物外.还冇低分子副产物产生.缩聚物和单体的元素组成并不相同.逐步聚合足无活性中心.单体中不同官能团之间相互反应而逐步卑长・毎步反应的速率和活化能人致相同。
聚合物的添加剂介绍1.介绍现代生活的方方面面均会涉及高分子材料。
高分子材料是由单体分子经聚合而得的高分子量材料,其分子量普遍大于1万。
高分子材料在应用上很少单独使用,几乎所有的高分子材料或多或少都会添加一定的其他物质,以满足不同的使用要求。
实际加工制造以及终端使用过程中,对高分子材料各方面特性有着多元化的要求,如机械结构件对材料的机械性有较高要求,电气零部件要求有良好的绝缘鞋等,因此,单一的添加剂往往难以满足。
根据添加剂实现的功能差异,大致可分为稳定剂、增塑剂、润滑剂、交联剂和固化剂、填充剂、抗冲击剂、抗静电剂等。
实际生产中,根据终端需求,添加多种添加剂,实现高分子材料的复配,满足制品需求。
2.稳定剂高分子材料制品长期暴露于自然或人工环境中,在光、热、氧、水、微生物等缓慢作用下,使高分子的表面结构甚至内部结构发生不可逆的质变或破坏,称之为材料的老化。
材料的老化往往意味着性能的恶化,可分为外观的变化以及物理化学性能的变化。
外观变化有表面变黄、光泽度和透明度的降低、裂纹的产生等;物理化学变化有机械强度和绝缘性能的下降、脆性增加、溶解度等的改变等。
材料的老化是其耐候性或耐久性的直接体现,影响因素诸多,可分为内因和外因。
内因方面,主要取决于高分子链的化学结构和聚集态结构。
化学结构主要取决于化学键的强度,键能越低,键断裂所需能量越小,材料也越容易发生老化。
聚集态结构主要指结晶度。
通常,高分子材料可分为结晶区和无定型区,结晶区密度大于无定型区,氧、水等物质更难渗透进内部结构,因此相应的老化速率也较慢。
外因方面则包括物理因素(光、热、应力、电场、射线等)、化学因素(氧、臭氧、重金属离子、化学介质等)与生物因素(微生物与小动物)。
诸多外因中,以光、氧、热三个因素最为重要。
内因为高分子材料的固有特性,难以通过添加剂等改变。
因此改善高分子材料的老化性能唯有从外因入手。
根据所针对的外部因素的不同,可将添加的稳定剂分为抗氧剂、光稳定剂和热稳定剂三类。
一、增塑剂 1、什么是增塑剂? 主增塑剂与辅增塑剂有什么本质区别? 内增塑剂与外增塑剂的本质区别。 答:定义:对热和化学试剂稳定的有机化合物。并能在一定范围内与聚合物相容,沸点较高, 不易挥发的液体或低熔点的固体,使聚合物的可塑性、柔韧性增加的物质。 主增塑剂可以和树脂充分相容,能单独使用; 辅增塑剂不能和树脂充分相容,只能进入树脂的无定形区,无法进入结晶区,必须与主增塑剂配合使用 内增塑剂是作为第二单体与聚合物共聚,是聚合物分子的一部分,不易跑出;外增塑剂是另外添加到聚合物中的,很容易跑出
2、增塑剂的三种主要增塑机理,各有什么优缺点。 答:润滑理论:增塑剂在高分子材料中的作用就像油在两个移动的物体间起到的润滑剂作用一样,能促进在加工时高分子的大分子链之间的相互移动。小分子的增塑剂在加入之后,小分子包围大分子链,小分子容易运动,带动了大分子相对运动,减少大分子内部的抗形变,克服了大分子之间直接的相互滑动磨擦和范德华力所产生的粘附力。这一理论能解释增塑剂的加入使聚合物粘度减小,流动性增加,易于成型加工,以及聚合物性质不会明显改变的原因。 凝胶理论: 聚合物的增塑过程是使组成聚合的大分子力图分开,而大分子之间的吸引力又尽量使其聚集在一起的过程。这种“时集时开”形成一种动态平衡。在一定温度和浓度下,聚合物大分子间的“时开时集”造成分子间存在若干物理“连接点”,增塑剂的作用就是有选择地在这些“连接点”处使聚合物溶剂化,拆散或隔断物理“连接点”,并把使大分子链聚集在一起的作用力中心遮蔽起来,导致大分子间的分开。这一理论更适用于增塑剂用量较大的极性聚合物增塑。 自由体积理论:增塑剂加入后会增加聚合物的自由体积。而所有聚合物在玻璃化转变温度时的自由体积是一定的,因此聚合物的粘度和玻璃化转变温度下降,塑性加大。显然,增塑效果与加入增塑剂的体积成正比。但它不能解释许多聚合物在增塑剂量低时所发生的反增塑现象等 3 、DOP及其基本特性 答:邻苯二甲酸二辛酯(DOP):与绝大多数工业上使用的合成树脂和橡胶均有良好的相容性。具有良好的综合性能,混合性能好,增塑效率高,挥发性较低,低温柔软性较好,耐水抽出,电气性能高,耐热性和耐候性良好。 4、从结构的角度上分,增塑剂可分为哪几类,各有什么特点? 答:邻苯二甲酸酯类:R1,R2是C1-C13的烷基、环烷基和苯基等,R1,R2可以相同,也可以不同。这类增塑剂是目前应用最广泛的一类主增塑剂,它具有色浅、低毒、多品种、电性能、挥发生小、耐低温等特点,具有较全面的性能,其生产量约占增塑剂总量的80%左右。 脂肪族二元酸酯类: n一般为2-11,R1,R2是C4-C11的烷基,R1,R2可以相同,也可以不同。在这类增塑剂中常用长链二元酸与短链二元醇,或短链二元酸与长链一元醇进行酯化,使总碳原子数在18-26之间,以保证增塑剂与树脂间有良好的相容性和低温挥发性。主要是己二酸酯、壬二酸酯等,如己二酸二(2-乙基)己酯(DOA)。 磷酸酯:R1,R2,R3是烷基卤代烷基或芳基,可以相同,也可以不同。磷酸酯是发展较早的一类增塑剂,它们与高分子基体的相容性一般都较好,可作为主增塑剂使用。另外,它除了增塑以外,还具为阻燃的作用,是一种具有多功能的主增塑剂。(TPP 磷酸三苯酯) 环氧化物:含有三元环氧基的化合物,主要用于PVC的增塑,它不仅对PVC有增塑作用,而且可使PVC链上的活泼氯原子得到稳定,可以迅速吸收因热和光降解出来的HCl。从而起来阻滞PVC的连续分解,起到稳定剂的作用。所以环氧化物是对PVC有增塑剂和稳定作用的双重增塑剂,它耐候性好,与聚合物的相容性差,常只作辅增塑剂。 多元醇酯:多元醇酯主要是指由二元醇、三元醇等与饱和脂肪一元羧酸或苯甲酸生成的酯类,其分子结构也有很大的差异,有直链结构也有支链结构;而且分子量的差异也较大,不同的多元醇酯增塑剂其增塑的性能与用途也不一样。根据其增塑性能可分为四大类: (1)二元醇脂肪酸酯。主要优点是具为优良的低温性能,但相容性较差、耐油性差。 (2)季戊四醇和双季戊四醇酯。具有优良的耐热性能、耐老化性能和耐抽出性能,其绝缘性能也很好。 (3)多元醇苯甲酸酯。它们是优秀的耐污染性增塑剂,通常与PVC的相容性好,因此其迁移性小可作为PVC的主增塑剂。 (4)丙三醇三乙酸酯。它是一类无毒的增塑剂,大量用于食品包装材料当中。甘油三乙酸酯具有良好的溶剂化能力,可以任何比例与乙酸纤维素等相容。因此它也常用于纤维素的增容。 聚酯:聚酯型增塑剂是聚合型增塑剂的一个主要类型。由二元酸与二元醇缩聚得到,分子量一般在800-8000之间。式中R1,R2分别代表原料中二元酸和二元醇的烃基。这一结构是端基不封闭的聚酯,但为了获得分子量稳定的聚酯,大都采用了一元醇或是一元酸来封闭羟基。 特点:分子量较大,耐抽出,迁移性也较小。而且它们一般都是无毒或极低毒的化合物,用途也很广泛,主要用于汽车内制品,电线电缆,电冰箱等室外长期使用的制品。 石油酯: 又称烷基磺酸苯酯,它是PVC的专用增塑剂,电性能和机械性能好,挥发性低,耐用候性好,耐寒性较差,相容性一般。可用做主增塑剂,并部分替代邻苯二甲酸酯,主要用于PVC薄膜、人造革、电缆料、鞋底等。 氯化石蜡:这是一类增量剂,主是氯化石蜡(氯化聚乙烯,CPE)、五氯硬脂酸甲酯等。它们与PVC的相容性较差,一般的热稳定性也不好,但它们有很好的电绝缘性,耐燃性好,成本低廉。因此常用于电线电缆的配方中。 柠檬酸酯:柠檬酸酯类增塑剂主要包括柠檬酸酯和乙酰化柠檬酸酯,是无毒增塑剂,可用于食品包装、医疗器械、儿童玩具以及个人卫生用品等方面。 5、在几大类增塑剂中,哪几类具有良好的耐寒性? 哪几类具有良好的耐热性?哪些是多功能的增塑剂?哪些是低毒性的增塑剂? 答:耐寒性:邻苯二甲酸酯类、脂肪族二元酸酯类、氯化石蜡、二元醇脂肪酸酯 耐热性:聚酯、季戊四醇和双季戊四醇酯 多功能:磷酸酯、环氧化物 低毒性:聚酯、 柠檬酸酯、邻苯二甲酸脂 6、环状结构、支链结构和芳环结构分别对增塑剂的相容性、增塑效率、耐寒性、耐老化性能和耐久性有什么影响? 答:相容性主要是极性相近原则;支链烷基的增加,环状结构的增加,芳环结构增多,都会使增塑效率下降;环状结构增加、支链增加耐寒性降低;支链减少,环状结构增多,耐老化性能好;分子量高,耐久性好
二、稳定剂 1、抗氧剂的概念及其作用机理 答:抗氧剂是指在加工或生产过程中,为减少或抑制高分子材料的氧化老化所添加的小分子化合物。 机理:(1) 链的引发: (2)链的传递与增长:高分子烷基自由基能迅速与空气中的氧结合,产生高分子过氧自由基,此过氧自由基能夺取聚合物高分子中的氢而产生新的分子烷基自由基 (3) 链的终止:自由基之间相互而形成惰性产物,即为链的终止阶段。 2、主抗氧剂和辅抗氧剂的区别及主抗氧剂的基本条件 答:链终止型抗氧剂,即能终止氧化过程中自由基链的传递与增长,也称之为主抗氧剂。 预防型抗氧剂,即可以阻止或延缓高分子材料氧化降解过程中自由基的产生,称之为辅抗氧剂。 主抗氧剂要满足的基本条件 (1)抗氧剂必须具有比高分子碳链上所有的氢更为活泼的氢; (2)所生成的新抗氧剂游离基不能引发新的游离基链式反应,即抗氧剂自由基要有足够的稳定性; (3)抗氧剂本身应比较难以被氧化。 3、胺类抗氧剂和酚类抗氧剂各有何优缺点 答:胺类抗氧剂:应用效果很好 、对氧,臭氧的防护作用很好、对热、光铜害的防护也很突出、具有较强的变色性和污染性 酚类抗氧剂:抗污染性和不变色性最好、抗氧效果不如胺类抗氧剂 4、 两种主抗氧剂和两种辅抗氧剂的搭配使用 答:胺/酚协同作用、仲芳胺/炭黑对抗作用、受阻酚/硫醚抗氧剂的配合体系、抗氧剂/光稳定剂配合体系(亚磷酸酯/HALS) 5、 主抗氧剂的三个基本条件 答:抗氧剂必须具有比高分子碳链上所有的氢更为活泼的氢;所生成的新抗氧剂游离基不能引发新的游离基链式反应,即抗氧剂自由基要有足够的稳定性;抗氧剂本身应比较难以被氧化。 6、铅盐稳定剂指的是哪些? 有什么特点? 答:主要是盐基性铅盐,即带有未成盐的一氧化铅(俗称为盐基)的无机酸铅和有机酸铅 特点:①卓越的热稳定性;②保持良好的电绝缘性;③价格低廉;④一些品种耐光性优良,一些品种有良好的润滑性;⑤良好的加工性,并具有白色颜料作用。环境污染严重 7、影响高分子材料热降解的因素有哪些,如何影响? 答:(1)聚合物的结构(支链、双键的、分子量分布);(2)氧的影响(氧能加速PVC的脱氯化氢速度加快PVC的热降解);(3)氯化氢的影响(氯化氢能加快PVC的热降)。 8、目前常用的液体复合稳定剂有哪些? 如何调节钙锌复合体系的性能? 答:钙锌复合稳定剂、钡锌复合稳定剂、钾锌复合稳定剂 当复合稳定剂的配方中钙/ 锌= 2:1 时,在络合剂存在下有良好的长期稳定性,能起到较为理想的协同效应,同时也能克服“锌烧”现象。 9、从作用机理的角度来看,光稳定剂可分为哪几类,它们有什么区别? 答:(1)光屏蔽剂:是一类能够吸收或反射紫外线的物质。是在聚合物和光源之间设立了一道屏障,使光在达到聚合物的表面时就被吸收或反射,从而有效地抑制了制品的老化。这类主要有炭黑、二氧化钛、氧化锌等。其中炭黑是吸附剂,而二氧化钛和氧化锌是反射剂,所以呈现出白色。 (2)紫外线吸收剂:它可以强烈地有选择地吸收高能量的紫外线,并能以能量转换的形式将吸收的能量以热能或无害的低能辐射释放出来或耗掉,从而阻止聚合物中的发色基团因吸收紫外线能量随之发生激发。具有这种作用的物质即称之为紫外线吸收剂。应用最多的是二苯甲酮类、水杨酸酯类和苯并三唑类。