聚合物结构与性能题目.pptx
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《聚合物结构与性能》习题集考试为开卷考试,但只能带课本,不能带任何资料,就是希望大家完全掌握下列知识,做合格高分子专业研究生!一、提高聚合物样品电镜下稳定性的方法对样品进行支撑:1.大目数电镜铜网,如400目铜网;2.无定型材料作支持膜:硝化纤维素(火棉胶),聚乙烯醇缩甲醛(PVF),或无定型碳;碳支持膜:通过真空蒸涂的办法,将碳沉积在光洁的载玻片或新剥离云母片表面,然后漂在蒸馏水表面,转移至铜网上。
二、提高聚合物样品成像衬度的方法有几个?(1)染色:将电子密度高的重金属原子渗入聚合物的某些区域通过提高其电子密度来增大衬度的。
从最终效果上染色分正染色和负染色。
从作用机制上染色分化学反应和物理渗透。
从手段上分直接染色和间接染色。
最常用的染色剂有:四氧化锇(OsO4)、四氧化钌(RuO4)四氧化锇(OsO4)染色:四氧化锇染色是利用其与-C=C-双键以及-OH和-NH2基团间的化学反应,使被染色的聚合物含有重金属锇,从而使图像的衬度提高。
四氧化钌(RuO4)染色:四氧化钌染色是利用其对不同聚合物或同一聚合物的不同部位(如晶区和非晶区)的不同渗透速率,使不同聚合物或同一聚合物的不同部位含有不同量的重金属钌,从而使图像的衬度提高。
(2)晶粒方向: 为得到清晰的衬度,可调整晶体样品的取向,使得除透射电子束外,只出现一个很强的衍射束,一般称为双光束情况(3)调整样品厚度;(4) 结构缺陷;(5)一次电子与二次电子相位三、何为橡胶的高弹性?高弹性的本质是什么?什么化学结构和聚集态结构的高分子能够作为橡胶材料?请用应力应变曲线表达出橡胶、塑料、有机纤维三者的区别。
橡胶的高弹性:小应力下的大形变、外力除去后可以恢复;高弹性的本质是熵弹性。
橡胶弹性是由熵变引起的,在外力作用下,橡胶分子链由卷曲状态变为伸展状态,熵减小,当外力移去后,由于热运动,分子链自发地趋向熵增大的状态,分子链由伸展再回复卷曲状态,因而形变可逆。
《聚合物结构与性能》习题集考试为开卷考试,但只能带课本,不能带任何资料,就是希望大家完全掌握下列知识,做合格高分子专业研究生!一、提高聚合物样品电镜下稳定性的方法对样品进行支撑:1.大目数电镜铜网,如400目铜网;2.无定型材料作支持膜:硝化纤维素(火棉胶),聚乙烯醇缩甲醛(PVF),或无定型碳;碳支持膜:通过真空蒸涂的办法,将碳沉积在光洁的载玻片或新剥离云母片表面,然后漂在蒸馏水表面,转移至铜网上。
二、提高聚合物样品成像衬度的方法有几个?(1)染色:将电子密度高的重金属原子渗入聚合物的某些区域通过提高其电子密度来增大衬度的。
从最终效果上染色分正染色和负染色。
从作用机制上染色分化学反应和物理渗透。
从手段上分直接染色和间接染色。
最常用的染色剂有:四氧化锇(OsO4)、四氧化钌(RuO4)四氧化锇(OsO4)染色:四氧化锇染色是利用其与-C=C-双键以及-OH和-NH2基团间的化学反应,使被染色的聚合物含有重金属锇,从而使图像的衬度提高。
四氧化钌(RuO4)染色:四氧化钌染色是利用其对不同聚合物或同一聚合物的不同部位(如晶区和非晶区)的不同渗透速率,使不同聚合物或同一聚合物的不同部位含有不同量的重金属钌,从而使图像的衬度提高。
(2)晶粒方向: 为得到清晰的衬度,可调整晶体样品的取向,使得除透射电子束外,只出现一个很强的衍射束,一般称为双光束情况(3)调整样品厚度;(4) 结构缺陷;(5)一次电子与二次电子相位三、何为橡胶的高弹性?高弹性的本质是什么?什么化学结构和聚集态结构的高分子能够作为橡胶材料?请用应力应变曲线表达出橡胶、塑料、有机纤维三者的区别。
橡胶的高弹性:小应力下的大形变、外力除去后可以恢复;高弹性的本质是熵弹性。
橡胶弹性是由熵变引起的,在外力作用下,橡胶分子链由卷曲状态变为伸展状态,熵减小,当外力移去后,由于热运动,分子链自发地趋向熵增大的状态,分子链由伸展再回复卷曲状态,因而形变可逆。
(2)取代基旁侧基团的极性,对分子链的内旋转和分子间的相互作用都会产生很大的影响。
侧基的极性越强,Tg 越高。
此外,增加分子链上极性基团的数量,也能提高高聚物的Tg。
但当极性基团的数量超过一定值后,由于它们之间的静电斥力超过吸引力,反而导致分子链间距离增大,Tg下降。
取代基的位阻增加,分子链内旋转受阻碍程度增加,Tg升高。
应当强调指出,侧基的存在并不总是使Tg增大的。
取代基在主链上的对称性对Tg也有很大影响,旋转位垒降低,柔性增加,其Tg比聚丙烯为低。
又如,当高聚物中存在柔性侧基时,随着侧基的增大,在一定范围内,由于柔性侧基使分子间距离加大,相互作用减弱,即产生“内增塑”作用,所以,Tg反而下降。
式分子链较硬,Tg较大。
(4)离子键的引入分子链间有离子键可以显著提高Tg。
例如,聚丙烯酸中加入金属离子,Tg会大大提高,其效果又随离子的价数而定。
用Na+使Tg从l06℃提高到280℃;用Cu2+取代Na+, Tg提高到500℃。
其他结构因素的影响(1)共聚无规共聚物的Tg介于两种共聚组分单体的Tg之间,并且随着共聚组分的变化,其Tg在两种均聚物的Tg之间线性或非线性变化。
非无规共聚物中,最简单的是交替共聚,他们可以看成是两种单体组成一个重复单元(2)交联随着交联点的增加,高聚物自由体积减少,分子链的运动受到约束的程度也增加,相邻交联点之间平均链长变小,所以Tg升高。
(3)分子量分子量的增加使Tg增加,特别是在分子量很小时,这种影响明显,当分子量超过一定的程度后,Tg 随分子量变化就不明显了。
(4)增塑剂和稀释剂增塑剂对Tg的影响也是相当显著的,玻璃化温度较高的聚合物在加入增塑剂后,可以使Tg 明显下降。
例如:纯的聚氯乙烯Tg=78℃,在室温下是硬塑料,加入45%的增塑剂后,Tg=-30℃,可以作为橡胶代用品。
淀粉的玻璃化温度在加水前后就有明显的变化。
原理:首先在高于聚合物熔点的一个温度进行等温处理一定时间消除样品的热历史,然后快速将至室温,再以一定的速度升温到聚合物熔点的一个温度进行一定时间的等温处理,然后快速降温到室温,重复相同的操作,调整每次等温处理的温度间隔,最后以10℃/min的升温速度得到热分级处理结果。