高分子科学导论复习资料(3)

1、掌握基本概念高分子科学、高分子化合物、单体、结构单元、重复单元、聚合度2、数均分子量、重均分子量、分子量分布1、聚合物的凝聚态结构（晶态、非晶态、液晶态、取相态、高分子合金的织态）2、聚合物结晶过程的影响因素掌握高分子链的柔顺性和链段的概念，以及柔顺性的影响因素。

1、聚合物溶解与小分子溶解的区别2、了解1-2种聚合物分子量测定方法1、基本概念：玻璃化转变温度2、聚合物三态及其对应的分子运动单元3、影响聚合物玻璃化转变温度的因素1、基本概念：粘弹性、蠕变、应力松弛、力学损耗2、基本力学松弛的种类1、基本概念：官能团等活性、官能团、官能度、反应程度2、逐步聚合反应的特点3、逐步聚合产物分子结构与单体官能度之间的关系1、官能团等摩尔体系聚合度计算公式（封闭体系、开放体系）2、官能团非等摩尔体系聚合度计算公式3、不同体系r的计算方法4、提高聚合度方法5、控制聚合度方法要求：PET, PC, PA 反应方程式1、基本概念：无规预聚物、结构预聚物、凝胶点2、用Carothers法计算凝胶点3、不饱和聚酯树脂、聚氨酯的合成反应方程式1、基本概念：自动加速现象、平均动力学链长、引发剂半衰期、阻聚与缓聚2、自由基聚合的基元反应3、自由基聚合反应的特点4、聚合反应初期动力学方程的微分及积分方程式5、典型引发剂的反应式（BPO、AIBN、过硫酸铵－氯化亚铁氧化还原体系）6、自动加速现象产生的原因、结果7、平均聚合度的计算（无链转移）8、自由基聚合方法，悬浮聚合与乳液聚合的主要区别9、乳液聚合中乳化剂作用1、基本概念：竞聚率2、二元共聚物种类3、共聚物组成控制方法1、基本概念：几率效应、邻近基团效应2、聚合物化学反应的分类3、影响聚合物化学反应的因素1、聚合度变大的化学反应2、聚合物降解、老化概念1、基本概念：成型加工2、成型加工的基本任务3、主要的成型加工手段1、基本概念：功能高分子2、离子交换树脂的合成反应1、塑料、橡胶的使用温度与玻璃化转变温度之间的关系2、掌握3种塑料和2种橡胶的来源（合成反应原理），以及用途●纤维的定义、分类与简介●天然纤维●人造纤维合成纤维•涂料的定义、分类与简介•合成树脂涂料•水性涂料•高固分涂料与粉末涂料•功能性涂料•粘合剂的定义、分类与简介•常用粘合剂•粘合剂的发展•粘合剂的应用。

第一章绪论1. 高分子的特性2. 高分子科学的基本概念3. 高分子化合物的命名和分类4. 高分子科学的历史和发展§1高分子的特性NaCl(58), CaCO3(100), C2H5OH(46), CH3COOC2H5(88)高分子是一种由许多原子通过共价键联接而组成的相对分子质量很大的化合物,是具有相同化学组成而分子链长度不等的同系聚合物的混合物。

Ethylene, CH2=CH2 Polyethylene, -(CH2 CH2)-长径比：103-105How big is big?分子量: 104~ 107 (高分子分子质量具多分散性, 为平均分子质量)高强度、高弹性、高粘度、力学状态的多重性、结构的多样化……1.高分子分子间作用力大，无气态，具有力学强度。

2.高分子形状多样化3. 高分子的溶解有溶胀过程，具有高溶液粘度及高熔融粘度与小分子相比，高分子比较难溶甚至不溶；如果溶解必先溶胀；一旦溶解其溶液粘度大大高于同样浓度的小分子溶液。

长链间缠结高分子的熔融粘度更大长链间相互作用§2高分子科学的基本概念天然高分子合成高分子聚合物高聚物齐聚物大分子（常交叉使用，但实际含义并不完全相同）聚合物(polymer)通过聚合得到的具有一定重复单元的合成高分子高聚物(high polymer)分子质量达到很高的聚合物齐聚物(oligomer)M: 103~104< 103低聚物大分子(macromolecule)分子质量很大的化合物，包括天然高分子、合成高分子及无一定重复单元的复杂大分子聚合物(polymer)长链分子由许多相同的、简单的基本单元通过共价键重复连接而成氯乙烯(单体, monomer) 均聚反应(polymerization) 聚氯乙烯(聚合物)[ CH 2CH ]Cl 单体单元结构单元重复单元(链节)n 重复单元数构成一根大分子链的结构单元的数目聚合物的平均分子质量M 单体分子质量M 0×结构单元数DP (Chain element)Monomer unit Structural unit Repeating unitn主链侧基此例为烯类单体的加成聚合聚合度(用DP 或P 表示)(D egree of P olymerization)此例中此例中，重复单元≠结构单元n = 重复单元数≠聚合度定义：聚合度是高分子链中的结构单元数目DP=2n 聚合物分子量= [(化学式量结构单元1+化学式量结构单元2) / 2] ×聚合度M ＝M 0×DP = [(M 01+M 02) / 2 ]×DP = (M 01+M 02) ×n 结构单元2结构单元1重复单元尼龙66缩合聚合的例子:上述缩聚体系中§3 高分子化合物的命名与分类一、命名1. 以高分子的化学结构命名⑴依据高分子链节的化学结构特点命名指出链节中的特性基团，在该基团名字前加个“聚”字1.聚酯、2.聚酰胺、3.聚醚、4.聚烯烃、5.聚硅氧烷、6.聚砜、7.聚氨酯、8.聚脲、9.聚碳酸酯聚酰胺家族:(1)己二酸+己二胺→聚己二酰己二胺(2)癸二酸+己二胺→聚癸二酰己二胺(3)癸二酸+癸二胺→聚癸二酰癸二胺(4)己内酰胺→聚己内酰胺(1)~(3) 二元缩聚: 酸在前，胺在后(1)聚酰胺66(2)聚酰胺610(3)聚酰胺1010(4)聚酰胺6 （6为单体环内碳原子数）(1)~ (3) 胺的碳数在前，酸的碳数在后(2) 按国际纯粹化学和应用化学联合会(IUPAC)提出的系统命名法命名a.排出可能的重复单元；b.按规定确定重复单元中次级单元的顺序；c.命名选定的重复单元；d.重复单元名前冠以“聚”字。

《金属学原理》习题第一章金属的晶体结构1.解释下列基本概念单晶体，多晶体，晶体结构，空间点阵，阵点，晶胞，晶向指数，晶面指数，晶向族，晶面族，晶带，晶带定理，晶面间距，面心立方，体心立方，密排立方，多晶型性，配位数，致密度，点缺陷，线缺陷，面缺陷，空位，间隙原子，肖脱基缺陷，弗兰克尔缺陷柏氏矢量，晶界，固溶体，相，组织，中间相2.标出具有下列密勒指数的晶面和晶向：a)立方晶系(421)，(-123)，(130)，[2-1-1]，[311]；b)六方晶系(2-1-11)，(1-101)，(3-2-12)，[2-1-11]，[1-213]。

3.写出FCC、BCC、HCP、（c/a=1.633）晶体的密排面、密排面间距、密排方向、密排方向最小单位长度。

4.晶界的主要特点。

5. 影响固溶体溶解度的主要因素。

第二章金属的结晶1.解释下列基本概念凝固，结晶，过冷度，结构起伏，能量起伏，均匀形核，非均匀形核，临界形核半径，临界形核功，形核率，长大速率，接触角，活性质点，变质处理，光滑界面，粗糙界面，温度梯度2．什么是晶胚？金属结晶时晶胚转变成晶核需满足哪些条件？。

3. 控制晶粒大小或细化晶粒的主要途径有哪些？4. 分析金属铸锭组织的基本构成与特点？第三章合金相结构与二元合金相图1.何为成分过冷？它对合金结晶的长大方式有哪些影响？2．简述共晶系合金的不平衡冷却组织及其形成条件。

第四章铁碳合金相图1.绘制完整的Fe-Fe3C相图，并用组成相填写各相区。

2.分析共析钢的结晶过程，并计算其室温下相组成物的相对含量。

3. 画出纯铁、40钢、T12钢的室温平衡组织，并标注其中的组织。

第五章金属的固态扩散1.解释下列基本概念自扩散，互扩散，间隙扩散，空位扩散，下坡扩散，上坡扩散，稳态扩散，非稳态扩散，扩散系数，柯肯达尔效应，体扩散，表面扩散，晶界扩散2．扩散的机制主要有哪几种？3. 影响原子扩散的因素有哪些？第六章 金属与合金的固态相变1. 解释下列基本概念固态相变，一级相变，二级相变，扩散型相变、半扩散型相变，非扩散型相变，共格界面，半共格界面，非共格界面，错配度，惯习面，调幅分解，脱溶转变，连续脱溶，不连续脱溶，马氏体型相变2．固态相变的阻力以及对相变过程的影响。

第一章：绪论高分子材料：指由许许多多原子或原子团，主要以共价键结合而成的相对分子质4量很高（10～107）的化合物.均聚物：由一种单体聚合而成的聚合物称为均聚物。

共聚物：由两种或两种以上单体共聚而成的聚合物称为共聚物。

高分子材料分类：按用途分类－－－塑料、橡胶、纤维、粘合剂、涂料按主链的元素组成分类－－－碳链、杂链、元素有机和无机高分子按聚合物受热时的不同行为分类－－－热塑性和热固性聚合物英文缩写PE 聚乙烯 PP 聚丙烯PS 聚苯乙烯 PTFE 聚四氟乙烯PVC 聚氯乙烯 ABS 丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物 PA 聚酰胺 POM 聚甲醛PAN 聚丙烯腈 PC 聚碳酸酯PMMA 聚甲基丙烯酸甲酯 CPE 氯化聚乙烯PF 酚醛树脂 EP 环氧树脂BR 聚丁二烯橡胶 PU 聚氨酯SBR 丁苯橡胶 NBR 丁腈橡胶CR 氯丁橡胶 NR 天然橡胶PET 聚对苯二甲酸乙二醇酯 PBT 聚对苯二甲酸丁二醇酯第二章高分子材料的结构与性能聚合物分子量有两个基本特点：（1）分子量大：一般而言，聚合物的力学性能随分子量的增大而提高。

①如玻璃化温度，拉伸强度，密度，比热容等，刚开始时，随分子量增大而上升，最后达到一极限值。

②如粘度，弯度强度等，随分子量增大而不断提高，不存在极限值。

（2）分子量具有多分散性：①塑料：分子量分布窄时对加工和性能有利；②橡胶：分子量分布宽一些好，可以改善流动性而有利于加工；③薄膜及纤维：分子量分布窄时对加工和性能有利。

聚集态结构：是指在分子间力的作用下，大分子相互聚集在一起所形成的组织结构。

晶态结构：结构规则、简单的以及分子间作用力强的大分子易于形成晶态结构。

非晶态(无定形)结构：结构比较复杂、不规则的大分子则往往形成无定形即非晶态结构。

结晶对聚合物性能的影响：结晶使高分子链规整排列，堆砌紧密，因而增强了分子链间的作用力，使聚合物的密度、强度、硬度、耐热性、耐溶剂性、耐化学腐蚀性等性能得以提高，从而改善塑料的使用性能。

高分子科学导论思考题集答题要点第1 讲高分子科学—绪论(1)在酯化反应中丙三醇、乳酸、均苯四甲酸二酐中分别有几个官能度？-CH-CH2 OHCH(CH3)COOHOH OH答题要点：对于反应物的官能度而言，应从反应物有几个官能团或反应位点参与了反应，例如醇酸树脂的制备中，丙三醇（甘油）两个伯羟基先进行酯化反应形成线形预聚物，此时的反应官能度为2，而在固化过程中，仲羟基进一步被酯化形成交联的热固性树脂，此时丙三醇的官能度为3。

酚醛树脂制备中苯酚也具有类似的机理，苯环的2位和6位先进行反应形成线形预聚物，4位进一步与甲醛反应从而实现固化。

同理，题中乳酸和均苯四甲酸酐的官能度分别为2和4。

(2)交联聚合物具有什么样的特性？答题要点：交联高分子不能熔融也不会溶解，只能在一定程度上软化和溶胀，这为加工和回收二次处理带来一定的困难，但相应的，交联也会赋予聚合物一些特殊的性能，例如消除永久变形。

(3)分子量为10000的线形聚乙烯（CH2-CH2）、聚丙烯（CH2-CHCH3）、聚氯乙烯（CH2-CHCl）、聚苯乙烯（CH2-CHC6H5）的聚合度D p分别为多少？答题要点：加聚产物的结构单元与单体相比，仅仅是电子结构发生了改变，而元素组成是一致的，也就是说其结构单元与单体的分子量是一致的。

缩聚产物结构单元的分子量等于单体分子量的和减去低分子量缩合副产物的分子量。

由于以上聚合物均为加聚产物，因此其Dp=分子量/结构单元分子量，即分别为357、238、160、96。

(4)下列那些聚合物是热塑性的：硫化橡胶，尼龙、酚醛树脂，聚氯乙烯，聚苯乙烯？答题要点：尼龙、聚氯乙烯、聚苯乙烯(5)PBS是丁二醇与丁二酸的缩聚产物，其可能的端基结构是什么？答题要点：缩聚反应“condensation polymerization”通常是官能团间的反应，两种化合物的官能团之间发生缩合反应，以化学键将二者连接起来，根据官能团种类的不同，同时还有水、醇、氨、氯化氢等低分子量副产物产生。

高分子科学导论复习资料(3)名词解释（六选五）1.构型：分子中由化学键固定的原子在空间的排列。

2.构象：由于高分子链上的化学键的不同取向引起的结构单元在空间的不同排布。

3.官能度：是指一个单体分子中能够参加反应的官能团的数目。

4.反应程度：是参加反应的官能团数占起始官能团数的分数，用P表示。

5.凝胶点：开始出现凝胶瞬间的临界反应程度。

6.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。

简答题（六选三）1.为什么聚合物只能以固态或液态存在，不能以气态存在？答：随分子量的增加，范德华力增大。

由于聚合物的分子量很大，范德华力加和的结果使得聚合物分子间用力相当大，远远超过加热的方法将聚合物大分子相互拆开，当能量还不足以克服分子间作用力时，分子链中的化学键就会发生断裂。

所以聚合物只能以固态或液态存在，不能以气态存在。

2.改善结晶聚合物透明性的方法。

答：1）降低结晶度－－减轻光线在相界面上的折射和反射。

2）使晶区密度和非晶区密度尽可能接近－－使两相的折光率基本相同，从而减轻相界面上的折射和反射。

3）减小结晶聚合物中晶区的尺寸－－当晶区的尺寸小于可见光波长时，光线可以不必进入晶区而直接从非晶区中穿过，这样相界面上的折射和反射不会发生；在结晶聚合物成型加工过程中加入成核剂，可以降低球晶的尺寸，增加透明性。

3.高分子结晶熔融时出现熔限的原因。

答：在结晶聚合物中存在着完善程度不同的晶体：（1）晶体的大小不同；（2）晶区内部大分子有序排列的程度不同。

结晶熔融过程是由于分子链排列的有序化向无序化转变的过程。

当聚合物受热后，结晶不完善的晶粒、有序化排列不充分的结晶区域由于稳定性差，在较低的温度下就会发生熔融，而结晶比较完善的区域则要在较高的温度下才会熔融。

所以在通常的升温速率下高分子结晶不可能同时熔融，只会出现一个较宽的熔限。

4.自由基聚合微观动力学公式推导。

5.自动加数的产生原因。

答：随转化率的增加，体系的粘度增大，双基终止速率因链自由基的扩散困难而减小，kt减小。

第一章绪论1.1高分子的基本概念高分子化学：研究高分子化合物合成与化学反应的一门科学。

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(聚合物、大分子)：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。

端基：连接在主链末端原子上的原子或原子集合。

重复单元：大分子链上化学组成和结构均可重复出现的最小基本单元，可简称重复单元，又可称链节。

结构单元：单体分子通过聚合反应进入大分子链的基本单元。

（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~。

聚合反应：由低分子单体合成聚合物的反应。

连锁聚合：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：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：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：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。

1.2高分子化合物的分类1)按高分子主链结构分类：可分为：①碳链聚合物：大分子主链完全由碳原子组成的聚合物。

② 杂链聚合物：聚合物的大分子主链中除了碳原子外，还有氧、氮，硫等杂原子。

③元素有机聚合物：聚合物的大分子主链中没有碳原子孙，主要由硅、硼、铝和氧、氮、硫、磷等原子组成。

④无机高分子：主链与侧链均无碳原子的高分子。