高分子材料改性(郭静主编)课后习题标准答案剖析
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高分子材料改性学思考题芈高分子材料改性学思考题1.2.芅聚合物熔融态化学反应有何特点?反应温度高,所以反应速度快,而且反应效率也高;无需使用溶剂,原材料消耗少,成本较低,无污染;可以使一些无法找到合适溶剂的反应体系进行所需的化学反应。
2.3.芄简述反应挤出的基本过程。
蚈进行反应挤出时,将欲反应的各种原料组分如聚合物、单体、引发剂、其他助剂等一次或分次由相同或不同的加料口加入到挤出机中,借助于螺杆的旋转,实现各种原料之间的混合与输送,并在外热和剪切热作用下,使物料塑化熔融、反应。
随后,移去反应过程产生的挥发物。
反应充分的改性聚合物经口模被挤出,经骤冷、固化、切粒或直接挤出成型为制品。
4.5.莈简述反应挤出过程的控制要点与影响反应挤出的操作因素。
蚆控制要点:反应挤出过程的混合、反应空间和停留时间、温度控制与传热、挥发分的脱除、输送物料和排出物料的能力、挤出过程中其他组分的加入。
螂影响反应挤出的操作因素:配方、挤出温度、螺杆转速、喂料速度、螺杆组合。
6.7.蚁举例推算多元复合引发剂的半衰期。
蒈∑==ni iif 11ττ,if为各引发剂摩尔分数。
8.9.螃聚合物熔融接枝工艺的控制因素有哪些?蒄接枝单体含量、引发剂及其用量、反应温度、反应时间(挤出机螺杆转速)、交联与降解的抑制(电子给予体)、共单体。
10.11.蒀影响有机过氧化物交联的因素有哪些?薇聚合物分子链结构、过氧化物的品种与用量、交联温度和时间、环境气氛、抗氧剂(防老剂)、酸性物质、填充剂、助交联剂。
12.13.膄影响控制降解聚丙烯的相对分子质量与相对分子质量分布的因素有哪些?羂加工温度、时间、过氧化物品种和浓度、抗氧剂。
14.15.腿什么是偶联剂和表面处理剂?它们有什么作用?作用机理是什么?蚇偶联剂是具有某些特定基团的化合物,其分子结构特点是含有两类性质不同的化学基团,一类是亲无机基团,另一类是亲有机基团。
通过化学或物理作用将两种性质差异很大,原本不易结合的材料较牢固地结合起来。
高分子材料加工成型原理课后练习题参考答案2015-1-4整理:二专业の学渣第一章1、请用粘弹性的滞后效应相关理论解释塑料注射成型制品的变形收缩现象以及热处理的作用。
答:(1)粘弹性滞后效应是指在外作用力下,聚合物分子链由于跟不上外力作用速度而造成的形变总是落后于外力作用速度的效应。
(2)当注射制件脱模时大分子的形变并非已经停止,在贮存和使用过程中,大分子重排运动的发展,以致密度增加,体积收缩。
(3)在Tg—Tf温度范围对成型制品进行热处理,可以缩短大分子形变的松弛时间,加速结晶聚合物的结晶速度,使制品的形状能加快的稳定下来。
2、比较塑性形变和粘弹性形变的异同点。
答:同:都是不可逆变形。
异:(1)温度区间不同,塑性形变温度区间为Tg—Tf;粘性形变温度区间为Tf以上。
(2)作用力和时间不同,塑性形变需较大外力和较长时间;粘性形变要很小的外力和瞬时。
3、什么是聚合物的力学三态,各自的特点是什么?各适用于什么加工方法?答:玻璃态、高弹态、粘流态称为聚合物的力学三态。
(1)玻璃态:聚合物模量高,形变小,故不宜进行大形变的成型加工。
适用:二次加工(2)高弹态:产生较大的可逆形变;聚合物粘性大,且具有一定的强度。
适用:较大变形的成型工艺。
(3)粘流态:很大的不可逆形变;熔体黏度低。
适用:流动性要求较高的成型加工技术。
第二章1、画出几种典型流体的剪切力-剪切速率流动曲线,并简单说明各自的流变行为特征。
答:宾汉流体:与牛顿流体相同,剪切速率~剪切应力的关系也是一条直线,不同处:它的流动只有当 高到一定程度后才开始。
假塑性流体:流体的表观粘度随剪切应力的增加而降低。
也即切力变稀现象。
膨胀性流体:流体的表观粘度随剪切应力的增加而增加。
也即切力增稠现象。
2、怎么样根据聚合物粘度的温敏特性以及切敏特性选择加工条件?答:(1)根据聚合物粘度的温敏特性,当聚合物处于粘流温度以上不宽的温度范围内时,用Andrade公式:选择尽可能打的温度作为加工条件。
高分子改性复习题1、物理改性和化学改性的分类依据是什么?是否发生化学反应2、物理改性有哪些?有何特点吸附、混合、氢键、sharp transition by forces(力作用的急剧转变)、添加剂改性、聚合物共混、聚合物合成、聚合物间的物理交联。
特点:简单、经济、过程简单、通常采用改性方法3、化学改性有哪些?有何特点?共聚,接枝聚合,化学交联,聚合物的官能团反应。
特点:长期的影响,成本高,难以形成规模,交联改性可以在加工过程中加入交联剂。
4、表面改性有哪些特点?只在材料的表面上改造(均匀的和不均匀的),与本体改性相比成本低,具体有:化学氧化处理,表面电晕处理,表面火焰处理,表面热处理和表面接枝聚合,特点:内部属性: 没有变化;表面性质:增强(表面光泽、硬度、耐磨、防静电、阻燃、黏合性、印刷性及热合性等)5、列举几种聚合物改性的方法共混改性,化学改性,填充与纤维增强改性,表面改性,复合改性6、相容性和相容性之间的区别?compatibility 相容性;Miscibility 混溶性;thermodynamic ability to be mixed at the molecular level (在分子水平上共混的热力学能力)7、高分子体系能够混溶的热力学条件是?∆G<0和8、高密度聚乙烯和低密度聚乙烯具有相似的链结构,为何相容性不好?要想好,两者要有强的相互作用,这两者是非极性的,之间只有范德华力和色散力,所以两者间的相互作用力差,相容性不好。
9、从分子结构角度来说,如何提高聚合物体系的相容性?增大相互作用力(分子间、偶极作用)10、举例说明完全相容高分子共混物?PS/PPO, combines the heat resistance, the inflammability and the toughness of PPO with the good processability and the low cost of PS;This type of blend exhibits only one glass transition temperature (Tg), which is between the Tgs of both blend components in a close relation to the blend composition(中文部分)PS/PPO,结合了PPO的耐热性、易燃性和韧性与PS的易加工性和低成本性;这种类型的共混物仅有一个玻璃化转变温度(Tg),这个温度是介于混合组分的Tg之间,与共混组成密切相关。
第一章绪论第二章高分子材料共混改性1.什么是相容性,以什么作为判断依据?是指共混无各组分彼此相互容纳,形成宏观均匀材料的能力,其一般以是否能够产生热力学相互溶解为判据。
2.反应性共混体系的概念以及反应机理是什么?是指在不相容或相容性较差的共混体系中加入(或就地形成)反应性高分子材料,在混合过程中(例如挤出过程)与共混高分子材料的官能团之间在相界面上发生反应,使体系相容性得到改善,起到增容剂的作用。
3.高分子材料体系其相态行为有哪几种形式,各自有什么特点,并举例加以说明。
(1)具有上临界混溶温度UCST,超过此温度,体系完全相容,为热力学稳定的均相体系;低于此温度为部分相容,在一定的组成范围内产生相分离。
如:天然橡胶-丁苯橡胶。
(2)具有下临界混溶温度LCST,低于此温度,体系完全相容,高于此温度为部分相容。
如:聚苯乙烯-聚甲基乙烯基醚、聚己内酯-苯乙烯/丙烯腈共聚物。
(3)同时出现上临界混溶温度UCST和下临界混溶温度LCST,如苯乙烯/丙烯腈共聚物-丁腈橡胶等共混体系。
(4)UCST和LCST相互交叠,形成封闭的两相区(5)多重UCST和LCST4.什么是相逆转,它与旋节分离的区别表现在哪些方面?相逆转(高分子材料A或高分子材料B从分散相到连续相的转变称为相逆转)也可产生两相并连续的形态结构。
(1)SD起始于均相的、混溶的体系,经过冷却而进入旋节区而产生相分离,相逆转主要是在不混溶共混物体系中形态结构的变化。
(2)SD可发生于任意浓度,而相逆转仅限于较高的浓度范围(3)SD产生的相畴尺寸微细,而相逆转导致较粗大的相畴,5.相容性的表征方法有哪些,试举例加以说明。
玻璃化转变法、红外光谱法、差热分析(DTA)、差示扫描量热法(DSC) 膨胀计法、介电松弛法、热重分析、热裂解气相色谱等。
玻璃化转变法:若两种高分子材料组分相容,共混物为均相体系就只有一个玻璃化温度,完全不溶,就有两个玻璃化温度,部分相容介于前两者之间。
第一章测试1.下列哪项与信息、能源并称为当代文明的三大支柱?()A:材料B:生物C:机械D:建筑答案:A2.下列材料中,年产量(体积)最大的是()。
A:无机非金属材料B:复合材料C:高分子材料D:金属材料答案:C3.常用医用口罩的核心主体结构中熔喷层和纺粘层是由什么材料制成?()A:铝合金B:不锈钢C:玻璃纤维D:聚丙烯纤维E:碳纤维答案:D4.下列哪项不是我国改性塑料行业存在的问题?()A:低端领域和高端领域都需要从国外进口B:改性塑料企业生产规模普遍偏小C:有的企业专注于引进国外技术,而忽视了自主研发D:国内企业市场占有率低答案:A5.高分子材料可以应用到下列哪些领域?()。
A:包装B:体育C:建筑D:电器答案:ABCD6.根据用途来分,塑料可分为()?A:通用塑料B:工程塑料C:热固性塑料D:特殊塑料E:热塑性塑料答案:ABD7.下列纤维中,属于合成纤维的是()。
A:涤纶B:人造羊毛C:尼龙D:人造棉花答案:ABCD8.下列哪些政策将推动改性塑料行业的发展?()。
A:新型城镇化B:汽车轻量化C:以塑代钢D:家电轻薄时尚化答案:ABCD9.吸水树脂为干旱地区的植物储存并提供水分,因此可以使沙漠变成绿洲。
()A:对B:错答案:A10.未被硫化的橡胶可以直接用于制作轮胎。
()A:错B:对答案:A第二章测试1.怎样通过共混改性,获得具有珍珠光泽的装饰用塑料?()。
A:选择两种聚合物折光指数相差较小的共混体系B:在共混体系中加入珍珠粉末C:选择两种聚合物透过率相差较大的共混体系D:选择两种聚合物折光指数相差较大的共混体系答案:D2.溶解度参数法判定共混体系相容性存在哪些缺陷?()。
A:不能获得聚合物的溶解度参数。
B:溶解度参数相近的方法,在预测小分子溶剂对于高聚物的溶解性时,就有一定的误差,用于预测大分子之间相容性,误差就会更大C:对于大多数高分子共混物而自言,尽管在热力学上并非稳定体系,但由于相分离的动力学过程极其缓慢,所以在实际上是稳定的。
1填充改性:在聚合物基体中或在聚合物加工成型过程中加入一系列在组成结构不同固体添加物。
2混杂增强:是一种以上不同品种的增强纤维或其他增强材料匹配在一起用于聚合物得到复合材料。
3纤维的临界长度lc:以基体包裹纤维的复合物在顺纤维轴上拉伸。
当从整体传到纤维上的应力刚能使纤维断裂时纤维的应有长度。
4 IPN:是两种或两种以上的共混聚合物,分子链相互贯穿并至少一种聚合物分子链以化学键的方式交联而形成的网络结构。
5高分子合金:在显微镜下观察可以聚合物共混物具有类似金属合金的相结构(即宏观不分离,微观非均相结构)称为高分子合金。
6相容性:指聚合物彼此互相容纳,形成宏观均匀材料的能力。
7纳米复合材料:指其中至少有一相物质是纳米级(1—100nm)范围内的多相复合材料。
8海-岛结构:是一种两相体系,且一项为连续相,一相为分散相,分散相分散在连续相中,就好像海岛分散在大海中一样。
9等粘点:A组分与B组分熔体黏度相等的这一点,称为“等黏点”问答可能题1.熔融态化学反应类型及各自的影响因素?答:类型:交联反应、接枝反应、降解反应、官能团反应。
影响交联因素:1过氧化物的品种与用量2交联时间与温度3环境气氛4抗氧剂5酸性物质6填充剂7助交联剂影响接枝因素:1接枝单体的含量2引发剂3反应温度4反应时间5交联或降解的控制6共单体2填料的性质?答:(1)几何形态特征:球状(加工流动性):玻璃微珠片状(刚性):云母、滑石粉(2)粒径小,填充效果好(分散均匀)粒径表示方法:1.平均粒径() 2.目数(每平方英寸筛网上的筛孔数) 3.比表面积()(3)表面形态与性质:光滑(加工流动性)、粗糙(机械互锁、有大量微孔(有一定互锁作用)3.填料的分散混合过程?答:大致分四个过程。
<1>使聚合物添加剂粉碎。
将聚合物和填料加入到体系中,在外界作用下将大块聚合物和添加剂破碎成较小粒子。
<2>使添加剂渗入到聚合物中。
聚合物在剪切热和传导热作用下,降到黏流状时,使速度加快,较小粒子克服聚合物内聚力,渗入到聚合物中。
▲为6月考试题目第一章概述说出10种你在平常生活中遇到旳高分子旳名称。
答:涤纶、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、PET、蛋白质、核酸、涂料、塑料、合成纤维写出下列高分子旳反复单元旳构造式:(1)PE;(2)PS;(3)PVC;(4)POM;(5)尼龙;(6)涤纶答:(1)PE——聚乙烯-CH2-CH2-(2)PS——聚苯乙烯(3)PVC——聚氯乙烯(4)POM——聚甲醛-O-CH2-(5)尼龙——聚酰胺-NH(CH2)5CO-(6)涤纶——聚对苯二甲酸乙二醇酯P78. 写出下列反复单元旳聚合物旳一般名称,指出构造单元和单体单元。
(手写)名称构造单元单体单元H2C CCH3H3COOC聚甲基丙烯酸甲酯同样同样H2 C H CH3COOC聚丙烯酸甲酯同样同样—NH(CH2)6NHCO(CH)4CO—尼龙-66 —NH(CH2)6NH——CO(CH)4CO—无H2C CH3C HCCH2聚异戊二烯同样同样▲9.用简洁旳语言阐明下列术语。
(1)高分子;(2)链节;(3)聚合度;(4)多分散度;(5)网状构造;(6)共聚物答:(1)高分子也叫聚合物分子或大分子,具有高旳相对分子量,其构造必须是由多种反复单元所构成,并且这些反复单元实际是或概念上是由相应旳小分子衍生而来旳。
(2)链节是指构造反复单元,反复构成高分子分子构造旳最小构造单元。
(3)聚合度是单个聚合物分子所含单体单元旳数目。
(4)多分散性:除了蛋白质、DNA等外,高分子化合物旳相对分子质量都是不均一旳(5)网状构造是交联高分子旳分子构造。
(6)共聚物:由一种以上单体聚合而成旳聚合物。
14、平均相对分子质量为100万旳超高相对分子质量PE旳平均聚合度是多少?P=100×10000/28=35700▲21、高分子构造有哪些层次?各层次研究旳内容是什么?答:高分子构造由4个层次构成:a、一级构造,指单个大分子内与基本构造单元有关旳构造,涉及构造单元旳化学构成、链接方式,构型,支化和交联以及共聚物旳构造b、二级构造,指若干链节构成旳一段链或整根分子链旳排列形状。
Janus高分子材料的改性及性能研究摘要:Janus高分子材料因其特殊的结构和性能已成为材料科学研究热点,其表面化学和结构直接决定了材料的组装行为和界面吸附行为。
目前操控Janus纳米材料的一些主要方法有:对胶体材料表面进行分区,产生导向性的相互作用,或者对材料的结构进行控制,产生特殊的空间位阻。
Janus纳米片作为一种可控性复杂胶体,其表面区分和和双重功能集成的特性使其在很多方面都有着潜在的重要应用。
为了扩宽Janus纳米片的应用范围,有必要对Janus纳米片进行改性以及对其性能进行研究。
本文将针对以上问题展开系统的论述。
关键词:Janus;纳米片;改性Research of modified and properties in Janus highpolymer materialAbstract:Complex colloids with both tunable microstructure and composition are obtaining increasing interests. Its facial chemistry and structure directly determined its absorption at the surface and assembling structure. Currently, the main approachs to control the colloids is distinguishing the surface of the materials and dominate the structure of the materials.As complex colloidal particals, thanks to the special feature of divided surface and integrat ed functions, Janus nanosheets has displayed potential vital application in many fields. In order to broaden the application fields of the colloids, its necessary to modify the Janus nanosheets and analy its properties.The dissertation starts systematic investigation aiming at three above theme.Keywords: Janus; nanosheets; modifying.0引言纳米材料、信息技术和生物技术作为现代社会经济发展的重要支柱,为人类和社会带来了新的发展方向,其中纳米材料被誉为“21世纪最有前途的材料”[1-3]。
第一章绪论第二章高分子材料共混改性1.什么是相容性,以什么作为判断依据?是指共混无各组分彼此相互容纳,形成宏观均匀材料的能力,其一般以是否能够产生热力学相互溶解为判据。
2.反应性共混体系的概念以及反应机理是什么?是指在不相容或相容性较差的共混体系中加入(或就地形成)反应性高分子材料,在混合过程中(例如挤出过程)与共混高分子材料的官能团之间在相界面上发生反应,使体系相容性得到改善,起到增容剂的作用。
3.高分子材料体系其相态行为有哪几种形式,各自有什么特点,并举例加以说明。
(1)具有上临界混溶温度UCST,超过此温度,体系完全相容,为热力学稳定的均相体系;低于此温度为部分相容,在一定的组成范围内产生相分离。
如:天然橡胶-丁苯橡胶。
(2)具有下临界混溶温度LCST,低于此温度,体系完全相容,高于此温度为部分相容。
如:聚苯乙烯-聚甲基乙烯基醚、聚己内酯-苯乙烯/丙烯腈共聚物。
(3)同时出现上临界混溶温度UCST和下临界混溶温度LCST,如苯乙烯/丙烯腈共聚物-丁腈橡胶等共混体系。
(4)UCST和LCST相互交叠,形成封闭的两相区(5)多重UCST和LCST4.什么是相逆转,它与旋节分离的区别表现在哪些方面?相逆转(高分子材料A或高分子材料B从分散相到连续相的转变称为相逆转)也可产生两相并连续的形态结构。
(1)SD起始于均相的、混溶的体系,经过冷却而进入旋节区而产生相分离,相逆转主要是在不混溶共混物体系中形态结构的变化。
(2)SD可发生于任意浓度,而相逆转仅限于较高的浓度范围(3)SD产生的相畴尺寸微细,而相逆转导致较粗大的相畴,5.相容性的表征方法有哪些,试举例加以说明。
玻璃化转变法、红外光谱法、差热分析(DTA)、差示扫描量热法(DSC) 膨胀计法、介电松弛法、热重分析、热裂解气相色谱等。
玻璃化转变法:若两种高分子材料组分相容,共混物为均相体系就只有一个玻璃化温度,完全不溶,就有两个玻璃化温度,部分相容介于前两者之间。
差示扫描量热法(DSC):DSC测量试样按升温△T所需热量与参比材料同样升温△T所需热量之差,从而定出试样的玻璃化转变T g。
红外光谱法:对于相容的高分子材料共混体系,由于不同高分子材料分子之间有强的相互作用,其所产生的光谱相对两高分子材料组分的光谱谱带产生较大的偏离(谱带频率的移动和峰形的不对称加宽等),由此而表征相容性的大小。
6.提高相容性的方法有哪些?举例加以解释。
(1)加强基团间的相互作用,例如苯乙烯和含强极性-CN基团的丙烯腈共聚后,就能和许多高分子材料如聚碳酸酯、聚氯乙烯等形成相容体系。
(2)接枝嵌段共聚共混如嵌段共聚共混制取乙丙橡胶与聚丙烯的共混物。
(3)添加第三组份增容剂LDPE/PP共混物中加入含PP和PE嵌段-EPCAR,提高强度。
(4)形成互穿高分子材料网络(IPN)7.简述增容剂的作用机理,对比反应型增容剂和非反应型增容剂的优劣。
按增容剂与不基体的作用形式可增容剂将分为非反应型和反应型两大类,反应型增容剂是指共混时伴随着化学反应,与共混组分能生成化学键。
而非反应型增容剂只起到“乳化剂”的分散作用,降低其相界面间的张力,从而达到增容的目的。
与非反应型增容剂相比,反应型增容剂具有制造成本低、添加量少、增容效果好、增容效率高等特点,8.试说明高分子材料共混物有哪几种形态结构?高分子材料共混物可分为均相和两相结构。
两相结构中又分为:单向连续结构,两相互锁或交错结构,相互贯穿的两相连续结构。
9.以具体实例说明弹性体增韧,非弹性体增韧、无机粒子的增韧机理。
弹性体增韧:NBR改性PVC,NBR橡胶小球可以作为应力集中体,诱发银纹或剪切带,外力作用的能量通过银纹或剪切带的形成而耗散掉。
非弹性体增韧:在PC韧性基体中添加PS(脆性塑料),当韧性基体受到外力拉伸应力时,会在垂直于拉伸应力的方向上对脆性塑料粒子施以压应力。
脆性粒子在静压力作用下发生塑性形变,将外力作用能量耗散掉。
无机粒子的增韧:PVC里加入纳米CaCO3,受到外力作用时,微小的刚性粒子引发大量银纹,同时塑料基体也产生塑性变形,吸收冲击能量,达到增韧效果。
10.影响刚性粒子增韧的因素有哪些?a.基体韧性:高分子材料基体的初始韧性越大.则增韧的效果越明显b.界面黏结性:为了使在刚性粒子赤道而上产生强应力,必须使基体与填料界而有适当的界而粘合以满足应力传递。
c.粒子大小及用量:刚性粒子的加入量存在一最佳值。
d. 粒间基带厚度e. 分散相模量:分散相的屈服应力与分散相和基质间的界而黏结越接近,才能起到较好的增韧作用。
f. 刚性粒子增韧与基体结晶行为的关系:无机填料对结晶性高分子材料具有成核作用,而填料的表面处理不仅对填料的成核能力有明显的影响,而且使结晶的成长过程发生变化。
11. 简述概念银纹现象相畴最低临界相容温度相容性功能性聚合物共混物银纹现象:玻璃态聚合物在应力作用下会产生发白现象---应力发白现象,相畴:在复相聚合物体系中,每一相都以一定的聚集形态存在。
因为相之间的交错,所以连续性较小的相或不连续的相就被分成很多的微小区域。
最低临界相容温度:低于此温度,体系完全相容,高于此温度为部分相容。
“相容性”代表热力学相互溶解,共混时,混合自由焓ΔG m<0 。
功能性聚合物共混物是指除通用性能之外,具有某种特殊功能(如抗静电性、高阻隔性、离子交换性等)的聚合物共混物。
12.简述聚合物共混物界面层的形成步骤。
分析提高两相之间的办法。
两相之间的相互接触;两种聚合物大分子链段之间的相互扩散。
增加两相之间的接触面积有利于大分子链段之间的相互扩散、提高两相之间的粘合力。
具体办法:高效率的共混机械;采用IPN技术;采用增容剂。
第三章高分子材料化学改性1.“不同单体对同一种自由基或者是同一种单体对不同自由基具有不同的反应活性”,试解释导致这种差异的原因。
导致这种差异的原因是其取代基的结构效应所致,具体表现在三个方面:(1)共轭效应:取代基的共轭效应越强,则单体愈活泼,而其产生的自由基越稳定,活性越小。
取代基对自由基的共轭效应强弱如下:-Ph,-CH=CH2 > -CN,-COR > -COOR >-Cl > -OCOR , -R > -OR, -H(2)位阻效应位阻效应是指取代的大小、数量、位置对单体共聚的影响。
(3)极性效应取代基的极性也会影响单体和自由基的活性。
带强推电子取代基的单体与带强吸电子取代基的单体组成的单体对由于取代基的极性效应,正负相吸,因而容易生成交替共聚物。
2.自由基共聚合反应的实施方法有哪几种,试对各种方法进行比较并举例说明。
本体聚合溶液聚合悬浮聚合乳液聚合配方成分单体、引发剂单体、引发剂、溶剂单体、引发剂、水和分散剂单体、引发剂、水和乳化剂引发剂油溶性引发剂油溶性引发剂油溶性引发剂水溶性引发剂难度控制难较难易易聚合特点提高反应速率分子量下降,分子量分布加宽伴向溶剂转移分子量小,分子量分布窄提高反应速率分子量下降,分子量分布加宽可同时提高反应速率与分子量生产特征体系温度高设备简单间歇生产产物可直接使用散热容易,可连续生产散热容易,可连续生产,产物要提纯净化散热容易,可连续生产代表产品PS,PVC,HDPE 乙丙橡胶丁苯橡胶丁腈橡胶氯丁橡胶3.以SBS为例说明其结构特征与合成方法。
SBS的多种制备途径:① BuLi为引发剂,依次加入苯乙烯、丁二烯、苯乙烯相继聚合S→B→S②萘钠使丁二烯先聚合形成双负离子,再在两端引发苯乙烯聚合S←B→S③先制成SB,再用适当偶联剂连接起来 S→B…X…B←S4. 嵌段共聚物不能用自由基共聚反应来制备,需用特殊方法来合成,试举例说明。
方法种类活性聚合(依次加入不同单体)负离子法、正离子法、配位负离子法、自由基法、基团转移法、活性开环聚合法扩链反应法遥爪高分子材料、活性高分子材料、扩链剂逐步聚合法缩聚反应、端基官能团、共缩聚其他方法自由基交联法、缩聚物链交换法、特殊引发剂法、力化学法、光分解法5.试说明接枝共聚物的制备方法及其反应机理。
方法种类机理主链大分子+ 单体引发剂法用自由基聚合引发剂或与主链大分子有关的氧化还原反应引发体系,在主链形成自由基。
也可在主链上形成阳离子或阴离子引发中心链转移法在主链上引入SH等易发生链转移的基团辐射聚合法预辐射处理法和同时辐射处理法光聚合法增加光敏剂或将光敏基团引入主链大分子机械力化学法利用摩擦力来切断主链或侧链来产生自由基6. 试对自由基聚合、阳离子聚合和阴离子聚合从单体、引发剂、反应机理、活性种、温度及溶剂条件等方面加以对比说明。
高分子材料吸收紫外线后,会使高分子材料处于高能状态,通过光化学反应,引起高分子材料降解和交联,发生老化现象。
防光氧老化可以通过:①光屏蔽作用;②紫外线吸收作用;③猝灭作用。
7. 论述共聚物结构与性能的关系。
聚合反应自由基聚合离子聚合阳离子聚合阴离子聚合聚合单体弱吸电子基的烯类单体,共轭单体推电子取代基的烯类单体,共轭单体,易极化为负电性的单体吸电子取代基的烯类单体,共轭单体,易极化为正电件的单体引发剂(催化剂) 过氧化物,偶氮化物,氧化还原体系Lewis酸,质子酸,阳离子生成物,亲电试剂碱金属,有机金属化合物,碳阴离子生成物,亲核试剂活性中心自由基C·碳阳离子C+碳阴离子C-阻聚剂生成稳定自由基和稳定化合物的试剂:对苯二酚,DPPH 亲核试剂:水,醇,酸,酯,胺类供给质子的试剂:水,醇,酸等活泼氢物质及CO2,氧等聚合机理双基终止,特征为慢引发、快增长、有终止。
不能双基终止。
通过单分子自发终止,或向单体、溶剂等链转移终止。
特征为快引发、快增长、易转移、难终止。
不能双基终止。
较难发生链终止,需加入其他试剂使之终止。
一般为快引发、慢增长、无终止。
聚合温度一般50~80℃0℃以下0℃以下或室温水、溶剂的影响可用水作溶剂,溶剂对聚合反应影响小水会离子聚合终止。
离子聚合中,溶剂的极性和溶剂化能力,对引发和增长活性中心的形态有极大影响,从而影响聚合速率、产物分子量及立体规整性。
一种离子聚合的溶剂常是另一种离子聚合的链转移剂或终止剂,不可颠倒使用。
聚合方法本体,溶液,悬浮,本体,溶液乳液就共聚物的聚集态结构中链的规整性,共聚物聚物的玻璃化温度,熔点,溶解性,机械性能以及大分子链的降解等几个方面讨论共聚物结构与性能的关系。
规整性好,分子链相互作用强的高分子材料易结晶。
玻璃化温度有公式12121W W Tg Tg Tg =+,无规共聚物的熔点T m 与共聚单体的量的关系:A am m X H R T T ln 110∆-=- 在无规共聚物中加入一些改善材料的吸湿性、防污性、阻燃性和染色性的共聚单体后,其强度等有不同程度的下降。
无规共聚一般会破坏高分子材料的分子规整性,因此会导致高分子材料降解性的提高。