《聚合物表征》试卷及答案
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高分子研究方法题库1 在对聚合物进行各种光谱分析时,红外光谱主要来源于分子振动-转动能级间的跃迁;紫外-可见光谱主要来源于分子的电子能级间的跃迁;核磁共振谱主要来源于置于磁场中的原子核能级间的跃迁,它们实际上都是吸收光谱。
2、SEM 和TEM的三要素是分辨率、放大倍数、衬度。
2、在有机化合物中,解析谱图的三要素为谱峰的位置、形状和强度。
2 苯、乙烯、乙炔、甲醛,其1H化学位移值最大的是甲醛,最小的是乙炔,13C的化学位移值最大的是甲醛最小的是乙炔。
4、紫外光谱主要决定于分子中发色和助色基团的特性,而不是整个分子的特性。
3 差示扫描量热仪分功率补偿型和热流型两种。
第107页4 产生核磁共振的首要条件是核自旋时要有磁距产生。
5 当原子核处于外磁场中时,核外电子运动要产生感应磁场,核外电子对原子核的这种作用就是屏蔽作用.6 分子振动可分为伸缩振动,弯曲振动7 傅里叶红外光声光谱英文简称为FTIR-PAS.P288 干涉仪由光源,定镜,分束器,检测器等几个主要部分组成。
P199 高聚物的力学性能主要是测定材料的强度和模量以及变形.10 共混物的制样方法有流延薄膜法热压薄膜法溴化钾压片法P1111 光声探测器和红外光谱技术结合即为红外声光谱技术. P2712 核磁共振普与红外、紫外一样,实际上都是吸收光谱。
红外光谱来源于分子振动-转动能级间的跃迁,紫外-可见吸收光谱来源于分子的电子能级间的跃迁。
[P46]13 核磁共振谱图上谱峰发生分裂,分裂峰数是由相邻碳原子上的氢数决定的,若分裂峰数为n,则邻碳原子氢数为n-1。
P5015 红外光谱在聚合物研究中占有十分重要的位置,能对聚合物的化学性质、立体结构、构象、序态、取向等提供定性和定量的信息。
P616 红外光谱中,波动的几个参数为波长、频率、波数和光速。
17 红外光谱中,在1300~1400cm,基团和频率的对应关系比较明确,这对确定化合物中的官能团很有帮助,称为官能团区.18 红外活性振动能引起分子偶极矩变化P819 红外区是电磁总谱中的一部分,波长在0.7~1000之间。
高分子化学》课程试题班级 学号 姓名一、根本概念〔共10分,每题2分〕⒈ 混缩聚2.聚合物3. 重复单元4.阳离子聚合5.悬浮剂二、填充题〔将正确的答案填在以下各题的横线处,每空1 分,总计20分〕⒈ 在自由基聚合体系中,用引发剂引发的引发速率方程式 。
2.塑料按其受热行为的不同可分为 塑料和 塑料。
3.在合成聚合物中 、 和 称为三大合成材料。
4.表征聚合物相对分子质量的物理量有 和 。
5.按自由基和阴离子聚合的单体有 、 和 等。
6.聚氨酯可以看成是由 和 构成的嵌段共聚物。
7.逐步聚合包括 和 两类。
得分总分得分8. 聚合物的相对分子质量方面的特征是、、。
9.氯乙烯自由聚合时,聚合速率用调节,而聚合物的相对分子质量用控制。
得分三、答复以下问题(共20分,每题5分)⒈阴离子聚合在适当的条件下,其阴离子活性增长链可以长期不终止,而形成活性聚合物,为什么?⒉与低分子化合物相比拟,高分子化合物有哪些特点?⒊何谓离子交换树脂?主要有几种类型?如何合成离子交换树脂?⒋请写出工业上制备PA-66树脂有关的聚合反响方程式〔以苯甲酸作官能团封锁剂〕。
四、〔共4 3分〕计算题〔根据题目要求,计算以下各题〕1.〔此题15分〕用偶氮二异丁腈〔ABIN〕为引发剂,苯乙烯60℃进行本体聚合。
试计算引发剂引发对聚合物平均聚合度倒数的奉献?计算时采用以下数据和条件:⑴c(I)=0.04 mol/L;⑵ f =0.8 ;⑶k d=2.0×10-6 s-1 ;⑷k p=176 L/mol.s;⑸k t=3.6×107 L/mol.s;⑹C M=0.85×10-4 ;⑺C I=0.05;⑻60℃时苯乙烯的密度为0.887 g/cm3解:2. 〔8分〕由己二胺与己二酸合成尼龙-66,如尼龙-66的相对分子质量为15000,反响程度P=1,试计算原料比,并写出合成反响方程式。
解:3.〔此题14分〕在高聚物生产中,共聚物组成是一个重要的生产指标。
聚合物结构与性能复习题及答案解析《聚合物结构与性能II 》复习题修改以下是每位⽼师给出的复习题,每位⽼师会从⾃⼰给的复习题中抽出1-2道作为最终考题考试时间:12⽉4⽇(第⼗四周周五)晚 6:00武德珍⽼师1、简述聚酰亚胺的结构与性能基本结构:基本性能:1. 耐⾼温(Tg300℃以上,热分解温度500 ℃以上)和超低温(-269 ℃);2. 优异的⼒学性能:拉伸强度:100MPa 以上,杜邦公司Kapton(均苯型)、 PMDA(均苯四甲酸⼆酐)/ODA (⼆胺基⼆苯醚)-PI 为250MPa ,⽇本宇部Upilex (联苯型)为530MPa ;3.优异的化学稳定性;耐有机溶剂,耐稀酸,不耐⽔解,可⽤于回收。
4.其它性能:⾼阻燃性,为⾃熄性聚合物,低热膨胀系数,很好的介电性(低介电常数和介电损耗),耐辐照,⽆毒。
2、简述制备聚酰亚胺⽆机纳⽶复合材料的⽅法(两种以上)及其特点(1)原位⼀步法(in situ single-stage )a .表⾯镀银:将制备好的PI 母体溶液-聚酰胺酸溶液(PAA) 和银盐溶液混合成均相的溶液,浇铸成膜后,在薄膜进⾏热处理固化形成PI 过程中,银离⼦可以在没有外加还原剂的情况下,通过热诱导作⽤⽽⾃动还原,并且银粒⼦迁移到聚合物的表⾯,在聚合物的表⾯形成银层。
b .制备PI/Fe2O3纳⽶复合材料薄膜(2)离⼦交换法⾸先将已经固化完全的PI 薄膜在碱液的作⽤下进⾏表⾯化学刻蚀,使表层⼀定厚度的PI 开环形成聚酰胺酸盐,再将其与⾦属盐的⽔溶液进⾏离⼦交换,形成⾦属离⼦掺杂的聚酰胺酸层,然后在氧⽓存在的情况下进⾏热固化。
在热固化的过程中聚酰胺酸发⽣环化反应重新⽣成聚酰亚胺,同时⾦属离⼦在热和氧的作⽤下通过⾃动⽣成⾦属氧化物纳⽶粒⼦并聚集在PI 薄膜表⾯,从⽽得到PI/⾦属氧化物复合薄膜。
例如:a.直接离⼦交换⾃⾦属化制备表⾯镀银的pib.化学处理离⼦交换法在pi 表⾯制备⾦属或者⾦属氧化物薄膜。
得分得分《高分子化学》课程试题一、基本概念(共 15 分,每小题 3 分)⒋ 动力学链长⒌ 引发剂半衰期二、填空题(将正确的答案填在下列各题的横线处)( 每空 1 分,总计 20 分)⒈ 自由聚合的方法有本体聚合、溶液聚合、乳液聚合和悬浮聚合。
⒉ 逐步聚合的方法有熔融缩聚、溶液缩聚、固相缩聚和界面缩聚。
⒊聚氨酯大分子中有、、和基团。
⒋ 聚合反应按反应机理可分为连锁聚合、逐步聚合、开环聚合和聚合物之间的化学反应四类。
⒌ 聚合物按大分子主链的化学组成碳链聚合物、杂链聚合物、元素无机聚合物和元素有机聚合物四类。
三、简答题(共 20 分,每小题 5 分)⒈ 乳液聚合的特点是什么?⒊ 什么叫自由基?自由基有几种类型?写出氯乙烯自由基聚合时链终止反应方程式。
四、(共 5 分,每题 1 分)选择正确答案填入( )中。
⒈自由基共聚合可得到( 1 4 )共聚物。
⑴ 无规共聚物⑵ 嵌段共聚物⑶ 接技共聚物⑷ 交替共聚物⒉为了得到立构规整的 PP,丙烯可采用( 4 )聚合。
⑴ 自由基聚合⑵ 阴离子聚合⑶ 阳离子聚合⑷ 配位聚合⒊工业上为了合成聚碳酸酯可采用( 1 2 )聚合方法。
⑴熔融缩聚⑵界面缩聚⑶溶液缩聚⑷固相缩聚⒋聚合度基本不变的化学反应是( 1 )⑴PVAc 的醇解⑵聚氨酯的扩链反应⑶高抗冲 PS 的制备⑷环氧树脂的固化⒌表征引发剂活性的参数是( 2 4 )⑴k p (⑵t1/2 ⑶k i ⑷k d五、计算题(共 35 分,根据题目要求计算下列各题)⒈(15 分)用过氧化二苯甲酰(BPO)作引发剂,60℃研究甲基丙烯酸甲酯的本体聚合。
已知:C (偶合终止系数)=0.15; D (歧化终止系数)=0.85; f =0.8;k p=3.67×102 L/ mol.s;k d=2.0×10-6 s-1;k t=9.30×106 L/ mol.s;c(I)=0.01 mol / L;C M=1.85×10-5;C I=2×10-2;甲基丙烯酸甲酯的密度为 0.937 g./ cm3;。
高分子物理题库(附答案)一、单选题(共70题,每题1分,共70分)1.下列实验方法,可以测量聚合物损耗模量的是( )。
A、DSCB、DMAC、拉伸实验正确答案:B2.对于单分散性的聚合物,其各种平均相对分子质量之间的相互关系为A、Mg≥Mn≥Mw≥MzB、Mz≥Mg≥Mn≥MwC、Mz≥Mw≥Mg≥Mn正确答案:C3.理想高弹体是指( )A、形变时表现出虎克弹性B、形变时内能不变C、形变时没有热效应D、形变时熵不变正确答案:B4.高聚物的熔体黏度随其相对分子质量的增大而( )。
A、下降B、不变C、上升正确答案:C5.1, 4-丁二烯聚合可以形成顺式和反式两种构型,它们被称为( )A、间同异构体B、旋光异构体C、几何异构体正确答案:C6.光散射实验中,大粒子高分子稀溶液的散射光将会发生( )A、内干涉B、不确定C、内干涉和外干涉D、外干涉正确答案:A7.高聚物整个分子的取向发生在A、高弹态B、玻璃态C、黏流态正确答案:C8.如果重复单元中的主链碳原子数相同,则聚氨酯、聚酰胺和聚脲的熔点大小顺序是A、聚氨酯<聚脲<聚酰胺B、聚酰胺<聚氨酯<聚脲C、聚氨酯<聚酰胺<聚脲正确答案:C9.退火使结晶度A、不变B、减小C、增加正确答案:C10.PE, PVC, PVDC 结晶能力的强弱顺序是( )A、PE> PVC> PVDCB、PVDC >PE> PVCC、PE> PVDC > PVC正确答案:C11.增加聚合物分子的极性,则黏流温度将( )。
A、升高B、基本不变C、降低正确答案:A12.用稀溶液黏度法测得的相对分子质量是A、数均相对分子质量B、重均相对分子质量C、黏均相对分子质量正确答案:C13.聚合物的分子间力增强,则聚合物的拉伸强度( )。
A、增大B、不变C、减小正确答案:A14.大多数的聚合物熔体属于( )。
A、胀塑性非牛顿流体B、牛顿流体C、假塑性非牛顿流体D、宾汉流体正确答案:C15.非品态聚合物的三种力学状态,其中模量最低的是( )。
高分子物理试题+参考答案一、单选题(共70题,每题1分,共70分)1.Voigt模型可以用来描述()A、交联高聚物的蠕变过程B、松弛过程C、线形高聚物的蠕变过程正确答案:A2.高聚物的构型包括A、几何异构体B、旋光异构体C、旋光异构体和几何异构体正确答案:C3.聚合物溶液在搅拌下结晶时可以形成A、单晶B、串晶C、球晶正确答案:B4.橡胶的使用温度范围是()A、Tg—Tf之间B、Tf以上C、Tg以上正确答案:A5.下列三种聚合物,密度最大的是A、聚丙烯B、低压聚乙烯C、高压聚乙烯正确答案:B6.下列聚合物中,不存在旋光异构体的是A、PPB、PIBC、聚异戊二烯正确答案:B7.退火使结晶度A、不变B、减小C、增加正确答案:C8.DNA的双螺旋属高分子结构中的几级结构A、一级结构B、二级结构C、三级结构正确答案:B9.淬火使结晶度A、减小B、增加C、不变正确答案:A10.在对苯二甲酸乙二酯的晶体中,分子链的构象是A、扭曲的锯齿链B、平面锯齿链C、螺旋链正确答案:A11.下列聚合物柔顺性排列顺序正确的是A、PP<PMMA<PIBB、PIB<PMMA<PPC、PMMA<PP<PIB正确答案:C12.在玻璃化温度以下,高聚物的自由体积随温度上升而()。
A、下降B、上升C、保持不变正确答案:C13.应力可以松弛到零的是()。
A、交联高聚物B、线形高聚物C、所有高聚物正确答案:B14.橡胶的使用温度范围是()。
A、Tg~T之间B、T以上C、Tg以上正确答案:A15.在恒温、恒压下,溶解过程自发进行的必要条件是()。
A、△Gm>0B、不确定C、△Gm=0D、△Gm<0正确答案:D16.在交变应力作用下,与单位体积试样中每一周期耗散的能量有关的是()。
A、储存模量B、损耗模量C、储存模量和损耗模量正确答案:B17.聚合物的相对分子质量增加,则冲击强度()。
A、增大B、不变C、减小正确答案:A18.下列方法中,不能提高IPP透明性的是A、迅速冷却B、增大球晶尺寸C、与非晶的PVC共混正确答案:B19.光散射的散射体积与sinθ成()。
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。
高分子物理试题库+参考答案一、单选题(共88题,每题1分,共88分)1.二元共聚物的嵌段R=50,表示该共聚物是 ( )。
A、无规共聚物B、交替共聚物C、嵌段共聚物D、接枝共聚物正确答案:A2.下列高聚物链柔性较大的是()。
A、聚丙烯B、聚苯乙烯C、α-甲基苯乙烯正确答案:A3.下列一组高聚物中,最容易结晶的是( )。
A、聚邻苯二甲酸乙二酯B、聚间苯二甲酸乙二酯C、聚对苯二甲酸乙二酯正确答案:C4.关于银纹,以下哪条不正确。
()A、透明性增加B、抗冲击强度增加C、加速环境应力开裂正确答案:A5.对于假塑性流体,随着剪切速率的增加,其表观黏度()。
A、先增后降B、减少C、增加正确答案:B6.以下哪个因素增加时,Tg增加。
()A、增塑剂含量增加B、交联度增加C、主链上杂原子数增加正确答案:B7.以下哪个专业术语是“polyelectrolyte”的中文解释。
()A、内聚能密度B、聚电解质C、内聚能D、诱导力正确答案:B8.以下哪个专业术语是“hardness”的中文解释。
()A、强度B、硬度C、回弹性D、韧性正确答案:B9.结晶性高聚物在什么温度下结晶时得到的晶体较完善、晶粒尺寸较大,且熔点较高、熔限较窄。
()A、略高于TgB、最大结晶速率温度C、略低于TmD、略低于Tg正确答案:C10.以下哪个专业术语是“light-screening agent”的中文解释。
()A、光稳定剂B、淬灭剂C、光屏蔽剂D、防老剂正确答案:C11.“又称广义酸碱作用,是指溶质和溶剂分子间的作用力大于溶质分子间的作用力,而使溶质分子彼此分离而溶解于溶剂中。
”是下列选项中哪一个名词的解释。
()A、增塑作用B、次级松弛C、Boltzmann原理D、溶剂化作用正确答案:D12.下列关于玻璃化转变的叙述正确的是 ( )。
A、玻璃化温度随相对分子质量的增加而不断增大B、玻璃化转变是热力学二级相转变C、所有高聚物都存在玻璃化转变D、玻璃化转变温度是自由体积达到正确答案:D13.以下哪个专业术语是“plastics”的中文解释。
聚合物找单体的试题1. 什么是单体?单体是指能够通过聚合反应形成聚合物的小分子化合物。
它们通常是具有反应活性的化合物,可以与其他单体通过化学键结合形成聚合物链。
2. 聚合物的形成过程是怎样的?聚合物的形成过程通常分为两个步骤,起始和增长。
起始,起始剂或引发剂引发聚合反应,产生活性中间体或自由基。
增长,活性中间体或自由基与单体反应,形成聚合物链。
这个过程不断重复,直到所有单体被消耗完或聚合反应停止。
3. 如何找到聚合物的单体?找到聚合物的单体可以从以下几个方面考虑:化学结构,根据已知的聚合物结构,分析其化学键和官能团,推测可能的单体结构。
反应机理,研究聚合反应的机理,了解聚合物的形成过程,推断可能的单体反应路径。
实验数据,通过实验技术如核磁共振(NMR)、质谱(MS)等分析手段,对聚合物进行表征,确定单体的结构。
文献查询,查阅相关文献,了解已有的关于该聚合物的研究成果,包括合成方法、单体结构等信息。
4. 聚合物的单体可以通过哪些方法合成?合成聚合物的单体可以使用多种方法,包括:化学合成,通过有机合成化学反应合成单体,如酯化、酰胺化、醚化等。
生物合成,利用生物体内的代谢途径合成单体,如微生物发酵合成聚羟基烷酯等。
物理合成,利用物理方法合成单体,如等离子体聚合、辐射聚合等。
催化合成,利用催化剂促进单体的合成反应,如金属催化剂、酶催化等。
5. 聚合物的单体选择有哪些考虑因素?选择聚合物的单体需要考虑以下因素:功能性,单体是否具有所需的化学性质和功能性质,以满足聚合物的应用要求。
反应性,单体是否能够与其他单体发生聚合反应,形成稳定的聚合物链。
可用性,单体是否容易获取和合成,以及成本是否可接受。
稳定性,单体和聚合物是否具有足够的稳定性,以保证其在使用过程中不发生分解或降解。
以上是关于聚合物找单体的试题的回答,希望能对你有所帮助。
如有其他问题,请随时提问。
一、选择题(多选题,每题2分,共20分)3.下列相同分子量的聚合物,在相同条件下用稀溶液粘度法测得的特性粘数最大的为( D )(A)高支化度聚合物(B)中支化度聚合物(C)低支化度聚合物(D)线性聚合物5. 下面有关玻璃化转变的描述,正确的是( A, B, D, E)(A)聚合物玻璃态与高弹态之间的转变(B)链段由运动到冻结的转变(C)分子链由冻结到运动的转变(D)自由体积由随温度下降而减少到不随温度发生变化的转变(E)链段由冻结到运动的转变6.韧性聚合物单轴拉伸至屈服点时,可看到剪切带现象,下列说法正确的是(B, C, D)。
(A) 与拉伸方向平行(B) 有明显的双折射现象(C) 分子链沿外力作用方向高度取向(D) 剪切带内部没有空隙7. 聚合物加工中的挤出胀大(巴拉斯效应)现象是由于(C, D)(A) 高分子熔体热胀冷缩(B) 高弹形变的储能超过克服粘滞阻力的流动能量时产生的不稳定流动(C) 流动时有法向应力差,由此产生的弹性形变在出口模后要回复(D) 高分子熔体在拉力下产生拉伸弹性形变,来不及完全松弛掉要回复9. 粘弹性是高聚物的重要特征,在适当外力作用下,(C)有明显的粘弹性现象。
(A) T g以下很多(B) T g附近(C) T g以上很多(D) T f以上二、判断题(每题1.5分,共15分)1. 聚丙烯分子链中碳-碳键是可以旋转的,因此可以通过单键的内旋转使全同立构聚丙烯转变为间同立构聚丙烯。
( ⨯)5. 聚合物的取向态是一种热力学稳定状态。
( ⨯)7. 应力-应变曲线下的面积,反映材料的拉伸断裂韧性大小。
( √)8. WLF方程的适用温度范围为Tg~Tg+50℃。
( ⨯)9. 橡胶试样快速拉伸,由于熵减小放热等原因导致温度升高。
( √)10. 高聚物的应力松弛现象,就是随时间的延长,应力逐渐衰减到零的现象。
( ⨯)四、计算题(每题5分,共15分)3. 在一次拉伸实验中,试样夹具之间试样的有效尺寸为:长50mm、宽10mm、厚4mm,若试样的杨氏模量为35MPa,问加负荷100N该试样应伸长多少。
精品资料聚合物结构表征........................................FTIR测定聚合物的组成摘要傅里叶转变红外光谱(FTIR)在聚合物表征中有非常广泛的应用,本文中,摘取借鉴吴宏, 林志勇, 钱浩创作的《FTIR定量分析聚乙二醇P聚乙烯共混物组成》一文,对FTIR法测定聚合物组成方法进行探讨说明。
利用傅里叶转变红外光谱(FTIR) 定量分析聚乙二醇P聚乙烯共混物组成为例, 对特征谱带的选择, 重叠峰的分离, 数据的拟合处理作了详细讨论。
采用1 378 cm- 1处聚乙烯的复合峰与1 110 cm- 1处聚乙二醇的复合峰强度比作为定量分析的基准, 利用基于Beer2Lambert 定律的理论拟合方程能较好的实现峰强度比与组分浓度的对应关系, 可满足聚乙二醇P聚乙烯共混物组分的定量分析的要求。
主题词傅里叶转变红外光谱(FTIR) ; 定量分析;聚乙烯; 聚乙二醇;引言聚乙烯作为一种性能优异的通用树脂得到了普遍使用,但是较低的表面极性, 导致其在粘结、印刷、生物相容性等方面的应用受到限制, 因此常采用与极性组分共混的方法,改善其表面性质。
对聚合物共混物组成进行定量分析, 是研究其性能的重要依据。
在聚合物材料检测方面已有了很多的定量分析方法。
红外光谱法具有操作简单, 重复性好, 精度较高等优点, 同时又可以对结构进行深入研究, 在聚合物材料的应用研究中受到学者的广泛关注。
本文着重探讨了利用傅里叶变换红外光谱对聚乙二醇P聚乙烯共混物( PEG/PE) 薄膜组成进行定量检测时, 应遵循的基本原则和步骤,以说明利用FTIR方法对聚合物组成测定。
1 实验部分(摘抄,非亲自试验)1.1 原料线性低密度聚乙烯; 聚乙二醇(分子量6 000) , 进口分装。
1.2 聚合物共混物薄膜的制备聚乙烯和聚乙二醇经充分干燥后, 以相应的比例溶解在甲苯中, 回流, 将共混物溶液在硅片上成膜, 待溶剂充分挥发后, 从玻璃片剥离得到相应的聚合物薄膜。
表征方法及原理1.聚合物的熔融过程如对高分子聚合物缓慢升温,例如每升温1ºC便维持恒温24小时,待样品的体积不变后测量其体积的变化,结晶高分子聚合物的熔融过程被发现为是一个接近于跃变的过程。
熔融过程发生在3~4ºC的温度范围内,以体积变化为特征的熔融曲线上也对应有明显的转折。
对由不同条件下获得的同一种结晶聚合物进行这种测量,可以得到相同的转折温度(熔融温度)。
由此证明了结晶高分子聚合物的熔融同低分子物质一样,属于热力学上的一级相变过程。
2.平衡熔点如果晶体在熔融时可以达到热力学平衡,其自由能的变化ΔG=0,即ΔH−TΔS=0其中,ΔH 为物体的熔融热,ΔS为熔融熵,T为物体所处的环境温度。
因此对应于物体熔融的平衡熔融温度(平衡熔点)T0m =ΔH /ΔS熔融热和熔融熵是高分子聚合物结晶热力学的二个重要参数,熔融热,ΔH表示分子或分子链段排布由有序转换到无序所需要吸收的能量,与分子间作用力的大小密切相关。
熔融熵代表了熔融前后分子的混乱程度,取决于分子链的的柔顺程度。
由上述的热力学关系式可见,当熔融热增大或熔融熵减小时,平衡熔融点T0m会增高。
需要指出的是,由于高分子聚合物在结晶时一般难以达到热力学平衡,在熔融时亦难以达到两相平衡,因此通常不能直接得到平衡熔点,T0m,而需要用外推法获得。
具体做法为:l将结晶高分子聚合物从高温状态冷却,使之结晶;l选择不同的过冷度可以得到不同结晶温度,T c的试样;l把获得的试样加热,在设定的升温速率条件下测定熔点,T m;l用T m对T c做图,得一直线;将此直线向T m=T c直线外推,即可得到平衡熔融温度,T0m。
3.影响高分子聚合物熔融温度的因素3.1 分子间作用力由熔融热力学得出的平衡熔点方程可以看出,减小熔融熵,提高熔融热是提高熔融温度的有效手段。
增大分子间的作用力可以有效地增加高分子聚合物晶体由有序向无序转变所需要的热量。
因此在实际工作中,为了提高高分子聚合物的熔融和使用温度,一个通用的做法是在分子链上增加极性基团,如在主链上引入—CONH—,—CONCO—,—NHCOO—,—NH—CO—NH—;侧链上引入—OH,—NH2,—CN,—CF3等。
一、基本概念题(共10分,每题2分)⒈聚合物相对分子质量稳定化法:聚合物相对分子质量达到要求时,加入官能团封锁剂,使缩聚物两端官能团失去再反应的能力,从而达到控制缩聚物相对分子质量的目的的方法。
⒉体型缩聚的凝胶点:体型缩聚中出现凝胶时的反应程度,记作⒊乳化剂的亲水亲油平衡值HLB:根据乳化剂亲油基和亲水基对其性能的贡献,给每一种乳化剂一个数值叫亲水亲油平衡值,用HLB来表示,它表示乳化剂的亲水性能的大小.⒋本体聚合:单体在少量引发剂作用下形成高聚物的过程。
⒌引发剂的诱导分解:链自由基向引发剂的转移反应.二、填空题(共20分,每空1分)⒈体型缩聚物有环氧树脂、酚醛树脂、脲醛树脂和不饱和聚酯树脂等.⒉线型缩聚物有PET树脂、PA-66树脂、PC 和PA—1010树脂等。
⒊计算体型缩聚的凝胶点有Carothers 方程和Flory 统计公式。
⒋引发剂的选择原则是根据聚合实施方法选择引发剂种类、根据聚合温度选择分解活化能适当的引发剂、根据聚合周期选择半衰期适当的引发剂 .⒌本体聚合应选择油溶性引发剂、乳液聚合应选择水溶性引发剂。
三、简答题(共25分,每题5分,意义不完全者适当扣分)⒈界面缩聚的特点是什么?⑴界面缩聚是不平衡缩聚,需采用高反应活性的单体,反应可在低温下进行,逆反应的速率很低,甚至为0。
属于不平衡缩聚。
缩聚中产生的小分子副产物容易除去,不需要熔融缩聚中的真空设备。
同时,由于温度较低避免了高温下产物氧化变色降解等不利问题。
⑵反应温度低,相对分子质量高.⑶反应总速率与体系中单体的总浓度无关,而仅决定于界面处的反应物浓度.只要及时更换界面,就不会影响反应速率.聚合物的相对分子质量与反应程度、本体中官能团物质的量之比关系不大,但与界面处官能团物质的量有关.⑷界面缩聚由于需要高反应活性单体,大量溶剂的消耗,使设备体积宠大,利用率低。
因此,其应用受到限制。
⒉请指出在什么条件下自由基聚合反应速率与引发剂浓度c(I)的反应级数为:⑴0级;⑵0。
北京化工大学2007——2008学年第一学期《聚合物表征》期末考试试卷一.选择题(下面每个选择题中有一个或多个正确答案,每题2分,共40分)1.最早发现X射线的人是 D 。
A. 傅立叶B. 布拉格C. 劳厄D. 伦琴2. 中红外光谱的波数范围是指 B 。
A. 4000~13000cm-1B. 400~4000 cm-1C.6000~13000 cm-1~400cm-13. 在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的DSC曲线图中,介于玻璃化温度和熔点之间有时会出现一放热峰,产生此峰对应的结构变化是 C 。
A.晶型转变 B.僵化的分子链段开始运动C冷结晶 D.不完善晶区熔融4. 红外光谱图解析的基本的要素是 A B C 。
A. 峰的位置B. 峰的强度C. 峰的形状D. 峰的朝向5. 动态力学分析仪可以进行A B C D 等多种扫描模式的实验。
A. 温度B. 时间C.频率D. 应变6聚合物的平衡熔点总是 B 其测定到的熔点。
A. 低于B. 高于C. 等于7. GPC谱图的横坐标如果以“保留体积”表示,“保留体积”的含义是 C 。
A. 分子链体积B. 流体力学体积C. 泵输送的流动相溶剂的体积D. 抽取样品的量8. 可用 A 和 B 等方法测定聚合物结晶度。
A. X射线衍射(XRD)B. 差示量热扫描(DSC)C. GPCD. 毛细管流变仪9. GPC仪器中正确的连接是 A 。
A.泵-进样器-色谱柱-检测器 B. 进样器-泵-色谱柱-检测器C. 进样器-色谱柱-泵-检测器D. 泵-进样器-检测器- 色谱柱10. 采用 D 可同时获知粘合剂固化后的玻璃化温度及模量.A.DTA C. DSC D. DMTA11.将聚合物链插入无机纳米粘土的层间,形成的纳米插层结构,导致XRD谱图上相应的衍射峰如何移动 A 。
A. 向低角度移动B. 向高角度移动C.不发生移动12. 红外光谱实验中所使用的载体是 C 。
A. 玻璃片B. 透明体C. 溴化钾晶体D. 水13.做一次DSC实验需要的样品量大约是 A 。
A.3mg B. 3g C. 30g D. 300g14. 一种聚和物材料的熔融指数值越高,说明其熔体 B 。
A.流动性越差 B. 流动性越好 C. 越容易发生交联 D. 越容易发生降解15. 差热扫描量热仪(DSC)测量的是维持样品和参比物处于相同温度所需要的热流率差;它反映了样品 C 的变化率。
A.内能 B.自由能 C.焓 D.温度16. 热塑性聚合物材料在发生玻璃化转变时,其储能模量通常随着温度的上升而 B ,随着频率的增加而 A 。
A.上升 B.下降 C.先升后降 D.先降后升17. 从动态热机械分析(DMTA)的温度谱可得到的信息有A B C D 。
A.动态模量 B.损耗角正切 C.玻璃化温度 D. 次级转变温度18. 人们经常用带加热台的 C 显微镜直接观测聚合物液晶转变温度。
A.相差 B.电子 C.偏光 D.原子力19. X射线衍射可用于分析结晶性聚合物的A B C D 。
A.结晶度 B.微晶取向 C.晶粒平均尺寸 D 不同晶型20. 布拉格衍射公式的正确表达方式是 B 。
A.d sinθ=λθ=λθ=λθ=2λ21.聚合物相对分子质量分布系数的表达式是 D 。
Mw Mv Mw Mn22.聚合物红外光谱的普带源于 A 振动对同频率红外光的吸收。
A.分子 B.核外电子 C.质子 D.原子核23.可用 C D 表征聚合物热稳定性A.差热分析 C.转矩流变仪 D.热失重24.环氧树脂固化过程可用 A B C 表征.XRD25.表征聚合物分子化学结构的方法有 A B C DA.红外光谱B.紫外光谱 A.拉曼光谱 D.核磁共振26.取相同量的CaCO3分别在N2,Air和CO2气氛下做TG曲线,失重温度最低的是 C失重温度最高的是 AA.N@气氛气氛气氛 D.完全一样27.红外光谱图纵坐标为AD 横坐标为BCA.吸光度B.波长C.波数D.透光度28.将聚合物链插入无机纳米粘土的层间,形成的纳米层间结构,导致XRD普图上相应的衍射峰如何移动 AA.向低角度移动B.向高角度移动C.不发生移动29.填充了油和炭黑的乙丙橡胶样品的TG曲线:在N2气氛中出现两段失重,切换成Air气氛后继续加热又出现最后一段失重,这三段失重从低温到高温依次对应 DA.乙丙橡胶,油,炭黑B.油,炭黑,乙丙橡胶C.炭黑,乙丙橡胶,油D.油,乙丙橡胶,炭黑1. 分别用文字、谱图或示意图分别说明利用XRD 和DSC 方法测定聚合物材料结晶度的原理及步骤。
(1)DSC原理:结晶性聚合物熔融时,只有结晶部分发生变化,因此熔融热实际上就是破坏结晶结构所需的热量,即熔融热和结晶度是成正比的其中, Xc ---试样结晶度(%) H f ---试样熔融热(cal/g 或 cal/mol ) ΔH 0----结晶度为100%的相同聚合物的熔融热(cal/g 或 cal/mol )ΔH 0有三个来源: 1.查文献。
2.外推法得到:取一组已知结晶度(用其它方法测得)样品,将熔融热对结晶度作图,为一直线,外推到结晶度为100%得到ΔH 0。
3.用100%结晶样品直接测定其熔融热焓。
(2)X 射线衍射如图所示,结晶聚合物的衍射图中,基线以上的峰被认为是非晶散射与结晶衍射之和。
在确立扣除了非晶散射线后,便可得到结晶部分的衍射峰。
用衍射峰面积除以基线以上总面积,就得到结晶度指数(Xc)%1000⨯∆∆=H H XcfSaSc ScXc +=I2θ2.画出一个含有20%增塑剂DOP 和30%无机填料SiO 2的PVC 样品的热失重(TG )曲线,并对曲线各段进行相应的文字说明。
W %(1)图中第一段失重为20%增塑剂DOP;(2)第二段为主体树脂PVC 失重,又分成两段,第一段为PVC 中脱出HCl,第二段为PVC 的主链发生断裂.(3)第三段为样品中残留的无机填料SiO 2的平台.3. 写出聚合物材料作红外光谱实验中的三种样品制备的方法,并说明各种方法适用于哪种类型的样品。
溶液注膜法1: 适用于可溶于某种易挥发溶剂的聚合物。
试样较多时,选择某种易挥发溶剂将其溶解,配成一定浓度的溶液。
再将适量溶液倒入干净的表面皿中,待溶剂充分挥发后,剥下聚合物膜。
溶液注膜法2: 适用于可溶于某种易挥发溶剂的聚合物。
选择某种易挥发溶剂将其溶解,配成一定浓度的溶液。
用洁净工具蘸取少量溶液,点滴在溴化钾晶体片上,使溶剂充分挥发。
溴化钾压片法:适用于粉体聚合物(如:由热固性材料制成的聚合物粉末) 将少量粉体试样到玛瑙研钵中,再取溴化钾粉末适量到研钵中,经研磨混合后,取该混合物适量填入专用模具,利用压制工具, 将粉体混合物压制成片。
溶液涂膜法: 适用于粘稠物或液体。
用洁净工具蘸取少量试样,将其适量涂抹在溴化钾晶体片上。
T/°C80304.写出凝胶渗透色谱(GPC)中校正曲线的建立步骤。
普适校正的应用条件及原理。
(1)校正曲线建立方法取一系列已知分子质量的窄分布标样(一般多于10个)配置成聚合物溶液,流经色谱柱,记录标样的出峰时间,通过曲线回归得到校正曲线。
在有机物中最常使用的标准样品就是阴离子聚合得到的聚苯乙烯(PS).(2) 普适校正的应用条件当被测聚合物与标样具有不相同的化学组成、化学结构及组装结构时,需要使用普适校正。
(3) 普适校正的原理对于相同的分子流体力学体积,在同一个保留时间流出,既两种柔性高分子链的流体力学体积相等。
其数学表达式为:〔n〕1M1= 〔n〕2M2依据Mark-Houwink方程:〔n〕= KMαK1M1α1+1= K2M2α2+1K、α值与聚合物种类、相对分子质量范围、分子链形状,溶剂种类及实验温度等多种因素有关。
许多聚合物手册和文献上会给出不同实验条件下的具体数值。
5.图为某橡胶与某塑料共混试样的DMTA温度谱图,试分析从图中可以得到那些信息(已知T g,橡胶=-13℃,T g,塑料=110℃)。
(1)从曲线可以E’曲线可以看出,该试样的E’值从-100℃到160℃温度范围内有两个明显的下降过程。
第一个过程是由于橡胶相Tg的转变引起,E’下降了×109Pa;第二段则是塑料相Tg转变引起,E’下降了×107Pa。
(2)从tanδ曲线可以看出,橡胶相的Tg= -12.485℃,塑料相的Tg= 109.5℃,而且橡胶的tanδ峰明显高于塑料。
说明橡胶发生Tg转变时的内耗较大(内摩擦阻力大)。
(3)从两相Tg转变的位置可以看出,共混物中两相的Tg与各自纯组分的Tg基本一样,变化很小,表明该共混物中两组分的相容性很差。
6.根据两组分是否相容,二元聚合物共混物可以分为三种类型,即完全相容性,部分相容性和完全不相容性三种类型的共混物。
请用玻璃化转变温度为判断标准,简述两种高分子材料分别形成上述三种类型的聚合物共混物时,共混物中玻璃化转变温度如何随组成变化,以及可以运用哪些研究手段来研究共混物的相容性。
对于两种聚合物A和B,其玻璃化转变温度为Tga和Tgb。
如果两种高分子材料形成完全相容性聚合物共混物,则共混物只出现单一的随组成变化的Tg。
;如果两种高分子材料形成完全不相容性聚合物共混物,则共混物将出现两个与纯组分相同或相近的玻璃化转变温度,且不受组成的影响;如果两种高分子材料形成部分相容性聚合物共混物,则共混物将出现两个玻璃化转变温度,并且随组成的变化二者都越来越偏离纯组分的玻璃化转变温度可用DSC,DMTA,FTIR,NMR等方法研究聚合物共混物的相容性。
7.现有一塑料制品,其主体成分为PVC,另外还有增塑剂DOP及无机填料CaCO3。
若其它少量成分忽略不计,采用热失重(TG)法测定以上三种成分的含量,试用TG示意图表示该样品在空气气氛下的失重曲线的大致模样、标注关键失重点坐标、并写出以上三组分各自百分含量的表达式。
(假定在空气气氛下DOP在160--200°C完成失重,PVC起始分解温为200°C,在600°C样品中有机物全部分解挥发)W %DOP %=100 %—X1 %PVC %=X1 %—X3 %CaCO3 %=X 3%图中(X1%—X2%)为失重段,是PVC的第一段失重(释放HCl)8. 聚乳酸(PLA)为一种医用聚合物材料,为改善其亲水性,使之以乙二醇(EG:HO-CH2 CH2-OH)为单体在一定反应条件下通过缩合聚合进行扩链反应,制备嵌段聚合物PLA-PEG(即:PLA-(OCH2CH2)n -OH )。
请选用两种表征方法,并用示意图和文字说明,反应产物确系扩链聚合产物。
凝胶色谱法(GPC):(8分)(1).嵌段聚合物PLA-PEG的分子量大于嵌段前聚乳酸(PLA)的分子量。