南邮材料化学答案 第八章 高分子材料
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高分子化学试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 高分子化合物是由什么构成的?A. 原子B. 分子C. 离子D. 聚合物答案:D2. 聚乙烯的单体是什么?A. 乙烯B. 丙烯C. 丁烯D. 苯乙烯答案:A3. 下列哪种聚合反应属于加成聚合反应?A. 缩合聚合B. 逐步聚合C. 自由基聚合D. 离子聚合答案:C4. 聚氯乙烯的英文缩写是什么?A. PVCB. PEC. PPD. PS答案:A5. 下列哪种催化剂用于聚丙烯的聚合?A. 齐格勒-纳塔催化剂B. 氧化锌C. 硫酸D. 氢氧化钠答案:A二、填空题(每空1分,共20分)1. 高分子化合物的相对分子质量通常在_______以上。
答案:100002. 聚对苯二甲酸乙二醇酯的英文缩写是_______。
答案:PET3. 聚丙烯的重复单元是_______。
答案:-CH2-CH(CH3)-4. 聚乳酸的单体是_______。
答案:乳酸5. 聚碳酸酯的英文缩写是_______。
答案:PC三、简答题(每题10分,共30分)1. 简述高分子化合物的分类。
答案:高分子化合物可以根据其结构和性质分为热塑性塑料、热固性塑料、橡胶、纤维等。
2. 什么是聚合度?答案:聚合度是指聚合物分子链中重复单元的数量,是衡量聚合物分子量大小的一个重要参数。
3. 什么是分子量分布?答案:分子量分布是指高分子化合物中不同分子量聚合物分子的分布情况,通常用多分散指数来表示。
四、计算题(每题10分,共30分)1. 已知某聚合物的重复单元的摩尔质量为60g/mol,聚合物的数均分子量为120000g/mol,求该聚合物的聚合度。
答案:聚合度 = 数均分子量 / 重复单元的摩尔质量 = 120000 / 60 = 20002. 如果一个聚合物的重均分子量是其数均分子量的2倍,求该聚合物的多分散指数。
答案:多分散指数 = 重均分子量 / 数均分子量 = 23. 假设某聚合物的重复单元的摩尔质量为100g/mol,聚合物的数均分子量为50000g/mol,求该聚合物的聚合度。
高分子材料复习题(仅供参考)目录高分子材料复习题(仅供参考) (1)热塑性塑料和热固性塑料在结构与性能上区别。
(2)塑料用加工助剂(添加剂)的种类及作用。
(2)热塑性塑料和热固性塑料的成型加工工艺。
(2)简述橡胶的结构与其性能之间的关系。
(2)橡胶的加工工艺有哪些? (3)成纤聚合物的结构特征。
(3)纤维的加工工艺以及后处理的目的和后加工过程。
(3)粘合剂的组成有哪些?要达到良好的胶接,须具备的条件。
(4)胶接工艺。
(4)涂料的组成及作用。
(4)功能高分子材料的定义和分类。
(4)离子交换树脂与吸附树脂的类型及结构特点。
(5)功能高分子材料与复合材料的概念、性能及应用。
(6)对医用高分子材料有何要求。
(7)高吸水性树脂的结构有何特点,试举例说明。
(7)简单阐述感光性高分子的结构特点。
(8)聚合物共混物的基本概念及聚合物组分间不同组合方式。
(8)聚合物基复合材料的概念及性能。
(8)合成复习 (9)热塑性塑料和热固性塑料在结构与性能上区别。
以热塑性树脂为基础,其树脂的结构一般为直链型或带有少量支链的线性结构,多数为碳—碳为主链的聚合物。
分子链之间主要以次价力或氢键相吸引而显示一定强度,同时表现出弹性和塑性。
在适当的溶剂中能溶解;在加热状态下能熔化,其间只经历物理过程,不发生化学变化。
即所谓的“可溶、可熔”的特性。
起初,一般是分子量不高的预聚物或齐聚物,在适当的溶剂中可以溶解或溶胀;受热也可以熔化。
但是,热固性树脂具有一定的反应活性,在熔化和继续受热过程中,具有反应活性的官能团(基团)会发生化学反应,形成新的化学键,即所谓的“固化反应”。
经过“固化反应”的塑料,由原来的线性结构演变为三维体型(网状)结构。
这时的塑料不能溶于溶剂,受热也不会熔化。
即“不溶、不熔”。
塑料用加工助剂(添加剂)的种类及作用。
塑料用加工助剂为改善塑料的使用性能或加工性能而添加的物质。
主要包括:填料及增强剂、增塑剂、稳定剂、润滑剂、抗静电剂、着色剂、防雾剂。
8、简述干法纺丝和湿法纺丝的区别。
相同点:都是采用成纤高聚物的浓溶液来形成纤维。
不同点:与湿纺不同的是,干纺时从喷丝头毛细孔中压出的纺丝液细流不是进入凝固浴,而是进入纺丝甬道中。
通过甬道中热空气流的作用,使原液细流中的溶剂快速挥发,挥发出来的溶剂蒸汽被热空气流带走。
原液在逐渐脱去溶剂的同时发生固化,并在卷绕张力的作用下伸长变细而形成初生纤维。
9、橡胶硫化的目的是什么?制品强度很低、弹性小、遇冷变硬、遇热变软、遇溶剂溶解等,无使用价值。
橡胶经硫化后,通过一系列复杂的化学变化,由塑性的混炼胶变为高弹性的或硬质的交联橡胶,从而获得更完善的力学性能和化学性能,提高和拓宽了橡胶材料的使用价值和应用范围。
10、橡胶加工中最基础、最重要的加工过程包括哪几个阶段?塑炼,降低生胶的分子量,增加塑性,提高可加工性混炼:使配方中各个组分混合均匀,支撑混炼胶压延:混炼胶或与纺织物,钢丝等骨架材料同过压片,压型,贴合,擦胶,贴胶等操作制成一定规格的半成品的过程。
压出:混炼胶通过口型压出各种断面的半成品的过程。
硫化:通过一定的温度,压力和时间后,使橡胶大分子发生化学反应产生交联的过程。
11、成纤聚合物的基本性质是什么?1、成纤聚合物大分子必须是线性的、能伸直,大分子上支链尽可能少,且没有庞大侧基及大分子间没有化学键;2、聚合物分子之间有适当的相互作用力,或具有一定规律性的化学结构和空间结构;3、聚合物应具有适当高的相对分子质量和较窄的相对分子质量分布;4、聚合物应具有一定的热稳定性,且具有可溶性或可熔性,其熔点或软化点应比允许使用温度高得多。
12、特种胶粘剂主要有哪几种类型?1)耐高温胶粘剂:可在200℃以上长期工作。
大多为含芳杂环的耐高温聚合物为基料配制成的。
如聚酰亚胺、聚苯并咪唑、聚亚苯基、聚苯硫醚、有机硅氧烷等。
2.超低温胶粘剂:多以聚氨酯及其改性产物为基料构成,能在-180℃以下工作。
3)导电胶粘剂:具有导电能力的胶粘剂。
第八章高分子材料8-1.名词解释1)高聚物: 一般是指分子量在1500以上,分子长度超过5 nm的有机大分子材料。
2)低聚物: 又叫寡聚物或齐聚物。
一般是指分子量在1500以下,分子长度不超过5纳米,重复单元数只有几个到十几个的聚合物。
3)聚合度: 指聚合物大分子中重复结构单元的数目,亦称链节数,用n表示。
)4)热固性:指高分子材料在加热时不能软化和反复塑制,也不在溶剂中溶解的性能。
5)热塑性: 指高分子材料加工固化冷却以后,再次加热仍可反复加工成型的性质。
6)等规立构:指高分子侧链上取代基全部处在主链平面一侧或高分子全部由一种旋光异构单元键接而成的高分子结构。
7)间规立构: 是指取代基交替地处于平面两侧或者由两种旋光异构单元交替键接而成的高分子结构。
8)光刻胶: 又叫光致刻蚀剂,指当受到光照后即发生交联或分解反应,溶解性发生改变的一种聚合物光子材料。
9)光引发剂: 是指在紫外光区间(250~450nm)或可见光区间(400~800nm)有一定吸光能力,吸收光能后,分子从基态跃迁到活泼的激发态,经历单分子或双分子化学作用后,产生能够引发单体聚合的活性碎片,可以是自由基、阳离子、阴离子或离子自由基。
8-2.聚合物的分子量概念如何理解?一般有多少种平均分子量?它们的大小关系如何?答:聚合物的分子量大,具有多分散性的特点。
大多数聚合物的分子量都有一定的分布,是分子量不等的同系物的混合物,其分子量只是一个平均值,只有统计意义。
一般有四种平均分子量,数均分子量、重均分子量、粘均分子量和z均分子量。
其大小关系为。
8-3.聚合物分子量的多分散性含义是什么?通常如何表达分子量多分散性?, 答:聚合物分子量的多分散性的含义是指聚合物的分子量都有一定的分布,其中最大和最小的分子占少数,中间大小的分子占多数。
聚合物中高分子大小的多分散性是用分子量分布的宽窄来表示,分子量分布宽表示分子大小很不均一。
采用凝胶色谱分析,可以同时获得和,以及分子量的分布DP=/, DP 为多分散系数或分散度,一般为1.5~3。
高分子材料成型加工课后答案高分子成型加工总复习(本文档版权归高材1201所有)1、0.1 高分子材料的定义和分类高分子材料是以高分子化合物为主要组分的材料。
通常所说的高分子材料是从应用的角度对高分子进行归类,分为塑料、橡胶、纤维、涂料、粘合剂、功能高分子、聚合物基复合材料等。
2、交联能影响高分子材料的哪些性能?哪些材料或产品是经过交联的?力学性能、耐热性能、化学稳定性能、使用性能。
PF可用于电器产品;EP可用于高强度的增强塑料、优良的电绝缘材料、具有优秀黏结强度的黏结剂;UP可用于性能优良的玻璃纤维增强塑料;还有UF MF PE PVC PU等。
3、1.6 聚合物成型过程中为什么会发生取向?成型时的取向产生的原因及形式有哪几种?取向对高分子材料制品的性能有何影响?在成型加工时,受到剪切和拉伸力的影响,高分子化合物的分子链会发生取向。
原因:①由于在管道或型腔中沿垂直于流动方向上的各不同部位的流动速度不相同,由于存在速度差,卷曲的分子力受到剪切力的作用,将沿流动方向舒展伸直和取向。
②高分子化合物的分子链、链段或微晶等受拉伸力的作用沿受力方向排列。
主要包括单轴拉伸取向和双轴拉伸取向。
形式:非晶态高分子取向包括链段的取向和大分子链的取向;结晶性高分子的拉伸取向包括晶区的取向和非晶区的取向高分子材料经取向后,拉伸强度、弹性模量、冲击强度、透气性增加4、2.1 高分子材料中添加剂的目的是什么?添加剂是实现高分子材料成型加工工艺过程并最大限度的发挥高分子材料制品的性能或赋予其某些特殊功能性必不可少的辅助成分。
5、2.3 试述增塑剂的作用机理?增塑剂的作用机理是增塑剂分子插入到聚合物分子链间,削弱了聚合物分子间的应力。
结果增加聚合物分子链的稳定性,降低了聚合物的结晶度,削弱了分子间的极性,从而使聚合物的塑性增加。
6、3.3 高分子材料配方设计的一般原则和依据是什么?规则:①制品的性能要求②成型加工性能的要求③选用的原材料来源容易,产地较近,质量稳定可靠,价格合理④配方成本应在满足上述三条的前提下,尽量选用质量稳定可靠、价格低的原材料;必要时采取不同品种和价格的原材料复配;适当加入填充剂,降低成本。
材料化学复习题答案一、选择题1. 材料化学中,下列哪种材料不属于高分子材料?A. 聚乙烯B. 聚氯乙烯C. 硅酸盐D. 聚丙烯答案:C2. 材料的热稳定性通常与哪些因素有关?A. 化学结构B. 物理结构C. 环境条件D. 所有上述因素答案:D3. 材料的机械性能主要取决于哪些因素?A. 材料的化学组成B. 材料的微观结构C. 材料的加工方法D. 所有上述因素答案:D二、填空题1. 材料的导电性主要取决于材料内部的________。
答案:电子或空穴2. 材料的光学性质通常与其________有关。
答案:电子能级结构3. 材料的热导率与材料内部的________有关。
答案:声子或电子三、简答题1. 简述材料化学中材料的分类。
答案:材料化学中的材料可以分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料、复合材料等。
金属材料包括纯金属和合金;无机非金属材料包括陶瓷、玻璃、水泥等;有机高分子材料包括塑料、橡胶、纤维等;复合材料则是由两种或两种以上不同材料组合而成的新型材料。
2. 描述材料的热稳定性与哪些因素有关,并举例说明。
答案:材料的热稳定性与材料的化学结构、物理结构以及环境条件有关。
例如,具有高熔点和高沸点的无机材料通常具有较好的热稳定性,如氧化铝陶瓷;而有机高分子材料由于其分子链结构容易在高温下断裂,因此热稳定性相对较差,如聚乙烯在高温下会熔化。
四、计算题1. 假设某种材料的热导率为200 W/m·K,求该材料在1米长度上,温度差为10°C时的热流量。
答案:热流量 Q = 热导率k × 面积A × 温度差ΔT / 长度 L假设面积 A 为 1 m²,则Q = 200 W/m·K × 1 m² × 10°C / 1m = 2000 W五、论述题1. 论述材料的化学稳定性与哪些因素有关,并举例说明。
答案:材料的化学稳定性主要与其化学组成、分子结构、外界环境条件等因素有关。
材料化学参考答案材料化学参考答案材料化学是研究材料的性质、结构和合成方法的学科。
它涉及到多个领域,如无机材料、有机材料、高分子材料等。
在材料化学中,我们需要了解材料的组成、结构和性能之间的关系,以及如何通过控制材料的合成方法来获得所需的性能。
本文将以几个常见的材料为例,介绍材料化学的一些基本概念和原理。
1. 金属材料金属材料是最常见的材料之一,具有良好的导电性和导热性。
金属材料的性质与其晶体结构有关。
金属晶体由紧密堆积的金属原子组成,原子之间通过金属键相互连接。
金属材料的导电性和导热性是由于金属原子之间的自由电子,它们能够在晶格中自由移动。
此外,金属材料的塑性和延展性也与其晶体结构有关。
金属晶体中的原子可以通过滑移机制相对容易地改变位置,从而使金属材料具有良好的塑性和延展性。
2. 陶瓷材料陶瓷材料是一类非金属材料,具有优异的耐高温性和耐腐蚀性。
陶瓷材料的性质与其晶体结构和化学成分有关。
陶瓷晶体通常由离子键或共价键相互连接的原子组成。
这种结构使得陶瓷材料具有较高的硬度和脆性。
陶瓷材料的高温稳定性和耐腐蚀性是由于其晶体结构的稳定性和化学成分的特性。
例如,氧化铝是一种常见的陶瓷材料,其高温稳定性使其成为制备高温陶瓷材料的良好基础。
3. 高分子材料高分子材料是由大量重复单元组成的材料,如塑料和橡胶。
高分子材料的性质与其分子结构和分子量有关。
高分子材料的分子通常由长链或网络结构组成,这使得高分子材料具有良好的柔韧性和可塑性。
高分子材料的性能可以通过调整其分子结构和分子量来控制。
例如,聚乙烯是一种常见的塑料,其性能可以通过改变聚合反应的条件来调整,如反应温度、催化剂和反应时间等。
4. 纳米材料纳米材料是具有纳米尺度尺寸的材料,其性质与其尺寸效应有关。
纳米材料通常具有特殊的光学、电学和磁学性质。
这是因为纳米材料的尺寸接近原子和分子的尺度,导致其电子和光子行为与宏观材料有所不同。
纳米材料的合成方法包括溶胶凝胶法、溶液法和气相沉积法等。
1 What is fatigue?(材料的疲劳)Answer: Fatigue refers to the phenomenon that materials first form permanent damage at some points, and then form crakes or the crakes are further extended until complete rupture under cyclic stress (tension, compression, shear, bending, etc.).2Blank metals(黑色金属): refers to Fe, Cr, Mn and their alloys, mainly are Fe and its alloy.3Non-ferrous metals(有色金属): refers to metals except iron, chromium, manganese and their alloys.4Austenite(奥氏体): interstitial solid solution formed by carbon dissolves in γ-Fe, it remains face-centered cubic lattice of γ-Fe, the grain boundary is relatively straight, and is regular polygon.5 Martensite(马氏体): supersaturated solid solution formed by the carbon dissolves in α-Fe, the crystal structure is body-centered tetragonal structure, it can be obtained by accelerated cooling the high-carbon steel.6Super heat-resistant alloys(超耐热合金): materials that can maintain the required mechanical properties at high temperature of 700 to 1200 ℃for a long time. They are antioxidant, corrosion resistant and can work satisfactory.7 Metal solid solutions(金属固溶体): refers to a homogeneous solid solution that formed by a solute elements (metal or nonmetal) atoms dissolve into a solvent metal element (relatively large).8Intermetallic compounds(金属间化合物): refers to compounds that formed between the metal and the metal atoms by covalent binding. They have basic characteristics of metal and long-range ordered crystal structure.9Ceramics(陶瓷): a collectively called of inorganic nonmetallic multiphase solid materials or products made with the method produce ceramics.10p-type semiconductor(P型半导体): refers to the semiconductor whose main carriersare hole, also known as the recipienttype or hole-type semiconductor. For example, we can obtain p-type semiconductor by doping B into Si.11Montmorillonite(蒙脱土): a kind of clay composed of two tetrahedron and one octahedronnanoscale sheets.Part of Al atom in octahedron is replaced by Mg, which make the sheet negatively charged, the remained charges is neutralized by cations between layers.12 Kaolin clay(高岭土): a kind of clay composed of tetrahedron sheet and octahedron sheet bya shared O atom, sheets is connected by hydrogen bond.13tructural ceramics(结构陶瓷): ceramic used as structural materials, they have high mechanical strength, high temperature resistance, corrosion resistance, abrasion and high hardness properties. Its mechanical strength and fracture toughness is very important in application.14Self-propagating high-temperature synthesis(自蔓延反应): a technology that can prepare material by interactions of reactants driven by self-heating and self-tranducing of chemical reaction heat.15Dielectric ceramics(介电陶瓷): ceramics have dielectric properties are known as dielectric ceramics. In an applied electric field,dielectric ceramics will be polarized, the positive and negative charges in the material will separatein a short-range, gravity centersof positive and negative charge do not coincide, but the charges is still influenced each other, they don not migratein a long-distance, results in induced opposite charges on the surface, which can be seen that the external electric field convert electrical energy and stored in the material, and they canrelease some electrical energy under a certain condition (removal of the external voltage).The process is similar to charging and discharging, accompanied by energy losses, heatingradiation, that is dielectric loss.16Ferroelectric ceramics(铁电陶瓷): Some ceramic materials have low lattice symmetry,the center of gravity of the positive and negative charge do not overlap, there will form spontaneous dipoles, but its spontaneous polarization is disordered in orientation, the main component is a ferroelectric, so they are named ferroelectric ceramics, they don not have piezoelectric properties.17Piezoelectric ceramic(压电陶瓷): ceramics that have piezoelectric effect were called piezoelectric ceramics. The main ingredient of the ceramic is ferroelectrics. They have low lattice symmetry, center of gravity of positive and negative charges do not overlap, will form spontaneous dipole, but the spontaneous polarization is disordered in orientation, herein, there is no piezoelectric property. Whenapplied a DC electric field to polarize it, the original disordered orientation of spontaneous polarization will arrange along the direction of the electrical field. After removal of the electric field, ceramics retained some polarization, so that the ceramics have piezoelectric properties, may be called the piezoelectric ceramic18superconductors(超导体): the nature of materials losingresistance at extremely low temperatures is known as superconductivity, such substances are called superconductors.19Polymer(高聚物): generally refers toorganicmacromoleculeswith molecular weight more than 1500, and the length of molecule is more than 5 nm.20oligomer(低聚物): generally refers to the molecules consists of a few monomer units, with molecular weight below 1500, and the molecular length is not more than 5 nm.21degree of polymerization(聚合度): the number of repeating structural units in the macromolecules, also known as the number of links, denoted as n.22Thermosetting property(热固性): refers to the performance of polymer materials that can not soften when heated,be treated repeatedly,and dissolve in solvents.23Thermoplasticity(热塑性): property of polymers that can be processed repeatedly when heated after they were curing and cooling.24 Isotactic(等规立构): refers to the structure that side chain substituents lie in one side of the main chain of polymer, or the polymer consists of one optical isomers units.25syndiotactic(间规立构): substituents lie alternately on both sides of the main chain, or the polymer consists of two optical isomers units alternately.26photoresist(光刻胶): also known as light-induced etching agent, refers to a kind of photonic materials that occur cross-linking or decomposition reaction which results in a change of solubility when they were illuminated by light.27photoinitiator(光引发剂): refers to agents thatcan absorb UV light (250 ~ 450nm) or visible light (400 ~ 800nm), and molecules transfer form ground state to the excited states, experience a single molecule or bimolecular chemical reaction and produce free radical, cationic, anionic or ionic radical that can induce monomer to polymerize..28Whisker(晶须): single crystal fibers with a certain slenderness ratio (generally > 10) and cross-sectional area less than 52 ×10-5 cm2.29纳米材料:Nanomaterialsrefer toa variety ofsolidultrafinematerials that at themicroscopicstructureat least inone dimension areontheregulation of thenanoscale(1to100nm), or regardthem asthe basic unitconsisting ofmaterials.。
高分子材料课后习题答案高分子材料课后习题答案高分子材料是一种具有重要应用前景的材料,广泛用于塑料、橡胶、纤维等领域。
学习高分子材料课程时,课后习题是巩固知识、提高理解能力的重要途径。
本文将提供一些高分子材料课后习题的答案,帮助读者更好地理解和掌握相关知识。
1. 高分子材料具有哪些特点?高分子材料具有以下特点:- 高分子材料通常具有较高的分子量和较长的分子链,因此具有较高的强度和韧性。
- 高分子材料的形态多样,可以是固态、液态或胶态,具有较好的可塑性和可加工性。
- 高分子材料具有较好的绝缘性能和耐腐蚀性能。
- 高分子材料具有较好的吸湿性和渗透性,可以通过改变分子结构来调控这些性能。
2. 高分子材料的分类有哪些?高分子材料可以根据不同的分类标准进行分类,常见的分类包括:- 按照合成方法:包括聚合物、共聚物、交联聚合物等。
- 按照化学结构:包括线性高分子、支化高分子、交联高分子等。
- 按照物理性质:包括热塑性高分子、热固性高分子、弹性体等。
- 按照用途:包括塑料、橡胶、纤维等。
3. 高分子材料的合成方法有哪些?高分子材料的合成方法主要包括以下几种:- 聚合反应:通过单体的聚合反应形成高分子链,常见的聚合反应有自由基聚合、阴离子聚合、阳离子聚合等。
- 缩聚反应:通过两个或多个小分子的反应形成高分子,常见的缩聚反应有酯化反应、醚化反应、胺化反应等。
- 交联反应:通过交联剂将线性高分子链连接起来形成交联聚合物,常见的交联反应有辐射交联、热交联等。
4. 高分子材料的性能测试方法有哪些?高分子材料的性能测试方法主要包括以下几种:- 机械性能测试:包括拉伸试验、弯曲试验、冲击试验等,用于评估材料的强度、韧性等性能。
- 热性能测试:包括热变形温度测试、热膨胀系数测试等,用于评估材料的耐热性和热稳定性。
- 热分析测试:包括差示扫描量热法(DSC)、热重分析法(TGA)等,用于研究材料的热性质和热分解行为。
- 导电性能测试:包括电导率测试、电阻率测试等,用于评估材料的导电性能。
第一章1.什么是材料化学其主要特点是什么答:材料化学是有关于材料的结构、性质、制备及应用的化学。
主要特点:跨学科性,实践性。
2.材料与试剂的主要区别是什么答:试剂在使用过程中通常被消耗并转化为其他物质,而材料通常是可重复的、连续的,除了正常的消耗外,它不会不可逆地转化为其他物质。
3.观察一只灯泡,列举制造灯泡所需的材料。
4.材料按其组成和结构可以分为哪几类如果按功能和用途对材料分类,列举十种不同功能或用途的材料。
答:(1)金属材料,无机非金属材料,高分子材料,复合材料(2)导电材料、绝缘材料、生物医用材料、航天航空材料、能源材料、电子信息材料、感光材料5.简述材料化学的主要内容。
答:结构:原子和分子在不同层次彼此结合的形式、状态和空间分布。
特性:材料固有的化学、物理和力学特性。
制备:将原子和分子结合在一起,并最终将其转化为有用的产品应用。
.第二章1.原子间的结合键共有几种各自特点如何特键形成晶体的特高熔点、高强度、高硬度、低膨无饱和性、无方向性、高最系数、塑性较差、固态不导电、离子位数态离子导电高熔点、高强度、高硬度、低膨有饱和性、有方向性、低共价在熔态也不导电系数塑性较差位可以自由流动电子共有化塑性较好、有光泽、良好的导热较金属无饱和性、无方向性、配位导电性。
数高范德华键无饱和性、无方向性最弱有饱和性、有方向性氢键弱4RaaR?34??3计算体心立方及六方密堆的的堆积系数。
3.(1)体心立方33RR??/(42(43)2/3)??0.68=?bcc3a3R)/(43 n = 2单位晶胞原子数ca8?3aR2?(2)六方密堆33R?R?/36/3)6(4(4)??=?0.74hcp831RcaRaR)6(12?)?(3n=63224RaaR?24??2(3)面心立方33R??R/343/)(4)(44?74?=.0?fcc3a3R)2/4(n=4.10. ,原= gcm-3单质Mn有一种同素异构体为立方结构,其晶胞参数为,密度Mnr = 子半径,计算晶胞中有几个原子,其堆积系数为多少固溶体与溶液有何异同固溶体有几种类型11.(对固体溶液与液体溶液的共同点:均具有均一性、稳定性,均为混合物,均存在溶解性问题固态溶液称为固溶度,对液体溶液称为溶解度);均一性:溶液各处的密度、组成和性质完全一样;(1) 稳定性:温度不变,溶剂量不变时,溶质和溶剂长期不会分离;(2) (3)混合物:溶液一定是混合物。
第26课高分子材料1.了解合成高分子材料(塑料、纤维、橡胶)的性质和用途;2.了解功能高分子材料的结构特点和重要性能。
2.了解合成高分子化合物在高新技术领域的应用以及在发展经济、提高生活质量方面的贡献。
一、高分子材料的命名和分类1、命名(1)天然高分子一般有习惯使用的专有名称,如淀粉纤维素、蛋白质、RNA、DNA等。
(2)合成高分子的名称一般在单体名称前加上“聚”字,如聚乙烯、聚氯乙烯等。
由两种单体聚合成的高聚物的命名法:在缩合产物或两种单体前加“聚”,如聚对苯二甲酸乙二酯等;在两种单体名称后加上“树脂”,如脲醛树脂(由尿素与甲醛合成)等。
(3)合成橡胶的名称通常在单体名称后加上“橡胶”,如乙(烯)丙(烯)橡胶、顺丁(二烯)橡胶等。
(4)合成纤维的名称常用“纶”,如涤纶(聚对苯二甲酸乙二酯纤维)、氯纶(聚氯乙烯纤维)等。
2、分类二、通用高分子材料1、塑料1)塑料的成分:主要成分是合成树脂,如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛树脂、脲醛树脂等;辅助成分是改善塑料性能的加工助剂:为提高柔韧性加入增塑剂,为提高耐热性加入热稳定剂,为赋予它各种漂亮的颜色加入着色剂。
【名师提醒】合成树脂和塑料的关系1.树脂是指未加工处理的聚合物,没有添加各种加工助剂,而塑料是由合成树脂及各种加工助剂组成的,塑料的主要成分是合成树脂。
这两个名词有时也混用,因为有些塑料基本上是由合成树脂组成的,不含或含少量其他加工助剂,如有机玻璃、聚乙烯、聚苯乙烯等。
2.塑料的基本性能主要取决于树脂的性质,但加工助剂也起着重要作用。
2)塑料的分类(按树脂受热时的特征)(1)热塑性塑料:为线型结构,可以反复加热熔融加工,可以多次成型,多次使用,如聚乙烯、聚氯乙烯等制成的塑料。
(2)热固性塑料:为体型结构,不能加热熔融,只能一次成型,但加工成型后就不会受热熔化,如用具有不同结构的酚醛树脂等制成的塑料。
(3)判断方法;①根据溶解性判断:能溶于适当溶剂的高分子材料一般为线型结构,如聚乙烯、聚氯乙烯等;在溶剂中难溶解的高分子材料一般为体型结构,如酚醛塑料等。
1绪论Q1.总结高分子材料(塑料和橡胶)在发展过程中的标志性事件:(1)最早被应用的塑料(2)第一种人工合成树脂(3)是谁最早提出了高分子的概念(4)HDPE和PP的合成方法是谁发明的(5)是什么发现导致了近现代意义橡胶工业的诞生?1.(1)19世纪中叶,以天然纤维素为原料,经硝酸硝化樟脑丸增塑,制得了赛璐珞塑料,被用来制作台球。
(2)1907年比利时人雷奥·比克兰德应用苯酚和甲醛制备了第一种人工合成树脂—酚醛树脂(PF),俗称电木。
(3)1920年,德国化学家Dr. Hermann Staudinger首先提出了高分子的概念(4)1953年,德国K.Ziegler以TiCl4-Al(C2H5)3做引发剂,在60~90℃,0.2~1.5MPa条件下,合成了HDPE;1954年,意大利G.Natta以TiCl3-AlEt3做引发剂,合成了等规聚丙烯。
两人因此获得了诺贝尔奖。
(5)1839年美国人Goodyear发明了橡胶的硫化,1826年英国人汉考克发明了双辊开炼机,这两项发明使橡胶的应用得到了突破性的进展,奠定了现代橡胶加工业的基础。
Q2.树脂、通用塑料、工程塑料的定义。
化工辞典中的树脂定义:为半固态、固态或假固态的不定型有机物质,一般是高分子物质,透明或不透明。
无固定熔点,有软化点和熔融范围,在应力作用下有流动趋向。
受热、变软并渐渐熔化,熔化时发粘,不导电,大多不溶于水,可溶于有机溶剂如乙醇、乙醚等,根据来源可分成天然树脂、合成树脂、人造树脂,根据受热后的饿性能变化可分成热定型树脂、热固性树脂,此外还可根据溶解度分成水溶性树脂、醇溶性树脂、油溶性树脂。
通用塑料:按塑料的使用范围和用途分类,具有产量大、用途广、价格低、性能一般的特点,主要用于非结构材料。
常见的有聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)。
工程塑料:具有较高的力学性能,能够经受较宽的温度变化范围和较苛刻的环境条件,并在此条件下长时间使用的塑料,可作为结构材料。
等规聚丙烯(手性碳原了构型相同)间规聚丙烯(手性碳原子相间排列)无规聚丙烯(手性碳原子呈无规排列)高分子材料习题(答案):1、 何谓重夏单元、结构单元、单体和聚合度?答:聚合物中化学组成相同的最小单位称为重复单元。
构成高分了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。
能形成高分了 •化合物中结构单元的低分子化合物称为单体。
高分子链中重复单元的重复次数称为聚合度。
2、 什么叫等规(全同立构)、间规(间同立构)和无规聚合物?试举例说明。
答:聚合物分了链由相同构型链节(R 、S 或1 ■构型、d.构型)连接而成的聚合物称为等规 (或称全同立构)聚合物。
聚合物分了链由R 、S 链节交替联接而成的聚合物称间规或称问 同立构聚合物。
聚合物分了链中R 和S 呈无规排列的聚合物称无规聚合物。
以聚丙烯为例CH 3CH 3CH 3CH 3NL/YCH2—c-—CH 2一c-—CH 2一c-—CH 2一H H H H CH 3HCH 3HEXCH2—C ——CH 2一C —CH 2一C ——CH 2一CE\H CH 3HCH 3CH3CH 3HCH 3EVCH2—C —CH 2一C —CH 2一C —CH 2一C^vvxHHCH3H3、聚合物的平均分了量有儿种表示方法,写出其数学表达式。
答:(1)数均分子量=£瓦州(2)重均分子量ZW i M j以上两式中N、Wj、Mi分别代表体系中i聚体的分了数、质量和相对分了质量。
£Nj、£Wj 和EMj 分别代表对相对分了质量不等的所有分了,从i 等于1到无穷的总和,瓦.和%分别代表i聚体的分了分率和质量分率。
(3)黏均分子量 M n :/靠)J ZT 严或虹出心(4)Z均分子量 —ZZ,M. £NjM? M ■ — — ~- ZZ, £NjM 2i式中,a是高分了稀溶液特性黏度一相对分了质量关系式中的指数,一般为0.5D.9.4、写出下列单体的聚合反应式,以及单体、聚合物名称 a 、CH°=CHF b 、CH 2=C(CH 3)2c 、HO(CH 2)5COOH d、 CH 2CH 2CH 2Oe 、NH 2(CH 2)6NH 2 4- HOOC(CH 2)4COOH答: a 、 CH 2=CHFn CH 2=CHF --------------------- ► ----------- C H 2—CH ---------」n F氟乙烯聚氟乙烯b 、 CH 2=C(CH 3)2 n CH 2=C(CH 3)2CH 3CH ?一C ----------nCH 3异丁烯 聚异丁烯C 、 HO(CH 2)5COOHn HO(CH 2)5COOH聚己内酯cb ■舞基己1,3 •环氧丙烷H ——NH(CH 2)6NHCO(CH 2)4CHO+ (2n-l) H 2O己二胺+己二酸-=13500-146 =118113聚氧杂环丙烷e 、 NH 2(CH 2)6NH 2 + HOOC(CH 2)4COOH n NH 2(CH 2)6NH 2 + n HOOC(CH 2)4COOH聚己二酰己二胺5、生产尼龙・66,想获得数均分子量为13500的产品,采用己二酸过量的办法,若使反应程度P 达到0.994,试求己二胺和己二酸的配料比。
材料化学课后习题答案P42:四(1)(2)(3)P69:二、三(1)(2)P90 : 5P133:二、三(1)(2)P199:一、二P222:二、三(1)P236:一、二专业:应用化学14-1学号:20142008姓名:丁大林第二章 化学基础知识一.填空题1.热力学第三定律的具体表述为 纯物质完美晶体在0 K 时的熵值为零 ,数学表达式为S*(完美晶体,0 K)=0 J ⋅K -1 。
2.麦克斯韦关系式为 pS T V p S ⎛⎫∂∂⎛⎫= ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭ 、 S V T p V S ∂∂⎛⎫⎛⎫=- ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭ 、T V S p V T ∂∂⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭ 、p TS V p T ⎛⎫∂∂⎛⎫=- ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭ 。
3.偏摩尔吉布斯函数又称化学势,定义为 ,,CB B B T p n G G n μ⎛⎫∂== ⎪∂⎝⎭ 。
4.理想稀溶液存在依数性质,即溶剂的蒸气压下降 、凝固点降低 、沸点升高 、渗透压的量值均与溶液中溶质的数量有关,而与溶质的种类无关。
5.人们将存在于两相间厚度为几个分子大小的薄层称为界面层,简称界面,有液-气、固-气、固-液、液-液、固-固界面,通常把固-气界面、 液-气界面称为表面。
6.表面张力一般随温度和压力的增加而降低,且σ金属键 >σ离子键 >σ极性共价键 >σ非极性共价键。
7.按照氧化态、还原态物质的状态不同,一般将电极分成第一类电极(金属电极、气体电极) 、第二类电极(金属-难溶盐电极) 、氧化还原电极 三类。
8.相律是描述相平衡系统中 自由度 、组分数 、相数 之间关系的法则。
其有多种形式,其中最基本的是吉布斯相律,其通式为 f =c -p +2 。
二.名词解释1.拉乌尔定律:气液平衡时稀溶液中溶剂A 在气相中的蒸气压p A 等于同一温度下该纯溶剂的饱和蒸气压p A *与溶液中溶剂的摩尔分数x A 的乘积,该定律称为拉乌尔定律。
第八章高分子材料Chapter 8 Polymer1.名词解释Explain the following concepts.1)高聚物: 一般是指分子量在1500以上,分子长度超过 5 nm的有机大分子材料。
Polymer: generally refers to organic macromolecules with molecular weight more than 1500, and the length of molecule is more than 5 nm.2)低聚物: 又叫寡聚物或齐聚物。
一般是指分子量在1500以下,分子长度不超过5纳米,重复单元数只有几个到十几个的聚合物。
oligomer: generally refers to the molecules consists of a few monomer units, with molecular weight below 1500, and the molecular length is not more than 5 nm.3)聚合度: 指聚合物大分子中重复结构单元的数目,亦称链节数,用n表示。
) degree ofpolymerization: the number of repeating structural units in the macromolecules, also known as the number of links, denoted as n.4)热固性:指高分子材料在加热时不能软化和反复塑制,也不在溶剂中溶解的性能。
Thermosetting property: refers to the performance of polymer materials that can not soften when heated, be treated repeatedly, and dissolve in solvents.5)热塑性: 指高分子材料加工固化冷却以后,再次加热仍可反复加工成型的性质。
Thermoplasticity: property of polymers that can be processed repeatedly when heated after they were curing and cooling.6)等规立构:指高分子侧链上取代基全部处在主链平面一侧或高分子全部由一种旋光异构单元键接而成的高分子结构。
Isotactic: refers to the structure that side chain substituents lie in one side of the main chain of polymer, or the polymer consists of one optical isomers units.7)间规立构: 是指取代基交替地处于平面两侧或者由两种旋光异构单元交替键接而成的高分子结构。
Syndiotactic: substituents lie alternately on both sides of the main chain, or the polymer consists of two optical isomers units alternately.8)光刻胶: 又叫光致刻蚀剂,指当受到光照后即发生交联或分解反应,溶解性发生改变的一种聚合物光子材料。
photoresist: also known as light-induced etching agent, refers to a kind of photonic materials that occur cross-linking or decomposition reaction which results in a change of solubility when they were illuminated by light.9)光引发剂: 是指在紫外光区间(250~450nm)或可见光区间(400~800nm)有一定吸光能力,吸收光能后,分子从基态跃迁到活泼的激发态,经历单分子或双分子化学作用后,产生能够引发单体聚合的活性碎片,可以是自由基、阳离子、阴离子或离子自由基。
photoinitiator: refers to agents that can absorb UV light (250 ~ 450 nm) or visible light (400 ~ 800 nm), and molecules transfer form ground state to the excited states, experience a single molecule or bimolecular chemical reaction and produce free radical, cationic, anionic or ionic radical that can induce monomer to polymerize..2.聚合物的分子量概念如何理解?一般有多少种平均分子量?它们的大小关系如何? Howto understand the concept of molecular weight of polymer? How many average molecular weights are included ? How is the relationship of them?答:聚合物的分子量大,具有多分散性的特点。
大多数聚合物的分子量都有一定的分布,是分子量不等的同系物的混合物,其分子量只是一个平均值,只有统计意义。
一般有四种平均分子量,数均分子量、重均分子量、粘均分子量和z均分子量。
其大小关系为。
The molecular weight of polymer has characteristics of large and polydispersity. Most of polymers’ molecular weight have a certain distribution, they are mixture of homologues with different molecule weights, so the molecular weight is only an average results, it is only of statistical significance.Generally, there are four average molecular weights, number-average molecular weight ,weight-average molecular weight , viscosity-average molecular weight and z-averagemolecular weight . Their relationship is shown as .3.聚合物分子量的多分散性含义是什么?通常如何表达分子量多分散性?, What is themeaning of polydispersity of polymer’s molecular weight? Generally, how to express the molecular weight polydispersity?答:聚合物分子量的多分散性的含义是指聚合物的分子量都有一定的分布,其中最大和最小的分子占少数,中间大小的分子占多数。
聚合物中高分子大小的多分散性是用分子量分布的宽窄来表示,分子量分布宽表示分子大小很不均一。
采用凝胶色谱分析,可以同时获得和,以及分子量的分布DP=/, DP 为多分散系数或分散度,一般为1.5~3。
The polydispersity of polymer’s molecular weight has a certain distribution, majority of them are middle-sized molecules, minority of them are the largest and the smallest molecules. The polydispersity is represented with the wideth of molecular weight distribution, the wider the distribution, the more inhomogeneous the molecular weight. Analysis using gel permeationchromatography can obtain and , as well as the molecular weight distribution DP, DP =/, which stands for dispersion coefficient, is generally 1.5 to 3.4.合成高分子材料主要分为哪三类?各举一例说明结构和其性能特征。
are divided intowhich three categories are included in synthetic polymer materials? Give one example to explain its structure and performance.答:合成高分子材料主要有塑料、橡胶和合成纤维。
塑料:是指在一定条件下(加热加压),可塑成形,而在室温条件下能保持固定形状的有机高分子材料。
如聚乙烯塑料、聚丙烯塑料、酚醛树脂塑料等。
其结构一般为线型和支链型。
其特点为透光性好、绝缘性好、质软、化学稳定性好、耐热性差等。
橡胶:一般具有交联网状结构。
具有高弹性、绝缘性、气密性、耐油、耐低温等性能。
如丁苯橡胶、顺丁橡胶。
合成纤维:由有机高分子化合物组成,其分子内部结构是线型的链,比较直,支链比较少,链的排列比较整齐,材料富有柔性和弹性。
Plastics, rubber and synthetic fibers are three kinds of synthetic polymer materials.Plastic: refers to polymers that can be shaped and cured under certain conditions (heat and pressure), and can maintain the fixed shape at room temperature, such as polyethylene plastic, polypropylene plastic, and phenolic resin plastic. Generally, their structure are linear and branched-chain type. They have characteristics of good light transmittance and insulation, soft, good chemical stability and bad heat resistance.Rubber: Generally they have cross-linked structure, with high flexibility, insulation, air tightness, oil resistance, and low temperature performance, such as styrene butadiene rubber and polybutadiene rubber.Synthetic fibers: consists of organic polymers, with many linear and straight chains and few branched chain, the chains arrange orderly, and the materials is flexible and elastic..5.简述叠氮基感光材料光反应特点。