高分子溶液习题
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高分子物理习题集-答案适用:高分子专业班级第二章 高分子溶液4.什么是Θ温度?如何测定Θ温度?若温度高于、等于和低于Θ温度时,试分别讨论高分子溶液的热力学性质及高分子在溶液中的形态。
答:(1)当112χ→时,高分子溶液可以视为理想溶液,Flory 导出()112-=-1-T θχκφ当T θ→时,112χ→,此时的温度称为Θ温度。
(0.4)(2)测定Θ温度的方法有:渗透压法和外推法。
(0.3)(3)当T >θ时,1E μ∆<0.说明高分子溶液比理想溶液更倾向于溶解,也就是说,高分子链在T >θ时的溶液中由于溶剂化作用而扩张。
T=θ时, 1E μ∆=0。
即高分子溶液符合理想溶液的规律,高分子链此时是溶解的,但是链不溶胀也不紧缩。
T <θ时,1E μ∆>0,。
链会紧缩,溶液发生沉淀。
(0.3)6.在室温下,有无溶剂可以使下列各高聚物溶解?为什么?A .聚乙烯B .聚丙烯C .聚丙烯腈D .聚酰胺(尼龙-6)E .聚苯乙烯F .PMMAG .聚对苯二甲酸乙二酯H .硫化橡胶I .固化的环氧树脂 答:A .聚乙烯,结晶聚合物,非极性,在室温下无溶剂可溶B .聚丙烯,同上C .聚丙烯腈,极性结晶高聚物,室温下可溶于极性溶剂D .聚酰胺(尼龙-6),结晶聚合物,极性,在室温下有溶剂可溶E .聚苯乙烯,非晶聚合物,非极性,在室温下有溶剂可溶F .PMMA ,极性非晶聚合物,分子堆砌松散,室温下可溶于极性溶剂G .聚对苯二甲酸乙二酯,同DH .硫化橡胶,分子间交联,无溶剂可溶,可溶胀I .固化的环氧树脂,同H7、35℃时,环己烷为聚苯乙烯(无规立构)的θ溶剂。
现将300mg 聚苯乙烯(ρ=1.05 g/cm 3,Mn=1.5×105)于35℃溶于150ml 环己烷中,试计算:(1)第二维利系数A2;(2)溶液的渗透压。
答:(1)θ溶液,所以A2=0(2)θ溶液中1RT C M∏=,所以 33353008.314(/)30810(/)15034.2/34.21.510/J K mol K g m C RT J m Pa M g mol⎛⎫⨯⨯⨯ ⎪⎝⎭∏====⨯ (1J=1N .m )8、 解释产生下列现象的原因:(1)聚四氟乙烯至今找不到合适的溶剂.(2)硝化纤维素难溶于乙醇或乙醚,却溶于乙醇和乙醚的混合溶剂中.(3)纤维素不能溶于水,却能溶于铜铵溶液中.(1)原因有二,一是其2/13)/cal (6.2cm =δ,很难找到δ这么小的溶剂;二是其熔点高达327℃,熔点以上体系具有高黏度,对于非极性结晶性高分子要求升温到接近熔点,没有适当溶剂既能δ相近又能有高沸点。
第3章高分子的溶液性质1.高分子的溶解过程与小分子相比,有什么不同?答:高分子与溶剂分子的尺寸相差悬殊,两者运动分子运动速度差别很大,溶剂分子能比较快的渗透进入高聚物,而高分子向溶剂的扩散却非常慢。
(1)聚合物的溶解过程要经过两个阶段,先是溶剂分子渗入聚合物内部,使聚合物体积膨胀,称为溶胀;然后才是高分子均匀分散在溶剂中,形成完全溶解的分子分散的均相体系。
对于交联的聚合物,在与溶剂接触时也会发生溶胀,但因有交联的化学键束缚,不能再进一步使交联的分子拆散,只能停留在溶胀阶段,不会溶解。
(2)溶解度与聚合物分子量有关,分子量越大,溶解度越大。
对交联聚合物来说,交联度大的溶胀度小,交联度小的溶胀度大。
(3)非晶态聚合物的分子堆砌比较松散,分子间的相互作用较弱,因此溶剂分子比较容易渗入聚合物内部使之溶胀和溶解。
晶态聚合物由于分子排列规整,堆砌紧密,分子间相互作用力很强,以致溶剂分子渗入聚合物内部非常困难,因此晶态化合物的溶解比非晶态聚合物要困难得多。
(4)对于非极性聚合物与溶剂的相互混合,溶解过程一般是吸热的,故只有在升高温度或减小混合热才能使体系自发溶解。
恒温恒压时,混合热可表示:可见二者的溶度参数δ1,δ2越接近,ΔH M越小,越能相互溶解。
对于极性聚合物与溶剂的相互混合,由于高分子与溶剂分子的强烈相互作用,溶解时放热,使体系的自由能降低,溶解过程能自发进行。
而溶解时,不但要求聚合物与溶剂的溶度参数中非极性部分相近,还要求极性部分也相近,才能溶解。
(5)结晶性非极性聚合物的溶解分为两个过程:其一是结晶部分的熔融,其二是高分子与溶剂的混合。
结晶性极性聚合物,若能与溶剂形成氢键,即使温度很低也能溶解。
2.什么是高分子的“理想溶液”?它应符合哪些条件?答:高分子溶液的化学位由理想部分和非理想部分组成,对于高分子溶液即使浓度很稀也不能看作是理想溶液,但是可以通过选择溶剂和温度来满足10Eμ∆=的条件,使高分子溶液符合理想溶液的条件,称其为θ条件,这时的相互作用参数χ=1/2。
1.单体:带有某种官能团并具有聚合能力的低分子化合物,或能参与聚合反应并形成分子链中结构单元的低分子化合物。
2.重复单元:分子链上由化学键重复连接而成的化学结构相同的最小单元。
3.聚合度:平均每个分子链上具有的结构单元的数目。
4.官能团等活性:在一定聚合度范围内,官能团活性与聚合物分子量大小无关。
5.凝胶点:开始出现凝胶瞬间的临界反应程度。
6.反应程度:参与反应的基团数占起始基团的分数。
7.阳离子聚合机理:快引发,快增长,易转移,难终止8.阴离子聚合机理:快引发,慢增长,无终止9.配位聚合反应:高度立体规整性10.构型:分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。
11.构象:由于单键的内旋转而产生的分子中原子在空间位置上的变化。
12.链柔性:高分子链能够改变其构象的性质。
13.内聚能密度:单位体积的内聚能。
内聚能是将1mol的液体或固体分子气化所需要的能量。
14.均方末端距:分子链首尾端之间直线距离平方后的平均值。
15.结晶度:聚合物中结晶部分的重量或体积对全体重量或体积的百分数。
16.取向:聚合物受到外力作用后,分子链和链段沿外力作用方向的择优排列。
17.玻璃化转变:玻璃态和高弹态之间的转变。
18.黏流转变:高弹态和黏流态之间的转变。
19.松弛过程:在一定的温度和外场作用下,聚合物从一种平衡态通过分子运动过渡到另一种与外界条件相适应的平衡态总是需要时间的现象。
20.假塑性流体:低剪切速率下的流动行为符合牛顿流体行为,但随着剪切速率增大,黏度降低。
1.由己二元酸和己二胺等物质的量合成尼龙66,已知聚合反应的平衡常数K=432,如果要合成聚合度在200的缩聚物,据算反应体系中的水含量应该控制为多少Nw=K/X n 2=432/40000=0.0108mol/L2.计算等物质的量的对苯二甲酸和乙二醇反应,在下列反应程度时的平均聚合度和相对分子质量:(1)0.500;(2)0.800;(3)0.900;(4)0.950;(5)0.995Xn=1/(1--P),Mn=Mo×Xn,Mo=1923.在w-氨基己酸进行缩聚反应时,如在体系中加入0.2%(摩尔分数)的醋酸,求当反应程度P分别达到0.950,0.980,0.990时的平均聚合度和平均分子量Xn=(1+r)/(1+r-2rp),r=Na/(Na+Nc)=0.998,Mo=107,Mn=Mo* Xn5.氯乙烯:能进行自由基聚合,CL的诱导效应为吸电性,共轭效应为供电性,两者相抵,电子效应微弱,只能进行自由基聚合。
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。
高分子物理练习题(含答案)一、单选题(共70题,每题1分,共70分)1、聚合物的导电性随温度升高而()。
A、降低B、升高C、保持不变正确答案:B2、以下使Tg增加的因素哪个不正确。
()A、压力增加B、主链杂原子密度增加C、主链芳环增加正确答案:B3、要使熔融纺丝时不易断裂,应选用的原料为()。
A、相对分子质量分布较宽B、相对分子质量较高C、相对分子质量较低正确答案:B4、“大分子链结构单元的键接顺序不同所引起的异构体。
”是下列选项中哪一个名词的解释。
()A、次级松弛B、键接异构C、脆性断裂D、增塑作用正确答案:B5、结晶型聚合物的结晶温度范围是()。
A、Tg~TmB、Tg~TdC、Tm~TdD、Tb~Tg正确答案:A6、以下哪个专业术语是“internal plasticization”的中文解释。
()A、增塑剂B、增塑作用C、内增塑作用D、外增塑作用正确答案:C7、根据时温等效原理,将曲线从高温移至低温,则曲线应在时间轴上( )。
A、左B、右C、上D、下正确答案:B8、以下哪个专业术语是“DTA”的中文解释。
()A、次价力B、单晶C、差热分析D、胆甾型正确答案:C9、在注射成型中能最有效改善聚甲醛熔体流动性的方法是()。
A、提高加工温度B、增大分子量C、提高注射速率正确答案:C10、在什么温度下高分子线团较大。
()A、大于θ温度B、小于θ温度C、θ温度正确答案:A11、蠕变与应力松弛速度()。
A、随温度升高而增大B、随温度升高而减小C、与温度无关正确答案:A12、以下哪个专业术语是“anti-aging agent”的中文解释。
()A、交联剂B、降解反应C、防老剂D、抗氧剂正确答案:C13、高聚物在成型加工过程中经缓慢冷却后得到的产品具有( )。
A、脆性B、刚性C、柔韧性D、弹性正确答案:A14、下列方法可以提高聚合物的拉伸强度的是( )。
A、提高支化度B、橡胶共混C、加入增塑剂D、提高结晶度正确答案:D15、以下哪个专业术语是“orientation force”的中文解释。
第3章高分子溶液一、思考题1.与高分子稀溶液相比,高聚物的浓溶液有何特性?2.为高聚物选择溶剂时可采用哪几个原则?对某一具体高分子—溶剂体系,这几个原则都适用吗?3.非晶态高聚物溶解与结晶高聚物溶解有何特点?为何说结晶高聚物比非晶高聚物的抗溶剂性好?结晶高聚物分别为极性和非极性时溶解机理有何不同?4.什么叫高分子的θ溶液,它与理想溶液有何区别?5.什么是溶剂化?结晶度、交联度和对聚合物的溶解度有怎样的影响?6.高分子溶液晶格模型与小分子溶液晶格模型有何不同?写出Flory-Huggins 理论中M S ∆、M H ∆、M G ∆的表达式,该理论的假设有哪些不合理之处?Huggins 参数的物理意义是什么?7.何谓高聚物的溶胀比?如何测定它的数值?它与交联高聚物的网链平均分子量有何关系?8.增塑剂对高聚物的增塑机理有哪两种较极端的情况?实际高聚物中的增塑机理如何?9.什么是凝胶和冻胶?它们的结构区别是什么?何者能被加热溶解?二、选择题1.下列哪个溶剂是θ溶剂? ( ) ①1χ=0.1 ② 1χ=0.5 ③ 1χ=0.92.以下哪种溶剂是良溶剂? ( ) ①1χ=1 ② 2A =1 ③α=13.对于给定相对分子质量的某一聚合物,在何时溶液黏度最大? ( ) ①线型分子链溶于良溶剂中②支化分子链溶于良溶剂中③线型分子链溶于不良溶剂中4.高分子良溶液的超额化学位变化 ( ) ①小于零 ②等于零 ③ 大于零13.PVC 的沉淀剂是 ( ) ①环已酮 ② 氯仿 ③四氢呋喃5.在高分子—良溶剂的稀溶液中,第二维利系数是 ( ) ①负数 ②正数 ③零6.对于Flory-Huggins 的高分子溶液似晶格模型,符合其假定的是 ( ) ①V ∆=0 ② H ∆=0 ③ S ∆=07.将高聚物在一定条件下(θ溶剂、θ温度)配成θ溶液,此时 ( ) ①大分子之间作用力=小分子之间作用力=大分子与小分子之间作用力 ②大分子之间作用力>大分子与小分子之间作用力③大分子之间作用力<大分子与小分子之间作用力8.对非极性高聚物,选择溶剂应采用哪一原则较为合适? ( ) ①极性相似原则 ②溶剂化原则 ③溶度参数相近原则9.对极性高聚物,选择溶剂应采用哪一原则较为合适? ( ) ①极性相似原则 ② 溶剂化原则 ③ 溶度参数相近原则三、判断题(正确的划“√”,错误的划“×”)1.高分子的θ溶剂是其良溶剂。
第十三章胶体与大分子溶液练习题一、判断题:1.溶胶在热力学和动力学上都是稳定系统。
2.溶胶与真溶液一样是均相系统。
3.能产生丁达尔效应的分散系统是溶胶。
4.通过超显微镜可以看到胶体粒子的形状和大小。
5.ζ电位的绝对值总是大于热力学电位φ的绝对值.6.加入电解质可以使胶体稳定,加入电解质也可以使肢体聚沉;二者是矛盾的。
7.晴朗的天空是蓝色,是白色太阳光被大气散射的结果。
8.旋光仪除了用黄光外,也可以用蓝光。
9.大分子溶液与溶胶一样是多相不稳定体系。
10.将大分子电解质NaR的水溶液与纯水用半透膜隔开,达到Donnan平衡后,膜外水的pH值将大于7。
二、单选题:1.雾属于分散体系,其分散介质是:(A) 液体; (B) 气体;(C) 固体; (D) 气体或固体。
2.将高分子溶液作为胶体体系来研究,因为它:(A) 是多相体系;(B) 热力学不稳定体系;(C) 对电解质很敏感;(D) 粒子大小在胶体范围内。
3.溶胶的基本特性之一是:(A) 热力学上和动力学上皆属于稳定体系;(B) 热力学上和动力学上皆属不稳定体系;(C) 热力学上不稳定而动力学上稳定体系;(D) 热力学上稳定而动力学上不稳定体系。
4.溶胶与大分子溶液的区别主要在于:(A) 粒子大小不同;(B) 渗透压不同;(C) 丁铎尔效应的强弱不同;(D) 相状态和热力学稳定性不同。
5.大分子溶液和普通小分子非电解质溶液的主要区分是大分子溶液的:(A) 渗透压大;(B) 丁铎尔效应显著;(C) 不能透过半透膜;(D) 对电解质敏感。
6.以下说法中正确的是:(A) 溶胶在热力学和动力学上都是稳定系统;(B) 溶胶与真溶液一样是均相系统;(C) 能产生丁达尔效应的分散系统是溶胶;(D) 通过超显微镜也不能看到胶体粒子的形状和大小。
7.对由各种方法制备的溶胶进行半透膜渗析或电渗析的目的是:(A)(A)除去杂质,提高纯度;(B)(B)除去小胶粒,提高均匀性;(C)(C)除去过多的电解质离子,提高稳定性;(D) 除去过多的溶剂,提高浓度。
第十四章高分子溶液14.1 本章学习要求1 了解高分子化合物的相对分子质量的表示方法、计算及实验测定。
2 了解溶液中高分子的特性、高分子的溶解过程及影响因素、高分子溶解过程的热力学。
3 掌握高分子溶液与溶胶、小分子真溶液的异同点。
4 掌握高分子溶液的渗透压、粘度、光散射、超速离心沉降等特性及其应用。
5 了解高分子电解质溶液的性质及其应用。
6 了解高分子对溶胶稳定性的影响。
7 了解高分子物质的降解方式及其原理。
14.2 内容概要14.2.1 高分子化合物的均相对分子质量高分子化合物通常为相对分子质量大小不等的高分子混合体。
高分子化合物的相对分子质量用均相对分子质量(molecular mass averages)来表示。
高分子化合物的均相对分子质量为组成该物质的各高分子级分相对分子质量的统计平均值,不同的实验测定方法代表不同的统计平均结果,所得均相对分子质量的数值和含义亦不相同。
常用的均相对分子质量有以下几种:1.数均相对分子质量式中x B是相对分子质量为M B的级分的物质的量分数。
渗透压等依数性测定方法测定的均相对分子质量为数均相对分子质量(melecular mass of the number average)。
2.质均相对分子质量光散射法等测定的均相对分子质量为质均相对分子质量(melecular mass of the mass average)。
3.粘均相对分子质量式中α=0.5~1.0,为经验常数。
粘度法测定的均相对分子质量为粘均相对分子质量(melecular mass of the viscosity average)。
4.Z均相对分子质量超速离心沉降平衡法测得的均相对分子质量为Z均相对分子质量(molecular mass of the Z-average)。
对多分散的高分子化合物,其均相对分子质量的数值:。
各种均相对分子质量的数值相差愈大,说明其相对分子质量分布愈宽。
5.高分子化合物的相对分子质量分布宽度指数D高分子化合物相对分子质量分布状况用分布宽度指数(the parameter of the breadth of the distribution)D值表示。
高分子物理习题库(含答案)一、单选题(共50题,每题1分,共50分)1、普通高分子的特性黏数随溶液浓度的增大而()A、不变B、增大C、降低D、不确定正确答案:A2、聚乙烯的典型晶片的厚度约为12.5 nm,那么分子链垂直穿过晶片时碳原子的数目为( )(假定C—C键长为0.154 nm,键角为θ=109.5°)A、10B、100C、200正确答案:B3、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:A4、Maxwell模型可以用来描述()A、蠕变过程B、线形高聚物的应力松弛过程C、交联高聚物的应力松弛过程正确答案:B5、当高聚物的相对分子质量足够大时。
高聚物的黏流活化能随相对分子质量增大而( )A、减小B、先增大后减小C、增大D、保持不变正确答案:D6、已知含有成核剂的聚丙烯在等温结晶时生成球晶,则其Avrami指数为A、2B、3C、4正确答案:B7、退火使结晶度A、增加B、减小C、不变正确答案:A8、HDPE的结晶度比LDPEA、高B、低C、相等正确答案:A9、淬火使结晶度A、增加B、减小C、不变正确答案:B10、理想溶液形成过程中体积变化△VM 为( )A、不确定B、△VM<0C、△VM =0D、△VM>0正确答案:C11、等规度是指高聚物中A、顺反异构体的百分数B、全同立构的百分数C、间同立构的百分数D、全同和间同立构的总的百分数正确答案:D12、在恒温、恒压下,溶解过程自发进行的必要条件是()。
A、不确定B、△Gm<0C、△Gm=0D、△Gm>0正确答案:B13、拉伸使聚合物的结晶度( )。
A、增大B、减小C、不变正确答案:A14、聚合物的相对分子质量具有A、单分散性B、单一性C、多分散性正确答案:C15、杨氏模量的单位是( )。
A、NB、N/m²C、比例常数,没单位正确答案:B16、下列有关高分子结构的叙述不正确的是A、高分子链具有一定的内旋转自由度B、结晶性的高分子中不存在非晶态C、高分子是一系列同系物的混合物D、高分子是由许多结构单元组成的正确答案:B17、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:C18、凝胶色谱柱内载体的粒间体积愈大,其扩展效应(A、没影响B、愈大C、不确定D、愈小正确答案:B19、高分子溶液的黏数(比浓黏度)随溶液浓度的增大而()A、降低B、不确定C、不变D、增大正确答案:D20、聚合物与溶剂间的相互作用参数越小,则溶胀度越( )。
第一章 高分子链的结构1.解释名词、概念等效自由连接链 均方末端距. 链段 均方旋转半径 构象 构型2.已知两种聚合物都是PE ,如何鉴别哪一种是HDPE ,哪一种是LDPE ?举出三种方法并说明其依据。
3.某聚α-烯烃的平均聚合度为500,均方末端距为625 nm2,求:(1)表征大分子链旋转受阻的刚性因子ζ。
(2)作为大分子独立运动的单元—链段长b 。
(3)一个大分子含有的链段数Z 。
(4)每个链段中结构单元的数目。
4.假定PP 的平均聚合度为2000,键长为 1.54Å,键角为109.5º,θ溶剂中2520101.1A ⨯=h ,求等效自由连接链的链段长b 。
5.写出聚异戊二烯德各种可能构型(不包含键接异构)。
6.什么叫做链的构型?全同立构聚丙烯能否通过化学键(C-C 单键)内旋转把〝全同〞变为〝间同〞,为什么?7.天然橡胶和古塔玻胶在结构上有何不同? 画出示性结构式。
8. 欲使某自由连接链(单烯类)均方末端距增加10倍,试问其聚合度必须增加多少倍?9.大分子链柔顺性最根本的原因是什么?表征高分子链柔顺性的物理参数有哪些?它们是如何定义的?① 11. PE 、PS ②PP 、PAN 、PVC ③PP 、PIB (聚异丁烯)④PE 与顺1,4聚丁二烯 ⑤聚己二酸乙二醇酯 聚丙烯(全同) 聚二甲基硅氧烷10 假定PP 于30℃甲苯溶液中,测得无扰尺寸(h 02/M )=8.35×10-4nm, ζ=(h 02/h fr 2)½=1.76,试求:(1)此聚丙烯的等效自由取向链的链段长。
(2)当聚合度为1000时的链段数。
第二章高分子聚集态结构第二章习题1.晶态高聚物的结构模型有哪些?其主要内容是什么?2.已知聚乙烯为斜方晶系,它的晶格常数分别为a=0.738nm,b=0.495nm,c=0.254nm.试解答如下问题:(1)推算斜方晶系PE的分子结构(构象)(2)已知样品的密度ρ=0.97g/cm3,试求单晶格中所含分子链的链节数目。
高分子物理练习题含参考答案一、单选题(共81题,每题1分,共81分)1.以下哪个专业术语是“Craze”的中文解释。
()A、银纹B、银纹化C、银纹质(体)D、模量正确答案:A2.纤维与塑料、橡胶相比()。
A、内聚能密度较小B、相对分子质量较大C、强度较大正确答案:C3.结晶型聚合物的结晶温度范围是()。
A、Tb~TgB、Tg~TmC、Tg~TdD、Tm~Td正确答案:B4.以下哪个专业术语是“Poisson’sratio”的中文解释。
()A、玻璃态B、脆化温度C、泊松比D、强度正确答案:C5.下列哪个过程的熵变增加。
()A、橡胶拉伸B、结晶熔化C、交联正确答案:B6.结晶度增加,以下哪种性能增加。
()A、冲击强度B、抗张强度C、透明性正确答案:B7.“在一定的应力的作用下,形变随时间而发展的现象。
”是下列选项中哪一个名词的解释。
()A、蠕变B、零切黏度C、应变D、高聚物正确答案:A8.分别将下列高聚物熔体在冰水中淬火,所得固体试样中透明度最高的是()。
A、PSB、全同立构聚丙烯C、聚乙烯D、聚对苯二甲酸丁二醇酯正确答案:A9.以下哪个专业术语是“mesogenicunit”的中文解释。
()A、液晶基元B、溶致性液晶C、热致液晶D、液晶正确答案:A10.以下哪个专业术语是“oxidativedegradationreaction”的中文解释。
()A、降解反应B、光降解C、解聚反应D、氧化降解反应正确答案:D11.以下哪个专业术语是“aggregatedstructure”的中文解释。
()A、相态B、聚集态C、聚集态结构D、化学键正确答案:C12.聚乙烯无规线团的极限特征比为()。
A、2B、1C、6.76正确答案:C13.以下对聚合物Tg的影响因素中,不能使Tg增加的是()。
A、极性侧基密度增加B、主链杂原子密度增加C、压力增加D、主链芳环密度增加正确答案:B14.“联系起两银文面的束状或高度取向的聚合物。
一.选择1.用于分级的高分子溶液应选择( )A.θ溶液B.稀溶液C.浓溶液D.理想溶液2.高分子-溶剂体系的x1为时,稀溶液中的高分子()A.沉淀析出 B.处于无扰状态 C.没有沉淀析出 D.无法预测3.下列高聚物中,哪些在室温下可以溶解()A.尼龙—66 B.涤纶 C.高密度PE D.聚醋酸乙烯酯4.下列参数中,哪些可作为选择溶剂的依据()A.均方末端距 B.模量E和模量G C.溶度参数δD.相互作用参数x1 E.第二维利系数A2 F.特性粘度5.在良溶剂中,线型聚合物能够()交联聚合物不能溶解,只能()A.溶解 B.溶胀6.通常非极性的结晶聚合的在(加热)下溶解,而非晶态聚合物的溶解对(温度)要求不高。
A.加热 B.温度 C.降温 D.压力7.欲用乙醚(δ=)和乙腈(δ=)溶解氯醋共聚物(δ=),最佳比乙醚占(B)%、乙腈占()%。
A. B. A. B.8.下列在室温下有溶剂的高聚物是()A.PE B.PA-66 C.PS D.PMMA E.硫化橡胶 F.PP G.酚醛塑料 H.定向聚合PS I.聚乙酸乙烯酯9.下列在室温下无溶剂的高聚物是()A.PE B.PA-66 C.PS D.PMMA E.硫化橡胶 F.PP G.酚醛塑料 H .定向聚合PS I .聚乙酸乙烯酯10.反映高分子在溶液中形态的参数有( )A .212,,,,x A a αhB .11.选择溶剂的原则是( )A .相似相溶观则B .内聚内密度或溶度δ C.相似规则溶剂化规则12.交联高聚物交联点间的平均分子量C M -越大,则交联度( )溶胀度( )A .小B .大δ C.相等13.高分子一溶剂体系的x 1为时,稀溶液中的高分子( )A .沉淀析出B .处于无扰状态C .没有沉淀析出D .无法预测二、计算题1. 磷酸-苯酯(δ1=)是聚氯乙烯(δ=)的增塑剂,为了加强它们之间的相溶性,需加入一种稀释剂((3.16'1=δ,分子量为350),求其加入的最佳量。
1、高聚物结构包括 高分子的链结构 和高分子的聚集态结构,高分子的聚集态结构又包括 晶态结构 、 非晶态结构 、 取向态结构 和 液晶态结构以及织态结构 ;2、高分子链结构单元的化学组成有 碳链高分子 、 杂链高分子 、元素高分子和 梯形和双螺旋型高分子,元素高分子有 有机元素高分子 和 无机元素高分子 ;3、高分子的结晶形态有 折叠链片晶 、 串晶 、 伸直链片晶 和 纤维状晶 ;4、高聚物的晶态结构模型主要有 缨状胶束模型或两相模型、 折叠链结构模型 、 隧道-折叠链模型 、 插线板模型 ;高聚物的非晶态结构模型主要有 无规线团模型 和 折叠链缨状胶束粒子模型或两相球粒模型 ;5、测定分子量的方法有 端基分析法 、 气相渗透法 、 膜渗透法 、光散射法 、 粘度法 和 凝胶色谱法 ;6、提高高分子材料耐热性的途径主要有 增加链刚性 、增加分子间作用力 、 结晶;7、线性高聚物在溶液中通常为 无规线团 构象,在晶区通常为 伸直链或 折叠链 现象;8、高聚物稀溶液冷却结晶易生成 单晶 ,熔体冷却结晶通常生成 球晶 ;熔体在应力作用下冷却结晶常常形成 串晶 ;9、测定高聚物M n 、M w 、M η的方法分别有 膜渗透法 、 光散射法 、和 粘度法 ;测定高聚物相对分子质量分布的方法有 沉淀分级法 和 GPC ;其基本原理分别为 溶解度 和 体积排除 ;10、高聚物的熔体一般属于 假塑性 流体,其特性是 粘度随剪切速率增加而减小 ;高聚物悬浮体系、高填充体系、PVC 糊属于 胀塑性 流体,其特征是 粘度随剪切速率增加而增加 ;11、对于聚乙烯自由旋转链,均方末端距与链长的关系是 222nl h ;12、当温度T= θ 时,第二维里系数A 2= 0 ,此时高分子溶液符合理想溶液性质;13、测定PS 重均相对分子质量采用的方法可以是 光散射法 ;14、均相成核生长成为三维球晶时,Avranmi 指数n 为 4 ;15、蠕变可用 四元件或Voigt 模型 模型来描述;16、作橡胶、塑料和纤维使用的聚合物之间的主要区别是非 相对分子质量、模量和内聚能密度 ;17、制备高分子合金的方法有 物理或化学共混 ;18、目前世界上产量最大的塑料品种是聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯三种;合成纤维品种是涤纶、尼龙、腈纶三种;合成橡胶品种是丁苯橡胶、顺丁橡胶两种;19、高分子液晶根据分子排列方式和有序程度不同,分为近晶型、向列型、胆甾型三类;20、聚异丁烯-甲苯溶液的特性粘数随温度的上升而下降 ;21、乙酸乙烯含量为45%的EVA比含量为15%的EVA弹性大 ;22、双酚A型聚碳酸酯的玻璃化温度比聚对苯二甲酸己二醇酯的玻璃化温度高 ;23、聚对苯二甲酸乙二醇酯的结晶速度比聚乙烯的结晶速度慢 ;24、高分子溶液的混合熵比同样分子数目的小分子溶液的混合熵大得多;25、等规聚丙烯晶体中分子链处于螺旋构象;26、处于非晶态的结晶性高聚物慢速加热到T g以上时,会发生结晶现象;27、Z均相对分子质量与重均相对分子质量比较, Z均更能反映高分子的流动性;28、运用WLF方程时,应注意适用的温度范围;29、硬PVC中加入增塑剂,泊松比增加 ;30、高分子链在良溶剂中的末端距比在不良溶剂中的末端距大得多;31、通常假塑性流体的表观粘度比真实粘度小 ;32、用NaOH来中和聚丙烯酸水溶液时,比浓粘度变得越来越大 ,但NaOH过量时,比浓粘度又变小了;33、在高分子溶液中可以由参数χ1和αA2判断高聚物在溶液中的形态;可以由2h和2s表征分子的尺寸;34、Keller由 X射线衍射的实验事实证明了结晶高聚物有非晶结构;Flory由SANS 的实验结果证明了非晶态高聚物是由无规线团结构组成;35、聚乙烯的单晶片的形状通常是菱形或截顶菱形的,而聚甲醛单晶片的形状通常是六角形的;36、聚苯乙烯的极性比聚三氟氯乙烯的极性小 ,而前者的熔点比后者高 ;37、尼龙-6的结晶速度比顺式1,4-聚戊二烯的结晶速度快 ;38、聚乙烯晶体中,分子链处于平面锯齿形构象;39、对于非晶态的非极性高聚物,可根据溶度参数相近原则选择溶剂,对于非晶态的极性高聚物,可根据溶剂化原则和三维溶度参数相近原则选择溶剂;40、高聚物的化学结构对其熔点的影响主要是①分子间力 ,②分子链构象 ;41、高聚物加工的上限温度为分解温度 ,下限温度为流动温度 ;42、SBS的使用温度为T g以上 ;43、PE、IPP和PVC中,T g较高的是 PVC ,较低的是 PE ;44、橡胶拉伸时放热;45、PE、POM和聚氧化乙烯中,T m较高的是 POM ,较低的是聚氧化乙烯 ;46、重均相对分子质量与数均相对分子质量比较起来, 前者更能反映高分子的力学性质;47、刚性高分子的低温脆性小于柔性高分子;48、聚丙烯和聚乙烯比较,T g较高 ;49、高聚物的熔融指数越大,表示其流动性越好 ;50、PE总是比PMMA不透明,因为前者结晶 ;51、粘弹性材料的法向应力比粘性材料的法向应力大 ;52、高分子液晶根据介晶元在分子链中的位置不同,可分为主链型液晶与侧链型液晶;53、大分子链无缠结的线形高聚物处于粘流态时,其零剪切粘度与相对分子质量的关系符合3.4次方幂律 ;54、高弹形变时,模量随温度增加而增加 ,这是因为温度升高时分子热运动加剧,从而回缩力增大 ;55、制备高分子合金的方法有物理共混包括机械共混、溶液浇铸共混等、化学共混包括溶液接枝、溶胀聚合等 ;56、高分子链的柔顺性越大,它在溶液中的构象数越多 ,其均方开端距越小 ;57、聚异戊二烯可以生成六种有规异构体,它们是顺式1,4加成聚异戊二烯,反式1,4加成聚异戊二烯,全同1,2加成聚异戊二烯,间同1,2加成聚异戊二烯,全同3,4加成聚异戊二烯,间同3,4加成聚异戊二烯, ;58、聚合物在高压电场下,每单位厚度能承受到被击穿的电压称为击穿场强或介电强度;59、升温速度越快,高聚物的玻璃化转变温度T g越高 ;60、MH方程中指数α对于θ溶剂为 0.5 ,对于刚性棒聚合物为 2 ;61、作为电容器的高分子材料应当介电常数大和介电损耗小;作为绝缘用的高分子材料,应当介电常数小和电导率小;62、极性聚合物在外加电场的作用下会发生诱导极化和偶极极化;聚合物的极性越大,介电常数越大;聚合物的极性越大,介电损耗越大 ;63、自由体积理论认为,高聚物在玻璃化温度以下时,体积随温度升高而发生的膨胀是由于固有体积的膨胀 ;64、在用体积-温度曲线测定玻璃化转变温度的实验中,如降温T g以下某一温度时保持恒温,则总体积会减小增大、减小、不变;65、在压力的作用下,聚合物的T g会降低 ,熔点T m会升高 ;66、若某对称聚合物的T m为137℃,则其T g估计值为 -68℃ ;67、橡胶弹性与气体的弹性类似,弹性的本质是熵弹性,具有橡胶弹性的条件是长链、足够柔性与交联 ;橡胶在绝热拉伸过程中放热,橡胶的模量随温度的升高而升高 ;68、橡胶在溶剂中达到溶胀平衡时,相互作用参数X越小,溶胀程度越大 ;69、橡胶达溶胀平衡时,交联点之间的相对分子质量越大,高聚物的体积分数越小 ,越有利于溶胀;70、已知某交联聚合物溶于溶剂中,平衡时的体积分数Ф2=0.5,若将此交联聚合物的网链相对分子质量增大1倍后溶于同一溶剂中,则平衡时的体积分数Ф2= 0.33 ;71、理论上塑料和纤维的最高使用温度分别为 T g和 T m ;72、通常T g在室温以上的聚合物作为塑料使用,而T g在室温以下的作为橡胶或弹性体使用;73、测量聚合物T g方法有膨胀计法、温度-形变曲线法、 DSC法、介电松弛法 ;74、所有聚合物在T g时,自由体积分数均等于 2.5% ,粘度均等于 1012 Pa·s ;75、聚合物流体一般属于假塑性流体 ,粘度随着剪切速率的增大而减小 ,用幂律方程表示时,则n 小于 1大于、小于、等于;76、通常假塑型流体的表观粘度小于大于、小于、等于其真实粘度;77、聚合物相对分子质量越大,则熔体粘度越大;对相同相对分子质量的聚合物而言,相对分子质量分布越宽,则熔体的零切粘度越大 ;78、聚合物熔体的弹性响应包括有可回复的切形变 , 法向应力效应与挤出物胀大 ;79、PVC与HDPE相比,其T g较高、柔顺性较差、σt较大、流动性较差 ;80、聚合物样品在拉伸过程中出现细颈是屈服的标志,细颈的发展在微观上是分子中链段或晶片的取向过程;81、根据Tresca判据,在单轴拉伸时发生屈服的判据为 1/2σ1 =1/2σy =σs ;82、银纹的密度约为本体的 50%或40% ,银纹中分子链垂直于银纹的长度方向,加热退火会使银纹消失 ;83、相比于脆性断裂,韧性断裂的断裂面较为粗糙 ,断裂伸长率较大 ,并且在断裂之前存在屈服 ;84、随应变速率的增加,高分子材料的脆韧转变温度将降低 ;85、聚合物静态粘弹性现象主要表现在蠕变和应力松弛 ;86、理想弹性体的应力取决于应变 ,理想粘性体的应力取决于应变速度 ;87、粘弹性材料在交变应变作用下,应变会落后应力一个相角δ,且δ在 0~π/2 范围之内,δ的值越小,表明材料的弹性越好 ;88、在交变应变的作用下,材料的储能模量与应变同相, 损耗模量与应变的相差为π/2 ;89、Maxwell 模型是一个粘壶和一个弹簧 串 联而成,适用于模拟 线性 聚合物的 应力松弛 过程;Kevlin 模型是一个粘壶和一个弹簧 并 联而成,适用于模拟 交联 聚合物的 蠕变 过程;90、松弛时间为松弛过程完成 63.2% 或1- 1/e 所需的时间,温度越高,高分子链运动的松弛时间越 短 ;91、松弛时间τ的物理意义是 松弛过程完成63.2% 所需要的时间 ,τ值越小,表明材料的弹性越 差 ;92、根据时温等效原理,将曲线从高温移至低温,则曲线应在时间轴上 右 移;93、聚合物的松弛行为包括 应力松弛 、 蠕变 、 滞后 和 内耗 ;94、高分子链的柔顺性增加,聚合物的T g 减少 、T m 减少 、T f 减少 、T b 增加 、结晶能力 增加 、溶解能力 增加 、粘度 增加 、结晶速率 增加 ;95、随着聚合物的柔顺性增加,链段长度 减小 、刚性比值 减小 、无扰尺寸减小 、极限特征比 减小 ;96、增加温度,聚合物的σt 减小 、σi 增加 、粘度 减小 、柔顺性 增加 、τ 减小 、蠕变 增加 ;97、取向可使聚合物在取向方向上的σt 增加 、σi 工厂增加 、E 增加 ,断裂伸长率 增加 、可使聚合物的结晶度 增加 、高分子液晶相的流体在取向方向上的粘度 减小 、流动性 减小 ;98、随着聚合物的相对分子质量增加,聚合物的σt 增加 、σi 增加 、硬度 增加 、T g 临界相对分子质量之前 增加 、T f 增加 、T m 增加 、粘度 增加 、熔融指数 减小 、结晶速率 减小 、熔解性 减小 、可加工性 减小 、柔顺性 增加 ;99、分子作用力增加,聚合物的T g 增加 、T f 增加 、粘度 增加 、柔顺性 减小 、内耗 增加 ;100、适度交联可使聚合物的T g 增加 、T f 增加 、流动性 减小 、结晶度 减小 、应力松弛 减小 、蠕变 减小 ;101、结晶度提高,聚合物的σt 增加 、σi 减小 、硬度 增加 、断裂伸长率 减小 、密度 增加 、耐热性能 增加 、透光性 减小 ;102、链段长度增加表明聚合物的刚性 增加 、均方末端距 增加 、应力松弛 减小 、蠕变 减小 、流动性 减小 、T g 增加 、T f 增加 、T m 增加 ;103、根据平均场理论,聚合物溶于小分子溶剂的单位摩尔混合自由能=)ln ln (2112211ϕχϕϕn n n RT G m ++=∆ ;104、高分子合金出现相分离时,如果扩散是由低浓度向高浓度扩散,则相分离机理为 旋节线 机理、;如果相分离过程中相区浓度保持不变,则分离机理为 成核生长 机理;105、现有PS-苯溶液,选用甲醇作为沉淀剂进行沉淀分级;溶液浓度为2%时分级效率比溶液浓度为0.5%的分级效率差好、差、相同;106、测定聚合物溶度参数通常有粘度法、溶胀度法和滴定法三种方法; 107、高聚物在θ条件下,超额化学位△μ1E =0,其高分子链段间以及链段与溶剂分子间的相互作用相等、溶液呈现无扰状态 ;此时χ1等于 0.5 ,A2等于0 ;108、增塑可使聚合物的T g降低、T f降低、T m降低、σt降低、σi提高、% 提高、η降低、柔顺性提高、流动性提高 ;109、柔性聚合物的凝聚态结构可能为晶态和非晶态 ;110、用X射线法表征结晶聚合物,结果出现德拜环和弥散环共存,这说明结晶聚合物中晶区和非晶区共存;111、球晶在偏光显微镜下观察发现有Maltese黑十字,目前认为产生的结构原因是片晶辐射状生长形成球晶 ;112、高温高压下PE会生成伸直链晶;PE在适当条件下会生成环带球晶,偏光显微镜下观察等间距的消光同心环 ;113、液晶为有序液体,分子结构中必须含有刚性结构方能形成液晶,或为棒状,其长径比至少为 4/1 ;或为盘状,其长径比至多为 1/4 ;114、某热致液晶聚合物可出现近晶A和向列两种液晶相,则从低温至高温依次出现的聚集态为晶体K 、近晶A相液晶S A、向列相液晶N 、液体l ;115、高分子液晶根据生成方式的不同,可分为溶致液晶与热致液晶;116、多组分聚合物相容性的表征方法包括测量T g、电子显微镜、膜或溶液的光学透光率等;117、当向PP内加入抗氧剂时,抗氧剂一般只存在于非晶区,这有利于抗氧剂产生作用; 118、单晶是在极稀的溶液浓度和很慢的冷却速度下形成的;119、共聚使PE的结晶能力下降、结晶度减小、室温溶解能力增加、链的规整性被破坏 ;120、Avrami方程中的指数n的物理意义是成核生长维数 ;121、高聚物的结晶速率由成核速率和生长速率共同决定;122、晶片厚度越厚,熔点越高 ;可用于表征结晶速度的参数为 t1/2或 k ;123、聚合物的结晶过程中,成核方式有均相成核和非均相成核两种;124、结晶聚合物熔融过程与低分子晶体熔融过程的差别在于前者有熔限 ;125、用GPC进行分子分级时,相对分子质量大的先淋洗出来;126、用膜渗透压法可测定数均相对分子质量,用光散射法可测定重均相对分子质量,用粘度法可测定粘均相对分子质量;127、在利用光散射法测定相对分子质量时,利用Zimm作图法可以得到均方旋转半径2S、第二维里系数A2、重均相对分子质量M 3个参数;w128、通常用于测定聚合物的相对分子质量分布的GPC法,其中文名称为凝胶渗透色谱 ; 129、DSC方法可测定的参数包括结晶度、结晶速度、熔点和玻璃化温度其它还有比热、液晶相转变温度、各类热焓等;130、聚合物的相对分子质量具有多分散性 ,依据不同的测定方法可得到数均、重均、 Z均、粘均等相对分子质量;131、测定相对分子质量的方法有端基分析、膜渗透法、气相渗透法、光散射、 GPC ;132、聚合物的构型是由化学键所决定的原子空间排布,检测构型可采用 NMR或红外方法;如果主链中含有不对称碳原子,该聚合物将可能存在全同、间同、无规三种构型;133、正己烷存在 27 种稳定构象组合;134、高斯链的均方末端距与相对分子质量的 1 次方成正比;135、聚合物在溶液中通常呈无规线团构象,在晶区中通常为平面锯齿或螺旋 ; 136、在θ状态下,聚合物分子链的均方末端距= nl2或Zb2 ,其值小于良溶剂分子链的均方末端距;137、高分子物理的核心问题是要解决聚合物的结构与性能之间的关系;138、一般可溶、可溶的聚合物通常具有线形结构;一般不溶、不溶的聚合物通常具有网状结构、又称为交联聚合物;139、低压聚乙烯结晶时相对分子质量和结晶温度有以于关系示意图;图中1为130℃等温结晶;2为快速冷却结晶;图 A 为正确的关系示意图;140、请正确选择 A;B;A;B;C;D ;141、结晶性高聚物有以下4种结晶形态:A单晶;B串晶;C球晶;D伸直链晶体;其生成条件一般为:高压下结晶生成 D ;高速搅拌时结晶生成 B ;浓溶液或熔体结晶生成C ;极稀溶液中结晶生成 A ;142、银纹是在张力或溶剂的作用下产生的,银纹内部存在银纹质微纤 ,其方向与外力方向平行 ;。
高分子物理习题集第一章高聚物的结构1.简述高聚物结构的主要特点。
2.决定高分子材料广泛应用的基本分子结构特征是什么?3.高分子凝聚态结构包括哪些内容?4.高分子的构型和构象有何区别?如果聚丙烯的规整度不高,是否可以通过单键的内旋转提高它的规整度?5.试写出线型聚异戊二烯加聚产物可能有那些不同的构型。
6.分子间作用力的本质是什么?影响分子间作用力的因素有哪些?试比较聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚酰胺(尼龙-66)、聚丙烯酸各有那些分子间作用力?7.下列那些聚合物没有旋光异构,并解释原因。
A.聚乙烯B .聚丙烯 C .1,4-聚异戊二烯D .3,4-聚丁二烯 E .聚甲基丙烯酸甲酯F .硫化橡胶8. 何谓大分子链的柔顺性?试比较下列高聚物大分子链的柔顺性,并简要说明理由。
9. 写出下列各组高聚物的结构单元,比较各组内几种高分子链的柔性大小并说明理由:1)聚乙烯,聚丙烯,聚苯乙烯;2)聚乙烯,聚乙炔,顺式1,4聚丁二烯;3)聚丙烯,聚氯乙烯,聚丙烯腈;4)聚丙烯,聚异丁稀;5)聚氯乙烯,聚偏氯乙烯;6)聚乙烯,聚乙烯基咔唑,聚乙烯基叔丁烷;7)聚丙烯酸甲酯,聚丙烯酸丙脂,聚丙酸戌酯;8)聚酰胺6.6,聚对苯二甲酰对苯二胺;9)聚对苯二甲酸乙二醇酯,聚对苯二甲酸丁二醇酯。
10.为什么真实的内旋高分子链比相应的高斯链的均方末端距要大些?11.分子量不相同的聚合物之间用什么参数比较其大分子链的柔顺性?12.试从统计热力学观点说明高分子链柔顺性的实质。
~\:CH 2~C —CH —CHCl CH —化+ CN “CH 3 n13.用键为单位统计大分子链的末端距与用链段为单位统计末端距有何异同?那种方法更复合实际情况?14.一个高分子链的聚合度增大100倍,其链的尺寸扩大了多少倍?15.假定聚丙烯中键长为0.154nm,键角109.5。
,无扰尺寸A=835x10-4nm,刚性因子(空间位阻参数)b二1.76,求其等效自由结合链的链段长度b。
高分子物理习题高分子物理习题第一章高分子链的结构1. 解释下列名词:A. 碳链高分子解:分子的主链全部由碳原子以共价键相连接的,如聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯腈等,它们大多由加聚反应制得。
B. 构象由单键内旋转而产生的分子链在空间的不同形态,它属于高分子的远程结构。
C. 构型分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。
包括几何(顺反)异构和旋光(立体)异构,它属于高分子的近程结构。
D. 链段高分子主链上,由若干链节组成的刚性部分称为链段。
链段越长,它所包含的结构单元越多,分子链的柔顺性越小。
E. 聚碳酸酯、环氧树脂、尼龙66、聚芳砜等工程塑料,主要由缩聚和开环聚合反应得到,它们属于杂链高分子。
F. 取向结构解:在某些外力场(如拉伸应力或剪切应力)作用下,高分子链、链段或微晶可以沿外力作用方向择优排列的结构。
取向结构对材料的力学、光学、热性能影响显著。
G. 刚性因子刚性因子(空间位阻参数)σ: 即无扰均方末端距与FRC的均方末端距比值的平方根。
链的内旋转阻碍愈大,分子尺寸愈扩展,σ值愈大,柔顺性愈差。
2. 构象与构型有何区别?聚丙烯分子链中碳-碳单键是可以旋转的,通过单键的内旋转是否可以使全同立构聚丙烯变为间同立构聚丙烯?解: 构型是指分子中由化学键所固定的原子在空间的排列,而构象是由于单键的内旋转而产生的分子在空间的不同形态。
分子的构型是稳定的,要改变构型必须经过化学键的断裂和重排,仅由键的内旋转是不能实现构型的转变。
全同立构和间同立构是旋光异构体,属于构型异构,所以不能通过C-C单键的内旋转来使全同立构聚丙烯变为间同立构聚丙烯。
1.试写出聚异戊二烯的可能构型?解: 1,4-加成顺式、反式、头头、头尾1,2-加成全同、间同、无规、头头、头尾 23,4-加成全同、间同、无规、头头、头尾1. 如何区分支化和交联的同种聚合物。
解:支化高分子是热塑性的聚合物,它可在适当的溶剂中溶解,加热会熔融;交联高分子与支化高分子有质的区别。
高分子化学练习题一、选择题:1.常温下作为塑料的聚合物在形变-温度曲线图中应处于()。
A.高弹态B.玻璃态C.过渡区D.粘流态2.制造尼龙的原材料是()。
A.链烯B.二烯C.二元羧酸和二元胺D.二元羧酸和二元3. 尼龙-6的单体是()。
A.己内酰胺B.己二酸C.己二胺D.己二醇4.聚碳酸酯是由双酚A与光气聚合物而得:HOC6H4c(CH3)2C6H4OH + ClCOCl-> H-(-OC6H4c(CH3) 2c6H4OCO-)n-Cl+HClT该反应称为()A.缩聚反应B.加聚反应^自由基加成D.亲电加成5.丙烯在烷基铝-TiCl4催化下合成聚丙烯的反应属于()。
A.正离子型加聚B.负离子型加聚 ^自由基加聚D.配位聚合6.不属于逐步聚合方法的是()A,悬浮聚合 B.溶液聚合 C.界面聚合 D.熔融聚合7.不属于影响缩聚物聚合度的因素的是()A.转化率B.反应程度C.平衡常数D.基团数比8.热固性聚合物的特征是()A,可溶可熔 B.为体型大分子 C.不溶不熔D.不能成型加工9.下列反应过程能使自由基聚合物聚合度增加的是()A.链增长反应B.链引发反应C.链转移反应D.链终止反应10.自由基链转移反应中,不可能包括活性链向()的转移。
A.高分子c. d.B.单体C引发剂D.溶剂11.自由基向()转移,导致诱导分解,使引发剂效率降低,同时也使聚合度降低。
A.引发剂b. c. dB.单体C.高分子链D.溶剂12.聚合体系仅由单体和少量(或无)引发剂组成的聚合方法属于()。
A.本体聚合B.溶液聚合C.悬浮聚合D.乳液聚合13.下列聚合方法中,最有利于环境友好产品生产的方法是()A.本体聚合B.溶液聚合C.悬浮聚合D.乳液聚合14.下列高分子化合物中,()具有”人造羊毛”之称,是针织衫和混纺外套的良好材料。
A.聚丙烯腈B.聚甲基丙烯酸甲酯C.尼龙-66D.聚醋酸乙烯酯15.下列聚合方法中,比较经济的方法是()A.本体聚合B.溶液聚合C.悬浮聚合D.乳液聚合16.不属于溶液聚合基本组分的是()A.乳化剂B.单体C引发剂D.溶剂17、乳液聚合最简单的配方不包括的组分是()A.分散剂B.单体C水溶性引发剂D.水溶性乳化剂18.悬浮聚合体系一般组分中不含有的成分是()A.水溶性乳化剂 B .单体C水溶性引发剂D.分散剂19.下列物质中,不能作为阴离子引发剂的是()A.碱金属B. Lewis酸C.三级胺D.有机金属化合物20.下列单体中不能发生阴离子聚合的是()A.烷基乙烯基醚B.丙烯腈C.苯乙烯D.甲基丙烯酸甲酯21.下列酸中,不能作为阳离子引发剂的是()A.浓H2SO4 B H3PO4 C ACC。
第三章自由基聚合2、60℃过氧化二碳酸二乙基己酯在某溶剂中分解,用碘量法测定不同时间的残留引发剂浓度,数据如下,计算分解速率速率常数和半衰期。
解:引发剂分解属于一级反应,故-d[I]/dt=kd[I] 积分得ln[I]/[I]0=-kdt,以ln[I]/[I]0对t作图,所得直线的斜率为-kd。
3、在甲苯中不同浓度下测定偶氮二异丁腈的分解速率常数,数据如下,求分解活化能。
再求40℃和80℃下的半衰期,判断在这两温度下聚合是否有效。
解:引发剂分解速率常数与温度的关系遵守Arrhenius 经验式:kd=Ade-Ed/RT ln kd=lnAd-Ed/RT在不同温度下,测定一引发剂的分解速率常数,作ln kd—1/T图,呈一直线。
由截距可求得指前因子Ad,而根据斜率可求出分解活化能Ed。
ln kd=34.175-15191/T斜率K=-Ed/R 则 Ed=-K×R = -(-15191)×8.314 =126298JlnAd=34.175当T=313K时, kd=5.8×10-7s-1 t1/2=0.693/kd=1.2×106s =331h当T=353K时 t1/2=1.35h4、引发剂半衰期与温度的关系式中的常数A、B与指前因子、活化能有什么关系?文献经常报道半衰期为1h和10h的温度,这有什么方便之处?过氧化二碳酸二异丙酯半衰期为1h和10h的温度分别为61℃和45℃,试求A、B值和56℃的半衰期。
列方程组容易解此题5.过氧化二乙基的一级分解速率常数为1.0×1014exp(-146.5kJ/RT),在什么温度范围使用才有效?解:引发剂的半衰期在1-10h内使用时,引发剂较为有效由于kd=ln2/t1/2,根据题意kd= 1.0×1014exp(-146.5kJ/RT),6、苯乙烯溶液浓度为0.20mol·L-1,过氧类引发剂浓度为4.0×10-3 mol·L-1,在60℃下聚合,如引发剂半衰期为44h,引发剂效率f=0.80,kp=145L·mol-1·s-1,kt=7.0×107L·mol-1·s-1,欲达到50%转化率,需多长时间?解:不考虑[I]变化时,引发剂的半衰期为t1/2=44h,则用引发剂引发时,聚合速率方程为:积分得:(绿色的)当转化率为50%时,在计算时,假定引发剂的浓度不随时间变化而变化;实际上引发剂随时间增加而减少。
1.用于分级的高分子溶液应选择( )A.θ溶液B.稀溶液C.浓溶液D.理想溶液2.高分子-溶剂体系的x1为时,稀溶液中的高分子()A.沉淀析出 B.处于无扰状态 C.没有沉淀析出 D.无法预测3.下列高聚物中,哪些在室温下可以溶解()A.尼龙—66 B.涤纶 C.高密度PE D.聚醋酸乙烯酯4.下列参数中,哪些可作为选择溶剂的依据()A.均方末端距 B.模量E和模量G C.溶度参数δD.相互作用参数x1 E.第二维利系数A2 F.特性粘度5.在良溶剂中,线型聚合物能够()交联聚合物不能溶解,只能()A.溶解 B.溶胀6.通常非极性的结晶聚合的在(加热)下溶解,而非晶态聚合物的溶解对(温度)要求不高。
A.加热 B.温度 C.降温 D.压力7.欲用乙醚(δ=)和乙腈(δ=)溶解氯醋共聚物(δ=),最佳比乙醚占(B)%、乙腈占()%。
A. B. A. B.8.下列在室温下有溶剂的高聚物是()A.PE B.PA-66 C.PS D.PMMA E.硫化橡胶 F.PP G.酚醛塑料 H.定向聚合PS I.聚乙酸乙烯酯9.下列在室温下无溶剂的高聚物是()A .PEB .PA-66C .PSD .PMMAE .硫化橡胶F .PPG .酚醛塑料H .定向聚合PSI .聚乙酸乙烯酯10.反映高分子在溶液中形态的参数有( )A .212,,,,x A a αhB .11.选择溶剂的原则是( )A .相似相溶观则B .内聚内密度或溶度δ C.相似规则溶剂化规则12.交联高聚物交联点间的平均分子量越大,则交联度( )溶胀度( )A .小B .大δ C.相等13.高分子一溶剂体系的x 1为时,稀溶液中的高分子( )A .沉淀析出B .处于无扰状态C .没有沉淀析出D .无法预测二、计算题1. 磷酸-苯酯(δ1=)是聚氯乙烯(δ=)的增塑剂,为了加强它们之间的相溶性,需加入一种稀释剂((3.16'1=δ,分子量为350),求其加入的最佳量。
解:设加入稀释剂的体积分数为1φ,重量为1W ,由溶剂混合法则:)1(111'1φδφδδ-+=P113.16)1(6.194.19φφ+-=解出06.01=φ,94.0112=-=φφ,若取磷酸三苯酯100份,其分子量=326, 350/326/100350/06.011W W +=85.61=∴W (份)三、简述题1、写出三个判别溶剂优劣的参数;并讨论它们分别取何值时,该溶剂分别为聚合物的良溶剂、不良溶剂、θ溶剂;高分子在上述三种溶液中的热力学特征以及形态又如何? 解:1,21,012><>a A χ为良溶剂,此时0,0<∆<∆m m G H ,溶解能自发进行,高分子链在溶液中扩张伸展;1,21,012<><a A χ为不良溶剂,此时0>∆m H ,溶液发生相分离,高分子在溶液中紧缩沉淀; 1,21,012===a A χ为θ溶剂,此时与理想溶液的偏差消失,高分子链不胀不缩,处于一种自然状态。
2、溶解聚合物的溶剂可根据内聚能密度(δ)相近的经验规律来进行选择,已知聚丙烯腈的δ=,甲醇的δ=,试问聚丙烯腈能否溶解于甲醇中?为什么?从理论上加以解释。
答、不能。
PAN (δ )不能溶解于与δ相近的乙醇、甲醇(δ等。
因为PAN 极性很强,而乙醇、甲醇等溶剂极性太弱了。
3、 Flory-Huggins晶格模型理论推导高分子溶液混合熵时作了哪些假定?混合热表达式中Huggins参数的物理意义是什么?答:假定:①一个格子中只能放一个溶剂分子或一个聚合物链段,②高分子可以自由卷曲,所有构象具有相同的能量,③链段与溶剂分子可以在晶格上相互取代聚合物链段均匀分布,④高分子具有相同的聚合度,⑤配位数Z不依赖于组分反映高分子与溶剂混合时相互作用能的变化。
法表示一个溶剂分子放到高分子中去时所引起的能量变化。
,;与溶剂性质的关系:溶剂的溶解能力越强,值越小;与温度的关系:4、选择高聚物溶剂的三原则是什么?5.、非晶态高聚物,非极性晶态聚合物,极性晶态聚合物和交联聚合物的溶解和溶胀有何特点答:a. 非晶态高聚物分子的堆砌比较疏松,分子间的相互作用较弱,溶剂分子容易进入高聚物内部,使其溶胀和溶解。
b. 非极性晶态高聚物:室温时几乎不溶解,只有当升高温度至熔点附近,使晶态转变为非晶态后,小分子溶剂才能渗入到高聚物内部而逐渐溶解。
c.极性的晶态高聚物能只能溶于强极性溶剂中,最后要求溶剂与聚合物之间能形成氢键;d. 低交联度的高聚物:只能达到溶胀平衡而不能溶解。
6.、什么是θ温度?有哪些实验方法可以测定θ温度?答案:通过选择合适的溶剂和温度,满足超额化学势等于0的条件称为θ条件或θ状态,θ状态下的温度即为θ温度。
由公式:在一系列不同的温度T下测定某聚合物-溶剂体系在不同浓度C下的渗透压π,求出A2;以A2-T作图,得一曲线,该曲线与A2=0的交点所对应的温度即为θ温度。
7 哈金斯参数χ1的物理意义是什么?当高聚物和温度选定以后,χ1值与溶剂性质有什么关系?当高聚物和溶剂选定后,χ1与温度有什么关系?答:哈金斯参数χ1反映了高分子与溶剂混合时相互作用能的变化,是一个无因次的量。
χ1kT 的物理意义是表示一个溶剂分子放入高聚物中引起的能量变化。
kT Z 121)2(εχ∆-=,)(2112111212εεεε--=∆当高聚物和温度选定以后,χ1值与12ε∆成正比。
溶剂与高分子间的结合能越大,χ1值越大。
当高聚物和溶剂选定以后,χ1值与开氏温度成反比。
8.、已知非晶态的聚乙烯的密度为0。
85g/cm 3 ,其内聚能为mol ,试计算:(1)聚乙烯的内聚能密度(2)聚乙烯的溶度参数9. 写出两个判别溶剂优劣的参数,它们为何值时,该溶剂是高聚物的良溶剂、不良溶剂和θ溶剂? 高聚物在上述溶剂中的形态如何?9、何谓溶胀与溶解?试从分子运动的观点说明线型高分子和交联高分子溶胀的最后结果的区别。
答案:溶胀是溶剂分子渗入聚合物内部,即溶剂分子和高分子的某些链段混合,使聚合物体积膨胀。
溶解是完全溶剂化的高分子链进入溶剂,形成均匀分散的高分子均相溶液。
线形高分子在良溶剂中的最终状态:发生无限溶胀,最终形成均相的高分子溶液。
交联高分子在良溶剂中的最终状态:发生有限溶胀,形成聚合物凝胶。
10、根据选择溶剂的原则,试判断下列高聚物-溶剂体系在高温下哪些可以溶解?哪些难溶或不溶?为什么?(括号内数字为其溶度参数)a. 有机玻璃()-苯();b. 涤纶树脂()-二氧六环();c. 聚氯乙稀()-氯仿();d. 聚四氟乙烯()-正癸烷();e. 聚碳酸酯()-环己酮();f. 聚乙酸乙烯酯()-丙酮()。
答:a.可以;有机玻璃为非极性结晶高聚物,苯为非极性溶剂,两者溶度参数接近,高温下可以溶解;b.不溶;因为涤纶树脂为结晶性极性高聚物,要求溶剂与之形成氢键,才利于溶解;c.可以;因为聚氯乙稀为结晶性弱极性高聚物,在高温下可以溶解在溶度参数相近的弱极性溶剂中;d.不溶;聚四氟乙烯为结晶性极性高聚物,要求溶剂与之形成氢键,才利于溶解;e.不溶;聚碳酸酯为结晶性极性高聚物,要求溶剂与之形成氢键,才利于溶解;f.不溶。
聚乙酸乙烯酯为结晶性极性高聚物,要求溶剂与之形成氢键,才利于溶解。
11、何谓凝胶与冻胶?试从化学结构和物理性能两方面加以比较。
答:冻胶是由范德华力交联形成的,加热可以拆散范德华力交联,使冻胶溶解。
冻胶可分两种:如果形成分子内的范德华力交联,成为分子内部交联的冻胶。
高分子链为球状结构,不能伸展,粘度小。
若将此溶液真空浓缩成为浓溶液,其中每一个高分子本身是一个冻胶。
所以,可以得到粘度小而浓度高达30%-40%的浓溶液。
如果形成分子间的范德华力交联,则得到伸展链结构的分子间交联的冻胶,粘度较大。
用加热的方法可以使分子内交联的冻胶变成分子间交联的冻胶,此时溶液的粘度增加。
凝胶是高分子链之间以化学键形成的交联结构的溶胀体,加热不能溶解也不能熔融。
它既是高分子的浓溶液,又是高弹性的固体,小分子物质能在其中渗透或扩散。
交联结构的高聚物不能为溶剂所溶解,却能吸收一定量的溶剂而溶胀,形成凝胶。
12、第二维利系数A2的物理意义是什么?当A=0时的体系是什么体系?物理意义是:高分子链段间的内排斥与高分子链段和溶剂分子能量上的相互作用、两者相互竞争的一个量度。
高分子处在θ 状态下无规线团形状。
13、什么是溶度参数?如何测定聚合物的溶度参数?为什么非极性聚合物能溶解在与其溶度参数相近的溶剂中?答案:溶度参数是内聚能密度的平方根。
溶度参数的测定方法有溶胀法和黏度法。
(1)黏度法选择若干个溶度参数与被测聚合物溶度参数相近的溶剂,将被测聚合物分别溶解在这几种溶剂中,在相同浓度和温度条件下测定各个溶液的黏度,溶剂的δ1与被测聚合物的δ2越接近,△H m就越小,聚合物的溶解状况就越好。
聚合物在溶剂中的充分溶解可使分子链在溶液中充分伸展,导致流体力学体积增加,溶液黏度增大。
因此可以选取黏度最大的溶液中溶剂的溶解度参数作为被测聚合物的溶解度参数。
(2)溶胀法(适用于交联聚合物) 选择若干个溶度参数与被测聚合物溶度参数相近的溶剂,将被测聚合物分别在这几种溶剂中溶胀,在相同温度条件下测定聚合物的平衡溶胀比。
溶剂的δ1与被测聚合物的δ2越接近时,△Hm就越小,溶剂就越容易溶胀扩散进入交联聚合物,平衡溶胀比就越大。
所以可以取平衡溶胀比Q最大的溶胀体系所用溶剂的δ作为被测交联聚合物的溶解度参数。
溶解过程的自由能变化:△Gm=△Hm-T△Sm△Sm总是大于零的,但另一方面,聚合物溶解过程一般都是吸热的,即△Hm>0,所以要使溶解过程能够自发进行,△Hm<T△Sm,或者说△Hm越小越好。
对于非极性高分子与溶剂混合时,△Hm可以用Hildebrand半经验公式来计算:△Hm=Vφ1φ2(δ1-δ2)2式中,φ为体积分数;V为总体积,若δ1和δ2越接近,△Hm就越小,两种物质就越容易相互溶解。
14、什么是扩张因子?扩张因子与高分子的哪些结构参数有关?如何测定?答案:扩张因子为高分子链的均方末端距与θ状态下的无扰均方末端距的比值的平方根。
对于良溶剂,α>1;对于劣溶剂,α<1;在θ状态下,α=1。