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高分子材料第三章题目

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名解
电粘效应：当聚电解质溶液的浓度逐渐变稀时，电解质溶质在水中的电离度相应增加，大分子链上电荷密度增加，分子链更加舒张伸展，使得溶液黏度迅速上升
二．选择题
1. 溶剂对聚合物溶解能力的判定原则，说法错误的是（B）
A“极性相近”原则
B“高分子溶剂相互作用参数X1大于0.5”原则
C“内聚能密度或溶度参数相近”原则
D“第二维修系数A2大于0”原则
2. 聚合物溶度参数一般与其（A）无关
A分子量
B极性大小
C分子间力
D内聚能密度
3. 聚合物的分子量（C）
A 对于多分散性聚合物，数均分子量<重均分子量<粘均分子量
B 单分散性聚合物，数均分子量=重均分子量=粘均分子量
C 粘度法得到的是重均分子量
D 以上均不是
4. 下列哪项不属于溶解高分子材料溶剂选择的基本原则（A）
A pH值相似原则
B 溶度参数相近原则
C 极性相似相溶原则
D 溶剂化原则
5..聚合物溶解必要条件是（A)
A 、吉布斯自由能变化（△ Gm）小于零。

B 、吉布斯自由能变化（△ Gm ）大于零。

C 、吉布斯自由能变化（△ Gm ）等于。

D 、以上均不正确
6. 控释、缓释给药的机制不包括（C）
A、扩散、溶解
B、渗透
C、释放和穿透
D、离子交换和高分子挂接
7. 高分子化合物分子量的测定方法为（B）
A、气相色谱法
B、黏度法
C、X -衍射
D、原子吸收光谱
填空
既不溶于溶剂也不会熔融的高聚物属于（体）型高聚物。

既可溶于适当
的溶剂，又会熔融的高聚物属于（线）型高聚物
2. 粘度为流体中两个液层之间内摩擦力大小的量，度粘度的表示方法有相对粘度、增比粘度、比浓粘度、比浓对数粘数、特性粘数
3、膜分离过程可概述为以下三种形式：渗析式膜分离、过滤式膜分离、液膜分离
简答问答
1. 高分子的溶解过程如何？对晶态和非晶态高聚物来讲，有何不同？答：聚合物的溶解是一个缓慢过程，包括两个阶段：先溶胀后溶解。

交联聚合物，由于交联的束缚不能溶解。

但交联点之间的链段可发生弯曲和伸展，因此可发生溶胀。

非晶态聚合物：溶剂分子容易渗入高聚物内部使之溶胀和溶解。

晶态高聚物：溶解困难。

加热到熔点附近才能溶解；如果发生强烈的相互作用，如形成氢键，则在室温下也可溶解。

2. 试述特性粘度与分子量的关系。

答：如果高聚物分子的分子量愈大，则它与溶剂间的接触表面也愈大，摩擦就大，表现出的特粘度也大。

特性粘度和分子量之间的经验关系可以用Mark-Houwink方程（马克-霍温克方程）来表示：
式中，M为试样的分子量;K为比例常数;α是与分子形状有关的经验参数。

K和α值与温度、聚合物、溶剂性质有关，也和分子量大小有关。

K 值受温度的影响较明显，而α值主要取决于高分子线团在某温度下，某溶剂中舒展的程度。

3.在强聚电解质离子溶液中加入低分子电解质或外加的盐浓度达到临界浓度时，聚电解质离子从溶液中析出，那么引起这种相分离现象的原因是什么？
答：引起这种现象的原因主要有两个方面，一是低分子反离子屏蔽了聚离子的部分电荷，减少了聚离子本身之间的斥力，就像异号离子使胶体溶液沉淀一样；二是反离子与聚离子中某些基团形成定位束缚或络合，改变了基团的离子性质，提高了聚离子链中非高子链节的成分，从而降低了聚离子与水分子间的亲和力（溶剂化作用），当不断加入低分子电解质时，非离子链节不断增多，最后大分子便从水中析出。

4 高分子溶液的性质
荷电性（正电、负电）、粘性（粘稠性液体）、聚结特性（水化膜破坏、荷电发生改变）、胶凝性（温度降低时成为凝胶）、渗透压（较高，与浓度有关
5. 似晶格模型的不合理之处有哪些？
①认为链段均匀分布在溶液中，这在较浓的溶液中较合理，在特别稀的溶液中不合理，因此高分子链段分布均匀的假设只是在浓溶液中比较合理。

②未考虑溶质分子与溶剂分子的相互作用，分子间的相互作用会使溶液熵值减少。

③在高分子解取向太中，高分子间相互牵连，是一些构象不能实现，而高分子原来不可能实现的构象有可能实现
6. 高分子溶液与理想溶液的偏差：高分子溶液是非理想溶液，它对理想溶液的行为有较大的偏差，主要表现在二个方面：
①高分子间、溶剂分子间、高分子与溶剂分子间的作用力不可能相等，因此溶解时，有热量变化△HM≠0 ；
②由于高分子由聚集态→溶剂中去，混乱度变大，每个分子有许多构象，则高分子溶液的混合熵比理想溶液要大得多△SM＞△SMi
7. 简述大分子溶解及溶剂的选择方法。

答：（1）溶质分子通过扩散与溶剂分子均匀混合成分子分散的均相体系称为溶解。

大分子的溶解需经历两个阶段：溶胀（溶剂分子深入高聚物内部，使高聚物体积膨胀）和溶解（高分子均匀分散在溶剂中）。

（2）溶剂的选择需要考虑三点因素：
①极性相近，这种溶解规律在一定程度上适用于高聚物-溶剂体系；
②内聚能密度或溶度参数相近
从热力学角度：△GM=△HM-T△SM
非极性聚合物与溶剂分子混合时热量变化
通常把内聚能的平方根定义为溶度参数δ，δ=ε1/2
△HM总是正值，要使△GM<0，必须使△HM越小越好，也就是说ε1与ε2或δ1与δ2必须接近或相等。

如果（δ1- δ2）的差值小于1.5时，两种物质能相容。

③溶剂化。

溶质和溶剂分子之间的作用力大于溶质分子间的作用力，以致于溶质分子彼此分离而溶解于溶剂中。

溶剂化规则就是记性定向和氢键规则。

把溶剂分为I、II、III三类：
I —— 弱亲电子性
II —— 给电子性
III —— 强亲电子性
高聚物作为溶质当与溶度参数相近的溶剂接触时，凡属亲电子性的I、III 类溶剂能和给电子性的II类高聚物进行“溶剂化作用”而有利于溶解；溶剂与高聚物之间能生成氢键时，也有利于溶解
凡属给电子性的II类溶剂，能和亲电子性的I、II类高聚物进行“溶剂化作用”而利于溶解
亲电子性相同的溶剂与高聚物不能进行溶剂化作用，故不利于互溶。

换言之，即使溶度参数相接近，I类极性溶剂不易溶解I类极性高聚物；II类溶剂也不易溶解II类高聚物。

8. 概述聚电解质溶液
答：在高分子链上带有可离子化基团的聚合物称为聚电解质，当它溶于介电常数很大的溶剂（如水）时，就会发生解离。

聚电解质一般具有聚合物和电介质的双重特性，许多天然存在的生物高分子，如各种蛋白质、核酸都是聚电解质。

当聚电解质溶解在非离子化溶剂时，其溶液具有通常溶液的性质；当聚电解质溶解在离子化溶剂中时，聚电解质溶液将表现出特殊行为。

如聚丙烯酸钠，溶解在水中之后将离解成带负电的聚丙烯酸根离子和带正电荷的钠离子。

当浓度较稀时，由于电粘效应使得分子链趋于伸展。

但如果溶液体系中存在其他离子源，则会增加阳离子迁移至高分子链的概率，进而减少高分子链上阴离子间的排斥作用，使高分子链趋于收缩。

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第三章 (1) 高分子材料的物理化学性质

第三章 (1) 高分子材料的物理化学性质

热胀温度敏感型水凝胶指水凝胶的体积在某一温度附近随温度升高而突然增加这一温度叫做较高临界溶解温度ucstuppercriticalsolutiontemperatureucst以上大分子链亲水性增加因水合而伸展使水凝胶在ucst以上突然体积膨热缩温度敏感型水凝胶则是随温度升高大分子链疏水性增强发生卷曲使水凝胶体积急剧下降体积发生突变的温度叫较低临界溶解温度lcstlowercriticalsolutiontemperature
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（ii）pH敏感水凝胶 ：pH敏感性水凝胶是体积随环境pH值、 离子强度变化的高分子凝胶。这类凝胶大分子网络中具有可解 离成离子的基团，其网络结构和电荷密度随介质pH值的变化而 变化，并对凝胶的渗透压产生影响；同时因为网络中添加了离 子，离子强度的变化也引起体积变化。 一般来说，具有pH值响应性的水凝胶都是含有酸性或碱性侧 基的大分子网络，即聚电解质水凝胶。随着介质pH值、离子强 度的改变，酸、碱基团发生电离，导致网络内大分子链段间氢 键的解离，引起不连续的溶胀体积变化。
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热可逆性水凝胶 有些聚合物水溶液在室温下呈自由流动的液态 而在体温下呈凝胶态，即形成热可逆性水凝胶(TGR)。这一体系 能够较容易地对特定的组织部位注射给药，在体内环境下很快形 成凝胶。而且这种给药系统的制备较简单，只需将药物与聚合物 水溶液进行简单地混合。 如：聚环氧乙烷(PEO)与聚环氧丙烷(PPO)嵌段共聚物是已被批 准用于药用辅料的高分子，商品名叫普流罗尼(Pluronic)或泊洛沙 姆(Poloxamer)，依据其结构和浓度，这类聚合物存在两个临界相 转变温度，即溶液-凝胶转变温度(相当于LCST)和凝胶-溶液转变 温度，在这两个温度之间其水溶液呈现凝胶状态。利用这类共聚 物水溶液低温溶液状态混合药物，尤其是生物类药物，注人体内 形成凝胶，从而实现控制药物释放同时保护药物活性的功能。
第三章高分子材料的配方设计

第三章高分子材料的配方设计

3、体积百分数：各组分体积总和为100。 这对于以体积计算成本有利。
4、生产配方：按生产设备每一次投料量计算各组分需多少。 此表示法便于生产操作
表3-3（P107）天然橡胶、丁苯橡胶。顺丁橡胶、异戊橡胶 的配方实例
表3-4（P108）丁基橡胶、乙丙橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶 的配方实例 表3-5（P109）几种橡胶的基本配方
稳定体系 热稳定剂、抗氧剂
1~2
性能体系 加工体系
增塑剂、补强剂、增韧剂、防老剂、 2~5
发泡剂、着色剂
增塑剂、润滑剂
1~2
成本体系 填充剂
1~2
四、配方的表示法
1、重量比：以聚合物的量为基准（100份）。 此表示法最常用（论文、科研）
2、重量百分数：以配方的总重量为100，各种份占多少。 便于配料，计算成本
2、性能配方：基本配方 + 性能体系
针对某种性能要求：往往提高某一（些）性能。
3、实用配方：性能配方 + 加工体系、成本体系
要考虑原料的来源、生产的可行性和经济性，要全面 考虑。
基本配方、性能配方、实用配方是相互制约、相互影响的。
基本配方首先提出一组配合剂及其基本用量，一般 采用传统使用量，并且尽可能简单。
总之，既要符合使用性能，又要适应加工性能。
配方的制定是一个经验加理论的过程： 初始工作人员：要反复修改多次才得到一个配方； 经验工作人员：可能一次性得到合理配方； 现在已发展到用计算机进行配方设计
二、配方制定过程
基本配方
性能配方
实用配方
1、基本配方：主体 + 交联剂 + 稳定体系
实验所添加的配合剂的合理性，包括种类、用量（要 求用量稳妥）。
例：橡胶基本配方： 生胶：100phr；硫：0.5~3.5phr；促进剂：0.5~1.5phr ZnO：1~10phr；Hst：0.5~2.0phr；防老剂：0.25~1.5phr
功能高分子材料-第三章-高分子分离膜..

功能高分子材料-第三章-高分子分离膜..

膜的形式可以是固态的，也可以是液态的。 被膜分割的流体物质可以是液态的，也可以是气 态的。膜至少具有两个界面，膜通过这两个界面 与被分割的两侧流体接触并进行传递。分离膜对 流体可以是完全透过性的，也可以是半透过性的， 但不能是完全不透过性的。
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膜分离技术是利用膜对混合物中各组分的选 择渗透性能的差异来实现分离、提纯和浓缩的新 型分离技术。
◆ 第四道：RO逆渗透系统 美国高科技的RO逆渗透膜，去 除重金属离子杂质，有效去除过滤性病毒及细菌等有害物 质：
◆ 第五道：后置活性炭系统 高密度活性炭（T33）提高和增 加活净水口感，使水质更加甘甜可口，补充人体所需微量 元素和矿物质。
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开发膜组件的几个基本要求：
◆ 适当均匀的流动，无静水区； ◆ 具有良好的机械稳定性、化学稳定性和热稳
分离的类型包括同种物质按不同大小尺寸的 分离；异种物质的分离；不同物质状态的分离等。
在化工单元操作中，常见的分离方法有筛分、 过滤、蒸馏、蒸发、重结晶、萃取、离心分离等。 然而，对于高层次的分离，如分子尺寸的分离、 生物体组分的分离等，采用常规的分离方法是难 以实现的，或达不到精度，或需要损耗极大的能 源而无实用价值。
纤维素酯类材料易受微生物侵蚀，pH值适应 范围较窄，不耐高温和某些有机溶剂或无机溶剂。 因此发展了非纤维素酯类（合成高分子类）膜。
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二、聚砜类
O
聚砜结构中的特征基团为 S
O
聚砜类树脂常用的制膜溶剂有：二甲基甲 酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲 基亚砜等。
聚砜类树脂具有良好的化学、热学和水解 稳定性，强度也很高，pH值适应范围为1～13， 最高使用温度达120℃，抗氧化性和抗氯性都十 分优良。因此已成为重要的膜材料之一。
高分子物理学第三章课后答案

高分子物理学第三章课后答案

第三章；高分子的溶解过程与小分子相比有什么不同？；高分子与溶剂分子的尺寸相差悬殊，两者运动分子运动；第二维里系数A2的物理意义？；第二维利系数的物理意义是高分子链段和链段间的内排；高分子的理想链和真实链有哪些区别？；①理想链是一种理论模型，认为化学键不占体积，自由；②理想链没有考虑远程相互作用和近程相互作用，而真；高分子的稀溶液、亚浓溶液、浓溶液有哪些本质的第三章高分子的溶解过程与小分子相比有什么不同？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，现是溶剂分子渗入高聚物内部，是高聚体膨胀，称为“溶胀”，然后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。

对于交联的高分子只停留在溶胀阶段，不会溶解。

第二维里系数A2的物理意义？第二维利系数的物理意义是高分子链段和链段间的内排斥与高分子链段和溶剂分子间能量上相互作用、两者相互竞争的一个量度。

它与溶剂化作用和高分子在溶液里的形态有密切关系。

良溶剂中，高分子链由于溶剂化作业而扩张，高分子线团伸展，A2是正值；温度下降或在非良溶剂，高分子线团收缩，A2是负值；当链段与链段、溶剂与高分子链段相互作业想等时，高分子溶液符合理想溶液的性质，A2为零，相当于高分子链处于无扰状态。

高分子的理想链和真实链有哪些区别？①理想链是一种理论模型，认为化学键不占体积，自由旋转，没有键角和位垒的限制，而真实链有键角限制和位垒的限制。

②理想链没有考虑远程相互作用和近程相互作用，而真实链要考虑链节与链节之间的体积排除和链与周围环境的相互作用以及链与链之间的相互作用等。

高分子的稀溶液、亚浓溶液、浓溶液有哪些本质的区别？三种溶液最本质的区别体现在溶液中和高分子无规线团之间的相互作用和无规线团的形态结构不同：① 稀溶液：高分子线团是相互分离的，溶液中高分子链段的分布也是不均一的；线团之间的相互作用可以忽略。

②浓溶液：大分子链之间发生相互穿插和缠结，溶液中链段的空间密度分布趋于均一。