09本科高分子化学思考题
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第一章绪论1.高分子材料分为哪几类?(高分子材料是一定配合的高分子化合物(由主要成分树脂或橡胶和次要成分添加剂组成)在成型设备中,受一定温度和压力的作用熔融塑化,然后通过模塑制成一定形状,冷却后在常温下能保持既定形状的材料制品。
分为塑料、橡胶、纤维三类)2.塑料、橡胶、纤维分类?3.名词解释:工程塑料通用塑料特种塑料化学纤维合成纤维4.生产塑料制品的完整工序有哪五个?原料准备、成型、机械加工、修饰和装配5. 热塑性高分子材料和热固性高分子材料得物理性质及加工性能比较(见讲义)。
第二章高分子材料成型原理1.高分子材料的熔融性能热传递三种方式:热传导、对流、辐射聚合物的加热与冷却都不易由于聚合物的表观粘度随摩擦升温而降低,使物料熔体烧焦的可能性不大2.聚合物的流动和流变性能拉伸流动和剪切流动,各类型流体的流动曲线,影响高聚物熔体粘度的因素,粘度、流动稠度、流动指数、流动性的关系,熔体流动速率熔体流动速率——在规定的温度、压力(2160×9.81×10-3N)下,每10min内通过国标指定尺寸(书P76装料筒直径φ9.55±0.025mm, 出料口直径φ2.095±0.005mm)毛细管的试样总质量(克数)单位:克/10分钟3.聚合物熔体的弹性流动缺陷:管壁上的滑移,端末效应,离模膨胀,弹性对层流的干扰,熔体破裂,鲨鱼皮,产生原因熔体破裂——当挤出速率逐渐增加,挤出物表面将出现不规则现象(畸变、支离和断裂),甚至使内在质量受到破坏。
离模膨胀——被挤出的聚合物熔体断面积远比口模断面积大,称为离模膨胀鲨鱼皮——挤出物周边具有周期性的皱褶波纹。
4.高分子材料的成型性能聚合物的聚集态:结晶态、玻璃态、高弹态、粘流态等聚集态可挤压性、可模塑性、可纺性、可延性概念5.成型过程中的取向作用拉伸取向(薄膜双向拉伸后,拉伸后的薄膜在拉伸方向上的拉伸强度和抗蠕变性能会提高。
6.高分子材料的降解与交联交联、交联度熟化降解——高分子材料化学键的断链、交联、主链化学结构改变、侧基改变以及上述四种作用的综合交联——线性大分子链之间以新的化学键连接、形成三维网状或体型结构的反应。
第一章1. 举例说明单体、单体单元、结构单元、重复单元、链节等名词的含义,以及它们之间的相互关系和区别。
答:合成聚合物的原料称做单体,如加聚中的乙烯、氯乙烯、苯乙烯,缩聚中的己二胺和己二酸、乙二醇和对苯二甲酸等。
在聚合过程中,单体往往转变成结构单元的形式,进入大分子链,高分子由许多结构单元重复键接而成。
在烯类加聚物中,单体单元、结构单元、重复单元相同,与单体的元素组成也相同,但电子结构却有变化。
在缩聚物中,不采用单体单元术语,因为缩聚时部分原子缩合成低分子副产物析出,结构单元的元素组成不再与单体相同。
如果用2种单体缩聚成缩聚物,则由2种结构单元构成重复单元。
聚合物是指由许多简单的结构单元通过共价键重复键接而成的分子量高达104-106的同系物的混合物。
聚合度是衡量聚合物分子大小的指标。
以重复单元数为基准,即聚合物大分子链上所含重复单元数目的平均值,以DP表示;以结构单元数为基准,即聚合物大分子链上所含结构单X表示。
元数目的平均值,以n2. 举例说明低聚物、齐聚物、聚合物、高聚物、高分子、大分子诸名词的的含义,以及它们之间的关系和区别。
答:合成高分子多半是由许多结构单元重复键接而成的聚合物。
聚合物(polymer)可以看作是高分子(macromolecule)的同义词,也曾使用large or big molecule的术语。
从另一角度考虑,大分子可以看作1条大分子链,而聚合物则是许多大分子的聚集体。
根据分子量或聚合度大小的不同,聚合物中又有低聚物和高聚物之分,但两者并无严格的界限,一般低聚物的分子量在几千以下,而高聚物的分子量总要在万以上。
多数场合,聚合物就代表高聚物,不再标明“高”字。
齐聚物指聚合度只有几~几十的聚合物,属于低聚物的范畴。
低聚物的含义更广泛一些。
3. 写出聚氯乙烯、聚苯乙烯、涤纶、尼龙-66、聚丁二烯和天然橡胶的结构式(重复单元)。
选择其常用分子量,计算聚合度。
聚合物结构式(重复单元)聚氯乙烯-[-CH2CHCl-]- n聚苯乙烯-[-CH2CH(C6H5)-]n涤纶-[-OCH2CH2O OCC6H4CO-]n尼龙66(聚酰胺-66)-[-NH(CH2)6NH CO(CH2)4CO-]n聚丁二烯-[-CH2CH=CHCH2 -]n天然橡胶-[CH2CH=C(CH3)CH2-]n聚合物分子量/万结构单元分子量/万DP=n 特征塑料聚氯乙烯聚苯乙烯5~1510~3062.5104800~2400960~2900(962~2885)足够的聚合度,才能达到一定强度,弱极性要求较高聚合度。
高分子化学与物理主要习题解答参考书籍:《高分子物理教程柯杨船何平笙主编》《高分子化学(第五版)潘祖人主编》主讲人:柯扬船教授参与人员:刘壮刘乐王迪靳欢常启帆学校:中国石油大学(北京)一,选择题(题库抽选)1.本体聚合和溶液聚合都属于()。
A均相聚和B非均相聚和C游离基逐步聚合D连锁聚合2.本体聚合中,聚合产物与作为溶剂的单体,呈完全()A相分离B均相C非均相D混相3.聚苯乙烯,聚氯乙烯和聚乙烯醇的共同特点是( )A.主链是聚乙烯链,支链不同B.主链不相同,支链也不相同C.主链是聚乙烯链,都无支链D.侧基都不相同,却都能结晶4.根据推导自由基聚合反应动力学方程所做出的假设,选出下列正确答案()A.引发剂的诱导速率=引发速率B.引发剂引发速率=链增长速率C.引发剂引发速率=链终止速率5.根据推导缩聚反应和自由基聚合反应的聚合度分布方程,选出下列正确答案[假设,Xw重均聚合度;Xn数均聚合度]()A.对缩聚反应,Xw/Xn=2;B.对自由基岐化终止聚合反应Xw/Xn≈2C.对自由基偶合终止聚合反应Xw/Xn≈2D.对所有逐步聚合反应Xw/Xn≈26.设C M为向单体链转移系数,C1为向引发剂转移系数,Cs为向溶剂转移系数,Ktr M为向单体转移速率常数,Ktrl为向引发剂转移速率,Ktrs为向溶剂转移速率,Kp为聚合速率常数,Kd为引发剂分解速率,Kt为引发剂终止速率,Etr M为单向转移活化能,Ep为聚合反应活化能,Et链终止活化能Ed引发剂分解活化能,E是影响聚合度的综合活化能。
请从下列选出不正确的公式()A.CM=Ktr M/Kp,C1=Ktrl/Kp,Cs=Ktrs/KpB.对于聚氯乙烯C M≈1/X nC.CM=Ktr M/Kp=(Atr M/Ap)exp=[-(Etr M-Ep)/RT]D.E=(Ep-Et/2)-Ed/27.按照自由基聚合微观动力学理论,Ri为引发剂引发速率,Rp为聚合速率,Kp为聚合速率,Rt为链终止反应速率,kt为链终止速率,Rd为引发剂分解速率,Kd为分解速率[I]为引发剂浓度[M]为游离基浓度,f为引发剂效率,则下列公式或假设不正确的是()A. Ri= -d[I]dt=2fKd[I]B. Rp= -d[M]dt=Kp[M][M•]C. Rt= - d[M•] dt=2Kt[M•]^2D. Rd=-d[I]/dt=Kd[I]^28.指明和改正下列方程式中的错误()A. Rp=K[^(1/2)](FKd/Kt)[I]^(1/2)[M]B. V=[Kp/(2Kt)][M•][M]C. Xn=(Xn)0-Cs[S]/[M]D. ꞇs=(Kp^2/(2Kt)([M]/Rp)9.高分子聚合物的聚集态或者凝聚态通常可包括()A.结晶态,无定形态,液晶态B.结晶态,液晶态,热固态C.结晶态,无定形态D.结晶态,无定形态,液晶态,过滤态或亚稳态10.高分子链的结构形式是影响高分子结晶的内因,通常影响结晶的主要因素有()A.分子链柔性,分子链支化度及分子链节对称性B.分子链取代基大小,分子量大小,分子量分布大小C.主链规整度大小,主链等规度大小,主链支化度及交联度大小D.主链全同立构结构,缩合聚合反应的高分子链11.高分子链聚集时会产生主价力和次价力,主价力的化学键能常为140-700Kj/mol而次价力键能仅8-42Kj/mol,但是有一些高分子聚合物热降解时却往往发生次价力还未来得及破坏而主价力先行破坏或其分子链先行断裂现象,其原因可能是()A.高聚物分子量通常很高,链段次价力具有加和性B.高分子链次价力加和可能超过主价力C.高分子链之间产生氢键加和效应,支链或交联结构D.高分子量高聚物分子链的氢键范德华力与静电力其加和效应很强12.根据反应分子数N,反应物浓度C和反应程度P的定义,可写出以下种数均聚合度Xn的表达式,其中正确的表达式是()A.Xn=N0/N(N0是高分子结构单元数,N是高分子数)B.Xn=C0/C(C0是高分子单体浓度,C是转化为高聚物的单体浓度)C.Xn=1/(1-P)(P是高分子反应程度)D.1/Xn=K1(K2[M])-C M-Cs[S]/[M](K1是阴离子聚合转移速率常数,K2是阴离子聚合速率常数,[M]是单体浓度,[S]是溶剂浓度,C M是阴离子聚合反应向单位转移常数,Cs是阴离子聚合反应向溶剂转移常数)13.根据高分子聚集态或凝聚态理论,高分子在不同结晶条件形成不同形态的晶体如()A.折叠链晶体,伸展链晶体,纤维状晶体B.串晶体,单晶体和球晶体C.晶胞,晶型和晶状体D.液晶体,枝晶体和缨状胶束晶体二,计算题(题库抽选)14.对于双基终止的自由基聚合物,每一个大分子含有1.3个引发剂残基,假定无链转移,试计算歧化终止和偶合终止反应的相对量。
⾼分⼦化学习题与答案《⾼分⼦化学》习题与答案第⼀章绪论习题1. 说明下列名词和术语:(1)单体,聚合物,⾼分⼦,⾼聚物(2)碳链聚合物,杂链聚合物,元素有机聚合物,⽆机⾼分⼦(3)主链,侧链,侧基,端基(4)结构单元,单体单元,重复单元,链节(5)聚合度,相对分⼦质量,相对分⼦质量分布(6)连锁聚合,逐步聚合,加聚反应,缩聚反应(7)加聚物,缩聚物,低聚物2.与低分⼦化合物⽐较,⾼分⼦化合物有什么特征?3. 从时间~转化率、相对分⼦质量~转化率关系讨论连锁聚合与逐步聚合间的相互关系与差别。
4. 举例说明链式聚合与加聚反应、逐步聚合与缩聚反应间的关系与区别。
5. 各举三例说明下列聚合物(1)天然⽆机⾼分⼦,天然有机⾼分⼦,⽣物⾼分⼦。
(2)碳链聚合物,杂链聚合物。
(3)塑料,橡胶,化学纤维,功能⾼分⼦。
6. 写出下列单体的聚合反应式和单体、聚合物的名称(1) CH2=CHF(2) CH2=CH(CH3)2CH3|(3) CH2=C|COO CH3(4) HO-( CH2)5-COOH(5) CH2CH2CH2O|__________|7. 写出下列聚合物的⼀般名称、单体、聚合反应式,并指明这些聚合反应属于加聚反应还是缩聚反应,链式聚合还是逐步聚合?(1) -[- CH2- CH-]n-|COO CH3(2) -[- CH2- CH-]n-|OCOCH3(3) -[- CH2- C = CH- CH2-]n-|CH3(4) -[-NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO-]n-(5) -[-NH(CH2)5CO-]n-8. 写出合成下列聚合物的单体和反应式:(1) 聚苯⼄烯(2) 聚丙烯(3) 聚四氟⼄烯(4) 丁苯橡胶(5) 顺丁橡胶(6) 聚丙烯腈(7) 涤纶(8) 尼龙6,10(9) 聚碳酸酯(10) 聚氨酯9. 写出下列单体形成聚合物的反应式。
指出形成聚合物的重复单元、结构单元、单体单元和单体,并对聚合物命名,说明聚合属于何类聚合反应。