高分子物理部分复习题.docx
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高分子物理部分复习题
高分子物理部分复习题
一、名词解释
构型、构象、柔顺性、内耗、等同周期、假塑性流体、远程结构、近程结构、末端距、聚集态结构、液晶、
取向、熵弹性、玻璃化转变温度、应力松弛、蠕变、杂链高分子、元素有机高分子、键接结构、旋光异构、均相成核、异相成核、时温等效原理、粘流态、玻璃化转变温度、
二、填空题
1.聚合物的粘弹性体现在具有 、 、 三种力学松驰现象。
(3分)
2.分子间的范德华力包括 、 和 。
(1.5分)
3.作为橡胶、塑料和纤维使用的聚合物之间的主要区别是。
4.材料一般需要较高程度的取向。
5.某聚合物试样中含两个组分,其相对分子质量分别1╳104g/mol和2╳105g/mol,相应的质量分数(wi)分别是0.2和0.8,其数均相对分子质量、重均相对分子质量和相对分子质量多分散系数分别是、和
6.高分子链的柔顺性越大,它在溶液中的构象数越,其均方末端距越。
7.橡胶的高弹性的特点是:
(1)弹性模量很,而形变量很;
(2)形变需要;(3)形变时有效应。
8.制备高分子合金的方法有()和()。
9.随着聚合物结晶度的提高,其弹性模量;随着结晶聚合物分子量的增加,其熔点;随着聚合物交联程度的提高,其弹性模量。
10.PET的玻璃化转变温度是69℃,但用它制造的可乐瓶和矿泉水瓶在很低的温度下却还有很高的抗冲击性能,主要是由于它在玻璃化转变温度以下还存在。
13.下列聚合物中,玻璃化转变温度从高到低次序正确的是:
()。
A.聚二甲基硅橡胶、PS、PP、PC;
B.PET、PC、PP、顺丁橡胶;
C.PMMA、PC、PET、聚二甲基硅橡胶;
D.PC、PS、PP、顺丁橡胶。
15.聚乙烯能作为塑料使用,是因为:
()
A.聚乙烯的内聚能密度很高;
B.聚乙烯的玻璃化转变温度很高;
C.聚乙烯的结晶度很高。
17.10g相对分子质量为104g/mol的级分与1g相对分子质量为105g/mol的级分混合时,其数均相对分子质量、重均相对分子质量和分子质量多分散系数分别是:
()
A.18200g/mol、10900g/mol和1.67;
B.10900g/mol、18200g/mol和1.67;
C.10900g/mol、55000g/mol和5.10
18.在粘流温度以上,随着聚合物熔体温度的升高,()。
A.熔体的自由体积保持恒定,链段的活动能力不再随温度的升高而增加;
B.分子间的作用力变化不大,高聚物的流动性不再提高;
C.熔体粘度随温度升高以指数方式下降,高聚物的流动性增大。
19.玻璃态高聚物和结晶高聚物的拉伸情况的区别在于:
()
A.前者只发生分子链的取向,不发生相变;而后者还包含有结晶的破坏、取向和再结晶等过程;
B.两者都只发生分子链的取向,不发生相变;
C.两者都发生结晶的破坏、取向和再结晶等过程。
21.聚苯乙烯的玻璃化转变温度约为100℃,则()。
A.25℃时的内耗最大;
B.100℃时的内耗最大;
C.125℃时的内耗最大。
23.过氧化苯甲酰引发剂可引发的单体是( )
A.苯乙烯 B.甲基丙烯酸甲酯 C.乙烯基乙醚D.异丁烯
E.偏二腈基乙烯F.氯乙烯
24.丁基锂作为引发剂可引发的单体是( )
A.苯乙烯 B.甲基丙烯酸甲酯 C.乙烯基乙醚D.异丁烯
E.偏二腈基乙烯F.氯乙烯
25.BF3+H2O作为引发剂可引发的单体是( )
A.苯乙烯 B.甲基丙烯酸甲酯 C.乙烯基乙醚D.异丁烯
E.偏二腈基乙烯F.氯乙烯
26.在高分子合成中,容易制得具有实用价值的嵌段共聚物的是( )
A.自由基聚合 B.阳离子聚合 C.阴离子活性聚合
27.高聚物的晶体以许多种形式存在,主要有()、()、()、()等
28.高聚物的取向可以分为()和()两大类。
29.根据分子的排列形式和有序的不同,液晶可分为()、()、()。
30.高聚物分子运动的单元主要包括()、()、()、()、()。
31.影响玻璃化转变温度的主要因素包括()、()、()、()、()、()、()。
三、问答题
1.请按高到低的顺序排列出下列聚合物的玻璃化转变温度,并说明理由。
(7分)
2.试述下列烯类聚合物的构型特点及其名称,式中R表示链节构型是R构型,S表示链节构型是S构型:
(1)-R-R-R-R-R-R-;
(2)-S-S-S-S-S-S-;
(3)-R-S-R-S-R-S-;
(4)-S-R-R-S-S-R-。
4.比较下列各组高聚物的玻璃化转变温度Tg的大小,并简要说明理由。
1、聚苯乙烯、聚乙烯、聚二甲基硅氧烷
2、聚丙烯、聚异丁烯、聚甲基丙烯酸甲酯
6.画出结晶聚合物在结晶度为0%、小于40%、大于40%时的温度-形变曲线。
7.画出聚合物的结晶速度与温度的关系曲线,并加以解释。
8.两种单体A、B以等物质的量共聚,用图表示三种有代表性的共聚物。
9.简述自由体积理论要点及其应用。
高分子化合物(HighMolecularCompound):
所谓高分子化合物,系指那些由众多原子或原子团主要以共价键结合而成的相对分子量在一万以上的化合物。
单体(Monomer):
合成聚合物所用的-低分子的原料。
如聚氯乙烯的单体为氯乙烯。
重复单元(RepeatingUnit):
在聚合物的大分子链上重复出现的、组成相同的最小基本单元。
如聚氯乙烯的重复单元为。
单体单元(MonomerUnit):
结构单元与原料相比,除了电子结构变化外,其原子种类和各种原子的个数完全相同,这种结构单元又称为单体单元。
结构单元(StructuralUnit):
单体在大分子链中形成的单元。
聚合度(DP、Xn)(DegreeofPolymerization):
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元数目的平均值,以表示。
聚合物是由一组不同聚合度和不同结构形态的同系物的混合物所组成,因此聚合度是一统计平均值。
聚合物分子量(MolecularWeightofPolymer):
重复单元的分子量与重复单元数的乘积;或结构单元数与结构单元分子量的乘积。
数均分子量(Number-averageMolecularWeight):
聚合物中用不同分子量的分子数目平均的统计平均分子量。
重均分子量(Weight-averageMolecularWeight):
聚合物中用不同分子量的分子重量平均的统计平均分子量。
粘均分子量(Viscosity-averageMolecularWeight):
用粘度法测得的聚合物的分子量。
分子量分布(MolecularWeightDistribution,MWD):
由于高聚物一般由不同分子量的同系物组成的混合物,因此它的分子量具有一定的分布,分子量分布一般有分布指数和分子量分布曲线两种表示方法。
多分散性(Polydispersity):
聚合物通常由一系列相对分子量不同的大分子同系物组成的混合物,用以表达聚合物的相对分子量大小并不相等的专业术语叫多分散性。
分布指数(DistributionIndex):
重均分子量与数均分子量的比值。
即。
用来表征分子量分布的宽度或多分散性。
连锁聚合(ChainPolymerization):
活性中心引发单体,迅速连锁增长的聚合。
烯类单体的加聚反应大部分属于连锁聚合。
连锁聚合需活性中心,根据活性中心的不同可分为自由基聚合、阳离子聚合和阴离子聚合。
逐步聚合(StepPolymerization):
无活性中心,单体官能团之间相互反应而逐步增长。
绝大多数缩聚反应都属于逐步聚合。
加聚反应(AdditionPolymerization):
即加成聚合反应,烯类单体经加成而聚合起来的反应。
加聚反应无副产物。
缩聚反应(CondensationPolymerization):
即缩合聚合反应,单体经多次缩合而聚合成大分子的反应。
该反应常伴随着小分子的生成。
塑料(Plastics):
具有塑性行为的材料,所谓塑性是指受外力作用时,发生形变,外力取消后,仍能保持受力时的状态。
塑料的弹性模量介于橡胶和纤维之间,受力能发生一定形变。
软塑料接近橡胶,硬塑料接近纤维。
橡胶(Rubber):
具有可逆形变的高弹性聚合物材料。
在室温下富有弹性,在很小的外力作用下能产生较大形变,除去外力后能恢复原状。
橡胶属于完全无定型聚合物,它的玻璃化转变温度(Tg)低,分子量往往很大,大于几十万。
纤维(Fiber):
聚合物经一定的机械加工(牵引、拉伸、定型等)后形成细而柔软的细丝,形成纤维。
纤维具有弹性模量大,受力时形变小,强度高等特点,有很高的结晶能力,分子量小,一般为几万。
碳链聚合物(Carbon-chainPolymer):
大分子主链完全由碳原子组成的聚合物。
杂链聚合物(Hetero-chainPolymer):
聚合物的大分子主链中除了碳原子外,还有氧、氮等杂原子。
元素有机聚合物(ElementOrganicPolymer):
聚合物的大分子主链中没有碳原子孙,主要由硅、硼、铝和氧、氮、硫、磷等原子组成。
无机高分子(InorganicPolymer):
主链与侧链均无碳原子的高分子。
聚合反应(Polymerization):
由低分子单体合成聚合物的反应。
活性种(ReactiveSpecies):
打开单体的π键,使链引发和增长的物质,活性种可以是自由基,也可以是阳离子和阴离子。
均裂(Homolysis):
化合物共价键的断裂形式,均裂的结果,共价键上一对电子分属两个基团,使每个基团带有一个独电子,这个带独电子的基团呈中性,称为自由基。
异裂(Heterolysis):
化合物共价键的断裂形式,异裂的结果,共价键上一对电子全部归属于其中一个基团,这个基团形成阴离子,而另一缺电子的基团,称为阳离子。
自由基聚合(RadicalPolymerization):
以自由基作为活性中心的连锁聚合。
离子聚合(IonicPolymerization):
活性中心为阴、阳离子的连锁聚合。
阳离子聚合(CationicPolymerization):
以阳离子作为活性中心的连锁聚合。
阴离子聚合(AnionicPolymerization):
以阳离子作为活性中心的连锁聚合。
诱导效应(InductionEffect):
单体的取代基的供电子、吸电子性。
链引发(ChainInitiation):
形成单体自由基活性种的反应。
链引发包括两步:
初级自由基的形成(即引发剂的分解),单体自由基的形成。
链增长(ChainPropagation):
单体自由基形成后,它仍具有活性,能打开第二个烯类分子的π双键,形成新的自由基,新自由基的活性并不随着链段的增加而衰减,与其它单体分子结合成单元更多的链自由基,即链增长。
链终止(ChainTermination):
自由基活性高,有相互作用终止而失去活性的倾向。
链自由基失去活性形成稳定聚合物的反应称为链终止反应。
偶合终止(CouplingTermination):
两链自由基的独电子相互结合成共价键的终止反应,偶合终止的结果是大分子的聚合度为链自由基重复单元数的两倍。
歧化终止(DisproportionationTermination):
某链自由基夺取另一自由基的氢原子或其他原子终止反应。
歧化终止的结果是聚合度与链自由基的单元数相同。
单基终止(Mono-radicalTermination):
链自由基从单体、溶剂、引发剂等低分子或大分子上夺取一个原子而终止,这些失去原子的分子可能形成新的自由基继续反应,也可能形成稳定的自由基而停止聚合。
双基终止(Bi-radicalTermination):
链自由基的独电子与其它链自由基中的独电子或原子作用形成共价键的终止反应。
链转移(ChainTransfer):
在自由基聚合过程中,链自由基可能从单体(M)、溶剂(S)、引发剂(I)等低分子或大分子上夺取原子而终止,使失去原子的分子成为自由基,继续新链的增长,这一反应叫链转移反应。
引发剂(Initiator):
在聚合体系中能够形成活性中心的物质,使单体在其上连接分为自由基引发剂,离子引发剂。
引发剂效率(InitiatorEfficiency):
引发聚合部分引发剂占引发剂分解消耗总量的分率称为引发剂效率。
转化率(Conversion):
单体转化为聚合物的分率,等于转化为聚合物的单体量比去用去单体总量。
链转移剂(ChainTransferAgent):
聚合物生产过程中人为地加入的一种自由基能够向其转移的试剂,用于调节聚合物分子量。
常用的链转移剂有脂肪族硫醇等。
阻聚剂(Inhibitor):
能够使每一自由基都终止,形成非自由基物质,或形成活性低、不足以再引发的自由基的试剂,它能使聚合完全停止。
按机理可分为加成型阻聚剂(如苯醌等)、链转移型阻聚剂(如DPPH等)和电荷转移型阻聚剂(如FeCl3等)等。
均聚合(Homo-polymerization):
由一种单体进行的聚合反应。
共聚合(Co-polymerization):
由两种或两种以上单体共同参加的连锁聚合反应。
形成的聚合物中含有两种或多种单体单元。
均聚物(Homo-polymer):
由均聚合所形成的聚合物。
共聚物(Copolymer):
由共聚合形成的聚合物。
无规共聚物(RandomCopolymer):
聚合物中组成聚合物的结构单元呈无规排列。
交替共聚物(AlternatingCopolymer):
聚合物中两种或多种结构单元严格相间。
嵌段共聚物(BlockCopolymer):
聚合物由较长的一种结构单元链段和其它结构单元链段构成,每链段由几百到几千个结构单元组成。
接枝共聚物(GraftCopolymer):
聚合物主链只由某一种结构单元组成,而支链则由其它单元组成。
竞聚率(ReactivityRatio):
是均聚和共聚链增长速率常数之比,r1=k11/k12,r2=k22/k21,竞聚率用于表征两单
自由基聚合实施方法(ProcessofRadicalPolymerization):
主要有本体聚合,溶液聚合,乳液聚合,悬浮聚合四种。
本体聚合(BulkPolymerization):
本体聚合是单体本身、加入少量引发剂(或不加)的聚合。
悬浮聚合(SuspensionPolymerization):
悬浮聚合一般是单体以液滴状悬浮在水中的聚合,体系主要由单体、水、油溶性引发剂、分散剂四部分组成。
溶液聚合(SolutionPolymerization):
是指单体和引发剂溶于适当溶剂的聚合。
乳液聚合(EmulsionPolymerization):
是单体在水中分散成乳液状而进行的聚合,体系由单体、水、水溶性引发剂、水溶性乳化剂组成。
分散剂(Dispersant):
分散剂大致可分为两类,
(1)水溶性有机高分子物,作用机理主要是吸咐在液滴表面,形成一层保护膜,起着保护人用,同时还使表面(或界面)张力降低,有利于液滴分散。
(2)不溶于水的无机粉末,作用机理是细粉吸咐在液滴表面,起着机械隔离的作用。
乳化剂(Emulsifier):
常用的乳化剂是水溶性阴离子表面活性剂,其作用有:
(1)降低表面张力,使单体乳化成微小液滴,
(2)在液滴表面形成保护层,防止凝聚,使乳液稳定,(3)更为重要的作用是超过某一临界浓度之后,乳化剂分子聚集成胶束,成为引发聚合的场所。
胶束(Micelle):
当乳化剂浓度超过临界浓度(CMC)以后,一部分乳化剂分子聚集在一起,乳化剂的疏水基团伸身胶束回部,亲水基伸向水层的一种状态。
立体异构(Stereo-isomerism):
分子中的原子的不同空间排布而产生不同的构型。
可分为光学异构体和几何异构体。
构型(Configuration):
是由原子(或取代基)在手性中心或双键上的空间排布顺序不同而产物的立体异构。
构象(Conformation):
构象则是对C-C单键内旋转异构体的一种描述,有伸展型、无规线团、螺旋型和折叠链等几种构象。
光学异构体(OpticalIsomer,又称对映体异构):
由手性中心产生的异构体,分R(右)型和S(左)型。
几何异构体(GeometricalIsomer):
由双键而产生的异构体,即Z(顺)式和E(反)式。
手性中心(ChiralCenter):
非对称取代的烯类单体或α—烯烃聚合物分子链中的不对称的碳原子。
全同立构聚合物(IsotacticPolymer)(等规立构聚合物):
各手性碳原子构型相同,称全同立构聚合物。
以聚α-烯烃为例,聚α-烯烃中含有多个手性中心C原子,若各个手性中心C原子的构型相同,如~RRRR~或~SSSS~,就成为全同立构(等规)聚合物。
间同立构聚合物(SyndiotacticPolymer)(间规立构聚合物):
若相邻手性碳原子构型相反,且交替排列,则为间同立构聚合物。
以聚α-烯烃为例,若聚α-烯烃中相邻的手性中心C原子的构型相反并且交替排列,如~RSRSRS~,则成为间同立构聚合物。
无规立构聚合物(AtacticPolymer):
手性C构型呈无规排列的聚合物。
以聚α-烯烃为例,若聚α-烯烃中的手性中心C原子的构型呈无规则排列,如~RRSRSSSRSSR~,则为无规聚合物。
顺式(Z)构型(Cis-configuration)、反式(E)构型(Anti-configuration):
当双键的两个碳原子各连接两个不同基团时,由于双键不能自由旋转,就有可能生成两种不同的由空间排列所产生的异构体。
两个相同基团处于双键同侧的叫做顺式,反之叫做反式。
立构规整度(Stereo-regularity):
立构规整聚合物的质量占总聚合物质量的分率。
全同指数(IsotacticIndex)(聚丙烯的等规度):
表征聚合物的立构规整程度的指数,即有规立体聚合物占总聚合物量的分率,以IIP表示。
常用沸腾正庚烷的萃取剩余物所占分数来表示。
线形缩聚(LinearPoly-codensation):
在聚合反应过程中,如用2-2或2官能度体系的单体作
原料,随着聚合度逐步增加,最后形成高分子的聚合反应。
线型缩聚形成的聚合物为线形缩聚物,如涤纶、尼龙等。
体形缩聚(Tri-dimensionalPoly-condensation):
参加反应的单体,至少有一种单体含有两个以上的官能团,反应中形成的大分子向三个方向增长,得到体型结构的聚合物的这类反应。
官能度(Functionality):
一分子聚合反应原料中能参与反应的官能团数称为官能度。
平均官能度(Aver-Functionality):
单体混合物中每一个分子平均带有的官能团数。
即单体所带有的全部官能团数除以单体总数
热塑性塑料(ThermoplasticsPlastics):
是线型可支链型聚合物,受热即软化或熔融,冷却即固化定型,这一过程可反复进行。
聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)等均属于此类。
热固性塑料(ThermosettingPlastics):
在加工过程中形成交联结构,再加热也不软化和熔融。
酚醛树脂、环氧树脂、脲醛树脂等均属于此类。
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- 高分子 物理 部分 复习题