推荐-苏州大学聚合物合成与改性作业答案
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选择题1.聚合反应在生产中究竟选择哪一种方法,须由()来决定。
a.单体的性质b.聚合产物的用途c.单体的性质和聚合产物的用途2.聚氯乙烯聚合常用的引发剂是()。
a.有机过氧化物b.偶氮类引发剂c.复合型引发剂3.ABS树脂是()三元共聚物。
a.丙烯腈-丁二烯-苯乙烯b.丙烯腈-异戊二烯-苯乙烯c.丙烯腈-丁二烯-乙烯5.生产丙纶的主要单体是()。
a.丙烯b.乙烯c.丙烯腈6. 丙烯酸应用下列那种方法精制()A 碱洗水洗蒸馏B 重结晶C 减压蒸馏D 萃取7.乳液聚合生产过程中,破乳方法不包括(B )。
A 强烈搅拌B 加热C 加入电解质D 调节pH8.对于粘度很高流动性差的合成橡胶溶液聚合,反应釜应选择(A )搅拌器。
A 螺带式B 平浆式C 锚式D 旋浆式9.本体法生产有机玻璃的特点不包括()。
A 提高聚合速率,分子量降低B 反应体系粘度高,散热困难C 分子量分布窄D 产品后处理简单12.乙烯高压自由基本体聚合中,得到的是(D )。
A HPLDPEB HPHDPEC LLDPED LHDPE13.乳液聚合的主要场所是(B)。
A 胶束B 增容胶束C 单体液滴D 单体分子14.C4馏分中所含的丁烷、丁二烯、丁烯各异构体的沸点非常相近,可通过(C )的方法进行分离。
A 闪蒸B 水蒸气蒸馏C 萃取精馏D 减压蒸馏15.自由基聚合中,可以同时提高反应速率和分子量的聚合是(B)。
A 本体聚合B 乳液聚合C 悬浮聚合D 溶液聚合16.自由基聚合中,悬浮聚合在较高温度下进行时,可以选用()做分散剂。
A 聚乙烯醇B 羟丙基纤维素C 明胶D 碳酸镁17.用无机粉末做分散剂的自由基悬浮聚合结束后,用()洗涤以除去分散剂。
A 稀碱B 稀酸C 去离子水 D十二烷基苯磺酸钠18.BPO常常和()组成氧化还原引发体系用于自由基聚合。
A 亚硫酸钠B 硫代硫酸钠C 二甲苯胺D 硫酸亚铁20.可以制成AB型,多嵌段等不同形式的嵌段共聚物的主要聚合方法为()。
聚合物改性课后习题
聚合物改性课后习题1.共聚物形态可分为哪3种基本类型?P5 答:均相体系海-岛结构海-海结构2.简述均一性与分散度概念。
P10答:均一性指分散相浓度的起伏大小,可以采用数理统计来进行定量计算。
分散度指分散相颗粒的破碎情况,以分散相平均粒径来表征均匀↑均一性↑粒径↓分散度↑3.试述聚合物两相体系的配比与熔体粘度对哪一相为连续相、哪一相为分散相的综合影响。
P17 答:某一组分大于74%→连续相小于26%→分散相26%―74%与另一组分粘度比值小于1,还可能是连续相4.试述影响共混体系熔融流变性能的因素。
P23 答:剪切速率温度共混组成黏弹性5.简述弹性体增韧塑料体系中,分散相粒径对增韧效果的影响。
P28答:橡胶颗粒的粒径分布不宜过宽,过小的橡胶粒不能发挥增韧作用;过大的橡胶粒不仅影响体系中的颗粒总数,而且会对力学性能产生不良影响。
6.简述非弹性体增韧与弹性体增韧的区别,以及非弹性体增韧的优势。
P31 增韧改性剂:脆性塑料,无机填料粒子;橡胶或热塑性弹性体增韧对象:有一定韧性的基体;准韧性基体和脆性基体机理:由橡胶球引发银纹或剪切带,橡胶球本身不消耗多少能量;依赖脆性材料的形变,将外界的能量耗散掉。
用量:抗冲击性能随弹性体用量增大而增大;脆性塑料的用量有一个范围,超过此范围,抗冲击性能急剧下降优势:提高材料抗冲击性能的同时,并不会降低材料的刚性。
既增韧又增强7.对于PVC等脆性基体,如何进行非弹性体增韧?P31答:需要用弹性体对其增韧,变成有一定韧性的基体。
然后再用非弹性体对其进行进一步的增韧改性8.简述分布混合与分散混合的概念。
P34答:分布混合:分散相粒子不发生破碎,只改变分散相的空间分布状况、增加分散相分布的随机性的混合过程分散混合:既增加分散相空间分布的随机性,又减小分散相粒径,改变分散相粒径分布的过程。
9.试述影响分散相粒径的因素。
P36共混时间:分散粒径随共混时间延长而降低,粒径分布也会随之均化,时间过长高聚物则会降解。
聚合物成型加工习题答案
高分子材料加工工艺第一章绪论1.材料的四要素是什么?相互关系如何?答:材料的四要素是:材料的制备(加工)、材料的结构、材料的性能和材料的使用性能。
这四个要素是相互关联、相互制约的,可以认为:1)材料的性质与现象是新材料创造、发展及生产过程中,人们最关注的中心问题。
2)材料的结构与成分决定了它的性质和使用性能,也影响着它的加工性能。
而为了实现某种性质和使用性能,又提出了材料结构与成分的可设计性。
3)材料的结构与成分受材料合成和加工所制约。
4)为完成某一特定的使用目的制造的材料(制品),必须是最经济的,且符合社会的规范和具有可持续发展件。
在材料的制备(加工)方法上,在材料的结构与性能关系的研究上,在材料的使用上,各种材料都是相互借鉴、相互渗透、相互补充的。
2.什么是工程塑料?区分“通用塑料”和“工程塑料”,“热塑性塑料”和“热固性塑料”。
答:按用途和性能分,又可将塑料分为通用塑料和工程塑料。
工程塑料是指拉伸强度大于50MPa,冲击强度大于6kJ/m2,长期耐热温度超过100℃的、刚性好、蠕变小、自润滑、电绝缘、耐腐蚀性优良等的、可替代金属用作结构件的塑料。
但这种分类并不十分严格,随着通用塑料工程化(亦称优质化)技术的进展,通过改性或合金化的通用塑料,已可在某些应用领域替代工程塑料。
热塑性塑料一般是线型高分子,在溶剂可溶,受热软化、熔融、可塑制成一定形状,冷却后固化定型;当再次受热,仍可软化、熔融,反复多次加工。
例如:PE、PP、PVC、ABS、PMMA、PA、PC、POM、PET、PBT。
热固性塑料一般由线型分子变为体型分子,在溶剂中不能溶解,未成型前受热软化、熔融,可塑制成一定形状,在热或固化剂作用下,一次硬化成型;一当成型后,再次受热不熔融,达到一定温度分解破坏,不能反复加工。
如PF(酚醛树脂)、UF(脲醛树脂)、MF(三聚氰胺甲醛树脂)、EP(环氧树脂)、UP(不饱和树脂)等。
3.与其它材料相比,高分子材料具有那些特征(以塑料为例)?答:与其他材料相比,高分子材料有以下特性(以塑料为例)。
1聚合物改性习题
聚合物改性练习题一、名词解释1.聚合物共混2.乳液共混3.相容性4.聚合物填充剂5.纳米塑料6.高分子合金7.共混物形态的三种基本类型8.共混物的相界面9.“软包硬”规律10.两阶共混11.共混改性12. “均一性”和“分散度”13. 共混工艺因素14. 熔融共混设备15.塑炼16.相界面效应17.共混物形态18. “等粘点”作用19.聚合物等离子体改性11.简单混合12.亚微观结构二、判断正误并简单说明理由1.“海—岛结构”是一种两相体系,且一相为连续相,一相为分散相。
2.聚合物共混物的均相体系形态结构最好,因为均相体系共混物的性能往往超过各单组分单独存在时的性能。
3.塑料的增韧原理之一,是尽量不让塑料在受到应力作用时产生银纹,因为银纹会导致材料被破坏。
4.只能用柔性的橡胶颗粒对塑料基体进行增韧改性,刚性的粒子不能对塑料基体进行增韧。
5.共混时间、共混温度、加料顺序、混合方式等工艺因素都可能对共混性能产生重要的影响。
6.在两相共混组分中体积比多的一定是连续相,少的一定是分散相。
7.材料样品只有在受到剪切力作用时,才会产生剪切形变。
8.分散混合就是用高速搅拌机对聚合物粉末进行混合。
9.高分子薄膜都是不透气的。
10.硅橡胶是指主链以Si-O单元为主,以单价有机基团为侧基的线性聚合物弹性体。
硅橡胶耐寒性极好,耐热性则仅次于氟橡胶。
11.“海-岛结构”由于是两相体系,所以共混物的力学性能比均一体系的要差。
12.纳米粒子不但可以使聚合物基体的力学性能增强,而且可以改善粒子在基体中分散性能。
13.在纤维增强聚合物基复合材料的过程中,纤维的表面活性越高,与基体的结合能力越强,其增强效果越好。
14.分散相总是比基体的强度和硬度高、刚度大。
15.两阶共混分散历程可以降低分散相粒径同时也能使分散相粒径分布较窄。
16.纳米塑料是由纳米塑料粉末作为原料制成的。
17.在两组分熔体粘度接近相等的区域内,容易得到具有“海—海结构”的共混物。
《聚合物合成工程》复习题及答案
《聚合物合成工程》复习题及答案一、简答题1.高分子合成材料主要包括哪几类,并简述其一般的生产工艺过程。
答:高分子合成材料主要包括塑料、合成橡胶和合成纤维三大类,此外还包括涂料、粘合剂、离子交换树脂、功能高分子材料等。
高分子合成材料的一般生产工艺过程如下:原料精制与配制过程、聚合过程、聚合物分离、洗涤、干燥、造粒(压块)过程以及溶剂回收再利用过程等。
2.当今,高分子合成材料在人们的生活中扮演着越来越重要的作用,请列举至少五种高分子材料制品,并简述高分子合成材料的一般的生产工艺过程。
答:在我们的日常生活中,常见的高分子材料制品有塑料盆(桶、碗、瓶、杯、凳子等)、电视机外壳、电脑机箱、汽车外壳、衣服、皮鞋、尼龙袋、保鲜膜等。
它在人们的生活中扮演着越来越重要的作用。
高分子合成材料的一般生产工艺过程如下:原料精制与配制过程、聚合过程、聚合物分离、洗涤、干燥、造粒(压块)过程以及溶剂回收再利用过程等。
3.高分子科学发展至今包括哪两个方面,二者什么关系?答:高分子科学发展至今,形成了学科基础研究(包括“高分子化学” 、“高分子物理”和“高分子工程”三个分支学科)和高分子材料研究(包括“功能高分子”,“通用高分子材料”两个分支领域)两格局。
二者为密切联系,互相渗透,互为依托的关系。
4.高分子科学是从何时真正萌芽并得到发展的,而我国高分子科学研究又是何时起步的呢?答:高分子科学的真正萌芽要追索到1920年前后,由德国化学家 H. Staudinger在1919年瑞士学术会上,提出的“高分子化合物是由共价键连接而成的长链分子”观点,并发表了“聚合反应”的著名论文。
此时,建立了大分子链的学术观点,高分子科学渐渐萌生和发展。
而我国高分子科学研究起步较晚,大约在20世纪50年代初。
5.影响所生产聚合物的分子量及分布、结构与性能以及牌号的因素有哪些。
答:所生产的聚合物分子量及分布、聚合物结构与性能以及不同产品牌号与聚合反应设备、聚合反应机理、聚合反应实施方法、物料组成、聚合反应操作方式以及聚合反应工艺条件有关。
聚合物合成工艺学答案
聚合物合成工艺学—习题指导1. 简述高分子材料的主要类型,主要品种以及发展方向答:天然高分子和合成高分子. 天然-棉麻等;合成-塑料橡胶纤维等. 向耐候性,耐热性,耐水性,功能性,环保性合成高分子发展2. 高分子合成材料的生产过程答: 1)原料准备与精制过程特点:单体溶剂等可能含有杂质,会影响到聚合物的原子量,进而影响聚合物的性能,须除去杂质意义:为制备良好的聚合物做准备2)催化剂配制过程特点:催化剂或引发剂的用量在反应中起到至关重要的作用,需仔细调制. 意义:控制反应速率,引发反应3)聚合反应过程特点:单体反应生成聚合物,调节聚合物的分子量等,制取所需产品意义:控制反应进程,调节聚合物分子量4)分离过程特点:聚合物众位反应的单体需回收,溶剂,催化剂须除去意义:提纯产品,提高原料利用率5)聚合物后处理过程特点:聚合物中含有水等;需干燥. 意义:产品易于贮存与运输6)回收过程特点: 回收未反应单体与溶剂意义:提高原料利用率,降低成本,防止污染环境3. 简述高分子合成材料的基本原料(即三烯三苯乙炔)的来源答:石油化工路线煤炭路线其他原料路线4. 简述石油裂解制烯烃的工艺过程答:石油裂解装置大多采用管式裂解炉.石油裂解过程是沸点在350 C 左右的液态烃,在稀释剂水蒸气的存在下,于750-820 高温裂解化为低级烯烃,二烯烃的过程5. 画出C4 馏分制取丁二烯的流程简图,并说明采用两次萃取.精馏及简单精馏的目的答:萃取精馏是用来分离恒沸点混合物或挥发度相近的液体混合物的特殊精馏方法.以上操作过程目的是为了得C4 馏分中的丁烷,丁烯与丁二烯分离.简单精馏则是为了出去甲基乙炔,2- 顺丁烯1,2- 丁二烯与高沸点物6. 试述合成高分子材料所用的单体的主要性能,在贮存,运输过程中以及在使用时应注意那些问题?答:主要性能:能够发生聚合反应的单体分子应当含有两个或两个以上能够发生聚合反应的活性官能团或原子,仅含有两个聚合活性官能度的单体可以生成高分子量的线形结构高分子化合物,分子中含有两个以上聚合活性官能度的单体则要求生产分子量低的具有反应活性的聚合物 1 )防止与空气接触产生易爆炸的混合物或产生过氧化物 2 )提供可靠的措施保证在任何情况下贮罐不会产生过高的压力,以免贮罐爆炸3)防止有毒易燃的单体泄露出贮罐管道泵等输送设备 4 )防止单体贮存过程发张自聚现象,必要时添加阻聚剂 5 )贮罐应当远离反应装置以免减少着火危险6)为防止贮罐内进入空气高沸点单体的贮罐应当采用氮气保护.为防止单体受热后产生自聚现象,单体贮罐应当防止阳光照射并且采取隔热措施;或安装冷却水管,必要时进行冷却.7. 自由基集合过程中反应速度和聚合物分子量与哪些因素有关?工艺过程如何调节?答:影响因素:聚合反应温度,引发剂浓度,单体浓度,链转剂种类和用量.反应温度的升高,所得聚合物的平均分子量降低严格控制引发剂用量,一般仅为千分之几,严格控制反应温度在一定范围内和其他反应条件;选择适当的分子量调节剂并严格控制其用量,由于聚合物品种的不同,采用的控制手段可能各有侧重,如PVC 生产中主要定向单体转移,而速度与温度无关8. 一苯乙烯的本体聚合为例,说明本体聚合的特点答:预聚合:原料苯乙烯自苯乙烯车鉴定师送到苯乙烯贮槽,在高位槽中进行预聚,反应温度为80--100C, 聚合物浓度高,预聚温度可提高到115--120C. 而后反应后聚合, 在聚合塔内再升温,循环反应,使发宁完全特点:方法较简单,相对放热量较大,有自动加速效应,形成的聚合物分子量分布较宽,本体聚合流程短,设备少,易于连续化,生产能力大,产品纯度高,透明性好,此法适合生产板材和其他型材9. 高压聚乙烯分子结构特点是怎么样形成的,对聚合物的加工性能有何影响?答: 高温状况下,PE 分子间的距离缩短,且易与自由基碰撞反应,很容易发生本分子链转移,支链过多,这种PE 加工流动性好,.可以采取中空吹塑,注塑,挤出成型等加工方法,具有良好的光学性能,强度,柔顺性,封合性,无毒无味,良好的电绝缘性10. 试述聚苯乙烯和有机玻璃的优缺点及改型方向.答:st:尺寸稳定性好,收缩率好吸湿性低,高折光率,易着色,导热系数随温度变化而变化,具有良好的介电性你能和绝缘性,力学性能优异,耐碱、盐酸、磷酸、硼酸等,易燃烧,易发生静电,但不耐硝酸,不溶于非极性烷烃,但易溶于苯,甲苯,二甲苯中,耐候性差,易发生脆化.改性方向:高抗冲击性(加入弹性体),可发性PS (加入发泡剂), 与其他单体进行共聚,有AS AAS MBS ABS 等PMMA:高透明性,无毒无味,且耐候性良好, 优异的无传导性,具有独特的电性能,耐电弧性及不漏电性能好.缺点:力学性能中等,表面硬度低,易被划伤,具有一定的脆性改性:采用MMA与丁二烯共聚,具有表面硬度高,抗冲击性好,MMA与a- 甲基苯乙烯共聚,具有很好的加工成型性.11. 悬浮聚合机械搅拌与分散剂各有什么重要作用,他们对聚合物颗粒状态有什么影响答:机械搅拌-- 防止两项因密度不同而分层分散剂-防止粘稠的液滴粘结成大粒子进而防止结块悬浮聚合反应釜中的单体受到搅拌剪切力的作用,被打碎成带条状,再在表面引力作用下形成球状小液滴,小液滴在搅拌作用下碰撞而凝结成大液滴,重新被打碎成小液滴,而处于动态配横.12. 悬浮聚合与本体聚合相比有那些特点?答:1)以水为分散介质,价廉,不需回收安全,易分离.2)悬浮聚合体粘度低,温度易控制,3)颗粒形态较大,可以制成不同粒径的粒子4)需要一定的机械搅拌和分散剂5)产品不如本体聚合纯净13.均相与非均相粒子状态有什么区别,他们是怎么形成的均相粒子:透明的圆球状,生成的聚合物可溶于单体液滴,形成粘稠液体粘度随转化率上升而上升,当单体转化率上升到一定程度,聚合物占优势后,逐渐转变为透明的圆球状颗粒.非均相粒子:不透明不规整,当生成的聚合物不溶于单体液滴,则链增长到一定程度时就会有沉淀析出,生成初级粒子,然后聚集成次级粒子,为非均相相成核13. 紧密型与疏松型颗粒的PVC 有何区别?这些区别是如何形成的?答:XJ-规整的圆球状;XS-多孔性不规则颗粒.所选用的分散剂不同,疏松型的PVC 树脂吸收增塑剂的速度明显高于紧密型.紧密型采用明胶为分散剂,疏松型采用适当水解度的聚乙烯醇和水溶性纤维素醚.14. 常用的悬浮剂有哪些类型, 各有什么特点?答: 1)水溶性高分子分散剂:高分子保护胶的作用在于两液滴之间形成高分子保护膜层,从而阻止了两液滴凝结;保护明胶被液滴表面吸附而产生定向排列,产生空间位阻作用.2 )无机粉状分散剂:在液滴表面形成物理保护层,且颗粒越细越稳定,可在高温下使用,可用稀酸除去.15. 悬浮聚合中主要物系组成及其作用答:物系组成:悬浮聚合是多相聚合体系,其中聚合体系由单体分散相(简单单体相)和水连续相(水相)组成.单体想主要由单体引发剂组成,必要时还有调节剂和其他一些特定的配合剂.单体作为反应原料引发剂,诱导使反应进行.其他组分如调节剂,发泡剂等来调节性能.水溶液相主要由水,分散剂及其他助剂所组成.用来对水质控制酸碱度,硬度, 氯离子含量及机械杂质等.16. 简述PVC 悬浮聚合工艺过程答:首先将去离子水,分散剂及除引发剂以外的各种助剂,经计量后加于聚合反应釜中,然后加剂量的氯乙烯单体,升温至规定的温度.加入引发剂溶液或分散液,聚合反应随时开始,夹套同低温水进行冷却,在聚合反应激烈阶段应通5C 以下的低温水,严格控制反应温度波动不超过正负0.2C. 当反应釜压力下降至规定值后结束反应,方法为链终止剂,然后进入单体回收,干燥,筛选出去大颗粒后,包装得产品.17. 试述悬浮聚合中主要影响因素有那些?(悬浮聚合中影响颗粒大小及其分布)答:反应器几何形状的影响;操作条件的影响;材料因素-如两相液滴动力粘度, 密度和表面张力等;分散剂.18. 苯乙烯悬浮聚合有两种工艺:即高温聚合和低温聚合,分析对比两种方法的配方及工艺过程答:高温:ST( 100 )去离子水(140-160 ) NaCO3 (10% ) MgSO4(16%)0.12 苯乙烯-马来酸酐共聚物钠盐0..12 2,6- 叔丁基对苯酚0.025. 工艺过程:ST 高温悬浮聚合在釜式压力反应器中间歇操作,初始反应T为80C,逐渐升温到140,反应t为5-24H,然后酸洗,再经离心分离,脱水干燥,添加必要的助剂后制成成品料粒低温:苯乙烯100;过氧化异丙苯0.8;石油,醚6-10;紫外线吸收剂(UV-9)0.2 ;分散剂()PVA)4-6;抗氧化剂264 0.3;软水200-300.工艺过程:a.发泡剂处理 b. 操作条件-压力(表压) MPa0.4-0.; 温度 C 90-100; 时间4h c 预发泡 d 熟化 e 成型.19. 苯乙烯及氯乙烯悬浮聚合法的生产工艺及粒子的形成过程有何差别?答:苯乙烯:生产工艺:原材料-ST 单体,引发剂阻聚剂,去离子水;工艺过程-高温聚合和低温聚合,P 溶于M, 使液滴逐渐变成透明粘稠,最后变成透明的圆球状颗粒,PVC聚合物不溶于单体,随着聚合物链的增长,逐渐沉淀出来,形成初级粒子,经过凝聚后,形成次级粒子,最后形成不规则不透明的颗粒20. 试述乳液聚合物系及其作用答:单体:聚合物单体材料原材料水:比热大,易于清楚反应热,降低体系粘度,构成连续相,使液滴分散,溶解引发剂,PH 调节剂等.乳化剂:使单体在乳状液中稳定;使单体在胶术中增溶,使聚合物粒子稳定,增加集合物稳定性,对乳液聚合起脆化作用,形成产生链转移或阻聚作.引发体系:在一定条件下分解产生自由基,从而引发反应.21. 乳液聚合生产方法特点答: a 集合速度快,分子量高,可同时提高分子量和反应速率;b 以水为介质,成本低,反应体系粘度小,稳定性优良,反应热易排出,可连续操作;c. 乳液制品可直接作为涂料哦和黏合剂,粉料颗粒小,适用与某种特殊适用场合;d. 由于使用乳化剂,聚合物不纯,后处理复杂, 成本高.22. 自由基溶液聚合的特点答a作为传热介质使体系系统传热较易,温度容易控制;体系粘度低,减少凝胶效应,可以避免局部过热;易于调节产品的分子量及其分布.23. 自由基溶液聚合中溶剂起什么作用?怎么样选择溶剂?答:作用:a溶剂对引发剂分解速度的影响b溶剂的链转移作用对分子量的影响 c 溶剂对聚合物分子的支化与构型的影响•溶剂的选择:a考虑单体在所选择的溶剂中的溶解性 b 溶剂的活性:应当无阻聚或缓聚等不良影响以及考虑对引发剂的诱导分解作用. c 溶剂对聚合物溶解性能和对凝胶效应的影响:选用良溶剂时为均相聚合,有可能消除凝胶效应 d 选用沉淀剂时为沉淀聚合,凝胶效应显著.溶液聚合选择溶剂时应考虑溶剂的Cs 值 e 溶剂的毒性, 安全性和生产成本.24. 在自由基溶液聚合中溶剂对分子量及分子结构有什么影响答:Cs 增大促使产品由高分子量向低分子量转变;可以降低向大分子进行链转移反应,减少了支链结构.25. PAN 溶液聚合一步法及二部法的主要区别何在?各有何优缺点?答:一步法:均相溶液聚合,所用的溶剂既能溶解单体,又能溶解聚合物,聚合结束后,聚合可直接纺丝,使聚合纺丝连续化.二步法:非均相聚合,聚合过程中聚合物不断地呈絮状沉淀析出,需经分离以后用合适的溶剂重新溶解,以制成纺丝原液.一步法只能湿法纺丝且只能生成短纤维,优点是不需要其他溶剂分解,可直接纺丝•二步法:优点:a水相沉淀聚合通常采用水溶性氧化,还原引发体系,引发剂分解活化能较低,可在30-55C 甚至更低的温度下进行聚合,所的产物色泽较白;b 水乡沉淀聚合的反应热易于排除,聚合温度容易控制,从水相得到的产品分子量比较均匀. C 聚合速率快,聚合物粒子比较均匀,转化率较高; d 聚合物易于处理,可省去溶剂回收过程缺点:需使用溶剂重新溶解,以制成纺丝原液,比一步法增加一道生产工序;就聚合物浆状分离,干燥耗能大.26. 简述溶液聚合生产聚丙烯晴的主要组分及其作用答:单体:丙烯晴,丙烯酸甲酯,第三单体; 分散介质:水引发剂:水溶性的氧化-还原引发体系27. 试论述VAc 溶液聚合中为什么选用甲醇作溶剂?为什么用量比单体少的多?反应温度为甲醇的沸腾温度有何好处?答:因为从聚合速率和分子量两方面考虑,采用甲醇作溶剂时的链转移常数小而且PVAc 的甲醇溶液可进一步醇解为PVA(沸点与要求的聚合温度相近)且由于甲醇的用量对聚合物的分子量有影响,因此用量要比单体少.28. 简述聚醋酸乙烯的醇解工艺及醇解度与产品性能和用途的关系答:将生成的PVAc 置于甲醇溶剂中反应温度为甲醇的沸腾温度进行醇解,合成纤维用PVA 的醇解度为96% —100%, 分散剂及织物上浆剂要求醇解毒为80% 左右29. 离子型聚合与自由基溶液聚合对溶剂的要求有何区别?答:离子聚合:需使中性分子生成离子对,此时要求较高的能量,所以生成的粒子不稳定.必须在聚合前用溶剂在低温下使之稳定,不能使用强极性溶剂.多在低温下弱极性溶剂中反应.选择溶剂的原则应考虑溶剂极性大小,对离子活性中心的溶剂化能力,可能与引发剂产生的作用以及熔点或沸点高低,是否容易精致提纯以及与单体,引发剂和聚合物的相容性等因素.自由基聚合:a考虑单体在所选择的溶剂中的溶解性b溶剂的活性:应当无阻聚或缓聚等不良影响以及考虑对引发剂的诱导分解作用. c 溶剂对聚合物溶解性能和对凝胶效应的影响:选用良溶剂时为均相聚合,有可能消除凝胶效应 d 选用沉淀剂时为沉淀聚合,凝胶效应显著.溶液聚合选择溶剂时应考虑溶剂的Cs 值 e 溶剂的毒性,安全性和生产成本30. 离子型催化聚合主要有哪几种类型? 答:阴离子聚合、阳离子聚合、配位聚合31. 阴离子配位催化剂的主要组成有哪些?答:主引发剂:IV—VIII 族过渡金属化合物、主要是卤化物共引发剂: I—IIIA 族金属烷基化合物第三组分:有机给电子化合物(N、P、0)载体:Mg的化合物.32. 目前那些高分子物是采用离子型和配位阴离子型合成工艺来生产的?答:阳离子:丁苯橡胶阴离子:热塑性弹性体SBS、星形苯乙烯热塑性弹性体配位阴离子:PE、PP33. 溶液法生产聚丙烯的配方及物系组成有哪些?答:丙烯(纯度)99.5% )25%汽油(含水量<25PPm) 75%Ticl3 0.024~0.032%Al(Et)2cl 0.64%H2 100~20PPm34. 比较缩聚与加聚反应特征?答:缩聚:一般遵守逐步聚合机理,反应过程中有小分子副产物产生,每一步反应的速率和活化能大致相同,反应早期转化率就很高,随后低聚物继续反应,体系由分子量递增的一系列中间产物构成,中间产物的两分子都能发生反应加聚:一般遵守连锁聚合机理,活性中心为自由基、阳离子、阴离子等,整个过程由链引发、链增长、链终止等基元反应进行,各基元反应的Rp 和Ea 相差很大,整个过程中分子量变化不大,转化率逐渐增加,始终由单体、高聚物和引发及组成35. 试述缩聚反应的分类及实施方法.答:按生成产物的结构分:线型缩聚、体型缩聚按参加反应的单体种类分:均缩聚、异缩聚、共缩聚实施方法:均缩聚:一种单体参加的缩聚反应异缩聚:两种单体参加的缩聚反应共缩聚: 均缩聚和异缩聚中加入其它单体进行的缩聚线型缩聚:官能度是 2 的单体进行的缩聚反应体型缩聚:有官能度大于 2 的一部分单体进行的缩聚平衡缩聚:36. 在熔融缩聚中,可采用什么措施,以加快反应速度和提高缩聚物的分子量?答:a、保证原料配比等摩尔b、保证原料纯度、无杂质c、选用合适的催化剂d、使反应温度控制在适当的范围e、反应前期通入惰性气体,既能防止缩聚物氧化变色,又能降低副产物分压,后期抽真空,使小分子挥发.。
聚合物合成与制备07年考题及答案
聚合物合成与制备07年考题及答案2007年考题1.聚酯改性可采用哪些方法,并分析性能特点。
答:聚合物共聚共混改性:通过选择不同性质共聚共混物质以及之间的比例达到对聚酯不同性质的提高,具有可调节和可控制性。
无机纳米粒子改性:将纳米粒子分散加入到聚酯树脂基体中,由于其具有大的比表面积,与基体间有很好的界面结合,可增强增韧复合材料。
用天然植物纤维或粒子与聚酯共混制备复合材料,既降低成本又可提高体系的某些性能。
粉煤灰(FA)基本是一种球状的粒子,可用于聚酯的改性提高复合材料的硬度。
在聚酯树脂中添加绿茵酸酐、四溴酞酸酐和二溴新戊二醇等可使聚酯具有良好的阻燃性,但燃烧会产生大量黑烟,同时放出有毒烟气如HC1、HBr、CO 等,且含卤的UP着火很难扑灭,因此有必要在阻燃性聚酯中添加发烟抑制剂。
用水合氧化铝(ATH)或二氧化硅(Si0。
)作为填料加入UP中能提高复合材料的电性能。
2.举出几种可进行阳离子聚合的单体,并分析可进行阳离子聚合单体的特点答:异丁烯含甲基推电子基团;苯乙烯及其衍生物,苯环的共轭效应,若带有供电基团,无疑增加单体活性。
乙烯基醚含有推电子基团。
3.碳纤维的制造工艺包括哪几个主要步骤4.RTM和RIM是什么成型工艺答、RTM:树脂转移成型技术。
它是把增强材料切成或制成预成型体(Preform),放入模腔之中。
预成型体放置于合适的位置,以保证模具的密封。
合模后,树脂被注射到模腔之内,流经增强体,把气体排出,并润湿纤维(增强体),多余的树脂将从排气孔处排出模腔。
之后,树脂在一定的条件下经固化后,取出是到制品。
RIM:反应注射成型是把单体注射到模具之中,在模具之中完成聚合反应的工艺过程。
特点:快速混合两种或两种以上能发生反应的化合物,其注射温度和注射压力都很低。
5.导电聚合物主要有哪些类型?试举例说明答:按结构和制备方法不同可分为结构型导电高分子材料和复合型导电高分子材料两大类:⑴复合型导电高分子材料复合型导电高分子材料根据加入基体聚合物中导电成分的不同分为两类:填充复合型导电高分子材料和共混复合型导电高分子材料填充复合型导电高分子材料一般是将抗静电剂及各种导电材料加入到基体聚合物中复合而成。
苏州大学高分子化学课前提问答案
第一章1.对于同一种聚合物,请按照由大到小的顺序排列以下的几种分子量:M n,M w,M z, M n。
答:数均< 黏均< 重均<Z均2.请举例说明5 种高分子量测量的方法。
答:光散射法、体积排阻色谱法、飞行时间质谱法、沸点升高法、渗透压法。
3.请举例说明4 种测量聚合物绝对分子量的方法。
答:光散射法、沸点升高法、凝固点降低法、蒸汽压法、渗透压法4.请说明哪种方法适合测量高分子量聚合物。
答:光散射法5.请介绍如何用渗透压法测量聚合物分子量。
答:测定一系列浓度的高分子溶液的渗透压,以n /CRT对c作图, 得到直线,截距是1/M ,斜率是A2。
6.什么是Mark-Houwink 方程?答:是特性粘度方程[n ]=KM a o7.请说明天空为什么是蓝色的?晚霞为什么是红色的?(围绕瑞利散射,波长小容易被散射来说。
)答:光线进入大气层发生瑞利散射,散射光强与入射波长的4 次方成反比,因此入射波长越短越容易被散射,白天的时候,太阳进入大气层光路较短,短波长的蓝紫光容易被散射,经过大气各个方向的粒子的散射和反射进入人的眼睛里,由于紫光不易被肉眼所感知,所以最后天空呈现的是蓝色;傍晚的时候,光线进入大气层的光路较长,在光线到达地球之前,波长较短的蓝紫光被大气中的各种粒子散射掉,波长较长的红橙光就进入到人的眼睛里,所以我们看到的晚霞是红色的。
8.体积排阻色谱法(SEC)又称为什么?采用该方法测量分子量时,分子量大的分子是先淋洗出来还是后淋洗出来?答:凝胶渗透色谱(GPC);分子量大的先淋洗出来。
9.淋出体积主要由哪两个因素决定的?答:高分子的尺寸和颗粒的孔的尺寸。
10.SEC 得到的是绝对分子量还是相对分子量?答:相对分子量(需要用它本身的标样作标定曲线)11.什么是瑞利因子?答:定义是单位散射体积所产生的散射光强I与入射光强I o之比乘以观测距离的平方。
12.如何采用激光光散射方法测试聚合物的分子量(当聚合物尺寸小于入射波长的20 分之一)?其测得的是绝对分子量还是相对分子量?答:测定一系列不同浓度的溶液的R90,以KC/R90对C作图,得直线,直线的截距是1/M,直线的斜率是2A2。
聚合物改性(完整版)
聚合物改性的目的、意义;聚合物改性的定义、改性的方法(大分类和小分类)答:改性目的及意义:①改善材料的某些物理机械性能②改善材料的加工性能③降低成本④赋予材料某些特殊性能、获得新材料的低成本方法⑤提高产品技术含量,增加其附加值的最适宜的途径⑥调整塑料行业产品结构、增加企业经济效益最常采用的途径聚合物改性的定义:通过各种化学的、物理的或二者结合的方法改变聚合物的结构,从而获得具有所希望的新的性能和用途的改性聚合物的过程改性的方法:①化学改性:a、改变聚合物的分子链结构b、接枝、嵌段共聚、互穿聚合物网络、交联、氯化、氯磺化等②物理改性:a、改变聚合物的高次结构b、共混改性、填充改性、复合材料、表面改性等1.化学改性(改变分子链结构)和物理改性(高次结构)的本质区别答:化学改性—改变聚合物分子的链结构物理改性—改变聚合物分子的聚集状态2.共混物和合金的区别答:共混(指物理共混)的产物称聚合物共混物。
高分子合金:不能简单等同于聚合物共混物,高分子合金---指含多种组分的聚合物均相或多相体系,包括聚合物共混物、嵌段和接枝共聚物,而且一般言,高分子合金具有较高的力学性能。
工业上称:塑料合金。
3.共混改性的分类(熔融、溶液、乳液、釜内)答:分类一:化学方法:如接枝、嵌段等;--化学改性物理方法:机械混合、溶液混合、胶乳混合、粉末混合---混合物理-化学方法---反应共混分类二:熔融共混:机械共混的方法,最具工业价值,是共混改性的重点;溶液共混:用于基础研究领域,工业上用于涂料和黏合剂的制备;乳液共混:共混产品以乳液的形式应用;釜内共混:是两种或两种以上聚合物单体同在一个反应釜中完成其;聚合过程,在聚合的同时也完成了共混。
4.共混物形态研究的重要性5.共混物形态的三种基本类型(均相、海-岛、海-海)答:均相体系:一般本体聚合、溶液聚合才形成均相体系非均相体系:①海-岛结构:连续相+分散相(基体)②海-海结构:两相均连续,相互贯穿6.相容性对共混物形态结构的影响答:①在许多情况下,热力学相容性是聚合物之间均匀混合的主要推动力;良好的相容性是聚合物共混物获得良好性能的重要前提。
2.聚合物合成工艺学课后习题全解
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聚合物改性原理及应用--复习题精华版
一、名词解释高分子合金:指含多种组分的聚合物均相或多相体系,包括聚合物共混物和嵌段、接枝共混物。
等粘温度:两相熔体粘度相等的温度。
聚合物共混:两种或两种以上聚合物经混合制成宏观均匀材料的过程。
分步IPN:是将已经交联的聚合物(第一网络)置入含有催化剂、交联剂等的另一单体或预聚物中,使其溶胀,然后使第二单体或预聚体就地聚合并交联形成第二网络,得互穿聚合物网络。
增容剂:指在共混的聚合物组分之间起到增强相容性和强化界面粘结作用的共聚物。
相容性:指聚合物各组分彼此相互容纳,形成宏观均匀材料的能力。
等粘点:聚合物共混中两相熔体黏度相等的一点。
动态硫化:指共混体系在共混过程中的剪切力作用下进行的硫化反应。
热塑性弹性体:是由大量的软嵌段和少量的硬嵌段组成的两相嵌段共聚物。
接枝共聚反应:在某聚合物主链上接上一些侧支链,其结构单元的结构和组成与主链不同,这样的化学过程。
熔融共混:将聚合物组分加热到融融状态后进行的共混。
IPN:是由两种或多种互相贯穿的交联聚合物组成的共混物,其中至少有一种组份是紧邻在另一组分存在下聚合或交联的。
反应性共混体系:是指在不相容或相容性较差的共混体系中加入(或就地形成)反应性聚合物,在混合过程中(例如挤出过程)与共混聚合物的官能团之间在相界面上发生反应,使体系相容性得到改善,起到增容剂的作用的体系。
相界面:两相或多相共混体系与相间的交界面。
分散度:指“海-岛结构”两相体系中分散相物料的破碎程度。
均一性:指分散相物料分散的均匀程度,亦即分散相浓度的起伏大小。
二、思考题1、高分子聚合物的改性方法包括哪些?2、如何通过玻璃化温度判断复合材料是均相还是单相体系?(一个还是两个Tg峰)3、聚合物共混物形态结构的基本类型有哪些?并简述各自的特点?1、单相连续结构,一相连续,可以看作是分散介质,又称为基体,另一相分散在连续相中,称为分散相,又称为相微区;2、两相连续结构,两组分构成连续相;3、两相交错或互锁结构,没有一相形成贯穿整个试样的连续相,而且两相相互交错形成排列,难以区分连续相和分散相。
聚合物共混改性考试试题及答案教学内容
聚合物共混改性考试试题及答案3. 在某聚合物上引入特殊作用基团;加入第三组分进行增容;4. 两相之间产生部分交联,形成物理或化学缠结;5. 形成互穿网络结构(IPN);6. 改变加工工艺,施加强烈的力剪切作用。
六、一般采有PP熔融接枝MAH单体,并挤出制备TPU/PP共混物,请阐明PP接枝MAH对共混物的形态结构及性能有何影响。
为什么?10分答:采用PP-g-MAH作为增容剂,熔融法制备TPU/PP共混物。
发现,马来酸酐接枝聚丙烯是聚氨酯与聚丙烯共混体系有效的增容剂,有效地改善了共混物的形态和力学性能。
原因:机理:PP-g-MAH中的酸酐基团可能一部分与TPU中羟基反应,另一部分是与N-H基团发生氢键作用,从而有效降低了表面张力,提高了表面粘结力。
七、聚合物共混物的制备方法有那些?各有什么特点?10分答:1. 物理共混法,简单机械共混技术简单的机械共混技术也称为单纯共混技术,它是在共混过程中,直接将两种聚合物进行混合制得聚合物混合材料。
又包括:粉料(干粉)共混,熔体共混,溶液共混,乳液共混2. 共聚-共混法特点:特点:共聚—共混法制取聚合物共混物是一种化学方法,这一点是与机械共混法显然不同的。
3. 互穿聚合物网络法八、增容作用的本质是什么?通常采用哪些增容方法?15分答:增容作用的物理本质:降低共混组分之间的界面张力,促进分散程度的提高;提高相结构的稳定性,使得共混塑料的性能得以提高;改善共混组分之间的界面粘结,有利于传递外力。
常用的增容方法:1. 利用氢键作用导致相容2. 利用离子间相互作用3. 利用电荷转移作用4. 加入增容剂5. 混合过程中化学反应所引起的增容作用6. 共聚物/均聚物共混体系7. 共溶剂法和IPN法。
聚合物合成工艺学思考题及其答案
聚合物合成工艺学思考题及其答案第一章1.简述高分子化合物的生产过程。
答:(1)原料准备与精制过程; 包括单体、溶剂、去离子水等原料的贮存、洗涤、精制、干燥、调整浓度等过程和设备。
(2)催化剂(引发剂)配制过程; 包括聚合用催化剂、引发剂和助剂的制造、溶解、贮存。
调整浓度等过程与设备。
(3)聚合反应过程;包括聚合和以聚合釜为中心的有关热交换设备及反应物料输送过程与设备.(4)分离过程;包括未反应单体的回收、脱出溶剂、催化剂,脱出低聚物等过程与设备。
(5)聚合物后处理过程;包括聚合物的输送、干燥、造粒、均匀化、贮存、包装等过程与设备。
(6)回收过程;主要是未反应单体和溶剂的回收与精制过程及设备。
2 简述连续生产和间歇生产工艺的特点答:间歇生产是聚合物在聚合反应器中分批生产的,经历了进料、反应、出料、清理的操作。
优点是反应条件易控制,升温、恒温可精确控制,物料在聚合反应器中停留的时间相同,便于改变工艺条件,所以灵活性大,适于小批量生产,容易改变品种和牌号。
缺点是反应器不能充分利燥。
4. 简述高分子合成工业的三废来源、处理方法以及如何对废旧材料进行回收利用。
答: 高分子合成工业中:废气主要来自气态和易挥发单体和有机溶剂或单体合成过程中使用的气体;污染水质的废水主要来源于聚合物分离和洗涤操作排放的废水和清洗设备产生的废水;废渣主要来源于生产设备中的结垢聚合物和某些副产物.。
对于废气处理,应在生产过程中严格避免设备或操作不善而造成的泄露,并且加强监测仪表的精密度,以便极早察觉逸出废气并采取相应措施,使废气减少到容许浓度之下。
对于三废的处理,首先在井陉工厂设计时应当考虑将其消除在生产过程中,不得已时则考虑它的利用,尽可能减少三废的排放量,例如工业上采用先进的不适用溶剂的聚合方法,或采用密闭循环系统。
必须进行排放时,应当了解三废中所含各种物质的种类和数量,有针对性地回收利用和处理,最后再排放到综合废水处理场所。
聚合物合成工艺学课后习题全解
聚合物合成工艺学课后习题全解本书教材配套题全部免费供大家学习1. 何谓三大合成材料?简要说明他们的特点。
答(1)用合成的高分子化合物或称做合成的高聚物为挤出制造的有机材料,统称为合成材料。
其中以塑料、合成纤维、合成橡胶塑料、塑料合成纤维、合成橡胶称为三大合成材料。
(2)特点:塑料是以合成树脂为基本成分,具有质轻、绝缘、耐腐蚀、美观、制品形式多样化等。
塑料大多是有机材料,因此其主要的缺点是绝大多数塑料制品都可以燃烧,在长期使用过程中由于光线、空气中氧的作用以及环境条件和热的影响,其制品的性能逐渐变坏,甚至损坏到不能使用,即发生老化现象。
合成橡胶是用化学的合成方法产生的高弹性体。
经硫化加工可制成各种橡胶制品。
某些种类合成橡胶的橡胶具有较天然橡胶为优良的耐热、耐磨、耐老化、耐腐蚀或耐油等性能。
合成纤维,线型结构的高分子量合成树脂,经过适当方法纺丝得到的纤维称为合成纤维。
合成纤维成纤维与天然纤维相比较,具有强度高、耐摩擦、不被虫蛀、耐化学腐蚀等优点。
缺点是不易着色,未经过处理时易产生静电荷,多数合成纤维吸湿性差。
2. 合成高分子化合物的聚合反应主要包括哪两大类?答:合成高分子化合物的聚合反应主要包括连锁聚合反应和逐步聚合反应两大类。
3. 单体储存时应注意什么问题,并说明原因?答:单体储存时应达到防止单体自聚、着火和爆炸的目的。
(1)防止单体自聚,为了防止单体自聚,在单体中添加少量的阻聚剂。
(2)防止着火,为了防止着火事故发生,单体储罐要远离反应装置,储罐区严禁明火以减少着火的危险。
(3)防止爆炸,防止爆炸事故的发生,首先要防止单体泄露,因单体泄露后与空气接触产生易爆炸的混合物或过氧化物;储存气态单体或经压缩冷却后液化的单体的储罐应是耐压的储罐;高沸点的单体储罐应用氮气保护,防止空气进入。
4. 聚合物反应产物的特点是什么?答:①聚合物的相对分子量具有多分散性。
②聚合物的形态有坚韧的固体、粉状、粒状和高粘度的溶液。
聚合物共混改性_作业题答案
1. 聚合物共混改性的主要目的有哪些?物性(谋求新的功能提高性能):功能化、高性能化、耐久性成型加工性:流动性、收缩性、离型性、尺寸稳定性、结晶性、结晶速度、热熔融强度等经济性:增量、代用、省资源、循环利用等2. 聚合物共混改性的主要方法有哪些?物理共混:是指两种或两种以上聚合物材料、无机材料以及助剂在一定温度下进行机械掺混,最终形成一种宏观上均匀的新材料的过程。
化学共混:聚合物的化学共混改性是通过聚合物的化学反应,改变大分子链上的原子或原子团的种类及其结合方式的一类共混改性方法。
物理/化学共混:是在物理共混的过程中发生某些化学反应3. 简述混合的基本方式及其特点。
基本方式:分配混合(分布混合、层流混合)、分散混合特点:在混合中仅增加粒子在混合物中分布均匀性而不减小粒子初始尺寸的过程,称为分配混合。
分布混合:只改变分散相的空间分布状况,增加分散相分布的随机性。
分散相物料主要通过对流作用来实现;层流混合:是分布混合的一种特定形式,其理论基于一种假设,即在层流混合的过程中,层与层之间不发生扩散。
分散混合:在混合过程中发生粒子尺寸减小到极限值,同时增加相界面和提高混合物组分均匀性的混合过程。
4. 试述聚合物共混物的形态及特点。
海-岛结构:是一种两相体系,一相为连续相,另一相为分散相,分散相分散在连续相中,亦即单相连续体系。
海-海结构:也是一种二相体系,但两相皆为连续相,相互贯穿,亦即两相连续体系。
两相互锁或交错结构:也是一种二相体系,这种结构中没有一相形成贯穿整个试样的连续相,而且两相相互交错形成层状排列,难以区分连续相和分散相。
梯度结构:为二相体系,特殊的共连续体系(两相连续体系)其组成在空间上互为增减。
阶跃结构:为二相体系,特殊的共连续体系(两相连续体系),在极小过渡区域内,其组成在空间上互为增减。
单相连续体系:海-岛结构、两相互锁或交错结构共连续体系:海-海结构、梯度结构、阶跃结构5. 影响熔融共混的主要因素有哪些?(1)聚合物两相体系的熔体黏度(比值)及熔体弹性。
高分子聚合物共混改性试题
聚合物共混改性考试试卷一、判断题:对的(√),错的(×)(本大题共17小题,每题1分,其中13题4分,共20分)1.最早的聚合物共混物出现于1912年,是Hancock将天然橡胶与古塔波胶混合制成雨衣。
()2.最早投产的聚合物共混物是在1942年的PVC/NBR。
()3.1942年Dow化学公司出售的Styralloy-22,首次使用了“聚合物合金”这一术语。
()4.银纹和裂纹的是同一概念的不同说法。
()5.只有少数聚合物对是完全相容或部分相容,大多数是不相容的。
()6.1960年提出了银纹核心理论。
()7.1964年OsO4染色技术研究成功,可用透射电镜(TEM)直接观察共混物的形态结构。
()8.在相同的剪切力场中分散相的大粒子比小粒子容易变形,大粒子比小粒子受到更大的外力。
()9.界面层的形成:第一步是两相之间的相互接触,第二步是两种聚合物大分子链段之间的相互扩散。
增加两相的接触面有利于链段扩散,提高两相之间的粘合力。
()10.界面层的厚度主要取决于两种聚合物的相容性, 还与大分子链段尺寸、组成以及相分离条件有关。
()11.基本不混溶的聚合物,链段之间只有轻微的相互扩散,因而两相之间有非常明显和确定的相界面。
( )12.随着两种聚合物之间混溶性增加,扩散程度提高,相界面越来越模糊,界面层厚度越来越大,两相之间的粘合力增大。
完全相容的两种聚合物最终形成均相,相界面消失。
( )13. Cox 和Leal 研究了牛顿液体珠滴在剪切作用下形变和流体力学的稳定性,以稀乳液为模型,悬浮液滴的粘度ηi 与连续介质粘度η0之比为λ=ηi /η0 和参数ak.0/γην=, 所以:A). λ和k 越大,液滴就越难破碎。
( )B).k 与界面张力系数ν成正比,ν与两种聚合物的相容性有关,两种液体的混溶性越小,ν就越大。
( )C). 在其他条件相同时,两种聚合物的混溶性越小,则所得共混物分散相的颗粒就越大。
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Chapter 11、 What are molecular weight and polydispersity of polymers?The molecular weight of polymers is actually the average molecular weight of polymers, which is used to describe the size of polymers and is associated with the properties of polymers, like mechanical strength and viscosity. And there are usually three kinds of molecular weight of polymers according to different methods: number-average molecular weight, weight-average molecular weight, and viscosity-average molecular weight.NxMx Mn Nx =∑∑ 2NxM x Mw NxMx =∑∑ 1/1NxM x Mv NxMx αα+⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎣⎦∑∑ Polydispersity of polymers is the exact molecular weight distribution of polymers and lies in the statistical variations present in the polymerization processes. The ratio of the two average molecular weights M w /M n is often useful as a measure of the polydispersity of polymers.2、 Please list the repeating unit of the following polymers and monomers to3、Please list the sources to generate free radicals.Thermal decomposition、photochemical decomposition、oxidation-reduction reaction、high energy particle radiation、sonication、plasma initiation、electrolytic initiation.4、Please list main reactions of radicals.Radical addition reaction、radical coupling reaction、radical disproportionation reaction、radical dissociation reaction、radical transfer reaction.5、Please list three monomers which can be polymerized via radical, ionic andcoordination polymerizations.●Radical: styrene、vinyl chloride、ethylene、acrylonitrile、methacrylamide;●Ionic: isobutylene、isoprene、iospropyl vinyl ether、styrene;●Coordination: propene、styrene、ethylene、isoprene;6、Can 1,1-diphenylethylene be subjected to polymerization? Why?No, since the phenyl substitutes groups are bulky which can cause strong steric effects, 1,1-diphenylethylene can only form dimer.7、Please draw chemical structures of poly(styrene-alt-maleic anhydride).8、Please list elemental reactions of chain polymerization.Chain initiation、chain propagation、chain termination、chain transfer.9、Please list the types of microstructures for monosubstituted vinyl monomers.Head-to-tail (1,3-placement, the substitutes are on alternate carbon atoms):Head-to-head (1,2-placement):10、Please list the types of chain transfer reaction in free radical polymerizationand give two examples of chain transfer agents.Chain transfer to monomer, solvent (chain transfer agent), initiator, and polymer;Chain transfer agent: carbon tetrachloride, 1-butanethiol, carbon tetrabromide, triethylamine.11、What are the characteristics of radical polymerization?● It consists of four elementary reactions ——initiation, propagation,termination, and transfer;● The rate of initiation is the lowest one, which controls the overall rateof polymerization;● Slow initiation, fast propagation, fast termination, and easy termination; ● The products only consists of monomer, polymers (active species, ifpossible);● High polymers exist as the polymerization begins;● Conversion is increased by the extension of polymerization time;● There is no reaction between monomer-monomer, monomer-polymer, andpolymer-polymer;● The concentration of monomer decreases and polymer increases as thepolymerization goes on.12、Notions: efficiency of initiation, kinetic chain length, autoacceleration (geleffect), radical life, polymerization rate, inhibition, retardation.● Efficiency of initiation: the ratio of initiators which are used to initiatepolymerization to initiators that decompose in the whole process of polymerization;● Kinetic chain length: the average number of monomer molecules consumed pereach radical which initiates a polymer chain, and it can be given by the ratio of polymerization rate to initiation rate;[][]2p p p i t t M k M R R v R R k •=== ● Autoacceleration: autoacceleration is a common phenomenon where thepolymerization rate increases for certain period in radical polymerization which is caused by the increase of the system viscosity, thus is also called gel effect;● Radical life: the time from production to termination of radicals;[][][]122s p t s t pM M k M Rt k k R τ••=== ● Polymerization rate: describe how the polymerization concentration orconversion changes with the reaction time, which consists of three elementary reactions —initiation, propagation, and termination, and can be expressed by the following equation:[]p d M dP R dt dt =-= [][]1/21/2()d p p tfk R k I M k = ● Inhibition: a phenomenon in which the reactivity of radicals and stoppedand the polymerization is completely halted due to the addition of inhibitors;● Retardation: a phenomenon in which only a portion of the radicals are stoppedand polymerization occurs at a lower rate and lower polymer molecular weightdue to the addition of retarders;13、Chemical structures: AIBN, BPO, KPS, cumyl hydroperoxide.AIBN (2,2-azobisisobutyronitrile) BPO (benzyl peroxide)KPS (potassium persulfate) cumyl hydroperoxide14、Please list the relation between degree of polymerization and kinetic chain length.When no chain transfer occurs:● Coupling termination: 2Xn v =;● Disproportionation termination: Xn v =;● The two modes coexist: 2v Xn v <<2vXn C D =+ C 、 D represent the percentage of coupling anddisproportionationWhen chain transfer occurs:● [][][][]1(2)2M S I S I a C C C Xn v M M -=+++ 15、Please explain basic principles of dilatometer method.The principles of dilatometer method are based on the linear relationshipbetween the volume contraction and the conversion of the reaction system: 100%m p mV V K V -=⨯ Where m V is the specific volume of monomer, p V is the specific volume of polymer,and K represents the rate of change of volume when the conversion is 100%. The conversion (C%) has a linear relationship with the volume contraction: 01C%V K V ∆= Where 0V is the original volume of the system, and V ∆denotes the contractionvalue of volume.The dilatometer consists of two parts: the lower part is the reactor, and theupper one is calibrated capillary. By measuring the volume contraction value at different time, we can get the conversion change with time, and get the polymerization rate.Chapter 21、What are basic features of living polymerization systems?●Constant number of polymer chains;●No permanent chain stopping reactions;●Control of chain growth;●Dormant and active states;●Narrow molecular weight distribution;●The plot of Mn versus monomer conversion is linear;●Synthesis of block copolymers, star polymers and comb polymer;●Synthesis of telechelic polymers (control of end groups).2、Please list the main types of “living”/controlled radical polymerization.●Reversible hemolytic cleavage: NMP (nitroxide-mediated polymerization, aspecial kind of SFRP, stable free-radical polymerization) and ATRP (atom transfer radical polymerization);●Chain transfer process: addition fragmentation, RAFT (reversibleaddition-fragmentation chain transfer polymerization), CCTP (catalytic chain transfer polymerization);●Iniferters methods;●Organotellurium and boroxyl-based initiators.3、Please list the basic mechanism and application of ATRP.ATRP is a kind of transition metal mediated living radical polymerization, and its mechanism is shown below:OrApplications of ATRP:●To prepare well-defined macromolecules with predetermined Mw and lowpolydispersity (1.04< Mw/Mn <1.50, 300< Mn <200,000);●To control macromolecular architecture (linear, star, polymer brush,dendritic);●To control microstructure of macromolecules (homopolymer, alternating,block, graft);●To prepare macromonomers and functionalized polymers with COOH, OH, NR1R2and vinyl groups (telechelic, multifunctional, end-functionalized).4、Please list the basic mechanism and application of RAFT polymerization, anddescribe the primary roles of Z and R groups of RAFT agent.Mechanism:Application:●Synthesis of block copolymer, gradient copolymer, and graft copolymer;●Synthesis of polymers with different architectures, like telecheliccopolymer, star copolymer, hyperbranched copolymer, and polymers with network;●Introducing functionalities into polymers.Primary roles of Z and R:Z serves as stabilizing groups, like phenyl, alkyl groups; R serves as reinitiating groups, and should be cleavable, like isopropyl phenyl group.Chapter 51、Take Na-naphthalene based anionic polymerization of styrene for example, pleasedescribe the basic mechanism and application of living anionic polymerization.Mechanism:Application:●To synthesize a monodisperse polymer;●To measure the anionic polymerization rate;●To prepare a block copolymer;●To prepare a telechelic polymer.2、Please describe main subclasses of dendritic polymers.Dendrimers、dendrons、hyperbranched polymers、dendrigraft polymers、dendronized polymers.3、What is dendrimer? How about its main applications?Dendrimer is repetitively branched molecule, which is typically symmetric around the core, and often adopts a spherical three-dimensional morphology.Dendrimer has lot of applications: suprachemistry, catalyst, drug delivery, genedelivery, optics, sensors,blood substitution, nanoparticles, and other fields.4、 Please list three types of dendrimers. What is the repeating unit of Tomalia-typepoly(amidoamine) dendrimer?Tomalia-type poly(amidoamine) (PAMAM)、Newkome’s arborol dendrimers 、Phosphorus containing dendrimers 、Fr échet-type poly(benzylether).Repeating unit of PAMAM dendrimers:5、 Please list the main methods to synthesize dendrimers.● Divergent synthesis: multiplicative growth from a central core;● Convergent synthesis: preparation starting from what will become theperiphery of the molecule and progressing inward;● Click chemistry: preparation based on Diels-Alder reactions, thiol-enereactions, and azide-alkyne reactions.6、 By assuming the core functionality is m, and each branching point has threelinking positions, please calculate the surface functionality of dendrimer with generation.*3n n f m =7、 Please describe the advantage of synthesis of dendrimers via orthogonalstrategy.Chemoselective, reduced number of reaction steps, high generation can be achieved, high yield, multifunctional.8、 Please describe the similarity and difference of dendrimer and hyperbranchedpolymer. How to calculate the degree of branching?Similarity: highly branched macromolecules, high solubility in organic solvents, low viscosity, regular structure, high functionalities on the surface of the molecules, Tg is unaffected by molecular structure;Difference: dendrimers are perfectly branched globular macromolecules, and have two kinds of repeating units (DB=1), and their applications are usually drug delivery, gene delivery and sensors; hyperbranched polymers are imperfect dendrimers, and have three kinds of repeating units (DB<1), and their applications are usually coatings. Besides, their synthesis methods are also different.D T DB D T L+=++ Where L is imperfectly branched unit (linear unit), T is terminal unit, and D is perfectly branched unit.Chapter 61、 Please list four types of morphologies of diblock copolymers via self-assemblyin bulk.Spherical, cylindrical, lamellar, and gyroid.2、Please list three types of morphologies observed in polymer aggregates.Spheres, cylinders, bilayers, and vesicles.3、Please describe the main driving forces of self-assembly.●Forces of chemical bonding: covalent, ionic, Van der Waals, hydrogen;●Other forces: magnetic, electrostatic, fluidic;●Polar/Nonpolar: hydrophobicity;●Shape: configurational;●Templates: guided self-assembly;●Kinetic conditions: e.g., diffusion limited.4、Please describe the differences between hairy micelle and crew cut micelle.●Component: when hydrophobic segment is larger than hydrophilic segment, crewcut micelle forms; when hydrophilic segment is larger than hydrophobicsegment, hair micelle forms;●Preparation:⏹Hairy micelle: the block copolymer is directly immersed into selectivesolvents;⏹Crew cut micelle: one method is that the block copolymer is immersedinto cosolvent first, then selective solvent is added slowly withstirring, when the amount of water is up to certain level, thehydrophobic segment combines to form micelle, and dialysis is used toremove cosolvent; the second method is that the block copolymer isdissolved in the mixture of organic solvents and water with differentratio, then selective solvent is added slowly with faster and severeragitation, and dialysis is used to remove the cosolvent;●Shape: for crew cut micelle, different kinds of shapes (spherical, lamellarand others) can be obtained at different conditions; while for hairy micelle, the spherical shape is common;●Investigation and application: the hairy micelle is widely investigated andhas wide applications compared with crew cut micelle.Chapter 71、At room temperature, which types of polymers will act as glassy polymers, rubberyor leathery polymers, and liquid polymers? Please give two individual examples of these polymers.Glass polymers: poly(chlorotrifluroethylene)(PCTFE), polyacrylonitrile (PAN), polystyrene (PS);Rubbery of leathery polymers: polyisobutene(PIB), poly(vinylidene fluoride)(PVDF), poly(ethylene oxide)(PEO);Liquid polymers: polydimethylsiloxane, polybutadiene(PB).2、Please list three polymers which can crystalline.poly(hexamethylene adipamide)(Nylon-66), poly(vinyl fluoride)(PVF), poly(vinylidene fluoride)(PVDF), poly(tetrafluoroethylene)(PTFE).3、Please describe the main factors to affect the crystallizability of polymers.●Complexity of the chain: crystallization is easiest for simple polymers (e.g.polyethylene) and harder for complex polymers (e.g. with large side groups,branches);●Cooling rate: slow cooling allows more time for the chains to align;●Annealing: heating to just below the melting temperature can allow chainsto align and form crystals;●Degree of polymerization: it is harder to crystallize longer chains;●Deformation: slow deformation between T g and T m can straighten the chainsallowing them to get closer together.4、Notations: glass transition temperature, melting temperature, thermoplasticelastomer, thermoplastic polymer, and thermosetting polymer.Glass transition temperature: the temperature at which the amorphous domains of a polymer take on the characteristic properties of the glassy state—brittleness, stiffness, and rigidity.Melting point: the temperature at which a solid changes state from solid to liquid at atmospheric pressure, and is also the temperature at which the whole macromolecule becomes easily detached and begin to move;Thermoplastic elastomer: sometimes referred to as thermoplastic rubbers, area special class of elastomers, and a class of copolymers of a physical mix ofpolymers (hard and soft mers, usually plastic and rubber) which consist of materials with both thermoplastic and elastomeric properties (recyclable, and do not employ covalent crosslinks);Thermoplastic polymer: a plastic material or polymer (usually linear) that becomes pliable or moldable above a specific temperature and solidifies upon cooling. It can be reshaped by heating and are typically used to produce parts by various polymer processing techniques like injection molding, compression molding, and extrusion;Thermosetting polymer: also known as a thermoset, is a very highly cross-linked polymer that forms a three-dimensional network and irreversible chemical bonds during the curing process. They cannot be reformed once formed.Chapter 81、Please list main types of polyethylene.HDPE(high density), LLDPE(linear low density), LDPE(low density), and high pressure copolymers( AA, VA, MA, EA).2、Notations: filling modification, surface modification, chemical modification.Filling modification: the modification of polymers by adding some inorganic fillings like calcium powder, talcum powder, or silica, to change the properties of polymers or to reduce cost;Surface modification: the act of modifying the surface of a material by bringing physical, chemical, or biological characteristics (roughness, hydrophilicity, surface charge, surface energy, biocompatibility, and reactivity) different from the ones originally found on the surface of a material;Chemical modification: the act of modifying the chemical composition of polymersurfaces by direct chemical reaction with a given solution (wet treatment) or by the covalentbonding of suitable macromolecular chains to the sample surface (grafting).3、What is solution blending? What the features of solution blending?Solution blending is the method of getting blends by adding blending components in the cosolvent with agitation to form uniform solution, followed by heating to remove the solvent, or by nonsolvent coprecipitation. The advantages are that the viscosity of the solution is low when blending, and good performance for systems with good compatibility; the disadvantages are that phase separation occurs when coprecipitating components with poor compatibility, solvent consuming, high cost, and environmentally unfriendly. It applies to polymer systems with cosolvent, blending components that are easily dissolved, investigation for compatibility, and when solution state is directly used. 4、What is blending modification? Please describe its features, classifications,and techniques.Blending modification is the process of mixing of two or more kinds of polymers by physical or/and chemical methods to form macroscopically homogeneous and continuous materials.Features:●It can improve physical and mechanical properties of polymers, like heatresistance, toughness, abrasive resistance, dimensional stability, and someother properties;●It can improve the processability of polymers, like melt fluidity and controlof crystallization behavior of crystalline polymer;●It can reduce the cost on the premise of maintaining its performance;●It can impart some special properties to polymer, like flame resistance,conductivity and damping property.Classifications●Physical blending: melt blending, solution blending, dry powder blending,and emulsion blending;●Chemical blending●Physicochemical blending.Techniques:●Techniques: simple blending(~1950), grafting technique, multilayeremulsion technique(1950~1970), IPN technique, dynamic vulcanizationtechnique, molecular complexation technique, compatilizer technique(1970~), polymer alloy technique (1985~);●Equipment: banbury mixer, two-roll mill, ball mill, high speed mixer,ribbon-blender.5、Please describe main methods and principles of polymer modification.Methods: blending modification, filling modification, composition modification, chemical modification, and surface modification;Principles:●Adding inorganic or organic materials into polymers through physical andmechanical methods;●Blending different kinds of polymers;●Copolymerization, grafting, blocking, crosslinking of polymers throughchemical methods;●Combination of grafting, blocking, crosslinking, and copolymerization;●To reduce the cost, and impart special properties to materials.Chapter 91、Please describe main polymer processing methods.Extrusion, spinning, coating, injection molding, transfer & compression molding, blow molding & rotational molding, thermoforming, casting, and polymer foaming & shaping.2、What is extrusion molding?How about its features and applications?Definition: a compression process in which the material is forced to flow througha die orifice to provide long, continuous product with regular shape controlledby the orifice shape.Features:●Able to create very complex cross-sections;●Work materials that are brittle;●The extrusion machine forms the basis of nearly all other polymer processes;●Basically involves melting polymer pellets and extruding them out througha two dimensional die;●Produce long, thin products;●Extrusion may be continuous (theoretically producing indefinitely longmaterial) or semicontinuous (producing many species);●The extrusion process can be done with the material hot or cold;●Extrusion defects may occur.Applications:●Food: certain pastas, breakfast cereals, premade cookie dough, some Frenchfries;●Drug carriers: anti-cancer drug Doxorubicin in liposome delivery;●Biomass briquette;●Coating for electrical wire;●Fishing line;●Tubes and bars.3、What is injection molding?How about its features and applications?Definition: a manufacturing process for producing parts by injecting material into a mould.Features:●Injection moulding can be performed with a host of materials, includingmetals, glasses, elastomers, confections, and most commonly thermoplasticand thermosetting polymers;●It the most widely used process;●The injection molding process depends on the injection pressure, injectionvelocity, melt temperature, mold temperature, and holding time;● A high molding speed adapted for mass production is possible;●There is a wide choice of thermoplastic materials providing a variety ofuseful properties;●Short processing cycle and high efficiency;●Automation is easily achieved;●High stability of the products.Applications: wire spools, packaging, bottle caps, pocket combs, storage containers, mechanical parts (including gear), and most other thermoplastic products available.4、What is reaction injection molding?How about its features and applications?Definition: a process of mixing two highly reactive liquids or prepolymers and injected them immediately into the cavity to create thermosets typically of large size.Features:●Production of parts with large size;●Low energy requirement;●Equipment and mold cost are less than injection molding;●Good process reliability;●Wide choice of chemical systems;●Slow cycle times;● A high-density skin is formed with a low-density core.Applications: automotive bumpers, air spoilers, and fenders.(注:可编辑下载,若有不当之处,请指正,谢谢!)。