聚合物研究方法课后习题

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1聚合物研究方法-第一章

二氧六环、四氢萘、二甲基甲酰胺（DMF）、二硫化碳聚乙二醇：溶于氯代烃、醇、水
22
第一章简单定性分析
溶解性
乙醚：香豆酮－茚树脂水：甲基纤维素、聚丙稀酰胺、羧甲基纤维素钠、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚乙烯基甲醚、聚乙烯基吡咯烷酮、聚马来酸酐未交联的氨基树脂
相似相溶
23
第一章简单定性分析
热形变维卡温度测定仪
37
第一章简单定性分析
软化点或熔点
参考高分子材料的软化温度和熔点表
添加剂和杂质的影响杂质的存在降低熔点有机增塑剂降低软化点无机填料提高软化点
38
第一章简单定性分析
显色试验
适用范围：微量或半微量
点滴试验
添加剂的影响
对照试验
39
第一章简单定性分析
显色试验
Liebermann Storch-Morawski显色试验
15
第一章简单定性分析
密度
优点：快速测定，缩小范围
具有一定局限性
16
第一章简单定性分析
密度
初步测定：配制标准溶液，测出高分子材料密度范围乙醇（密度 0.79 g/cm2）水（密度 1.0 g/cm2）饱和氯化镁溶液（密度 1.34 g/cm2）饱和氯化锌溶液（密度 2.01 g/cm2）也可以根据需要配置其他标准溶液饱和氯化钠溶液 1.18 g/cm2

高分子材料研究方法作业及答案

⾼分⼦材料研究⽅法作业及答案

第⼀章《绪论》习题答案

1. 材料的定义?

答：⽤以制造有⽤的构件、器件或其它物品的物质。也可以说是将原料通过物理或化学⽅法加⼯制成的⾦属、⽆机⾮⾦属、有机⾼分⼦和复合材料的固体物质。它们⼀⽅⾯作为构件、器件或物品的原材料或半成品，如⾦属、有机⾼分⼦、⽊材、⼈造纤维、天然⽯材和某些玻璃等；另⼀⽅⾯可以在某些⼯艺中作为最终产品，如陶瓷和玻璃制品。

2. 材料与⼈类的关系?

答：关系密切，⼈类进步的⾥程碑。（1）当代⽂明的三⼤⽀柱：材料、信息与能源；（2）新技术⾰命的主要标志：新材料、信息技术和⽣物技术。（3）⼈类⽂明进步的标志：⽯器、青铜器、铁器和蒸汽机时代。

3. 材料的使⽤性能、固有性质、结构组成和合成⽅法之间的关系？

答：材料结构与性能的关系：材料的性能是材料内部因素在⼀定的外部因素下的综合反映：材料的固有性质⼤都取决于物质的电⼦结构、原⼦结构和化学键结构。物质的组成与结构取决于材料的制备和使⽤条件。

4. ⾼分⼦材料研究⽅法的内容有哪些？

答：材料结构研究的基本⽅法：任务有三个：成分分析、结构测定和形貌分析。成分分析：光谱：红外：分析材料的主要基团；⾊谱：分析材料的组成特征；热谱：分析材料的热性能；质谱：分析化合物的分⼦量和元素组成。结构测定：X-衍射：晶体结构。举例：蒙脱⼟。电⼦衍射：测定细微晶体的亚微⽶结构，来分析表⾯或涂层的结构。中⼦衍射：测定材料的缺陷、空⽳等，还可研究⽣物⼤分⼦在空间的构型。俄歇电⼦能谱：是⽤⼀束汇聚电⼦束，照射固体后在表⾯附近产⽣了⼆次电⼦。由于俄歇电⼦在样品浅层表⾯逸出过程中没有能量的损耗，因此从特征能量可以确定样品的元素成分。图像分析：扫描电镜：分析材料的表⾯形貌；透射电镜：分析材料的颗粒⼤⼩，晶体材料的缺陷等。

聚合物研究方法

1.课堂讲过的所有仪器的中英文名称，及其具体概念，用途。

(1)差示扫描量热仪：DSC,在程序控制温度下，定量测量试样的热效应大小与温度之间关系的一种技术。用途：维持样品和参比物处于相同温度所需要的能量差△W，反映了样品热焓的变化。

(2)差热分析仪：DTA，在程序控制温度下，测量试样与参比物之间的温差随温度或时间的变化。

用途：测量物品热量变化，物质的晶态转换，玻璃化转变，热容变化。

(3)热重分析仪：TG,在程序控制温度下，测量物质的质量随温度或时间的变化关系。

用途：研究聚合物的固化，聚合物中添加剂的作用，聚合物的降解反应动力学。

(4)旋转式流变仪：通过旋转来测量高分子材料流变性能的仪器。

用途：法相应力差的测定，凝胶化浓度的测定，凝胶变化时间的测定。

控制应力流变仪CS 控制速率流变仪 CR

(5)偏光显微镜：POM，在普通光学显微镜上分别在试样台上各加一块偏振片，下偏振片叫起偏片，上偏振片叫检偏片。

用途：高分子结晶中球晶的观察（球晶的形态，成核生长），共聚物，共混物和复合材料的多相结构。(6)原子力显微镜：AFM，利用原子之间的范德华力作用开呈现样品的表面特性。

用途：研究表面摩擦力，分子间作用力，纳米加工。

(7)：透射电镜：TEM，主要由光源，物镜和投影镜组成，电子束代替光束，用磁透镜代替玻璃透镜。

用途：看到在光学显微镜下无法看清的小于0.2um的细微结构，这些结构称为亚显微结构或超微结构。(8)扫描电镜：SEM，用二次电子加背景散射成像。用途：表面形貌的研究。

2.红外光谱的谱图特点及其所能提供的信息是什么？

聚合物研究方法_第二章分子量及其分布

对于分子链呈无规线团状的高分子溶液，光散射公式为：
1 + cos 2 θ Kc 1 ( ) = + 2 A2 c 2 Rθ MP(θ )
Rθ－散射光强； K－仪器常数
当采用小角激光光散射（LALLS）时，一般无需外推可以认为测定的就是θ→0的散射强度。当浓度c→0时，有
Kc 1 = Rθ M w
为什么具备一定强度的聚苯乙烯分子量达到10 万以上，而尼龙只要不到两万？
2.1.2 分子量及其分布的一般测定方法
以下测量方法的依据？测量时做了什么假设？
数均分子量Mn ( number average molecular weight) 数均分子量常用渗透压、蒸气压下降、冰点降低、沸点上升等依数性方法测定第i部分的重量 ∑ M i N i = ∑Wi Mn = Ni Wi M i−1 第i部分的分子量 ∑ ∑
[η ] = KM α
选择型检测器适于对该检测器有特殊响应的高聚物和有机化合物。有紫外、红外、荧光、电导检测器等，灵敏度高
光散射法测定聚合物分子量
所用仪器为小角激光光散射检测器（LALLS）通过高分子稀溶液的光散射实验，可以得到：通过高分子稀溶液的光散射实验，可以得到： – 聚合物的重均分子量 – 均方末端距 – 表征高分子链段间与溶剂分子间相互作用的第二维利系数A2 – 在理论上可测定高分子的多分散性

聚合物研究方法考试整理

聚合物研究⽅法考试整理

⼀、红外光谱

1、红外应⽤：对聚合物的化学性质、⽴体结构、构象、序态、取向等提供定性和定量的信息。在鉴定聚合物的主链结构、取代基位置、双键位置、侧链结构以及⽼化和降解机理的研究中已得到⼴泛的应⽤。对⾼分⼦材料、黏合剂及涂料等组分的定性定量分析，红外光谱也是⼀种⼗分有效的⼿段。

2、红外光谱的特点：

（1）除少数同核双原⼦分⼦如O2，N2，Cl2等⽆红外吸收外，⼤多数分⼦都有红外活性，有机化合物的红外光谱能提供丰富的结构信息。

（2）任何⽓态、液态和固态样品均可进⾏红外光谱测定，这是其它仪器分析⽅法难以做到的。

（3）常规红外光谱仪器结构简单，价格不贵，样品⽤量少，可达微克量级。

3、红外光谱的表⽰⽅法

（1）透光度T%=I/I0×100%（I0-⼊射光强度；I-⼊射光被样品吸收后透过的光强度）

（2）、吸光度 A=lg（1/T）=lgI0/I（横坐标：表⽰波长或波数；波数是波长的倒数）

4、红外光谱的原理

（1）、能量在4,000 ~ 400cm-1的红外光不⾜以使样品产⽣分⼦电⼦能级的跃迁，⽽只是振动能级与转动能级的跃迁。

（2）、由于每个振动能级的变化都伴随许多转动能级的变化，因此红外光谱也是带状光谱。

（3）、分⼦在振动和转动过程中只有伴随净的偶极矩变化的键才有红外活性。因为分⼦振动伴随偶极矩改变时，分⼦内电荷分布变化会产⽣交变电场，当其频率与⼊射辐射电磁波频率相等时才会产⽣红外吸收。（4）、因此，除少数同核双原⼦分⼦如O2，N2，Cl2等⽆红外吸收外，⼤多数分⼦都有红外活性。

聚合物研究方法复习题及答案

第一、二章红外及拉曼一、思考题

1、IR 和拉曼光谱产生的条件。

2、影响IR 和拉曼吸收峰位置，峰数和强度的因素。

3、常见基团的特征吸收频率。二、选择题

1、红外光谱（图10-28）表示分子式为C 8H 9O 2N 的一种化合物，其结构与下列结构式哪一个符合？

解：（A ）结构含—OH ，而图中无v OH 峰，排除

（C ）结构中含—CNH 2，

伯酰胺，而图中无1650、1640cm

-1的肩峰，排除。（D ）与（E ）结构中有-COOH ，而图中无3000cm -1大坡峰，排除。（B ）图中3600cm -1，3300cm -1为v Ar —N 1680cm -1，为v C=O

1600~1400cm -1为苯骨架振动 1300~1000cm -1表示有C-O-C

所以应为（B ）。三、问答题

4、下列化合物在红外光谱中哪一段有吸收？各由什么类型振动引起？ HO CH = O CH 3—CO 2CH 2C≡CH （A ）（B ）

解：（A ） —C-H ： v OH 3700~3200cm -1

δOH 1300~1165cm -1 v CH(O) 2820~2720cm -1双峰 v C=O 1740~1720cm -1

苯骨架振动： 1650~1450 cm -1 苯对位取代： 860~800 cm -1

v =CH 3100~3000cm -1

（B ）CH 3—COCH 2C≡CH ：

v C=O 1750~1735cm -1 v C —O —C 1300~1000cm -1 v C≡C 2300~2100cm -1

聚合物研究方法考试资料

聚合物研究方法考试题型

一、名词解释二、填空题三、简答题四、图谱分析题

五、

材料分析与设计

考试内容

一、名词解释

1基团特征吸收峰——不同化合物中相同的官能团近似地具有一个共同的吸收频率范围，通常将这种能代表某种基团存在并具有较高强度的吸收峰称为基团特征吸收峰。

2、指纹区：在1300cm-1以下，谱图的谱带数目很多，很难说明其明确的归属，但一下同系物或结构相近的化合物，在这个区域的谱带往往有一定的差别，如同人的指纹一样，故称为指纹区。

3、生色基：具有双键结构的基团对紫外或可见光有吸收作用，具有这种吸收作用的基团统称为生色基。

助色基：本身不具有生色基作用，但与生色基相连时，通过非键电子的分配，扩展了生色基的共轭效应，会影响生色基的吸收波长，增大吸收系数．这些基团统称为助色基

4、化学位移：在有机化合物中，各种氢核周围的电子云密度不同（结构中不同位置）共振频率有差异，即引起共振吸收峰的位移，这种现象称为化学位移。

5、耦合常数：由自旋偶合产生的谱线间距叫做偶合常数，用J 表示，单位为赫兹（Hz ）

6、差热分析法——DTA ：在程序控温条件下测量试样与参比物之间的温差随温度或时间的变化

示差扫描量热法——DSC ：在程序控温下测量输入试样与参比物之间的功率差变化，得到热流dH/dt ~T(t)曲线。二、填空题

1、聚合物的结构：一次结构（近程结构）化学组成，均聚或共聚，大分子的相对分子质量，链状分子的形态等。二次结构（远程结构）单个大分子的形态。三次结构（聚集态结构）不同单个大分子聚集形成不同的聚集态结构。高次结构三次结构构成尺寸更大的结构。

聚合物流变学习试题库完整

1. 一个纸杯装满水置于桌面上，用一发子弹从桌面下部射入杯子，并从杯子的水中穿

出，杯子仍位于桌面不动。如果杯里装的是高聚物溶液，这次子弹把杯子打出8米远，

解释之。

答：低分子液体如水的松弛时间是非常短的，它比子弹穿过杯子的时间还要短，因而虽然

子弹穿过水那一瞬间有黏性摩擦，但它不足以带走杯子。

高分子溶液的松弛时间比水大几个数量级，即聚合物分子链来不及响应，所以子弹将它的

动量转换给这个“子弹－液体－杯子”体系，从而子弹把杯子带走了。

2. 已知增塑PVC 的Tg 为338K ，Tf 为418K ，流动活化能，433K 时的粘度为5Pa. s 。求此增塑PVC 在338K 和473K 时的粘度各为多大？

答：在范围内，用WLF 经验方程计算

又因为473K>Tf ，故用Arrhenius 公式计算，或

3. 溶液的粘度随着温度的升高而下降，高分子溶液的特性粘数在不良溶剂中随温度的升

高而升高，怎样理解？

答：在常温下，线团密度很大时，随温度升高，线团趋向松解，粘度增高。

在良溶剂中线团密度已经很小，随着温度的升高，线团密度变化不大，粘度降低。

4. 为何同一种高聚物分子量分布宽的较分布窄的易于挤出或注射成型?

分子量分布宽的试样的粘度对切变速率更敏感，随切变速率的提高，粘度比窄分布的试样

131.8-⋅=∆mol kJ E ηC T T g g 100+-3015.11)338433(6.51)338433(44.17log 433-=-+--=g T ηη004.123015.115log log =+=g T ηs

聚合物研究方法期末复习

1 影响高分子材料密度的因素有哪些？

影响因素:分子结构;元素种类与含量；含填料的；多种含C、H、O或N的高材；泡沫制品或试样中有汽泡

2 影响高材溶解性的因素有哪些？

1.化学组成

2.分子量、等规度、结晶度升高，溶解性降低；

3.分子链形状；

4.添加剂

5.温度

3 “塑料王”指的是哪种高材？“万能溶剂”指什么？水溶性高分子有哪些？

“塑料王”是指聚四氟乙烯；“万能溶剂在”指THF四氢呋喃；水溶性高分子有PVA、聚乙烯基甲醚，聚丙烯酸，聚丙烯酰胺，聚乙二醇，（羧）甲基纤维素，未固化的酚醛树脂与氨基树脂等

4 软化点？熔点？杂质、助剂、填料对高材的软化点和熔点有何影响？

软化点：无定形高分子加热到玻璃化温度时开始变软，由于结构的复杂性，常是较宽的温度围，称为熔限。熔点：部分结晶高分子加热到结晶开始熔化时的温度。影响因素1.杂质的存在，即使少量也会明显降低熔点，所以工业品的熔点值

5 吡啶显色试验用于鉴别哪一类高分子？吉布斯靛酚显色试验和铬变酸显色试验分别用于哪一类高分子的鉴别？

吡啶显色试验用于鉴别含氯高分子，吉布斯靛酚显色试验用于鉴别含酚高聚物，铬变酸显色试验用于鉴别含甲醛共聚物。

6 有一未知高分子试样，在燃烧试验中用热钉子可熔化，小颗试样可点燃，下滴，可自熄，有烧头发气味，密度试验中样品不能浮于水面上，试判断是何种高分子材料？（PA 尼龙）判断过程：用热钉子可熔化，为判断为热塑性塑料，可自熄，含卤素或氮原子，密度大于水可能为聚酰胺或聚氯乙烯，又有烧头发气味，故判断该高分子试样为聚酰胺。（常用的热

7 影响高分子材料透明性的因素有哪些？

4聚合物研究方法-第四章

皂化值
高分子材料的实测皂化值（mg KOH/g）
皂化值 0 高分子材料聚四氟乙烯
<20
10~200 <100 >100 >200 >500
聚氯乙烯
聚乙烯醇缩醛聚甲基丙烯酸丁酯腈纶硝酸纤维素聚对苯二甲酸乙二醇酯
第四章官能团的定量化学分析
碘值
定义：
与100g高分子材料反应所需I2的质量（g）
（直至皂化完全）。用少许乙醇冲洗冷凝管几次，然后趁温热以溴
酚蓝为指示剂，用0.5M盐酸回滴过量的碱直至紫色变为黄色为终点。同时做一空白试验。
溴酚蓝 3.0～4.6
黄～蓝
第四章官能团的定量化学分析
皂化值
注意事项：
酸值的干扰
皂化的难易
难皂化样品的处理深色样品的处理
第四章官能团的定量化学分析
酚酞 8.2～10.0
无色～紫红
第四章官能团的定量化学分析
酸值
注意事项：
样品的溶解
深色高分子材料的处理
零酸值（负酸值）的处理
酸、碱的概念
第四章官能团的定量化学分析
酸值
高分子材料的酸值（mg KOH/g）
酸值 0 高分子材料脲醛树脂
0
4 <5 <10 <20 >500
聚氯乙烯
聚甲基丙烯酸甲酯聚苯乙烯聚醋酸乙烯酯酚醛树脂聚丙烯酸

聚合物研究方法-紫外光谱

4.1.2 吸收带的类型
2. K吸收带共轭体系可产生这类谱带，是π—π* 跃迁形成的吸收带，εmax＞1000，吸收谱带强
4.1.2 吸收带的类型
3. B吸收带
芳香化合物及杂芳香化合物的特征谱带，有些化合物可反映出精细结构，溶剂的极性，酸碱性对精细结构影响较大
4.1.2 吸收带的类型
CH3CH=C C CH3
4.1.1 电子跃迁的方式
5. d-d跃迁有机物和高分子的过渡金属络合物溶液易发生这种跃迁，吸收波长都在可见光区域
电子从分裂后的低能量d轨道向高能量d轨道的迁移称为 d –d 跃迁。 6. 电荷转移跃迁
离子键，离子与分子间，分子内转移，必须要同时具备电子给体和电子受体吸收谱带的强度大，吸收系数ε一般大于1000，主要研究交替共聚合反应
E1带，吸收波长在远紫外区；E2带，在近紫外区边缘，经助色基的红移，进入近紫外区。 B带, 近紫外区弱吸收, 结构精细 ——芳环的特征吸收带。
• 例：乙酰苯，在正庚烷的紫外光谱中，可观察到 • K（240 nm，ε﹥10000）， • B（278 nm，ε=1000）， • R（319 nm，ε=50）， • 强度依次下降。
n 轨道与轨道在空间取向不同。
O
max
279 290
max
15 16
溶剂
C O

聚合物合成原理及工艺学题库

第一部分：聚合物合成原理

1. 聚合物的基本概念

聚合物是由大量重复单元组成的巨大分子，通过化学键相互连接形成线性或者支链结构。常见的聚合物包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。聚合物的性质取决于其结构以及聚合过程中的控制条件。

2. 聚合物的合成方法

(1) 聚合反应

聚合反应是指将单体分子通过共价键将其连接成高分子聚合物的过程。常见的聚合反应有自由基聚合、离子聚合和羧化聚合等。

(2) 聚合物合成的原理

在聚合物合成中，通常需要考虑单体的选择、聚合反应的控制条件以及引发剂等因素。合成聚合物的过程一般包括引发剂引发聚合、聚合反应的进行以及制备和纯化工艺。

第二部分：聚合物工艺学

1. 聚合过程的设计

(1) 聚合物合成的反应条件

在设计聚合过程中，需要考虑反应温度、压力、溶剂选择等因素。这些条件会直接影响到聚合反应的进行以及最终聚合物的性质。

(2) 聚合物的结构控制

通过不同的反应条件和控制手段，可以实现对聚合物结构的调控。例如，改变引发剂种类和用量、反应温度和时间等，可以获得不同结构和性能的聚合物。

2. 聚合物的后处理工艺

(1) 聚合物材料的纯化

合成完聚合物后，通常需要进行纯化工艺以去除单体、引发剂和副产物等杂质。纯化工艺包括溶剂萃取、结晶分离等方法。

(2) 聚合物制品的加工

聚合物在制品化生产中，还需要进行各种后处理工艺，比如塑料制品的注塑成型、挤出成型等，以获得符合需求的最终产品。

第三部分：题库

1.请简要介绍聚合物的基本概念。

2.聚合物的合成方法有哪些？请简要描述其中一种方法。

3.在聚合物工艺学中，为何需要考虑聚合反应的反应条件？

聚合物研究方法考试

题型

一、名词解释二、填空题三、简答题四、图谱分析题

五、

材料分析与设计

考试内容

一、名词解释

3、生色基：具有双键结构的基团对紫外或可见光有吸收作用，具有这种吸收作用的基团统称为生色基。

5、耦合常数：由自旋偶合产生的谱线间距叫做偶合常数，用J 表示，单位为赫兹（Hz ）

6、差热分析法——DTA ：在程序控温条件下测量试样与参比物之间的温差随温度或时间的变化

示差扫描量热法——DSC ：在程序控温下测量输入试样与参比物之间的功率差变化，得到热流dH/dt ~T(t)曲线。二、填空题

聚合物研究方法试题

某液体化合物分子式C8H8O2，根据其红外光谱图，推测其结构。

2、此化合物是脂肪族化合物还是芳香族化合物？存在什么基团？不存在什么基团？谱图如下：

3、下列（1）（2）两组化合物中的氢核中发生NMR时，何者的共振谱将出现大较低场处？

4、根据下图判别C10H14O的结构。

5、结合IR图和HNMR图推断分子结构C5H10O