功能高分子思考题与答案
高分子物理实验思考题
高分子物理实验思考题第一部分:概念题应力、应变、体积电阻率、表面电阻率、瞬时充电电流、吸收电流、漏导电流第二部分:判断题和选择题1、实验测得的维卡软化点可以代表材料的使用温度。
(错)2、维卡软化点是测定热固性塑料于特定的液体传热介质中,在一定的负荷、一定的等速升温条件下,试样被1mm2针头压入1mm时的温度。
(错)3、同类高聚物,分子量越高,其强度、硬度、韧性、缺口冲击等物理性能也会相应有所提高。
(对)4、熔融指数(溶体流动速率)的单位为g/10min。
(对)5、一般导体电阻随温度升高而线性增加,聚合物电阻液随温度升高而增加。
(对)6、测定体积电阻率(或表面电阻率)时,环境湿度和温度对测定结果没有影响。
(错)7、当聚合物倍加于直流电压时,流经聚合物的电流一下就稳定了。
()8、在测试聚合物的冲击强度时,温度对测试结构没有多大的影响。
(错)9、在测试聚合物的冲击强度时,湿度对尼龙类塑料的冲击强度也有很大的影响。
(对)10、在测试聚合物的缺口冲击强度时,缺口的形状对冲击强度的影响不大。
(错)11、升温速率对测定维卡软化点的温度影响不大。
()12、同种聚合物,熔融指数越大,分子量越大。
()13、PC、有机玻璃、PS和尼龙66都是透明的。
(错)14、尼龙66在燃烧时有HCl气味。
(错)15、聚氯乙烯可溶于汽油中。
()16、聚苯乙烯可溶于甲苯中。
()17、有机玻璃不溶于氯仿和二甲苯中。
(错)18、将聚氯乙烯放在水中会浮在水面上。
()19、聚丙烯放在水中会浮在水面上。
(对)20、PS和有机玻璃敲打时会发出清脆的“打铃声”。
()第三部分:填空题1、在高聚物微量水分测定实验中,当仪器中硅胶变成白色或红色时,则应及时进行更换,否则将影响分析结果;2、有两个试样,可能是未硫化的丁苯橡胶和氯丁橡胶,将两个样品放入水中,其中沉入水中的是氯丁橡胶。
3、有三个聚合物试样,可能是聚氯乙烯、聚丙烯酸树脂和表面光滑的不知名聚合物。
高分子物理实验思考题(自整理)
⾼分⼦物理实验思考题(⾃整理)实验⼀黏度法测定聚合物分⼦量1.实验操作中,哪些因素对实验结果有影响?粘度管⼝径,粘度管是否垂直及是否⼲净,溶液密度,⼈的读数误差,秒表精度等等。
2.如何测定mark-houwink⽅程中的参数k,α值?答:将聚合物式样进⾏分级,获得分⼦量从⼩到⼤⽐均⼀的组分,然后测定各组分的平均分⼦量及特性粘度[η]=kMα,两边取对数,作图得斜率和截距。
实验⼆偏光显微镜法观察聚合物球晶1.聚合物结晶体⽣长依赖什么条件,在实际⽣产中如何控制晶体的形态?依赖于分⼦结构的对称性与规整性,以及温度,浓度,成核剂,杂质,机械⼒等条件。
①控制形成速度:将熔体急速冷却⽣成较⼩球晶,缓慢冷却则⽣成较⼤球晶②采⽤共聚的⽅法:破坏链的均⼀性和规整性,⽣成⼩球晶3外加成核剂可获得甚⾄更微⼩的球晶。
实验三扫描电镜观察物质表⾯微观结构1.为什么样品边缘或者表⾯斜坡处⽐较亮?因为扫描电镜收集的是⼆次电⼦,通过收集的⼆次电⼦成像,⽽样品的边缘和斜坡处由于形貌都⽐较尖锐突出,所以对⼆次电⼦的反射强度⾼,因⽽在边缘和斜坡处的图像⽐较发亮。
2. 电镜的固有缺陷有哪⼏种?像闪是怎样产⽣的?球差,⾊差,衍⾊差,像闪。
极⾰化材料加⼯精度,极⾰化材料结构和成分不均匀性影响磁饱和,导致场的不均匀性造成像闪。
实验四DSC,DTA1.解释DSC和DTA测试原理的差异DTA是测量试样和参⽐物的温度差,⽽DSC使试样和参⽐物的温度相等,⽽测的是维持试样和参⽐物的温度相等所需要的功率DTA:测温差,定性分析,测温范围⼤,灵敏性低DSC:测能量差,定量分析,精度⾼,测温范围⼩(相对DTA)灵敏度⾼2.同⼀聚合物样品,TGA测试得到样品分解温度及分解步骤有差异,可能原因是什么?1,通⼊⽓体的种类即⽓氛不同,N2不参与反应,热效应⼩,影响不⼤;2升温速率不同,如果升温速率太快反应温度就会不均匀不能得到准确的峰,相反,试量少⼀些温度会相对均匀,就可以得到尖锐的峰形和相对准确的峰温;3,实验开始时仪器的校准不准确;4样品⽤量的多少,⽤量多⼀点好,在侧重感相同的情况下,可以得到较⾼的相对精度。
功能高分子材料复习思考题x资料
功能高分子材料复习思考题考试题型:一、名词解释20二、填空20三、是非10四、简答30五、综合题20第1章1、什么是功能高分子?什么是智能高分子?什么是特种高分子?三者的区别和关系如何?2、功能高分子主要有哪些类型?(国内分类)3、红外光谱、紫外光谱、核磁共振波谱的主要用途。
4、DTA、DSC、TGA三种热分析法的含义。
第2章1、材料功能2、一次功能3、二次功能4、可控聚合5、什么是活性聚合?阴离子活性聚合的特征是什么?它对高分子设计有什么意义?6、为什么说阳离子活性聚合并非真正意义上的活性聚合?7、有哪些制备功能高分子的方法?8、写出聚乙烯醇与低分子化合物反应方程式。
P.619、写出聚苯乙烯硝化、磺化、卤化、锂化、氯甲基化的反应方程式。
10、高分子化学反应11、高分子化学反应的类型12、高分子的反应活性及其影响因素13、聚醋酸乙烯酯醇解制备聚乙烯醇p.6114、聚氯乙烯的功能化改性p.7015、有机化学的基团缩写第3章1、什么是离子交换树脂?2、离子交换树脂的类型(基团性质和物理结构)?3、写出聚苯乙烯体系强酸性阳离子交换树脂(Na型)的合成路线。
4、举例说明Na型阳离子交换树脂的离子交换、再生机理。
P.915、离子交换树脂常用的制备方法有哪些?p.79+p.836、离子交换树脂的结构p.777、阳离子交换树脂8、阴离子交换树脂9、凝胶型离子交换树脂10、大孔型离子交换树脂11、弱酸型聚丙烯酸系阳离子交换树脂的制备p.8012、强碱型聚苯乙烯系阴离子交换树脂的制备p.8113、什么是膜分离技术?典型的分离膜技术有哪些?P.96+p10814、膜分离法的特点PPT15、根据膜的分离原理和推动力的不同,膜分类P9616、膜分离过程的推动力P98第4章1、共轭导电高分子的导电机理是什么?掺杂的作用是什么?2、复合型电导电高分子的导电机理是什么?主要的导电材料有哪些?1、物质按电学性能可分为哪四类?四大类材料导电率范围P.1172、导电高分子P1153、载流子P1164、结构型导电高分子5、复合型导电高分子1、四类聚合物具有导电性P1182、共轭聚合物P122典型的共轭聚合物P1283、电子导电聚合物导电过程中的载流子4、本征导电性的共轭体系必须具备两个条件P122第5章1、何谓光致抗蚀和光致诱蚀材料?p1632、感光性高分子有哪些分类方法?3、写出(1)重铬酸盐+聚乙烯醇(2)双重氮盐+聚乙烯醇(3)芳香族双叠氮化合物+含不饱和双键聚合物光固化过程。
功能高分子材料(罗祥林-主编)思考题
功能高分子思考题第一章绪论1.什么是功能高分子或功能高分子材料?功能高分子的特点有哪些?与常规的聚合物相比具有明显不同的物理化学性能,并且具有某些特殊功能(如化学活性、光敏性、导电性等)的聚合物大分子都属于功能高分子材料。
特点:a. 产量小、产值高、制造工艺复杂;b. 具有与常规聚合物明显不同的物理化学性能,并具有某些特殊功能;c. 既可以单独使用,也可以与其他材料复合制作成结构件,实现结构 /功能一体化。
2.试述功能高分子、特种高分子、精细高分子之间的区别和联系。
特种高分子:具有高强度、耐冲击、耐高温、特优电绝缘性能或兼而有之的一类高分子。
精细高分子:包括高分子化的精细化学品,和有特殊性能的功能高分子材料。
3.功能高分子材料应具有哪些功能?物理功能(导电、超塑性、磁记录等)、化学功能(离子交换、催化、氧化还原等)、介于化学和物理之间的功能(吸附、膜分离、表面活性等)、生物或生理功能(组织适应性、血液适应性、非吸附性等)。
4.按照功能划分功能高分子材料可以分哪些类别?物理功能高分子材料、化学功能高分子材料、生物功能和医用高分子材料、其他功能高分子材料。
5.按照性质和功能划分,功能高分子材料可以分为哪些类型?反应型高分子、光敏型高分子、电活性高分子、膜型高分子材料、吸附型高分子、高性能功能材料、高分子智能材料、医用高分子、其他功能高分子。
6.功能高分子材料的主要结构层次有哪些?元素组成、官能团结构、链结构和分子结构、微观构象和聚集态、宏观结构。
7.在功能高分子中官能团所起的作用有哪些?(1)官能团的性质对材料的功能性起主要作用;(2)官能团与聚合物骨架的协同作用决定了功能高分子的功能性;(3)聚合物骨架本身具有官能团的作用;(4)官能团对功能高分子的功能起辅助作用。
8.在功能高分子中常见高分子效应有哪几种?物理效应、支撑作用、模板效应、邻位效应、包络作用和半透性、其他效应。
9.举一例说明从已知结构和功能的化合物设计功能的高分子。
高分子物理思考题
高分子物理思考题高分子物理简答题1.同样是都是高分子材料,在具体用途分类中为什么有的是县委,有的是塑料,有的是橡胶?同样是纯的塑料薄膜,为什么有的是全透明的,有的是半透明的?答:高分子材料的用途分类取决于材料的使用温度和弹性大小,当材料的使用温度在玻璃化温度Tg以下,是塑料,Tg以上则为橡胶,否则会软化。
而透明度的问题在于该材料是否结晶,结晶的塑料薄膜是透明的,非结晶的则不透明或半透明。
2.假若聚丙烯的等规度不高,能不能用改变构想的办法提高等规度?说明理由。
答:构象:由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态,称为构象。
聚丙烯的等规度是由构型不同的异构体所产生的旋光异构所引起的,由于头-头键接的聚丙烯,其有全同立构、间同立构和无规立构等异构体。
而且构型是由分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列,构象仅仅是由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态。
所以当聚丙烯的等规度不高时,用改变构象的方法是无法提高其等规度的,需要破坏化学键,改变构型,才能提高等规度。
3.理想的柔性高分子链可以用自由连接或高斯链模型来描述,但真实高分子链在通常情况下并不符合这一模型,原因是什么?这一矛盾是如何解决的?答:在采用自由连接链或高斯链模型描述理想的柔性高分子链时,我们假设单键在结合时无键角的限制,内旋转时也无空间位阻,但真实高分子链不但有键角的限制,在内旋转时也存在空间位阻,因此使真实高分子链在通常情况下并不符合这一模型。
对于真实高分子链我们用等效自由结合链来描述,把由若干个相关的键组成的一段链,算作一个独立的运动单元,键称作“链段”,令链段与链段自由结合,并且无规取向,这种链称为等效自由结合链。
4.高分子溶解过程与小分子相比,有什么不同?答:因为聚合物分子与溶剂分子的大小相差悬殊,两者的分子运动速度差别很大,溶剂分子能比较快的渗透进入高聚物,而高分子向溶剂的扩散却非常慢,这样,高聚物的溶解过程要经过两个阶段,现实溶剂分子渗入高聚物内部,是高聚物体积膨胀,称为溶胀,然后才是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。
功能高分子材料(赵文元)思考题
功能高分子材料(赵文元)思考题
功能高分子材料是一种具有特殊功能的高分子材料,具有很好的应用前景和市场潜力。
在这个领域中,研究人员正在不断探索新的功能材料,以应对各种工业和科技领域的需求。
以下是一些与功能高分子材料相关的思考题:
1. 什么是功能高分子材料?它们与传统材料有何不同之处?
2. 功能高分子材料可以应用于哪些领域?举例说明其具体应用。
3. 某些功能高分子材料具有自修复或自愈合功能,请简述其原理。
4. 具有自组装功能的高分子材料有哪些应用前景?
5. 如何制备具有特殊功能的高分子材料?请简述其制备过程。
6. 现有的功能高分子材料有哪些限制或问题?如何解决这些问题?
7. 未来的功能高分子材料会朝着怎样的方向发展?有哪些新的
应用前景?
8. 功能高分子材料与环保有何关系?如何在制备和应用过程中
更好地保护环境?
9. 功能高分子材料的产业化和商业化面临哪些挑战?如何克服
这些挑战?
10. 您认为功能高分子材料的发展对人类社会有何影响?这些
影响会是正面的还是负面的?
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功能高分子材料复习题答案
第一章1功能高分子材料的特点: ①产量小,产值高,制造工艺复杂②有与常规聚合物明显不同的物理化学性能,并具有某些特殊功能③既可以单独使用,也可与其它材料复合制成构建,实现结构/功能一体化一次功能:向材料输入的信息能量与从材料输出的信息能量属于同一种形式,即材料仅起能量与信息传递作用时,称这种功能为一次功能二次功能:材料输入与输出的能量具有不同形式,材料其能量转化作用,这种功能称二次功能2功能材料的分类:①按功能分类:物理功能高分子,化学功能高分子,生物功能与医用高分子,其它功能高分子②按性质与功能分类:反应型高分子材料,光敏型高分子材料,电活性高分子材料,膜型高分子材料,吸附性高分子材料,高性能工程材料,医用高分子材料,其她功能高分子材料3制备:化学法: ①功能型小分子高分子化②已有通用高分子材料功能化物理法:①聚合物包埋法②已有通用高分子材料的功能化的物理方法:小分子高分子共混等③功能高分子在读功能化的物理方法表征途径:红外,X射线衍射,透射电镜,扫描电镜第二章1离子交换树脂功能:离子交换功能,催化功能,吸附功能,脱水功能,脱色功能应用:水处理,环境保护,海洋资源利用,冶金工业,原子能工业,食品工业,化学合成2絮凝剂特点:用量少,ph适用范围广,受盐类及环境影响较小,污泥量少,处理高效, 应用广,天然絮凝剂基本元素,易老化降解,不造成二次污染作用原理:①带电絮凝剂可与带反电荷的微粒使电荷中与,降低双电层厚度使碰撞增加②一个分散微粒可以同时吸附两个以上的高分子链,在高分子链间起吸附架桥作用,由高分子链包覆使微粒变大,加速沉降③一个高分子链也可同时吸附两个以上微粒,高分子乐意在多出与微粒结合一同下降影响因素:①分子链结构的影响②悬浮体系的性质:固体微粒种类、粒径、电量、含量, 介质ph值,温度③使用方法影响3高吸水性树脂吸水机理:因为其具有天然或合成的高分子电解质三维交联结构,首先由于树脂中亲水基团与水形成氢键,产生相互作用,水进入树脂而使其溶胀,但交联构成的三维结构又阻止树脂的溶解,此后,吸水后高分子中电解质形成离子相互排斥而导致分子扩展,同时产生的由外向内的浓度差又使得更多的水进入树脂,就是树脂的三维结构扩展,但就是交联结构又阻止其扩展继续,最后扩展与阻止扩展力达到平衡,水不再进入树脂内,热吸附的水也被保持在书之内构成了含有大量水的凝胶状物质。
高分子材料思考题答案
《高分子材料导论》思考题第一章材料科学概述1.试从不同角度把材料进行分类,并阐述三大材料的特性。
按化学组成分类:金属材料无机材料.有机材料(高分子材料)按状态分类:气态。
固态:单晶.多晶.非晶.复合材料.液态按材料作用分类:结构材料,功能材料按使用领域分类:电子材料。
耐火材料。
医用材料。
耐蚀材料。
建筑材料三大材料:(1)金属材料富于展性和延性,有良好的导电及导热性、较高的强度及耐冲击性。
(2)无机材料一般硬度大、性脆、强度高、抗化学腐蚀、对电和热的绝缘性好。
(3)高分子材料的一般特点是质轻、耐腐蚀、绝缘性好、易于成型加工,但强度、耐磨性及使用寿命较差。
2.说出材料、材料工艺过程的定义。
材料——具有满足指定工作条件下使用要求的形态和物理性状的物质。
由化学物质或原料转变成适用于一定用场的材料,其转变过程称为材料化过程或材料工艺过程。
3.原子之间或分子之间的结合键一般有哪些形式?试论述各种结合键的特点。
离子键:无方向性,键能较大。
由离子键构成的材料具有结构稳定、熔点高、硬度大、膨胀系数小的特点。
共价键:具有方向性和饱和性两个基本特点。
键能较大,由共价结合而形成的材料一般都是绝缘体。
金属键:无饱和性和方向性。
具有良好的延展性,并且由于自由电子的存在,金属一般都具有良好的导电、导热性能。
4.何为非晶态结构?非晶态结构材料有何共同特点?原子排列近程有序而远程无序的结构称为非晶态结构或无定形结构,非晶态结构又称玻璃态结构。
共同特点是:结构长程无序,物理性质一般是各向同性的;没有固定的熔点,而是一个依冷却速度而改变的转变温度范围;塑性形变一般较大,导热率和热膨胀性都比较小。
5.材料的特征性能主要哪些方面?热学、力学、电学、磁学、光学、化学等性能6.什么是材料的功能物性?材料的功能物性包括哪些方面?功能物性,是指在一定条件下和一定限度内对材料施加某种作用时,通过材料将这种作用转换为另一形式功能的性质。
包括:1热电转换性能2光-热转换性能3光-电转换性能4力-电转换性能5磁-光转换性能6电-光转换性能7声-光转换性能7.材料工艺与材料结构及性能有何关系?材料工艺,包括材料合成工艺及材料加工工艺,影响材料的组织结构,因而对材料的性能有显著的影响。
功能高分子材料2024年某试卷答案
概念材料的功能:指当对材料输入“信号”(能量)时就会发生质和量的改变,其中任何一种改变有输出作用。
(如:机械能转换成其它形式功能,压电、磁转换成热、光,光致聚合,离子交换,氧化还原等)功能高分子:一般是指具有传递、转换或贮存物质、能量和信息作用的高分子及其复合材料,或详细地指在原有力学性能的基础上,还具有特别的物理功能和化学功能的高分子及其复合材料。
含有功能基的高分子的化学、物理性质,不同于含有相同功能基的低分子模型化合物,这种差别有时表现得很突出,故此把引起这些差别的各方面的缘由,总的概括起来,称为高分子效应。
简浅地说,高分子效应是由于高分子链节之间存在着不行忽视的相互作用而引起的.这些链节以共价键相连,即使在无限稀释状况下,彼此仍不会远离。
含有光色基团的化合物受肯定波长的光照耀时发生颜色改变,而在另一波长的光或热的作用下又复原到原来的颜色,这种可逆的变色现象称为光色互变或光致变色电场极化法:在较高温度下对饱和介质施加电场,使体内偶极子沿电场方向发生取向极化随之在维持电场条件下将样品冷却到肯定低温,将极化状态冷冻固化的方法。
驻极体:那些在无外加电场条件下,也能够长期储存空间电荷或极化电荷,具有宏观电矩的电介质材料。
液晶高分子网络化液晶:小分子液晶、齐聚物液晶和聚合物液晶中带有可进一步化学反应的集团,在液晶态获得有序排列后,启动化学反应产生聚合物网络,从而稳定所获得的液晶态液晶高分子网络化液晶:小分子液晶、齐聚物液晶和聚合物液晶中带有可进一步化学反应的集团,在液晶态获得有序排列后,启动化学反应产生聚合物网络,从而稳定所获得的液晶态。
液晶是某些物质在熔融态或在溶液状态下形成的有序流体的总称。
它是一种结晶态,既具有液体的流淌性又具有晶体的各向异性特征。
功能高分子材料从它们的组成和结构可以分为主链高分子、侧链高分子和复合高分子三种。
高分子效应有溶解度下降效应、骨架机械支撑效应、骨架模板效应、骨架稳定作用、骨架的其他作用。
高分子复习思考题答案
⾼分⼦复习思考题答案⾼分⼦复习思考题答案⼀、名词解释链段:⾼分⼦链中能够独⽴运动的最⼩单元柔顺性:⾼分⼦长链能够不同程度地卷曲的特性叫做⾼分⼦的柔顺性碳链⾼分⼦:主链全部由碳原⼦组成的⾼分⼦化合物杂链⾼分⼦:主链由碳原⼦与其他原⼦以共价键连接⽽成的⾼分⼦化合物元素有机⾼分⼦:分⼦主链由碳和氧、氮、硫等以外其他元素的原⼦组成,或全部由其他元素的原⼦组成,并连接有机基团的⾼分⼦近程结构:单个⾼分⼦内⼀个或⼏个结构单元的化学结构和⽴体化学结构,包括构造与构型远程结构:单个⾼分⼦的⼤⼩和在空间所存在的各种形状构象:由于单键内旋转所形成的分⼦内各原⼦的空间排布构型:某⼀原⼦的取代基在空间的排列普弹性:⼤应⼒作⽤下,材料分⼦中键长、键⾓变化引起的⼩形变,形变瞬时完成,除去外⼒后形变⽴恢复称为普弹性⾼弹性:⼩应⼒作⽤下由于⾼分⼦链段运动⽽产⽣的很⼤的可逆形变称为⾼弹性强迫⾼弹性:玻璃态⾼聚物在外⼒作⽤下出现的⾼弹现象称为强迫⾼弹性蠕变:在恒温恒负荷条件下,⾼聚物材料的形变随时间延长⽽逐渐增加的现象应⼒松弛:在恒定温度和形变保持不变的情况下,⾼聚物内部的应⼒随时间延长⽽逐渐衰减的现象滞后现象:⾼聚物在交变⼒作⽤下,形变落后于应⼒变化的现象内耗:⾼分⼦材料在受到交变应⼒时,形变的变化落后于应⼒变化发⽣滞后现象,每个循环中所消耗的功银纹屈服:很多⾼聚物,尤其是玻璃态透明⾼聚物(PS、PMMA、PC)储存过程及使⽤过程中,往往会在表⾯出现像陶瓷的那样,⾁眼可见的微细的裂纹,这些裂纹,由于可以强烈地反射可见光看上去是闪亮的,所以⼜称为银纹,这现象称为银纹屈服剪切屈服:⾼聚物在拉伸或压缩作⽤下,在与负荷⽅向成45°的截⾯上会产⽣最⼤的剪切⼒,从⽽引发⾼分⼦链沿最⼤剪切⾯⽅向产⽣滑动形变,从⽽导致材料形状扭变的现象⼆、问答题1. ⾼分⼦有何特征?1、分⼦量很⾼、或分⼦键很长.2、⾼分⼦是由很⼤数⽬的结构单元通过共价键连接⽽成的。
(完整版)功能高分子思考题及答案
第一章绪论1.什么是功能高分子?带有特别功能基团并拥有功能性的聚合物就是功能高分子。
一般以为:其拥有一般高分子的构造性质,同时拥有必定的功能,主要指拥有物质、能量和信息的储存、传达、转变等作用的高分子。
一次功能:当向资料输入的能量和从资料输出的能量属同种形式,资料只好起到能量传递零件的作用,这种功能称为一次功能。
(如导电、导热)二次功能:当向资料输入的能量和输出的能量是不一样形式时,资料起能量变换零件的作用,这种功能称为二次功能。
高分子的功能:( 1)化学功能-离子互换、催化、氧化复原(2)物理功能-导电、热电、压电、磁记录。
(3)生物功能-医用高分子2. 功能高分子的主要种类?( 1)离子互换树脂(2)高分子吸水资料(3)高分子功能膜( 4)液晶高分子(5)导电高分子6)医用高分子(7)感光高分子(8)其余功能高分子(智能高分子磁性高分子高分子催化剂树形高分子超疏水资料)1. 离子互换树脂是由交联构造的高分子骨架与能离解的基团两组分构成的不溶性、多孔的、高分子电解质。
功能:能在液相中与带同样电荷的离子进行互换,此互换反响可逆的,即可用适合的电解质冲刷,使树脂恢复到原有状态(重生),可频频使用。
3.合成功能高分子的一般方法?经过化学或许物理的方法将功能基与高分子骨架相联合,实现预约功能。
① . 分子合成化学方法:分子构造设计、官能团设计、引入感光功能公司则给予了资料感光性。
举措:共聚、接枝、嵌段共聚、交联、官能团的引入、模板聚合等② . 特别加工物理方法:把高分子加工成极薄的膜,把高分子纤维化,如人造羊毛(介绍其主体构造)有些功能高分子极难加工,如光缆、导电、聚丙烯③.复合手段:如将高分子中掺入银粉获得导电高分子。
复合两种或几种高分子:纤维复合、层叠复合、细粒复合、互穿网络等方法,可得新功能。
(1、功能性小分子的高分子资料化2、高分子资料的功能化)聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维(PET)----涤纶丙烯腈-丙烯酸酯共聚物----腈纶聚己二酰己二胺纤维(PA66)---- 锦纶66聚乙烯醇缩甲醛----维纶聚丙烯纤维(PP)----丙纶聚胺酯弹性纤维(PU)----氨纶聚间苯二甲酰间苯二胺纤维----芳纶1313聚氯乙烯纤维(PVC)----氯纶第二章离子互换树脂1. 什么是离子互换树脂?离子互换树脂是由交联构造的高分子骨架与能离解的基团两个基本组分所构成的不溶性、多孔的、固体高分子电解质。
功能高分子答案
1,功能高分子材料按其功能性可以分为几类?答:国内普遍分为八种,反应性高分子材料,光敏型高分子,电性能高分子材料,高分子分离材料,高分子吸附材料,高分子智能材料,医用高分子材料和高性能工程材料。
,2,说明离子交换树脂的类型及作用机理?试述离子交换树脂的主要用途。
答:依据活性基分类可以分为阴离子交换树脂,阳离子交换树脂,螯合树脂还有特殊交换树脂;依据物理结构分类可以分为凝胶型,大孔型,载体型。
作用基理主要是通过化学反应,与被交换物进行离子反应生成更稳定存在的离子化合物以达到交换出其原有的离子的目的。
离子交换树脂主要应用于水处理(包括水的软化,脱盐,高纯水的制备),冶金工业,原子能工业,海洋资源利用还有食品工业和医药工业,化学工业,保护环境等。
,3,按膜的功能简述高分子分离膜的分类及其分离机理。
答:按膜的功能不同可以分为微孔膜,超过滤膜,反渗透膜,纳滤膜,渗析膜,电渗析膜,渗透蒸发膜等。
膜分离的机理主要是两种:过筛作用和溶解扩散作用。
过筛作用类似于物理过筛过程,与常见的筛网材料相比,膜的孔径要小的多。
被分离物能否通过筛网取决于物质粒径尺寸和网孔的大小。
溶解扩散作用是指当膜材料对某些物质具有一定溶解能力时,在外力作用下被溶解物质能够在膜中扩散运动,从膜的一侧扩散到另一侧,再离开膜。
4,在膜的分离过程中,可以有哪些驱动力?它们各自驱动的膜过程是什么?答:一,静压差为推动力,利用膜孔对溶液中的悬浮微粒的“筛分”作用进行分离的膜过程。
小于孔径的微粒随溶剂一起透过膜上的微孔,大于孔径的微粒被截留。
二,以渗透压为推动力,推动力是低浓度溶液中水的化学位与高浓度溶液中水的化学位之差,水通过膜从低浓度水溶液向高浓度水溶液一侧迁移。
5,高吸水性树脂为什么能大量吸水并保水?答:高吸水性树脂的分子中含有极性基团,并具有一定的交联度,是一种三维空间网络结构,这种特殊的化学结构和网状结构,使其吸水方式既有物理吸附,又有化学吸附和网络吸附,因此它具有神奇的吸水能力。
高分子物理习题与思考题
第一章高分子链的结构习题与思考题一1、解释下列名词:(1)构型;(2)构象;(3)链段;(4)热力学柔性;(5)力学柔性;(6)均方末端距;(7)高斯链;(8)全同立构2、试讨论线型聚戊二烯可能有哪些不同的构型。
3、聚丙烯中碳-碳单链是可以转动的,通过单键的转动能否把全同立构的聚丙烯变为“间同立构”的聚丙烯?4、假定自由结合链中含有几个长度为l的键,试求它的均方末端距和最可几末端距与键长及键数的关系。
5、假定聚丙烯主链长为0.154nm,键角为109.5度,聚丙烯的空间位阻参数 =1.76,试求其等效自由结合链的链段长度l e之值。
6、假定聚乙烯的聚合度为2000,键角为109.5度,求伸直链的长度L max与自由旋转链的根均方末端距之比值,并由分子运动观点解释某些聚合物材料在外力作用下可以产生很大形变的原因。
第二章聚合物的晶态结构习题与思考题二1、如果C-C键长为0.154nm,C-C-C键角为109.5度,试问U t为31的全同立构聚丙烯的等同周期为多少?2、尼龙66、等规聚丙烯及聚丙烯腈在砌入晶格时,分子链的构象有什么不同?为什么?3、试根据聚乙烯的晶体结构和晶胞尺寸(a=736pm,b=492pm,c=253pm)计算其晶体密度ρc(1cm=1010pm)。
4、若已知聚甲基丙烯酸甲酯晶胞的α=β=γ=90度,a=2.108nm,b=1.217nm,c=1.055nm,测得的ρ=1.23g/cm3,M o=100.1,试求每个晶胞单元中的重复结构单元数。
5、已知聚异丁烯晶胞中所有的角度为90度,M o=56.1,ρ=0.937,晶胞尺寸a=0.694nm,b=1.196nm,试求晶胞参数c的尺寸。
6、有全同立构聚丙烯试样一块,体积为1.42×2.96×0.51cm3,重量为1.94g,试计算其比容和结晶度。
7、简要说明下列各种结晶形态的特征及形成的条件:(1)折叠链片晶;(2)球晶;(3)串晶;(4)伸直链晶体。
《高分子化学》思考题课后答案解析
第四版习题答案(第一章)思考题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104-10 6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元数目的平均值,以X n表示。
2. 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. 写岀聚氯乙烯、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。
高二化学人教版选修5练习:第三节功能高分子材料Word版含解析
1.( )5. ( )A. B. C. D.L_ ,A B C2. A. B. C.D.L_ 3. A. B. C. D.4. ■fCH,—-FCH,—CHiC . COOCH.CH.OHD .COOCH.CILA. B. OH B CI,DA. B.c•聚乙烯具有热塑性I mol^CHi CHiOD. 0—CCrij的水解产物只能与1 mol NaOH反应【mol-ECHs CHiO解析缩聚反应除生成高分子化合物外,还生成小分子,B不正确O-CCH,含有n mol的酯基,完全水解后的产物可以与n mol NaOH反应。
答案C6•下列关于复合材料的说法不正确的是()A. 复合材料一定是由两种或两种以上材料制成的B. 复合材料保持了原材料的优点,又有优于原材料的特点C. 在复合材料中,基体起骨架作用D. 在复合材料中,增强材料起骨架作用解析在复合材料中,增强材料起骨架作用,基体起黏结作用。
答案C7•医用化学杂志曾报道,有一种功能高分子材料为聚乙交酯纤维材料的手术缝合线比天然高分子材料的肠线好。
它的合成过程如下C,用这种功能高分子材料制成B是A合成C的中间体,它是由两分子A脱去两分子水形成的。
(1) 写出由A合成C的化学方程式(2) 写出由A制取B的化学方程式(3) 医用高分子材料应具备哪些特性解析由题给条件可知,B分子为环酯且具有对称结构。
采用平均拆分法CH;COOHOH 。
A生成C的反应为符合酯化反应原理的缩聚反应:ZnCHj—c—OH O愷寸匕,制OH ——-+(n-1)H2OO,可得A的结构简式为H-EO-CH^CiOH +(n-"H2O(2)0 ------- H,/ \CW :C —0、 /CH L O(3)优异的生物相容性,较少受到排斥,无毒性,具有很高的机械性能以及其他一些特殊性能能力提升8•我国科学家不久前成功合成了 3 mm 长的管状定向碳纳米管,长度居世界之首,这种碳纤维具有强 度高、硬度(抵抗变形能力)高、密度小(只有钢的-)、熔点高、化学稳定性好等特点 ,因而被称为超 级纤维”。
高中化学必修课----应用广泛的高分子材料 功能高分子材料知识讲解及巩固练习题(含答案解析)
高中化学必修课----应用广泛的高分子材料功能高分子材料知识讲解及巩固练习题(含答案解析)【学习目标】1、了解常见功能高分子材料的成分及优异性能,了解“三大合成材料”的结构、性能和用途;2、了解功能高分子材料在人类生产、生活中的重要应用,了解治理“白色污染”的途径和方法;3、了解各类功能高分子材料的优异性能及其在高科技领域中的应用;4、以合成高分子化合物的背景,了解有机合成在发展经济、提高生活质量方面的贡献。
合成材料品种很多,按用途和性能可分为合成高分子材料(包括塑料、合成纤维、合成橡胶、黏合剂、涂料等);功能高分子材料(包括高分子分离膜、液晶高分子、导电高分子、医用高分子、高吸水性树脂等)和复合材料。
其中,被称为“三大合成材料”的塑料、合成纤维和合成橡胶应用最广泛。
【要点梳理】要点一、塑料【高清课堂:应用广泛的高分子材料功能高分子材料#应用广泛的高分子材料功能高分子材料】1.塑料的成分。
塑料的主要成分是合成高分子化合物即合成树脂。
在塑料的组成中除了合成树脂外,还有根据需要加入的具有某些特定用途的加工助剂以改进其性能。
如,提高柔韧性的增塑剂,改进耐热性的热稳定剂,防止塑料老化的防老化剂,赋予塑料颜色的着色剂等。
2.塑料的种类。
(1)聚乙烯塑料的性质。
①聚乙烯塑料无嗅、无毒、具有优良的耐低温性能,最低使用温度可达-100℃;化学稳定性好,能耐大多数酸、碱的腐蚀;常温下不溶于一般溶剂,吸水性小;电绝缘性能优良。
②聚乙烯塑料品种很多,应用广泛,主要有:薄膜(低密度聚乙烯,有良好的透明度和一定的抗拉强度)用于各种食品、医药、衣物、化肥等的包装;中空制品(高密度聚乙烯,强度较高)用于塑制各种瓶、桶、罐、槽等容器;管板材(高密度聚乙烯)用于铺设地下管道和建筑材料;纤维(线型低密度聚乙烯)用于生产渔网绳索;包覆材料,用做包覆电缆、电线的高频绝缘材料。
(2)酚醛树脂。
①酚醛树脂是用酚类(如苯酚)与醛类(如甲醛)在酸或碱的催化下相互缩合而成的高分子化合物。
第二节 高分子材料第2课时 功能高分子材料课后练习(有答案和详细解析)
第二节高分子材料第2课时功能高分子材料课后练习(有答案和详细解析)1.下列物质不属于功能高分子材料的是()A.高分子分离膜B.液晶高分子材料C.生物高分子材料D.有机玻璃2.下列材料中属于功能高分子材料的是()①有机玻璃②合成橡胶③高分子分离膜④生物高分子材料⑤隐身材料⑥液晶高分子材料⑦光敏高分子材料⑧智能高分子材料A.①③④⑥⑧B.②④⑥⑦⑧C.③④⑤⑥⑦⑧D.②③④⑤⑦3.随着有机高分子材料研究的不断加强和深入,一些重要的功能高分子材料的应用范围不断扩大。
下列应用范围是功能高分子材料最新研究成果的是()A.新型导电材料B.高分子涂料C.医用高分子材料D.高吸水性材料4.下列关于功能高分子材料的说法不正确的是()A.在合成高分子的主链或支链上引入某种功能原子团,使其显示出在光、电、磁、声、热、化学、生物、医学等方面的特殊功能B.对淀粉、纤维素等天然吸水材料进行改性,在它们的高分子链上再接入含强亲水性原子团的支链,以提高它们的吸水能力C.以带有强亲水性原子团的化合物为单体,均聚或两种单体共聚,得到亲水性高聚物,在反应中加入交联剂,得到链状的树脂D.功能高分子材料的优异性能在通信、交通、航空航天、医疗、医药等许多领域发挥了重要作用5.角膜接触镜俗称隐形眼镜,其性能要有良好的透气性和亲水性,目前大量使用的软性隐形眼镜常用材料是()A.聚乙烯B.聚氯乙烯C.D.6.高分子分离膜可以让某些物质有选择地通过而将物质分离,下列应用不属于高分子分离膜的应用范围的是()A.分离工业废水,回收废液中的有用成分B.食品工业中,浓缩天然果汁、乳制品加工和酿酒C.将化学能转换成电能,将热能转换成电能D.海水淡化7.用高分子塑料骨钉取代钛合金骨钉是医学上的一项新技术,这种塑料骨钉不仅具有相当的强度,而且可在人体内水解,使骨科病人免遭拔钉的痛苦。
合成这种塑料骨钉的原料能与强碱溶液反应,也能在浓硫酸条件下形成环酯。
则合成这种塑料骨钉的原料是()A.CH2==CH—CH2ClB.CH2==CH—COOHC.CH3—CH(OH)—COOHD.H2N—CH2—COOH8.科学家研制的一种使沙漠变绿洲的新技术,即在沙漠中喷洒一定量的聚丙烯酸酯()与水的混合物,使其与沙粒结合,既能阻止地下的盐分上升,又能拦截、蓄积雨水。
功能高分子材料复习题答案
1功能高分子材料的特点:①产量小,产值高,制造工艺复杂②有与常规聚合物明显不同的物理化学性能,并具有某些特殊功能③既可以单独使用,也可与其它材料复合制成构建,实现结构/功能一体化一次功能:向材料输入的信息能量与从材料输出的信息能量属于同一种形式,即材料仅起能量和信息传递作用时,称这种功能为一次功能二次功能:材料输入和输出的能量具有不同形式,材料其能量转化作用,这种功能称二次功能2功能材料的分类:①按功能分类:物理功能高分子,化学功能高分子,生物功能和医用高分子,其它功能高分子②按性质和功能分类:反应型高分子材料,光敏型高分子材料,电活性高分子材料,膜型高分子材料,吸附性高分子材料,高性能工程材料,医用高分子材料,其他功能高分子材料3制备:化学法:①功能型小分子高分子化②已有通用高分子材料功能化物理法:①聚合物包埋法②已有通用高分子材料的功能化的物理方法:小分子高分子共混等③功能高分子在读功能化的物理方法表征途径:红外,X射线衍射,透射电镜,扫描电镜第二章1离子交换树脂功能:离子交换功能,催化功能,吸附功能,脱水功能,脱色功能应用:水处理,环境保护,海洋资源利用,冶金工业,原子能工业,食品工业,化学合成2絮凝剂特点:用量少,ph适用范围广,受盐类及环境影响较小,污泥量少,处理高效,应用广,天然絮凝剂基本元素,易老化降解,不造成二次污染作用原理:①带电絮凝剂可与带反电荷的微粒使电荷中和,降低双电层厚度使碰撞增加②一个分散微粒可以同时吸附两个以上的高分子链,在高分子链间起吸附架桥作用,由高分子链包覆使微粒变大,加速沉降③一个高分子链也可同时吸附两个以上微粒,高分子乐意在多出与微粒结合一同下降影响因素:①分子链结构的影响②悬浮体系的性质:固体微粒种类、粒径、电量、含量,介质ph值,温度③使用方法影响3高吸水性树脂吸水机理:因为其具有天然或合成的高分子电解质三维交联结构,首先由于树脂中亲水基团与水形成氢键,产生相互作用,水进入树脂而使其溶胀,但交联构成的三维结构又阻止树脂的溶解,此后,吸水后高分子中电解质形成离子相互排斥而导致分子扩展,同时产生的由外向内的浓度差又使得更多的水进入树脂,是树脂的三维结构扩展,但是交联结构又阻止其扩展继续,最后扩展和阻止扩展力达到平衡,水不再进入树脂内,热吸附的水也被保持在书之内构成了含有大量水的凝胶状物质。
功能高分子复习题答案
功能高分子复习题答案第一章功能高分子材料总论1、高分子化学与功能高分子的关系答:高分子化学是化学基础性分支学科之一(高分子化学、高分子物理、高分子工程),而功能高分子是化学的一个研究领域(功能高分子、高分子材料)。
高分子化学用于指导材料的合成与制备,功能高分子研究材料性能与结构的关系。
2、高分子材料的制备答①功能小分子材料的高分子化②已有高分子材料的功能化③多功能材料的复合以及已有功能高分子材料的功能扩展3、功能高分子材料的分类①力学功能材料②化学功能材料③物理化学功能材料④生物化学功能材料第二章反应型高分子材料1、固相合成、举例说明定义:从广义上讲,固相合成是指那些在固体表面发生的合成反应。
固相合成包含无机、有机固相合成两类。
从狭义上讲,固相合成一般指有机固相合成。
举例:课本P38—39第三章导电高分子材料1、导电高分子分类、导电基本原理、掺杂分类:根据材料的组成可与分为复合型导电高分子材料、(结构型)本征型导电高分子材料。
复合型导电高分子材料:由高分子基体材料、导电填充材料、助剂等。
导电机理为:分散相在基体材料构成导电通路来实现的,主要理论为导电通道学说和隧道效应、场致发射效应。
(结构型)本征型导电高分子材料:又可分为电子导电聚合物、离子导电聚合物、氧化还原型导电聚合物。
电子导电聚合物共同结构特征是分子内有大的线性共轭π电子体系,给作为载流子的自由电子提供离域迁移的条件。
掺杂:高聚物中,把添加电子受体或电子给体从而提高电导率的方法称为掺杂。
掺杂目的:类型(酸碱化学掺杂、光掺杂、电荷注入掺杂),通过在材料中的空轨道中加入电子,或拉出电子,进而降低现有π电子能带差,使自由电子迁移时阻碍减小,从而增强了材料的导电率。
第五章高分子液晶材料1、液晶定义:兼有晶体和液体部分性质的过渡中间相态,这种中间相态称为液晶态。
2、液晶材料的三个内在因素①刚性结构②较大长径比③含有极性基团,分子间有较强的相互作用液晶材料的二个外在因素①环境温度②环境组成(溶剂等)3、分类:热致型、溶致型、压致型、流致型4、高分子材料较小分子材料的特性(优点)①热稳定性大幅度提高②热致型高分子液晶有较大的相区间温度③粘度大,流动行为与一般溶液显著不同5、溶致型液晶高分子和热致型液晶高分子有哪些主要区别(1)前者是液晶分子在溶解过程中达到一定浓度时形成有序排列,产生各向异性特征构成液晶;后者是三维各向异性的晶体在加热熔融过程中不完全失去晶体特征,保持一定有序性构成的液晶。
功能高分子材料(赵文元)思考题
功能高分子材料(赵文元)思考题功能高分子材料是一种可以通过调节其化学结构和物理形态来实现特定性能和功能的材料。
这些材料具有广泛的应用领域,如生物医学、电子设备、纳米技术、环境保护等。
在这篇文章中,我们将探讨功能高分子材料的一些思考题,以了解这些材料的特性及其在实际应用中的潜力。
1. 什么是功能高分子材料?其特点是什么?功能高分子材料是一种可以通过调节其化学结构和物理形态来实现特定性能和功能的材料。
这些材料具有许多特点,如高分子链的结构、分子量和分子量分布、分子取向和晶体结构等。
此外,它们还可以具有非常具体的性质,如电子、离子、气体、水和其他分子的传输特性、生物相容性、热稳定性、机械强度、透明度、自愈特性等。
2. 功能高分子材料广泛应用于哪些领域?功能高分子材料可以应用于多个领域,如生物医学、电子设备、纳米技术、环境保护等。
例如,在生物医学领域,功能高分子材料可以用于制作人工器官、药物传递系统、组织工程等。
在电子设备领域,这些材料可以用于制作电子器件、光电器件等。
在纳米技术领域,功能高分子材料可以用于制备纳米粒子、纳米管等。
在环境保护领域,功能高分子材料可以用于制备环境友好型材料,如生物降解塑料等。
3. 在功能高分子材料的制备中,如何调节其性质和功能?调节功能高分子材料的性质和功能可以通过以下几种方式:(1) 改变高分子的化学结构:通过改变高分子的化学结构,可以调节其性质和功能。
例如,改变高分子的侧链结构、引入交联结构等,可以改变高分子的机械性能和热稳定性。
(2) 调节高分子的物理形态:通过改变高分子的物理形态,可以调节其性质和功能。
例如,通过改变高分子的结晶度、分子间相互作用等,可以调节高分子的透明度、热稳定性等。
(3) 调节高分子的加工工艺:通过改变高分子的加工工艺,可以调节其性质和功能。
例如,通过改变高分子的加工温度、加工压力等,可以调节高分子的分子结构和分子取向。
4. 功能高分子材料在未来的发展趋势是什么?在未来,功能高分子材料将继续发展,并在不同领域发挥更大的作用。
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第一章绪论1.什么是功能高分子?带有特殊功能基团并具有功能性的聚合物就是功能高分子。
一般认为:其具有普通高分子的结构性质,同时具有一定的功能,主要指具有物质、能量和信息的贮存、传递、转化等作用的高分子。
一次功能:当向材料输入的能量和从材料输出的能量属同种形式,材料只能起到能量传送部件的作用,这种功能称为一次功能。
(如导电、导热)二次功能:当向材料输入的能量和输出的能量是不同形式时,材料起能量转换部件的作用,这种功能称为二次功能。
高分子的功能:(1)化学功能-离子交换、催化、氧化还原(2)物理功能-导电、热电、压电、磁记录。
(3)生物功能-医用高分子2.功能高分子的主要种类?(1)离子交换树脂(2)高分子吸水材料(3)高分子功能膜(4)液晶高分子(5)导电高分子6)医用高分子(7)感光高分子(8)其他功能高分子(智能高分子磁性高分子高分子催化剂树形高分子超疏水材料)1.离子交换树脂是由交联结构的高分子骨架与能离解的基团两组分构成的不溶性、多孔的、高分子电解质。
• 功能:能在液相中与带相同电荷的离子进行交换,此交换反应可逆的,即可用适当的电解质冲洗,使树脂恢复到原有状态(再生),可反复使用。
3.合成功能高分子的一般方法?通过化学或者物理的方法将功能基与高分子骨架相结合,实现预定功能。
①. 分子合成化学方法:分子结构设计、官能团设计、引入感光功能集团则赋予了材料感光性。
措施:共聚、接枝、嵌段共聚、交联、官能团的引入、模板聚合等②. 特殊加工物理方法:把高分子加工成极薄的膜,把高分子纤维化,如人造羊毛(介绍其主体结构)有些功能高分子极难加工,如光缆、导电、聚丙烯③. 复合手段:如将高分子中掺入银粉得到导电高分子。
复合两种或几种高分子:纤维复合、层叠复合、细粒复合、互穿网络等方法,可得新功能。
(1、功能性小分子的高分子材料化2、高分子材料的功能化) 聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维(PET)----涤纶丙烯腈-丙烯酸酯共聚物----腈纶聚己二酰己二胺纤维(PA66)----锦纶66 聚乙烯醇缩甲醛----维纶聚丙烯纤维(PP)----丙纶聚胺酯弹性纤维(PU)----氨纶聚间苯二甲酰间苯二胺纤维----芳纶1313 聚氯乙烯纤维(PVC)----氯纶第二章 离子交换树脂1. 什么是离子交换树脂? 离子交换树脂是由交联结构的高分子骨架与能离解的基团两个基本组分所构成的不溶性、多孔的、固体高分子电解质。
2什么是交换容量? 交换容量是表示树脂交换能力大小的量,常以每克干树脂能交换的离子毫克当量数表示。
2. 离子交换树脂的类型 (一)根据离解的基团的性质,可分为:①阳离子交换树脂 〈1〉强酸性(聚苯乙烯系), 交换基:磺酸 -SO 3H 〈2〉中酸性(聚苯乙烯系) 交换基:—P=O(OH)2 〈3〉弱酸性(甲基丙烯酸系) 交换基:羧基—COOH 或酚基—OH ②阴离子交换树脂 《1》强碱性(聚苯乙烯系)交换基: 季胺 叔胺弱碱性(聚苯乙烯系)交换基:氨基—NH 2 (二)根据高分子基体(即骨架)分:苯乙烯体系树脂;丙烯酸—甲基丙烯酸酯体系树脂;苯酚—间苯二胺体系树脂;环氧氯丙烷体系树脂 (三)特殊的离子交换树脂 按性能分:螯合树脂;两性离子交换树脂;耐热性离子交换树脂;氧化还原树脂① 写出聚苯乙烯体系强酸性阳离子交换树脂的合成路线+DVB CH 2CH CH 2CH CH 2CH CH 2CH H 2SO 4H Cl SO 3SO 3CH 2CHCH 2CHCH 2CH CH 2CH CH 2CH SO 3SO 3H H② 说明离子交换树脂的离子交换机理。
机理:化学吸附历程①溶液内离子扩散至树脂表面②由表面扩散到树脂内部③离子交换④被交换的离子从树脂内部扩散至表面⑤被交换的离子再扩散至溶液中机械强度是由高分子骨架的化学结构和交联度、骨架空间结构、颗粒粒度和形状决定的③ 说明离子交换树脂的用途。
⑴水处理 :是离子交换树脂应用最广泛的一个领域,如硬水软化,无离子水生产⑵铀的提取和贵金属的分离回收⑶医药、食品等有机化合物分离与提纯①用弱酸性阳离子交换树脂提取生物碱等,②用强碱性阴离子交换树脂回收黄金工业生产废水中的氰化物。
⑷用作催化剂几乎所有普通无机酸、碱催化反应均可用阳、阴树脂催化剂来代替树脂催化的优点(一)树脂催化剂与一般液体酸、碱催化剂相比主要有以下优点:(1)选择性好,副反应低,收率高;(2)无腐蚀性,设备损失小,没有待处理的废酸碱液,环境污染很小,这对环保有着重要意义;(3)产物与催化剂易分离,便于实现连续化生产,工艺简单。
(二)和一般固体酸、固体碱催化剂相比优点有:a:反应条件温和;b:催化剂的孔结构易合成控制,反应界面大。
缺点是:耐热性(限120℃以下使用)比无机催化剂低许多,酸碱强度比一般的液体强酸、碱要小,所以反应的活性要低于后者。
1.采用强酸性阳离子交换树脂催化剂合成乙酸己酯,催化活性高,反应时间短,反应条件温和。
2.强酸性阳离子交换树脂性质稳定,价廉易得,易于保存,使用方便。
3.酯化反应液不需碱洗、水洗等工序,后处理工艺简单,大大减少了废液排放,不污染环境。
4.催化剂留在反应器内可直接回用,是一种高效、经济、环保型的酯化反应催化剂。
第三章高吸水材料的结构高分子骨架:适度交联的网状结构 吸水官能团: -COONa -SO3Na -CONH2 -CH2-NH2 -CH2-OH -C≡N --CH2—O —CH2---R SO 3-H +Na +Cl -R SO 3-Na +H +Cl -++吸水原理阶段1 较慢。
通过毛细管作用吸水。
阶段2通过氢键与树脂的亲水基团作用, 亲水基团离解, 离子之间的静电斥力使树脂的网络扩张。
网络内外产生渗透压, 水份进一步渗入,起决定性作用。
阶段3随着吸水量的增大,网络内外的渗透压趋向于零; 而网络扩张的同时,其弹性收缩力也在增加,逐渐抵消阴离子的静电排斥,最终达到吸水平衡。
吸水能力保水能力抗盐能力稳定性(1)生理卫生用品卫生巾、婴儿一次性尿布、宇航员尿巾、餐巾、手帕、绷带、脱脂棉、手术衬垫等。
(2)农业、林业方面农业:土壤保墒、种子发芽、播种保苗、种子营养器、改造沙漠;林业:育苗、植树、造林、无土栽培、贵重树木的移栽、运输、可提高成活率。
(3)(3)工业:化妆品的增稠剂、石油工业中的堵漏剂、水泥制品养护剂。
(4)(4)医学方面:吸水绑带、病床垫。
高吸水树脂的制备方法(1)天然高分子的改性物(2)烯类单体的共聚物2.解释离子交换树脂与超高吸水性高分子的结构、性能的异同点,它们的本质区别是什么?相同点:结构上都是交联结构,都有两部分组成即骨架和功能集团;不同点:离子交换树脂的骨架为刚性的,基团为强电解质,吸水树脂的高分子骨架为柔性的,基团有SO3Na等与水作用产生的。
本质:1.分子骨架柔性不同2.交联度不同离子交换树脂交联度很高,小球刚性很强,吸水树脂的交联度很小。
3.说明吸水树脂的吸水机理。
①微孔吸附作用、渗透压作用共同使水向吸水剂结构内扩散,吸水剂网状结构扩张,②H-键、离子电荷作用使水变成:(1)靠H-键或离子电荷作用的水(2)亲水基周围的极化水层(3)微孔中的水(4)颗粒间隙和大孔的水4.评价吸水树脂性能的指标有哪些?①吸水能力:以每克吸水剂能吸收水的克数表示,②保水能力---吸水后再失水情况③抗盐能力:是指吸水剂能力受水中含离子种类和数量的影响④稳定性是指生物降解性:在土壤保墒方面,高分子吸水剂不易发霉,不易被细菌破坏,寿命长⑸无毒性:⑹吸氨能力:⑺增粘性高吸水性材料可分为二类:(1)天然高分子的改性物(2)烯类单体的共聚物5.举例说明吸水树脂的应用。
⑴农业、林业方面:①农业:土壤保墒、种子发芽、播种保苗、种子营养器、改造沙漠;②林业:育苗、植树、造林、无土栽培、贵重树木的移栽、运输、可提高成活率。
⑵工业:化妆品的增稠剂、石油工业中的堵漏剂、干燥剂、水泥制品养护剂。
⑶医学方面:吸水绑带、病床垫6、吸水树脂的制备途径?①由淀粉接枝丙烯腈水解制备②丙烯酸系聚合剂③废腈纶经水解交联法④醋酸乙烯酯和丙烯酸酯的嵌段共聚物水解法⑤聚乙烯醇与酸(顺丁烯=酸酐邻苯=酸酐)反应法⑥其它:用淀粉接枝丙烯酸;聚乙烯醇接枝物9.说明吸水膨胀橡胶的作用机理及其应用领域。
⑴作用机理:吸水膨胀橡胶既具有高弹性又有吸水能力和保水性能的特种橡胶。
当与水接触时,吸水膨胀橡胶可吸收一定量的水,体积发生膨胀,且仍具有必要的高弹性和良好能力。
⑵应用领域:建筑等的防水密封若水中有大量的Na+、Clˉ、Ca2+等离子存在,这些离子能和水形成水合离子,破坏树脂中的亲水基与水形成的极化水层;(2)离子的存在,减弱了渗透压作用,大大降低吸水剂的吸水能力;(3)-COONa,-COOH能和Ca2+络合,使树脂形成过多的交联。
解决办法:设计:使吸水剂树脂骨架有笼状结构改变吸水基的种类,如:使骨架上多带磺酸基淀粉接枝丙烯腈水解制备①氮气保护下,把加有20倍左右蒸馏水的淀粉浆在80~85℃糊化 30~40 min,然后冷却到20~4 0℃。
②将硝酸铈铵用1mol/L的硝酸配成质量浓度为0.1g/ml 的溶液,并与丙烯腈混合。
③将丙烯腈的硝酸铈铵溶液加入到淀粉糊中,在20~40℃下反应 1~2 h。
(接枝)④用稀氢氧化钠溶液调节pH 值至7,加适量蒸馏水,加热至80℃,保温30 min,除去未反应的丙烯腈。
然后加入丙烯腈10 倍左右的2mol/L 氢氧化钠溶液,于100℃皂化2 h 。
⑤冷却至室温,用乙酸调节pH 值至7~7.5,用乙醇沉析,真空抽滤,于60~80℃下真空干燥,粉碎即得到高吸水树脂。
【第四章高分子分离膜】1.高分子分离膜的种类?按孔径大小:微滤膜、超滤膜、反渗透膜、纳滤膜按膜结构:对称性膜、不对称膜、复合膜按材料分:合成有机聚合物膜、无机材料膜原理:由高分子材料制成的具有分离功能的膜材料。
通常是利用选择性渗透,压力差,浓度差或电位差、孔隙大小等的作用实现流体或气体混合物的分离。
2.举例说明高分子分离膜的应用?与水有关:①反渗透技术用于海水淡化②膜过滤用于污水处理:a、反渗透法处理污水 b、超滤处理污水 c、浓缩油乳液③制药工业:生产杆菌肽、四环素、链霉素、新霉素、胰岛素、无热源水。
④生物技术:超滤技术,除掉微生物,制酶、多糖、氨基酸⑤食品工业和饮料工业:超滤和反渗透技术广泛应用于乳品、食品工业、生产蛋白质和多糖等:a、浓缩食品和饮料;c、浓缩啤酒、葡萄酒、果汁b、超滤浓缩血浆、明胶。
⑥气体渗透:利用有机膜对某些气体具有选择性渗透和扩散的特性,以达到气体分离和纯化的目的。
3.哪些聚合物常用于制备高分子分离膜?常用于制备分离膜的合成高分子材料有聚砜、聚酰胺、芳香杂环聚合物和离子聚合物等。