6.嵌段共聚物
高分子化学试题及参考答案
高分子化学试题及参考答案一、填空题1.尼龙66的重复单元是-NH(CH2)6NHCO(CH2)4 CO- 。
2.聚丙烯的立体异构包括全同(等规)、间同(间规)和无规立构。
3.过氧化苯甲酰可作为的自由基聚合的引发剂。
4.自由基聚合中双基终止包括岐化终止和偶合终止。
5.聚氯乙烯的自由基聚合过程中控制聚合度的方法是控制反应温度。
6.苯醌可以作为自由基聚合以及阳离子聚合的阻聚剂。
7.竞聚率是指单体均聚和共聚的链增长速率常数之比(或r1=k11/k12, r2=k22/k21) 。
8.邻苯二甲酸和甘油的摩尔比为1.50 : 0.98,缩聚体系的平均官能度为 2.37 ;邻苯二甲酸酐与等物质量的甘油缩聚,体系的平均官能度为 2 (精确到小数点后2位)。
9.聚合物的化学反应中,交联和支化反应会使分子量变大而聚合物的热降解会使分子量变小。
10.1953年德国K.Ziegler以TiCl4/AlCl3为引发剂在比较温和的条件下制得了少支链的高结晶度的聚乙烯。
11.己内酰胺以NaOH作引发剂制备尼龙-6 的聚合机理是阴离子聚合。
二、选择题1.一对单体共聚时,r1=1,r2=1,其共聚行为是(A )? A、理想共聚;B、交替共聚;C、恒比点共聚;D、非理想共聚。
2.两对单体可以共聚的是(AB )。
A、Q和e值相近;B、Q值相近而e值相差大;C、Q值和e值均相差大;D、Q值相差大而e 值相近。
3.能采用阳离子、阴离子与自由基聚合的单体是( B )?A、MMA;B、St;C、异丁烯;D、丙烯腈。
4.在高分子合成中,容易制得有实用价值的嵌段共聚物的是(B )?A、配位阴离子聚合;B、阴离子活性聚合;C、自由基共聚合;D、阳离子聚合。
5.乳液聚合的第二个阶段结束的标志是(B )?A、胶束的消失;B、单体液滴的消失;C、聚合速度的增加;D、乳胶粒的形成。
6.自由基聚合实施方法中,使聚合物分子量和聚合速率同时提高,可采用( A )聚合方法?A、乳液聚合;B、悬浮聚合;C、溶液聚合;D、本体聚合。
受限环境下两嵌段共聚物及其与均聚物共混体系自组装行为模拟研究
受限环境下两嵌段共聚物及其与均聚物共混体系自组装行为模拟研究嵌段共聚物可以自组装形成丰富的微观有序结构及这些微观结构的潜在应用价值,因此对嵌段共聚物体系的研究一直都是实验和理论上的一个重要课题。
对两嵌段共聚物熔体,实验和理论已经证实,随着单体体积分数和单体-单体之间的相互作用强度的变化,该体系可以自组装形成一系列的平衡有序结构,即,层状相、六角排列的柱状相、双连通Gyroid相、体心立方结构的球状相。
实践中,人们发现在受限环境下,受限引起体系熵的减小,同时结构受挫程度和表面对嵌段共聚物的作用会强烈的影响其自组装相行为。
这些因素诱使了可能具有潜在应用价值的新颖形态的形成,而这些形态在体相下是无法形成的。
大量的实验和理论研究表明,随着受限维度从一维(平行板受限)、增加到二维(柱状纳米孔受限),再到三维(球状纳米孔受限),两嵌段共聚物的自组装形态越来越复杂。
受限作用对嵌段共聚物微相分离及自组装形态的影响,以及理解这些新奇结构的自组装机理也是聚合物科学研究中的重要内容。
添加均聚物到嵌段共聚物体系中也赋予了其新的相行为,如使体系呈现出一些新的有序结构,或使体系呈现宏观相分离。
此外,聚合物受限在纳米槽内或接枝在基板上等体系的自组装行为也受到广泛关注。
本论文使用模拟退火方法,系统地研究了嵌段共聚物和均聚物共混体系在三维受限环境中、嵌段共聚物受限在圆柱形纳米槽内、以及均聚物接枝在基板上的自组装行为。
预测了嵌段共聚物的自组装形态随着均聚物的链长、受限尺度以及聚合物间相互作用强度等因素演化的规律;揭示了受限环境中复杂形态的形成机制;考察了不同参数对方形刷或带状刷自组装形貌的影响。
本论文第二章中研究了AB两嵌段共聚物和均聚物A或B组成的共混体系、以及两嵌段共聚物AB和均聚物C组成的共混体系受限在球状纳米孔内的自组装行为。
当表面吸引A单体时,发现对称AB两嵌段共聚物和均聚物A共混体系的自组装结构受均聚物含量、均聚物链长和受限尺度影响。
化学专业英语常用词6
Polymer ['pɔlimə] n 聚合物Monomer ['mɔnəmə] n 单体Addition polymerization 加成聚合Free-radical chain reaction 自由基链式反应Initiation [i,niʃi'eiʃn] n 引发Propagation [,prɔpə'ɡeiʃən] n 增长Termination [tɜːmi'neiʃ(ə)n] n 终止Initiator [i'niʃieitə] n 引发剂Peroxide [pə'rɔksaid] n 过氧化物End-group 末端基Hydrogen-transfer step 氢转移步Acrylonitrile [,ækrilə(u)'naitrail] n 丙烯腈Butyl lithium 丁基锂Ionic polymerization 离子聚合Living polymer 活性聚合物Condensation polymerization 缩合聚合Amide linkage 酰胺键合Dimer n 二聚物Trimer n 三聚物Oligomer [ə'ligəmə; 'ɔlig-] n 低聚物Copolymer [kəu'pɔlimə] n 共聚物Random copolymer 无规共聚物Block copolymer 嵌段共聚物Graft copolymer 接枝共聚物High-impact polystyrene 高冲击强度聚苯乙烯Cross-linking 交联Polydisperse [,pɔlidis'pə:s] adj 多分散的Number-average molecular weight 数均分子量weight-average molecular weight 重均分子量Monodisperse [,mɔnəudis'pə:s] adj 单分散的Polydispersity index 多分散指数Gel permeation chromatography (GPC) 凝胶渗透色谱Glass transition temperature 玻璃化转变温度Differential thermal analysis (DTA) 示差热分析Differential scanning calorimetry (DSC) 差热扫描量热计Infrared spectroscopy 红外光谱Ultraviolet spectroscopy 紫外光谱Optical rotatory dispersion (ORD) 旋光色散Light scattering 光散射Ultracentrifugation 超速离心法Conformational analysis 构象分析X-ray crystallography x射线晶体学X-ray diffraction (XRD) x射线衍射α-amino acid α氨基酸glycine ['glaisiːn] 甘氨酸peptide linkage 肽键polypeptide [,pɔli'peptaid] n 多肽polyglycine [,pɔli'glaisi:n] n 聚甘氨酸protein ['prəutiːn] n 蛋白质amino-acid sequence 氨基酸序列cysteine['sistiiːn; -tiin; -tein; -tiːn] n 半胱氨酸,巯基丙氨酸vulcanization [,vʌlkənai'zeiʃən] n 硫化fibrous protein 纤维蛋白globular protein 球蛋白hemoglobin [,hiːməu'ɡləubin] n 血红蛋白myoglobin [,maiə(u)'gləubin] n 肌红蛋白enzyme ['enzaim] n 酶glucose ['gluːkəus; -z] n 葡萄糖carbohydrate [kɑːbə'haidreit] n 碳水化合物sugar ['ʃugə] n 糖monosaccharide [mɔnə(u)'sækəraid] n 单糖Triose ['traiəuz; -s] n 丙糖Tetrose ['tɛtroz] n 丁糖Pentose ['pentəuz; -s] n 戊糖Hexose ['heksəuz; -s] n 己糖disaccharide [dai'sækəraid] n 二糖fructose ['frʌktəuz; -s] n 果糖sucrose ['s(j)uːkrəuz; -əus] n 蔗糖invertase ['invɜːteiz; in'vɜːt-] n 转化酶polysaccharide [,pɔli'sækəraid] n 多糖starch [stɑːtʃ] n 淀粉cellulose ['seljuləuz; -s] n 纤维素fiber 纤维plastic ['plæstik] n 塑料elastomer [i'læstəmə] n 高弹性体(rubber 橡胶)cotton ['kɔt(ə)n] n 棉wool [wul] n 毛cellulose trinitrate纤维三硝酸酯cordite ['kɔːdait] n 无烟火药propellant [prə'pel(ə)nt] n 推进火药nitrocellulose (cellulose dinitrate) 硝化纤维celluloid ['sɛljulɔid] n赛璐珞cellulose acetate 醋酸纤维素viscose rayon 粘胶纤维rayon ['reiɔn] n 人造纤维xanthate n.黄原酸盐; vt.黄原酸化adipic acid 脂肪酸hexamethylenediamine 己二胺nylon-6 尼龙66-aminohexanoic acid 6-氨基己酸Caprolactam [,kæprəu'læktəm] n 己内酰胺Polyethylene terephthalate (PET) 对苯二甲酸乙二醇酯Terephthalic acid 对苯二甲酸Enthylene glycol 乙二醇Polyester 聚醚Mylar ['mai'lɑr] n 聚酯薄膜Polyacrylonitrile 聚丙烯腈Thermoplastic [θɜːməu'plæstik] adj 热塑性的Thermoset ['θə:məuset] adj 热固性的Low-density polyethylene(LDPE) 低密度聚乙烯High-density polyethylene (HDPE) 高密度聚乙烯Linear low-density polyethylene (LLDPE) 线性低密度聚乙烯Organoaluminum 有机铝Polypropylene 聚丙烯Ziegler catalyst 齐格勒催化剂Isotactic [,aisəu'tæktik] adj 等规立构的Syndiotactic [,sindaio'tæktik] adj 间规立构的Atactic [e'tæktik] adj 无规立构的Polyvinyl chloride (PVC) 聚氯乙烯Plasticizer 塑化剂Polystyrene 聚苯乙烯Polystyrene foam 聚苯乙烯泡沫Foam insulator 泡沫绝缘体Polyurethane 聚氨酯Diisocyanate 二异氰酸酯Natural rubber 天然橡胶Isoprene 异戊二烯Vulcanization 橡胶的硫化Ebonite ['ebənait] n 硬橡胶Neoprene ['niːə(u)priːn] n 氯丁橡胶Chloroprene ['klɔːrə(u)priːn; 'klɔ-] n 氯丁二烯Synthetic rubber 合成橡胶。
热处理对尼龙6及其与聚酰胺嵌段共聚物共混体系晶体熔融行为和结晶结构的影响
第2期2010年2月高 分 子 学 报ACT A P OLY MER I CA SI N I CANo .2Feb .,201023132009203230收稿,2009205207修稿;国家自然科学基金(基金号50873116,50473020)和广东省科技厅项目(项目号2008B090500196,2007A090604006,2007A010********,2006B11801001)资助;33通讯联系人,E 2mail:ceszy@mail .sysu .edu .cn;xjr@mail 1sysu 1edu 1cn热处理对尼龙6及其与聚酰胺嵌段共聚物共混体系晶体熔融行为和结晶结构的影响3张燕珠 刘四委 黄爱萍 张 艺33 池振国 许家瑞33(聚合物复合材料及功能材料教育部重点实验室新型聚合物材料设计合成与应用广东省高校重点实验室中山大学化学与化学工程学院材料科学研究所 广州 510275)摘 要 采用溶液共混2共沉淀的办法获得尼龙6及聚酰胺嵌段共聚物/尼龙6共混体系粉末,样品在260℃下熔融之后经程序降温的方法得到非淬火样品,然后分别在190℃下高温退火不同时间(0~48h ),采用示差扫描量热仪(DSC )、广角X 射线衍射仪(WAXD )、偏光显微镜(P OM )等表征手段研究热处理对体系晶体熔融行为和结晶结构的影响.结果表明,(1)在相同的热历史条件下,嵌段共聚物的存在影响了尼龙6的结晶行为及结晶结构;(2)退火处理对两种样品有着不同的影响,对于尼龙6体系,退火处理促进了非晶相向晶相的转变,大大提高样品的结晶完善程度和结晶度;对于共混体系,退火处理同样促进了非晶相向晶相的转变,同时形成新的α型和γ型结晶,体系的结晶完善程度明显提高,退火48h 后,结晶度比原始样品提高约84%.关键词 尼龙6,聚酰胺嵌段共聚物,芳香聚酰胺,热处理 尼龙6是工程塑料中发展最早也是最重要的品种之一,具有优异的综合性能和加工性能.现已有很多关于尼龙6结构和形态研究的文献报道.尼龙6是典型的结晶性聚合物,重复单元中含有极性的酰胺基团(—CONH —),可以形成分子间和分子内氢键,分子间作用力大,分子链排列整齐.随着结晶条件的不同,尼龙6可形成多种不同的晶态结构.研究表明,稳定存在的有α、γ[1~8]等晶型,另外也有关于中间相β、γ3、褶状α、假六方γ、六方γ等[9]的报道.在α[5,10]晶型中,分子链呈反平行排列,均为单斜晶系,其晶区的分子链是完全伸展的,亚甲基链段和酰胺基团处于同一平面内,分子链之间由氢键联结,成平面片层,这是尼龙6较常见、也较稳定的一种晶型结构.在γ晶型中,分子链呈平行排列,晶体结构为单斜[3]或简单六方结构[11],分子链间的氢键方向接近垂直于碳骨架平面,联接成打褶的片层.α晶型一般出现在淬火样品中,热力学上不太稳定,经过退火等处理可以转变为α晶型,但在熔融纺丝和尼龙6/黏土纳米复合材料中γ晶型是主要存在的形式[9,12~14].α晶型为热力学稳定态,通过碘化钾-碘水溶液处理可转变为γ晶型[15].图1(a )、(b )分别为尼龙6的α、γ晶型的结构示意图[2].热处理影响着尼龙6的结晶行为和晶态结构,不同的热历史将可能产生不同的结晶结构,并促进晶型之间的相互转变.Mutsu masa[16]在他的文章中指出,Uchida 通过红外吸收光谱法研究得出在180℃以上等温结晶或经淬火的样品在180℃以上退火主要得到α型晶体,而他的研究则发现从熔体中也可得到γ型晶体.最近Ra mesh[17]还发现分别在140℃、180℃和240℃等不同温度下等温结晶,WAXD 结果显示所得的结晶结构在升降温过程中的晶态变化行为存在着差异.最近Zhao 等[18]在他们的研究中发现,通过二次淬火的尼龙6在WAXD 上不仅出现了常见的α、γ晶型的特征衍射峰,同时还出现了3个尖锐的尚不知结构的衍射峰(2θ=914°,18195°和2815°).在晶态结构研究中,退火处理是常用的一种热处理方法,一般认为,退火可提高聚合物的结晶度或促进晶型转变.研究发现,在不同温度下对尼龙6进行退火处理将会影响尼龙6的晶体结构.Illers 等[19]指出,熔融的尼龙6经淬冷后,一般得到γ型晶型,在高于130℃进行热处理后则α和γ型两种晶型共存,在210℃以上结晶时则形成α型结晶.本文以本实验室自行设计合成的脂肪聚酰胺2芳香聚酰胺2脂肪聚酰胺嵌段共聚物与尼龙6的共混体系(P A62b 2PP I A 2b 2P A6/P A6)作为研究对象.由于嵌段共聚物同样具有聚酰胺的结构,并且其两端为尼龙6链段,因此可以预期,共混体系高 分 子 学 报2010年Fig.1 Crystal structure of nyl on6中两组分之间也可形成较强的分子间相互作用.本工作重点研究热处理对非淬火尼龙6及其与聚酰胺嵌段共聚物共混体系晶体熔融行为和结晶结构的影响,并探讨其机理.1 实验部分111 实验原料尼龙6树脂,日本宇部生产的低黏度级产品,牌号为UBE21013B,经溶液沉淀处理后得到的粉末样品.聚酰胺嵌段共聚物/尼龙6共混体系,含芳香聚酰胺结构的嵌段共聚物为聚己内酰胺2聚间苯二甲酰对苯二胺2聚己内酰胺嵌段共聚物(P A62b2 PP I A2b2P A6,简称N6I3),由本课题组设计合成[20],其中软链段———脂肪聚酰胺的分子量为8000、硬链段———芳香聚酰胺的聚合度为25.共混体系粉末样品由聚酰胺嵌段共聚物与尼龙6以5∶95的重量比通过溶液共混2共沉淀法制得.112 样品的前处理和制备聚酰胺嵌段共聚物/尼龙6共混体系粉末样品在使用之前于真空干燥箱中80℃下真空干燥24h.将干燥过的样品在氮气气氛下升温至260℃,恒温5m in或8m in(分别用于作DSC、WAXD表征),然后分别通过程序降温(降温速率为30K/m in)或液氮淬冷的方式,分别获得非淬火样品(contr olled cooling sa mp le,简称CCS)和淬火样品(liquid nitr ogen cooling sa mp le,简称LNCS).所得样品置于真空烘箱中,于190℃下高温退火不同时间(0~48h).113 仪器及表征方法示差扫描量热法分析(DSC),使用美国T A I nstruments公司的Q10型测试仪对样品的晶体熔融行为进行表征,用高纯铟进行温度校正,样品质量为310~510mg,在N2气氛下,以10K/m in的加热速率从室温升温至260℃,记录一次升温熔融曲线.广角X射线衍射分析(WAXD),德国B ruker D8型X射线衍射仪,CuKα辐射源,波长01154n m,管电压40kV,电流40mA.扫描角度范围2θ=5°~35°,扫描速度4(°)/m in.分别采用常温和高温测试两种方法,常温测试时在上述条件下扫描,记录一次扫描曲线;高温测试时使用液氮冷却装置,以一定的升降温速率(6~10K/m in)到达每个设定的温度点后,进行扫描,记录一次扫描曲线.偏光显微镜(P OM),使用Leitz O rthop lan偏光显微镜观察尼龙6及其共混体系的结晶结构.将粉末样品置于两片盖玻片之间,在L inka m Stages T H MSE600热台上于260℃熔融后恒温5 m in,然后程序降温至室温,获得非淬火样品,分别观察其结晶结构.另外将非淬火样品置于真空烘箱中,于190℃下高温退火48h,观察其结晶结构.2 结果和讨论不管是纯尼龙6还是共混体系,由溶液沉淀法制得的初始粉末样品,广角X射线衍射结果均表明其结晶结构为典型的α晶型(2θ分别为1918°和2317°).两种粉末样品经过熔融并恒温一定时间以消除热历史,然后经过程序降温制得非淬火样品,再于190℃的真空烘箱中退火不同时间后用WAXD与DSC表征其结晶结构和晶体熔融行为,探讨热处理过程中,芳香聚酰胺(PP I A)链段的存在对尼龙6晶体熔融行为和结晶结构的影响及机理.2322期张燕珠等:热处理对尼龙6及其与聚酰胺嵌段共聚物共混体系晶体熔融行为和结晶结构的影响211 尼龙6及其与聚酰胺嵌段共聚物共混体系的晶体熔融行为图2,3分别为非淬火尼龙6样品和共混体系在190℃下退火不同时间后的DSC 升温曲线,图4为退火时间与熔融热焓关系曲线.如图可见,由于聚酰胺嵌段共聚物的加入,两种样品的结晶熔融曲线显示出不同的特征;随着退火时间的延长,两种样品所对应的晶体熔融行为均发生了明显的变化,但是退火处理对两种样品结晶行为的影响不尽相同.Fig .2 DSC curves of the CCS of nyl on6with different annealing ti m e under 190℃Fig .3 DSC curves of the CCS of blends with different annealing ti m e under 190℃对于尼龙6样品,未经退火处理样品的晶体熔融主要发生在210~225℃范围内;退火5h 后,190℃附近出现新的熔融峰,随着退火时间的延长,低温处的多重熔融峰逐渐向T m2靠近,直至融合为一个峰,T m2处的熔融峰面积逐渐增大,而高温处熔融峰的面积逐渐变小;退火处理的结果使尼龙6的结晶度有较明显的提高,结果如图4所示,退火48h 后其结晶度提高了约61%,然而样Fig .4 Relati onshi p bet w een annealing ti m e and melting enthal py品主要的晶体熔融发生在200~215℃范围内,相比起始样品,往低温偏移了10℃左右.对于含有5%聚酰胺嵌段共聚物的共混体系,未经退火处理的非淬火样品显示出特征的熔融双峰;退火5h 后,同样地,在低温处(190℃左右)出现新的熔融峰,并且随着退火时间的延长,低温处的熔融峰逐渐向T m2靠近,最后融合为一尖锐峰型,形成主要的晶体熔融峰,而高温处熔融峰的位置和峰型几乎不变,从上述结果可以初步判断,退火处理大大改善了共混体系中尼龙6的结晶完善程度.图4结果显示,退火处理大幅度提高了尼龙6的结晶度,退火48h 后,其结晶度提高了约84%.212 尼龙6及其与聚酰胺嵌段共聚物共混体系的结晶结构研究图5,6分别为非淬火尼龙6及其与聚酰胺嵌段共聚物共混体系在190℃下退火不同时间后的WAXD 曲线.图中0h 曲线显示,尼龙6样品经过程序降温后,分别在2θ为2012°和2316°处出现特征的衍射峰,表明其主要形成α型的结晶结构.这是因为在程序降温情况下,由于结晶时间较长,尼龙6分子链有较充分的时间运动和组合,相对来说比较容易形成热力学上稳定的α晶型.对于共混体系,则在2θ为2111°和1016°处出现特征衍射峰,表明其主要形成γ1和γ3型结晶结构[17,18].这说明嵌段共聚物的加入改变了尼龙6的结晶结构.前面提到,嵌段共聚物的两端为尼龙6链段,与基体尼龙6之间可产生分子间相互作用,在程序降温的过程中,芳香聚酰胺硬链段的存在可阻碍尼龙6分子链的运动,难以形成平面片层结构的α晶型,而形成了打褶片层结构的332高 分 子 学 报2010年Fig .5 WAXD curves of the CCS of nyl on 6with different annealing ti m e under 190℃Fig .6 WAXD curves of the CCS of blends with different annealing ti m e under 190℃γ晶型.对比图5和6可以发现,退火处理对两种体系的结晶结构有不同的影响.对于非淬火尼龙6样品,退火过程中并未产生新的衍射峰,但2θ为2316°处的衍射峰的强度明显增强,晶面间距变窄,这说明退火过程中,尼龙6并没有发生明显的晶型转变,仅表现为结晶度和完善程度的提高.结合DSC 的研究结果,未经退火处理的非淬火尼龙6样品其熔融双峰对应的是不同结晶完善程度α晶体的熔融,在退火过程中,原有结晶完善程度不高的晶体发生部分的熔融重结晶,或者部分非晶链段在热处理过程中重新排列形成有序的晶区结构,此时所形成的结晶结构仍然为α晶型,但晶片较薄,故熔融发生在低温处;随着退火时间的延长,结晶结构的完善程度不断提高,晶片变厚,故其晶体熔融峰逐渐往高温偏移,熔程逐渐变窄.对于添加5%聚酰胺嵌段共聚物的共混体系(图6),未经退火处理的非淬火样品为γ型结晶结构;退火一定时间后,γ1和γ3衍射峰的强度有所增强,晶面间距变窄,同时其左右两边出现了微弱的衍射峰(2θ分别为2011°和2410°),此为α晶型的特征衍射峰,说明退火处理一方面使γ型结晶结构更加完善,另一方面也促进了α晶型的形成,至于这部分α晶型的产生是来源于非晶区的重排结晶还是由γ晶型转变而来,后面将结合变温WAXD 研究做进一步说明.为了研究γ晶以及退火过程所形成的α晶的稳定性,本文通过液氮淬冷的方式获得γ晶型的样品(LNCS ),之后在190℃下退火48h,获得具有α和γ晶型共存的尼龙6样品,并对其进行变温WAXD 研究(图7).结果表明,退火过程中所形成的α晶型,其热稳定性并不高,当加热到180℃时,其特征衍射峰已基本消失.而通过淬冷所形成的γ晶型则在高温下稳定存在,升温过程中并没有发生晶型的转变,Cui 等[21]曾报道这种γ晶与热力学上稳定的α晶型有着相近的自由能,难以发生γ晶向α晶的转变.因此对于退火后的样品所出现的α晶型衍射峰,初步认为是在190℃下高温退火过程中,部分非晶相链段经过热运动重排成有序的α型结晶结构.Fig .7 WAXD curves of LNCS of nyl on 6after annealing f or 48h at 190℃图8为非淬火尼龙6及其共混体系的偏光显微镜照片,如图可见,α晶和γ晶在偏光显微镜下显示出不同的结构;对于尼龙6的样品,退火处理使得结晶尺寸变得更加致密.对于共混样品,退火48h 后的样品比未经退火处理的样品,其结晶结构更为完善,同时照片上出现了少量的类似α晶的结构.偏光显微镜的结果进一步印证了前面DSC 和WAXD 的研究结果.4322期张燕珠等:热处理对尼龙6及其与聚酰胺嵌段共聚物共混体系晶体熔融行为和结晶结构的影响Fig.8 Polarized op tical m icr oscope phot ographs of CCS of nyl on6and N613(5%)/nyl on6blenda)Nyl on6(0h at190℃);b)Nyl on6(48h at190℃);c)N613(5%)/Nyl on6(0h and190℃);d)N613(5%)/Nyl on6(48h at 190℃)3 结论通过程序降温方法获得非淬火样品,详细研究了基体尼龙6和芳香聚酰胺/尼龙6共混体系的晶体熔融行为和结晶结构在不同退火时间下的变化和规律.结果表明,(1)在相同的热历史条件下,嵌段共聚物的存在影响了尼龙6的结晶行为及结晶结构;(2)退火处理对两种样品有着不同的影响,对于尼龙6体系,退火处理促进了非晶相向晶相的转变,大大提高样品的结晶完善程度和结晶度;对于共混体系,退火处理同样促进了非晶相向晶相的转变,同时形成新的α和γ型结晶,体系的结晶完善程度明显提高,退火48h后,结晶度比原始样品提高约84%.REFERENCES1 B rill R.J Prakt Chem,1942,161:49~642 Hol m es D R,Bunn C W,S m ith D J.J Poly m Sci,1955,17:159~1773 A ri m ot o H,IshibashiM,H iraiM,Chatani Y.J Poly m Sci:Part A,1965,3:317~3264 Murthy N S.Poyl m Commun,1991,32:301~3055 L i Q iang(李强),Zhao Zhudi(赵竹第),Ou Yuchun(欧玉春),Q i Zongneng(漆宗能),W ang Fos ong(王佛松).Acta Poly merica Sinica(高分子学报),1997,(2):188~1936 Ho J C,W ei K H.Macr omolecules,2000,33(14):5181~51867 J ie Tingxiu(谢廷秀),Yang Guisheng(杨桂生).Acta Poly merica Sinica(高分子学报),2005,(2):227~2308 W ang Xiaochun(王晓春),Yang Guisheng(杨桂生),Zheng Q iang(郑强).Acta Poly merica Sinica(高分子学报),2007,(9):796~8019 Murthy N S,Ahar oni S M,Sz oll osi A B.J Poyl m Sci,Poly m Phys Ed,1985,23(12):2549~256510 Rhee S,W hite J L.Poly mer,2002,43(22):5903~591411 Fornes T D,Paul D R.Poly mer,2003,44(14):3945~396112 I banes C,Boissieu M D,David L,Seguela R.Poly mer,2006,47(14):5071~507913 Park S Y,Cho Y H,Vaia R A.Macr omolecules,2005,38(5):1729~173514 L incoln D M,Vaia R A,Krishnamoorti R.Macr omolecules,2004,37(12):4554~456115 A ri m ot o H.J Poly m Sci,1964,2(A25):2283~229516 Mutsumasa K,Shicenobu M.J Poyl m Sci,Poly m Phys Ed,1972,10(8):1497~150817 Ra mesh C,Gowd E B.Macr omolecules,2001,34(10):3308~331318 Zhao Z D,Zheng W T,Tian H W,Yu W X,Han D,L i B1Mater Lett,2007,61(3):925~92819 Illers K H.Makr omol Che m,1978,179(2):497~507532632高 分 子 学 报2010年20 Xu J R,Zhang Y,Zhang Q L.Poly mer,2000,42(6):2689~269321 L iu Y,Cui L,Guan F X,Hedin N E,Zhu L,Fong H.Macr omolecules,2007,40(17):6283~6290I NFL UENCE O F THER M AL TREAT M ENT O N CR Y STAL M E L T I NG BEHAV I O RAN D CR Y STAL STRUCTURE O F N YLO N6AN D POLYA M I D E B LOCKCO POLYM ER/N YLO N6BL EN D SZHANG Yanzhu,L I U Si w ei,HUANG A i p ing,ZHANG Yi,CH I Zhenguo,XU J iarui(Key L aboratory for Polym eric Co m posite and Functional M aterials of M inistry of Education L ab,Key Loboratory of D esigned Synthesis and Application of Polym erM aterial L ab,M aterials Science Institute,School of Che m istry and Che m ical Engineering,Zhongshan U niversity,Guangzhou 510275) Abstract Nyl on6and its blends with a polya m ide bl ock copoly mer were p repared by s olvent blending and co2p reci p itati on p r ocess.The sa mp leswere melted at260℃and then cooled at a rate of30K/m in t o obtain the contr olled cooling sa mp les(CCS).I nvestigati ons were carried out on the influence of ther mal treat m ent on crystal melting behavi or and crystal structure of nyl on6and the blends by differential scanning cal ori m etry (DSC),wide2angle X2ray diffracti on(WAXD)and polarized op tical m icr oscopy(P OM).Measure ments were taken after annealing at190℃with varied ti m e fr om0h t o48h.The results indicated that the existing of the polya m ide bl ock copoly mer affected the crystal behavi or and the crystal structure of nyl on6,comparing t o those of pure nyl on6under the sa me ther mal conditi ons.The pure nyl on6tends t o f or mαcrystals,but it in the blends f or m sγcrystals.It was als o f ound that annealing treat m ent had different effects on these t w o kinds of sa mp les.For Nyl on6,annealing treat m ent only p r omoted the transfor mati on of nyl on6fr om a mor phous t o crystal phase,i m p r oved the crystalline structure and increased the crystal degree greatly without crystal f or m change.The crystal degree increased by about61%after annealing for48h.For the blends,annealing treat m ent not only p r omoted the transfor mati on fr om a mor phous t o crystal phase,i m p r oved theγf or m crystalline structure and increased the crystal degree,but als o resulted in the for mati on ne wαpared with the original sa mp le,the crystal degree increased by about84%after annealing for48h.Keywords Nyl on6,Polya m ide bl ock copoly mer,A r omatic polya m ide,Ther mal treat m ent。
嵌段共聚物胶束新途径薄膜分散法
嵌段共聚物胶束新途径薄膜分散法1.概述嵌段共聚物胶束是由两种或两种以上的互不相容的单体所构成的高分子链系统,其中由于分子链顺序和相邻区域的性质差异所引起的自组装行为形成了胶束结构。
嵌段共聚物胶束具有许多独特的性质,例如形态可控、表面可调、嵌段分子段的亲疏水性能调节等特点,因此在纳米技术、能源、环境保护等领域具有广泛应用前景。
与此薄膜分散法作为一种新兴的胶束制备方法,其通过溶剂挥发或溶剂替换使胶束成膜,得到了许多研究者的关注。
探索嵌段共聚物胶束新途径薄膜分散法的研究具有重要理论和实际意义。
2.嵌段共聚物胶束新途径薄膜分散法的原理嵌段共聚物胶束新途径薄膜分散法是指通过一种特殊的制备工艺,在满足薄膜要求的控制嵌段共聚物胶束的分散状态。
选择适当的溶剂系统,通过溶剂挥发或溶剂替换的方式,使得嵌段共聚物胶束在薄膜上均匀分散,并且薄膜结构紧凑有序,从而得到所需的特定功能。
3.嵌段共聚物胶束新途径薄膜分散法的应用由于其原理独特、操作简单等优点,嵌段共聚物胶束新途径薄膜分散法在多个领域得到了广泛的应用。
例如在纳米材料制备领域,可以利用此方法制备具有特定功能的嵌段共聚物薄膜,用于传感器、储能材料等方面;在生物医药领域,可用于制备嵌段共聚物胶束薄膜用于药物传递等应用;在环境保护领域,可以用此方法制备具有吸附、分离等功能的薄膜,用于废水处理、气体分离等方面。
4.嵌段共聚物胶束新途径薄膜分散法的挑战与展望尽管嵌段共聚物胶束新途径薄膜分散法在应用领域具有广阔的前景,但其在工艺控制、薄膜性能评价等方面仍然存在一些挑战。
对于溶剂选择、制备工艺控制、薄膜稳定性等方面需要进一步加以深入的研究。
关于嵌段共聚物胶束薄膜的特定应用还需要提高,以满足不同领域的需求。
5.结论嵌段共聚物胶束新途径薄膜分散法作为一种新型的胶束制备方法,具有许多优点和应用潜力。
通过对其原理与应用的探索,可以促进相关领域的技术进步,并带来更多的实际应用价值。
希望未来在此领域的研究方面能够得到更多进展,为其在材料科学、生物医药等领域的应用进一步拓展提供更多有益的信息。
第六章 嵌段共聚物 - 同济大学材料科学与工程学院
一.嵌段共聚物的基本概念
嵌段共聚物是由化学结构和性能不同的两种或两种以上 大分子通过头尾连接所形成的共聚物,每一种大分子链的重 复单元至少早几十个以上。通常用A、B、C等来分别表示不 同单元组成的链段。因此嵌段共聚物可表示为: A-B A-B-C A-B-A (A-B)n (A-B)nX 其中,A-B表示两嵌段共聚物;A-B-C表示三嵌段共聚物, 且每一链段由不同的单体单元聚合而成;A-B-A也表示三嵌 段共聚物,但中间段为B嵌段,两端为A嵌段;(A-B)n表示 交替嵌段共聚物;(A-B)nX表示星状接枝共聚物,其臂数为 n,核心为X。 1
一大热点。
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第八章 嵌段共聚物
二.嵌段共聚物的合成方法
从目前的情况看,嵌段共聚物基本上可分为两大类,一
类是通过活性可控聚合制备的烯烃类嵌段共聚物;另一类是 聚氨酯类嵌段共聚物。这两种嵌段共聚物的制备方法完全不 同,下面分别介绍。
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第八章 嵌段共聚物
2.1 通过阴离子聚合制备嵌段共聚物
在各种嵌段共聚物材料中,苯乙烯嵌段共聚物型热塑性
11
第八章 嵌段共聚物
目前,聚苯乙烯—聚二烯烃—聚苯乙烯嵌段共聚物的相
畴理论已经扩展到所有 ABA型嵌段共聚物,这里A代表在使
用温度下是玻璃态或结晶态、而在高温下又可以流动的聚合 物嵌段,B代表在使用温度下是弹性态的聚合物嵌段。聚苯 乙烯 / 聚二烯烃三嵌段共聚物的研究为高分子科学开辟了一 个 新的领域。
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第八章 嵌段共聚物
在上面的例子中,二烯烃单体的聚合反应是以 1,4 加成 形 式进行的,在惰性、非极性烃溶剂中进行聚合时,至少有 90%的单体单元是 1, 4 结构,其余是 l, 2 结构(对丁二烯而
第化学奥林匹克初赛试题及答案
第31届中国化学奥林匹克(初赛)试题时间至腹把试卷(背面朝上)放在桌面上,立即起立撤离考场。
•试卷装订成册,不得拆散。
所有解答必须写在指定的方框内,不得用铅笔填写。
草稿纸在最后一页。
不得持有任何其他纸张。
•姓名、报名号和所属学校必须写在首页左侧指定位置,写在其他地方者按废卷论处。
第1题(10分)根据条件书写化学反应方程式。
1- 1工业上从碳酸氢铵和镁硼石[Mg 2B2O4Q H)2]在水溶液中反应制备硼酸。
1- 2从乏燃料提取钚元素的过程中,利用亚硝酸钠在强酸溶液中将Pu3+氧化为Pu4+。
1- 3NaBH4与氯化镍(摩尔比2:1 )在水溶液中反应,可得到两种硼化物:硼化镍和硼酸(摩尔比1:3)。
1- 4通过KMnO4和H2O2在KF-HF介质中反应获得化学法制F?的原料K2MnF6。
1- 5磷化氢与甲醛的硫酸溶液反应,产物仅为硫酸鏻(盐)。
第2题(10分)2- 1氨晶体中,氨分子中的每个H均参与一个氢键的形成,N原子邻接几个氢原子?1摩尔固态氨中有几摩尔氢键?氨晶体融化时,固态氨下沉还是漂浮在液氨的液面上?2- 2P4S5是个多面体分子,结构中的多边形虽非平面状,但仍符合欧拉定律,两种原子成键后价层均满足8电子,S的氧化数为-2。
画出该分子的结构图(用元素符号表示原子)。
2- 3水煤气转化反应[CO(g)+H 2O(g)fH2(g)+CO 2(g)]是一个重要的化工过程,已知如下键能(BE)数据:BE(OO)=1072kJ - mol1, BE(O-H)=463kJ • mol-1, BE(C=O)=799kJ・ mol-1, BE(H-H)=436kJ mol-1估算反应热,该反应低温还是高温有利?简述理由。
2- 4硫粉和S2-反应可以生成多硫离子。
在10mLS2-溶液中加入0.080g硫粉,控制条件使硫粉完全反应。
检测到溶液中最大聚合度的多硫离子是S32-且S n2-(n=1,2,3,…)离子浓度之比符合等比数列1,10,…,10n-1。
【高等教育】高分子化学试题
A.聚合速率和分子量同时降低 B. 聚合速率增加但分子量降低
C.产生凝胶
D. 聚合速率和分子量同时增加而分子量分布变宽
2.下列单体进行自由基聚合时,分子量仅由温度来控制而聚合速率由引发剂用量
来调节的是( )。
A. CH2 CH CONH2
B. CH2 CH OCOCH3
C. CH2 CH Cl
D. CH2 CH
A.温度升高而产生凝胶
B.聚合速率增加但分子量降低
C.聚合速率和分子量同时增加而分子量分布变宽
D.聚合速率增加分子量降低而分子量分布变窄
2.下列单体进行自由基聚合时,分子量与引发浓度基本无关,而仅决定于温度的
是( )。
A.乙酸乙烯酯
B. 氯乙烯
C. 丙烯腈
3.单体的相对活性是由 Q、e 值来决定,而大多数的情况下,只决定于( )。
二、下列各题中,认为对者在括号中打(+);不对者打(-)。 1.甲基丙烯酸甲酯在 220℃下也能顺利进行热聚合。 ( ) 2.丙烯腈在 H2SO4 催化下很快进行阳离子聚合。 ( ) 3.异丁烯在低温及 TiCl4 催化下很快进行阳离子聚合。( ) 4.苯乙烯在水介质中以 LiC4H9 为催化剂进行聚合。 ( ) 5.醋酸乙烯酯单体均聚时,若加入极少量苯乙烯则聚合速率大大增加。 ( ) 6.阴离子聚合中,所选用的溶剂的介电常数或电子给予指数越大,则聚合速率也
由基聚合或逐步聚合)。 (三)烯类单体的自由基聚合中,欲缩短聚合周期又要保证质量,你认为可采取那
些有效措施?其理论依据是什么?
四、计算题 多少苯甲酸加到等摩尔的已二酸和已二胺中能得到聚酰胺的分子量为 10000,反应
程度为 99.5%?
高分子化学试题
班级:
2024届重庆市第八中学年高三下学期适应性月考(六)化学及答案
重庆市第八中学2024届高考适应性月考卷(六)化学试卷注意事项:1. 答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。
2. 每小题选出答案后,用2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。
在试题卷上作答无效。
3. 考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。
满分 100分,考试用时75分钟。
可能用到的相对原子质量: H—1 C—12 O—16 F—19 Na—23 S—32 Ca—40 Fe—56 Co—59 Zn—65一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 化学和生活、科技、社会发展息息相关,下列说法正确的是A. 利用烯烃发生缩聚反应制备聚乙烯塑料B. 华为新上市的 mate60pro手机引发关注,其芯片的基础材料是SiO₂C. 三星堆黄金面具出土时光亮且薄如纸,说明金不活泼和有很好的延展性D. 火星全球影像彩图显示了火星表土颜色,表土中赤铁矿主要成分为 Fe₃O₄2. 下列化学用语表达正确的是A. Cl₂分子中共价键电子云轮廓图:B. CCl₄分子的空间填充模型为C. 次氯酸钠的电子式:D.CH₃CH(CH₃)CH₂COOH的名称:2-甲基丁酸3. 常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是A. 在澄清透明溶液中:Cu²⁺、NH₄、Cl⁻、NO₃B. 在新制氯水中:NH:、Na⁺、SO²⁻、SO²⁻C. 在加入铝粉能产生 H₂的溶液中: Fe²⁺、Na⁺、SO²⁻、NO₃D. 加入KSCN 溶液显红色的溶液中: K⁺、CO²⁻、CN⁻、AlO₂4. 下述说法不正确的是A. Cl₂和I₂分别与Fe反应生成FeCl₃和FeI₂B. 分别向 NaAlO₂溶液和饱和 Na₂CO₃溶液中通入过量的CO₂时均可析出白色沉淀C. 新制氯水和浓硝酸在光照下可产生同种气体D. 将等物质的量的Al和Si分别加入足量NaOH 溶液中,生成气体的物质的量之比为4:35. 设N A为阿伏加德罗常数的值。
31届全国高中化学竞赛初赛试题及参考答案
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本试题由化学竞赛突破计划团队 & Chemy 化学竞赛团队 & 化学竞赛吧 团队联合制作,仅用于应考同学估分,仅供参考。一切内容以中国化学 会发布的官方试题为准。
试题制作名单:
济南大学
曹奉麒
北 京 大 学 曹 硕、范如本、 高 靖 松 、 张 骋 寰
吉林大学
焦灵聪
重庆师范大学
Fr Ra Ac- [223] [226] La
Rf
Db
Sg
Bh
Hs
Mt
DsRgCn NhomakorabeaUut Uuq Uup Uuh Uus Uuo
La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
85.47 87.62 88.91 91.22 92.91 95.94 [98] 101.1 102.9 106.4 107.9 112.4 114.8 118.7 121.8 127.6 126.9 131.3
中国化学会第31 届全国高中学生化学竞赛 (省级赛区)试卷
(2017 年8 月27 日 9:00 ~ 12:00)
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 总分 满分 10 10 12 10 10 12 6 13 10 7 100 得分 评卷人 ·竞赛时间 3 小时。迟到超过半小时者不能进考场。开始考试后 1 小时内不得离场。时间 到,把试卷(背面朝上)放在桌面上,立即起立撤离考场。 ·试卷装订成册,不得拆散。所有解答必须写在指定的方框内,不得用铅笔填写。草稿纸在 最后一页。不得持有任何其他纸张。 ·姓名、报名号和所属学校必须写在首页左侧指定位置,写在其他地方者按废卷论处。 ·允许使用非编程计算器以及直尺等文具。
嵌段共聚物自组装
嵌段共聚物自组装自组装(self-assembly),是指在没有人为干预的情况下,基本结构单元自发形成有序结构的过程,在自然界和日常生活中随处可见。
小到分子晶体,大到天体系统,都可以在一定程度上视为自组装行为,自组装的概念在越来越多的学科中以不同的风格和侧重点得到应用。
嵌段共聚物的一个显著特征是自组装。
嵌段共聚物自组装可以产生如球状、柱状、双连续结构、层状、囊泡以及其他复杂多层次的组装体。
其原理与两亲性小分子的自组装极为相似,但相较于小分子组装体而言,聚合物的组装体因为其独特力学与物理性质而具有更好的稳定性与耐久性。
01原理及影响参数嵌段共聚物的自组装过程受到混合焓和混合熵的共同驱动。
具有不同化学组成的链段通过化学键连接起来,由于热力学不相容,相同的链段趋向于聚集在一起,减少与不同链段之间的接触,当不同链段的界面处面积最小时,体系达到最低能量;从熵的角度来考虑,聚合物的分子链趋向呈无规线团状。
这两种竞争关系最终使体系达到平衡状态。
不同组成的链段由于共价键的存在,不能完全分离,从而发生尺寸在几到几十纳米范围的分离,即微相分离。
随着链段组分的变化,嵌段共聚物的微相分离结构包括球状相、柱状相、双连续结构、层状相等,如图所示。
AB 嵌段共聚物组成改变时平衡条件下的形貌以AB 嵌段共聚物为例,嵌段共聚物的微相分离主要考虑三个参数:(1) A 和 B 嵌段的体积分数(fA 和fB,fA + fB = 1);(2)总聚合度N(N = NA + NB);(3) Flory-Huggins 相互作用参数,这个参数表示链段之间相互作用的强度,确定A 嵌段和 B 嵌段之间的不相容程度,其值与链段之间分离强度成正比,与温度的关系见式:02嵌段共聚物自组装理论关于嵌段共聚物自组装的理论有很多,典型的如强分凝理论和弱分凝理论,根据嵌段共聚物的Xn值与有序-无序相转变时的临界值二者之间的差值,将AB 两嵌段共聚物的相分离划分为三个区域:弱相分离区、强相分离区和介于两者之间的中间相分离区。
合成嵌段共聚物的方法研究
合成嵌段共聚物的方法研究嵌段共聚物是由两种或更多的不同单体组成的聚合物,具有优异的物理、化学和力学性质,被广泛应用于材料科学、能源技术和生物医学等领域。
目前,制备高性能嵌段共聚物的研究已成为科学家们关注的热点。
本文主要探讨合成嵌段共聚物的方法。
1. 从单体开始合成合成嵌段共聚物的一种方法是从单体开始合成。
例如,苯乙烯-丙烯腈共聚物是广泛研究的一类嵌段共聚物,可以通过聚合苯乙烯单体和聚合丙烯腈单体得到。
这个过程可以分成两步:首先聚合苯乙烯单体,得到苯乙烯块,然后在苯乙烯块上聚合丙烯腈单体。
该方法适用于制备各种分段纳米颗粒、有序孔道和高分子光子晶体等嵌段共聚物材料。
2. 浸润聚合浸润聚合是一种通过浸润已有材料中的单体,然后进行聚合得到嵌段共聚物的方法。
例如,利用原子转移自由基聚合(ATOM)技术可以实现浸润聚合,通过在已有聚合物表面引入自由基,然后将单体浸润到聚合物中,再通过引发剂催化得到嵌段共聚物。
这种方法具有优异的控制性和可逆性,适用于制备功能性、嵌段结构自组装和可控自组装富集嵌段共聚物。
3. 膜法制备膜法制备也是一种制备嵌段共聚物的有效方法。
该方法通过在膜表面引入单体,然后通过聚合使单体变为嵌段共聚物,使得嵌段共聚物沉积在膜表面。
该方法具有高分子振动、交联和流变性能,适用于制备碳酸酯、聚乳酸和烷基硅氧烷等反应性膜。
4. 相容聚合制备另一种制备嵌段共聚物的方法是通过相容聚合制备。
相容聚合是指两种或更多嵌段具有良好互相溶解性的块,通过共同聚合形成均匀混合物。
例如,丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸甲酯共聚物可通过相容聚合制备。
因为两者均为酯类单体,所以具有良好互相溶解性。
该方法具有优异的结构可控性、界面活性和反应性,适用于制备各种高分子化学品、生物材料和化学改性剂等嵌段共聚物材料。
结论综上所述,合成嵌段共聚物的方法很多,且不断发展中。
选择合适的合成方法取决于所需嵌段的类型、性质和结构。
因此,研究不同制备方法的优劣性和适用性,可以更好地促进嵌段共聚物材料的研究和开发。
苯乙烯异戊二烯苯乙烯嵌段共聚物
苯乙烯异戊二烯苯乙烯嵌段共聚物
苯乙烯异戊二烯苯乙烯嵌段共聚物是一种由苯乙烯、异戊二烯和苯乙烯三种单体按一定比例聚合而成的高分子化合物。
嵌段共聚物指的是聚合物中两种或多种不同单体按一定顺序交替排列形成的一种特殊结构。
苯乙烯异戊二烯苯乙烯嵌段共聚物通常由苯乙烯和异戊二烯交替聚合而成,形成苯乙烯-异戊二烯嵌段。
这种嵌段共聚物的
结构可以在聚合物链上形成连续的苯乙烯块和异戊二烯块。
由于苯乙烯和异戊二烯的化学性质不同,嵌段共聚物具有优异的力学性能和热性能。
苯乙烯异戊二烯苯乙烯嵌段共聚物常被用于制备弹性体材料,如橡胶。
其特殊的结构使其具有较高的弹性、耐磨性和耐腐蚀性,适用于制备各种橡胶制品,如汽车轮胎、密封件、管道等。
此外,这种嵌段共聚物还可以用于制备其他复合材料和纺织品,以提高材料的性能和使用寿命。
嵌段共聚物的化学式
嵌段共聚物的化学式1. 什么是嵌段共聚物?嵌段共聚物是一种由两个或更多种不同单体按照一定的顺序排列而形成的聚合物。
在嵌段共聚物中,不同单体的聚合段以交替或分段的方式排列,形成特定的结构。
这种结构使得嵌段共聚物具有独特的性质,同时也赋予了它们在许多应用领域中的重要地位。
2. 嵌段共聚物的化学式表示嵌段共聚物的化学式表示通常采用AB、ABA、ABAB等形式。
其中,A和B代表不同的单体,而字母的排列顺序则表示聚合段的分布方式。
下面是几种常见的嵌段共聚物的化学式表示:•AB型嵌段共聚物:A-B-A-B-A-B…•ABA型嵌段共聚物:A-B-A-B-A-B…•ABAB型嵌段共聚物:A-B-A-B-A-B…这些化学式表示了嵌段共聚物中聚合段的排列方式,其中的A和B可以代表不同的单体单元,如聚乙烯和聚苯乙烯等。
3. 嵌段共聚物的合成方法嵌段共聚物的合成方法多种多样,常见的方法包括:3.1. 原位聚合法原位聚合法是一种常用的嵌段共聚物合成方法。
它通过在聚合反应中逐步引入不同的单体,控制聚合反应的条件和顺序,从而实现嵌段共聚物的合成。
这种方法通常需要使用特定的催化剂和溶剂体系,以控制聚合反应的速率和选择性。
3.2. 模板法模板法是一种利用模板分子的形状和性质来控制嵌段共聚物合成的方法。
在这种方法中,模板分子可以是聚合物、胶体颗粒或无机纳米颗粒等。
通过在模板分子表面引入不同单体的功能基团,然后进行聚合反应,可以在模板分子上形成嵌段共聚物。
3.3. 自组装法自组装法是一种基于分子间相互作用力的嵌段共聚物合成方法。
通过选择合适的溶剂、温度和浓度等条件,可以使嵌段共聚物分子自发地形成特定的结构。
这种方法可以获得具有特定功能的嵌段共聚物,如胶束、微胶团和纳米纤维等。
4. 嵌段共聚物的应用嵌段共聚物具有许多独特的性质,使得它们在许多应用领域中得到广泛的应用。
以下是几个常见的应用领域:4.1. 软物质嵌段共聚物可以形成多种多样的软物质结构,如胶束、微胶团和液晶等。
嵌段共聚物的微相分离
嵌段共聚物的微相分离
嵌段共聚物是一种由两种或多种不同单体组成的聚合物,这些单体可以在聚合物链中形成分段结构。
嵌段共聚物的微相分离是指在嵌段共聚物中形成的微小有序结构,这种结构在很多工业和科学应用中都具有重要意义。
嵌段共聚物的微相分离是由于不同单体之间的化学亲和力和排斥力所导致的。
当不同单体之间的亲和力大于排斥力时,它们会相互吸引并形成有序结构。
这种有序结构可以在嵌段共聚物中形成各种形态,如球状微相、柱状微相、层状微相等。
这些微相结构的形成对嵌段共聚物的性能和应用具有重要影响。
在工业上,嵌段共聚物的微相分离可以用于制备高性能的功能材料。
通过控制嵌段共聚物的合成方法和工艺条件,可以精确地调控微相结构的形成,从而调节材料的性能。
例如,球状微相结构的嵌段共聚物具有优异的机械性能,适用于制备高强度的材料;而柱状微相结构的嵌段共聚物则具有优异的导热性能,适用于制备高导热材料。
在科学研究领域,嵌段共聚物的微相分离也被广泛应用于纳米材料的制备和研究。
通过利用嵌段共聚物的微相分离特性,可以制备出具有特定形貌和尺寸的纳米结构材料,如纳米粒子、纳米纤维等。
这些纳米材料在能源、生物医药、环境保护等领域具有广泛的应用前景。
总之,嵌段共聚物的微相分离是一种重要的材料科学现象,对材料的性能和应用具有重要影响。
在工业和科学研究中,对嵌段共聚物的微相分离进行深入研究,将有助于开发出更多新型高性能材料,推动材料科学的发展。
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2023年国家电网招聘之环化材料类全部重要知识点1、体心立方结构每个晶胞中四面体间隙数为()。
A.4B.6C.8D.12【答案】 D2、若分散相微小粒子的表面上选择性地吸附了大量相同元素的负离子,则该溶胶的ζ电势必然是()。
A.大于零B.小于零C.等于零D.无法确定【答案】 B3、弹性模量和泊松比ν之间有一定的换算关系,以下换算关系中正确的是()A.K=E/[3(1+2ν)]B.E=2G(1-ν)C.K=E/[3(1-ν)]D.E=3K(1-2ν)E.E=2G(1-2ν)【答案】 D4、在20mL浓度为0.005mol·dm-3的AgNO3溶液中,滴入20mL浓度为0.01mol·dm-3的KBr溶液,可制备AgBr溶胶,则该溶胶的ξ电势()。
A.大于零B.等于零C.小于零D.无法确定【答案】 C5、虎克弹性体的力学特点是()A.小形变、不可回复B.小形变、可回复C.大形变、不可回复D.大形变、可回复【答案】 B6、嵌段共聚物()copolymerA.randomB.blockC.graftD.alternating【答案】 B7、按照压痕硬度法原理测试材料硬度有三种主要方法,以下哪种不属于这三种主要方法:()A.布氏硬度B.洛氏硬度C.肖氏硬度D.维氏硬度【答案】 C8、在fcc晶胞中,八面体间隙中心的坐标是()。
A.1/2,1/2,0B.1/2,0,1/2C.0,1/2,1/2D.1/2,1/2,1/2【答案】 D9、氯化钠具有面心立方结构,其晶胞分子数是()。
A.5B.6C.4D.8【答案】 C10、晶胞中原子占有的体积分数称为()。
A.配位数B.致密度C.点阵常数D.晶格常数【答案】 B11、按照压痕硬度法原理测试材料硬度有三种主要方法,以下哪种不属于这三种主要方法:()A.布氏硬度B.洛氏硬度C.肖氏硬度D.维氏硬度【答案】 C12、按照化学组成,可以把材料分为三种基本类型()A.金属材料、硅酸盐、有机高分子材料B.陶瓷材料、高分子材料、钢铁C.有机高分子材料、金属材料、无机非金属材料D.有机材料、无机非金属材料、金属材料【答案】 C13、某一级反应的半衰期在300 K时为50 min,在310 K时为10 min,则该反应的活化Ea=()kJ·mol-1。
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大量软嵌段 + 少量硬嵌段
两相嵌段共聚物
弹性嵌段共聚物 由一个软嵌段和一个短硬嵌段组成. 分析 (1)形态结构对弹性体嵌段共聚物力学性能的影响 ① A-B型形态结构 与无规共聚物弹性体比较,在力学性能上无显著改善 A-B型 化学交联或硫化 良好的性能
② A-B-A、 (A-B)n型形态结构
具有独特的性能(如SBS) 一类热塑性弹性体
具有交联橡胶的力学性能; 线性热塑聚合物的加工性能;
(a) 典型的无定形无规共聚物
似.
模量-温度关系
(1) 两相嵌段, 不相容,保持两
种均聚物固有性质,两个Tg.
(2) Tg间有模量平台,平坦程 度取决于相分离.分离程度 越大,越平;相分离越完善,模 量对温度敏感性越低.
(b)两相嵌段共聚物模量-温度关系
(3) 两Tg与两嵌段含量无关
(与无规共聚不一样),模量平 台的位置与两嵌段含量有关.
Pn R R R Pn R R R
(6) 歧化终止
Pn Rs Pm Rt Pn Rs Pm Rt
(7) 与溶剂,自由基接受体,氧等反应终止
基元反应的相对速率 影 响 反应物的化学性质; 反应条件; 举例:
影响产物
组成; 结构; 性能
CR或天然橡胶进行塑炼时,会产生大自由基而产生凝胶,将
两者一起混炼时,则会产生异种高分子凝胶. PE/PVA; PE/PS;LDPE/PS
Pm Pn Pm Pn Rs Rt Rs Rt
(2)再化合
Pm Pn Pm Pn Rs Rt Rs Rt
(3)交换化合
Pm Pn Rs Rs Pm Pn Rs Rs Pm Pn Rt Rt Pm Pn Rt Rt
(4) 大分子自由基诱发的链断裂
Pn Rs Rt Pn Rs Rt
(5)大分子自由基向大分子的链转移
CH3 OH C CH3 O SO2 O C OH
a
CH3 CH3 2N Si CH3 OSi b N CH3
2
CH3 H[O C CH3 O SO2 O C
CH3 a
CH3 N CH3
2
OSi ] n OSi b CH3 CH3
CH3
2 NH
当使用带有相互进行反应的两种末端官能团的
低聚物时则可得到完全交替排列的链段. 这样的低聚物仅能进行相互反应,而不能自身反应. 3. 力化学合成 聚合物 机械力
Am-Bn
R
nA
R
AAA
R
AAA
BBB
双官能团终止,可合成三嵌段物
R
AAA
BBB
Li
CH3
2SiCl2
R AAA
BBB
AAAR
三嵌段共聚物的另一合成途径
BBB
2nA
AAA
BBBBB
AAAA
方式- 低聚物反应
官能团反应
末端官能团的低聚物
低 聚 物 制 备
嵌段共聚物
用逐步生长反应合适的加成或开环聚合反应 制备.在缩合反应中自然生成末端基团,端基即为过 量单体的端基,并是一个高效的反应基团. 举例 聚砜-聚(二甲基硅氧烷)嵌段共聚物的合成 末端为二甲基胺的硅氧烷与带有羟基末端的聚砜反应:
例外情况
① 异戊二烯、氯乙烯、丁二烯的活性比较低; ② 合成橡胶较难发生主链的断裂,可在冷冻情况下, 发生力化学共聚
6.2 嵌段共聚物的性能 1. 热性能
分析
(1) 无规共聚物的Tg在 Tag和Tbg之间;
(2) 与Tag、Tbg接近程
度取决a、b组分和质量份; (3) 单相嵌段或两嵌段 高度相容,则与无 规共聚相
自由基制备过程中,也有少量的均聚物存在;
相同
表征方法
接枝共聚物
6.1 制备方法 1. 加成聚合法
*
*
nB
单体
BBB
BBB
带有活性端基的聚合物A
嵌段共聚物
2. 缩聚法
Y
Y
X
带有官能团X的聚合物B 嵌段共聚物
带有官能团Y的聚合物A
或: Y Y X X
该两种方法制备嵌段共聚物的三个特点
(1) 活性位置和浓度已知; (2) 受均聚物污染程度最小;
分子链断裂
端基自由基
嵌 段 共 聚 物
力化学方法的意义
可通过塑炼、挤出、研磨、粉碎合成嵌段共聚物
力化学共聚物组成 以嵌段共聚物为主; 其他包括接枝共聚物、 两种均聚物、未反应单体
力化学合成嵌段共聚物的方式
1. 聚合物-聚合物体系
当两种粘弹态的聚合物一起塑炼时,发生分子链的断裂产
生端基自由基,两种不同的端基自由基的反应生成异种共聚物. 力化学合成共聚物过程: (1) 机械断裂
2. 加工性能
加工性能比较: 无定形两嵌段共聚物< 均聚物/无规共聚物/单相嵌段共聚物 原因 两相嵌段共聚物在熔融时仍部分保留两相形态 具有不寻常的流变性质 两嵌段共聚物要比三嵌段或多嵌段共聚物加工容易的多 3. 力学性能 根据室温模量,把嵌段聚合物分为两类: 刚性嵌段 弹性嵌段
定义 硬嵌段 Tg或Tm在室温以上的嵌段;
2. 聚合物- 单体体系
聚合物断裂 端基自由基 单体
. 影响因素
嵌段共聚物 反应取决于主链上的价键强度;
价键强度决定了力裂解难易程度;
(1)主链价键强度
(2)单体活性
生成的大自由基对活性单体的化学活性;
(3)单体的结构 决定了它们对大自由基的反应能力及
对第一个单体链节生成二次大自由基活性.
可用于力化学的单体 大部分能够聚合的乙烯类单体 与聚合物塑炼 异种共聚高分子
(3)链段的长度和排列位置可控制
活性加成聚合法可得到三种嵌段共聚物结构: Am-Bn; Am-Bn-Am; (-Am-Bn-)n
缩聚法通常得到(-Am-Bn-)n型嵌段共聚物
举例
包括活性阴、阳离子聚合. 重点为阴离子聚合.活性阴离子聚合是制备结构清楚的嵌段 共聚物的最重要的方法.
单体A
活性聚合物
定量引发单体B
第六章 嵌段共聚改性
概述
嵌段共聚 嵌段共聚物 接枝共聚的特例(接枝点在聚合物两端) 聚合物主链上至少具有两种以上单体 聚合而成的以末端相连的长序列(链段) 组合成的共聚物.
三种基本形式
二嵌段;三嵌段;多嵌段 此外星状大分子结构等
星状大分子结构:
A嵌段
A嵌段
B嵌段
B嵌段
常见嵌段共聚物
图 常 见 嵌 段 共 聚 物
软嵌段
刚性嵌段共聚物
Tg或Tm在室温以下的嵌段;
由两个硬嵌段或一个硬嵌段和一个短的软嵌段组成.
特点 ① 两个硬嵌段组成的嵌段共聚物 抗蠕变、抗应力松弛力学性能好 ② 嵌段共聚物的高度分散及相间粘着力(化学键) 硬-硬嵌段共聚物固有延展性保留 ③ 脆性刚性聚合物 + 小部分软嵌段 嵌段共聚物 韧性方面得到改善