第八章高分子溶液

光敏高分子材料的研究进展

光敏高分子材料的研究进展 骆海强，重庆大学化学化工学院应用化学2班 摘要：由于当今材料科学技术的快速更迭，高分子材料逐渐成为材料科学领域中极具发展潜力的一类材料。在可利用能源不断缩减的今天，光敏高分子材料的研究力度大大提升，逐渐成为现代生活中不可或缺的部分。本文分别对光敏高分子材料的四大类——感光性高分子材料、光能转化高分子材料、光功能高分子材料及高分子非线性光学材料本身的特性及应用进行了综述性概括，以便快捷了解光敏高分子材料的特点。 0前言 随着材料科学技术相关研究人员在该领域的不断探索，高分子材料无论是在科研领域还是社会生活中，都扮演着极为重要的角色。在光电材料研究风气盛行的当下，太阳能电池、太阳能汽车等光能利用、转化设备普及的大环境下，光敏高分子材料的研究力度渐渐增加，也得到了许多理想的科研成果， 1光敏高分子材料概述 在光照下能表现出特别性能的高分子聚合物即为光敏高分子材料，是材料科学里一类主要的功能高分子材料，所触及范畴也较为普遍，如光致抗蚀剂、光导电高分子、高分子光敏剂等功能材料。 光敏高分子材料根据其自身在光照条件下所产生的反应类型及其展现出的特征性能，可以分成如下四类：感光性高分子材料、光能转化高分子材料、光功能高分子材料及高分子非线性光学材料。 现基于以上分类，对各种材料进行阐述。 2 感光性高分子材料 在光照下可以进行光化学反应的高分子材料常被称为感光性高分子材料。

根据其用途可分为光敏涂料和光刻胶。 2.1光敏涂料 2.1.1光敏涂料的作用机理 光敏涂料具有光敏固化功能，可以利用光交联反应或光聚合反应，使其中的低聚物聚合成膜或网状。经过恰当波长照射后，光敏涂料会快速固化，获得膜状物。因为固化过程较为稳定不易挥发溶剂，从而降低了排放，提高了材料利用，保障了安全性。而且由于是在覆盖之后才发生的交联，使图层交联度更好，机械强度也更稳固。 2.1.2光敏涂料的中常见低聚物的类型 以铁酸锌环氧酯错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。涂料为一类的环氧树脂型低聚物，在紫外光的处理下，给电冰箱表面上漆，能够是冰箱表面具有很好的柔顺性且不宜脱落。以含氟丙烯酸酯预聚物错误!未找到引用源。为一类的不饱和聚酯型低聚物，与光引发剂等结合后形成的混合型涂料，其硬度、耐挂擦力、附着力等性能大大提高。此外还有聚氨酯型低聚物错误!未找到引用源。及聚醚型低聚物。 2.2光刻胶（光致抗蚀剂） 2.2.1光刻胶的作用机理 生产集成电路的现有工艺中，通常会用这类感光性树脂覆盖在氧化层从而避免其被活性物质腐蚀。将设计好的图案曝光、显影，改变了其溶解性，其中树脂发生化学反应后去除了易溶解的物质，氧化层表面留下不溶部分，从而避免氧化层被活性物质腐蚀。 2.2.2光刻胶的分类 正性光刻胶和负性光刻胶错误!未找到引用源。是根据曝光前后涂膜的溶解性来分类的。其中正性光刻胶受光后会降解，被显影液所消融；而与之相反，在光照后，负性光刻胶获得的图形恰好与掩膜板图形互补，即曝光处会发生交链反应形成不溶物残余在表面形成图像，而非曝光处则如正性光刻胶同样被消融，。 根据光刻胶所吸收的光的紫外波长，还可将其分为深紫外(i-线，g-线)光刻胶，远紫外(193 nm)光刻胶和极紫外(13. 5nm)光刻胶错误!未找到引用源。。Lawrie等错误!未找到引用源。经过多次实践合成了一种感光灵敏度为4~6 mJ/cm2、分辨率为22.5 nm的

高分子物理作业答案-2

高分子物理习题集-答案 适用：高分子专业班级 第二章 高分子溶液 4．什么是Θ温度？如何测定Θ温度？若温度高于、等于和低于Θ温度时，试分别讨论高分子溶液的热力学性质及高分子在溶液中的形态。 答：（1）当112χ→时，高分子溶液可以视为理想溶液，Flory 导出 ()112-=-1-T θχκφ 当T θ→时，112χ→，此时的温度称为Θ温度。（0.4） （2）测定Θ温度的方法有：渗透压法和外推法。（0.3） （3）当T ＞θ时，1E μ?＜0.说明高分子溶液比理想溶液更倾向于溶解， 也就是说，高分子链在T ＞θ时的溶液中由于溶剂化作用而扩张。T=θ时， 1E μ?=0。即高分子溶液符合理想溶液的规律，高分子链此时是溶解的，但是 链不溶胀也不紧缩。T ＜θ时，1E μ?＞0,。链会紧缩，溶液发生沉淀。（0.3） 6．在室温下，有无溶剂可以使下列各高聚物溶解？为什么？ A ．聚乙烯 B ．聚丙烯 C ．聚丙烯腈 D ．聚酰胺（尼龙-6） E ．聚苯乙烯 F ．PMMA G ．聚对苯二甲酸乙二酯 H ．硫化橡胶 I ．固化的环氧树脂 答：A ．聚乙烯，结晶聚合物，非极性，在室温下无溶剂可溶 B ．聚丙烯，同上 C ．聚丙烯腈，极性结晶高聚物，室温下可溶于极性溶剂 D ．聚酰胺（尼龙-6），结晶聚合物，极性，在室温下有溶剂可溶 E ．聚苯乙烯，非晶聚合物，非极性，在室温下有溶剂可溶 F ．PMMA ，极性非晶聚合物，分子堆砌松散，室温下可溶于极性溶剂 G ．聚对苯二甲酸乙二酯，同D H ．硫化橡胶，分子间交联，无溶剂可溶，可溶胀 I ．固化的环氧树脂，同H 7、35℃时，环己烷为聚苯乙烯（无规立构）的θ溶剂。现将300mg 聚苯乙烯（ρ=1.05 g/cm 3，Mn=1.5×105）于35℃溶于150ml 环己烷中，试计算：（1）第二维利系数A2；（2）溶液的渗透压。 答：（1）θ溶液，所以A2=0

第七章-糖类药物

第七章糖类药物 概述 1812年，俄国化学家基尔霍夫在加酸煮沸的淀粉中，得到葡萄糖。 1819年法国科学家布拉孔诺从木屑、亚麻和树皮中也得到葡萄糖，才认识到组成淀粉和纤维素的基本“单元”都是葡萄糖，得实验式C6H12O6。 1886年，德国化学家基利阿尼证明了葡萄糖的碳为直链，没有与完整的水分子相结合。 随后，糖的诸多其他生物学功能也已被逐步揭示和认识。糖蛋白、糖脂是细胞膜的重要组成部分，它们作为生物信息的携带者和传递者，调节细胞的生长、分化、代谢及免疫反应等。 概念及分类 定义：糖类是一类多羟基醛、酮及其衍生物的总称。 分类：按照糖类物质含糖单位数目分： （1）单糖：不能被水解成更小分子的糖 （2）寡糖：由单糖缩合而成的短链结构（一般为2~9个单糖分子） （3）多糖：由10个以上单糖链接而成的糖（一般的糖类药物指的就是多糖） （一）糖类药物的分类 糖类药物种类繁多，其分类方法也有多种，按照含有糖基数目不同可分为以下几类。 （1）单糖类：如葡萄糖、果糖、氨基葡萄糖和维生素C等。 （2）低聚糖类：如蔗糖、麦芽乳糖、乳果糖等。 （3）多糖类：多糖又有多种，根据其来源不同又可分为： ①来源于植物的多糖，如黄芪多糖、人参多糖、刺五加多糖； ②来源于动物的多糖，如肝素、透明质酸、硫酸软骨素等； ③来源于微生物的多糖，如香菇多糖、猪苓多糖、灵芝多糖、云芝糖肽等。 （4）糖的衍生物：如1，6－二磷酸果糖、6－磷酸葡萄糖、磷酸肌醇等。 糖缀化合物：包括糖蛋白和糖脂两大类复合多糖，它们是一种糖类和一种蛋白质或一种脂类缔合的产物。糖基：与活性或抗原性相关。半乳糖、甘露糖、乙酰氨基葡萄糖、乙酰氨基半乳糖等。 糖蛋白通常分为：胶原型、粘多糖型、蛋白聚糖型、寡聚甘露糖苷型和N-乙酰乳糖胺型，其中寡聚甘露糖苷型和N-乙酰乳糖胺型属于N-糖基蛋白。 寡糖残基：在发挥生物功能中期决定作用，贮存生物信息，捕获细胞间各种相互作用信息，联系其他细胞和细胞内外之间传递各种物质。 局限：长期以来，糖苷键合的高级多聚体的研究，仅限于储能物质和支撑结构的同质多聚体。 20世纪70年代起，糖缀合物尤其糖蛋白研究逐渐居于重要地位。

第八章聚合物的化学反应

第八章聚合物的化学反应 重点、难点指导 一、重要术语和概念 概率效应、功能高分子、离子交换树脂、高分子试剂、接枝、嵌段、扩链、遥爪聚合物、老化、降解、解聚、燃烧性能、氧化指数 二、难点 概率效应、邻近基团效应 1、聚合物化学反应的特点及影晌因素 聚合物化学反应系指以聚合物为反应的化学反应。聚合物化学反应可分为三类：聚合度不变的反应(如侧基反应)；聚合度增加的反应(如接枝、扩链、嵌段和交联等)；聚合度减小的反应(如降解、解聚、分解和文化等)。 (1)特点：反应复杂，产物多样．不均匀。 (2)影响因素 ①聚合韧聚集态的影响：处于结晶态的聚合物几乎不能参加化学反应，因为结晶区聚合物分子链间作用力强，链段堆砌十分致密，化学试剂不易扩散进去，难于产生化学反应。 ②邻近基团位阻的影响：聚合物分子镊上参加化学反应的基团邻近体积较大的基团时由于位阻效应而使低分子反应物难于接近反应部位，而无法继续进行反应。 ③邻近基团的静电效应：当聚合物化学反应涉及酸碱催化过程，或者有离子态反应物参与反应，或者有离子态基团生成时，在化学反应进行到后朗，未反应基团的进一步反应往往会受到邻近带电荷基因的静电作用而改变速率。 ④构型的影响：具有不同立构异构体的聚合物参加的化学反应中，反应速率不相同。 ⑤基团的隔离作用或“孤立化”：在聚合物化学反应中．如果参加反应的聚合物官能团必须是两个或两个以上．当反应进行到后期，当一个官能团的周围已经没有能够与之协同反应的第二个官能团，则这个官能团就好做“隔离”或“孤立”起来而无法继续进行反应。 ⑥相容性的影响。 总之，影响聚合物化学反应的因素多种多样。研究聚合物肋化学反应需综合考虑。 2、聚合废不变的反应—聚合物侧基反应 聚合物侧基反应是大分子链上除端基以外的原子或原子团所进行的化学反应。侧基反应是对聚合物进行化学改性的重要手段，同时也是制备那些无法由单体直接聚合得到或者对应单体无法稳定存在的聚合物的唯一方法。 3、聚合度增大的化学反应—接枝、扩链、交联 (1)接枝：即在聚合物主链上引入一定数量与主链结构相同或不同文链的过程。包括以下 三类：①活性侧基引发的自由基型或离子型聚合 ②短转移反应引发的接枝聚合 ③活性侧基聚合物与活性端基聚合物的缩合 (2) 扩链：使聚合物主镕增长过程叫扩镀，扩链是合成线段共聚物的主要方法。扩链包括以下四类： ①活性端基聚合物间的缩合 活性端基聚合物指大分子两端带有相同的、可以参加缩合反应的活没官能团的聚合物．获得活性端基聚合物方法如下： 控制一种单体过量的线型平衡缩聚反应。 利用双基终止自由基聚合物大分子两端引发剂残基的化学转化。

第八章 聚合物化学反应

第八章聚合物化学反应 1. 聚合物化学反应有哪两种基本类型？ 答：聚合物化学反应主要有以下两种基本类型。 ①相对分子质量基本不变的反应，通常称为相似转变。高相对分子质量的母体聚合物，在缓和的条件下，使基团转化为另一种基团，或把另一种基团引到分子链上，这种反应往往仅适用于分子链不含弱键的聚合物。 ②相对分子质量变大的反应，如交联、接枝、嵌段、扩链等。 2. 聚合物降解有几种类型？热降解有几种情况？评价聚合物的热稳定性的指标是什么？答：聚合物的降解有热降解、机械降解、超声波降解、水解、化学降解、生化降解、光氧化降解、氧化降解等。 热降解有解聚、无规断链和取代基的消除反应等。 评价聚合物热稳定性的指标为半寿命温度Th。聚合物在该温度下真空加热40～50（或30）min，其质量减少一半。 3. 从醋酸乙烯酯单体到维尼纶纤维，需经哪些反应？每一反应的要点和关键是什么？写出反应式。作纤维用与作悬浮聚合分散剂使用的聚乙烯醇有何差别？ 答：(1) 须经自由基聚合发应、醇解反应及缩醛化反应。 (2) 各步反应要点和关键如下： ①自由基聚合反应 要点：用甲醇为溶剂进行溶液聚合以制取适当相对分子质量的聚醋酸乙烯酯溶液。 关键：选择适宜的反应温度，控制转化率，用甲醇调节分子量以制得适当相对分子质量，且基本不存在不能被醇解的醋酸乙烯酯侧基。 ②醇解反应: 要点：用醇、碱或甲醇钠作催化剂，在甲醇溶液中醇解。 关键：控制醇解度在98％以上。 ③缩醛化反应（包括分子内和分子间） 要点：用酸作催化剂在甲醛水溶液中反应。 关键：缩醛化程度必须接近90％ 纤维用和悬浮聚合分散剂用的聚乙烯醇的差别在于醇解度不同。前者要求醇解度高（98％～99％）以便缩醛化。后者要求醇解度中等（87％～89％），以使水溶性好。 4. 将PM MA、PAN、PE、PVC 四种聚合物进行热降解反应，分别得到何种产物。 答：PM MA进行热解反应时发生解聚，主要产物为单体。 PE进行热解反应时发生无规降解，主要产物为不同聚合度的低聚物。 PVC进行热解反应时首先脱HCI，生成分子主链中带烯丙基氯的聚合物；长期热解则进一步发生环化交联甚至碳化反应。 PAN进行热解反应时首先发生主链环化，然后脱氢生成梯形聚合物。进一步热解脱氢后生成碳纤维。 5. 用化学反应式表示下列各反应： 1）聚乙烯的氯化；

(完整版)高分子第二章习题参考答案

高分子第二章习题参考答案 1．下列烯类单体适于何种机理聚合：自由基聚合，阳离子聚合或阴离子聚合？并说明理由。 CH2=CHCl，CH2=CCl2，CH2=CHCN，CH2=C（CN）2，CH2=CHCH3，CH2=C（CH3）2，CH2=CHC5H6，CF2=CF2，CH2=C（CN）COOCH3，CH2=C（CH3）－CH=CH2 参考答案： 自由基聚合：CH2=CHCl，CH2=CCl2，CH2=C（CN）2，CH2=CHC5H6，CH2=C（CH3）－CH=CH2，CF2=CF2，CH2=C（CN）COOCH。 阴离子聚合：CH2=CHCN，CH2=C（CN）2，CH2=CHC5H6，CH2=C （CH3）－CH=CH2，CH2=C（CN）COOCH。 阳离子聚合：CH2=CHCH3，CH2=CHC5H6，CH2=C（CH3）－CH=CH2，CH2=C（CH3）2。 CH2=CHCl：适于自由基聚合，Cl原子是吸电子基团，也有共轭效应，但较弱。 CH2=CCl2：适于自由基聚合，Cl原子是吸电子基团。 CH2=CHCN：适于自由基聚合和阴离子聚合，CN是强吸电子基团，并有共轭效应。 CH2=C（CN）2：适于自由基聚合和阴离子聚合，CN是强吸电子基团。

CH2=CHCH3：适于阳离子聚合，CH3是供电子基团，CH3是与双键有超共额轭效应。 CH2=C（CH3）2：适于阳离子聚合，CH3是供电子基团，CH3是与双键有超共轭效应。 CH2=CHC5H6和CH2=C（CH3）－CH=CH2：均可进行自由基聚合、阳离子聚合和阴离子聚合。因为共轭体系π电子的容易极化和流动。CF2=CF2：适于自由基聚合。F原子体积小，结构对称。 CH2=C（CN）COOCH：适合阴离子和自由基聚合，两个吸电子基，并兼有共轭效应。 2．判别下列单体能否进行自由基聚合，并说明理由。 CH2=C（C5H6）2，ClCH=CHCl，CH2=C（CH3）C2H5，CH3CH=CHCH3，CH2=C（CH3）COOCH3，CH2=CHOCOCH3，CH3 CH=CHCOCH3 参考答案： CH2=C（C5H6）2不能通过自由基聚合形成高分子量聚合物。因为取带基空间阻碍大，形成高分子键时张力也大，故只能形成二聚体。ClCH=CHCl不能通过自由基聚合形成高分子量聚合物。因为单体结构对称，1，2-而取代基造成较大空间阻碍。 CH2=C（CH3）C2H5不能通过自由基聚合形成高分子量聚合物。由于双键电荷密度大不利于自由基进攻。 CH3CH=CHCH3不能通过自由基聚合形成高分子量聚合物。因为为阻

功能高分子材料第四章《光敏高分子材料》预习题(一)

1. 哪些结构或基团具有光敏活性？ (1)具有光敏活性的结构有：PN 结、羰?那烯-2,3-?腈?架、树脂等； (2)具有光敏活性的基团有：偶氮基、重氮基、叠氮基、烯基、?桂酰基、?桂叉?酰基、苄叉苯?酮基、苯?烯基吡啶基、α-苯基?来酰亚胺基、丙烯酸酯基、卟啉类低聚物（?如?卟啉、原卟啉、铁卟啉等）、呫吨类染料（?如荧光素、曙红、藻红、玫瑰红等）、?些特定的醌类化合物（?如苝醌类 PQP）等。 2. 光化学反应包括哪些反应？ 光化学反应范围很?，分为化合、分解、氧化、还原等化学反应，主要有光合作?和光解作?两种，其次还有光交联、光聚合、光氧化还原、光?聚、光分解、光异构化反应等。 (1)有机合成中的光化学反应 有机合成中常?的光化学反应有光氧化反应、光还原反应、光聚合反应和光取代反应等。 ①光氧化反应是在光照射、光敏剂作?下，有机物分?与氧繁盛的加成反应。 ②光还原反应是在光催化下，有机物分?从供氧体中抽取氢分??发?的还原反应。 ③光聚合反应是单体分?借光的引发（或?光敏剂）活化成?由基?进?的连锁聚合。 ④光取代反应常?的是脂肪烃的光滤代制氯代烃。 (2)环境化学中的光化学反应 环境化学中的光化学反应主要有光氧化反应、光降解反应和光氧-微?物降解反应。 ①光氧化降解反应是在光作?下，氧化将有机物分?如芳醛、芳醇和芳烃氧化为氢过氧化物。 ②光氧-微?物降解反应需要具有光敏基团或易与微?物作?的结构。 3. 感光?分?应具备哪些性能？ (1)图像特性：感光度，分光感光度，解像?，反差，显影性，S/N ?，光照时空?的影响； (2)涂层特性：粘着性，膜厚均?性，尺?稳定性，柔软性，?孔，易成膜性，耐药品性，耐电镀性，耐热性，耐?候性，耐刷性，印刷油墨粘附性 ； (3)化学特性：保存稳定性，组成均?性，不纯物含量，?味，安全性，易得性，可加?性，经济性?分含量，废料处理简单。

第八章 聚合物化学反应

9 聚合物的化学反应 9.1 课程的知识要点 聚合物化学反应的类型、特点及应用，介绍通过聚合物化学反应生成的几类产品:纤维素类、PVA及缩醛化、离子交换树脂的生产及应用、交联反应、高分子试剂；降解反应：热、光、氧化、机械降解的特点。 9.2 本章习题 1、聚合物化学反应浩繁，如何考虑合理分类，便于学习和研究？ 2、聚集态对聚合物化学反应影响的核心问题是什么？举一例来说明促使反应顺利进行的措施。 3、几率效应和邻近集团效应对聚合物基团反应有什么影响？各举一例说明。 4、在聚合物基团反应中，各举一例来说明基团变换、引入基团、消去基团、环化反应。 5、从醋酸乙烯酯到维尼纶纤维，需要经过哪些反应？写出反应式、要点和关键。 6、由纤维素合成部分取代的醋酸纤维素、甲基纤维素、羧甲基纤维素，写出反应式，简述合成原理要点。 7、简述粘胶纤维的合成原理。 8、试就高分子功能化和功能集团高分子化，各举一例来说明功能高分子的合成方法。 9、高分子试剂和高分子催化剂有何关系？各举一例。 10、按链转移原理合成抗冲聚苯乙烯，简述丁二烯橡胶品种和引发剂种类的选用原则，写出相应反应式。 11、比较嫁接和大单体共聚嫁接合成接枝共聚物的基本原理。 12、以丁二烯和苯乙烯为原料，比较溶液丁苯橡胶、SBS弹性体、液体橡胶的合成原理。

13、下列聚合物选用哪一类反应进行交联？ a.天然橡胶 b.聚甲基硅氧烷 c.聚乙烯涂层 d.乙丙二元胶和三元胶 14、如何提高橡胶的硫化效率，缩短硫化时间和减少硫化剂用量？ 15、研究热降解有哪些方法？简述其要点。 16、那些基团是热降解、氧化降解、光（氧化）降解的薄弱环节？ 17、热降解有几种类型？简述聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚氯乙烯热降解的机理特征。 18、抗氧剂有几种类型？它们的抗氧机理有何不同？ 19、紫外光屏蔽剂、紫外光吸收剂、紫外光淬灭剂对光稳定的作用机理有何不同？ 20、比较聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚氨酯装饰材料的耐燃性和着火危害性。评价耐热性的指标是什么？ 9.3 模拟考试题 1、聚集态对聚合物化学反应影响的核心问题是什么？举一例来说明促使反应顺利进行的措施。 2、几率效应和邻近集团效应对聚合物基团反应有什么影响？各举一例说明。 3、从醋酸乙烯酯到维尼纶纤维，需要经过哪些反应？写出反应式、要点和关键。 4、简述粘胶纤维的合成原理。 5、高分子试剂和高分子催化剂有何关系？各举一例。 6、下列聚合物选用哪一类反应进行交联？ a.天然橡胶 b.聚甲基硅氧烷 c.聚乙烯涂层 d.乙丙二元胶和三元胶

第三章 高分子的溶液性质

第七章 高聚物的力学性质 1 298K 时聚苯乙烯的剪切模量为1.25×109N ?m -2 ,泊松比为0.35,求其拉伸模量(E)和本体模量(B)是多少?并比较三种模量的数值大小. 解: 2991038.3)35.01(1025.12)1(2-??=+??=+=m N G E ν 299 1075.3) 35.021(31038.3)21(3-??=?-?=-=m N E B ν ∴ 本体模量(B) > 拉伸模量(E) > 剪切模量(G) 2 一种橡胶的剪切模量为107 cm -2 ,试用N ?m -2 和kg ?cm -2 表示时该模量的数值为多大? 解:)1.01(101.01022267---?=??=?=m N cm dyn m N G 24 6 2.1010 81.910-?=?=cm kg G 3 试证明当形变较小而各向同性的材料,在形变前后体积近似不变时,其泊松比υ=1/2,并指出各种模量的极限值. 解: 由题意, 0=?V ,或∞=?=V PV B /0 在)21(3)1(2νν-=+=B G E 中,得 0)21(3=-=νB E ,即2 1 =ν和G E 3= 故有 2 1 ~0=ν, G G E 3~2=, ∞=~3/E B , 3/~2/E E G =. 4 边长为2×10-2m 的粘弹立方体,其剪切柔量与时间的关系为1279]10/10[)(--?+=N m t t J ,今要使它在10-4、10-2、100、104、106s 后各产生剪切形变为m 3 104-?=?γ.试计算各需多重的砝码? (实验测定装置示意图见下).(缺图) 解: 由题意,剪切应变 2.002 .01043 =?=?=-D x s ε 由]10/10[)(7 9 t t J +=-,当t=10-4 s 时,

第八章 聚合物的化学反应分析

第八章聚合物的化学反应 一、课程主要内容 本章研究聚合物化学反应的意义和聚合物的化学反应。聚合物的化学反应包括：聚合度相似的化学反应；聚合度变大的化学反应和聚合度变小的化学反应。 通过学习第八章，掌握聚合物可能发生的聚合反应，以便对聚合物进行改性；了解聚合物老化的原因和防止聚合物老化的方法。 二、试题与答案 本章有基本概念题、填空题、选择填空题和简答题。 ㈠基本概念题 ⒈聚合物的化学反应：天然聚合物或由单体经聚合反应合成的聚合物为一级聚合物，若其侧基或端基为反应性基团，则在适当的条件下可发生化学反应，从而形成新的聚合物(为二级聚合物)，由一级聚合物变为二级聚合物的化学反应，谓之。 ⒉聚合度相似的化学反应：如果聚合物的化学反应是发生在侧基官能团上，很显然这种化学反应不涉及聚合物的聚合度，反应前后聚合度不变（或相似），将这种聚合物的化学反应称为聚合度相似的化学反应。 ⒊聚合度变大的化学反应：如果聚合物的化学反应是交联、嵌段或接枝等，使聚合物的聚合度变大，将这种聚合物的化学反应称为聚合度变大的化学反应。 ⒋聚合度变小的化学反应：如果聚合物的化学反应是降解（热降解、化学降解等）很显然这种化学反应使聚合物的聚合度变小，将这种聚合物的化学反应称为聚合度变小的化学反应。 ⒌聚合物的老化：聚合物在使用或贮存过程中，由于环境的影响，性能变坏、强度和弹性降低、颜色变暗、发脆或发粘等现象叫聚合物的老化。 ⒍聚合物的无规降解：聚合物在热的作用下，大分子链发生任意断裂，使聚合度降低，形成低聚体，但单体收率很低(一般小于3%)，这种热降解称为无规降解。 ⒎聚合物的解聚：聚合物在热的作用下发生热降解，但降解反应是从链的末端开始，降解结果变为单体，单体收率可达90%~100%，这种热降解叫解聚。 ⒏聚合物的侧链断裂：聚氯乙烯和聚偏二氯乙烯加热时易着色，起初变黄，然后变棕，最后变为暗棕或黑色，同时有氯化氢放出。这一过程是链锁反应，连续脱氯化氢的结果使分子链形成大π键或交联，这种热降解称为侧链断裂。 ⒐离子交换树脂：离子交换树脂是指具有反应性基团的轻度交联的体型无规聚合物，利用其反应性基团实现离子交换反应的一种高分子试剂。 ⒑强酸性阳离子交换树脂：磺酸型离子交换树脂其酸性相当H2SO4，为强酸，并且能与水中或溶液中的阳离子(Na+1,Mg+2,Ca+2发生离子交换反应。称磺酸型离子交换树脂为强酸型阳离子交换树脂。 150

第七章 高分子的结构 习题与思考题

第七章高分子的结构 习题与思考题 1．高分子的结构有何特点？高分子结构可以分为哪些结构层次？各结构层次包括哪些内容？它们对聚合物的性能会产生什么影响？ 特点：①链式结构：结构单元103-105数量级 ②链的柔顺性：内旋转产生非常多的构象 ③多分散性，不均一性，长短不一。 ④结构单元间的相互作用对其聚集态结构和物理性能有着十分重要的影响。 ⑤凝聚态结构的复杂性：包括晶态、非晶态，球晶、串晶、单晶、伸直链晶等。 ⑥可填加其它物质改性。 分为：链结构和聚集态结构。 内容：链结构分为近程结构和远程结构。近程结构主要涉及分子链化学组成、构型、构造；远程结构主要涉及分子链的大小以及它们在空间的几何形态。聚集态结构包 括晶态、非晶态、液晶态、取向态结构及织态结构等。 影响：高分子结构中各个结构层次不是孤立的，低结构层次对搞结构层次的形成具有较大影响，近程结构决定了高分子的基本性能，而聚集态结构直接影响高分子的使 用性能。 2．写出线型聚异戊二烯的各种可能构型。 顺式1，4-加成反式1，4-加成1，2－加成全同立构1，2－加成间同立构 1，2－加成无规立构3，4－加成全同立构3，4－加成间同立构3，4－加成无规立构 3．名词解释 （1）构型：是指分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。 （2）构象：由于分子中的单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态 （3）链柔性：高分子链能够通过内旋转作用改变其构象的性能 （4）内聚能密度：：单位体积的内聚能，CED = ?E/Vm。内聚能是克服分子间作用力，把1mol液体或固体分子移至分子引力范围之外所需的能量 （5）结晶形态：试样中结晶部分所占的质量分数(质量结晶度xcm)或者体积分数(体积结晶度xcv)。 （6）取向：聚合物取向是指在某种外力作用下分子链或其他结构单元沿着外力作用方向择优排列 （7）液晶：一些物质的结晶结构受热熔融或被溶剂溶解后，表观上虽然变成了具有流动性的液体物质，但结构上仍然保持着晶体结构特有的一维或二维有序排列，形成一种兼有部分晶体和液体性质的过渡状态 4．聚合物的构型和构象有何区别？假若聚丙烯的等规度不高，能否通过改变构象的方法来提高其等规度？全同立构聚丙烯有无旋光性？ 构型是指分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。构象由于分子中的单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态。 不行。等规度指的是全同或间同立构单元所占的百分数。所以改变等规度必须是同构改变构型才能来改变。没有旋光性 5．从结构的角度出发，比较下列各组中聚合物的性能差异。 （1）高密度聚乙烯与低密度聚乙烯。 高密度聚乙烯为平面锯齿状链，为线型分子；低密度聚乙烯支化度高于高密度聚乙烯，结晶度较低

第二章 高分子材料理论基础

第二章高分子材料理论基础 目的要求 （1）了解高分子材料的制备反应 （2）了解高分子材料的结构与性能 （3）了解高分子材料的加工方法 （4）了解高分子材料的检测技术 教学重点 （1）高分子材料的基本概念：高分子、结构单元、单体单元等概念，聚合物的命名、聚合反应式的书写 （2）连锁聚合反应、逐步聚合反应的反应条件、反应机理、影响因素、反应特征 （3）聚合物的结构 （4）聚合物的分子运动及物理状态 （5）高分子材料的力学性能 教学难点 （1）结构单元、重复单元、单体单元的辨析 （2）链转移的形成 （3）高聚物的三态变化过程 （4）聚合物在受力情况下所产生的各种粘弹现象、分子运动机理 教学课时：6h 教学方法：讲授 教学内容与步骤 一.命名 1习惯命名法 以所用单体及高分子结构来命名，如PP、酚醛树脂、丁苯橡胶。适应于天然高分子和合成高分子。 ①以单体或假想单体前加“聚”。 ②单独或两种以上不同单体聚合，在单体名称后加“树脂”、“橡胶”，而不用“聚”。如酚醛树脂、氯丁橡胶、丁苯橡胶、脲醛树脂。 ③以高分子的结构特征命名，常常为一大类聚合物统称，如聚酯、聚醚、聚酰胺、聚氨酯、聚砜、环氧树脂。 ④以商业习惯命名。 尼龙、氯纶、腈纶、氨纶（聚氨基甲酸酯）、丙纶。 2商品名、俗名 蛋白质、淀粉、腈纶（PAN ）、涤纶（PET ）、有机玻璃、塑料王（聚四氟乙烯）、电木（酚醛树脂）。 3IUPAC系统命名法 用于线型有机聚合物，在重复单元前面加“聚”字。 规定：①对乙烯基聚合物先写取代基的部分； ②与其它元素连接最少的元素先写。 二.聚合物的合成 1基本概念 单体：可与同种或其他分子聚合而生成高分子物质的那些低分子原料。 分类：

第七章 高分子的结构 习题与思考题讲解学习

第七章高分子的结构习题与思考题

第七章高分子的结构 习题与思考题 1．高分子的结构有何特点？高分子结构可以分为哪些结构层次？各结构层次包括哪些内容？它们对聚合物的性能会产生什么影响？ 特点：①链式结构：结构单元103-105数量级 ②链的柔顺性：内旋转产生非常多的构象 ③多分散性，不均一性，长短不一。 ④结构单元间的相互作用对其聚集态结构和物理 性能有着十分重要的影响。 ⑤凝聚态结构的复杂性：包括晶态、非晶态，球 晶、串晶、单晶、伸直链晶等。 ⑥可填加其它物质改性。 分为：链结构和聚集态结构。 内容：链结构分为近程结构和远程结构。近程结构主要涉及分子链化学组成、构型、构造；远程结构主 要涉及分子链的大小以及它们在空间的几何形 态。聚集态结构包括晶态、非晶态、液晶态、取 向态结构及织态结构等。 影响：高分子结构中各个结构层次不是孤立的，低结构层次对搞结构层次的形成具有较大影响，近程结

构决定了高分子的基本性能，而聚集态结构直接 影响高分子的使用性能。 2．写出线型聚异戊二烯的各种可能构型。 顺式1，4-加成反式1，4-加成 1，2－加成全同立构 1，2－加成间同立构 1，2－加成无规立构 3，4－加成全同立构 3，4－加成间同立构 3，4－加成无规立构 3．名词解释 （1）构型：是指分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。 （2）构象：由于分子中的单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态 （3）链柔性：高分子链能够通过内旋转作用改变其构象的性能 （4）内聚能密度：：单位体积的内聚能，CED = ?E/Vm。 内聚能是克服分子间作用力，把1mol液体或固体分 子移至分子引力范围之外所需的能量 （5）结晶形态：试样中结晶部分所占的质量分数(质量结晶度xcm)或者体积分数(体积结晶度xcv)。 （6）取向：聚合物取向是指在某种外力作用下分子链或其他结构单元沿着外力作用方向择优排列

第八章聚合的化学反应

第八章聚合物的化学反应 【课时安排】 8.1 概述1学时 8.2 反应特征及影响因素1学时 8.3 聚合物的相似转变1学时 8.4 功能高分子50分钟 8.5 聚合度变大的反应50分钟 8.6 聚合度变小的反应40分钟 8.7 老化与防老化10分钟 总计6学时 【掌握内容】 1聚合物的化学反应特征及影响因素 2 重要的聚合物的相似转变反应：纤维素、聚醋酸乙烯、离子交换树脂 3 重要的聚合度变大的反应：橡胶硫化，过氧化物交联，HIPS,ABS,SBS 4重要的降解反应：PMMA,PE,PP,PVC 【熟悉内容】 1. 功能高分子 2. 老化与防老化 【了解内容】 1. 其它的聚合物的反应 【教学难点】 1. 聚合物的化学反应特征及影响因素 【教学目标】 1掌握几率效应、邻近基团效应、相似转变、聚合度变大的反应、聚合度变小的反应、解聚、老化等基本概念 2掌握聚合物的化学反应特征及影响因素 3 掌握重要的降解反应类型 4能正确书写重要的聚合物化学反应式：纤维素、聚醋酸乙烯、离子交换树脂、过氧化物交联，HIPS,ABS,SBS 8.1 概述 8.2 反应特征及影响因素 【教学内容】 8.1 概述 一.聚合物反应的分类 二.聚合物反应的意义 8.2 反应特征及影响因素 8.2.1 聚合物的反应特征 8.2.2 影响聚合物反应的因素 一. 物理因素 二. 化学因素 【授课时间】2学时 【教学重点】影响聚合物反应的因素；聚合物反应分类 【教学难点】影响聚合物反应的因素

【教学目标】 1 掌握聚合物反应分类 2 掌握影响聚合物反应的因素 3 掌握几率效应、邻近基团效应、相似转变、聚合度变大、聚合度变小的反应等概念【教学手段】课堂讲授 【教学过程】 8.1 概述 一.分类（根据聚合度变化） 1.相似转变: Mn不变，反应仅限于侧基和端基制备新聚合物 2.聚合度变大反应: Mn变大，交联，接枝，嵌段，扩链 3.聚合度变小反应: Mn变小降解，解聚 二.意义 1.制备新聚合物 (1)利用相似转变 2）利用聚合度变大反应 2.对聚合物使用过程中老化行为的保护与利用 (1)防老化:延长使用寿命 (2)利用老化:三废处理,可自然降解聚合物(环保餐盒,可降解塑料) 3.理论研究:测定聚合物结构,高分子效应,机理研究 8.2 反应特征及影响因素 8.2.1 聚合物的反应特征 1 反应速率低 2 反应不完全 3 反应复杂，多种结果 ~~~CH2-CH~~~~→ CN ~~~CH2-CH~~CH2-CH~~CH2-CH-CH2-CH ~~~CH2-CH ~~~ CN CONH CO- NH-CO COOH （异链聚合物：在链上含有多种不重复的结构单元的聚合物） 基团转化率（PBd加氢加氢度，PV A缩醛化缩醛度） 8.2.2 影响聚合物反应的因素 一. 物理因素 1.扩散速度的影响 (1).结晶度 结晶区: 分子链排列规整,作用力大,小分子无法扩散 无定形区:T>Tg: 链段活动性加强,利于扩散可在Tg以上或溶胀时反应 T

高分子物理 第二章习题答案

第一章 习题答案 一、 概念 1、构象：由于单键的内旋转而产生的分子中原子在空间位置上的变化叫构象。而构型指 2、构型：分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。 3、均方末端距：高分子链的两个末端的直线距离的平方的平均值。 4、链段：链段是由若干个键组成的一段链作为一个独立动动的单元，是高分子链中能够独立运动的最小单位。 5、全同立构：取代基全部处于主链平面的一侧或者说高分子全部由一种旋光异构单元键接而成。 6、无规立构：当取代基在平面两侧作不规则分布或者说两种旋光异构体单元完全无规键接而成。 二、选择答案 1、高分子科学诺贝尔奖获得者中，（ A ）首先把“高分子”这个概念引进科学领域。 A 、H. Staudinger, B 、K.Ziegler, G .Natta, C 、P. J. Flory, D 、H. Shirakawa 2、下列聚合物中，（ A ）是聚异戊二烯(PI)。 A 、 C CH 2n CH CH 23 B 、 O C NH O C NH C 6H 4C 6H 4n C 、 CH Cl CH 2n D 、O C CH 2CH O O n O C 3、链段是高分子物理学中的一个重要概念，下列有关链段的描述，错误的是（ C ）。 A 、高分子链段可以自由旋转无规取向，是高分子链中能够独立运动的最小单位。 B 、玻璃化转变温度是高分子链段开始运动的温度。 C 、在θ条件时，高分子“链段”间的相互作用等于溶剂分子间的相互作用。 D 、聚合物熔体的流动不是高分子链之间的简单滑移，而是链段依次跃迁的结果。 4、下列四种聚合物中，不存在旋光异构和几何异构的为（ B ）。 A 、聚丙烯， B 、聚异丁烯， C 、聚丁二烯， D 、聚苯乙烯 5、下列说法，表述正确的是（ A ）。 A 、工程塑料ABS 树脂大多数是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯组成的三元接枝共聚物。 B 、ABS 树脂中丁二烯组分耐化学腐蚀，可提高制品拉伸强度和硬度。 C 、ABS 树脂中苯乙烯组分呈橡胶弹性，可改善冲击强度。

光敏高分子材料

光敏高分子材料 叶青 080712120 长春理工大学 130022 摘要：光敏高分子材料是光化学和光物理科学的重要组成部分，在光或射线作用下能迅速发生化学变化或物理变化的高分子材料。近年来发展迅速，并在各个领域中获得广泛应用，本文简述了光敏高分子材料的概述、分类及光致变色材料等。 关键词：光敏；材料；分类；光致变色 Abstract: photosensitive polymer materials is an important part of photochemical and photo physical science, under the action of light or rays can quickly polymer materials experiencing chemical or physical change. In recent years has developed rapidly, and used in various fields, this article tries to sketch an overview of the photosensitive polymer materials, classification and photochromic materials. Keywords: photosensitive; material; classification of photochromic 1 光敏高分子材料概述 敏高分子材料也称为光功能高分子材料，是指在光参量的作用下能够表现出某些特殊物理或化学性能的高分子材料。如，吸收光能后发生化学变化的光敏高分子材料有：光致刻蚀剂和光敏涂料（发生光聚合、光交联、光降解反应等），光致变色高分子材料（发生互变异构反应，引起材料吸收波长的变化）；吸收光能后发生物理变化的光敏高分子材料有：光力学变化高分子材料（引起材料外观尺寸变化），光导电高分子材料（可增加载流子而导），非线性光学材料（发生超极化而显示非线性光学性质），荧光发射材料（将光能转换为另外一种光辐射形式发出）等。光敏高分子材料是光化学和光物理科学的重要组成部分，近年来发展迅速，并在各个领域中获得广泛应用。 1.1高分子光物理和光化学原理 许多物质吸收光子以后，可以从基态跃迁到激发态，处在激发态的分子容易发生各种变化。如果这种变化是化学的，如光聚合反应或者光降解反应，则研究这种现象的科学称为光化学；如果这种变化是物理的，如光致发光或者光导电现象，则研究这种 现象的科学称为光物理。研究在高分子中发生的这些过程的科学我们分别称其为高分 子光化学和高分子光物理。高分子光物理和光化学是研究光敏高分子材料的理论基础。激发能的耗散激发态分子的激发能，有三种可能转化方式。即：发生光化学反应；以发射光的形式耗散能量；通过其他方式转化成热能，后两种方式称为激发能的耗散。激发能耗散的方式有许多种。光引发剂和光敏剂光引发剂和光敏剂，均能促进光化学反应的进行。但是，光引发剂是吸收光能后跃迁到激发态，当激发态能量高于分子键断裂能量时，断键产生自由基，光引发剂则被消耗；而光敏剂是吸收光能后跃迁到激发态，然后发生分子内或

第七章 无机高分子材料及其应用

摘要本文简要地介绍了无机高分子地定义、分类，以及一些重要无机高分子材料地性能及其应用. 关键词无机高分子材料无机聚合物性能和应用 、前沿 随着人们对健康、安全、环境意识地强化，尤其天然气和石油资源地日趋耗竭，材料未来总地发展趋向于：逐步由非金属材料部分地替代金属材料，而在非金属材料中，无机材料在许多领域中将越来越多地取代有机材料.因此，由蕴藏量极其丰富而廉价地无机矿物制备无毒、耐高温、耐老化、高强度甚至多功能化地无机材料是当今世界材料学研究地重要方向之一.无机高分子材料因能符合这些要求而日益引起重视.个人收集整理勿做商业用途 无机高分子也称为无机聚合物，是介于无机化学和高分子化学之间地古老而又新兴地交叉领域.实际上，传统地无机化学中许多内容属于无机聚合物，许多无机物本身就是聚合物，例如金刚石、二氧化硅、玻璃、陶瓷和氧化硼.第一届国际无机聚合物会议于年召开，会上把无机聚合物定义为：凡在主链上不含碳原子地多聚化合物称为无机聚合物，如此定义相当于把离子晶体及固态金属也包括在内，故后来有人建议把无机聚合物定义为:主链由非碳原子共价键结合而成地巨大分子.个人收集整理勿做商业用途 、无机高分子地分类 均链聚合物 主链由同种元素组成地聚合物为均链聚合物. 周期表中Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ主族地大部分元素及Ⅲ族地元素能生成均链聚合物.例如金刚石和石墨，三维网络固态聚合物、、、、、、、和地聚合分子等.但由于形成主链地同种原子之间地键能低于———键能，表现为稳定性甚差、易分解，而且当前合成地均链聚合物聚合度甚低，所以缺乏应用价值.个人收集整理勿做商业用途 表一原子之间键能（计算值） 均链键能（）杂链键能（） 化学键键能化学键键能 —— —— —— —— —— —— —— — ——

第七章 无机高分子材料及其应用

无机高分子材料及其应用 摘要本文简要地介绍了无机高分子的定义、分类，以及一些重要无机高分子材料的性能及其应用。 关键词无机高分子材料无机聚合物性能和应用apdeng@126.com 1、前沿 随着人们对健康、安全、环境意识的强化，尤其天然气和石油资源的日趋耗竭，材料未来总的发展趋向于：逐步由非金属材料部分地替代金属材料，而在非金属材料中，无机材料在许多领域中将越来越多地取代有机材料。因此，由蕴藏量极其丰富而廉价的无机矿物制备无毒、耐高温、耐老化、高强度甚至多功能化的无机材料是当今世界材料学研究的重要方向之一。无机高分子材料因能符合这些要求而日益引起重视。 无机高分子也称为无机聚合物，是介于无机化学和高分子化学之间的古老而又新兴的交叉领域。实际上，传统的无机化学中许多内容属于无机聚合物，许多无机物本身就是聚合物，例如金刚石、二氧化硅、

玻璃、陶瓷和氧化硼。第一届国际无机聚合物会议于1961年召开，会上把无机聚合物定义为：凡在主链上不含碳原子的多聚化合物称为无机聚合物，如此定义相当于把离子晶体及固态金属也包括在内，故后来有人建议把无机聚合物定义为:主链由非碳原子共价键结合而成的巨大分子。 2、无机高分子的分类 2.1 均链聚合物 主链由同种元素组成的聚合物为均链聚合物。 周期表中Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ主族的大部分元素及Ⅲ族的B元素能生成均链聚合物。例如金刚石和石墨，三维网络固态聚合物Si、Ge、Sn、P、As、Pb、S、Se和Te的聚合分子等。但由于形成主链的同种原子之间的键能低于—C—C—键能，表现为稳定性甚差、易分解，而且当前合成的均链聚合物聚合度甚低，所以缺乏应用价值。 表一原子之间键能（计算值）

07第七章-聚合物的粘弹性

第七章 聚合物的粘弹性 viscoelasticity §7-1概述 7.1.1 对粘性和弹性的认识过程 1 起初的认识 16世纪左右，在欧洲，自然科学开始萌芽。那时 候，人们对物质形态有了初步认识，但还是比较初级的认识。那时候科学家认为，要么是纯粘性液体，要么是纯弹性固体。 （1） 理想粘性液体 理想粘性液体(牛顿流体)，其应力－应变行为服从牛顿流动定律 d dt εση= 式中：σ——应力；d dt ε——应变速度；η——本体粘 度。 积分上式并令：t ＝0，ε＝0，得 t σεη = 例如大多数小分子液体可近似地看作理想粘性液 体。理想粘性液体的特点是：应变速率与应力成正比；形变随时间的延长而发展；当除去外力之后形变不可回复。

（2） 理想弹性固体 对于理想弹性体，其应力－应变关系服从胡克定律，即 E σε= 式中：σ——应力；E ——弹性模量；ε——应变。 例如金属、玻璃、玻璃态的高聚物都可近似看作 理想弹性固体。理想弹性固体的特点是：应变与应力成正比，应变在加力的瞬时达到平衡值；除去应力时，应变瞬时回复。 2 认识的发展 后来，人们逐渐认识到，粘性和弹性都不是绝对 的，而是相对性的。在某些条件下主要表现弹性；而在另一些条件下主要表现粘性。 比如硬物快速地撞击水面，会被弹起来。这就是 说，即使所谓的纯粘性液体在某些条件下也会表现固体的弹性。 再譬如，古老的教堂里的窗玻璃，现在发现上面 变薄了，下面变厚了。这就是说，即使像玻璃这样“非常固体”的固体，经过很长时间之后也表现出液体的流动。 为了定量地说明弹性和粘性的相对性，可用下面 的公式：

材料内部分子运动的松弛时间………（物质的本性）——————————————— 实验观察时间（或外力作用速度）……（外部条件）如果<<1，则表现出液体粘性； 如果>>1，则表现固体的弹性。 如果≈1，既表现固体的弹性也表现液体的粘性，即粘弹性。 比如，液体水分子的松弛时间大约是10-12秒；而玻璃态高聚物的链段运动的松弛时间达到小时、天、月的数量级。 7.1.2 高聚物的粘弹性 定义：高分子材料(包括高分子固体，熔体及浓溶液)的力学响应在通常情况下总是或多或少表现为弹性与粘性相结合的特性，这种特性称之为粘弹性。 内在机理：是高聚物分子运动的松弛特性（即时间依赖性）的外在表现。 粘弹性的本质是由于聚合物分子运动具有松弛特性。 影响因素：温度；实验观察时间（外力作用速度）。 静态粘弹性：蠕变；应力松弛。 动态粘弹性：滞后现象、力学损耗。 §7-2 聚合物的力学松弛现象 聚合物的力学性质随时间的变化统称为力学松