(完整版)功能高分子复习提纲
一、名词解释（5题，共15分）
——功能高分子材料：一般指具有传递、转换或贮存物质、能量和信息作用的高分子及其复合材料，或具体地指在原有力学性能的基础上，还具有化学反应活性、光敏性、导电性、催化性、生物相容性、药理性、选择分离性、能量转换性、磁性等功能的高分子及其复合材料。——功能与性能，性能：材料的功能从本质上来说是指向材料输入某种能量和信息，经过材料的储存、传输或转换等过程，再向外输出的一种特性；材料的性能是指材料对外部作用的表征与抵抗的特性。材料在具备功能的同时，必须具有一定的性能。
——结构型功能高分子材料，指在大分子链中具有特定的功能基团的高分子材料，它们的功能性是由分子中所含的特定的功能基团来实现的。
——复合型功能高分子材料：指以普通高分子材料为基体或载体，与具有某些特定功能（如导电、磁电）的其他材料以一定的方式复合而成的，它们的功能性是上高分子材料以外的添加组分得到的。
——智能材料：是将普通材料的各种功能与信息系统有机地结合起来的融合型材料，它可以感知外部的刺激（传感功能），通过自我判断和自我结论（处理功能），实现自我指令和自我执行的功能（执行功能）；又称为灵巧材料（机敏材料）。
——离子交换树脂：是一类带有可离子化基团的三维网状交联聚合物。它具有一般聚合物所没有的新功能——离子交换功能，本质上属于反应性聚合物。
——高吸水性树脂，是由分子链上含有强亲水性基团(如羧基、磺酸基、酰胺基、羟基等)并有一定交联度的功能高分子材料。
——高分子分离膜，是用人工或天然合成的高分子分离膜，可借助于化学位差（浓度差、压力差和电位差）的推动对双组份或多组份的溶质和溶剂进行分离、提纯和选择性透过等。——导电高分子：是指由具有共轭π键的高分子本身或经过“掺杂”后具有导电性的一类高分子材料。
----结构型导电高分子：
----复合型导电高分子：
---载流子：
——掺杂：这种因添加了电子受体或电子给体而提高电导率的方法称为“掺杂”
---光功能高分子材料：也称感光性高分子，指在吸收了光能后，能在分子内或分子间产生化学、物理变化的一类功能高分子材料。这种变化发生后，材料将输出其特有的功能。——光致抗蚀材料：指高分子材料经过光照后，分子结构从线型可溶性转变为网状不可溶性，从而产生了对溶剂的抗蚀能力。(负片型)
----光致诱蚀材料，与光致抗蚀材料正好相反，当高分子材料受光照辐射后，感光部分发生光分解反应，从而变为可溶性。（正片型）
——光引发剂和光敏剂：都是在光聚合中起到促进引发聚合作用的化合物。二者不同在于，光引发剂吸收光能后跃迁到激发态，当激发态能量高于键断裂所需的能量时，断键产生自由基，而引发反应，属消耗性，光敏剂吸收光能后跃迁到激发态，然后发生分子内或分子间能量转移。将能量传递给另一个分子，产生初级自由基，光敏剂回到基态，属非消耗性。——生物降解高分子材料：指一类能够被微生物酶的作用分裂成较小聚合物产物的高分子材料。
——生物降解：是指高分子的分子链在微生物酶作用下分裂成较小聚合物产物的过程。——生物相容性：是指生物材料在生物体内与周围环境的相互适应性，也可理解为宿主体与材料之间的相互作用程度。
——生物吸收性高分子：在体内逐渐降解，其降解产物为机体吸收代谢的高分子材料。——生物惰性高分子：指在生物环境下呈现化学和物理惰性的高分子材料。
——水凝胶：由液体和高分子网络组成，由于高分子网络与液体之间的亲和性，液体被高分子网络封闭在里面，并且像固体一样显示一定形状的材料。
——智能型凝胶：高分子主链或侧链上通常存在着离子化基团、极性和疏水性基团，从而使之具有类似生物体的特性，当收到外界刺激(温度 PH 溶剂盐浓度化学物质等)，其结构，物理特性会产生敏感响应的一类凝胶材料。
——形状记忆材料：是指对已经赋形的材料在一定的条件下（如加热、光照、改变酸碱度、磁场等）实施变形，将这种变形状态保存下来；当材料再进行加热、光照或者改变酸碱度等刺激的时候，聚合物又可以恢复到其原来的赋形状态。
----高分子液晶：出现在从各向异性晶体过渡到各向同性液体之间的、兼有液体和晶体部分性质的过渡状态称为液晶态，处于液晶态的高分子称为高分子液晶。
二、问答题（6题，共35分）
1.功能高分子与通用高分子材料的区别是什么？
答：通用型材料高分子，使用量大、应用面广。功能高分子侧重于研究性能特殊(物理、力学、化学、生物学、功能)、使用量小、附加价值高的一类材料，其性能和特征都大大超出了原有通用高分子材料和范畴。简而言之，功能高分子与通用高分子本质上不同的是分子上往往带有特殊结构的官能团。
2.功能高分子按照功能特性可以分为哪几类？
答：按照功能特性可以分为：反应性高分子材料、光敏性高分子、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、医药用高分子材料、高性能工程材料。
3.功能高分子材料的设计原理和制备策略有哪些？
答：功能高分子材料的设计，就是赋予高分子材料特殊功能。设计的原理是通过化学、物理或者特殊的加工方法，按照材料的设计要求将某些带有特殊结构和功能基团的化合物高分子化，或者将这些小分子化合物与高分子骨架相结合，或者通过特殊的加工方法来精确地控制材料的聚集态结构及其宏观形态，从而实现预定的性能和功能。
目前功能高分子材料的制备策略主要有以下四种类型：
①功能性小分子的高分子化。从化学方法来看，包括：功能性小分子的聚合反应（共聚、均聚等）、将功能性小分子通过化学键引入到聚合物骨架中（聚合物为载体）。物理方法上，通过共混、吸附、包埋等作用将功能性小分子高分子化。
②已有高分子材料的功能化。主要是通过小分子功能化合物与聚合物的共混和复合来实现
③多功能材料的复合。将两种以上的功能高分子材料以某种方式结合，将形成新的功能材料，而且具有任何单一功能高分子均不具备的性能。或是在同一种功能材料中，甚至在同一个分子中引入两种以上的功能基团。以这种方法制备的聚合物，或者及多种功能于一身，或者两种功能起协同作用，产生出新的功能。
④已有功能高分子的功能扩展，通过对材料进行各种表面处理以获得新功能，如“低温等离子处理”
4.离子交换树脂在组成与结构上有哪些主要特征？
离子交换树脂是一类带有可离子化基团的三维网状交联聚合物。结构上，具有两个基本特点：①其骨架或载体是交联聚合物，因为在任何溶剂中都不能使其溶解，也不能使其熔融②聚合物上所带的功能基可以离子化。组成上，三维空间结构的网络骨架；骨架上连接的可离子化的功能基团；功能集团上吸附的可交换的离子。
5.离子交换树脂的主要类型有哪些？
⑴根据合成方式的不同，分为缩聚型和加聚型。
⑵根据所带离子化基团的不同，分为阳离子交换树脂、阴离子交换树脂和两性离子交换树脂。
⑶根据树脂的物理结构，离子交换树脂可分为凝胶型、大孔型和载体型离子交换树脂。
①凝胶型离子交换树脂在干态和溶胀态都是透明的，呈现出均相结构。树脂在溶胀状态下存在聚合物链间的凝胶孔，小分子可以在凝胶口内扩散。在干燥状态或油类中将丧失离子交换功能。凝胶型离子交换树脂的优点是体积交换容量大、生产工艺简单、成本低。而缺点是耐渗透压差、抗有机污染性差。
②大孔型离子交换树脂内存在海绵状的多孔结构，可在非水体系中起离子交换和吸附作用。优点为耐渗透压强度高、抗有机污染性好。缺点是体积交换容量小。
③载体型离子交换树脂是一种特殊用途的树脂，主要用作液相色谱的固定相。一般是将离子交换树脂包覆在硅胶球或玻璃珠等非活性材料的表面上制成。既可经受液相色谱中流动介质的高压，又具有离子交换功能。
6.主要类型离子交换树脂的制备
1、聚苯乙烯系离子交换树脂的合成：分两步⑴交联聚苯乙烯球粒的制备；⑵交联聚苯乙烯的功能基团化
⑴交联聚苯乙烯球粒的制备：
所用的单体为本乙烯和二乙烯基苯，在热引发剂的作用下在水相中进行悬浮聚合，反应是如下：
⑵交联聚苯乙烯的功能基团化：
①苯乙烯系强酸性阳离子交换树脂：通过白球的磺化即可得到磺酸型强酸性阳离子交换树脂。常用的磺化剂有浓硫酸、氯磺酸和三氧化硫等。
②苯乙烯系强碱性和弱碱性阴离子交换树脂：将白球进行氯甲基化，然后用不同的胺进行胺化，则可分别得到苯乙烯系强碱性和弱碱性阴离子交换树脂。
——当氯甲基化树脂与叔胺进行反应→可得到季铵型强碱性阴离子交换树脂
——当氯甲基化树脂与氨伯胺、仲胺反应→
D.弱碱型阴离子交换树脂的制备：利用羧酸类基团与胺类化合物进行酰胺化反应，可得弱碱型阴离子交换树脂。
2.丙烯酸系弱酸性阳离子交换树脂的合成：
首先丙烯酸甲酯与二乙烯基进行自由基悬浮共聚合，然后在强酸或强碱条件下使酯基水解，即可得丙烯酸系弱酸性阳离子交换树脂：
2) 大孔型离子交换树脂：凝胶型离子交换树脂基本相同，以苯乙烯骨架为主。与凝胶型树脂相比，大孔树脂制备中有两大明显的不同之处：二乙烯基苯含量大大增加（一般达85％以上），交联度较大；制备过程中加入致孔剂。
7.阐述离子交换树脂的特性与功能及其主要应用。
答：离子交换树脂最重要的功能化学性能，为保证其功能的正常发挥，还必须具有一些必要的物理化学性能，具体来说，分为2个方面来考虑。物理性能，外观上为珠状颗粒型；包含有足够的水分；同时兼有化学稳定性、热稳定性和力学稳定性。化学性能上，离子交换树脂最基本、最重要的性能——离子交换反应；合适的交换容量；一定的离子交换选择性。
离子交换树脂应该具备5个方面功能：①离子交换树脂：离子交换树脂最主要的功能②吸附作用：具有从溶液中吸附非电解质的功能。尤其是大孔型离子交换树脂有很强的吸附功能③催化作用：离子交换树脂实际上是不溶不熔的多价酸、碱，故可催化某些化学反应④脱水作用：这是由于离子交换树脂的交换基团是强极性的，亲水性强，因此，干燥的离子交换树脂有很强的吸水作用。如利用离子交换树脂对各种有机溶剂进行脱水⑤脱色作用。色素大多数为阴离子物质或弱极性物质，可用离子交换树脂除去。特别是大孔型树脂具有强的脱色作用。与常用的活性碳相比较，离子交换树脂脱色剂的优点是：使用方便，且可以反复使用。
离子交换树脂的应用广泛。主要的有：①水处理。包括水质的软化、水的脱盐和高纯水的制备等②治金工业。应用于铀、针等超铀元素、稀土金属、重金属、轻金属、贵金属和过渡金属的分离、提纯和回收方面③原子能工业。包括燃料的分离、提纯、精制和回收等④海洋资源利用。利用离子交换树脂，可从许多海洋生物（如海带）中提取碘、溴、镁等重要化工原料⑤环境保护。用于废水（电镀废水、造纸废水、矿治废水、生活污水、影片洗印废水
等）、废弃的浓缩、处理、分离、回收及分析检测。⑥催化剂⑦在制药行业中的应用：用于可离子化药品的提纯，分离色素、盐等杂质。
8.高吸水性树脂为什么能大量吸水并保水？
答：高吸水性树脂具有特殊的结构，①物理结构：轻度交联的空间网络结构。②化学结构：高吸水性树脂主链和接枝侧链上含亲水性基团。
吸水前，高分子网络是固态网络，未电离成离子对，当遇到水时，由于亲水性基团与水分子的水合作用，使水渗入到网络内部，使高分子电解质解离，从而产生网络内外的离子浓度差，即产生渗透压，水分子由于渗透压差而向网络内部迁移，从而在高分子网络内部形成纯溶剂区，高分子上解离出的可迁移离子如钠离子向纯溶剂区迁移，从而导致高分子链上带有负电荷，由于静电斥力使高分子网络扩张，故而能使大量水封存在高分子网络中。此即高吸水性树脂能大量吸水的原因。
水分子进入高分子网络后，由于网格的弹性束缚，水分子的热运动受到限制，不易重新从网络中逸出，因此，具有良好的保水性。
9.简述高吸水性树脂的主要性能及其应用。
高吸水性树脂作为一种高分子材料，除具有一般高分子材料的性能外，同时还有其特殊的性能。
①吸水能力，指树脂在溶液中溶胀和形成凝胶以吸收液体的能力②保水能力，指的是吸水后的凝胶能保持其水溶液不离析状态的能力③吸水状态的凝胶强度，因为高吸水性树脂有一定的交联密度，所以凝胶强度较高、不易破碎，一般吸水量较低时，显示的强度越大④热稳定性，在130℃以下，高吸水性树脂的吸水能力温度变化不是很大。⑤吸氨能力，高吸水性树脂一般为含羧基的阳离子聚合物，为提高吸水能力是大部分羧酸基团转变为羧酸盐基团，因水解不完全，残存的羧基（约30%）往往使树脂显示弱酸性，并可吸收氨类等弱碱性物质。⑥增黏作用，高吸水性树脂吸水后形成水凝胶。
高吸水性树脂在日常生活中、农业、林业、石油化工、土木建筑等方面取得了广泛的用途。具体来说，在日常生活中，可以用作纸尿布、吸水性抹布、芳香除臭剂、插花材料等；在农业上，可以用作土壤改良剂、植物幼苗移植用保水剂、水果蔬菜保鲜。医用材料，医用检验试片、人工皮肤、缓释性药剂、抗血栓材料，人工器官代替材料等
10.简述高分子分离膜的分类。
根据结构主要分为两大类：对称膜和不对称膜，每种膜又可由多孔膜和致密膜共同组成。从材料来源可分为合成膜和天然膜；依据膜的形态可分为液态膜和固态膜；依据分离膜分离时候所选择的球粒的大小可分为微滤膜、纳滤膜、反渗透膜等。
(1)按材料的来源分为合成膜和天然膜
(2)按膜的形态分类分为液态膜和固态膜
(3)按膜所分离物质的粒径及分离原理分类
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。
(4) 按膜的宏观形态分类
平板膜、管式膜、中空纤维膜，等。
(5)膜按功能分为
分离功能膜、能量转化功能膜、生物功能膜等
11.高分子分离膜的分离机理如何？请简述不同结构的膜的分离机理（多孔膜和致密膜）。
各种物质与膜的相互作用不一致，高分子分离膜的分离机理有3种，即过筛分离机制、溶解扩散机制、选择性吸附机制。其中分离作用主要依靠过筛分离作用和溶解扩散作用。
过筛分离机制，类似于物理过筛过程，被分离物质能否通过筛网取决于物质粒径尺寸和网孔的大小。
溶解扩散机制，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能够在膜中扩散运动，从膜的一侧扩散到另一侧，在离开分离膜。
选择性吸附机制，当膜材料对混合物中的部分物质有选择性吸附时，吸附性高的成分将在表面富集，通过膜的几率将加大；相反，不容易被吸附的成分将不易透过该分离膜。对膜分离作用的吸附作用主要包括范德华力吸附和静电吸附。
多孔膜的分离机制主要是过筛原理，以截留水和非水溶液中不同尺寸的溶质分子，也可用于气体的分离。
致密膜的传质和分离机理是溶解-扩散机理，即在膜上游的溶质（溶液中）分子或气体分子（吸附）溶解与高分子膜界面，按扩散定律通过膜层，在下游界面脱溶。
12.高分子分离膜的主要制备方法
1.多孔膜的制备方法有烧结法，拉伸法，径迹刻蚀法，相转化法。相转化法也可以制备致密膜。
烧结法：将聚合物微粒初步成型后再熔融温度下处理，使微粒的外表面软化，相互黏结在一起，冷却固化后形成多孔性材料。
2.拉伸法：由部分晶体状态时的聚合物膜经拉伸后再膜内形成微孔而得到的非晶区收到过渡拉伸而局部断裂形成微孔，而晶区则作为骨架得以保存。
3.径迹刻蚀法：当高能球粒穿透高分子膜时，在一定条件下可以形成细小的径迹，径迹小的高分子链发生断裂，形成活性很高的新链端，将其浸入侵蚀液中，细小的径迹被侵蚀扩大，形成多孔膜。
4.相转化法：指配制一定组成的均相聚合物溶液，通过一定的物理方法改变溶液的热力学状态，使其从均相的聚合物溶液发生相分离，最终转变为凝胶结构。
5.复合膜的制备方法：
①两种分离膜分开制备，然后再将两种膜用机械方法复合在一起。
②制备多孔膜作为支撑膜。然后将第二种聚合物溶液滴加到多孔膜表面，直接在第一种膜表面上形成第二种膜，膜形成与复合一次完成。
③第一步与2相同，先制备多孔膜，再将制备的第二种聚合物膜的单体溶液沉积在多孔膜表面，最后用等离子体引发聚合形成第二种膜。并完成复合。
④在已制备好的多孔膜表面沉积一层双官能团缩合反应单体，将其与另一种双官能团单体溶液接触并发生缩合反应，在多孔膜表面形成致密膜。
13.导电高分子材料有哪些种类？其导电载流子是什么？
按照材料的结构和组成分类，有结构性导电高分子（本征型）和复合型导电高分子。结构性导电高分子，本身具有“固有”的导电性，由聚合物结构提供载流子（电子、离子或空穴）。在复合型导电高分子中，高分子材料本身并不具备导电性，只充当了粘合剂的角色。导电性是通过混合在其中的导电性的物质如炭黑、金属粉末等获得的。导电填料起提供载流子的作用。
按导电机理分，有离子导电聚合物、电子导电聚合物和氧化还愿型导电聚合物。
按材料的结构和组成可分为：结构型导电高分子和复合型导电高分子材料。
按导电机理分为：离子导电聚合物、电子导电聚合物、氧化还原型导电聚合物。
其导电载流子是：电子、空穴、或离子。
14.什么是掺杂？为什么掺杂后的共轭高聚物的电导率可大幅度提高？
因添加了电子受体或电子给体而提高电导率的方法称为“掺杂”
掺杂就是在共轭结构高分子上发生的电荷转移或氧化还原反应。
通过加入掺杂剂，在聚合物的空轨道中加入电子，或从占有轨道中拉出电子，进而改变现有π电子能带的能级，出现能力居中的半充满能带，减小能带间的能量差，使自由电子或空穴迁移时的阻碍减小，故其电导率大幅提高，有些甚至具有导体的性质。
P-型掺杂从占有轨道中拉出电子，进而改变现有π电子能带的能级，出现能量居中的半充满能带，减少能带间的能量差，使空穴迁移阻碍减少。
n-型掺杂在聚合物空轨道中加入电子，减小空穴迁移的阻碍。
碘分子从聚乙炔抽取一个电子形成I3－，聚乙炔分子形成带正电荷的自由基阳离子，在外加电场作用下双键上的电子可以非常容易地移动，结果使双键可以成功地沿着分子移动，实现其导电能力。
15.阐述复合型导电高分子材料的导电机理。
关于复合型导电高分子材料的导电机理，目前比较流行的网链形成的机理及网链结构的导电理论有两种：一是宏观的渗流理论，即导电通道学说；另一种是微观的量子力学的隧道效应和场致发射效应。
导电通道学说表明，当导电填料浓度较低时，填料颗粒分散在聚合物中，相互接触很少，导电性很低。随着填料浓度增加，填料颗粒接触机会增加，电导率逐步上升。当填料浓度达到某一临界值时，体系内的填料颗粒相互接触形成无限网链。这个无线网链就像金属网贯穿于聚合物中，形成导电通道，电导率急剧上升，是聚合物形成导体。再增加导电颗粒的用量，对聚合物的导电性不会再有更多的贡献，故导电率变化就趋于平缓。
隧道效应表明，当导电颗粒不相互接触时，颗粒间存在聚合物隔离层，使导电颗粒中自由电子的定向运动受到阻碍，电子作为一种微观粒子，它具有穿过导电颗粒之间隔离层阻碍的可能性，即可能产生“贯穿效应”，也称隧道效应。
16.环境降解高分子材料可以分为几类？
按降解机理分为光降解型、生物降解型和光-生物降解型高分子材料。化学降解
按生产方法分为微生物生产高分子、天然高分子、合成高分子
按组成与结构分为结构型、掺混型
按降解形式分为完全生物降解高分子、生物破坏高分子
17. 光降解高分子材料的制备方法
①共聚是合成光降解高分子最常用的方法，通过共聚在大分子中引入感光基团，如酮基，双键等，并通过控制感光基团的含量以控制聚合物的寿命。
通过大分子的化学反应在分子链上引入感光基团。如用辐射接枝的法将含有酮基的单体直接接在塑料上。
掺入光敏添加剂：在光的作用下，光敏剂通过分子内或分子间能量转移后可激发其它分子产生初级自由基，进而引发聚合物分子链的连锁反应达到降解的作用，常用的光敏剂有过渡金属络合物、羰基化合物、卤化物以及一些多环芳香化合物如蒽、菲、芘等。
18.生物降解高分子材料的降解机理是什么？现在有哪些典型的生物降解材料。
高分子生物降解的机理可分为四种：加溶、生成电荷、化学水解和酶催化水解。
①加溶。对于一些易溶于水的高分子，如聚电解质、聚乙烯醇和聚乙烯基吡咯烷酮极性高分子等，当它们与水接触时，高分子首先吸水溶胀形成凝胶，随着吸水溶胀程度的增大，高分子间相互作用减弱，逐渐溶于水中，形成黏性溶液
②生成电荷。有些不溶于水的高分子，由于其分子的侧基离子化或质子化后可变成水溶性的。
③水解。水解是生物降解性高分子最重要的降解机理。在主链中引入可水解的功能团，可使水解发生在高分子主链上。按类型不同，又可分为本体水解和表面蚀解。本体水解，外形保持不变，结构逐渐变松，分子量和力学性能下降在先，质量损失滞后。表面蚀解，分子量和质量同时下降。
④酶解。酶的催化使水解更易顺利进行，速度更快。单纯水解的聚合物水解后生成低分子量的聚合物片断可能需要酶作用转化为小分子代谢产物即酶促水解。
生物降解高分子材料是指生物或生物化学作用过程中或生物环境中可以发生降解的高分子。其主要的类型为：淀粉类生物降解高分子材料、纤维素类生物降解高分子材料、甲壳素类生物降解高分子材料、微生物合成降解高分子材料、化学合成的降解高分子材料等，其中使用广泛较为典型的有壳聚糖、聚羟基脂肪酸酯（PHA）、聚己内酯、聚乳酸等。
16.生物降解性与高聚物结构的关系
①具有侧链的化合物难于降解。直链高分子比支链高分子，交联高分子易于生物降解。
②柔软的链结构容易被生物降解。有规晶态结构阻碍生物降解，非晶态聚合物比晶态聚合物易于生物降解。主链柔顺性越大，降解速率越大，
③具有不饱和结构的化合物难于降解。脂肪族高分子比芳香族高分子易于降解。
④分子量低、宽分子量分布的聚合物易于降解。
⑤低熔点高分子比高熔点高分子易于降解。
⑥酯键、肽键易于生物降解。而酰胺键由于分子间氢键难于生物降解。
⑦含有亲水性基团的亲水性高分子比疏水性高分子易于降解。
⑧环状化合物难于降解。
⑨表面粗糙的材料易于降解。
17.生物降解评价的方法有哪些？
18.什么是微生物合成高分子？有哪些聚酯可以微生物合成？
19.生物吸收性高分子材料的设计原理是什么？
23.举例说明高分子材料在生物医学领域的用途。
高分子材料在化学结构上千变万化，并可加工成任意的几何形状，因此可满足材料复杂形状等的要求，从实现多种多样的治疗目的，故在生物医学领域的用途十分广泛。
在生物吸收性高分子材料方面，可在体内生理环境下逐步降解或溶解并被机体吸收代谢，主要有PLA，聚羟基乙酸及改性的天然多糖和蛋白质等，在临床上，主要用于暂时执行组织和器官的功能，或作为药物缓释系统，可吸收性外科缝合线、创伤敷药、组织工程支架材料，如PLA，因具有良好的力学性能，适于用作内植骨固定装置，又因降解和吸收速率快，可用作药物控释系统的载体材料。
生物惰性材料主要用作体内植入材料，人工器官人工组织的制造，典型的有有机硅橡胶，聚氨酯等，其中，硅橡胶有较好的O2和CO2的透过性，抗血栓性等优异性能，使其广泛用于体内人工器官和组织用品，药物控释载体，体外循环用品。而氨酯的软硬段的嵌段结构是一种微相分离结构，赋予其良好的生物相容性，加之优异的韧性、弹性及耐磨性，可用作人工心脏辅助装置、外科辅料、包扎材料及组织修复材料。
聚乙烯醇微孔薄膜和硅橡胶多孔海绵是制作人造皮肤的两种重要材料。这两种人造皮肤使用时手术简便，抗排异性好，移植成活率高，已应用于临床。
（具体）硬组织相容性高分子材料：主要包括骨科、齿科材料。
软组织相容性高分子材料：主要用于软组织上的替代与修复，如人工皮肤、人工角膜、人工心血管等。
血液相容性高分子材料：用于制作与血液接触的人工器官或器械，不引起凝血、溶血等生理反应，与活性组织有良好的互相适应性。
高分子药物和药物缓释高分子材料：指本身具有药理活性或辅助其他药物发挥作用的高分子材料；对材料的要求是：无毒副作用、无热原、不会引起免疫反应。
其他生物医用高分子材料：如组织粘合剂、手术缝合线。
24.主要类型的智能型凝胶？
PH响应性凝胶，化学物质响应性凝胶，温敏性凝胶，光敏性凝胶，电活性凝胶，磁响应性凝胶，压敏性凝胶等。
25.写出聚异丙基丙烯酰胺（PNIPAM）温敏性水凝胶的体积对温度的响应过程。
26.阐述热致形状记忆高分子材料的形状记忆原理。
形状记忆高分子具有两相结构，由记忆起始形状的固定相和随温度变化能可逆地硬化和软化的可逆相组成，由于固定相和可逆相具有不同的软化温度，当温度达到软段的结晶态熔点或高于其玻璃化温度时，软软段的微观布朗运动加剧，由玻璃态转为橡胶态，而硬段仍处于玻璃态，阻止分子链产生滑移，抵抗性变，从而产生回弹性，即记忆性。
27.高分子液晶的主要分类
按形成条件可分为溶致型液晶和热致型液晶。按排列方式可分为向列型、近晶型和胆甾型。按基团分布分为主链液晶高分子和侧链液晶高分子。
28.高分子液晶的分子结构特征
29.哪种形态的液晶分子（向列型、近晶型和胆甾型）的分子排列最规整？为什么？
近晶型的分子排列最规整，因为向列型仅一维有序，沿指向矢方向的取向有序，但分子的重心排布无序。它的有序性最低，易沿外力作用方向流动。近晶型是最接近固体结晶结构的液晶，这类液晶二维有序，分子刚性部分互相平行，并构成垂直于分子长轴方向的层状结构。胆甾型分子不是镜像对称，与近晶型不同的是它的长轴与层面平行，并具有螺旋结构，因此不如近晶型规整。
30.高分子液晶材料的主要表征方法。
答：差示扫描量热法、热台偏光显微镜法、X-射线衍射法、核磁共振光谱法、介电松弛谱法。差示扫描量热法用于为液晶高分子材料提供相转变温度数据。热台偏光显微镜可进行液晶态的直接观察。X射线衍射用于鉴别三维有序结构，也可判断液晶相的类型。核磁共振研究热致型液晶的结构。
三、合成和制备题（考一道，10分）
1. 写出一种强酸性阳离子交换树脂的制备方程式。
2. 写出一种弱酸性阳离子交换树脂的制备方程式。
3. 写出一种强碱性阴离子交换树脂的制备方程式。
4. 写出一种制备高吸水性树脂的反应方程式。
利用丙烯酸直接聚合皂化法制备聚丙烯酸盐系高吸水性树脂
5、请说明光致抗蚀剂的正性胶和负性胶的光刻原理。举例说明正性胶和负性胶的光化学反应。
①负性光刻胶的感光高分子属光交联型，在紫外光作用下，光刻胶中光照部分产生交联反应，溶解度降低，用适当溶剂即可把未曝光的部分显影后除去，在被加工表面上形成与曝光掩膜相反的负图像。②正性光刻胶的感光高分子属光分解型，在紫外光作用下，光刻胶的光照部分分解，溶解度上升，用适当溶剂可把光照部分显影后除去，即形成与掩膜一致的图像。例子：①负性胶的代表为聚乙烯醇肉桂酸酯，是由聚乙烯醇与肉桂酸酰氯反应，引入双键制备而成，起交联机理是在紫外线作用下发生光二聚化作用
②正性胶：典型的连接有邻重氮苯醌的线形酚醛树脂在紫外线照射时能够发生光分解反应：a）曝光部分：
b)未曝光部分
6. 给出由虾壳或蟹壳制备壳聚糖的路线
虾壳，蟹壳（酸碱法）-甲壳素（浓碱，保湿）-脱乙酰基化反应（水洗，中性）-烯酸溶解（10%碱中和）-析出胶体（水洗，中性）低温干燥（研细）-壳聚糖
脱乙酰基化反应：
7. 请设计一种pH敏感性的水凝胶。
高分子材料成型加工(塑料成型工艺学)考试复习题
1.以硬质PVC为例说明管材挤出成型加工工艺及其特点以及影响因素（10分） 答：挤出工艺：物料经挤出机塑化、机头口模成型后，经定型装置冷却定型、冷却水槽冷却、牵引、切割，得到管材制品。（3分） 特点：①口模横截面积不能大于挤出机料筒横截面积的40％。②挤出机头有直通式和偏移式两类，后者只用于内径尺寸要求精确的产品，很少采用。③定径套内径略大于管材外径；机头上调节螺钉可调节管材同心度；牵引速度可调节管材尺寸；（4分）④PVC，粘度大，流动性差，热稳定性差；生成热多，结合缝不易愈合，管材易定型。（3分）。 影响因素：温度、螺杆转速及冷却、牵引速度、压缩空气 2.简述挤出成型原理并讨论提高加料段固体输送速率的措施。 原理：粉（粒）料，加入挤出机经①加热、塑化成熔体，再经机头口模②流动成型成连续体，最后经冷却装置③冷却定型成制品。（4分）。措施：提高螺杆转速，提高料筒内表面摩擦系数fb，降低螺杆外表面摩擦系数fs（4分）。 3.简述管材挤出的工艺过程及管材挤出的定径方法。 答：管材挤出的基本工艺是：物料经挤出机塑化、机头口模成型后，经定型装置冷却定型、冷却水槽冷却、牵引、切割，得到管材制品。（3分）（4分) 管材的内外径应分别等于管芯的外径和口模的内径。管材挤出的定径方法分为定内径和定外径两种。（2分) 外径定型是使挤出的管子的外壁与定径套的内壁相接触而起定型作用的，为此，可用向管内通入压缩空气的内压法或在管子外壁抽真空法来实现外径定型。（2分) 内径定型法是将定径套装于挤出的塑料管内，即使挤出管子的内壁与定径套的外壁相接触， 在定径套内通以冷水对管子冷却定径。（2分) 4.挤出时，渐变螺杆和突变螺杆具有不同的加工特点。已知：PVC软化点75~165℃；尼龙的熔融温度范 围则较窄，约10℃，它们应分别选用何种螺杆进行加工？简要说明理由。（12分） 答： PVC应选用渐变螺杆而尼龙应选择突变螺杆进行加工。（4分）因为PVC是无定形塑料，无固定的熔点，软化温度范围较宽，其熔融过程是逐渐进行的，所以选择熔融段较长的渐变螺杆；PA是结晶性塑料，有固定的熔点，熔融温度范围较窄，温度达到熔点后，熔融较快，应选择熔化区较短的突变螺杆。（3分） 5.根据挤出理论和实践，物料在挤出过程中热量的来源主要有两个，一是物料与物料之间，物料与螺杆、 机筒之间的剪切、摩擦产生的热量，另一个是料筒提供的热量。 6.根据最简流动方程，熔体在螺杆计量段的流动有正流、逆流、横流和漏流四种 7.试分析螺杆挤出机生产中产生物料架桥现象的原因。 答：（1）原料配方中有黏度较大的助剂造成物料结块导致无法下料。 （2）下料段设定的温度过高，引起物料熔化，螺杆无法推进物料，造成物料架桥。 （3）喂料系统发生故障，无法正常工作，造成物料架桥。 8.请问为什么挤出机要在料斗座处加冷却装置？ 答：为避免加料斗出现“架桥”现象而影响加料及固体输送效率。 9.机筒加热和冷却的目的是什么？ 答：加热促进物料塑化；冷却为防物料过热。 10.什么叫螺杆的长径比？螺杆长径比的增加对物料的加工有何好处？ 答：螺杆有效工作长度与直径之比。n一定时，L/D增加，物料在螺杆中运行时间延长，有利于物料塑化与混合，使升温过程变缓；可使均化段长度增加，可减少逆流和漏流，有利提高生产能力。 11.挤出成型是在什么温度之间进行的？物料在什么温度范围容易挤出？挤出温度由什么决定？ 答：在黏流温度Tf与分解Td之间挤出成型；范围越宽越易挤出成型。具体温度应根据原料的配方、挤出机头结构、螺杆转速来定。
(完整版)功能高分子复习提纲
一、名词解释（ 5 题，共 15 分） ——功能高分子材料：一般指具有传递、转换或贮存物质、能量和信息作用的高分子及其复合材料，或具体地指在原有力学性能的基础上，还具有化学反应活性、光敏性、导电性、催化性、生物相容性、药理性、选择分离性、能量转换性、磁性等功能的高分子及其复合材料。 ——功能与性能，性能：材料的功能从本质上来说是指向材料输入某种能量和信息，经过材料的储存、传输或转换等过程，再向外输出的一种特性；材料的性能是指材料对外部作用的表征与抵抗的特性。材料在具备功能的同时，必须具有一定的性能。 ——结构型功能高分子材料，指在大分子链中具有特定的功能基团的高分子材料，它们的功能性是由分子中所含的特定的功能基团来实现的。 ——复合型功能高分子材料：指以普通高分子材料为基体或载体，与具有某些特定功能（如导电、磁电）的其他材料以一定的方式复合而成的，它们的功能性是上高分子材料以外的添加组分得到的。 ——智能材料：是将普通材料的各种功能与信息系统有机地结合起来的融合型材料，它可以感知外部的刺激（传感功能），通过自我判断和自我结论（处理功能），实现自我指令和自我执行的功能（执行功能）；又称为灵巧材料（机敏材料）。 ——离子交换树脂：是一类带有可离子化基团的三维网状交联聚合物。它具有一般聚合物所没有的新功能——离子交换功能，本质上属于反应性聚合物。 ——高吸水性树脂，是由分子链上含有强亲水性基团（如羧基、磺酸基、酰胺基、羟基等）并有一定交联度的功能高分子材料。 ——高分子分离膜，是用人工或天然合成的高分子分离膜，可借助于化学位差（浓度差、压力差和电位差）的推动对双组份或多组份的溶质和溶剂进行分离、提纯和选择性透过等。 ――导电高分子：是指由具有共轭n键的高分子本身或经过“掺杂”后具有导电性的一类高分子材料。 -- 结构型导电高分子： -- 复合型导电高分子： --- 载流子：――掺杂：这种因添加了电子受体或电子给体而提高电导率的方法称为“掺杂” --- 光功能高分子材料：也称感光性高分子，指在吸收了光能后，能在分子内或分子间产生化学、物理变化的一类功能高分子材料。这种变化发生后，材料将输出其特有的功能。 ――光致抗蚀材料：指高分子材料经过光照后，分子结构从线型可溶性转变为网状不可溶性，从而产生了对溶剂的抗蚀能力。（负片型） -- 光致诱蚀材料，与光致抗蚀材料正好相反，当高分子材料受光照辐射后，感光部分发生光分解反应，从而变为可溶性。（正片型） ――光引发剂和光敏剂：都是在光聚合中起到促进引发聚合作用的化合物。二者不同在于，光引发剂吸收光能后跃迁到激发态，当激发态能量高于键断裂所需的能量时，断键产生自由基，而引发反应，属消耗性，光敏剂吸收光能后跃迁到激发态，然后发生分子内或分子间能量转移。将能量传递给另一个分子，产生初级自由基，光敏剂回到基态，属非消耗性。 ――生物降解高分子材料：指一类能够被微生物酶的作用分裂成较小聚合物产物的高分子材 料。 ――生物降解：是指高分子的分子链在微生物酶作用下分裂成较小聚合物产物的过程。 ――生物相容性：是指生物材料在生物体内与周围环境的相互适应性，也可理解为宿主体与材料之间的相互作用程度。 ――生物吸收性高分子：在体内逐渐降解，其降解产物为机体吸收代谢的高分子材料。 ――生物惰性高分子：指在生物环境下呈现化学和物理惰性的高分子材料。 ――水凝胶：由液体和高分子网络组成，由于高分子网络与液体之间的亲和性，液体被高分子网络封闭在里面，并且像固体一样显示一定形状的材料。 ――智能型凝胶：高分子主链或侧链上通常存在着离子化基团、极性和疏水性基团，从而使之具有类似生物体的特性，当收到外界刺激（温度 PH 溶剂盐浓度化学物质等），其结构，物理特性会产生敏感响应的一类凝胶材料。 ――形状记忆材料：是指对已经赋形的材料在一定的条件下（如加热、光照、改变酸碱度、磁场等）
高分子材料物理化学实验复习资料
一、热塑性高聚物熔融指数的测定 熔融指数 (Melt Index 缩写为MI) 是在规定的温度、压力下，10min 高聚物熔体通过规定尺寸毛细管的重量值，其单位为g 。 min)10/(600 g t W MI ?= 影响高聚物熔体流动性的因素有因和外因两个方面。因主要指分子链的结构、分子量及其分布等；外因则主要指温度、压力、毛细管的径与长度等因素。 为了使MI 值能相对地反映高聚物的分子量及分子结构等物理性质，必须将外界条件相对固定。在本实验中，按照标准试验条件，对于不同的高聚物须选取不同的测试温度与压力。因为各种高聚物的粘度对温度与剪切力的依赖关系不同，MI 值只能在同种高聚物间相对比较。一般说来，熔融指数小，即在10min 从毛细管中压出的熔体克数少，样品的分子量大，如果平均分子量相同，粘度小，则表示物料流动性好，分子量分布较宽。 1、 测烯烃类。 2、聚酯（比如涤纶）不能测。 3、只能区别同种物质。 聚丙烯的熔点为165℃，聚酯的熔点为265℃。熔融加工温度在熔点上30~50 考：简述实验步骤： ① 选择适当的温度、压强和合适的毛细管。（聚丙烯230℃） ② 装上毛细管，预热2~3min 。 ③ 加原料，“少加压实”。平衡5min ，使其充分熔融。 ④ 加砝码，剪掉一段料头。1min 后，剪下一段。 ⑤ 称量 ⑥ 重复10次，取平均值。 ⑦ 关闭，清洁仪器。 思考题： 1、影响熔融指数的外部因素是什么？（4个） 2、 熔融指数单位：g/10min 3、测定热塑性高聚物熔融指数有何意义？ 参考答案：热塑性高聚物制品大多在熔融状态加工成形，其熔体流动性对加工过程及成品性能有较大影响，为此必须了解热塑性高聚物熔体的流变性能，以确定最佳工艺条件。熔融指数是用来表征熔体在低剪切速率下流变性能的一种相对指标。 4、聚合物的熔融指数与其分子量有什么关系？为什么熔融指数值不能在结构不同的聚合物之间进行比较？ 答：见前文。 二、声速法测定纤维的取向度和模量 测定取向度的方法有X 射线衍射法、双折射法、二色性法和声速法等。其中，声速法是通过对声波在纤维中传播速度的测定，来计算纤维的取向度。其原理是基于在纤维材料中因大分子链的取向而导致声波传播的各向异性。 几个重要公式： ①传播速度C=)/(10 )(106 3 s km t T L L ??-?- 单位：C-km/s ；L-m ；T L -μs ；△t-μs ②模量关系式 2 C E ρ= ③声速取向因子 22 1C C f u a -= ④?t(ms)=2t 20－t 40（解释原因） Cu 值（km/s ）：PET= 1.35，PP=1.45，PAN=2.1，CEL=2.0 （可能出选择题） 测定纤维的C u 值一般有两种方法：一种是将聚合物制成基本无取向的薄膜，然后测定其声速值；另一种是反推法，即先通过拉伸试验，绘出某种纤维在不同拉伸倍率下的声速曲线，然后将曲线反推到拉伸倍率为
《高分子物理》考前复习提纲.doc
考题的主要类型 1.概念题主要考查对高分子物理的基本概念的掌握和理解。 2.判断题主耍考察对基本理论和主耍结论的分析判断能力。 3?论述题主要测验基础理论、基本知识掌握的程度。 4 ?简答题主要考察运用所学理论知识对实际问题的综合和概括能力、分析与解决问题的能力。 5.计算题主要考察运用所学理论知识对实际问题的计算能力。 《高分子物理》考前复习提纲 一、考试内容与要求 第一章概论 1、掌握重均、数均分子量和分子量分布的定义、表示方法，并各记两种测定方法。 2、了解高分子物理的三个组成方面和高分子的聚集态类型。 3、掌握数均、重均分子量和多分散性指数的计算方法。会计算P24第7题。 第二章高分子的链结构 1、掌握高分子链的构型、构象、链段、均方末端距、内旋转、线型高分子、全同立构等概念。 2、了解影响聚合物柔性的因素。 3、能正确冋答下列问题 (1)弹性聚合物为何貝有柔弹性？ (2)聚丙烯通过单键的旋转能否把全同立构变为间同立构？为什么？ (3)如何表征大分子的柔性？ (4)聚乙烯、聚内烯膳、聚氯乙烯的柔性顺序是什么？为什么？ (5)涤纶和芳纶那个柔性大？为什么？ 第三章高分子的溶液性质 掌握聚合物的溶解过程和溶剂选择 第四章高分子的多组分体系 掌握高分子共混物的相容性、多组分高分子的界面性质 第五章聚合物的非晶态 1、掌握非晶态、玻璃化转变、主价键、次价键、内聚能密度、GOLR聚合物、聚集态、切力变稀流体、取向、取向度等概念 2、了解取向高分子材料的单轴取向和双轴取向；非晶态聚合物
可能有两类取向，即分子取向和链段取向。 3、能正确lH|答下列问题 （1）线形非晶态高聚物的力学三态是什么？并分别给岀定义。 （2）玻璃化温度的影响因素有哪些？ （3）黏度的影响因素有哪些？ （4）聚合物为何没有气态？ 第六章聚合物的结晶态. 1 学握晶体、晶系、结晶度、熔点、串晶、球晶等基本概念 2、能正确冋答下列问题 （1）结晶的必要条件和充分条件是什么？ （2）什么是最佳结晶温度？ （3）结晶度与强度的关系？ （4）为何高聚物结品没冇明确的熔点而冇一个熔限？ （5）涤纶和芳纶那个熔点高？为什么？ 第七章聚合物的屈服和断裂 1、掌握聚合物的屈服应力、脆性断裂、韧性断裂、强迫高弹形变、脆化温度、冷拉、银纹、应力发白、应力集中等基本概念; 2、能正确回答下列问题 （1）影响聚合物实际强度的因素是什么？ （2）强迫高弹形变与高弹形变冇何异同点？强迫高弹形变与塑性形变冇 何异同点？ ''（3）为社么聚合物的实际强度总达不到理论强度？ （4）取向可使材料的强度提高几倍至几I?倍，为什么？ 第八章聚合物的高弹性与黏弹性 1、掌握力学松弛、松弛时间、高弹性、粘弹性、蠕变、应力松弛、 滞后现象和力学损耗等概念 2、了解聚合物的时温等效原理 3、会计算P257第9题 4、能正确刨答下列问题 （1）雨衣在墙上为什么越來越长？ （2）嚅变和应力松弛的根木原因是什么？ （3）橡胶高弹性的本质是什么？ （4）麦克斯韦模型和开尔文模型分别适合描述什么黏弹现彖？ （5）化纤的拉伸和定长定型分属于什么力学松弛？
天津工业大学高分子物理期末复习大纲
?高分子物理前四章复习资料 ?高分子链的结构 ?什么是高分子结构，它主要包括那些内容。（书1页，第二自然段）高分子结构分为链结构和凝聚态结构两部分。链结构是指单个高分子结构和形态。包括①化学组成、构型、构造、共聚物的序列结构；②分子的大小、尺寸、构象和形态。凝聚态结构是指高分子链凝聚在一起形成的高分子材料本体内部结构，包括，①聚合物晶态结构②聚合物非晶态结构③液晶态聚合物④聚合物的取向结构⑤多组分聚合物。 ?高分子按组成可分为那几类：碳链高分子、杂链高分子、元素高分子。各自义并各举2个例子。（书第1页） 碳链高分子：聚苯乙烯、聚丙烯腈 杂链高分子：聚甲醛、聚酰胺 元素高分子：聚硅氧烷、聚氯化磷腈 ?常用高分子链的分子结构式：（书第2页表格）表格没法打，看书吧！ ?高分子链的构型：（分子重复单元的异构） 什么叫构型：是指分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。 构型不同的异构体有几种？旋光异构体，几何异构体，键接异构体 旋光异构：全同、间同和无规 几何异构：顺反异构 键接异构：头-尾，头-头，尾-尾 ?1，4-丁二烯有那几种几何异构，不同结构的1，4-丁二烯都适合用做什么产品，为什么？（书第5页，倒数第二如自然段） 順式聚1,4丁二烯，链间距较大，室温下是一种弹性很好地橡胶；反式聚1,4丁二烯结构也比较规整，容易结晶，室温下是弹性很差的塑料。 ?什么是高分子构造？是指聚合物分子的各种形状。一维，二维，三维线型，环形、梯形聚合物 ?ABS的组成结构是什么？各单元的作用有那些？（书10页） 常用的工程塑料ABS树脂除共混型外，大多数是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯组成的三元接枝共聚物。后者以丁苯橡胶为主链，将苯乙烯、丙烯腈接在支链
高分子材料成型加工考试重点复习内容资料
第二章高分子材料学 1、热固性塑料：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。受热不熔融，达到一定温度分解破坏，不能反复加工。在溶剂中不溶。化学结构是由线型分子变为体型结构。举例：PF、UF、MF 2、热塑性塑料：受热软化、熔融、塑制成一定形状，冷却后固化成型。再次受热，仍可软化、熔融，反复多次加工。在溶剂中可溶。化学结构是线型高分子。举例：PE聚乙烯，PP聚丙烯，PVC聚氯乙烯。 3、通用塑料：是指产量大、用途广、成型性好、价格便宜的塑料。 4、工程塑料：具有较好的力学性能，拉伸强度大于50MPa，冲击强度大于6kJ/m2，长期耐热温度超过100度的、刚性好、蠕变小、自润滑、电绝缘、耐腐蚀可作为结构材料。举例：PA聚酰胺类、ABS、PET、PC 5、缓冷：Tc=Tmax，结晶度提高，球晶大。透明度不好，强度较大。 6、骤冷（淬火）：Tc
2、稳定剂：防止或延缓高分子材料的老化，使其保持原有使用性能的添加剂。针对热、氧、光三个引起高分子材料老化的主要因素，可将稳定剂分为热稳定剂、抗氧剂（防老剂）、光稳定剂。 热稳定剂是一类能防止高分子材料在成型加工或使用过程中因受热而发生降解或交联的添加剂。主要用于热敏性聚合物（如PVC聚氯乙烯树脂），是生产PVC塑料最重要的添加剂。 抗氧剂是可抑制或延缓高分子材料自动氧化速度，延长其使用寿命的物质。 光稳定剂是指可有效抑制光致降解物理和化学过程的一类添加剂。 3、热稳定剂分为 A、铅盐类稳定剂（包括三盐基硫酸铅、二盐基亚磷酸铅、二盐基硬脂酸铅），具有优良的热稳定性、电绝缘性、润滑性，毒性大，透明性差。 B、金属皂类稳定剂，包括硬脂酸、油酸等的金属盐。加工性能好，润滑性。 C、有机锡类稳定剂，包括硫醇盐类、马来酸盐型。优良的稳定性、透明性。 D、有机锑类稳定剂，包括硫醇锑类。 E、有机辅助稳定剂，包括环氧化物、亚磷酸酯、多元醇类。 F、复合稳定剂，由金属皂类稳定剂与有机辅助稳定剂以及润滑剂复配而成。 G、稀土类稳定剂，属于镧系稀土元素的有机复合物。 4、增塑剂：是指添加到高分子材料中能使体系的可塑性增加，改进其柔软性、延伸性和加工性的物质。 增塑剂按作用方式，有外增塑作用和内增塑作用。起外增塑作用的增塑剂大多是有机低分子化合物或聚合物，通常为高沸点的油类或低熔点的固体，有极性和非极性之分。 极性增塑剂的溶解度参数高，主要增塑极性聚合物，非极性增塑剂的溶解度参数低，多数用于非极性聚合物的增塑。 非极性增塑剂对非极性聚合物的增塑是溶剂化作用机理，即增塑剂进入聚合物的分子链段之间，加大了大分子之间的距离，降低了聚合物分子间的作用力，其增塑效果与增塑剂的体积成正比，故又称“体积效应”。
高分子材料成型原理期末复习资料教学提纲
名称：2015秋高分子材料成型原理期末复习资料 第一章 一、选择题 1.（ B ）属于化学合成高分子。 a. 甲壳素 b. 聚乳酸 c. 淀粉 d. 细菌纤维素 2.（ D ）属于高性能纤维。 a.粘胶纤维 b.聚酯纤维 c.聚丙烯腈纤维 d.碳纤维 3.（ D ）属于功能纤维。 a.粘胶纤维 b.聚酯纤维 c.聚丙烯腈纤维 d.导电纤维 第二章 一、选择题 1.“溶解度参数相近原则”适用于估计（B ）的互溶性。 A.非极性高聚物与极性溶剂 B. 非极性高聚物与非极性溶剂 C.极性高聚物与极性溶剂 D. 极性高聚物与非极性溶剂 2．纤维素黄酸酯-氢氧化钠水溶液体系的平衡相图具有( C )特征，（）温度有利于纤维素黄酸酯溶解度的提高。 a. 下临界混溶温度升高 b. 上临界混溶温度升高 c. 下临界混溶温度降低 d. 上临界混溶温度降低 二、简答题 1. 简述聚合物熔融的主要方法。 2. 简述聚合物在螺杆挤压机中熔融的能量来源。 答：(1)装在机筒外壁的加热器，使能量在机筒沿螺槽深度方向自上而下传导。 (2)随着螺杆的转动，筒壁上的熔膜被强制刮下来移走，而使熔融层受到剪切作用，使部分机械能转变为热能。 3.简述选择聚合物溶剂的基本原则。 答：聚合物溶剂的选择原则： （1）聚合物和溶剂的极性相近 规律相似相溶：聚合物和溶剂的极性越接近，越容易互溶。 （2）溶度参数理论 对于非极性聚合物尽可能找到聚合物溶度参数δ相近的非极性溶剂对于极性较高或者易形成氢键的聚合物或者溶剂，只有当聚合物与溶剂的δd、δp、δh分别接近时才能很好地混溶。 （3）高分子-溶剂相互作用参数（哈金斯参数）…Χ1 Χ1越小，溶剂的溶解能力越大，一般Χ1＜0.5为良溶剂。 4.聚氯乙烯的溶解度参数δ值与氯仿和四氢呋喃接近，但为什么四氢呋喃能很好地溶解聚氯乙烯而氯仿不能与聚氯乙烯混溶? 第三章 一、选择题 1．在聚合物物理改性的混合过程中，其混合机理不包括（ B ）作用。 a. 剪切 b. 弯曲 c. 拉伸 d. 分流、合并和置换
高分子复习资料
1.在搅拌下依次向装有四氢呋喃的反应釜中加入0.2mol n-BuLi和20kg苯 乙烯。当单体聚合了一半时，向体系中加入1.8g H O，然后继续反应。假如用 2 水终止的和继续增长的聚苯乙烯的分子量分布指数均是1，试计算 （1）水终止的聚合物的数均分子量； （2）单体完全聚合后体系中全部聚合物的数均分子量； （3）最后所得聚合物的分子量分布指数。 2. 有下列所示三成分组成的混合体系。 成分1：重量分数=0.5，分子量=l×104 成分2：重量分数=0.4，分子量=1 ×105。 成分3：重量分数=0.1，分子量=1×106 求：这个混合体系的数均分子量和重均分子量及分子量分布宽度指数。 3.某一耐热性芳族聚酰胺其数均相对分子质量为24116。聚合物经水解后，得39.31%(质量百分数)?对苯二胺，59.81%(质量百分数)?对苯二甲酸，0.88%苯甲酸(质量百分数)。 试写出聚合物结构式和其水解反应式？计算聚合物的数均相对分子质量 ？ 4.等摩尔二元醇和二元酸缩聚，另加醋酸1.5%，p=0.995或0.999时聚酯 的聚合度多少？ 5.等摩尔二元醇和二元酸缩聚，另加醋酸1.5%，p=0.995或0.999时聚酯的聚合度多少？ 6．AA、BB、A3混合体系进行缩聚，NA0=NB0=3.0，A3中A基团数占混合物 中A总数（ ）的10%，试求p=0.970时的以及= 200时的p。
7.对苯二甲酸(1mol)和乙二醇(1mol)聚酯化反应体系中，共分出水18克，求产物的平均分子量和反应程度，设平衡常数K＝4。 8.要求制备数均分子量为16000的聚酰胺66，若转化率为99.5%时： （1）己二酸和己二胺的配比是多少？产物端基是什么？ （2）如果是等摩尔的己二酸和己二胺进行聚合反应，当反应程度为99.5%时，聚合物的数均聚合度是多少？ 9.由1mol丁二醇和1mol己二酸合成数均分子量为5000的聚酯， （1）两基团数完全相等，忽略端基对数均分子量的影响，求终止缩聚的反应程度P； （2）假定原始混合物中羟基的总浓度为2mol，其中1.0％为醋酸，无其它因素影响两基团数比，求获得同一数均聚合度时所需的反应程度。 10.某一耐热性芳族聚酰胺数均分子量为24990，聚合物经水解后，得38.91％wt对苯二胺，59.81％对苯二甲酸，0.88％苯甲酸。试写出分子式，计算聚合度和反应程度。 11.从对苯二甲酸(1mol)和乙二醇(1mol)聚酯化反应体系中，共分出水18克，求产物的平均分子量和反应程度，设平衡常数K＝4。 12.将邻苯二甲酸酐、季戊四醇、乙二醇一摩尔比为2.00：0.99：0.01进行缩聚， 试求：a．平均官能度 b．按Carothers法求凝胶点。 c．按统计法求凝胶点。 13.欲将1000g环氧树脂（环氧值为0.2）用等物质量的乙二胺固化，试计算固化剂用量。并求此凝胶反应的凝胶点。
高分子物理知识点总结
高分子物理知识点总结 导读：我根据大家的需要整理了一份关于《高分子物理知识点总结》的内容，具体内容：高分子物理是研究高分子物质物理性质的科学。下面我给你分享，欢迎阅读。高分子链的构型有旋光异构和几何异构两种类型。旋光异构是由于主链中的不对称碳原子形成的，有全同... 高分子物理是研究高分子物质物理性质的科学。下面我给你分享，欢迎阅读。 高分子链的构型有旋光异构和几何异构两种类型。 旋光异构是由于主链中的不对称碳原子形成的，有全同、间同和无规三种不同的异构体(其中，高聚物中全同立构和间同立构的总的百分数称为等规度。)。 全同(或等规)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间同立构：取代基相间地分布于主链平面的两侧或者说两种旋光异构单元交替键接 无规立构：取代基在平面两侧作不规则分布或者说两种旋光异构单元完全无规键接 几何异构是由于主链中存在双键而形成的，有顺式和反式两种异构体。构象：原子或原子基团围绕单键内旋转而产生的空间分布。 链段：把若干个键组成的一段链作为一个独立运动的单元 链节(又称为重复单元)：聚合物中组成和结构相同的最小单位
高分子可以分为线性、支化和交联三种类型。其中支化高分子的性质与线性高分子相似，可以溶解，加热可以熔化。但由于支化破坏了高分子链的规整性，其结晶能力大大降低，因此支化高分子的结晶度、密度、熔点、硬度和拉伸强度等，都较相应的线性高分子的低。 交联高分子是指高分子链之间通过化学键形成的三维空间网络结构，交联高分子不能溶解，只能溶胀，加热也不能熔融。 高分子链的构象就是由单键内旋转而形成的分子在空间的不同形态。 单键的内旋转是导致高分子链呈卷曲构象的根本原因，内旋转越自由，卷曲的趋势就越大。这种不规则的卷曲的高分子构象称为无规线团。 高分子链的内旋转并不是完全自由的，有键角和空间位阻的限制。 自由结合链的内旋转没有键角和位垒限制;自由旋转链有键角限制，但没有空间位阻的限制。自由结合链和自由旋转链都是假想的理想链，实际中是不存在的。 实际的高分子链既不是自由结合链，也不是自由旋转链，但可以看作是一个等效的自由结合链。 柔顺性：高分子链能够改变其构象的性质 末端距：线性高分子的一端到另一端的距离 内聚能：克服分子间的作用力，把1mol液体或者固体移到其分子间的引力范围之外所需要的能量(单位体积内的内聚能则称为内聚能密度) 聚合物在不同的条件下结晶，可以形成不同的形态。 聚合物的单晶一般只能在极稀溶液中(浓度小于0.1%)缓慢结晶才能形成。
高分子实验复习要点
复习提纲： 1、市售的单体一般需要蒸馏精制后才能参与聚合反应，为什么？ 答：对于一个化学反应必须接触才能进行反应，而市售试剂单体为了防止其聚合变质，必须降低其浓度来阻止反应，所以要加入稀释剂使其不能接触。从而使该单体长时间保存，当然用的时候要把稀释剂除去（一般采用蒸馏法）后才能发生反应。 2、在悬浮聚合中如何控制悬浮聚合产物颗粒的大小。 答：悬浮聚合产物的颗粒尺寸大小与搅拌速度、分散剂用量及油水比（单体与水的体积比）成反比，主要通过控制反应温度，搅拌速度，以及调节分散剂用量来加以控制悬浮聚合粒径。 3、聚合物的分子量与其熔体流动速率有什么关系？为什么熔体流动速率不能在结构不同的聚合物之间进行比较？ 答：熔体流动速率(MFR)是指在一定的温度和压力下，聚合物在单位时间内通过规定孔径的量，用g/min来表示熔体流动速率。一般来说，同一类的聚合物如聚乙烯，聚合度越大即分子量越大，分子链之间作用力越大，链缠结越严重，导致聚合物熔体流动阻力增大，它的熔体流动速率越小；同样分子量的聚合物，由于它们的化学结构不同，它的熔体流动速率也不一样，这主要跟它们分子间的滑动系数有关。 由于不同聚合物测定时的标准条件不同，因此不具有可比性。 4、本体聚合的工业生产分两个阶段，先与预聚合到一定转化率，再进入第二阶段聚合。试解释采取上述步骤的原因。 答：如何排散聚合热，维持聚合温度恒定是实施本体聚合时必须考虑和解决的主要问题。本体聚合的生产分段进行，是为了先在较低温度下使单体以较低聚合速率转化，有利于聚合热的排散；同时由于转化率不高，聚合体系的粘度低，也有利于排散自动加速效应带来的集中放热，以避免由局部过热导致产物分子量分布较宽以及由温度失控而引起爆聚。在聚合塔中逐渐升温聚合是为了逐渐提高单体转化率，尽量使单体完全转化，减少残余单体。 5、与其他聚合方法相比较，乳液聚合的特点是什么？有何缺点？在乳液聚合中如何控制乳胶颗粒的大小和数目？ 答：优点：(1)易散热。与本体聚合不同;乳液聚合体系的连续相是水，聚合反应发生在分散于水相中的乳胶粒内荨，尽管乳胶粒内黏度很高，但整个反应体系的黏度并不高，基本上接近于连续相水的黏度，并且在聚合过程中体系黏度也不会发生大幅度的变化，因为同本体聚合相比，乳液聚合体系易散姜，不会出现局部过热，更不易发生爆聚。 同乳液聚合体系中的介质水类似，在溶液聚合中要加入溶剂，介质和溶剂的稀释作用均可降妓热强度[kJ/(min·m3)]。但是乳液聚合体系的散热要比溶液聚合容易得多。这一方面是由于乳液聚合体系要比溶液聚合体系黏度低，前者黏度一般小于100mPa·s，而后者可达几万毫啦·秒;另一方面是由于水的比热容要比溶剂大，水的比热容为4.18kJ/(kg·℃)，而有机溶蔫的比热容一般在1.05～2.51kJ/(kg·℃)范围内，故放热量相同时，乳液聚合体系要比溶液爱合体系温升幅度小。 尽管悬浮聚合和乳液聚合有相似之处，即它们的反应中心都是分散在介质水中的粒子中，但是芤液聚合要比悬浮聚合更易散热。对悬浮聚合来说，聚合反应发生在分散于水中的单体珠滴中，单体珠滴的直径一般在100～1000gm范围之内。而在乳液聚合体系中，反应中心乳胶粒直弪一般在O.05～O.1ktm之间。若把悬浮聚合体系中的珠滴比作一个10m直径的大球，那么，乳爱粒则仅相当于一颗绿豆粒。所以从乳胶粒内部向水相传热要比从悬浮聚合的珠滴内部向水相传姜容易得多。故乳胶粒中的温度分布要比悬浮聚合的珠滴中均匀得多。如果说在悬浮聚合中常常因为珠滴向外传热不良而导致“鱼眼”、黑点、红点及烧芯现象出现的话，那么可以认为在乳液藿合体系的乳胶粒中不存在因温度不均而导致的产品质量问题。 综上所述，乳液聚合不仅比本体聚合容易散热，而且也比溶液聚合和悬浮聚合更容易散热。
高分子材料复习提纲答案
高分子材料 定义：以聚合物或以聚合物为主，辅以各种添加剂等物质经加工而成的材料。 分类按化学组成：金属材料 无机非金属材料 有机高分子材料 复合材料 按材料用途分类： 塑料 (Plastics) 弹性体 (Elastomer) 纤维 (Fiber) 涂料 (Coating) 胶粘剂 (Adhesive) 复合材料(Composite) 按主链结构分类：碳链、杂链、元素有机高分子 第三章塑料材料 1、名词解释：极限氧指数、受阻酚、工程塑料、热变形温度 2、请指出提高增塑剂的耐久性的方法。 4、请解释磷系阻燃剂的凝聚相阻燃机理。 5、请说明Al(OH)3的阻燃作用。 6、给出下述聚合物的中文全称和重复单元结构： PF(酚醛树脂), 聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET ）, POM （聚甲醛树脂）。 8、为什么UHMWPE 的密度介于LDPE 和HDPE 之间，却可以作为工程塑料使用？分子之间的缠结非常强烈。 9、请分析HDT 热变形温度的变化趋势：HDPE 、LLDPE 、LDPE ，并说明原因。 10、为什么PVC 塑料拖鞋夏天穿着感觉柔软、而冬天感觉坚硬呢？ ? 热塑性塑料和热固性塑料在结构与性能上区别。 ● 热塑性塑料：线型或支化聚合物。分子链之间主要以次价力或氢键相吸引而显示一定强度，同时表现出弹性和塑性。 “可溶、可熔”。可反复成型。 ● 热固性塑料：起初是热固性树脂（一般是分子量不高的预聚物或齐聚物），经过“固化反应”而得，为三维体型（网状）结构。 “不溶、不熔”。一次成型，不可再塑。 耐热性能、力学性能、耐化学品性能高于热塑性塑料。 ? 塑料用加工助剂（添加剂）的种类及作用。 ● 塑料用加工助剂为改善塑料的使用性能或加工性能而添加的物质。 ● 主要包括：填料及增塑剂、稳定剂（防霉剂、抗氧化剂、光稳定剂、热稳定剂）、润滑剂、抗静电剂、阻燃剂、偶联剂、着色剂、固化剂······ 1. 增塑剂：改进高分子材料加工性，提高制品柔软性的一类物质。 （消弱分子间作用力，
高分子材料复习提纲
1.热塑性塑料和热固性塑料在结构与性能上区别。 结构：热塑性塑料结构一般为直链型或带有少量支链的线性结构，多数为碳—碳为主链的聚合物。热固性塑料一般是分子量不高的预聚物或齐聚物 性能：热塑性塑料在适当的溶剂中能溶解；在加热状态下能熔化。热固性塑料经过“固化反应”后不能溶于溶剂，受热也不会熔化。 2.塑料用加工助剂（添加剂）的种类及作用。 填料及增强剂（降低成本、增强、改善成型加工性，赋予塑料制品特殊的性能。） 增塑剂（增塑剂是增加高分子材料制品的塑性，改进其柔软性、延伸性和加工性的物质。） 稳定剂（保持高聚物的稳定性，防止其老化、分解） 润滑剂（防止塑料在成型加工过程中发生粘膜现象） 抗静电剂（通过降低电阻束减少摩擦电荷，从而能减少或消除制品表面静电荷的形成） 着色剂（提高塑料制品的商品价值，改善耐候性、光学性能及各种特殊用途） 防雾剂（避免小水滴的光散射造成雾化） 阻燃剂（隔绝氧气，阻止自由基的生成，中断链式氧化反应） 3.热塑性塑料和热固性塑料的成型加工工艺。 热塑性塑料：挤出、注射、压延、吹塑 热固性塑料：模压、铸塑及传递模塑 4.简述橡胶的结构与其性能之间的关系。 大分子链具有足够的柔性，玻璃化温度比室温要低，柔性越好，弹性越好。在使用条件下不结晶或结晶度很小，适当结晶度可以提高橡胶的强度，但结晶度过高，使橡胶的弹性变差。在使用条件下无分子间相对滑动，分子适当交联，形成网络结构；交联度越高，强度越高，但弹性变差。 5.橡胶的加工工艺有哪些？ 塑炼、混炼、成型、硫化等工序 6.成纤聚合物的结构特征。 成纤高聚物均为线型高分子，具有适宜的分子量和分布，的分子链间必须有足够的次价力，应具有可溶性和熔融性，高分子链立体结构具有一定的规整性 7.纤维的加工工艺以及后处理的目的和后加工过程。 工业上常用的纺丝方法主要有两大类：熔体纺丝法和溶液纺丝法 根据凝固方式的不同，又分为湿法纺丝和干法纺丝。 后处理：由于处理后的分子链排列不规整，物理力学性能差，不能直接用于织物加工。为此，必须进行一系列后加工，以改进纤维结构，提高其性能。 后加工过程：⑴短纤维的后处理：集束，牵伸，水洗，上油，干燥，热定性，卷曲，切断，打包等⑵长丝后处理：拉伸，加捻，复捻，热定性，络丝，分级，包装等。⑶弹力丝的加工-假捻法⑷膨体纱的加工8.粘合剂的组成有哪些？要达到良好的胶接，须具备的条件。 按胶结强度特性分类：结构性胶粘剂，非结构性胶粘剂，次结构性胶粘剂 组成分类：有机胶粘剂，无机胶粘剂 固化类型：化学反应型，热塑性溶液型，热熔胶粘剂 条件：胶粘剂要能很好的润湿被粘物的表面，粘合剂与被粘物之间需要较强的相互作用力 9.粘合剂的胶接工艺。 初清洗，胶接接头机械加工，表面处理，配胶，涂胶，晾置，固化，检验 10.涂料的组成及作用。 组成：成膜物质，颜料，溶剂，增塑剂，催干剂，增稠剂，稀释剂 11.功能高分子材料的定义和分类。 功能高分子是指当有外部刺激时，能通过化学或物理的方法做出相应的高分子材料。分为反应性高分子材
高分子物理重要知识点
高分子物理重要知识点 (1人评价)|95人阅读|8次下载|举报文档 高分子物理重要知识点 (1人评价)|96人阅读|8次下载|举报文档 1 高分子物理重要知识点第一章高分子链的结构 1.1高分子结构的特点和内容高分子与低分子的区别在于前者相对分子质量很高，通常将相对分子质量高于约1万的称为高分子，相对分子质量低于约1000的称为低分子。相对分子质量介于高分子和低分子之间的称为低聚物（又名齐聚物）。一般高聚物的相对分子质量为104~106，相对分子质量大于这个范围的又称为超高相对分子质量聚合物。英文中“高分子”或“高分子化合物”主要有两个词，即polymers和Macromolecules。前者又可译作聚合物或高聚物；后者又可译作大分子。这两个词虽然常混用，但仍有一定区别，前者通常是指有一定重复单元的合成产物，一般不包括天然高分子，而后者指相对分子质量很大的一类化合物，它包括天然和合成高分子，也包括无一定重复单元的复杂大分子。与低分子相比，高分子化合物的主要结构特点是：（1）相对分子质量大，由很大数目的结构单元组成，相对
分子质量往往存在着分布；（2）主链有一定的内旋自由度使分子链弯曲而具有柔顺性；（3）高分子结构不均一，分子间相互作用力大；（4）晶态有序性较差，但非晶态却具有一定的有序性。（5）要使高聚物加工成为有用的材料，需加入填料、各种助剂、色料等。高分子的结构是非常复杂的，整个高分子结构是由不同层次所组成的，可分为以下三个主要结构层次（见表1－1）：表1-1高分子的结构层次及其研究内容 名称内容备注链结构一级结构（近程结构）结构单元的化学组成键接方式构型（旋光异构，几何异构）几何形状（线形，支化，网状等）共聚物的结构指单个大分子与基本结构单元有关的结构二级结构（远程结构）构象（高分子链的形状）相对分子质量及其分布指由若干重复单元组成的链段的排列形状三级结构（聚集态结构、聚态结构、超分子结构）晶态非晶态取向态液晶态织态指在单个大分子二级结构的基础上，许多这样的大分子聚集在一起而成的聚合物材料的结构由于高分子结构的如上特点，使高分子具有如下基本性质：比重小，比强度高，弹性，可塑性，耐磨性，绝缘性，耐腐蚀性，抗射线。此外，高分子不能气化，常难溶，粘度大等特性也与结构特点密切相关。 1.2高分子链的近程结构高分子链的化学结构可分为四类：（1）碳链高分子，主链全是碳以共价
高分子材料成型原理复习大纲
《高分子材料成型原理》复习大纲 （一）基本概念及基础理论 1、高分子材料的基本概念：各种纤维、塑料、橡胶等的定义；新型 高分子材料的主要种类和概念。 2、聚合物熔融和溶解的基本规律 3、混合的基本概念：各种扩散形式的特点、混合机理、混合过程发 生的主要作用。 4、聚合物流体的流变性：非牛顿剪切粘性、拉伸粘性、弹性的表征 及影响因素。 （二）化学纤维成型加工原理 1) 化学纤维的主要品质指标； 2）纺丝流体可纺性的概念及细流丝条断裂机理； 3）纺丝流体的挤出及细流的类型：液滴型、漫流型、胀大型和破裂型挤出细流的产生条件及避免不正常细流类型的措施； 4）熔纺、湿纺和干纺过程的运动学和动力学：沿纺程的速度分布； 纺丝线上的轴向力平衡和受力分析； 5）熔纺、湿纺和干纺初生纤维结构的形成及特点； 6）熔体纺丝的传热：纺丝线上的传热机理和轴向温度分布；冷却长度；丝条冷却的传热系数； 7）湿纺纺丝原液细流的固化：溶剂和沉淀剂的双扩散过程的表征及影响因素；纺丝线的组成变化路径对固化和初生纤维结构的 影响；影响初生纤维横截面形状的主要因素； 8）干纺纺丝原液细流的固化：纺丝线上轴向、径向的传热特点和传质机理；影响初生纤维横截面形状的主要因素； 9）拉伸过程中应力－应变性质变化：拉伸曲线的基本类型；初生纤维的结构及拉伸条件对拉伸性能、拉伸曲线的影响； 10）拉伸过程中纤维结构和性能的变化； 11）纤维在不同热定型中的形变及内应力变化特征； 12）热定型过程中纤维结构与性质的变化。 （三）塑料成型加工原理 1）挤出成型原理：单螺杆挤出机三个主要工作段（区）的作用； 固体物料的熔化过程；熔体流动的形式；挤出成型的工艺过程 及影响因素；
高分子物理知识点
构象：具有一定组成和构型的高分子链通过单键的内旋转而形成的分子中的原子在空间的排列 柔性： 高分子链中单键内旋的能力； 高分子链改变构象的能力； 高分子链中链段的运动能力； 高分子链自由状态下的卷曲程度。 链段：两个可旋转单键之间的一段链，称为链段 影响柔性因素： 1支链长，柔性降低;交联度增加，柔顺性减低。 2一般分子链越长，构象数越多，链的柔顺性越好。 3分子间作用力越大，聚合物分子链所表现出的柔顺性越小。分子链的规整性好，结晶，从而分子链表现不出柔性。 控制球晶大小的方法： 1控制形成速度； 2采用共聚方法，破坏链的均一性和规整性，生成较小的球晶； 3外加成核剂，可获得小甚至微小的球晶。 聚合物的结晶形态： 1单晶：稀溶液，慢降温，螺旋生长 2球晶：浓溶液或熔体冷却 3树枝状晶：溶液中析出，低温或浓度大，分子量大时析出； 4纤维状晶：存在流动场，分子量伸展，并沿流动方向平行排列； 5串晶：溶液低温，边结晶边搅拌； 6柱晶：熔体在应力作用下冷却结晶； 7伸直链晶：高压下融融结晶，或熔体结晶加压热处理。 结晶的必要条件： 1内因： 化学结构及几何结构的规整性； 2外因：一定的温度、时间。 结晶速度的影响因素： 1温度——最大结晶温度：低温有利于晶核形成和稳定，高温有利于晶体生长； 2压力、溶剂、杂质：压力、应力加速结晶，小分子溶剂诱导结晶； 3分子量：M 小结晶速度块，M 大结晶速度慢； 熔融热焓?H m ：与分子间作用力强弱有关。作用力强，?H m 高 熔融熵?S m ：与分子间链柔顺性有关。分子链越刚，?S m 小 聚合物的熔点和熔限和结晶形成的温度T c 有一定的关系： 结晶温度Tc 低(< Tm )，分子链活动能力低，结晶所得晶体不完善，从而熔限宽，熔点低； 结晶温度Tc 高(~ Tm )，分子链活动力强，结晶所得晶体更加完善，从而熔限窄，熔点高。 取向：在外力作用下，分子链沿外力方向平行排列。聚合物的取向现象包括分子链、链段的取向以及结晶聚合物的晶片等沿特定方向的择优排列。 取向机理： 1高弹态：单键的内旋转。外力作用下，链段取向；外力解除，链段解取向 2粘流态：高分子各链段的协同运动。外力作用下，分子链取向；外力解除，分子链解取向 3结晶高聚物：非晶区取向，可以解取向；晶粒取向，不易解取向 取向度： 高分子合金又称多组分聚合物， 在该体系中存在两种或两种以上不同的聚合物， θ θθ22sin 2 3 1)1cos 3(2 1-=-=f
高分子材料大纲详解
高分子材料： 1、自由基聚合反应及其特点： 属于连锁聚合反应，又称链式聚合反应。 自由基是带有未配对独电子的基团，性质不稳定，可进行多种反应。 聚合机理：过程包括：链引发、链增长、链中止以及可能伴有的链转移反应等基元反应。 特征： 1.自由基聚合是一种链式聚合反应。（满引发，快增长，速终止，有转移） 2.引发反应速率最小，是聚合速度的控制步骤； 3.只有链增长反应才使聚合度增加；（链增长反应极快，反应体惜仅由单体，相对分子质量高的聚合物及浓度极小的活性链组成) 4.在聚合过程中，单体浓度逐步降低，聚合物转化速率随反应时间逐步增加；（聚合度或聚合物的平均相对分子质量与反应时间基本无关） 5.少量阻聚物可足以使自由基聚合反应终止，故自由基聚合要求用纯度高的单体。 2、缩合聚合反应及逐步加聚反应： 缩聚反应及逐步加聚反应均属于逐步聚合反应 缩聚反应 是缩合反应经多次重复形成聚合物的过程。具有两个或两个以上官能团的单体缩合而生成高分子化合物，同时伴随有小分子化合物（H2O,HX 等）的生成，叫缩合聚合反应，简称缩聚反应 反应通式： 缩聚反应的特点： （1）缩聚反应的单体往往是具有双官能团（如—OH 、—COOH 、—NH2、—X 及活泼氢原子等）或多官能团的小分子； （2）单体和所涉聚合物链节的化学组成不同； （3）反应除生成聚合物外，还有小分子生成（如H2O 、NH3、HCl 等） 逐步加聚反应 单体分子通过反复加成，使分子间形成共价键而生成聚合物的反应。 加聚反应与缩聚反应特点对比 3、分子间作用力：次价力：氢键、范德华力（包括取向力、诱导力、色散力） 由于加合效应，高聚物分子间的次价力有时可能超过主价力。 静电力 发生在极性分子之间的相互作用力，是由极性基团的永久偶极之间相互作用引起的。 诱导力 是极性分子永久偶极与它在其它分子上引起的诱导偶极之间的相互作用力。存在极性-极性分子间，也存在极性-非极性分子间。 反应类型 加聚反应 缩聚反应 反应物种类 相同或不同单体 相同或不同单体 反应物特征 含有不饱和键 含有特征官能团 生成物特征 聚合物与单体具有相同的组成,主链上一般只有碳原子 聚合物与单体组成有所不同,主链上除有碳原子外还有其他 产物种类 只有聚合物 有聚合物和小分子