5第五章聚合物流变

精细化学品化学教学大纲剖析

《精细化学品化学》课程教学大纲 课程代码：070203 课程性质：专业必修总学时： 48 学时 总学分： 3 开课学期：第五学期适用专业：应用化学 先修课程：无机化学、有机化学等后续课程：材料化学、涂料化学、助剂化学及工艺等大纲执笔人：FFF 参加人：FGG 审核人：NGN 编写时间： 2011 年7月 编写依据：应用化学专业人才培养方案（ 09 ）年版 一、课程介绍 本课程系统的阐述了精细化学品的定义、分类、制备方法和涉及的理论，同时围绕染料、荧光增白剂、香料、农药、药物中间体、表面活性剂的应用和典型产品的工艺和应用作了重点详细的介绍。通过本门课程的学习，使学生对精细化学品化学的制备方法、应用范围和发展方向有较全面的了解，有助于学生学习和积累从事精细化工科研工作所需要的知识和技能。 二、本课程教学在专业人才培养中的地位和作用 本课程是应用化学的专业必修课。本课程是应用化学的专业课。通过本课程的学习，要求学生对精细化学工业的基本面貌、范畴、各系列主要产品、基本原理、性能、应用和发展趋势有一个比较全面的了解和掌握。将来能从事精细化学（表面活性剂、化妆品、工业助剂、涂料与粘合剂、油田化学品等）方面教学、科研、生产等方面的工作。 三、本课程教学所要达到的基本目标 本课程培养具备精细化工知识，能够从事精细化工教学、科研、生产应用等方面工作的专业人才。 四、学生学习本课程应掌握的方法与技能 要求学生对精细化学工业的基本面貌、范畴、各系列主要产品、基本原理、性能、应用和发展趋势有一个比较全面的了解和掌握。重点掌握典型的表面活性剂、化妆品、工业助剂、涂料与粘合剂、油田化学品的性质特点和制备工艺。并对以上行业的最新发展趋势有一个全面的了解。 五、本课程与其他课程的联系与分工 本课程是以无机化学、有机化学、胶体化学、物理化学、高分子化学等为基础的一门专业课。重点介绍以上述及的九章内容所涉及的系列产品的基本原理和性能应用。对工艺生产条件和流程安排不作过多叙述。 六、本课程的教学内容与目的要求 【第一章】绪论（共2学时）

聚合物共混改性(小字)

1.试述聚合物共混改性的目的：获得预期性能的共混物。 2.试述共混改性的方法：1.熔融共混；2.溶液共混； 3.乳液共混； 4.釜内共混。 1、共混物形态的三种基本类型(1)均相体系 (2)两相体系①海—岛结构 ②海—海结构 答：其一是均相体系；其二被称为“海-岛结构”,这是一种两相体系,且一相为连续相,一相为分散相,分散相分散在连续相中,就好像海岛分散在大海中一样；其三被称为“海-海结构”,也是两相体系,但两相皆为连续相,相互贯穿。 2.均相体系的判定：如果一种共混物具有类似于均相材料所具有的性能,该共混物就可以认为是具有均相结构的共混物.在大多数情况下,可以用玻璃化转变温度(Tg)作为判定的标准.如果两种聚合物共混后, 形成的共混物具有单一的Tg,则就可以认为该共混物为均相体系. 3、简述分布混合与分散混合的概念 分布混合:又称分配混合，是混合体系在应变作用下置换流动单元位置而实现的. 分散混合：既增加分散相空间分布的随机性,又减小分散相粒径,改变分散相粒径分布过程. 4 P17— 18 , 一个分散相大粒子(大液滴)分裂成两个较小较小的粒子再进一步分裂。展示的分散过程是逐步进行的重复破裂过程。 (大液滴)先变为细流线,细流线再在瞬间破裂成细小的粒。其展示的分散过程是在瞬间完成的。 5、影响共混过程的5答：a. 调控共混温度,改变剪 ,使We 值增大,进而使形变增大； ,使We 值增大,易于变形.液滴的变形到达,使We 值增大,进而使液滴(分散相)的形变增大； σ下降,使We 值增大,进而使液滴的形变增大； 的影响； ⑥熔体弹性； ⑦液滴破碎的判据：τ(19λ+16)/16(λ+1) > σ/R ,式中τ为剪切应力. ⑧流动场形式的影响 （2）双小球模型： ①剪切应力、分散相内力：增大剪切应力或降低分散相内力有利于分散相颗粒的破碎分散； ②粒径大的分散相颗粒易破碎分散,发生分散相粒径的自动均化过程； ③在分散相的破碎分散过程中,分散相颗粒会发生伸长变形和转动.当伸长变形的分散相颗粒转动到剪切应力平行的方向时,就难以进一步破碎了。 7、采用哪些方法,可以对聚合物熔体黏度进行调控 P35—37 答：①调节共混温度; ②调节剪切应力; ③用助剂进行调节; ④改变相对分子质量. 8、简述总体均匀性与分散度概念 总体均匀性：分散相颗粒在连续相中分布的均匀性,即分散相浓度的起伏大小。 分散度：分散相颗粒的破碎程度；用分散相平均粒径表征。 9、简述影响分散相粒径的因素 P54 答：熔体黏度与组分配比是影响分散相粒径的重要因素；共混过程中共混体系所受到的外力作用(通常是剪切应力),对分散相粒径也有重要影响；两相之间界面张力对分散相物料的分散过程产生影响,进而影响分散相粒径。 10、简述聚合物表面张力的影响因素 （1）温度 表面张力的本质是分子间相互作用。由于分子间力随温度升高而下降，且与温度呈线性关系。聚合物的表面张力也随温度升高而下降，且与温度呈线性关系。 （2）聚合物物态 结晶性聚合物发生结晶或熔融时，密度发生变化。根据Macled 方程，密度变化会引起表面张力变化，密度增大，表面张力也增大；因而，结晶性聚合物发生相变时，表面张力会发生相应的变化。结晶体的密度高于熔体的密度，相应的，结晶体的表面张力高于熔体的表面张力。这种变化，会使表面张力与温度的线性关系受到影响。 （3）相对分子质量 ；分子量大，表面张力也大。 （4）内聚能密度及溶解度参数 内聚能密度 2i ii C δ=；表面张力和内聚能密度都与分子间相互作用有关,两者彼此有关联; 溶解度参数 14.043 .0m V K δφσ =；表面张力随溶解度参数的增大而增大。 11、简述共混体系界面张力、界面层厚度与相容性的关系 答：溶解度参数接近的体系，或者B 参数较小的体系，相容性相应的较好，界面张力较低，界面层厚度也较厚。 12、共混体系的相容剂有哪些类型？ 两类，非反应性共聚物,反应性共聚物。 13、试述影响共混体系熔融流变性能的因素 答：因素主要有：剪切速率、温度、粘弹性、共混物组分含量、第三组分（调节剂）。 答：(1)玻璃纤维的直径的影响：用于PA 增强的玻璃纤维直径在10—20μm 左右； (2)玻纤长度的影响；(3)玻璃纤维表面处理的影响；(4)玻纤含量的影响 16、表面处理作用机理 答：(1)提高碳纤维的表面能(实质是提高碳纤维表面的含氧量),减少纤维与基体、树脂表面能之差值,以达到改善基体与纤维间的浸润性,实现纤维与基体间的有关粘结； (2)通过一定处理后,可在碳纤维表面形成大量可与基体形成化学键及氢键或范德华力结合的活性基团,可明显提高CFRP 层间剪切强度； (3)改善碳纤维表面物理状态,及增加表面粗糙或在纤维表面生成凹凸结构,以通过机械契合或者说“锚固效应”达到好的界面性能 17、如何提高极性尼龙和非极性聚烯烃弹体的相容性？给出至少3种表征PA/POE 共混物相容性的方法。 答：(1)添加相容剂,作用机理是富集在两相界面处,改善两相之间的界面结合。 (2)固体物性表征：热分析法(DSC)、膨胀计法、动态力学分析法(DM)。热力学表征：熔点降低法,吸附探针法和反气相色谱法等. 18、试述聚合物表面改性的必要性及其意义。 答：表面改性技术是采用化学的、物理的方法改变材料或工件表面的化学成分或组织结构以提高机器零件或材料性能的一类热处理技术。它包括化学热处理(渗氮、渗碳、渗金属等);表面涂层(低压等离子喷涂、低压电弧喷涂、激光重熔复合等门薄膜镀层(物理气相沉积、化学气相沉积等)和非金属涂层技术等。这些用以强化零件或材料表面的技术，赋予零件耐高 温、防腐蚀、耐磨损、抗疲劳、防辐射、导电、导磁等各种新的特性。使原来在高速、高温、高压、重载、腐蚀介质环境下工作的零件，提高了可靠性、延长了使用寿命，具有很大的经济意义和推广价值。 1.试述聚合物共混改性的目的：获得预期性能的共混物。 2.试述共混改性的方法：1.熔融共混；2.溶液共混； 3.乳液共混； 4.釜内共混。 1、共混物形态的三种基本类型(1)均相体系 (2)两相体系①海—岛结构 ②海—海结构 答：其一是均相体系；其二被称为“海-岛结构”,这是一种两相体系,且一相为连续相,一相为分散相,分散相分散在连续相中,就好像海岛分散在大海中一样；其三被称为“海-海结构”,也是两相体系,但两相皆为连续相,相互贯穿。 2.均相体系的判定:如果一种共混物具有类似于均相材料所具有的性能,该共混物就可以认为是具有均相结构的共混物.在大多数情况下,可以用玻璃化转变温度(Tg)作为判定的标准 .如果两种聚合物共混后,形成的共混物具有单一的Tg,则就可以认为该共混物为均相体系。 3、简述分布混合与分散混合的概念 分布混合:又称分配混合，是混合体系在应变作用下置换流动单元位置而实现的. 分散混合：既增加分散相空间分布的随机性,又减小分散相粒径,改变分散相粒径分布过程. 4 P17—18 ,一个分散相大粒子(大液滴)分裂成两个较小较小的粒子再进一步分裂。展示的分散过程是逐步进行的重复破裂过程。 (大液滴)先变为细流线,细流线再在瞬间破裂成细小的粒。其展示的分散过程是在瞬间完成的。 5、影响共混过程的5 答：a. 调控共混温度,改变剪,使We 值增大,进而使形变增大； ,使We 值增大,易于变形.液滴的变形到达,使We 值增大,进而使液滴(分散相)的形变增大； σ下降,使We 值增大,进而使液滴的形变增大； 的影响； ⑥熔体弹性； ⑦液滴破碎的判据：τ(19λ+16)/16(λ+1) > σ/R ,式中τ为剪切应力. ⑧流动场形式的影响 （2）双小球模型： ①剪切应力、分散相内力：增大剪切应力或降低分散相内力有利于分散相颗粒的破碎分散； ②粒径大的分散相颗粒易破碎分散,发生分散相粒径的自动均化过程； ③在分散相的破碎分散过程中,分散相颗粒会发生伸长变形和转动.当伸长变形的分散相颗粒转动到剪切应力平行的方向时,就难以进一步破碎了。 7、采用哪些方法,可以对聚合物熔体黏度进行调控 P35—37 答：①调节共混温度; ②调节剪切应力; ③用助剂进行调节; ④改变相对分子质量. 8、简述总体均匀性与分散度概念 总体均匀性：分散相颗粒在连续相中分布的均匀性,即分散相浓度的起伏大小。 分散度：分散相颗粒的破碎程度；用分散相平均粒径表征。 9、简述影响分散相粒径的因素 P54 答：熔体黏度与组分配比是影响分散相粒径的重要因素；共混过程中共混体系所受到的外力作用(通常是剪切应力),对分散相粒径也有重要影响；两相之间界面张力对分散相物料的分散过程产生影响,进而影响分散相粒径。 10、简述聚合物表面张力的影响因素 （1）温度 表面张力的本质是分子间相互作用。由于分子间力随温度升高而下降，且与温度呈线性关系。聚合物的表面张力也随温度升高而下降，且与温度呈线性关系。 （2）聚合物物态 结晶性聚合物发生结晶或熔融时，密度发生变化。根据Macled 方程，密度变化会引起表面张力变化，密度增大，表面张力也增大；因而，结晶性聚合物发生相变时，表面张力会发生相应的变化。结晶体的密度高于熔体的密度，相应的，结晶体的表面张力高于熔体的表面张力。这种变化，会使表面张力与温度的线性关系受到影响。 （3）相对分子质量 ；分子量大，表面张力也大。 （4）内聚能密度及溶解度参数 内聚能密度 2i ii C δ=；表面张力和内聚能密度都与分子间相互作用有关,两者彼此有关联; 溶解度参数 14.043.0m V K δφσ=；表面张力随溶解度参数的增大而增大。 11、简述共混体系界面张力、界面层厚度与相容性的关系 答：溶解度参数接近的体系，或者B 参数较小的体系，相容性相应的较好，界面张力较低，界面层厚度也较厚。 12、共混体系的相容剂有哪些类型？ 两类，非反应性共聚物,反应性共聚物。 13、试述影响共混体系熔融流变性能的因素 答：因素主要有：剪切速率、温度、粘弹性、共混物组分含量、第三组分（调节剂）。 答：(1)玻璃纤维的直径的影响：用于PA 增强的玻璃纤维直径在10—20μm 左右； (2)玻纤长度的影响；(3)玻璃纤维表面处理的影响；(4)玻纤含量的影响 16、表面处理作用机理 答：(1)提高碳纤维的表面能(实质是提高碳纤维表面的含氧量),减少纤维与基体、树脂表面能之差值,以达到改善基体与纤维间的浸润性,实现纤维与基体间的有关粘结； (2)通过一定处理后,可在碳纤维表面形成大量可与基体形成化学键及氢键或范德华力结合的活性基团,可明显提高CFRP 层间剪切强度； (3)改善碳纤维表面物理状态,及增加表面粗糙或在纤维表面生成凹凸结构,以通过机械契合或者说“锚固效应”达到好的界面性能 17、如何提高极性尼龙和非极性聚烯烃弹体的相容性？给出至少3种表征PA/POE 共混物相容性的方法。 答：(1)添加相容剂,作用机理是富集在两相界面处,改善两相之间的界面结合。 (2)固体物性表征：热分析法(DSC)、膨胀计法、动态力学分析法(DM)。热力学表征：熔点降低法,吸附探针法和反气相色谱法等. 18、试述聚合物表面改性的必要性及其意义。 答：表面改性技术是采用化学的、物理的方法改变材料或工件表面的化学成分或组织结构以提高机器零件或材料性能的一类热处理技术。它包括化学热处理(渗氮、渗碳、渗金属等);表面涂层(低压等离子喷涂、低压电弧喷涂、激光重熔复合等门薄膜镀层(物理气相沉积、化学气相沉积等)和非金属涂层技术等。这些用以强化零件或材料表面的技术，赋予零件耐高温、防腐蚀、耐磨损、抗疲劳、防辐射、导电、导磁等各种新的特性。使原来在高速、高温、高压、重载、腐蚀介质环境下工作的零件，提高了可靠性、延长了使用寿命，具有很大的经济意义和推广价值。

精细化工习题 合成材料助剂

精细化工习题（第三章） 一、填空与选择题： 1. 材料助剂中的合成助剂是用于生产树脂过程，如引发剂、终止剂、乳化剂等；加工助剂 是用于树脂加工过程，如：增塑剂、稳定剂、交联剂等 2.材料加工助剂的耐久性：指助剂在应用过程中的损失程度。损失的途径主要是挥发、被萃取、迁移；分子质量大，挥发性低，耐久性好； 3.制品用途对助剂的制约：指助剂的加入应当不影响制品的最终用途，包括外观、颜色、气味、毒性，以及电性能、热性能、耐候性、污染性。 4.助剂之间的协同作用是一种助剂的存在可使另一种助剂作用增强；抗结作用是一种助剂削弱了另一种助剂的原有效能。 5.引起老化的因素主要是（1）内在因素：材料分子结构、助剂性质；（2）外在因素主要是光、热、氧、应力、微生物。 6.聚合物发生降解和交联反应，破坏高分子材料原有的结构，引起老化。主链断裂降解将使材料的力学性能变坏；交联反应将生成无控制的网状结构，使材料脆化、变硬、强度降低。 7.聚合物吸收光能，分子吸收光能从基态跃迁至激发态。大部分激发态分子通过物理过程的消散（如，发射荧光和磷光；转变激发能为震动热能），回到基态。少部分激发态分子发生光化学反应过程将能量转移给另一个分子，发生光化学反应导致聚合物老化。 8.光屏蔽剂的作用就像在聚合物和光辐射之间设置了一道屏障，吸收紫外光，使光不能直接辐射到聚合物的内部，令聚合物内部不受紫外线的危害，从而有效地抑制光氧化降解。碳黑与硫类抗氧化剂有协同作用；碳黑与胺类抗氧化剂有相抗作用。 9．光稳定剂中的猝灭剂的作用机理是通过分子间作用迅速有效地消除（转移）激发能。 10.光稳定剂中自由基捕获剂的作用机理：通过捕获自由基，分解过氧化物，传递激发态能量等途径使高聚物稳定。这类化合物的结构特征是具有空间位阻效应的受阻胺。 11.增塑剂的作用是通过增塑剂分子克服聚合物内部各种对抗塑化的因素，插入到大分子链之间，将分子链间相互作用减弱，在较低的温度下就可以发生链段和分子链的运动，即使链段开始运动的温度（玻璃化转变温度Tg）和分子链开始运动的温度（粘流化温度Tf）降低，以达到增塑的目的。 12.若是极性聚合物，需选用带极性基团的增塑剂，让其极性基团与聚合物的极性基团作用，代替聚合物极性分子间作用，使增塑剂与聚合物分子间的作用力增大，从而削弱大分子

高分子第五章习题参考答案

高分子第五章习题参考答案 1．下列单体选用哪一引发剂才能聚合，指出聚合机理，并写出引发反应式。 单体引发体系 CH2=CHC6H5（1）（C6H5CO）2O2（自由基）CH2=C（CN）2（2）Na＋萘（阴离子） CH2=C（CH3）2（3）BF3＋H2O（阳离子） CH2=CH-O-nC4H9（4）nC4H9Li（阴离子） CH2=CHCl （5）SnCl4＋H2O（阳离子）CH2=C（CH3）COOCH3 CH2=O 参考答案： CH2=CHC6H5可被引发剂（1）（2）（3）（4）引发聚合。 CH2=CHC6H5＋（C6H5CO）2O2属自由基聚合，引发反应式为： （C6H5CO）2O2→C6H5CO2· C6H5CO2·＋CH2=CHC6H5→C6H5CO2 CH2-C·HC6H5 CH2=C（CN）2可被引发剂（2）（4）引发聚合。 CH2=C（CH3）2可被引发剂（3）（5）引发聚合。 CH2=CH-O-nC4H9可被引发剂（3）（5）引发聚合。 CH2=CHCl可被引发剂（1）引发聚合。 CH2=C（CH3）COOCH3可被引发剂（1）（2）（4）引发聚合。 CH2=O可被引发剂（2）（3）（4）（5）引发聚合。

2．在离子聚合反应中，活性中心离子和反离子之间的结合有几种形式？其存在形式受哪些因素影响？不同形式对单体的聚合能力有何影响？ 参考答案： 在离子聚合反应中，活性中心离子和反离子之间的结合有以下几种形式： 以上各种形式之间处于平衡状态。结合形式和活性种的数量受溶剂性质、温度及反离子等因素的影响。 溶剂的溶剂化能力越大，越有理于形成松对甚至自由离子；随着温度的降低，离解平衡常数（K值）变大，因此温度越低越有利于形成松对甚至自由离子；反离子的半径越大，越不易被溶剂化，所以一般在具有溶剂化能力的溶剂中随反离子半径的增大，形成松对和自由离子的可能性减小；在无溶剂化作用的溶剂中，随反离子半径的增大。A+与B－之间的库仑引力减小，A+与B－之间的距离增大。 活性中心离子与反离子的不同结合形式和单体的反应能力顺序如下： 共价键连接A－B一般无引发能力。 4．异丁烯阳离子聚合时，以向单体链转移为主要终止方式，聚合物

聚 合 物 改 性

聚合物改性 聚合物定义:聚合物即高分子化合物,所谓的高分子化合物,就是指那些由众多原子或原子团主要以共价键结合而成的相对分子量在一万以上的化合物。 聚合物改性通过物理与机械的方法在聚合物中加入无机或有机物质,或将不同种类聚合物共混,或用化学方法实现聚合物的共聚、接枝、交联,或将上述方法联用、并用,以达到使材料的成本下降、成型加工性能或最终使用性能得到改善,或在电、磁、光、热、声、燃烧等方面被赋予独特功能等效果,统称为聚合物改性。 聚合物改性的方法总体上分为: 物理方法化学方法表面细分:共混改性、填充改性、纤维增强复合材料化学改性、表面改性、 共混改性:两种或者两种以上聚合物经混合制备宏观均匀材料的过程。可分为物理、化学共混。 填充改性:向聚合物中加入适量的填充材料(如无机粉体或者纤维),以使制品的某些性能得到改善,或降低原材料成本的改性技术。 纤维增强复合材料又称聚合物基复合材料,就就是以有机聚合物为基体,纤维类增强材料为增强剂的复合材料。 化学改性:在改性过程中聚合物大分子链的主链、支链、侧链以及大分子链之间发生化学反应的一种改性方法。原理:主要靠大分子主链或支链或侧基的变化实现改性。改性手段有:嵌段、接枝、交联、互穿网络等特点:改性效果耐久,但难度大,成本高,可操作性小,其一般在树脂合成厂完成,在高分子材料加工工厂应用不多。 表面改性:就是指其改性只发生在聚合物材料制品的表层而未深入到内部的一类改性。 特点:性能变化不均匀种类:表面化学氧化处理,表面电晕处理,表面热处理,表面接枝聚合,等离子体表面改性等适应于只要求外观性能而内部性能不重要或不需要的应用场合,常见的有:表面光泽,硬度,耐磨、防静电等的改性。 接枝反应:以含极性基团的取代基,按自由基反应的规律与聚合物作用,生成接枝链,从而改变高聚物的极性,或引入可反应的官能团。 官能团反应:可以发生在聚合物与低分子化合物之间,也可发生在聚合物与聚合物之间。可以就是聚合物侧基官能团的反应,也可以就是聚合物端基的反应 接枝共聚改性对聚合物进行接枝,在大分子链上引入适当的支链或功能性侧基,所形成的产物称作接枝共聚物。利用其极性或反应性可大大改善与其她材料组成的复合物的性能。 性能决定于:主链支链(组成,结构,长度以及支链数) 接枝共聚改性基本原理 方法:在反应性大分子存在下,将单体进行自由基、离子加成或开环聚合。 自由基化学上也称为“游离基”,就是指化合物的分子在光热等外界条件下,共价键发生均裂而形成的具有不成对电子的原子或基团。化学性质极为活泼,易于失去电子(氧化)或获得电子(还原),特别就是其氧化作用强 自由基接枝①烯烃单体在带有不稳定氢原子的预聚体存在下进行聚合,引发可通过过氧化物,辐照或加热等方法。机理:过氧化物引发剂或生长链从主链上夺取不稳定的氢原子,使主链形成自由基,接枝链与主链间的联接,就是通过主链自由基引发单体,或则通过与支链的重新结合而形成的。②在主链上形成过氧化氢基团或其它官能团,然后以此引发单体聚合。 链转移接枝:利用反应体系中的自由基夺取聚合物主链上的氢而链转移,形成链自由基, 进而引发单体进行聚合,产生接枝。 接枝效率＝[已接枝单体质量/(已接枝单体质量+接枝单体均聚物质量)] * 100%

高分子化学第五章答案

第五章聚合方法 思考题 5.1聚合方法(过程)中有许多名称，如本体聚合、溶液聚合和悬浮聚合，均相聚合和非均相聚合，沉淀聚合和淤浆聚合，试说明它们相互问的区别和关系。 答聚合方法有不同的分类方法，如下表： 按聚合体系中反应物的相态考虑，本体聚合是单体加有(或不加)少量引发剂的聚合。溶液聚合是单体和引发剂溶于适当溶剂中的聚合。悬浮聚合一般是单体以液滴状悬浮在水中的聚合，体系主要由单体、水、油溶性引发剂、分散剂四部分组成。 按聚合体系的溶解性进行分类，聚合反应可以分成均相聚合和非均相聚合。当单体、溶剂、聚合物之间具有很好的相溶性时，聚合为均相聚合；当单体、溶剂、聚合物之间相溶性不好而产生相分离的聚合，则为非均相聚合。 聚合初始，本体聚合和溶液聚合多属于均相体系，悬浮聚合和乳液聚合属于非均相聚合；如单体和聚合物完全互溶，则该本体聚合为均相聚合；当单体对聚合物的溶解性不好，聚合物从单体中析出，此时的本体聚合则成为非均相的沉淀聚合；溶液聚合中，聚合物不溶于溶剂从而沉析出来，就成为沉淀聚合，有时称作淤浆聚合。 思考题5.2本体法制备有机玻璃板和通用级聚苯乙烯，比较过程特征，说明如何解决传热问题、保证产品品质。 答间歇本体聚合是制备有机玻璃板的主要方法。为解决聚合过程中的散热困难、避免体积收缩和气泡产生，保证产品品质，将聚合分成预聚合、聚合和高温后处理三个阶段来控制。①预聚合。在90-95℃下进行，预聚至10％～20％转化率，自动加速效应刚开始较弱，反应容易控制，但体积已经部分收缩，体系有一定的黏度，便于灌模。②聚合。将预聚物灌入无机玻璃平板模，在(40-50℃)下聚合至转化率90％。低温(40～50℃)聚合的目的在于避免或减弱自动加速效应和气泡的产生(MMA的沸点为100℃)，在无机玻璃平板模中聚合的目的在于增加散热面。③高温后处理。转化率达90％以后，在高于PMMA的玻璃化温度的条件(100～120℃)下，使残留单体充分聚合，通用级聚苯乙烯可以采用本体聚合法生产。其散热问题可由预聚和聚合两段来克服。苯乙烯是聚苯乙烯的良溶剂，聚苯乙烯本体聚合时出现自动加速较晚。因此预聚时聚合温度为80～90℃，转化率控制在30％～35％，此时未出现自动加速效应，该阶段的聚合温度和转化率均较低，体系黏度较低，有利于聚合热的排除。后聚合阶段可在聚合塔中完成，塔顶温度为100℃，塔底温度为200℃，从塔顶至塔底温度逐渐升高，目的在于逐渐提高单体转化率，尽量使单体完全转化，减少残余单体，最终转化率在99％以上。 思考题5.3溶液聚合多用离子聚合和配位聚合，而较少用自由基聚合，为什么? 答离子聚合和配位聚合的引发剂容易被水、醇、二氧化碳等含氧化合物所破坏，因此不得不采用有机溶剂进行溶液聚合。 溶液聚合可以降低聚合体系的黏度，改善混合和传热、温度易控、减弱凝胶效应，可避免局部过热。但是溶液聚合也有很多缺点：①单体浓度较低，聚合速度慢，设备生产能力低；②单体浓度低，加上向溶剂的链转移反应，使聚合物的分子量较低；③溶剂分离回收费高，难以除尽聚合物中的残留溶剂。因此溶液聚合多用于聚合物溶液直接使用的场合。

聚合物改性技术课程教学大纲

普通本科课程教学大纲（高分子材料与工程专业分册） 机电信息系编印 二〇一四年十月

目录 《无机与分析化学》课程教学大纲 (1) 《有机化学》课程教学大纲 (13) 《机械制造基础C》课程教学大纲 (21) 《有机合成设计》课程教学大纲 (28) 《工程化学基础》课程教学大纲 (34) 《物理化学》课程教学大纲 (39) 《物理化学》课程教学大纲 (52) 《物理化学》课程教学大纲 (65) 《化工原理》课程教学大纲 (78) 《高分子化学》课程教学大纲 (87) 《高分子物理》课程教学大纲 (97) 《高分子材料研究方法》课程教学大纲 (103) 《聚合物流变学》课程教学大纲 (109) 《膜分离材料与技术》课程教学大纲 (114) 《聚合物合成工艺学》课程教学大纲 (118) 《聚合物成型加工原理》课程教学大纲 (122) 《涂料与检测技术》课程教学大纲 (127) 《高分子先进合成方法》课程教学大纲 (132) 《功能高分子材料》课程教学大纲 (137) 《聚合物改性技术》课程教学大纲 (142) 《聚合物基复合材料》课程教学大纲 (146) 《模具材料与强化技术》课程教学大纲 (151) 《粘合剂》课程教学大纲 (156) 《专业外语》课程教学大纲 (161) 《塑料模具设计》课程教学大纲 (166) 《专业实习》教学大纲 (171) 《基础化学实验》教学大纲 (173) 《塑料模具设计》课程设计教学大纲 (196) 《化工原理课程设计》教学大纲 (198) 《学科基础实验》实验教学大纲 (201) 《专业综合实验》实验教学大纲 (210) 《毕业实习及毕业设计（论文）》教学大纲 (212)

精细化学品工艺学-40课时知识分享

附件1： 《精细化学品工艺学》课程教学大纲 课程中文名称：精细化学品工艺学课程英文名称： Technology of Fine Chemicals 课程代码： HG1D05 课程性质：专业必修总学时： 40 学时 总学分： 2.5 开课学期： 5 适用专业：应用化学 先修课程：无机、分析、有机和物理化学后续课程：材料化学、涂料化学 大纲执笔人： DDDD 参加人： DDDF 审核人： FF 编 写时间： 2017 年 3 月 编写依据：应用化学专业人才培养方案（ 2015 ）年版 一、本课程的类型、性质和任务 精细化学品工艺学是应用化学专业和化工工艺专业的专业必修 课程。介绍简单的有关精细化工工艺计算；各工艺的工艺流程设计技 术，相关的环境污染及防治。精细化工工艺专题主要含有表面活性剂； 合成材料助剂；食品添加剂等方面内容。它的理论和方法对解决科研 和生产中的实际问题具有重要作用，是每个化学化工工作者必备的基 本知识，为学生学习相关的精细化工专业技术知识和今后进行专业技 术革新打好专业基础。 二、本课程教学在专业人才培养中的地位和作用 精细化学品工艺学是以精细化学品为基本研究对象的学科，是精 细化学品科学的基础。与化学的其它二级学科相比，它与化学工艺有 着更加深刻的亲缘关系，其发展同时也依赖于有机合成技术的进步。

由于近年精细化学品科学对各个工业部门和科技领域的渗透作用显著，所以在应用化学专业作为选修课教学具有重要的意义。 二、本课程教学所要达到的基本目标 本课程的教学环节包括课堂讲授，学生自学，习题讨论课，习题答疑，期末考试。通过上述基本教学步骤，要求学生掌握和了解精细化学品合成一般原理，重点讲述了表面活性剂、合成材料助剂等系列产品的合成原理、原料消耗、工艺过程、主要操作技术和产品的性能用途，为学生毕业后从事精细化工产品的生产和新品种的开发奠定必要的理论和技术基础。 三、本课程与其他课程的联系与分工 本课程属应用化学专业方向的专业方向课，其先行课为无机化学、分析化学、有机化学、物理化学、化工原理等，后续课程为材料化学、涂料后续和功能性高分子材料等课程。

聚合物改性考试考试试题题

一、名称解释 20分 聚合物共混改性： 答：是以聚合物（聚合物或者共聚物）为改性剂，加入到被改性的聚合物材料（合成树脂，又叫基体树脂）中，采用合适的加工成型工艺，使两者充分混合，从而制得具有新颖结构特征和新颖性能的改性聚合物材料的改性技术。 相逆转： 答：聚合物共混物可在一定的组成范围内发生相的逆转，原来是分散相的组分变成连续相，而原来是连续相的组分变成分散相。在相逆转的组成范围内，常可形成两相交错、互锁的共连续形态结构，使共混物的力学性能提高。 热塑性塑料： 答：热塑性塑料是指加热后软化、可塑，冷却后硬化，再次加热可熔融软化，固化成型，具有反复可加工成型的特点。 增容作用： 答：使聚合物之间易于相互分散，能够得到宏观均匀的共混体系。改善聚合物之间相界面的性能，增加两相间的粘合力，使P-P共混物具有长期稳定的性能。 二、聚合物共混物的形态结构及特点 10分 答：单相连续结构：构成聚合物共混物的两个相或者多个相中只有一个相连续，其他的相分散于连续相中。单相连续结构又因分散相相畴的形状、大小以及与连续相结合情况的不同而表现为多种形式。 两相互锁或交错结构：这种结构中没有一相形成贯穿整个试样的连续相，而且两相相互交错形成层状排列，难以区分连续相和分散相。有时也称为两相共连续结构，包括层状结构和互锁结构。 相互贯穿的两相连续结构：共混物中两种组分均构成连续相，互穿网络聚合物（IPNs）是两相连续结构的典型例子。 三、聚合物共混物相容性分哪两类？各自的定义是什么？画出聚合物共混物的UCST、LCST相图。15分 答：分为热力学相容性和工艺相容性两类。 热力学相容性是指相互混合的组分以任意比混合，都能形成均相体系，这种相容性叫热力学相容性。 工艺相容性是指对于一些热力学相容性不太好的共混高聚物，经适当加工工艺，形成结构和性能稳定的共混高聚物，则称之为工艺相容性。 相图略 四、界面层的结构组成和独立相区的区别 10分 答：①界面层内两种分子链的分布是不均匀的，从相区内到界面形成一浓度梯度； ②界面层内分子链比各自相区内排列松散，因而密度稍低于两相聚合物的平均密度； ③界面层内往往易聚集更多的表面活性剂及其他添加剂等杂质，分子量较低的聚合物分子也易向界面层迁移。这种表面活性剂等低分子量物越多，界面层越稳定，但对界面粘结强度不利。 五、以PC/PP共混体系为例，举例说明哪些手段可以用来加强体系的相容性？10分 答：1. 通过共聚改变某聚合物的极性； 2. 通过化学改性的方法，在一组分或两组分上引入极性基团或反应基团； 3. 在某聚合物上引入特殊作用基团；加入第三组分进行增容； 4. 两相之间产生部分交联，形成物理或化学缠结； 5. 形成互穿网络结构（IPN）； 6. 改变加工工艺，施加强烈的力剪切作用。 六、一般采有PP熔融接枝MAH单体，并挤出制备TPU/PP共混物，请阐明PP接枝MAH对共混物的形态结构及性能有何影响。为什么？10分 答：采用PP-g-MAH作为增容剂，熔融法制备TPU/PP共混物。发现，马来酸酐接枝聚丙烯是聚氨酯与聚丙烯共混体系有效的增容剂，有效地改善

第五章 高聚物的分子运动习题答案

第五章 高聚物的分子运动 1假定聚合物的自由体积分数（f ）的分子量依赖性为：n M M f f A +=∞ 式中A 为常数；下标M 或∞分别指分子量为M 或极大值时的自由体积分数。由上式试导出玻璃化温度（g T ）与分子量的经验关系式M K T T g g -=∞)( 解：据自由体积理论，温度T 时的自由体积分数为： )(g f g T T T f f -+=α 设g f （g T 时的自由体积分数）和f α（g T 转变前后体积膨胀系数差）均与分子量无关。同理，对于分子量分别为M 和∞的则有： )()(M g f g M T T f f -+=α )()(∞∞-+=g f g T T f f α 代回原式： n g f g M g f g M T T f T T f A +-+=-+∞)()()()(αα 经整理后得： n f g M g M T T 1)()(?A -=∞α 对于确定的聚合物，在一定温度下，f α=常数，并令f α/A =K （常数），则得出： n g g M K T T -=∞)( 2如果二元共聚物的自由体积分数是两组分自由体积分数的线形加和，试根据自由体积理论，导出共聚时对玻璃化温度影响的关系式： )()()1()2() 1(2g g g g g g T T T T K T T W -+--= 式中，)1()2(/f f K αα??=，而g r f ααα-=?；2W 为组分2的重量分数；g T 、)1(g T 和)2(g T 分别为共聚物、均聚物1和均聚物2的玻璃化温度。 解：由自由体积理论：)(g f g T T f f -+=α 对组分1：)()1()1()1(1g f g T T f f -?+=α

《聚合物改性原理》课程教学研究

156592 学科教育论文 《聚合物改性原理》课程教学研究 聚合物改性原理是盐城工学院高分子材料与工程专业本科生的一门专业课。它主要针对聚合物在使用过程存在的问题尤其是相关性能满足不了应用要求时，需要对其进行修饰改性研究进而提高其综合性能以拓宽其应用范围。本课程要求学生通过课堂学习，掌握高分子材料相关改性理论体系以及改性方法，了解和掌握常用高分子材料的改性方法和改性效果，熟悉聚合物改性研究的最新的研究进展。此外，该课程教学建立在学生修完《高分子化学》、《高分子物理》、《高分子合成工艺学》等高分子课程基础上，此后学生需要学习《高分子专业综合实验》和完成本科毕业论文，因而本课程在高分子材料与工程专业本科生的教学中起到承上启下的作用，尤其是把基础理论应用到具体实践过程中起到关键作用，因而课程教学过程中要注重培养学生应用基础知识的能力和激发学生的创新思维意识，使他们能够根据具体应用要求开展高分子共混配方设计和调控、功能性聚合物制备工艺流程选择等方面的研究工作。

由于《聚合物改性原理》是一门专业性和应用性很强的课程，同时随着科技不断进步和工业研究不断发展，新的聚合物材料和改性研究方法不断涌现，传统的课堂教学模式已经不能够满足《聚合物改性原理》课程的教学要求，因此，需要根据实际情况对此课程进行教学改革。同时，由于学生对本课程没有正确认识并漠视了本课程教学地位、目的和意义，单纯的课本教学内容较为乏味，因而学生缺乏了一定的求知欲和学习兴趣，总体学习动力不足，课堂氛围偏沉闷。由于盐城工学院选用的教材为2008年编著，20xx年化学工业出版社出版王国全主编的《聚合物改性》，随着科学研究工作不断深化，有一些有待完善、但已经被广泛认可最新理论体系以及新的研究方法和工业最新进展没有被囊括在教材内部，同时一些理论可能已不再适应最新的应用要求。该课程涉及许多前沿研究领域的问题，而前沿又总是不断的向前推进、不断更新之中。该课程是具有实际应用性质的专业课程，有关常用高分子改性方法的相关文献和资料很容易获得，而且属于容易被学生理解内容。因而在综合考虑我校师资力量和学生基础知识水平的情况下，从《聚合物改性原理》课程教学内容的选择和整合、教学方法和教学手段的革新以及优化成绩考核方式的等方面对优化教学质量的影响，可望拓宽

第五章高聚物的分子运动习题答案

百度文库 第五章高聚物的分子运动 1假定聚合物的自由体积分数（f ）的分子量依赖性为：f M 式中A为常数；下标M或分别指分子量为M或极大值时的自由体积分数。由上式试导出玻璃化 K 温度（T g ）与分子量的经验关系式T g T g（） g才g g（） M g f (T T g) 设f g （T g时的自由体积分数）和 f （T g转变前后体积膨胀系数差）均与分子量无关。同 理，对 的则有: K T g T g() g g( )M n 2如果二元共聚物的自由体积分数是两组分自由体积分数的线形加和，试根据自由体积理论，导出共聚时对玻璃化温度影响的关系式： 式中，K W2 T g T g(1) K(T g (2) T g) (T g T g(G f (2) / f (1)，而 f r g ； W2为组分2的重量分数；T g、T g（i）和T g（2）分别 M n 解：据自由体积理论，温度T时的自由体积分数为: f(T T g (M )) f(T T g（）） 代回原式: f(T T g(M ))g f(T T g()) M n 经整理后得: T g(M) T g()— f M n 对于确定的聚合物，在一定温度下， f =常数，并令 / f=K （常数），则得出: 于分子量分别为M和

百度文库为共聚物、均聚物1和均聚物2的玻璃化温度。 解：由自由体积理论: f(T T g) 对组分1: f1g(i) f (1) (T 组分2 : f2T g(1)) g(2) f (2) (T T g (2)) 因线形加和性，则共聚物有: 1 1 f 2 2，其中 将f i和f2分别代入上式得: g(i) f（1） 仃 T g (1))g(2)f(2)(T T g(2)) 2 由自由体积理论，当T T g时有: g(i) g(2) 则前式可化为: f g( 1 f(1)(T T g(1))(12) f(2)仃T g (2) ) 2 或写作: f(1)(T T g(1))(12) f (2) (T T g(2)) 2 T T g⑴ (T g T g(1)) 竺(T g T g(2)) f(1) T T g(1) (T g T g(1)) K(T g(2) T g) 设二组分的重量、密度和体积分别为W、W2, 则有: ￡ _V2 2 V1 V21、2，V〔、V2。 而设 V2 V1 V22或W1 W2 为共聚物密度），则上式为: 即得:

第五章《合成高分子化合物的基本方法》知识点归纳

第五章《合成高分子化合物的基本方法》 知识点归纳 课 件www.5yk https://www.wendangku.net/doc/bf18303059.html, 课标要求 ．能举例说明合成高分子的组成与结构特点，能依据简单合成高分子的结构分析其链节和单体。 2．能说明加聚反应和缩聚反应的特点。 3．举例说明新型高分子材料的优异性能及其在高新技术领域中的应用，讨论有机合成在发展经济、提高生活质量方面的贡献。 要点精讲 一、合成高分子化合物的基本方法 .合成高分子化合物的基本反应类型 .1加成聚合反应（简称加聚反应） （1）特点 ①单体分子含不饱和键（双键或三键）； ②单体和生成的聚合物组成相同； ③反应只生成聚合物。 （2）加聚物结构简式的书写 将链节写在方括号内，聚合度n在方括号的右下角。由

于加聚物的端基不确定，通常用“―"表示。 （3）加聚反应方程式的书写 ①均聚反应：发生加聚反应的单体只有一种。 ②共聚反应：发生加聚反应的单体有两种或多种。 .2缩合聚合反应（简称缩聚反应） （1）特点 ①缩聚反应的单体至少含有两个官能团； ②单体和聚合物的组成不同； ③反应除了生成聚合物外，还生成小分子； ④含有两个官能团的单体缩聚后生成的聚合物呈线型结构。 （2）缩合聚合物（简称缩聚物）结构简式的书写 要在方括号外侧写出链节余下的端基原子或原子团。 （3）缩聚反应方程式的书写 单体的物质的量与缩聚物结构式的下角标要一致；要注意小分子的物质的量：一般由一种单体进行缩聚反应，生成小分子的物质的量为（n－1）；由两种单体进行缩聚反应，生成小分子的物质的量为（2n－1）。 ①以某分子中碳氧双键中的氧原子与另一个基团中的活泼氢原子结合成水而进行的缩聚反应。 ②以醇羟基中的氢原子和酸分子中的羟基结合成水的方式而进行的缩聚反应。

聚合物改性水泥混凝土的制备原理及其结构与性能的关系

研究与探讨 聚合物改性水泥混凝土是在水泥混凝土成型过程中掺加一定量的聚合物，从而改善混凝土的性能，提高混凝土的使用品质或使混凝土满足工程的特殊需要。聚合物改性水泥混凝土的改性效果虽不如聚合物浸渍混凝土明显，但由于其工艺简单，使用方便，因而在工程中的应用也越来越广泛。 用于水泥混凝土改性的聚合物基本上分为三种类型，即聚合物乳液、水溶性聚合物和液体树脂。其中最常用，改性效果最好的是聚合物乳液。用聚合物乳液进行改性是在水泥混凝土拌和成型时拌入（大多教情况下是胶乳与水先拌和然后再与集料拌和），聚合物乳液在水泥混凝土凝结硬化过程中脱水，并在混凝土中形成结构，影响水泥的水化过程及水泥混凝土的结构，从而对水泥混凝土的性能起到改善作用，聚合物可是单聚体、双聚体或多聚体。 聚合物乳液的主要组成有聚合物颗粒（尺寸在０．１～１ｕｍ之间）、乳化剂、稳定与普通水泥混凝土相比有许多特殊８９＇Ｉ生 能，其中聚合物本身的性能虽起到一定 的作用，但最主要的、根本的原因还是因 为聚合物的掺人导致混凝土结构的变化， 从而影响混凝土８９＇１＇ｔＢ２。 聚合物掺人使混凝土结构发生变化 主要由于以下几个方面： （１）聚合物本身在混凝土中形成聚 合物网结构，并与硬化水泥浆体形成的 连续结构互相交织缠绕，形成聚合物改 性水泥混凝土的特有结构。 ＫｏｎｌｅｔｚＫｏ认为，当聚合物乳液在水 泥混凝土搅拌过程中掺人混凝土后，乳 液中的聚合物颗粒均匀分散在水泥混凝 土体系中，随着水泥颗粒的水化，由于体 系中的一部分被水泥水化所结合，因此 悬浮液中的水分被转移，聚合物颗粒开 始堆积，随着水泥水化的进一步进行，堆 积的聚合物颗粒也越来越多，逐渐融化 在一起形成聚合物膜。最终聚合物在水 泥混凝土中形成空间连续的网状结构，并 且硬化水泥浆体也在聚合物网孔中形成连 续结构，两种网结构互相交织缠绕在一 起，并把水泥混凝土中的骨料颗粒包裹在 其中，形成聚合物改性水泥混凝土的特有 结构。这种结构与聚合物的种类及掺量有 关，并非所有的聚合物都能在水泥混凝土 体系中形成上述结构。例如聚苯乙烯在水 泥石中就不能很好地结膜，仅形成聚苯乙 烯颗粒堆积结构，因为聚苯乙烯颗粒之间 的融合能较高，因此聚苯乙烯在水泥石中 只起填充作用，仅能对水泥浆体的流动性 起改善作用，从而可降低水灰比并改善混 凝土８９＇Ｉ，生能。聚合物的掺量也影响上述结 构的形成。如聚苯乙烯一丁二烯乳液 （ＳＢＤ）在水泥浆体中的掺量为１０％时，ＳＢＤ 在水泥石中没有很好地结膜。虽然聚苯乙 烯一丁二烯在水泥石中形成了空间网状结 构，但由于ＳＢＤ的掺量较少，聚苯乙烯一 丁二烯颗粒在失去水的过程中，没有很好 聚合物改性水泥混凝±的’制备原理 结构 文／邵新苗吕辉（华南理工大学材料学院５１０６４１） 文／林敏夏（广州市住建勘察设计院） 剂、分散剂等及水溶液，并含有少量的气 泡。其中固体成分的含量在４０％～７０％之 间。聚合物颗粒通过乳化剂的作用均匀地 分散在水溶液中，形成乳液，并由于分散 剂及稳定剂的作用使得乳液能在较长时间 内不产生离析及絮凝，保持乳液的均匀 性，另外为了防止乳液带人的气泡影响混凝 土的质量，一般在乳液中还加入消泡剂。 聚合物改性水泥混凝土中，聚合物部 分取代水泥作为。／ｂｂ凝ｌ土中的胶结材，使得 １０　万方数据