第三章高分子溶液

第三章高分子溶液
第三章高分子溶液

第三章习题

一、概念

1.溶度参数:

2. Huggins参数:

3.第二维利系数:

4. θ溶液:

二、选择答案

1、下列四种聚合物在各自的良溶剂中,常温下不能溶解的为( A )。

A、聚乙烯,

B、聚甲基丙烯酸甲酯,

C、无规立构聚丙烯,

D、聚氯乙烯

2、高分子溶液与小分子理想溶液比较,说法正确的是(C )。

A、高分子溶液在浓度很小时,是理想溶液。

B、高分子溶液在θ温度时,△μ1E=0,说明高分子溶液是一种真的理想溶液。

C、高分子溶液在θ条件时,△H

M 和△S

M

都不是理想值,不是理想溶液。

D、高分子溶液在θ条件时,高分子链段间与高分子链段和溶剂分子间相互作用不等。

3、聚合物溶度参数一般与其(A )无关。

A、分子量

B、极性大小

C、分子间力

D、内聚能密度

4、Huggins参数χ1在θ温度下的数值等于(B )

A、0.0,

B、0.5,

C、1.0,

D、2.0

5、溶剂对聚合物溶解能力的判定原则,说法错误的是(B )。

A、“极性相近”原则

B、“高分子溶剂相互作用参数χ1大于0.5”原则

C、“内聚能密度或溶度参数相近”原则

D、“第二维修系数A2大于0”原则

6、下列四种溶剂(室温下Huggings相互作用参数)中,室温能溶解聚氯乙烯的为( A )。

A、四氢呋喃(χ1=0.14)

B、二氧六环(0.52)

C、丙酮(0.63),

D、丁酮(1.74)

7、下列四种溶剂中,对PVC树脂溶解性最好的是( A )。

A 环己酮,

B 苯,

C 氯仿,

D 二氯乙烷

8、同一种聚合物在( A )中,其分子链的均方末端距最大。

A、良溶剂,

B、浓溶液,

C、熔体,

D、θ溶液

三、填空题

1、Huggins参数和第二维利系数都表征了高分子“链段”与溶剂分子间之间的相互作用。

2、判定溶剂对聚合物溶解力的原则有(1)极性相近原则、(2) 溶度参数相近原则

和(3) 。

3、在高分子的θ溶液中,Huggins参数χ1=1/2 ,第二维列系数A2=0 ,此时高分子链段间的相互作用力等于高分子链段与溶剂分子间的作用力。

四、回答下列问题

1、为何称高分子链在其θ溶液中处于无扰状态?θ溶液与理想溶液有何本质区别?

3、如何测求出聚合物的溶度参数?

9-8 非晶相聚合物、非极性结晶聚合物、极性结晶聚合物及交联聚合物的溶解各有什么特点?

解:(1)对非晶相聚合物的溶解特点是,因为非晶态高聚物分子的堆砌比较松懈,分子间的互相作用较弱,因此溶剂分子比较容易进入到高聚物内部,先使表面溶剂化,然后进入到内部,使其溶胀,体积增大,最后达到溶解。

(2)对非极性结晶高聚物,在室温很难溶解,需要升高温度,甚至升到熔点附近,待晶态转变为非晶态后,小分子溶剂才能能够渗入到高聚物内部而逐渐溶解。如高密度PE的T m=135℃,它在十氢萘中要135℃才溶解。

(3)极性结晶高聚物,

结晶高聚物的溶解,结晶高聚物是处于热力学稳定状态,分子排列紧密和规整,分子

间作用力大,故它的溶解要比非晶态高聚物困难的多,但是极性结晶高聚物,在适当的强极性溶剂中可以在常温下发生溶解。这是因为结晶聚合物中含有部分非晶成分,当他与溶剂接触时。溶剂与非晶部分强烈的相互作用,产生放热效应,是结晶部分晶格破坏,这时就可以被溶剂化作用,而溶解,如聚酰胺在室温下可溶于苯酚,甲醛中。

(4)交联高聚物

由于三维交联的聪仔,溶胀到一定程度后,无论放置多长时间,溶胀体积不变,更不能溶解。这是因为化学键的存在,使高分子具有一定的张力,小分子进入到高聚物中产生渗透压,渗透压与张力作用相等时,

也就是达到溶胀平衡时,这时小分子溶剂进入到高聚物的数量与小分子溶剂从高聚物种出来的数量相等,因而体积不变,所以不能溶解。

五、计算题

1、计算下列三种情况下溶液的混合熵,讨论所得结果的意义。

(1)99×1012个小分子A与108个小分子B相混合(假设为理想溶液);

(2)99×1012个小分子A与108个大分子B(设每个大分子“链段”数x=104)相混合(假设符合均匀场理论);

(3)99×1012个小分子A与1012个小分子B相混合(假设为理想溶液)。

2、在20℃将10-5mol的聚甲基丙烯酸甲酯(M n=105,ρ=1.20g/cm3)溶于179g氯仿(=1.49g/cm3)

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高分子化学 第三章

第三章参考答案 2.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。 解: ①.氯乙烯,适于自由基聚合。Cl -是吸电子基团,有共轭效应,但均较弱 ②.偏二氯乙烯,适于自由基聚合,但也可进行阴离子聚合。两个Cl -原子的共同作用使其可进行两种聚合。 ③.丙稀腈,适于自由基聚合和阴离子聚合。CN -基是强吸电子基团,并有共轭效应。

④. 2-腈基丙稀腈,适于阴离子聚合。两个CN -基的吸电子基团倾向 过强,只能阴离子聚合。 ⑤. 丙稀,由于烯丙基效应,使其易向单体转移,不能进行自由基聚 合。一般采取配位聚合的方式合成聚合物。 ⑥. 异丁烯,适于阳离子聚合。3CH -是供电子基团,且与双键有超共 轭效应,而且两个3CH -的共同作用,使其可以阳离子聚合。 ⑦. 苯乙烯,适于自由基聚合,阳离子和阴离子聚合。因为共轭体系π 电子容易极化并易流动。 ⑧. 四氟乙烯,适于自由基聚合。F -原子体积小,结构对称。 ⑨. 2-腈基丙烯酸酯,适于阴离子聚合和自由基聚合。CN -基和 COOR -两个吸电子基团使其易于阴离子聚合,同时又具有共轭效应, 可进行自由基聚合。 ⑩. 异戊二烯,适于自由基聚合,阳离子和阴离子聚合。因为共轭体 系π电子容易极化并易流动。 3. 判断下列烯类能否进行自由基聚合,并说明理由。 解: ①. CH 2=C(C 6H 5)2 偏二苯乙烯,不能。因为二苯基的空间位阻过大,只能 形成二聚体。

②. ClHC=CHCl 1,2-二氯乙烯,不能。因为单体结构对称,1,2-二取代又 具有较大的空间位阻。 ③. CH 2=C(CH 3)C 2H 5 2-甲基丁烯,不能。由于双键上的电荷密度过大, 不利于自由基的进攻,且易转移生成稳定的烯丙基自由基。 ④. CH 3CH=CHCH 3 2-丁烯,不能。因为单体结构对称,空间位阻较大, 且易生成烯丙基自由基。 ⑤. CH 2=CHOCOCH 3 丙烯酸甲酯,能。酯基有弱的吸电子效应及共轭效 应。 ⑥. CH 2=C(CH 3)COOCH 3 甲基丙烯酸甲酯,能。1,1-二取代空间位阻小, 且酯基有共轭效应。 ⑦. CH 3CH==CHCOOCH 3 2-丁烯酸甲酯,不能。由于 1,2-二取代具有较 大的空间位阻。 ⑧. CF 2=CFCl 三氟氯乙烯,能。由于氟的原子半径小,位阻效应可以忽略。 5. 是否所有的自由基都可以用来引发烯类单体聚合试举活性不等自由基3~4例,说明应用结果。() 不是。过于活波和过于稳定的自由基都不能引发烯类单体聚合。只有活性适中的自由基才能引发单体聚合。例如:??3 CH H 和过于活波,易引起爆聚,很少在自由基聚合中应用;??256 RCH H C 和自由基都可以用来引发烯类单体聚合;而()?C H C 356有三个苯环与P 独电子共轭,非常稳定,无引发能力,而成为阻聚剂。

导电高分子

导电高分子 常州轻工职业技术学院常州1013263211 摘要:通过对导电高分子的学习,让我对导电高分子的类型、掺杂、导电机理、导电高分子材料的应用、发展有了近以步的了解。此文章是我对这些内容的概括。 关键词:类型、掺杂、导电机理、导电高分子材料的应用。 一、概括: 一类具有导电功能(包括半导电性、金属导电性和超导电性)、电导率在10S/m以上的聚合物材料。高分子导电材料具有密度小、易加工、耐腐蚀、可大面积成膜以及电导率可在十多个数量级的范围内进行调节等特点,不仅可作为多种金属材料和无机导电材料的代用品,而且已成为许多先进工业部门和尖端技术领域不可缺少的一类材料。高分子材料长期以来被作为优良的电绝缘体,直至1977年,日本白川英树等人才发现用五氟化砷或碘掺杂的聚乙炔薄膜具有金属导电的性质,电导率达到10S/m。这是第一个导电的高分子材料。以后,相继开发出了聚吡咯、聚苯硫醚、聚酞菁类化合物、聚苯胺、聚噻吩等能导电的高分子材料。 二、导电高分子的导电机理[1] 1.载流子是由孤立子、极化子、双极化子等自由基离子构成的 2.极化子和孤立子的存在和跃迁使高分子链具有了导电性 三、导电高分子的领军人物: 导电聚合物(聚乙炔)由日本科学家白川英树最先发现,美国科学家 Heeger 和MacDiarmid 也是这一研究领域的先驱。这三位科学家由于在导电聚合物研究中的突出贡献,共同获得了2000年的诺贝尔化学奖。

美国物理学家美国化学家日本化学家 Heeger MacDiarmid Shirakawa 四、导电高分子的主要类型 除了最早的聚乙炔(PA)外,主要有聚吡咯(PPY)、聚噻吩(PTH)、聚对苯乙烯(PPV)、聚苯胺(PANI)以及他们的衍生物,其中聚苯胺结构多样、掺杂机制独特、稳定性高技术应用前景广泛,在目前的研究中备受重视,其中聚乙炔的所能达到的电导率在已发现的导电聚合物中是最高的,达到了105S/cm量级,接近Pt和Fe的室温电导率 五、电高分子的掺杂 1.什么是导电高分子的掺杂呢? 纯净的导电聚合物本身并不导电,必须经过掺杂才具备导电性 掺杂是将部分电子从聚合物分子链中迁移出来从而使得电导率由绝缘体级别跃迁至导体级别的一种处理过程 导电聚合物的掺杂与无机半导体的掺杂完全不同 2.导电高分子的掺杂与无机半导体的掺杂的对比 3.目前掺杂的方式主要有两种: 3.1氧化还原掺杂:可通过化学或电化学手段来实现。化学掺杂会受到磁场的影响,遗 憾的是目前为止还没有发现外加磁场对聚合物的室温电导率有明显的影响 3.2质子酸掺杂:一般通过化学反应来完成,近年发现也可通过光诱导施放质子的方 法来完成 3.3还有掺杂—脱掺杂—再掺杂的反复处理方法,这种掺杂方法可以得到比一般方法更 高的电导率和聚合物稳定性 六、导电高分子材料的应用 导电聚合物特殊的结构以及优异的物理化学性能,使得其在能源(二次电池、太阳能电池、固体电池),光电器件,晶体管,镇流器,发光二极管(LED),传感器(气体和生物),电磁屏蔽,隐身技术以及生命科学等方面都有诱人的应用前景 高分子材料在很长一段时期都被用作电绝缘材料.随着不同应用领域的需要以及为进一步拓宽高分子材料的应用范围,一些高分子材料被赋予某种程度的导电性以致成为导电高分子材料.第一个高导电性的高分子材料是经碘掺杂处理的聚乙炔,其后又相继开发了聚吡咯、聚对苯撑、聚苯硫醚、聚苯胺等导电高分子材料

高分子物理第三章习题及解答

高分子的溶解 溶解与溶胀 例3-1 简述聚合物的溶解过程,并解释为什么大多聚合物的溶解速度很慢 解:因为聚合物分子与溶剂分子的大小相差悬殊,两者的分子运动速度差别很大,溶剂分子能比较快地渗透进入高聚物,而高分子向溶剂地扩散却非常慢。这样,高聚物地溶解过程要经过两个阶段,先是溶剂分子渗入高聚物内部,使高聚物体积膨胀,称为“溶胀”,然后才是高分子均匀分散在溶剂中,形成完全溶解地分子分散的均相体系。整个过程往往需要较长的时间。 高聚物的聚集态又有非晶态和晶态之分。非晶态高聚物的分子堆砌比较松散,分子间的相互作用较弱,因而溶剂分子比较容易渗入高聚物内部使之溶胀和溶解。晶态高聚物由于分子排列规整,堆砌紧密,分子间相互作用力很强,以致溶剂分子渗入高聚物内部非常困难,因此晶态高聚物的溶解要困难得多。非极性的晶态高聚物(如PE)在室温很难溶解,往往要升温至其熔点附近,待晶态转变为非晶态后才可溶;而极性的晶态高聚物在室温就能溶解在极性溶剂中。

例3-2.用热力学原理解释溶解和溶胀。 解:(1)溶解:若高聚物自发地溶于溶剂中,则必须符合: 上式表明溶解的可能性取决于两个因素:焓的因素()和熵的因素()。焓的因素取决于溶剂对高聚物溶剂化作用,熵的因素决定于高聚物与溶剂体系的无序度。对于极性高聚物前者说影响较大,对于非极性高聚物后者影响较大。但一般来说,高聚物的溶解过程都是增加的,即>0。显然,要使<0,则要求越小越好,最好为负值或较小的正值。极性高聚物溶于极性溶剂,常因溶剂化作用而放热。因此,总小于零,即<0,溶解过程自发进行。根据晶格理论得 =(3-1) 式中称为Huggins参数,它反映高分子与溶剂混合时相互作用能的变化。的物理意义表示当一个溶剂分子放到高聚物中去时所引起的能量变化(因为)。而非极性高聚物溶于非极性溶剂,假定溶解过程没有体积的变化(即),其的计算可用Hildebrand的溶度公式:=(3-2) 式中是体积分数,是溶度参数,下标1和2分别表示溶剂和

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。

第三章 高分子溶液(2).

π 渗透压的产生是由于溶液的蒸汽压的降低 由于: 故:

溶剂可从良溶剂转变为劣溶剂,或从劣溶剂转变为良溶剂,从而导致高分子在溶剂中的溶解能力的变化。 G ?<聚合物与溶剂在任意比例下完全互溶?'?'' a ? b ?下变化时可能发生相分离,称为亚稳态。 ?'?'' a ? b ?当: 相分离的临界条件即为: 211C ?= +21C ?= 当 有: 1x 111 C χ=+熵的贡献

14 二、相分离的动力学 1、旋节线机理 体系的总组成位于两拐点之间,相分离按照旋节线机理进行。相分离自发缓慢进行,两相组成随时间逐渐变化,接近平衡组成。 分散相微区有一定的连接 最终形成双连续结构 相畴(即微区)尺寸的增长: 扩散 液体流动16 2、成核与生长机理 体系的总组成位于极小值和拐点之间,相分离按成核和生长机理进行。相分离必须克服热力学位垒,形成两分散相的核,然后不断生长。 分散相一般不会相互连接。 所需的界面能有关,即依赖于界面张力系数和核的表面积。 形态结构为:珠滴/基体型(海岛结构) 18 ★处于均相的共混物,当因温度的改变而进入旋节线和双节线之间的区域时,体系在热力学上处于亚稳态,不会进行相分离,但“相核”一旦形成,相分离便按成核和生长机理进行。★当体系随温度变化进入旋节线内的区域时,体系在热力学上是不稳定的,会自动产生相分离,相分离按照旋节线机理进行。

20含结晶性聚合物共混物的相分离过程(了解) Phase diagram of Polycaproloactone/Polystyrene (PCL/PS, 聚己内酯/聚苯乙烯) blends A :旋节相分离和结晶同时进行 B :双节线相分离和结晶同时进行 C :结晶诱导相分离 D :相分离诱导结晶 E :共混物淬冷到玻璃态,随后加 热过程中发生旋节相分离,同时诱导聚合物结晶。 凝胶和冻胶高分子溶液失去流动性

高分子物理第三章习题及解答

第三章 3.1 高分子的溶解 3.1.1 溶解与溶胀 例3-1 简述聚合物的溶解过程,并解释为什么大多聚合物的溶解速度很慢? 解:因为聚合物分子与溶剂分子的大小相差悬殊,两者的分子运动速度差别很大,溶剂分子能比较快地渗透进入高聚物,而高分子向溶剂地扩散却非常慢。这样,高聚物地溶解过程要经过两个阶段,先是溶剂分子渗入高聚物内部,使高聚物体积膨胀,称为“溶胀”,然后才是高分子均匀分散在溶剂中,形成完全溶解地分子分散的均相体系。整个过程往往需要较长的时间。 高聚物的聚集态又有非晶态和晶态之分。非晶态高聚物的分子堆砌比较松散,分子间的相互作用较弱,因而溶剂分子比较容易渗入高聚物内部使之溶胀和溶解。晶态高聚物由于分子排列规整,堆砌紧密,分子间相互作用力很强,以致溶剂分子渗入高聚物内部非常困难,因此晶态高聚物的溶解要困难得多。非极性的晶态高聚物(如PE)在室温很难溶解,往往要升温至其熔点附近,待晶态转变为非晶态后才可溶;而极性的晶态高聚物在室温就能溶解在极性溶剂中。 例3-2.用热力学原理解释溶解和溶胀。 解:(1)溶解:若高聚物自发地溶于溶剂中,则必须符合: 上式表明溶解的可能性取决于两个因素:焓的因素()和熵的因素()。焓的因素取决于溶剂对高聚物溶剂化作用,熵的因素决定于高聚物与溶剂体系的无序度。对于极性高聚物前者说影响较大,对于非极性高聚物后者影响较大。但一般来说,高聚物的溶解过程都是增加的,即>0。显然,要使<0,则要求越小越好,最好为负值或较小的正值。极性高聚物溶于极性溶剂,常因溶剂化作用而放热。因此,总小于零,即<0,溶解过程自发进行。根据晶格理论得 =(3-1) 式中称为Huggins参数,它反映高分子与溶剂混合时相互作用能的变化。的物理意义表示当一个溶剂分子放到高聚物中去时所引起的能量变化(因为)。而非极性高聚物溶于非极性溶剂,假定溶解过程没有体积的变化(即),其的计算可用Hildebrand的溶度公式: =(3-2) 式中是体积分数,是溶度参数,下标1和2分别表示溶剂和溶质,是溶液的总体积。从式中可知总是正的,当 时,。一般要求与的差不超过1.7~2。综上所述,便知选择溶剂时要求越小或和 相差越小越好的道理。 注意: ①Hildebrand公式中仅适用于非晶态、非极性的聚合物,仅考虑结构单元之间的色散力,因此用相近原则选择溶剂时有例外。相近原则只是必要条件,充分条件还应有溶剂与溶质的极性和形成的氢键程度要大致相等,即当考虑结构单元间除有色散力外,还有偶极力和氢键作用时,则有

何曼君 高分子物理课后答案_第三版

第三章 高分子的溶解过程与小分子相比有什么不同? 高分子与溶剂分子的尺寸相差悬殊,两者运动分子运动速度差别很大,现是溶剂分子渗入高聚物内部,是高聚体膨胀,称为“溶胀”,然后高分子均匀分散在溶剂中,形成完全溶解的分子分散的均相体系。对于交联的高分子只停留在溶胀阶段,不会溶解。 第二维里系数A2的物理意义? 第二维利系数的物理意义是高分子链段和链段间的内排斥与高分子链段和溶剂分子间能量上相互作用、两者相互竞争的一个量度。它与溶剂化作用和高分子在溶液里的形态有密切关系。良溶剂中,高分子链由于溶剂化作业而扩张,高分子线团伸展,A2是正值;温度下降或在非良溶剂,高分子线团收缩,A2是负值;当链段与链段、溶剂与高分子链段相互作业想等时,高分子溶液符合理想溶液的性质,A2为零,相当于高分子链处于无扰状态。 高分子的理想链和真实链有哪些区别? ①理想链是一种理论模型,认为化学键不占体积,自由旋转,没有键角和位垒的限制,而真实链有键角限制和位垒的限制。 ②理想链没有考虑远程相互作用和近程相互作用,而真实链要考虑链节与链节之间的体积排除和链与周围环境的相互作用以及链与链之间的相互作用等。 高分子的稀溶液、亚浓溶液、浓溶液有哪些本质的区别? 三种溶液最本质的区别体现在溶液中和高分子无规线团之间的相互作用和无规线团的形态结构不同: ①稀溶液:高分子线团是相互分离的,溶液中高分子链段的分布也是不均一的;线团 之间的相互作用可以忽略。 ②浓溶液:大分子链之间发生相互穿插和缠结,溶液中链段的空间密度分布趋于均一。 ②亚浓溶液:亚浓溶液介于稀溶液和浓溶液之间,高分子线团开始相互穿插交叠,整 个溶液中链段的分布趋于均一;高分子线团与临近线团开始相互作用。 第四章 一般共混物的相分离与嵌段共聚物的微相分离在本质上有何差别? 由于嵌段共聚物的嵌段间不相容而发生相分离,平均相结构微区的大小只有几十到几百纳米,即微相分离,两相之间的作用力是化学键。两种聚合物共混时,由于混合熵很小,混合晗决定于聚合物之间的相互作用,通常较小,所以两种聚合物混合自由能通常大于零,是分相的。而一般共混物两相界面之间的作用力是分子间作用力或氢键,其分相可能是宏观可见的,添加增容剂后,并经强烈的机械混合,增容剂提高了两相界面之间的相互作用,可形成稳定的微相分离结构 第五章聚合物的非晶态 3.何谓“松弛”?请举例说明松弛现象。用什么物理量表示松弛过程的快慢? 答:“松弛”过程是指一个从非平衡态到平衡态进行的过程,它首先是很快地进行,然后逐步放慢甚至于时间达到无穷长。√ 例如,一直杆的长度比两刚壁之间的固定距离L稍长;将直杆强制地装入两刚壁之间,在开始时,直杆与刚壁的接触面之间有相互作用的压力P,在直杆内任一截面上也有内压力P;以后,随着时间的增长,这些压力的数值渐渐减小,而且温度越高时减小得越快。岩石和

高分子化学 第三章教学教材

高分子化学第三章

第三章参考答案 2.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。 解: ①.氯乙烯,适于自由基聚合。Cl -是吸电子基团,有共轭效应,但均较弱 ②.偏二氯乙烯,适于自由基聚合,但也可进行阴离子聚合。两个Cl -原子的共同作用使其可进行两种聚合。 ③.丙稀腈,适于自由基聚合和阴离子聚合。CN -基是强吸电子基团,并有共轭效应。

④. 2-腈基丙稀腈,适于阴离子聚合。两个CN -基的吸电子基团倾向过 强,只能阴离子聚合。 ⑤. 丙稀,由于烯丙基效应,使其易向单体转移,不能进行自由基聚 合。一般采取配位聚合的方式合成聚合物。 ⑥. 异丁烯,适于阳离子聚合。3CH -是供电子基团,且与双键有超共轭 效应,而且两个3CH -的共同作用,使其可以阳离子聚合。 ⑦. 苯乙烯,适于自由基聚合,阳离子和阴离子聚合。因为共轭体系π电 子容易极化并易流动。 ⑧. 四氟乙烯,适于自由基聚合。F -原子体积小,结构对称。 ⑨. 2-腈基丙烯酸酯,适于阴离子聚合和自由基聚合。CN -基和COOR -两个吸电子基团使其易于阴离子聚合,同时又具有共轭效应,可进行自由基聚合。 ⑩. 异戊二烯,适于自由基聚合,阳离子和阴离子聚合。因为共轭体系π 电子容易极化并易流动。 3. 判断下列烯类能否进行自由基聚合,并说明理由。 解: ①. CH 2=C(C 6H 5)2 偏二苯乙烯,不能。因为二苯基的空间位阻过大,只 能形成二聚体。

②. ClHC=CHCl 1,2-二氯乙烯,不能。因为单体结构对称,1,2-二取 代又具有较大的空间位阻。 ③. CH 2=C(CH 3)C 2H 5 2-甲基丁烯,不能。由于双键上的电荷密度过大, 不利于自由基的进攻,且易转移生成稳定的烯丙基自由基。 ④. CH 3CH=CHCH 3 2-丁烯,不能。因为单体结构对称,空间位阻较 大,且易生成烯丙基自由基。 ⑤. CH 2=CHOCOCH 3 丙烯酸甲酯,能。酯基有弱的吸电子效应及共轭效 应。 ⑥. CH 2=C(CH 3)COOCH 3 甲基丙烯酸甲酯,能。1,1-二取代空间位阻 小,且酯基有共轭效应。 ⑦. CH 3CH==CHCOOCH 3 2-丁烯酸甲酯,不能。由于 1,2-二取代具有 较大的空间位阻。 ⑧. CF 2=CFCl 三氟氯乙烯,能。由于氟的原子半径小,位阻效应可以忽 略。 5. 是否所有的自由基都可以用来引发烯类单体聚合?试举活性不等自由基 3~4例,说明应用结果。(P.67) 不是。过于活波和过于稳定的自由基都不能引发烯类单体聚合。 只有活性适中的自由基才能引发单体聚合。例如:??3 CH H 和过于活波,易引起爆聚,很少在自由基聚合中应用;??256 RCH H C 和自由基都可

第三章 高分子溶液课后习题

第3章高分子溶液 一、思考题 1.与高分子稀溶液相比,高聚物的浓溶液有何特性? 2.为高聚物选择溶剂时可采用哪几个原则?对某一具体高分子—溶剂体系,这几个原则都适用吗? 3.非晶态高聚物溶解与结晶高聚物溶解有何特点?为何说结晶高聚物比非晶高聚物的抗溶剂性好?结晶高聚物分别为极性和非极性时溶解机理有何不同? 4.什么叫高分子的θ溶液,它与理想溶液有何区别? 5.什么是溶剂化?结晶度、交联度和对聚合物的溶解度有怎样的影响? 6.高分子溶液晶格模型与小分子溶液晶格模型有何不同?写出Flory-Huggins 理论中M S ?、M H ?、M G ?的表达式,该理论的假设有哪些不合理之处?Huggins 参数的物理意义是什么? 7.何谓高聚物的溶胀比?如何测定它的数值?它与交联高聚物的网链平均分子量有何关系? 8.增塑剂对高聚物的增塑机理有哪两种较极端的情况?实际高聚物中的增塑机理如何? 9.什么是凝胶和冻胶?它们的结构区别是什么?何者能被加热溶解? 二、选择题 1.下列哪个溶剂是θ溶剂? ( ) ①1χ=0.1 ② 1χ=0.5 ③ 1χ=0.9 2.以下哪种溶剂是良溶剂? ( ) ①1χ=1 ② 2A =1 ③α=1 3.对于给定相对分子质量的某一聚合物,在何时溶液黏度最大? ( ) ①线型分子链溶于良溶剂中 ②支化分子链溶于良溶剂中 ③线型分子链溶于不良溶剂中 4.高分子良溶液的超额化学位变化 ( ) ①小于零 ②等于零 ③ 大于零 13.PVC 的沉淀剂是 ( ) ①环已酮 ② 氯仿 ③四氢呋喃 5.在高分子—良溶剂的稀溶液中,第二维利系数是 ( ) ①负数 ②正数 ③零 6.对于Flory-Huggins 的高分子溶液似晶格模型,符合其假定的是 ( ) ①V ?=0 ② H ?=0 ③ S ?=0 7.将高聚物在一定条件下(θ溶剂、θ温度)配成θ溶液,此时 ( ) ①大分子之间作用力=小分子之间作用力=大分子与小分子之间作用力 ②大分子之间作用力>大分子与小分子之间作用力 ③大分子之间作用力<大分子与小分子之间作用力 8.对非极性高聚物,选择溶剂应采用哪一原则较为合适? ( ) ①极性相似原则 ②溶剂化原则 ③溶度参数相近原则

高分子物理第三章 习题参考答案

第三章 习题参考答案 1. 什么是溶度参数δ? 聚合物的δ怎样测定? 根据热力学原理解释非极性聚合物为什么能够溶解在其δ相近的溶剂中? 解:(1)溶度参数是内聚能密度的开方,它反映聚合物分子间作用力的大小。 (2)由于聚合物不能汽化,不能通过测汽化热来计算δ。聚合物的δ常用溶胀度法,浊度法和黏度法测定。 (3)溶解自发进行的条件是混合自由能0?M H (吸热), 所以只有当M M S T H ??,∴M H ?越小越好。 ()2 2121δδφφ-=?V H M ∴ 越小越好 ,即1δ与2δ越接近越好。 2. 用热力学原理解释溶解和溶胀。 解:(1)溶解:若高聚物自发地溶于溶剂中,则必须符合: 0≤?-?=?S T H G 上式表明溶解的可能性取决于两个因素:焓的因素(H ?)和熵的因素(S ?)。焓的因素取决于溶剂对高聚物溶剂化作用,熵的因素决定于高聚物与溶剂体系的无序度。对于极性高聚物前者说影响较大,对于非极性高聚物后者影响较大。但一般来说,高聚物的溶解过程S ?都是增加的,即S ?>0。显然,要使G ?<0,则要求H ?越小越好,最好为负值或较小 的正值。极性高聚物溶于极性溶剂,常因溶剂化作用而放热。因此,H ?总小于零,即G ?<0, 溶解过程自发进行。根据晶格理论得 H ?=211φχKTN (3-1) 式中1χ称为Huggins 参数,它反映高分子与溶剂混合时相互作用能的变化。KT 1χ的物理意义表示当一个溶剂分子放到高聚物中去时所引起的能量变化(因为KT H N 111,1,1χφ≈?≈=) 。而非极性高聚物溶于非极性溶剂,假定溶解过程没有体积的变化(即0=?V ),其H ?的计算可用Hildebrand 的溶度公式: H ?=22121)(δδφφ-V (3-2) 式中φ是体积分数,δ是溶度参数,下标1和2分别表示溶剂和溶质,V 是溶液的总体 积。从式中可知H ?总是正的,当1δ2δ?→?时,H ?0?→? 。一般要求1δ与2δ的差不超过1.7~2。综上所述,便知选择溶剂时要求1χ越小或1δ和2δ相差越小越好的道理。 注意: ①Hildebrand 公式中δ仅适用于非晶态、非极性的聚合物,仅考虑结构单元之间的色散力,因此用δ相近原则选择溶剂时有例外。δ相近原则只是必要条件,充分条件还应有溶

第三章高分子溶液

第三章高分子溶液 第四章聚合物的分子量和分子量分布 一、 基本概念 1、溶胀;无限溶胀;有限溶胀 2、数量分数;重量分数 3、数均分子量;粘均分子量;重均分子量;Z均分子量 4、多分散性指数;分子量分布宽度指数;分子量分布 5、哈金斯参数;第二维列系数;溶度参数 6、混合熵;混合热;混合自由能 7、凝胶;冻胶 8、级分;校正曲线;普适校正曲线 9、θ溶剂;θ温度;θ溶液 10、特性粘数;溶胀度 11、粘度;爱因斯坦粘度定律 12、物理交联和化学交联 13、散射;瑞利散射;瑞利因子 14、过量化学位 15、临界共溶温度;上临界共溶温度;下临界共溶温度 16、体积排斥理论 17、柱效;分辩率 18、Zimm作图法 19、数量微分分布,重量微分分布,积分分布 20、内干涉,外干涉 21,凝胶渗透色谱法 二、选择题 1、下列四种聚合物在各自的良溶剂中,常温下不能溶解的为()。 A、聚乙烯, B、聚甲基丙烯酸甲酯, C、无规立构聚丙烯, D、聚氯乙烯 2、高分子溶液与小分子理想溶液比较,说法正确的是()。 A、高分子溶液在浓度很小时,是理想溶液。 B、高分子溶液在θ温度时,△μ1E=0,说明高分子溶液是一种真的理想溶液。 C、高分子溶液在θ条件时,△H M 和△S M 都不是理想值,不是理想溶液。 D、高分子溶液在θ条件时,高分子链段间与高分子链段和溶剂分子间相互作用不等。 3、聚合物溶度参数一般与其()无关。 A、分子量 B、极性大小 C、分子间力 D、内聚能密度 4、Huggins参数χ1在θ温度下的数值等于() A、0.0, B、0.5 , C、1.0, D、2.0 5、溶剂对聚合物溶解能力的判定原则,说法错误的是()。 A、“极性相近”原则 B、“高分子溶剂相互作用参数χ1大于0.5”原则 C、“内聚能密度或溶度参数相近”原则 D、“第二维修系数A2大于0”原则 6、下列哪种高聚物是单分散的为() A、HDPE B、PVC C、DNA 7、渗透压法测得的平均分子量,其物理意义为() A、数均分子量 B、粘均分子量 C、重均分子量

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,

第三章高分子溶液

第三章习题 一、概念 1.溶度参数: 2. Huggins参数: 3.第二维利系数: 4. θ溶液: 二、选择答案 1、下列四种聚合物在各自的良溶剂中,常温下不能溶解的为( A )。 A、聚乙烯, B、聚甲基丙烯酸甲酯, C、无规立构聚丙烯, D、聚氯乙烯 2、高分子溶液与小分子理想溶液比较,说法正确的是(C )。 A、高分子溶液在浓度很小时,是理想溶液。 B、高分子溶液在θ温度时,△μ1E=0,说明高分子溶液是一种真的理想溶液。 C、高分子溶液在θ条件时,△H M 和△S M 都不是理想值,不是理想溶液。 D、高分子溶液在θ条件时,高分子链段间与高分子链段和溶剂分子间相互作用不等。 3、聚合物溶度参数一般与其(A )无关。 A、分子量 B、极性大小 C、分子间力 D、内聚能密度 4、Huggins参数χ1在θ温度下的数值等于(B ) A、0.0, B、0.5, C、1.0, D、2.0 5、溶剂对聚合物溶解能力的判定原则,说法错误的是(B )。 A、“极性相近”原则 B、“高分子溶剂相互作用参数χ1大于0.5”原则 C、“内聚能密度或溶度参数相近”原则 D、“第二维修系数A2大于0”原则 6、下列四种溶剂(室温下Huggings相互作用参数)中,室温能溶解聚氯乙烯的为( A )。 A、四氢呋喃(χ1=0.14) B、二氧六环(0.52) C、丙酮(0.63), D、丁酮(1.74) 7、下列四种溶剂中,对PVC树脂溶解性最好的是( A )。 A 环己酮, B 苯, C 氯仿, D 二氯乙烷 8、同一种聚合物在( A )中,其分子链的均方末端距最大。 A、良溶剂, B、浓溶液, C、熔体, D、θ溶液 三、填空题 1、Huggins参数和第二维利系数都表征了高分子“链段”与溶剂分子间之间的相互作用。 2、判定溶剂对聚合物溶解力的原则有(1)极性相近原则、(2) 溶度参数相近原则 和(3) 。 3、在高分子的θ溶液中,Huggins参数χ1=1/2 ,第二维列系数A2=0 ,此时高分子链段间的相互作用力等于高分子链段与溶剂分子间的作用力。 四、回答下列问题 1、为何称高分子链在其θ溶液中处于无扰状态?θ溶液与理想溶液有何本质区别?

高分子物理学第三章课后答案

第三章;高分子的溶解过程与小分子相比有什么不同?;高分子与溶剂分子的尺寸相差悬殊,两者运动分子运动;第二维里系数A2的物理意义?;第二维利系数的物理意义是高分子链段和链段间的内排;高分子的理想链和真实链有哪些区别?;①理想链是一种理论模型,认为化学键不占体积,自由;②理想链没有考虑远程相互作用和近程相互作用,而真;高分子的稀溶液、亚浓溶液、浓溶液有哪些本质的 第三章 高分子的溶解过程与小分子相比有什么不同? 高分子与溶剂分子的尺寸相差悬殊,两者运动分子运动速度差别很大,现是溶剂分子渗入高聚物内部,是高聚体膨胀,称为“溶胀”,然后高分子均匀分散在溶剂中,形成完全溶解的分子分散的均相体系。对于交联的高分子只停留在溶胀阶段,不会溶解。 第二维里系数A2的物理意义? 第二维利系数的物理意义是高分子链段和链段间的内排斥与高分子链段和溶剂分子间能量上相互作用、两者相互竞争的一个量度。它与溶剂化作用和高分子在溶液里的形态有密切关系。良溶剂中,高分子链由于溶剂化作业而扩张,高分子线团伸展,A2是正值;温度下降或在非良溶剂,高分子线团收缩,A2是负值;当链段与链段、溶剂与高分子链段相互作业想等时,高分子溶液符合理想溶液的性质,A2为零,相当于高分子链处于无扰状态。 高分子的理想链和真实链有哪些区别?

①理想链是一种理论模型,认为化学键不占体积,自由旋转,没有键角和位垒的限制,而真实链有键角限制和位垒的限制。 ②理想链没有考虑远程相互作用和近程相互作用,而真实链要考虑链节与链节之间的体积排除和链与周围环境的相互作用以及链与链之间的相互作用等。 高分子的稀溶液、亚浓溶液、浓溶液有哪些本质的区别? 三种溶液最本质的区别体现在溶液中和高分子无规线团之间的相互作用和无规线团的形态结构不同: ① 稀溶液:高分子线团是相互分离的,溶液中高分子链段的分布也是不均一的;线团 之间的相互作用可以忽略。 ②浓溶液:大分子链之间发生相互穿插和缠结,溶液中链段的空间密度分布趋于均一。② 亚浓溶液:亚浓溶液介于稀溶液和浓溶液之间,高分子线团开始相互穿插交叠,整 个溶液中链段的分布趋于均一;高分子线团与临近线团开始相互作用。 第四章一般共混物的相分离与嵌段共聚物的微相分离在本质上有何差别? 由于嵌段共聚物的嵌段间不相容而发生相分离,平均相结构微区的大小只有几十到几百纳米,即微相分离,两相之间的作用力是化学键。两种聚合物共混时,由于混合熵很小,混合晗决定于聚合物之间的相互作用,通常较小,所以两种聚

有机导电高分子材料的导电机制

有机导电高分子材料的导电机制 摘要: 探讨了结构型导电高分子的导电机制,分别从电子型导电和离子型导电的基本概念及载流子的运动等方面对两种不同的导电方式进行了详细地分析。并展望其发展前景。 关键词: 导电高分子; 电子电导; 离子电导; 导电机制 “导电高分子”已不再是一个陌生的名词, 各国科学家对其合成、结构、导电机理、性能、应用等方面经过多年的研究, 已使其成为一门相对独立的学科[1~4]。 高分子材料由于具有良好的机械性能,作为结构材料得到了广泛的应用。目前有机高分子材料基本上已覆盖了绝缘体、半导体、金属和超导体的范围。有机化合物中电子种类主有R电子和P电子。R电子是成键电子,键能较高,离域性很小,被称为定域电子; P电子是两个成键原子中p电子相互重叠后产生的。当P电子孤立存在时具有有限离域性,电子可以在两个原子核周围运行。在电场作用下P电子可以在局部做定向移动,随着P电子共轭体系的增大,离域性显著增加[5]。导电原理: 电子导电聚合物的特征是分子内含有大的共轭P电子体系。随着P电子共轭体系的增大,离域性增强,当共轭结构达到足够大时,化合物才可提供电子或空穴等载流子,然后在电场的作用下,载流子可以沿聚合物链作定向运动,从而使高分子材料导电。所以说有机高分子材料成为导体的必要条件是: 应有能使其内部某些电子或空穴具有跨键离域移动能力的大P键共轭结构。 一、P电子与能带理论 但事实上,根据电导率的大小,仅具有大P键共轭结构的聚合物还不能称为导电体,只能算作半导体材料,原因在于聚合物分子中各P键分子轨道之间还存在着一定的能级差。在电场力作用下,电子在聚合物内部的迁移必须跨越这个能级差才能导电,能级差的存在使得P电子不能在聚合物中完全自由地跨键移动,因而其导电能力受到影响,导电率不高。 有机化学和半导体科学分别利用分子轨道理论和半导体能带理论来解释能级差。在聚合物链状结构中,每一个结构单元(-CH-)中的C原子外层有4个价电子,其中有3个电子构成3个sp3杂化轨道,分别与H或相邻的C原子形成R键,剩下一个p电子。即每-CH-结构单元p电子轨道中只有一个电子,互相重叠形成一个成键轨道P和一个空轨道P3,由于它们的能级不同,使原有p电子能带分裂为一个全充满带和一个空带。两个能带之间存在较大的能隙,p电子只有越过这个能级差才能进行导电,能级差的大小决定了共轭型聚合物的导电能力高低,正是这个能级差的存在决定了聚合物不是一个良导体而是半导体。现代结构分析证明相邻的两个键的键长和键能是存在差别的,即有能带分裂。相邻的CH基团彼此相向移动,形成了长、短键交替排列的结构,称为Peierls畸变。 在半导体理论中,主要考虑电子与晶格之间的相互作用,绝缘体中电子能量表现为连续的分布,形成价带(填充轨道) 和导带(空轨道),价带和导带之间存在能隙Eg。Eg表示激发一个电子从价带到导带的P→P3跃迁必需的能量。所以基态中的电子只有取得≥Eg的能量才能跃迁到导带,成为可迁移的自由电子,从而发生电导。而金属中价带仅被电子填充一半,Fermi能量位于其顶部,在高于绝对零度的温度下,Fermi能级的电子非常容易进入空轨道,从而进行导电。(Fermi能是金属基态中的最高被填充轨道的能量。) 二、掺杂与导电 通过上述分析我们知道,提高电子导电聚合物的主要途径就是减少能级差,而实现手段就是对聚合物实行掺杂来改变能带中电子的占有情况,压制Peierls过程,减小能级差。“掺杂”就是在共轭结构高分子上发生电荷转移或氧化还原反应,目的是为了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P电子能带的能级,出现能量居中的半充满能带,减小能带间的能量差,使电子或空穴迁移时的阻碍减小。掺杂主要有两种方式: p-型掺杂和n-型掺杂。p-型掺杂使载流子多数为空穴,掺杂剂主要有:碘、溴、三氯化铁、五

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

导电高分子材料

导电高分子材料的应用与发展 材料化学3班 【摘要】:主要论述了导电高分子材料的种类、发展概况及其应用,对新近开发的复合型导电高分子材料产品进行了介绍,介绍了导电高分子材料的分类、导电机制、在各领域中的应用及研究进展并对导电高分子材料的发展进行了展望。 【关键词】:导电高分子材料;复合型导电高分子;结构型导电高分子材料;制备;应用传统的高分子材料为绝缘材料,在使用时存在静电积累、电磁波干扰等危害,如用其制造的传送带,在传送煤炭的过程中易发生火灾和爆炸;油船因静电引起火灾;塑料薄膜在生产过程中常因静电发生事故。随着大规模集成电路的迅速发展,静电及电磁波公害更加突出。随着电子线路集成化水平的提高,电磁波的影响将会引起误动等危害。这些问题的出现已严重阻碍了高分子材料的发展,因此,必须研制开发导电高分子材料来解决上述问题。 1.导电高分子材料的种类 按照材料的结构与组成,可将导电高分子材料分为两大类。一类是复合型导电高分子材料,另一类是结构型(或本征型)导电高分子材料。 1.1复合型导电高分子材料 复合型导电高分子材料是将各种导电性物质以不同的方式和加工工艺(如分散聚合、层积复合、形成表面电膜等)填充到聚合物基体中而构成的材料。几乎所有的聚合物都可制成复合型导电高分子材料。其一般的制备方法是填充高效导电粒子或导电纤维,如填充各类金属粉末、金属化玻璃纤维、碳纤维、铝纤维、不锈钢纤维及锰、镍、铬、镁等金属纤维,填充纤维的最佳直径为7um。 复合型导电高分子材料在技术上比结构型导电高分子材料具有更加成熟的优势,用量最大最为普及的是炭黑填充型和金属填充型。 1.2结构型导电高分子材料 结构型(又称作本征型)导电高分子是指那些高分子材料本身或经过掺杂后具有导电功能的聚合物。这种高分子材料本身具有“固有”的导电性,由其结构提供导电载流子,一旦经掺杂后,电导率可大幅度提高,甚至可达到金属的导电水平。 从导电时载流子的种类来看,结构型导电高分子材料又被分为离子型和电子型两类。离子型导电高分子通常又称为高分子固体电解质,它们导电时的载流子主要是离子。电子型导电高分子指的是以共轭高分子为主体的导电高分子材料。导电时的载流子是电子(或空穴),这类材料是目前世界导电高分子中研究开发的重点[1]。 2.导电高分子材料的导电方式以及特性 2.1复合型导电高分子材料 复合型导电高分子材料是指经物理改性后具有导电性的材料一般是指将导电性填料经

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