高分子材料物理化学实验复习
高分子物理复习提纲(分子运动及其介电性能)
第三章 高聚物的分子运动3.1 高聚物的分子热运动1. 高分子热运动的特点1. 运动单元的多重性。
除了整个分子的运动(即布朗运动)外还有链段、链节、侧基、支链等的运动(称微布朗运动).2. 运动时间的依赖性。
高分子热运动是一个松驰过程。
在外场作用下物体从一种平衡状态通过分子运动过渡到另一种平衡状态是需要时间的，这个时间称为松弛时间，记作τ./0t x x e τ-= 当t=τ时， 10x x e -= 式中0x 是外力未除去时塑料丝增加的长度，x (t)是外力除去后，在t 时间内测出塑料丝增加的长度，τ为常数。
因而松驰时间定义为: x 变到等于0x 的1e -时所需要的时间.它反映某运动单元松弛过程的快慢.由于高分子运动单元有大有小， τ不是单一值而是一个分布，称为”松弛时间谱”.3. 分子运动的温度依赖性. 温度对高分子的热运动有两方面的作用：①使运动单元活化。
②温度升高使高聚物发生体积膨胀。
升高温度加快分子运动，缩短松驰时间，即有/0E RT e ττ= 式中E 为活化能， 0τ为常数.如果高聚物体系的温度较低，运动单元的松驰时间τ就较长，因而在较短时间内将观察不到松驰现象；但是如果温度升高，缩短了运动单元的松驰时间τ，就能在较短的时间内观察到松驰现象。
2. 高聚物的力学状态和热转变在一定的力学负荷（砝码）下，高分子材料的形变量与温度的关系式称为高聚物的温度-形变曲线(或称热机械曲线)①线型非晶态高聚物的温度-形变曲线.线形非晶态聚合物的形变-温度曲线玻璃态:链段运动被冻结，此时只有较小的运动单元如链节、侧基等的运动，以及键长键角的变化，因而此时的力学性质与小分子玻璃差不多，受力后变形很小(0.01%~0.1%)，且遵循胡克定律，外力除后立即恢复。
这种形变称为普弹形变.玻璃态转变:在3~5℃范围内几乎所有的物理性质都发生突变，链段此时开始运动，这个转变温度t称为玻璃态转变温度(T g).高弹态:链段运动但整个分子链不产生移动.此时受较小的力就可发生很大的形变(100%~1000%)，外力除去后可完全恢复，称为高弹形变。
高分子材料实验复习
高吸水树脂的吸水原理：高吸水树脂一般为含有亲水基团和交联结构的高分子电解质。
吸水前，高分子链相互靠拢缠在一起，彼此交联成网状结构，从而达到整体上的紧固。
与水接触时，因为吸水树脂上含有多个亲水基团，故首先进行水润湿，然后水分子通过毛细作用及扩散作用渗透到树脂中，链上的电离基团在水中电离。
由于链上同离子之间的静电斥力而使高分子链伸展溶胀。
由于电中性要求，反离子不能迁移到树脂外部，树脂内外部溶液间的离子浓度差形成反渗透压。
水在反渗透压的作用下进一步进入树脂中，形成水凝胶时树脂本身的交联网状结构及氢键作用，又限制了凝胶的无限膨胀。
高吸水树脂的吸水性受多种因素制约，归纳起来主要有结构因素、形态因素和外界因素三个方面。
结构因素包括亲水基的性质、数量、交联剂种类和交联密度，树脂分子主链的性质等，树脂的结构与生产原料、制备方法有关。
交联剂的影响：交联剂用量越大，树脂交联密度越大，树脂不能充分地吸水膨胀；交联剂用量太低时，树脂交联不完全，部分树脂溶解于水中而使吸水率下降。
吸水力与水解度的关系：当水解度在60~85%时，吸收量较大；水解度大于时，吸收量下降，其原因是随着水解度的增加，尽管亲水的羧酸基增多，但交联剂也发生了部分水解，使交联网络被破坏。
形态因素主要指高吸水性树脂的主品形态。
增大树脂主品的表面，有利于在较短时间内吸收较多的水，达到较高吸水率，因而将树脂制成多孔状或鳞片可保证其吸水性。
外界因素主要指吸收时间和吸收液的性质。
随着吸收时间的延长，水分由表面向树脂产品内部扩散，直至达到饱和。
高吸水树脂多为高分子电解质。
其吸水性受吸收液性质，2特别是离子种类和浓度的制约。
在纯水中吸收能力最高；盐类物质的存在，会产生同离子效应，从而显著影响树脂的吸收能力；遇到酸性或碱性物质，吸水能力也会降低。
电解质浓度增大，树脂的吸收能力下降。
对于二盐离子如，除盐效应外，还可能在树脂的大分子之间羧基上产生交联，阻碍树脂凝胶的溶胀作用，从而影响吸水能力，因而二价金属离子对树脂吸水性的降低将更为显著。
高分子化学与物理复习
i w
i
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i
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2
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i
i
Z均分子量
ZiMi WiMi NiMi Mi Zi WiMi NiMi
2
3
2
4
粘均分子量
WiMi NiMi Mv Wi NiMi
11
2.1 连锁聚合反应 Chain Reaction
三 个 基 元 反 应
链引发（chain initiation） 链增长（chain propagation） 链终止（chain termination）
组成
连 锁 聚 合
12
连锁聚合反应分类
活性中心（reactive center)
可以是自由基、阳离子和阴离子，它进攻单体的双键，使单 体的π键打开，与之加成，形成单体活性种，而后进一步与单体 加成，促使链增长。
1 1 [I] [S] 2kt R p [I] [S] CM CI CS 2 CM CI CS 2 [M] [M] k p [M ] [M] [M] Xn v
1
1
1
Mz > Mw > Mv > Mn，Mv略低于Mw
特性粘数[η]和分子量的关系： 分子量多分散性的表示方法：
以分子量分布指数表示 以分子量分布曲线表示 以被分离的各级分的重量分 率对平均分子量作图，得到 分子量重量分率分布曲线。
[ ] KM
Mw / Mn
重 量 分 率 平均分子量
阳离子聚合 取代基X : NO2 CN COOCH3 CH=CH2 C6H5 CH3 OR
第三章 (1) 高分子材料的物理化学性质
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（ii）pH敏感水凝胶 ：pH敏感性水凝胶是体积随环境pH值、 离子强度变化的高分子凝胶。这类凝胶大分子网络中具有可解 离成离子的基团，其网络结构和电荷密度随介质pH值的变化而 变化，并对凝胶的渗透压产生影响；同时因为网络中添加了离 子，离子强度的变化也引起体积变化。 一般来说，具有pH值响应性的水凝胶都是含有酸性或碱性侧 基的大分子网络，即聚电解质水凝胶。随着介质pH值、离子强 度的改变，酸、碱基团发生电离，导致网络内大分子链段间氢 键的解离，引起不连续的溶胀体积变化。
18
热可逆性水凝胶 有些聚合物水溶液在室温下呈自由流动的液态 而在体温下呈凝胶态，即形成热可逆性水凝胶(TGR)。这一体系 能够较容易地对特定的组织部位注射给药，在体内环境下很快形 成凝胶。而且这种给药系统的制备较简单，只需将药物与聚合物 水溶液进行简单地混合。 如：聚环氧乙烷(PEO)与聚环氧丙烷(PPO)嵌段共聚物是已被批 准用于药用辅料的高分子，商品名叫普流罗尼(Pluronic)或泊洛沙 姆(Poloxamer)，依据其结构和浓度，这类聚合物存在两个临界相 转变温度，即溶液-凝胶转变温度(相当于LCST)和凝胶-溶液转变 温度，在这两个温度之间其水溶液呈现凝胶状态。利用这类共聚 物水溶液低温溶液状态混合药物，尤其是生物类药物，注人体内 形成凝胶，从而实现控制药物释放同时保护药物活性的功能。
高分子化学与物理总复习
第一章聚合物、聚合度和链节的定义区别结构单元、单体单元、重复单元数均分子量、重均分子量和多分散系数D的计算(计算题）高分子的分类（3种）表1-2常见高分子的英文缩写，结构式书写高分子合成反应的分类图1-2 三相两转变第二章缩聚反应的定义官能团和官能度的定义官能团等活性理论缩聚反应的两大特征：逐步性和可逆性反应程度P的定义，与平均聚合度的关系计算题：式2-18和式2-20(计算题）体型缩聚的概念凝胶点的计算，式2-42(计算题）简述缩聚反应的四种实施方法（简答题）第三章自由基的定义聚合单体的反应类型判断自由基聚合的基元反应终止反应的类型链转移反应的定义引发剂的定义和种类引发剂效率小于1的原因在自由基聚合反应过程中所做的三点假设（简答题）自动加速效应的定义动力学链长的定义链转移常数的定义常见的阻聚剂自由基聚合四种实施方法的体系组成第四章阳离子聚合的单体和引发剂阳离子聚合机理特点阴离子聚合的单体和引发剂阴离子聚合机理特点活性聚合的定义配位聚合催化剂的组成第五章二元共聚物的四种类型共聚曲线的四种类型（简答题）判断单体和自由基的活性大小第六章高分子化学反应的分类影响高分子反应活性的化学因素高分子官能团反应的定义降解的定义和分类第七章结构单元的键接方式有高分子链的构造有高分子链的构型包括典型的构象状态包括链段的定义影响高分子链柔性的因素（简答题）高分子链柔性的表征聚集态结构的定义和意义高分子间作用力包括常用内聚能密度大小评价高分子分子间作用力高分子的结晶形态主要有球晶是高分子结晶中最重要的结晶形态，在正交偏光显微镜下出现特有的黑十字消光图案。
结晶度的定义和测定结晶度的方法链结构与结晶能力的关系（简答题）结晶过程包括晶核的生长和晶体生长，晶核生产包括和淬火和退火结晶度和晶体尺寸的影响取向的应用改善共混组分间相容性的有效途径是第八章高分子运动的特点（简答题）玻璃化转变温度的测定方法影响玻璃化转变温度的因素（简答题）P193 加入增塑剂的目的P195 熔点和熔限的定义P197 结晶温度对熔点的影响P201 高分子流动的机理P201 塑料的成型加工温度链的柔顺性、极性和分子量对粘流温度的影响P202 图8-22 识别牛顿流体、假塑性流体、胀塑性流体和宾汉流体大多数高分子熔体属于流体，黏度随剪切速率增大而P204 高分子流动行为的表征（填空）P212 熔体流动中的弹性效应第九章力学性能P218 泊松比和杨氏模量的定义P219 脆性断裂和韧性断裂、强迫高弹形变的定义P221 图9-6 屈服点和断裂点表9-1 高分子五种类型的应力-应变曲线P224 银纹和裂纹的区别（简答题）P230 橡胶高弹性的本质P233 粘弹性、蠕变和应力松弛的定义P241 时温等效原理第十章P243 高分子溶解过程需经两个阶段：先溶胀后溶解交联高分子只能溶胀，不能溶解，最后达到溶胀平衡P244 溶度参数的定义P247 溶解度参数相近原则Huggins参数X1判断溶剂的优劣P257 重均分子量的测定方法数均分子量的测定方法黏均分子量的测定方法，测定特性粘度常使用毛细管粘度计中的P267 凝胶渗透色谱法的分离过程完全有体积排除效应所致，分子量大的先被淋洗出来；分子量小的后被淋洗出来第11章P274 介电常数的定义考试题型一、选择题10小题，每题1分二、填空题20小题，每题2分三、简答题5小题，每题6分四、计算题2小题，每题10分。
高分子材料基础复习总结
高分子材料（聚合物材料）以高分子化合物（树脂）为基体，再配有其它添加剂（助剂）。
高分子化合物（高分子）往往由许多相同的、简单的结构单元通过共价键（有些是离子键）有规律的重复连接而成。
蠕变现象受到一个恒定应力σ0时，形变随时间无限发展。
应力松弛在恒定形态下，物理的应力随时间而逐渐衰减。
滞后现象高聚物在交变应力（周期性应力）作用下，形变落后于应力的现象。
力学内耗出现滞后现象时，则由于形变功与恢复功并不相等而产生功的损耗。
屈服是指在较大外力作用下材料发生塑性变形的行为。
塑料以合成或天然高聚物为基本成分，并配以一定的高分子助剂如填料、增塑剂、稳定剂、着色剂等经加工可塑成型，并在常温下保持其形状不变的材料。
热塑性弹性体是指在高温下能塑化成型而在常温下能显示橡胶弹性的一类材料，因此其既显示橡胶的物理性能，又具有热塑性塑料加工特性的材料。
回弹率将纤维拉伸后除去负荷，可回复的弹性伸长与总伸长之比。
弹性模量每单位截面积的纤维延伸原来1%所需的负荷（单位：N/tex互穿网络弹性体由两种线型弹性体胶乳混合在一起，再进行凝聚并同时进行交联现代分析测试方法一、高分子材料的化学分析1，简单定性分析受热行为，包括燃烧试验（火焰试验）、干馏试验。
根据燃烧性、分解出气体的气味、火焰、外形变化等分析。
2，高分子材料的溶解性3，高分子材料的分离和纯化溶解－沉淀萃取二、高分子材料的波谱分析1，红外光谱（IR）1）分析与鉴别高聚物2）高聚物反应的研究3）共聚物的研究4）结晶度的研究5）高聚物的表面研究6）高聚物的取向研究2核磁共掁（NMR）1）高分子的鉴别2）共聚物组成的测定3）立构规整性的测定4）共聚物序列结构的研究5）高聚物分子运动的研究6）支化度和键接方式的研究三、高分子材料的色谱分析1，气相色谱1）利用纯物质对照的定性分析,如：利用保留值包括t R、V R定性。
2）利用文献保留数据的定性分析3）与其它方法结合的定性法，如IR、化学反应4）利用峰面积或峰高定量分析2，裂解气相色谱1）热固性树脂的鉴定2）共聚物与共混物的区别3）高分子官能团的鉴定4）高分子同系物的测定四、x－射线衍射在高分子材料研究中的应用1）高聚物的物相分析（包括各种添加剂的物相分析）2）结晶度的测定3）取向度的测定4）微晶大小的测定5）高聚物晶体结构分析五、电子显微镜1，SEM1）研究纤维和织物的结构及其缺陷特征2）研究均相聚合物及其多相复合体系的结构2，TEM1）研究聚合物的结晶结构2）研究由表面起伏现象表现的微观结构问题，如PAN变成C纤维过程中微纤结构的变化。
高分子材料的物理化学性质
在发生玻璃化转变前后，聚合物的许多物理性质 ( 比容、 法测定聚合物的Tg
Tg与聚合物材料使用性能的关系：
Tg>室温，可做塑料使用，Tg 表征塑料的耐热性，即塑料使用的
上限温度(结晶聚合物，Tm为使用上限温度)
注：对于非晶态的极性高聚物，既要符合“溶度参数相近”的规律， 又要符合“极性相近”原则。
3．溶剂化原则
（1）亲电性溶剂能和给电子高分子进行溶剂化而易于溶解。 （2）给电子溶剂能和亲电子性高分子“溶剂化”而利于溶解。 （3）亲（给）电子性相同的溶剂与高分子之间不能进行溶剂化作 用，故不利于溶解，即使溶度参数相近也不例外。 （4）氢键实际上也是一种强烈的溶剂化作用，若溶剂与高分子之 间能生成氢键，则有利于溶解。
生键长、键角的变化，而整个分子链和链段都不能运动，
处于被‘冻结’的状态。
• 该状态下高聚物受力后的形变是很小，形变与受力的
大小成正比，当外力除去后能立刻回复；弹性模量大；
质硬。
• 高弹态：链段运动被激发。受到外力时有 较大形变，撤力时弹性回缩 。 • 粘流态：高聚物在外力作用下发生粘性流
动，它是整个分子链互相滑动的宏观表现。
第一节 高分子溶液的理化性质
一．高聚物溶解过程的特点(相对复杂) 1．高聚物溶解缓慢且分两个阶段
① 溶胀：溶剂分子渗入高聚物内部，使高聚物体
积膨胀的现象
② 溶解：高分子以分子状态均匀分散在溶剂中，
形成完全溶解的分子分散的均相体系
2．交联高聚物，只能溶胀，不会溶解。交联 度大的溶胀度小，交联度小的溶胀度大。
6. 高分子溶液的实际制备工艺必须根据高分 子与溶剂的特性而定(P59)
高分子化学与物理实验讲义[2012]
实验一、脲醛树脂的缩聚一、实验目的1. 加深理解加成缩聚的反应机理2. 了解脲醛树脂的合成方法及一般层压板的加工工艺。
二、实验原理脲醛树脂是由尿素与甲醛经加成聚合反应制得的热固性树脂。
产物的结构比较复杂，直接受尿素与甲醛的克分子比、反应体系的pH值、反应温度、时间等条件的影响。
例如：当在酸性条件下反应时，产物是不溶于水和有机溶剂的聚次甲基脲；在碱性条件下发生反应时，则生成水溶性的一羟甲基脲或二羟甲基脲等等。
羟甲基的数目由尿素与甲醛的克分子比决定。
三、仪器及试剂1. 仪器：搅拌电机、调压器、三口瓶、冷凝器、温度计、水浴、电吹风机。
2. 试剂：尿素、甲醛(36％水溶液)、10％NaOH、10％草酸水溶液、NH4C1(固化剂)。
四、实验步骤1．合成树脂：(1)在250ml三口瓶上装置搅拌器、温度计、迥流冷凝器。
(2)称取甲醛水溶液60g，用10％NaOH调节甲醛pH=8.5～9。
称取尿素三份，分别是11.2g；5.6g；5.6g。
(3)三口瓶中先加入11.2g尿素和60g甲醛水溶液。
搅拌至溶解(由于吸热而隆温，可缓慢升温至室温，以利溶解)，升温至60℃再加入5.6g尿素，继续升温到80℃加入最后5.6g尿素，在80℃,反应30分钟。
(4)用少量10％草酸溶液小心调节反应体系的pH值，使PH=4．8左右(注意观察自升温现象)。
继续维持温度在80℃进行缩合反应，并随时取脲醛胶滴入冷水中，观察在冷水中的溶解情况。
当在冷水中出现乳化现象，随时测在40℃水中的乳化情况。
(5)温水中出现乳化后，立即降温终止反应，并用浓氨水调节脲醛胶的PH=7，再用少量10％NaOH 调节Ph=8.5～9。
正常情况下得到澄清透明的脲醛胶。
2．层压板制备：(1)在表皿中称取脲醛胶液40g，加入0.200gNH4Cl，搅拌至全溶解。
注意观察胶液pH值的变化。
(2)滤纸条分段浸渍胶液，为保证浸渍饮和而均匀，每段浸渍一分钟左右，滤纸上余量胶液任其自然流下。
高分子物理复习资料
高分子物理复习资料1、高聚物无气态的原因。
高聚物由于分子链很长，因而分子间的总吸引力能很大，要是它们汽化，需要供给的能量太大，即需要很高的温度，它远远超过大分子链断裂的温度，所以高聚物不存在气态。
2、温度形变曲线对材料的成型的意义。
当常温介于Tb与Tg之间时，主要用作塑料；当常温介于Tg与Tf之间时，主要用做橡胶；当常温介于Tf与Td之间时，主要用作胶黏剂和油漆。
3、硬质的PVC电缆料套管在架空的情况下，会愈来愈弯曲，为什么？用什么方法来减少这一现象？因为在架空的情况下，PVC电缆料套管出现了蠕变现象。
方法：交联、取向、增强、引入芳杂环。
4、应力松弛。
未经硫化的橡胶赢了可松弛到零，而经硫化的橡胶不能松弛到零的原因。
应力松弛是指在恒定形变下，物体的应力随时间的增加而逐渐衰减的现象。
因为交联后的高聚物有交联键的存在，所以不能松弛到零。
5、法兰上的橡胶密封圈，时间用长了会失效的原因。
法兰上的橡胶在长期使用过程中，出现了老化现象。
6、高聚物的溶解过程。
线性高聚物：先溶胀，后溶解。
极性晶态高聚物：不需要加热即溶解于极性溶剂中。
非极性晶态高聚物：先熔融，再溶胀，后溶解。
7、不稳定流动与其影响因素。
克服方法。
高聚物熔体在挤出时，如果应力超过一定极限，熔体往往会出现不稳定流动，挤出物外表不再是光滑的。
影响因素：对于高分子熔体，黏度高，黏滞阻力大在较高的切变速率下，弹性形变的储能达到或超过克服黏滞阻力的流动能量时，导致不稳定流动的发生。
克服方法：减小模口，增加模口长度。
8、取向与解取向。
结晶高聚物与非结晶高聚物的取向的异同。
取向是在外力作用下，分子链沿外力方向择优排列。
解取向是高分子链有有序状态回归到无规蜷曲状态、。
结晶高聚物的取向过程：链段的取向、晶粒的变形、片晶的滑脱。
线形非晶态高聚物的取向过程：链段的取向、大分子链的取向。
9、温度对结晶的影响。
用结晶高聚物生产一般制品、拉伸制品和薄膜制品在工艺上控制结晶的方法。
高分子物理复习笔记(考研复习重点)
高分子物理复习重点(考研自己整理)第一章高分子的链结构 (1)1.1 高分子结构的特点和内容 (1)1.2 高分子的近程结构 (1)1.3 高分子的远程结构 (1)1.4 高分子链的柔顺性 (2)第二章高分子的聚集态结构 (2)2.1 高聚物的非晶态 (2)2.2 高聚物的晶态 (3)2.3 高聚物的取向结构 (5)2.4 高分子液晶及高分子合金 (5)第三章高聚物的分子运动 (6)3.1 高聚物的分子热运动 (6)1. 高分子热运动的特点 (6)2. 高聚物的力学状态和热转变 (6)3. 高聚物的松驰转变及其分子机理 (7)3.2 玻璃化转变 (7)3.3 玻璃化转变与链结构的关系 (8)3.4晶态高聚物的分子运动 (10)第四章高聚物的力学性质 (10)4.1 玻璃态和结晶态高聚物的力学性质 (10)1 力学性质的基本物理量. (10)2 应力-应变曲线 (12)(1)玻璃态高聚物的拉伸 (12)(2) 玻璃态高聚物的强迫高弹形变 (13)(3) 非晶态聚合物的应力-应变曲线 (13)（4）结晶态聚合物的应力-应变曲线 (14)(5) 特殊的应为-应变曲线 (15)3 屈服 (15)4 断裂 (16)5影响高聚物实际强度的因素 (16)4.2 高弹性 (17)1 橡胶的使用温度范围 (17)2 高弹性的特点和热力学分析 (18)1) 高弹性的特点 (18)2) 橡胶弹性的热力学分析 (18)4.3 粘弹性 (19)1 聚合物的力学松驰现象 (19)(1)静态粘弹性现象 (19)(2)动态粘弹性现象 (20)2 粘弹性的力学模型 (21)3 时温等效原理 (22)4 Boltzmann叠加原理 (23)5 粘弹性的实验方法 (23)6. 蛇行理论 (24)第五章高聚物的流变性 (24)5.1牛顿流体与非牛顿流体 (24)5.2高聚物粘性流动的主要特点 (25)5.3影响粘流温度的因素 (25)5.4高聚物熔体的切粘度 (25)1. 高聚物的流动性表征 (25)2. 剪切粘度的测量方法 (25)3. 高聚物熔体的流动曲线 (26)4. 影响高聚物熔体切粘度的因素 (26)5. 高聚物熔体的弹性表现 (27)第六章高聚物的电、热、光性能 (27)6.1 聚合物的介电性能 (27)6.2 介电损耗 (28)6.3 聚合物的导电性 (29)6.4 介电击穿 (29)6.5 聚合物的静电现象 (30)第七章高分子溶液性质 (30)第八章高分子的分子量及其分布 (33)第一章 高分子的链结构1.1 高分子结构的特点和内容高聚物结构的特点:1. 是由多价原子彼此以主价键结合而成的长链状分子，相对分子质量大，相对分子质量往往存着分布。
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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 内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/(600g tW MI ⨯=影响高聚物熔体流动性的因素有内因和外因两个方面。
内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、毛细管的内径与长度为了使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12、 34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)(1063s km t T L L ⨯∆-⨯- 单位：C-km/s ；L-m ；T L -?s ；△t-?s ②模量关系式 2C E ρ= ③声速取向因子 221CC 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零处，该点的声速值即可看做该纤维的无规取向声速值C u (见图1)。
思考题：1、影响实验数据精确性的关键问题是什么？答：对纤维的拉伸会改变纤维的取向。
所以为保证测试的精确性，每种纤维试样至少取3根以上迸行测定。
2、比较声速法与双折射法，两者各有什么特点？三、光学解偏振法测聚合物的结晶速度（无计算题，最好知道公式。
背思考题。
）测定聚合物等温结晶速率的方法：比容、红外光谱、X 射线衍射、广谱核磁共振、双折射法等。
本实验采用光学解偏振法，它具有制样简便、操作容易、结晶温度平衡快、实验重复性好等优点。
实验原理：由实验测定等温结晶的解偏振光强－时间曲线，从曲线可以看出，在达到样品的热平衡时间后，首先是结晶速度很慢的诱导期，在此期间没有透过光的解偏振发生，而随着结晶开始，解偏振光强的增强越来越快，并以指数函数形式增大到某一数值后又逐渐减小，直到趋近于一个平衡值。
对于聚合物而言，因链段松弛时间范围很宽，结晶终止往往需要很长时间，为了实验测量的方便，通常采用211t 作为表征聚合物结晶速度的参数，21t 为半结晶期。
即为图2中210=--∞∞I I I I t 时所对应的时间。
聚合物结晶过程可用下面的方程式描述：nKt eC -=-1 。
式中：C 为t 时刻的结晶度；K 为与成核及核成长有关的结晶速度常数；n 为Avrami 指数，为整数，它与成核机理和生长方式有关。
若将上式左边对lg t 作图得一条直线，其斜率为Awami 指数n ，截距就是lg K 。
本实验以等规聚丙烯粒料为试样，采用结晶速度仪测定其结晶速率。
思考题：1、聚合物的结晶速度与哪些因素有关？答：分子主链结构，取代基侧链，分子量；温度，压力，应力、添加剂等。
2、根据实验图分析结晶温度对结晶速度的影响。
四、差示扫描量热法测定聚合物等温结晶速率实验原理：采用DSC 法测定聚合物的等温结晶速率时，首先将样品装入样品池，加热到熔点以上某温度保温一段时间，消除热历史，然后迅速降到并保持某一低于熔点的温度，记录结晶热随时间的变化，如图1（a ）。
可以看到随结晶过程的进行，DSC 谱图上出现一个结晶放热峰。
当曲线回到基线时，表明结晶过程已完成。
记放热峰总面积为A0，从结晶起始时刻（t 0）到任一时刻t 的放热峰面积A t 与A 0之比2I I +∞0I ∞I iτ0t 21t ∞解偏振光强时间图2 等温结晶的解偏振光强—时间曲线结晶在Tg 和Tm 之间。
靠近Tg ，链段难运动；靠近Tm ，晶核难生记为结晶分数X(t)：()0A A t X t=以结晶分数X(t)对时间作图，可得到图1（b段大多数球晶发生碰撞，结晶只能在球晶的缝隙间进行，生成附加晶片，称为二次结晶。
聚合物等温结晶过程可以用Avrami 方程进行描述：()nKt X -=-ex p 1式中，X 为结晶分数，K 为总结晶速率常数，n 为Avrami 指数，与成核机理和晶粒生长的方式有6、该实验使用PVA （聚乙烯醇)，溶剂为去离子水。
思考题图2 的关系图C CC C sp 对和对τηln1、讨论影晌分子量测定的主要因素。
答：毛细管粘度计的选择（选溶剂的流经时间>100s ），溶液浓度，测试温度。
2、什么情况下需要做动能校正？为什么？六、加聚反应动力学——膨胀计法测反应速度1、膨胀计是测定聚合速度的一种方法。
它的依据是单体密度小，聚合物密度大，此时随着聚合反应的进行，体积会发生收缩。
当一定量单体聚合时，体积的变化与转化率成正比。
如果将这种体积的变化放在一根直径很窄的毛细管中观察，其灵敏度将大为提高，这种方法就是膨胀计法。
2、几种方法测反应速度：直接法和间接法。
间接法有膨胀计法、测比重、测折射率、测比容等。
3、[][][]M I k dtM d v p 21=-=。
此式表示聚合反应速度v p 与引发剂浓度［I ］的平方根成正比，与作用。
2、为什么在尼龙66盐熔融后会产生大量水分？而随着反应进行水分反而消失？答：尼龙66盐在200℃熔融以及发生缩聚反应，在水的脱出的同时伴随着酰胺键的生成，形成线型高分子，因此反应开始水分大量生成，产生水的速度比水蒸发的速度慢所以逐渐减少。
八、丝朊－聚丙烯腈系接枝共聚物的制备接枝共聚物一般借骨架高聚物的大分子接上支链而成。
接枝共聚反应亦单体和骨架高聚物所处的状态可分为均相接枝共聚物和非均相接枝共聚物反应。
后者又可以分为气一固相及液一固相介质共聚反应。
本实验采用链转移引发的自由基型接枝共聚反应，以丝朊为骨架高聚物，丙烯腈为单体制得丝朊一聚丙烯腈接枝共聚物。
丝朊含量约30%，可以制成似丝纤维，亦称改性腈纶，其回潮率约4%，比腈纶高，比蚕丝低。
本实验采用均相接枝共聚，以60%氯化锌溶液为溶剂，用过硫酸铵（APS）－亚硫酸氢钠（SDS）氧化－还原体系SI’）进行接枝共聚。
SP 系统接枝共聚由于丝朊不溶于二甲基甲酰胺，腈纶不溶于10%氯化钙甲酸溶液，因此PANg物不溶于上述两种溶剂，而该两种恰好是腈纶和丝朊的良好溶剂，故可利用溶解性之不同而鉴别之。
S P－PAN系接枝共聚物的鉴定单2、讨论实验体系中各成份的作用？答：单体（醋酸乙烯酯）：反应物。
引发剂（过硫酸铵）：引发剂受热分解生成自由基，然后引发聚合。
乳化剂（聚乙烯醇）：使单体在乳状液中稳定；使单体在胶束中增溶；使聚合生成的聚合物胶乳粒子稳定；增加聚合物的溶解性；对引发聚合反应起催化作用等。
（《合成工艺学》P72）增塑剂：邻苯二甲酸二丁酯缓冲剂（碳酸氢钠）：中和乳液的PH值，以保持乳液的稳定性。
3、讨论乳化剂对乳液聚合动力学的影响？4、本实验中为何要分批添加单体和引发剂？答：（书P76）半连续操作目的在于控制反应速度，所以后加物料主要是单体。
为了使乳化剂与单体量匹配，所以一部分乳化剂溶液与单体同时后加入。
（书P77）后加单体的方式使在反应器内物料体系中缺乏单体，因而①容易产生向聚合物进行链转移的反应，导致产生支链；②使聚合速度加快；③还可控制聚合物组成和所得胶粒颗粒形态。
十、多糖的选择性氧化2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物自由基(TEMPO)-NaOCl-NaBr对多糖类高分子的选择性氧化已成研究热点。
研究表明该氧化体系对多糖发生高选择性氧化，但氧化度与其结晶结构相关，并且在氧化过程中会发生降聚作用。
根据有关试验，TEMPO和NaBr 在反应中仅起催化作用，因此推测是TEMPO、NaBr 以及NaOCl共同反应生成真正起氧化作用的亚硝鎓离子TEMPO+，从而将C6位伯羟基氧化成羰基，而后羰基氧化成羧基（如分散介质水去离子水思考题：答：聚乙烯醇的作用机理是高分子物吸附在液滴表面，形成一层保护膜，使液滴接触时不会粘结。
同时，加了水溶性高分子物质后，介质粘度增加，也有碍于液滴的粘连。
2、根据实验体会，结合聚合反应机理，你认为在悬浮聚合的操作中，应特别注意哪些问题，原因何在？答：①聚合反应时要注意合适的搅拌强度和转速，使反应充分进行，又不至粘结成团。
②保证水浴加热，使反应温度达到85~90℃，此时聚合热逐渐放出,油滴开始变粘易发生粘连，需密切注意温度和转速的变化。
③选择合适的水与单体比，并加入合适的分散剂。
因为悬浮聚合中聚合物种类和颗粒大小、形状等都有差异。
3、结合悬浮聚合的理论，说明配方中各组分的作用。
答：悬浮聚合体系一般有单体、引发剂、水、分散剂四个基本组分组成。
（参考乳液聚合的各组分作用。
）悬浮聚合体系是热力学不稳定体系，需借搅拌和分散剂维持稳定。
在搅拌剪切作用下，溶有引发剂BPO 的单体苯乙烯分散成小液滴，悬浮于水中引发聚合。
不溶于水的单体在强力搅拌作用下，被粉碎分散成小液滴，它是不稳定的，随着反应的进行，分散的液滴又可能凝结成块，为防止粘结，体系中必须加入分散剂。
4、分散剂的作用原理是什么？其用量大小对产物粒子有何影响？答：悬浮聚合体系是热力学不稳定体系，需借搅拌和分散剂维持稳定。
悬浮聚合中形成微珠，当微5 6 78光的折射率n 称为慢⊥⊥==v D t v D t 、11。
因为1v v >⊥，所以1t t <⊥。
设光程差为R ，则：()⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=-=⊥⊥⊥v v v v D v D v D v t t v R 111 由折射定律可得平行与垂直偏光的折射率为： 11v v n =、⊥⊥=v vn 所以n Dg n n D R ∆=-=⊥)(1上式表明，光程差R 等子偏振光在纤维中通过的距离D 和纤维双折射率的乘积。
因偏振光在纤维中通过的距离D 等于纤维平均直径d 所以双折射率Δn 可以表示为 dR n =∆ 由此可知，具有各向异性的纤维材料其双折射率直接与快、慢光之间的光程差有关。
通常把色那蒙补偿法归属于光程差法，其原因也在于此。
3、1/4玻片(下称???玻片)的作用：由于合振动方程在一般位相差情况下为斜椭圆，无法用旋转检偏镜的方法在视野中找刭完全消光的位置，因此就需要使用补偿的方法，将椭圆偏振光变为平面偏振光。
从讲义中的等效原理分析得知只有使?/4玻片的光轴方向与起偏镜光轴方向平行，并使纤维试样与起偏光轴成45o 时，经?/4玻片补偿后的合成偏光才成为平面偏振光。