晶态聚合物溶解解读

2 橡皮能否溶解和熔化，为什么？
答案橡皮是经过硫化的天然橡胶，是交联的高聚物，在与溶剂接触时会发生溶胀，但因有交联的化学键束缚，不能再进一步使交联的分子拆散，只能停留在最高的溶胀阶段，称为“溶胀平衡”，不会发生溶解。同样也不能熔化。
Thank You！
Ve
溶液浓度c= c* 时，线团的扩张体积恰好充满空间 c> c*时，扩张体积相互重叠
故c*称为临界交叠浓度或接触浓度
c < c* 线团彼此独立
c = c*
c > c*
故浓度高于c*时高分子链必然缠结
c < c*
c = c*
c > c*
分子链缠结的条件：
① 柔性链 ② 浓度高于交叠浓度 ③ 分子链达到一定长度，即分子量大于临界分
T
F
问答题 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？
答案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。
原因：结晶中非晶部分与极性溶剂发生混合时，两者发生强烈作用（如生成H键）而放出大量热。此热足以破坏晶格，使结晶部分熔融。
例：尼龙66，Tm=265℃,室温下可溶于苯酚、甲酚等溶剂。涤纶室温下可溶于间甲苯酚。
溶液中的分子链
如果浓度很低，溶解的分子链以线团形式分散在溶剂中，线团包容的溶液体积称为扩张体积
子量Mc
临界分子量Mc：分子量低于Mc的分子链称为低聚物，无论浓度多高也不会发生缠结
链段—链段
弱于
等于
略强于
链段—溶剂
稍强于强于
良溶剂
无热溶剂良溶剂正排除体积
亚良溶剂
溶剂不良溶剂负排除体积
无扰链零排除体积
填空题： 1 非晶态线形高聚物溶解过程主要包括两个阶段，即和过程 2 结晶高聚物的溶解要经过两个阶段，即和。

例：HDPE ( Tm＝135oC)在120℃以上才开始溶于四氢萘。有规PP( Tm ＝134oC)；全同PP (Tm＝180oC)在
130℃下与十氢萘很好混合--溶解。交联LDPE在甲苯溶液中回流测其交联度 (100℃)
(3) 极性结晶高聚物的溶解 ①方法同上（加热升高温度至Tm附近）。 ②极性结晶高聚物可于室温下溶于极性强的溶剂中。
答案 1非晶态线形高聚物溶解过程主要包括两个阶段，即溶胀和溶解过程 2 结晶高聚物的溶解要经过两个阶段，即结晶高聚物的熔融（吸热）和熔融高聚物的溶解。
判断题（2p11）非晶态高聚物的溶解速率和溶解度与分子量有关，分子量越大，溶解速率和溶解度均降低。（）（2p12）只要正确选择溶剂，任何高聚物均可溶解（）
溶解不仅与分子量大小有关，更重要的是与结晶度有关，结晶度↑，溶解度↓。
结晶聚合物：先溶胀无定形区，在晶体熔点附近的温度使晶体解体后溶解
先熔融，后溶解
(2) 非极性结晶高聚物的溶解
常温下不溶解，必须用加热的方法升高温度至Tm附近，待结晶熔融后，小分子才能进入高聚物内部，使高聚物溶涨溶解。
《高分子物理》
课程团队：李彩虹余旺旺栗娟苏珺
晶态聚合物的溶解
(1) 结晶高聚物的溶解特征
热力学稳定相态，分子链排列紧密、规整，分子间作用力大，所以溶解要比非晶聚合物困难得多。溶解有两个过程（先熔融再溶解）：
①首先吸热，分子链开始运动，晶格被破坏，即结晶高聚物的熔融 ②然后被破坏晶格的聚合物与溶剂发生作用，同非晶聚合物一样，先发生溶胀，再溶解，即熔融高聚物的溶解。
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。
Байду номын сангаас 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；极性的晶态高聚物在室温就能溶解在极性溶剂中。

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聚合物（非晶、结晶、交联）的溶解过程

聚合物的溶解过程(包括非经聚合物、结晶聚合物、交联聚合物)聚合物的溶解过程与低分子固体的溶解过程相比，具有许多特点：（1）溶解过程一般都比较缓慢。

（2）在溶解之前通常要经过“溶胀”阶段。

将葡萄糖放入水中迅速被溶解，而将一块聚苯乙烯置于苯中，则溶解很慢。

首先看到其外层慢慢胀大起来，随着时间的增加溶剂分子渗入试样的内部，使聚合物体积膨胀，这种过程称为溶胀。

随后溶胀的聚合物试样逐渐变小，以致消失最后形成均一的溶液。

因此溶解过程必须经历两个阶段：先溶胀、后溶解。

溶胀实际上是溶剂分子单方面地和高分子链的链段混合的过程，因为高分子和溶剂分子的大小相差悬殊，溶剂分子的扩散速率远比高分子大，所以聚合物与溶剂分子接触时，首先是溶剂小分子扩散到聚合物中，把相邻高分子链上的链段撑开，分子间的距离逐渐增加，宏观上表现为试样体积胀大，这时只有链段运动而没有整个大分子链的扩散运动。

显然，只有溶胀进行到高分子链上所有的链段都能扩散运动时，才能形成分子分散的均相体系。

因此溶胀是溶解的必经阶段，也是聚合物溶解性的独特之处。

1、非晶聚合物的溶解非晶聚合物中的大分子间的堆砌比较松散，分子间相互作用较弱，因此溶解过程中溶剂、分子比较容易渗人聚合物内部使之溶胀和溶解。

根据高分子的结构和溶胀的程度可分为无限溶胀和有限溶胀。

线形非晶聚合物溶于它的良溶剂时，能无限制地吸收溶剂直至溶解而成均相溶液，属于无限溶胀。

例如天然橡胶在汽油中，聚氯乙烯在四氢呋喃中都能无限溶胀而成为高分子溶液。

对于交联的聚合物，溶胀到一定程度以后，因交联的化学键束缚，只能停留在两相的溶胀平衡阶段不会发生溶解，这种现象称为有限溶胀。

例如硫化后的橡胶、固化的酚醛树脂等交联网状聚合物在溶剂中都只能溶胀而不溶解。

对一般的线形聚合物，如果溶剂选择不当，因溶剂化作用小，不足以使大分子链完全分离，也只能有限溶胀而不溶解。

溶解度与聚合物的分子量有关，分子量大的溶解度小。

对交联聚合物来说，溶胀度与交联度有关，交联度小的溶胀度大。

第九章结晶态聚合物

体中分子链平行于晶面方向，晶片厚度基本与伸展的分子链长度相当。这种晶体主要形成于极高压力下。
9.1 .3 结晶聚合物的结构模型
缨状微束模型：认为结晶聚合物中晶区与非晶区互相穿插，同时存在。在晶区分子链相互平行排列成规整的结构，而在非晶区分子链的堆砌完全无序。该模型也称两相结构模型。
可解释结晶性聚合物中晶区和非晶区的共存，但不能解释单晶和球晶的结构模型。
缨状微束模型
折叠链模型：聚合物晶体中，高分子链以折叠的形式堆砌起来的。
伸展的分子倾向于相互聚集在一起形成链束，分子链规整排列的有序链束构成聚合物结晶的基本单元。这些规整的有序链束表面能大自发地折叠成带状结构，进一步堆砌成晶片。
特点：聚合物中晶区与非晶区同时存在，同一条高分子链可以是一部分结晶，一部分不结晶；并且同一高分子链可以穿透不同的晶区和非晶区。但分子链的折叠方式存在争议。
（1）对力学性能的影响；（2）对密度的影响；（3）对光学性能的影响；（4）对塑料使用温度的影响；（5）耐溶剂性能
结晶使高分子链规整排列，堆砌紧密，因而增强了分子链间的作用力，使聚合物的密度、强度、硬度、耐热性、耐溶剂性、耐化学腐蚀性等性能得以提高，从而改善塑料的使用性能。
但结晶使高弹性、断裂伸长率、抗冲击强度等性能下降，对以弹性、韧性为主要使用性能的材料是不利的。如结晶会使橡胶失去弹性，发生爆裂。
9.3 聚合物的结晶过程
9.3.1 聚合物结晶速度及其测定方法结晶过程：成核 + 晶体生长成核方式：均相成核，异相成核 1、膨胀计法 2、解偏振光强度法 3、差示扫描量热法
9.3.2 Avrami方程应用于聚合物等温结晶动力学 P281-282
9.3.3 影响结晶速度的因素

高分子材料与工程精讲5.2—聚合物溶解

经济环保要求：绿色
目前生产中采用的有些溶剂不稳定、有毒、不易回收、价格昂贵。
溶剂的选择
(1)沸点不应太低或过高，通常以溶剂沸点在50～ 160℃范围内为佳；如沸点太低，会由于挥发而造成浪费，并污染空气；如沸点太高，则不便回收。
(2)溶剂需具备足够的热稳定性和化学稳定性，在回收过程中不易分解。
溶解度和溶解速度与多种因素有关
(1)分子量及其分布 (2)交联度
具有交联结构的聚合物，只能溶胀，不能溶解 (3)结晶状态
非极性的晶态聚合物室温下难溶解（例PE、PP） (4)极性
晶态聚合物在极性溶剂中相对较易溶解(例PVA、PA)
非晶态聚合物的分子堆砌比较松散，分子间的相互作用较弱，溶剂分子比较容易渗入聚合物内部，使溶胀和溶解相对容易一些。
例如，聚酰胺可溶于间甲苯酚、40％硫酸、苯酚—冰醋酸的混合溶剂中；聚对苯二甲酸乙二酯可溶于邻氯苯酚和重量比为1：1的苯酚一四氯乙烷的混合溶剂中；聚乙烯醇可溶于水、乙醇，聚丙烯酸可以溶于水，聚丙烯酸丁酯可以溶于 CHCl3等。
二.聚合物溶解过程的热力学
聚合物溶解过程中的分子运动变化:
大分子之间作用力↓ 大分子与溶剂间作用力↑
H m

SP

ES VS
1
2

EP VP

1 2

2
Vm
∆E/V—内聚能密度(C.E.D.),表示单位体积的蒸发能 (单位体积内因分子相互吸引而聚集所产生的能量)。
=(∆E/V)1/2 —溶度参数
Hm S P S P 2Vm
3.高分子—溶剂相互作用参数(哈金斯参数) 1
1 ，高分子-溶剂相互作用力即溶剂的溶解能力

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分别表示溶剂和溶质，是溶液的总体积。

高分子习题及答案

一．名词解释：重复单元：重复组成高分子结构的最小结构单元叫重复单元结构单元：在大分子链中出现的以单体结构为基础的原子团叫结构单元玻璃态：低温时，高分子整条链和链段都不能运动，只有小尺寸运动单元变化，处于“冻结”状态，相应的力学状态称为玻璃态高弹态：高分子在外力作用下，分子链由卷曲构象变为伸展构象发生很大的形变，一旦除去外力，又逐步恢复形变，相应的力学状态称高弹态玻璃化转变温度：聚合物高分子链段运动的“冻结”或“解冻”时所对应的转变温度叫玻璃化转变温度二．填空题1.高分子的溶解是一个缓慢过程，分为两个阶段：溶胀和溶解。

2.聚合物由高弹态转变为粘流态时的温度称为粘流温度，以 Tf 表示。

这种处于流体状态的聚合物称为粘流体。

3.高分子的热一形变曲线图中，分为五个区，分别为玻璃态、玻璃化转变区、高弹态、粘流转变区、粘流态。

4.与小分子相比，高分子的分子量有以下两个特点：相对分子量大和多分散性。

三．选择题1.聚合物溶解必要条件是（ A )A 、吉布斯自由能变化（△ Gm）小于零。

B 、吉布斯自由能变化（△ Gm ）大于零。

C 、吉布斯自由能变化（△ Gm ）等于。

D 、以上均不正确。

2.判断高分子材料溶解度及相容性应遵循一定原则，下列不正确的是（ C )A 、溶度参数相近原则。

B 、极性相似相溶原则。

C 、聚合度大小原则。

D 、溶剂化原则。

3.分子量分布的测定法为（ B )A 、气相色谱法B 、凝胶色谱法C 、X 一衍射D 、原子吸收光谱4.高分子聚合物的分子是是不均一的，这种分子量的不均一性称为( A )A 、多分散性B 、溶散性C 、触变性D 、高通量性下列表示玻璃化转变温度正确的是( C )A 、Tc maxB 、TmC 、TgD 、Tf5.分子量分布的测定法为（ C ）A、气相色谱法 C、高效液相色谱法B、凝胶色谱法 D、原子吸收光谱四．判断题1.晶态聚合物的溶解要比非晶态聚合物困难。

（对）2.分子量相同的同种化学类型聚合物，支化的比线型的更易溶解。

第三章晶态聚合物

稀溶液，慢降温
螺旋生长
175℃从0.003%的溶液中缓慢结晶
理论：螺旋位错生长机理是形成多层晶体的一种有利生长方式，不需要在新的一层阶梯重新开始成核，沿螺旋位错中心不断盘旋生长，可减少表面能
34
单晶发现的重要意义
发现了折叠链结构
分子链通过晶区和非晶区的方式——折叠
发现了晶片结构
明确了晶体的形状为片状
Axes Axial angles
a=b=c a=bc a=bc a=b=c a bc a bc a=b=g=90 a=g=90; b=120 a=b=g=90 a=b=g90 a=g=90; b90 abg90
18
Orthorhombic
Monoclinic Triclinic
31
聚乙烯主链
100A = 40个单体单元 ~ 1000分子量分子量5万的聚乙烯链长度为5000A 2.5A 该聚乙烯链如何形成单晶片? 分子链必然在厚度方向上折叠，因此， Keller提出了“近邻规则折叠链模型”。
100A
32
聚乙烯的空心棱锥结构
t
33
随浓度增加，螺旋位错，结晶变厚。
PE单晶 i-PS单晶
a bc a=b=g=90
2.1.2 聚合物在晶体中的构象

等同周期（或称纤维周期）：高分子晶体中，在 c 轴方向化学结构和几何结构重复单元的距离。
一般将分子链的方向定义为 c 轴, 主轴在晶
态高分子中，分子链多采用分子内能量最低的构象，即孤立分子链在能量上最优选的构象。
20
平面锯齿结构（plane zigzag）
10
2.1 晶态聚合物结构 (Crystalline structure)

高分子概论-聚合物溶解特性-结构与性能

形变
Tg 温度
由于晶区限制了形变，因此在晶区熔融之前，聚合物
整体表现不出高弹态。能否观察到高弹态取决于非晶区的 Tf是否大于晶区的Tm。若Tm>Tf，则当晶区熔融后，非晶区已进入粘流态，不呈现高弹态；若Tm<Tf，晶区熔融后，聚合物处于非晶区的高弹态，只有当温度>Tf时才进入粘流态。
Tm<Tf
各自均聚物的Tg之间，并可通过共聚物组成来连续改变共聚物的Tg。
嵌段共聚物和接枝共聚物：若两组分相容只表现出一Tg，若两组分不相容，表现两Tg。
共混：两组分相容：均相体系，只有一个Tg，介于两组分Tg之间；两组分不相容：出现相分离，具有两个Tg，其值分别接近两
组分Tg；两组分部分相容：相容性愈好，共混物的两个Tg愈接近。
Tm>Tf
形
变
高结晶度（>40%)
聚合物
Tg
温度
Tm
三、力学状态的分子运动特点
聚合物的分子运动具有以下特点：（1）运动单元的多重性：
聚合物的分子运动可分小尺寸单元运动（即侧基、支链、链节、链段等的运动）和大尺寸单元运动（即整个分子运动）。（2）聚合物分子的运动是一个松弛过程：
在一定的外力和温度条件下，聚合物从一种平衡状态通过分子热运动达到新的平衡状态过程中，需要克服运动时运动单元所受到的大的内摩擦力，这个克服内摩擦力的过程称为松弛过程。松弛过程是一个缓慢过程。
聚集态是动力学概念，是根据物体对外场（外部作用）特别是外力场的响应特性进行划分，所以也常称为力学状态。力学状态涉及松弛过程，与时间因素密切相关。
聚合物在不同外力条件下所处的力学状态不同，表现出的力学性能也不同。
一、非晶态聚合物的力学三态及其转变

药用高分子材料习题(答案解析)

《绪论》一、名词解释药用辅料：广义上指的是能将药理活性物质制备成药物制剂的各种添加剂药用高分子辅料：具有高分子特征的药用辅料二．填空题1 ．药用辅料广义上指的是能将药理活性物质制备成药物制剂的各种添加剂，其中具有高分子特征的辅料，一般被称为药用高分子辅料。

2 ．辅料有可能改变药物从制剂中释放的速度或稳定性，从而影响其生物利用度。

3 ．高分子材料学的目的是使学生了解高分子材料学的①最基本理论和药剂学中常用的高分子材料的②结构，③物理化学性质，④性能及用途，⑤并能初步应用这些基本知识来理解和研究高分子材料在一般药物制剂、控释制剂及缓释制剂中的应用。

4．药用高分子辅料在药用辅料中占有很大的比重，现代的制剂工业，从包装到复杂的药物传递系统的制备，都离不开高分子材料，其品种规格的多样化和应用的广泛性表明它的重要性。

三．选择题1 ．下面哪项不是有关药用高分子材料的法规（D)A ．《中华人民共和国药品管理法》B ．《关于新药审批管理的若干补充规定》C ．《药品包装用材料容器管理办法（暂行）》D ．《药品生产质量管理办法》2 ．依据用途分，下列哪项不属于药用高分子材料（C)A ．在传统剂型中应用的高分子材料B ．控释、缓释制剂和靶向制剂中应用的高分子材料C ．前体制剂中应用的高分子材料D 包装用的材料四．简答题1 ．药用高分子材料学研究的任务是什么？答：( 1 ）高分子材料的一般知识，如命名、分类、化学结构；高分子的合成反应及化学反应（缩聚、加聚、共聚、聚合物的改性与老化）；高分子材料的化学特性和物理、力学性能。

2 ．药用辅料是在药物制剂中经过合理的安全评价的不包括生理有效成分或前体的组分，它的作用有哪些？答：( 1 ）在药物制剂制备过程中有利于成品的加工( 2 ）加强药物制剂稳定性，提高生物利用度或病人的顺应性。

( 3 ）有助于从外观鉴别药物制剂。

( 4 ）增强药物制剂在贮藏或应用时的安全和有效。

3 高分子材料作为药物载体的先决条件是什么？答（1 ）适宜的载药能力；( 2 ）载药后有适宜的释药能力；( 3 ）无毒、无抗原性，并具有良好的生物相容性。

高分子材料加工原理期末考试重点

1.高分子是由众多原子或原子团主要以共价键结合而成的相对分子质量在一万以上的化合物..2.按加工方法及使用性能分类五大通用高分子材料：纤维：一种细长形状长径比>10mm、截面积较小<0.05mm2的物体莫达尔纤维湿模量较高、高强力纤维均匀主要特征：长径比较大;结晶性好；主要性能：弹性模量大;塑性形变小;强度高塑料：塑料是一种以高分子有机物质为主要成分的材料;在一定条件下可加工成一定形状并且在常温下保持其形状不变的材料..主要特征：使用温度在玻璃化温度以下；主要性能：①大多数塑料质轻;化学性稳定;不会锈蚀；②耐冲击性好；③具有较好的透明性和耐磨耗性；④绝缘性好;导热性低；⑤一般成型性、着色性好;加工成本低；⑥大部分塑料耐热性差;热膨胀率大;易燃烧；⑦尺寸稳定性差;容易变形；⑧多数塑料耐低温性差;低温下变脆；⑨容易老化；⑩某些塑料易溶于溶剂..塑料可区分为热固性与热塑性二类;前者无法重新塑造使用;后者可以再重复生产..热固性指在受热或其他条件下能固化或不溶特性的塑料：酚醛树脂、环氧树脂..热塑性：指具有加热软化、冷却硬化的塑料;如ABS、聚苯乙烯橡胶：以合成或天然的高分子化合物为基本成分的高弹性的高分子材料;加工后制成的具有弹性、绝缘性、不透水和空气的高弹性的高分子化合物..主要特征：使用时温度在其玻璃化温度以上；主要性能：高弹性、高绝缘性、拉伸强度高、耐磨性好、加工性好涂料：应用于物体表面并能结成坚韧保护膜或装饰作用的物质的总称主要特征：分子量较低;成膜性好;耐久性好；主要性能：耐污染性好;耐高温性、耐久性好;耐碱性好;低成膜温度..胶黏剂：能把各种材料紧密黏合在一起的物质;具有应力分布连续;重量轻;或密封;多数工艺温度低等特点..主要特征：极性高;粘结力强主要性能：粘结性能好;较好的耐热性;耐老化性好;容易改性;制造成本较低;电绝缘性好..3.举例说明通用工程塑料有哪些材料聚酰胺PA;聚碳酸酯PC;聚甲醛POM;聚苯醚PPO热塑性聚酯PBT和PET丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS超高分子量聚乙烯UHMWPE4.举例说明特种工程塑料有哪些材料聚砜PSF;芳香族聚酰胺PARA;聚酰亚胺PI;聚苯硫醚PPS;聚芳酯PAR;聚苯酯;聚醚酮PEK;氟塑料F5高性能纤维有哪些材料其高性能表现在哪些方面1、玻璃纤维1拉伸强度高;伸长小3%；2弹性系数高;刚性佳；3弹性限度内伸长量大且拉伸强度高;故吸收冲击能量大；4为无机纤维;具不燃性;耐化学性佳；5吸水性小；6尺度安定性;耐热性均佳；7加工性佳;可作成股、束、毡、织布等不同形态之产品；8透明可透过光线；9与树脂接着性良好之表面处理剂之开发完成；10价格便宜；11不易燃烧;高温下可熔成玻璃状小珠..2、碳纤维碳纤维具有低密度、强度高、模量高、耐高温、耐化学腐蚀、低电阻、高热传导系数、低膨胀系数、耐辐射等一系列性能3、芳纶纤维1力学性能：拉伸强度高、抗冲击性能好；弹性模量高、断裂伸长率大、密度小；2热稳定性：热稳定性好;耐高温；3化学性能：良好介质性能;耐中性药品性能强;耐酸碱性能;耐水性不好..4、玄武岩纤维1热稳定性好；2声绝缘性好；3节电型、电绝缘性和电磁波透过性好；4化学稳定性好;耐酸耐碱耐水性能均比较出色；5绿色环保性；6力学性能优良..5、超高分子量聚乙烯纤维超高分子量聚乙烯纤维的比强度在各种纤维中位居第一;尤其是它的抗化学试剂侵蚀性能和抗老化性能优良..它还具有优良的高频声纳透过性和耐海水腐蚀性..1高比强度;高比模量;比强度是同等截面钢丝的十多倍;比模量仅次于特级碳纤维..2纤维密度低;密度是0.97g/cm3;可浮于水面..3断裂伸长低、断裂功大;具有很强的吸收能量的能力;因而具有突出的抗冲击性和抗切割性..4抗紫外线辐射;防中子和γ射线;比能量吸收高、介电常数低、电磁波透射率高.. 5耐化学腐蚀、耐磨性;有较长的挠曲寿命..6冲击吸收能比对位芳酰胺纤维高近一倍;耐磨性好;摩擦系数小;但应力下熔点只有145～160℃..6.高分子材料成型方法有哪些答：高分子材料的成型方法有：1、压延和涂覆..这是一种稳定的连续过程;它包括传统的压延以及各种连续涂覆操作;例如刮涂和辊涂..压延指加热过的混炼胶通过相对旋转;水平设置的两滚筒之间的辊隙;制成胶片等半成品的工艺..2、口模成型..指物料在熔融设备中通过加热、混合、加压;是物料以流动状态连续通过口模进行成型..3、模涂..蘸涂、粉料搪塑、粉料涂覆和旋转模塑等加工方法均属于模涂..4、模塑和铸塑..塑料原料在模具内腔成型;得到形状与模腔一样的模制品5、二次成型..是指已预成型的高分子材料的进一步成型..7.高分子材料在国民经济中的地位与作用;根据自己的理解;说说高分子材料的发展方向如何一高分子材料比传统材料发展迅速塑料、化学纤维和合成橡胶三大高分子材料已成为通用材料;与国民经济密切相关..高分子材料较传统材料具有更优良的性能和显着的经济效益..性能光、电、热、磁、分离、生物、医学等效益生产投资低原料丰富、加工容易、节省能源应用成本低品种繁多、形态多样、用途广泛用量减少二合成高分子材料在很多应用领域能有效取代传统材料带来了明显的技术经济效果;推动了传统产业的现代化合成高分子材料代替金属材料合成高分子材料代替天然高分子材料三新型高分子材料发展空间大高分子材料为发展高新技术提供高性能结构材料、高功能材料以及满足各种特殊用途的专用材料;在一些高新技术领域已成为不可替代的重要材料答：高分子材料的发展方向：高分子材料的材质由均质向复合方向发展;性能由高性能、功能化向多功能和结构功能化发展;尺寸向越来越小的方向发展;层次由被动向主动方向发展;合成和加工技术向防生化方向发展;原料和生产向绿色化发展..1、高性能化..途径有1、创制新颖分子结构的高分子；2、通过变更聚合催化剂、聚合工艺条件、共聚、共混、交联、结晶化等进行高分子结构改性；3、通过新的加工方法;改变聚合物的聚集态和形态结构；4、通过微观复合方法;例如原位复合、分子复合..2、高功能化..发展方向有1、离子交换→电子交换→高分子分离膜和高分子吸附剂；2、电绝缘体→半导体、导体、超导体；3、电性能→光、磁、声、热、力等性能；4、化学、物理性能→生物性能..3、复合化和杂化..复合就是把两种以上组分材料组成一种新材料的方法..4、精细化..所用的原材料及采用的加工工艺技术;进一步向高纯化、超净化、精细化、低维化方向发展..5、智能化..由于高分子材料与具有传感、处理和执行功能的生物体有着极其相似的化学结构;因此较适合制造智能材料并组成系向生物体功能逼近..6、绿色化..原料和生产向绿色化发展;寻找高分子材料新的资源;以摆脱对石油的依赖;一个重要的方向是利用可再生的天然高分子..8.高分子材料的熔点的物理内涵及热力学定义各是什么聚合物熔化过程中系统自由能=0;T对应于材料的熔融的平衡熔融温度即熔点..由于聚合物熔化过程中△F=0;即△H—T·△S=0;Tm=△H/△S..熔融热△H表示水分子或分子链段排布有序转换到无序所需要吸收的能量;与分子间作用力的大小密切相关..熔融熵△S代表了熔融前后分子的混乱程度;取决于分子链的柔顺程度..9..聚合物熔融的影响因素①聚合物的分子结构聚合物主链上引入—CONH—、—CONCO—等;侧链上引入—OH、—NH2、—CN等极性基团的;会增大分子间的作用力;并可能形成氢键..ΔS↓T m↑熔融速率↓②.聚合物的超分子结构无定形或结晶度低的聚合物ΔS↑T m↓熔融速率↑③.聚合物的性质聚合物的比热容越大;熔融速率越小..聚合物的导热系数越大;熔融速率越大..结晶聚合物的熔融潜热越大;熔融速率越小..10.晶态聚合物的溶解过程及热力学解释..由于晶态聚合物的分子排列规整;堆砌紧密;分子间作用力很大..溶剂分子很难渗进入聚合物的内部;因此晶态聚合物的溶解要经过两个过程：一是结晶聚合物的熔融;需要吸热;二是熔融聚合物与溶剂进行混合;直至聚合物完全溶解..11.影响溶解度的结构因素①.大分子链的结构的影响大分子链的化学结构使分子间作用力↑溶解度↓链结构的不规整性↑溶解度↑例：含残余醋酸基PVA大分子链的刚性↑溶解度↓例：纤维素与PVA分子量M↑溶解度↓②超分子结构的影响结晶度↑溶解度↓例：PVA但极性的结晶聚合物也可以在常温下溶解..无定形部分与溶剂的相互作用会释放出大量热;致使结晶部分熔融..③溶剂结构的影响1溶剂的化学结构、缔合程度2溶剂的极性溶剂的极性越接近聚合物的极性;溶解度越高3极性溶剂的基团性能溶剂的极性基团与聚合物极性基团相互吸引产生溶剂化作用;溶解度↑例：聚氯乙烯亲电要选择环己酮等溶剂带亲核基团..4溶剂极性基团旁的原子团原子团↑越不易与极性聚合物发生溶剂化作用;溶解度↓5混合溶剂溶解性↑12.=E/V1/2—溶度参数E/V—内聚能密度表示单位体积的蒸发能单位体积内因分子相互吸引而聚集所产生的能量..若两种材料溶度参数或内聚能密度相近Hm约等于0溶解可自发进行..13.混合的定义混合是一种趋向于混合物均匀性的操作;是一种在整个系统的全部体积内;各组分在其基本单元没有本质变化的情况下的细化和分布的过程..14.高分子材料混合中分散度与均一性各表示什么含义分散度：聚合物在溶液或分散相中的分布程度;指被分散物质的破碎程度如何..破碎程度大;粒径小;分散度就高..均一性：混合中相与相得混合程度..指混得是否均匀;即分散相浓度分布是否均匀..均一性越好;相与相混合越好;没有相分离表现..15.卤系阻燃剂与有机硅阻燃剂并用;会降低阻燃效果红磷阻燃剂与有机硅阻燃剂并用;也存在对抗作用..选磷系16.什么是本构方程本构方程就是联系应力张量和应变张量或应变速率张量之间的关系方程;而联系的系数通常是材料常数;如黏度..模量..它表现了流变过程中材料本身的结构特征拉伸流动:流体质点的运动速度仅沿着与流动方向一致的方向发生变化..剪切流动：流体质点的运动速度仅沿着与流动方向垂直的方向发生变化..17.高分子流体剪切变稀的原因是什么 P71;P117答：1.大分子链间缠结点的解除;剪切速率增大;缠结点浓度下降→↓2.大分子链段取向效应;剪切速率增大;链段取向增大;粘度下降3.大分子链的脱溶剂化浓溶液情况聚合物浓溶液：σ↑;脱溶剂化↑大分子链有效尺寸↓a↓18.影响高分子流体拉伸粘度的因素有哪些如何影响答：1拉伸应变速率的影响..聚合物拉伸粘度随拉伸应力的规律有多种类型..有些聚合物流体的拉伸粘度几乎与拉伸应力的变化无关;近似常数值;如LLDPE；有些聚合物流体的拉伸粘度随着拉伸应力增大而增大;如LDPE；聚合物流体的拉伸粘度随着拉伸应力的增大而减小;如HDPE；聚合物流体的拉伸应力先增大后减小..2温度的影响..随着温度的提高而降低..3相对分子质量及其分布的影响;相对分子质量越大;拉伸粘度越大..4混合的影响..不同共混体系的拉伸粘度可能介于参与混合的两种聚合物的纯组分之间;也可能低于两种纯组分;具体情况取决于两组分在不同比例下的分散状19.影响聚合物流体弹性的因素1聚合物的分子参数：分子量M↑→弹性柔量Je↑;G↓→弹性↑；分子量分布分布加宽;Je↑;G↓→弹性↑长链分支程度、链的刚柔性等..2加工条件：热力学参数：温度T↑;有利于松弛;弹性储能模量↓;弹性表现程度↓溶液浓度C↑;n↓;法向应力效应↑弹性↑剪切速率的影响：剪切速率增大;法向应力差增大;弹性增大流动的几何条件的影响：喷丝孔入口尺寸变化↑;入口获得弹性能↑弹性表现程度↑毛细管直径d↑;弹性效应↓毛细管长径比L/D↑;越有利于松弛弹性表现程度↓混合的影响:当加入固体填料时：添加量↑体系弹性↓20.化学纤维成型基本原理1纺丝流体在喷丝孔中的剪切流动2纺丝流体从喷丝孔中的剪切流动向纺丝线上的拉伸流动的转化3流体丝条的单轴拉伸流动4纤维的固化1.熔体纺丝的基本流程是什么步骤：①制备纺丝熔体将成纤高聚物切片熔融或由连续聚合制得熔体；②熔体通过喷丝孔挤出形成熔体细流;③熔体细流冷却固化形成初生纤维;④初生纤维上油和卷绕..熔纺分直接纺丝法和切片纺丝法..单体聚合高聚物熔体纺丝箱体泵送至纺丝组件有喷丝孔挤出获得正常的挤出细流;得初生纤维在纺丝甬道中冷却拉伸热定型上油卷绕或落桶2.湿法纺丝的基本流程是什么纺丝前准备→纺丝→凝固→牵伸→清洗→干燥→卷绕..湿法纺丝过程中双扩散指什么内容P164当纺丝溶液从喷丝孔中挤出后;就受到原液细流中的溶剂向凝固浴扩散和凝固浴中的沉淀剂向原液细流扩散的控制..影响双扩散因素：喷头拉伸、凝固浴温度、凝固浴浓度..21.湿法纺丝形成皮芯结构的原因是什么 P171答：1.在纺丝原液中;处于细流周边和内部聚合物的凝固机理不同;以及凝固剂在纤维内部分布不均匀2.在纺丝原液中;在喷丝孔口处的膨化效应;导致细流外表层的拉伸效应3.在喷丝头拉伸区内;皮层已经凝固;而芯层处年流状态;使纺丝张力主要集中在纺丝线表面的冻胶层上;从而使纤维沿纤维径向分布的各层处于不同的取向度4.外层大分子链在喷丝孔内产生的取向;在凝固浴中快速冻结;而内层凝固速率较慢;取向的分子链发生解取向22..拉伸的目的提高初生纤维物理－机械性能;以符合纺织加工要求拉伸过程不仅是纤维几何形状改变的过程;而且是纤维结构重新组建和形成的过程拉伸的作用使纤维的低序区的大分子链沿纤维轴向的取向度↑↑;同时伴有一些结构方面的变化→性能的变化喷丝头拉伸比大于1：自然拉伸比＝A1/A2名义拉伸比＝v2/v1拉伸前后A1<A2;v1<v223.评价塑料品质指标有哪几个各自用什么方法来测量硬度：用来表示塑料抵抗其他较硬物体压入的能力..洛克威尔硬度HR;HR=H 2-H 1HR 为洛克硬度；H 2、H 1分别为第二次和第一次压头压入试样深度..布氏硬度HB;以压痕深度计算：HB=P/πDh 以压痕直径计算：HB=2P/πDD- P 为加压负荷N ；D 为钢球直径mm;h 为压痕深度mm ；d 为压痕直径mm邵氏硬度;使用邵氏硬度计;将规定形状的压头在标准弹簧压力下压入试样;把压头压入试样的深度转换为硬度值来表示塑料的硬度..邵氏硬度分为邵氏A 和邵氏D;邵氏A 适用于较软的塑料;邵氏D 适用于较硬的塑料.. 冲击强度：用来量度塑料在高速冲击负荷的韧性对断裂应力的抵抗能力..摆锤式冲击实验;高速拉伸冲击实验光学性能：透光率和雾度是两个比较直观、常用的表征塑料光学性能的指标24.简述单螺杆挤出机螺杆的几个功能段的作用加料段：自物料入口向前延伸的一段..在加料段中;物料依然是固体;主要作用是使物料受压;受热前移;螺槽一般等距等深..压缩段：螺杆中部的一段..物料在这一段受热前移并压实熔化;同时也能排气;压缩段的螺槽体积逐渐减小..均化段：螺杆最后一段;均化段的作用是使熔体进一步塑化均匀;并使料流定量、定压由机头流道均匀挤出;这段螺槽截面是恒等的;但螺槽深度较浅..熔体在均化段的流动包括四种形式：正流、逆流、漏流和横流..25.橡胶胶料加工的四个过程塑炼:具有弹性的生胶变成具有可塑性的胶料的工艺过程..目的：使生胶获得一定的可塑性;使之适合于混炼、压延、挤出和成型等工艺操作..混炼：通过机械作用使生胶与各种配合剂均匀地混合的过程..包含生胶与配合剂的混合、分散和产生结合等过程;又包含橡胶产生各种流动的过程..混炼的目的：为了提高橡胶产品的使用性能;改进橡胶工艺性能和降低成本..压延：包括将胶料制成一定厚度和宽度的胶片;在胶片上压出某种花纹;以及在作为制品结构骨架的织物上覆上一层薄胶如贴胶、擦胶等..挤出：通过螺杆的旋转;是胶料在螺杆和机筒筒壁之间受到强大的挤压力;不断向前段输送;并借助于口型基础各种断面的半成品;已达到初步成型的目的..26.为什么要硫化橡胶的硫化就是通过橡胶分子间的化学交联作用将基本上呈塑性的生胶转化成弹性的和尺寸稳定的产品;硫化后的橡胶的物性稳定;使用温度范围扩大;使其成为广泛应用的工程材料..。