高分子材料改性(郭静主编)课后习题标准答案(DOC)
高分子改性复习题及答案

简答题:接枝共聚反应的原理是什么?答:接枝共聚反应首先要形成活性接枝点,各种聚合机理的引发剂或催化剂都能为接枝共聚提供活性种,而后产生接枝点。
活性点处于链的末端,后才形成接枝共聚物。
1、从嵌段共聚物的角度来说,热塑性弹性体的组成是什么?各组成的作用是什么?答:热塑性弹性体是由大量的软嵌段和少量的硬嵌段组成的两相嵌段共聚物。
软硬两种嵌段各有各的用处,软嵌段提供柔韧的弹性,而硬嵌段则提供物理交联点和起填料的功能。
2、反应挤出过程对工艺条件的要求是什么?答:①高效率的混合功能:②高效率的脱挥功能③高效率的向外排热功能④合理的停留时间⑤强输送能力和强剪切功能1、什么是热力学相容性和工艺相容性?为什么说工艺相容性比热力学相容性应用更普遍?答:热力学相容性是指两种聚合物在热和比例时都能形成稳定的均相体系的能力,即指聚合物在分子尺寸上相容,形成均相共混体系。
工艺相容性是指由于聚合物的分子质量很高,黏度特别大,靠机械力场将两种混合物强制分散混合后,各项的自动析出或凝聚的现象也很难产生,故仍可长期处于动力学稳定状态,并可获得综合性能良好的共混体系。
因为工艺相容性仅仅是一个工艺上比较的概念,期含义是指两种材料共混对分散的难易程度,和所得的共混物的动力学稳定性,对于聚合物而言,相容性有两方面含义:一是可以混合均匀的程度,二是混合的聚合物分子间作用力,若分子间的作用力越相近,则越容易分散均匀,分散性越好。
2、影响聚合物共混的结构形态因素是什么?简述如何影响。
答:①两相组成的配比:在“海-岛”结构两相体系共混物中,确定哪一相为连续相,哪一相为分散相具有重要意义,可计算理论临界含量。
小于26%为分散相,大于74%为连续相。
②熔体黏度:黏度低的一相倾向于生成连续相,黏度高的一项倾向于生成分散相。
③黏度与配比的综合影响④粘度比、剪切应力及界面的综合影响:当分散相与之连续相黏度相等时,分散相粒径d达到一个最小值,当界面张力降低时,分散相颗粒粒径d变小,当剪切应力增大时,分散相粒径降低。
高分子课后习题答案

高分子材料加工成型原理课后练习题参考答案2015-1-4整理:二专业の学渣第一章1、请用粘弹性的滞后效应相关理论解释塑料注射成型制品的变形收缩现象以及热处理的作用。
答:(1)粘弹性滞后效应是指在外作用力下,聚合物分子链由于跟不上外力作用速度而造成的形变总是落后于外力作用速度的效应。
(2)当注射制件脱模时大分子的形变并非已经停止,在贮存和使用过程中,大分子重排运动的发展,以致密度增加,体积收缩。
(3)在Tg—Tf温度范围对成型制品进行热处理,可以缩短大分子形变的松弛时间,加速结晶聚合物的结晶速度,使制品的形状能加快的稳定下来。
2、比较塑性形变和粘弹性形变的异同点。
答:同:都是不可逆变形。
异:(1)温度区间不同,塑性形变温度区间为Tg—Tf;粘性形变温度区间为Tf以上。
(2)作用力和时间不同,塑性形变需较大外力和较长时间;粘性形变要很小的外力和瞬时。
3、什么是聚合物的力学三态,各自的特点是什么?各适用于什么加工方法?答:玻璃态、高弹态、粘流态称为聚合物的力学三态。
(1)玻璃态:聚合物模量高,形变小,故不宜进行大形变的成型加工。
适用:二次加工(2)高弹态:产生较大的可逆形变;聚合物粘性大,且具有一定的强度。
适用:较大变形的成型工艺。
(3)粘流态:很大的不可逆形变;熔体黏度低。
适用:流动性要求较高的成型加工技术。
第二章1、画出几种典型流体的剪切力-剪切速率流动曲线,并简单说明各自的流变行为特征。
答:宾汉流体:与牛顿流体相同,剪切速率~剪切应力的关系也是一条直线,不同处:它的流动只有当 高到一定程度后才开始。
假塑性流体:流体的表观粘度随剪切应力的增加而降低。
也即切力变稀现象。
膨胀性流体:流体的表观粘度随剪切应力的增加而增加。
也即切力增稠现象。
2、怎么样根据聚合物粘度的温敏特性以及切敏特性选择加工条件?答:(1)根据聚合物粘度的温敏特性,当聚合物处于粘流温度以上不宽的温度范围内时,用Andrade公式:选择尽可能打的温度作为加工条件。
高分子材料改性复习题

高分子改性复习题1、物理改性和化学改性的分类依据是什么?是否发生化学反应2、物理改性有哪些?有何特点吸附、混合、氢键、sharp transition by forces(力作用的急剧转变)、添加剂改性、聚合物共混、聚合物合成、聚合物间的物理交联。
特点:简单、经济、过程简单、通常采用改性方法3、化学改性有哪些?有何特点?共聚,接枝聚合,化学交联,聚合物的官能团反应。
特点:长期的影响,成本高,难以形成规模,交联改性可以在加工过程中加入交联剂。
4、表面改性有哪些特点?只在材料的表面上改造(均匀的和不均匀的),与本体改性相比成本低,具体有:化学氧化处理,表面电晕处理,表面火焰处理,表面热处理和表面接枝聚合,特点:内部属性: 没有变化;表面性质:增强(表面光泽、硬度、耐磨、防静电、阻燃、黏合性、印刷性及热合性等)5、列举几种聚合物改性的方法共混改性,化学改性,填充与纤维增强改性,表面改性,复合改性6、相容性和相容性之间的区别?compatibility 相容性;Miscibility 混溶性;thermodynamic ability to be mixed at the molecular level (在分子水平上共混的热力学能力)7、高分子体系能够混溶的热力学条件是?∆G<0和8、高密度聚乙烯和低密度聚乙烯具有相似的链结构,为何相容性不好?要想好,两者要有强的相互作用,这两者是非极性的,之间只有范德华力和色散力,所以两者间的相互作用力差,相容性不好。
9、从分子结构角度来说,如何提高聚合物体系的相容性?增大相互作用力(分子间、偶极作用)10、举例说明完全相容高分子共混物?PS/PPO, combines the heat resistance, the inflammability and the toughness of PPO with the good processability and the low cost of PS;This type of blend exhibits only one glass transition temperature (Tg), which is between the Tgs of both blend components in a close relation to the blend composition(中文部分)PS/PPO,结合了PPO的耐热性、易燃性和韧性与PS的易加工性和低成本性;这种类型的共混物仅有一个玻璃化转变温度(Tg),这个温度是介于混合组分的Tg之间,与共混组成密切相关。
高分子材料改性

交联
➢硅烷交联 ➢光交联 ➢盐交联 ➢叠氮交联 ➢具有化学反应官能团的高分子材料交联
交联
交联对高分子材料的影响
✓ 交联密度增加,抗拉强度也有 所增加,但达到一定交联程度 后下降。
✓ 随着交联密度的增加,伸长率 和溶胀度降低,模量、硬度及 玻璃化温度上升。
✓物理交联 ✓化学交联
交联
硫化
✓ 狭义概念:用元素硫或SCl2使橡胶转变为适量交联的网状 高分子材料的化学过程。
✓ 广义概念:由化学因素或物理因素引起橡胶交联的统称。
步骤: ✓ 1. 引发:形成锍离子。 ✓ 2. 转移:锍离子夺取烯烃中的氢原子,形成碳正离子。 ✓ 3. 交联:碳正离子与硫反应,再与双键加成,产生交联。
一.化学表面氧化 表面化学氧化处理是通过氧化性化学试剂或气体对聚合物材 料表面进行氧化处理,以改变聚合物表面的粗糙程度和表面 极性基团含量的一种改性方法。
1.酸氧化法
原理:利用处理液的强氧化作用使聚合物表面分子被氧化, 在材料表面层生成羧基,羰基,羟基,磺酸基等,这些基团 的生成,可使聚合物表面活化,达到提高聚合物表面张力的 目的,同时在氧化过程中,聚合物表层部分分子链断裂,形 成一定的凹坑结构,从而增加聚合物表面的粗糙度。
在引发剂引发的接枝反应
中,当单体浓度较低时, MAH分子首先向PP大分子自 由基扩散,发生接枝反应; 当MAH用量大于2%时,单 体之间碰撞几率增加,导致 MAH发生自聚,从而产生低 聚体,消耗了大量引发剂产 生自由基,使接枝率降低。
为确定PP是否与MAH发 生了接枝反应,将提纯后的接
枝产物经红外光谱测定,并与 纯PP的红外光谱图进行比较, 结果如图4所示。
高分子材料改性(郭静主编)课后习题标准答案

第一章绪论第二章高分子材料共混改性1.什么是相容性,以什么作为判断依据?是指共混无各组分彼此相互容纳,形成宏观均匀材料的能力,其一般以是否能够产生热力学相互溶解为判据。
2.反应性共混体系的概念以及反应机理是什么?是指在不相容或相容性较差的共混体系中加入(或就地形成)反应性高分子材料,在混合过程中(例如挤出过程)与共混高分子材料的官能团之间在相界面上发生反应,使体系相容性得到改善,起到增容剂的作用。
3.高分子材料体系其相态行为有哪几种形式,各自有什么特点,并举例加以说明。
(1)具有上临界混溶温度UCST,超过此温度,体系完全相容,为热力学稳定的均相体系;低于此温度为部分相容,在一定的组成范围内产生相分离。
如:天然橡胶-丁苯橡胶。
(2)具有下临界混溶温度LCST,低于此温度,体系完全相容,高于此温度为部分相容。
如:聚苯乙烯-聚甲基乙烯基醚、聚己内酯-苯乙烯/丙烯腈共聚物。
(3)同时出现上临界混溶温度UCST和下临界混溶温度LCST,如苯乙烯/丙烯腈共聚物-丁腈橡胶等共混体系。
(4)UCST和LCST相互交叠,形成封闭的两相区(5)多重UCST和LCST4.什么是相逆转,它与旋节分离的区别表现在哪些方面?相逆转(高分子材料A或高分子材料B从分散相到连续相的转变称为相逆转)也可产生两相并连续的形态结构。
(1)SD起始于均相的、混溶的体系,经过冷却而进入旋节区而产生相分离,相逆转主要是在不混溶共混物体系中形态结构的变化。
(2)SD可发生于任意浓度,而相逆转仅限于较高的浓度范围(3)SD产生的相畴尺寸微细,而相逆转导致较粗大的相畴,5.相容性的表征方法有哪些,试举例加以说明。
玻璃化转变法、红外光谱法、差热分析(DTA)、差示扫描量热法(DSC) 膨胀计法、介电松弛法、热重分析、热裂解气相色谱等。
玻璃化转变法:若两种高分子材料组分相容,共混物为均相体系就只有一个玻璃化温度,完全不溶,就有两个玻璃化温度,部分相容介于前两者之间。
高分子答案(可编辑修改word版)

高分子材料作业第 1 章绪论■总结高分子材料(塑料和橡胶)在发展过程中的标志性事件:(1)最早被应用的塑料19 世纪中叶,纤维素用硝酸硝化后制成硝化纤维素,替代象牙制造台球,但很脆,击打时有爆裂声。
加入樟脑作为增塑剂,做成了俗称成为“赛璐珞”的塑料。
(2)第一种人工合成树脂应用苯酚和甲醛的缩合反应制备成功了酚醛树脂(PF),由于电绝缘性好,被称为“电木”。
PF 也是第一个工业化生产的合成树脂。
(3)是谁最早提出了高分子的概念1920 年,Staudinger 首先提出了高分子的概念。
(4)HDPE 和 PP 的合成方法是谁发明的Karl Ziegler Guile Natta(5)是什么发现导致了近现代意义橡胶工业的诞生?充气轮胎的发明不仅促进了汽车工业的发展,推动了工业革命的进程,也使橡胶的应用得到了起飞。
■树脂、通用塑料、工程塑料的定义。
树脂:为半固态、固态或假固态的不定型有机物质,一般是高分子物质,透明或不透明。
无固定熔点,有软化点和熔融范围,在应力作用下有流动趋向。
受热、变软并渐渐熔化,熔化时发粘,不导电,大多不溶于水,可溶于有机溶剂如乙醇、乙醚等,根据来源可分成天然树脂、合成树脂、人造树脂,根据受热后的饿性能变化可分成热定型树脂、热固性树脂,此外还可根据溶解度分成水溶性树脂、醇溶性树脂、油溶性树脂。
通用塑料:一般是指产量大、用途广、成型性好、价格低、性能一般,主要用于非结构材料,通用塑料有五大品种,即聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯及 ABS。
它们都是热塑性塑料。
工程塑料的定义:工程塑料是指被用做工业零件或外壳材料的工业用塑料,是强度、耐冲击性、耐热性、硬度及抗老化性均优的塑料。
日本业界将它定义为“可以做为构造用及机械零件用的高性能塑料,耐热性在100℃以上,主要运用在工业上”。
具有较高的力学性能,能够经受较宽的温度变化范围和较苛刻的环境条件,并在此条件下长时间使用,可作为结构材料。
高分子材料改性智慧树知到答案章节测试2023年湖南工学院

第一章测试1.下列哪项与信息、能源并称为当代文明的三大支柱?()A:材料B:生物C:机械D:建筑答案:A2.下列材料中,年产量(体积)最大的是()。
A:无机非金属材料B:复合材料C:高分子材料D:金属材料答案:C3.常用医用口罩的核心主体结构中熔喷层和纺粘层是由什么材料制成?()A:铝合金B:不锈钢C:玻璃纤维D:聚丙烯纤维E:碳纤维答案:D4.下列哪项不是我国改性塑料行业存在的问题?()A:低端领域和高端领域都需要从国外进口B:改性塑料企业生产规模普遍偏小C:有的企业专注于引进国外技术,而忽视了自主研发D:国内企业市场占有率低答案:A5.高分子材料可以应用到下列哪些领域?()。
A:包装B:体育C:建筑D:电器答案:ABCD6.根据用途来分,塑料可分为()?A:通用塑料B:工程塑料C:热固性塑料D:特殊塑料E:热塑性塑料答案:ABD7.下列纤维中,属于合成纤维的是()。
A:涤纶B:人造羊毛C:尼龙D:人造棉花答案:ABCD8.下列哪些政策将推动改性塑料行业的发展?()。
A:新型城镇化B:汽车轻量化C:以塑代钢D:家电轻薄时尚化答案:ABCD9.吸水树脂为干旱地区的植物储存并提供水分,因此可以使沙漠变成绿洲。
()A:对B:错答案:A10.未被硫化的橡胶可以直接用于制作轮胎。
()A:错B:对答案:A第二章测试1.怎样通过共混改性,获得具有珍珠光泽的装饰用塑料?()。
A:选择两种聚合物折光指数相差较小的共混体系B:在共混体系中加入珍珠粉末C:选择两种聚合物透过率相差较大的共混体系D:选择两种聚合物折光指数相差较大的共混体系答案:D2.溶解度参数法判定共混体系相容性存在哪些缺陷?()。
A:不能获得聚合物的溶解度参数。
B:溶解度参数相近的方法,在预测小分子溶剂对于高聚物的溶解性时,就有一定的误差,用于预测大分子之间相容性,误差就会更大C:对于大多数高分子共混物而自言,尽管在热力学上并非稳定体系,但由于相分离的动力学过程极其缓慢,所以在实际上是稳定的。
第五章 高分子材料的表面改性 修改

5.3.1.3 高分子表面金属化新技术
? 高分子表面金属化新技术 不但使低廉的高分子材料 在性能和效益上升格,而且作为研制新型涂层和薄 膜材料的手段日益受到重视,有很好的应用前景。
? 高分子表面金属化新技术一般以高分子材料,如聚 乙烯醇、聚丙烯腈等为主要原料,溶于适当的溶媒 中,加入某些无机金属盐如: NiCI 、AgNO3, CuCI2 ·2H2O等充分搅拌后变成共混溶液,再用流 延法浇铸在玻璃或塑料板上,经加热干燥后得到金 属盐络合的聚合物。
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5.1 电晕放电处理
(2)表面形态 ? 高分子材料在空气、氧气、二氧化碳气氛下经电
晕放电处理后,由于分子链氧化降解,产生刻蚀 作用,表面粗糙度发生明显变化。 (3)表面张力 ? 高分子材料经电晕放电处理后,其表面与水的接 触角、表面能下降,表面张力增大。
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5.1 电晕放电处理
表5-2 LDPE 膜的表面自由能与辐射强度的关系
? 应该指出的是:(1)火焰处理提高高分子材 料的表面能具有暂时性,所以处理完以后必 须在20min 内完成印刷和喷涂作业,否则处 理效果会很快下降;
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5.2 火焰处理与热处理
? 热处理是将高分子材料暴露在约500℃热空气 中。热处理一般有三个方面的作用。
? 一是使材料表面吸附的物质解吸附,提高材 料表面能;
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5.2 火焰处理与热处理
? 所谓火焰处理就是采用一定配比的混合气体,在特 别的灯头上烧,使其火焰与高分子材料表面直接接 触的一种表面处理方法。
? 火焰中含有处于 激发态的O、NO、OH和NH等,这些基 团能从高分子材料表面把氢抽取出来,随后 按自由 基机理进行表面氧化 ,形成很薄的氧化层,使高分 子材料表面产生羟基、羰基、羧基等含氧基团和不 饱和双键,甚至发生断链反应,消除弱的边界层, 使材料的润湿性和黏接性改善。
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第一章绪论第二章高分子材料共混改性1.什么是相容性,以什么作为判断依据?是指共混无各组分彼此相互容纳,形成宏观均匀材料的能力,其一般以是否能够产生热力学相互溶解为判据。
2.反应性共混体系的概念以及反应机理是什么?是指在不相容或相容性较差的共混体系中加入(或就地形成)反应性高分子材料,在混合过程中(例如挤出过程)与共混高分子材料的官能团之间在相界面上发生反应,使体系相容性得到改善,起到增容剂的作用。
3.高分子材料体系其相态行为有哪几种形式,各自有什么特点,并举例加以说明。
(1)具有上临界混溶温度UCST,超过此温度,体系完全相容,为热力学稳定的均相体系;低于此温度为部分相容,在一定的组成范围内产生相分离。
如:天然橡胶-丁苯橡胶。
(2)具有下临界混溶温度LCST,低于此温度,体系完全相容,高于此温度为部分相容。
如:聚苯乙烯-聚甲基乙烯基醚、聚己内酯-苯乙烯/丙烯腈共聚物。
(3)同时出现上临界混溶温度UCST和下临界混溶温度LCST,如苯乙烯/丙烯腈共聚物-丁腈橡胶等共混体系。
(4)UCST和LCST相互交叠,形成封闭的两相区(5)多重UCST和LCST4.什么是相逆转,它与旋节分离的区别表现在哪些方面?相逆转(高分子材料A或高分子材料B从分散相到连续相的转变称为相逆转)也可产生两相并连续的形态结构。
(1)SD起始于均相的、混溶的体系,经过冷却而进入旋节区而产生相分离,相逆转主要是在不混溶共混物体系中形态结构的变化。
(2)SD可发生于任意浓度,而相逆转仅限于较高的浓度范围(3)SD产生的相畴尺寸微细,而相逆转导致较粗大的相畴,5.相容性的表征方法有哪些,试举例加以说明。
玻璃化转变法、红外光谱法、差热分析(DTA)、差示扫描量热法(DSC) 膨胀计法、介电松弛法、热重分析、热裂解气相色谱等。
玻璃化转变法:若两种高分子材料组分相容,共混物为均相体系就只有一个玻璃化温度,完全不溶,就有两个玻璃化温度,部分相容介于前两者之间。
差示扫描量热法(DSC):DSC测量试样按升温△T所需热量与参比材料同样升温△T所需热量之差,从而定出试样的玻璃化转变T g。
红外光谱法:对于相容的高分子材料共混体系,由于不同高分子材料分子之间有强的相互作用,其所产生的光谱相对两高分子材料组分的光谱谱带产生较大的偏离(谱带频率的移动和峰形的不对称加宽等),由此而表征相容性的大小。
6.提高相容性的方法有哪些?举例加以解释。
(1)加强基团间的相互作用,例如苯乙烯和含强极性-CN基团的丙烯腈共聚后,就能和许多高分子材料如聚碳酸酯、聚氯乙烯等形成相容体系。
(2)接枝嵌段共聚共混如嵌段共聚共混制取乙丙橡胶与聚丙烯的共混物。
(3)添加第三组份增容剂LDPE/PP共混物中加入含PP和PE嵌段-EPCAR,提高强度。
(4)形成互穿高分子材料网络(IPN)7.简述增容剂的作用机理,对比反应型增容剂和非反应型增容剂的优劣。
按增容剂与不基体的作用形式可增容剂将分为非反应型和反应型两大类,反应型增容剂是指共混时伴随着化学反应,与共混组分能生成化学键。
而非反应型增容剂只起到“乳化剂”的分散作用,降低其相界面间的张力,从而达到增容的目的。
与非反应型增容剂相比,反应型增容剂具有制造成本低、添加量少、增容效果好、增容效率高等特点,8.试说明高分子材料共混物有哪几种形态结构?高分子材料共混物可分为均相和两相结构。
两相结构中又分为:单向连续结构,两相互锁或交错结构,相互贯穿的两相连续结构。
9.以具体实例说明弹性体增韧,非弹性体增韧、无机粒子的增韧机理。
弹性体增韧:NBR改性PVC,NBR橡胶小球可以作为应力集中体,诱发银纹或剪切带,外力作用的能量通过银纹或剪切带的形成而耗散掉。
非弹性体增韧:在PC韧性基体中添加PS(脆性塑料),当韧性基体受到外力拉伸应力时,会在垂直于拉伸应力的方向上对脆性塑料粒子施以压应力。
脆性粒子在静压力作用下发生塑性形变,将外力作用能量耗散掉。
无机粒子的增韧:PVC里加入纳米CaCO3,受到外力作用时,微小的刚性粒子引发大量银纹,同时塑料基体也产生塑性变形,吸收冲击能量,达到增韧效果。
10.影响刚性粒子增韧的因素有哪些?a.基体韧性:高分子材料基体的初始韧性越大.则增韧的效果越明显b.界面黏结性:为了使在刚性粒子赤道而上产生强应力,必须使基体与填料界而有适当的界而粘合以满足应力传递。
c.粒子大小及用量:刚性粒子的加入量存在一最佳值。
d. 粒间基带厚度e. 分散相模量:分散相的屈服应力与分散相和基质间的界而黏结越接近,才能起到较好的增韧作用。
f. 刚性粒子增韧与基体结晶行为的关系:无机填料对结晶性高分子材料具有成核作用,而填料的表面处理不仅对填料的成核能力有明显的影响,而且使结晶的成长过程发生变化。
11. 简述概念银纹现象相畴最低临界相容温度相容性功能性聚合物共混物银纹现象:玻璃态聚合物在应力作用下会产生发白现象---应力发白现象,相畴:在复相聚合物体系中,每一相都以一定的聚集形态存在。
因为相之间的交错,所以连续性较小的相或不连续的相就被分成很多的微小区域。
最低临界相容温度:低于此温度,体系完全相容,高于此温度为部分相容。
“相容性”代表热力学相互溶解,共混时,混合自由焓ΔG m<0 。
功能性聚合物共混物是指除通用性能之外,具有某种特殊功能(如抗静电性、高阻隔性、离子交换性等)的聚合物共混物。
12.简述聚合物共混物界面层的形成步骤。
分析提高两相之间的办法。
两相之间的相互接触;两种聚合物大分子链段之间的相互扩散。
增加两相之间的接触面积有利于大分子链段之间的相互扩散、提高两相之间的粘合力。
具体办法:高效率的共混机械;采用IPN技术;采用增容剂。
第三章高分子材料化学改性1.“不同单体对同一种自由基或者是同一种单体对不同自由基具有不同的反应活性”,试解释导致这种差异的原因。
导致这种差异的原因是其取代基的结构效应所致,具体表现在三个方面:(1)共轭效应:取代基的共轭效应越强,则单体愈活泼,而其产生的自由基越稳定,活性越小。
取代基对自由基的共轭效应强弱如下:-Ph,-CH=CH2 > -CN,-COR > -COOR >-Cl > -OCOR , -R > -OR, -H(2)位阻效应位阻效应是指取代的大小、数量、位置对单体共聚的影响。
(3)极性效应取代基的极性也会影响单体和自由基的活性。
带强推电子取代基的单体与带强吸电子取代基的单体组成的单体对由于取代基的极性效应,正负相吸,因而容易生成交替共聚物。
2.自由基共聚合反应的实施方法有哪几种,试对各种方法进行比较并举例说明。
本体聚合溶液聚合悬浮聚合乳液聚合配方成分单体、引发剂单体、引发剂、溶剂单体、引发剂、水和分散剂单体、引发剂、水和乳化剂引发剂油溶性引发剂油溶性引发剂油溶性引发剂水溶性引发剂难度控制难较难易易聚合特点提高反应速率分子量下降,分子量分布加宽伴向溶剂转移分子量小,分子量分布窄提高反应速率分子量下降,分子量分布加宽可同时提高反应速率与分子量生产特征体系温度高设备简单间歇生产产物可直接使用散热容易,可连续生产散热容易,可连续生产,产物要提纯净化散热容易,可连续生产代表产品PS,PVC,HDPE 乙丙橡胶丁苯橡胶丁腈橡胶氯丁橡胶3.以SBS为例说明其结构特征与合成方法。
SBS的多种制备途径:① BuLi为引发剂,依次加入苯乙烯、丁二烯、苯乙烯相继聚合S→B→S②萘钠使丁二烯先聚合形成双负离子,再在两端引发苯乙烯聚合S←B→S③先制成SB,再用适当偶联剂连接起来 S→B…X…B←S4. 嵌段共聚物不能用自由基共聚反应来制备,需用特殊方法来合成,试举例说明。
方法种类活性聚合(依次加入不同单体)负离子法、正离子法、配位负离子法、自由基法、基团转移法、活性开环聚合法扩链反应法遥爪高分子材料、活性高分子材料、扩链剂逐步聚合法缩聚反应、端基官能团、共缩聚其他方法自由基交联法、缩聚物链交换法、特殊引发剂法、力化学法、光分解法5.试说明接枝共聚物的制备方法及其反应机理。
方法种类机理主链大分子+ 单体引发剂法用自由基聚合引发剂或与主链大分子有关的氧化还原反应引发体系,在主链形成自由基。
也可在主链上形成阳离子或阴离子引发中心链转移法在主链上引入SH等易发生链转移的基团辐射聚合法预辐射处理法和同时辐射处理法光聚合法增加光敏剂或将光敏基团引入主链大分子机械力化学法利用摩擦力来切断主链或侧链来产生自由基6. 试对自由基聚合、阳离子聚合和阴离子聚合从单体、引发剂、反应机理、活性种、温度及溶剂条件等方面加以对比说明。
高分子材料吸收紫外线后,会使高分子材料处于高能状态,通过光化学反应,引起高分子材料降解和交联,发生老化现象。
防光氧老化可以通过:①光屏蔽作用;②紫外线吸收作用;③猝灭作用。
7. 论述共聚物结构与性能的关系。
聚合反应自由基聚合离子聚合阳离子聚合阴离子聚合聚合单体弱吸电子基的烯类单体,共轭单体推电子取代基的烯类单体,共轭单体,易极化为负电性的单体吸电子取代基的烯类单体,共轭单体,易极化为正电件的单体引发剂(催化剂) 过氧化物,偶氮化物,氧化还原体系Lewis酸,质子酸,阳离子生成物,亲电试剂碱金属,有机金属化合物,碳阴离子生成物,亲核试剂活性中心自由基C·碳阳离子C+碳阴离子C-阻聚剂生成稳定自由基和稳定化合物的试剂:对苯二酚,DPPH 亲核试剂:水,醇,酸,酯,胺类供给质子的试剂:水,醇,酸等活泼氢物质及CO2,氧等聚合机理双基终止,特征为慢引发、快增长、有终止。
不能双基终止。
通过单分子自发终止,或向单体、溶剂等链转移终止。
特征为快引发、快增长、易转移、难终止。
不能双基终止。
较难发生链终止,需加入其他试剂使之终止。
一般为快引发、慢增长、无终止。
聚合温度一般50~80℃0℃以下0℃以下或室温水、溶剂的影响可用水作溶剂,溶剂对聚合反应影响小水会离子聚合终止。
离子聚合中,溶剂的极性和溶剂化能力,对引发和增长活性中心的形态有极大影响,从而影响聚合速率、产物分子量及立体规整性。
一种离子聚合的溶剂常是另一种离子聚合的链转移剂或终止剂,不可颠倒使用。
聚合方法本体,溶液,悬浮,本体,溶液乳液就共聚物的聚集态结构中链的规整性,共聚物聚物的玻璃化温度,熔点,溶解性,机械性能以及大分子链的降解等几个方面讨论共聚物结构与性能的关系。
规整性好,分子链相互作用强的高分子材料易结晶。
玻璃化温度有公式12121W W Tg Tg Tg =+,无规共聚物的熔点T m 与共聚单体的量的关系:A am m X H R T T ln 110∆-=- 在无规共聚物中加入一些改善材料的吸湿性、防污性、阻燃性和染色性的共聚单体后,其强度等有不同程度的下降。
无规共聚一般会破坏高分子材料的分子规整性,因此会导致高分子材料降解性的提高。