高分子溶液习题
高分子物理作业答案-2

高分子物理习题集-答案适用:高分子专业班级第二章 高分子溶液4.什么是Θ温度?如何测定Θ温度?若温度高于、等于和低于Θ温度时,试分别讨论高分子溶液的热力学性质及高分子在溶液中的形态。
答:(1)当112χ→时,高分子溶液可以视为理想溶液,Flory 导出()112-=-1-T θχκφ当T θ→时,112χ→,此时的温度称为Θ温度。
(0.4)(2)测定Θ温度的方法有:渗透压法和外推法。
(0.3)(3)当T >θ时,1E μ∆<0.说明高分子溶液比理想溶液更倾向于溶解,也就是说,高分子链在T >θ时的溶液中由于溶剂化作用而扩张。
T=θ时, 1E μ∆=0。
即高分子溶液符合理想溶液的规律,高分子链此时是溶解的,但是链不溶胀也不紧缩。
T <θ时,1E μ∆>0,。
链会紧缩,溶液发生沉淀。
(0.3)6.在室温下,有无溶剂可以使下列各高聚物溶解?为什么?A .聚乙烯B .聚丙烯C .聚丙烯腈D .聚酰胺(尼龙-6)E .聚苯乙烯F .PMMAG .聚对苯二甲酸乙二酯H .硫化橡胶I .固化的环氧树脂 答:A .聚乙烯,结晶聚合物,非极性,在室温下无溶剂可溶B .聚丙烯,同上C .聚丙烯腈,极性结晶高聚物,室温下可溶于极性溶剂D .聚酰胺(尼龙-6),结晶聚合物,极性,在室温下有溶剂可溶E .聚苯乙烯,非晶聚合物,非极性,在室温下有溶剂可溶F .PMMA ,极性非晶聚合物,分子堆砌松散,室温下可溶于极性溶剂G .聚对苯二甲酸乙二酯,同DH .硫化橡胶,分子间交联,无溶剂可溶,可溶胀I .固化的环氧树脂,同H7、35℃时,环己烷为聚苯乙烯(无规立构)的θ溶剂。
现将300mg 聚苯乙烯(ρ=1.05 g/cm 3,Mn=1.5×105)于35℃溶于150ml 环己烷中,试计算:(1)第二维利系数A2;(2)溶液的渗透压。
答:(1)θ溶液,所以A2=0(2)θ溶液中1RT C M∏=,所以 33353008.314(/)30810(/)15034.2/34.21.510/J K mol K g m C RT J m Pa M g mol⎛⎫⨯⨯⨯ ⎪⎝⎭∏====⨯ (1J=1N .m )8、 解释产生下列现象的原因:(1)聚四氟乙烯至今找不到合适的溶剂.(2)硝化纤维素难溶于乙醇或乙醚,却溶于乙醇和乙醚的混合溶剂中.(3)纤维素不能溶于水,却能溶于铜铵溶液中.(1)原因有二,一是其2/13)/cal (6.2cm =δ,很难找到δ这么小的溶剂;二是其熔点高达327℃,熔点以上体系具有高黏度,对于非极性结晶性高分子要求升温到接近熔点,没有适当溶剂既能δ相近又能有高沸点。
何曼君《高分子物理》(第3版)配套题库【课后习题】第3章 高分子的溶液性质 【圣才出品】

第3章高分子的溶液性质1.高分子的溶解过程与小分子相比,有什么不同?答: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,溶剂分子能比较快的渗透进入高聚物,而高分子向溶剂的扩散却非常慢。
(1)聚合物的溶解过程要经过两个阶段,先是溶剂分子渗入聚合物内部,使聚合物体积膨胀,称为溶胀;然后才是高分子均匀分散在溶剂中,形成完全溶解的分子分散的均相体系。
对于交联的聚合物,在与溶剂接触时也会发生溶胀,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,只能停留在溶胀阶段,不会溶解。
(2)溶解度与聚合物分子量有关,分子量越大,溶解度越大。
对交联聚合物来说,交联度大的溶胀度小,交联度小的溶胀度大。
(3)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,因此溶剂分子比较容易渗入聚合物内部使之溶胀和溶解。
晶态聚合物由于分子排列规整,堆砌紧密,分子间相互作用力很强,以致溶剂分子渗入聚合物内部非常困难,因此晶态化合物的溶解比非晶态聚合物要困难得多。
(4)对于非极性聚合物与溶剂的相互混合,溶解过程一般是吸热的,故只有在升高温度或减小混合热才能使体系自发溶解。
恒温恒压时,混合热可表示:可见二者的溶度参数δ1,δ2越接近,ΔH M越小,越能相互溶解。
对于极性聚合物与溶剂的相互混合,由于高分子与溶剂分子的强烈相互作用,溶解时放热,使体系的自由能降低,溶解过程能自发进行。
而溶解时,不但要求聚合物与溶剂的溶度参数中非极性部分相近,还要求极性部分也相近,才能溶解。
(5)结晶性非极性聚合物的溶解分为两个过程:其一是结晶部分的熔融,其二是高分子与溶剂的混合。
结晶性极性聚合物,若能与溶剂形成氢键,即使温度很低也能溶解。
2.什么是高分子的“理想溶液”?它应符合哪些条件?答:高分子溶液的化学位由理想部分和非理想部分组成,对于高分子溶液即使浓度很稀也不能看作是理想溶液,但是可以通过选择溶剂和温度来满足10Eμ∆=的条件,使高分子溶液符合理想溶液的条件,称其为θ条件,这时的相互作用参数χ=1/2。
高分子习题课(1-3)

f kd=2.0×10-9
第三章 自由基聚合
R p kp( fk d kt
Kp Kt
ν 2(fk kp
d
)
1/2
[I]
1/2
[M]
1 2
0 .0 3 3 5 4 1
[M]
1/2
kt)
[I]
1/2
V=3750
第三章 自由基聚合
设苯的浓度为[S],在1L苯乙烯-苯的理想溶液中, 有:V苯+V苯乙烯=1000(mL)
第二章 缩聚和逐步聚合
反应程度(参与反应的基团数占起始基团数的分数)
P = N 0- N N0 =1 - N N0
N0 起始二元酸和二元醇的分子总数 N
为时间t 时的体系中的聚酯分子数
聚合度
Xn =
结构单元数目 大分子数
= Xn = N 1 P -
N0
1
第二章 缩聚和逐步聚合
不可逆线形缩聚动力学
M1010=374 M0=338/2=169
n
第二章 缩聚和逐步聚合
假设对癸二胺的反应程度P=1,
在1g1010盐中:
胺基摩尔数: 游离羧基摩尔数为: 羧基摩尔数:
等于KOH的摩尔数
第二章 缩聚和逐步聚合
酸值
第三章 自由基聚合
引发剂分解动力学
Rd d[I ] dt kd [I ]
例4.尼龙1010是根据1010盐中过量的癸二酸控制分子量的。 如果要求合成尼龙1010的分子量为20000,问尼龙1010盐 的酸值(以mg KOH/g 1010盐计算)应是多少?
1010盐 尼龙1010 NH3+(CH2)10NH3OOC(CH2)8COOC O (C H 2 ) 8 C O N H (C H 2 ) 10 N H
高分子习题修改版

1.单体:带有某种官能团并具有聚合能力的低分子化合物,或能参与聚合反应并形成分子链中结构单元的低分子化合物。
2.重复单元:分子链上由化学键重复连接而成的化学结构相同的最小单元。
3.聚合度:平均每个分子链上具有的结构单元的数目。
4.官能团等活性:在一定聚合度范围内,官能团活性与聚合物分子量大小无关。
5.凝胶点:开始出现凝胶瞬间的临界反应程度。
6.反应程度:参与反应的基团数占起始基团的分数。
7.阳离子聚合机理:快引发,快增长,易转移,难终止8.阴离子聚合机理:快引发,慢增长,无终止9.配位聚合反应:高度立体规整性10.构型:分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。
11.构象:由于单键的内旋转而产生的分子中原子在空间位置上的变化。
12.链柔性:高分子链能够改变其构象的性质。
13.内聚能密度:单位体积的内聚能。
内聚能是将1mol的液体或固体分子气化所需要的能量。
14.均方末端距:分子链首尾端之间直线距离平方后的平均值。
15.结晶度:聚合物中结晶部分的重量或体积对全体重量或体积的百分数。
16.取向:聚合物受到外力作用后,分子链和链段沿外力作用方向的择优排列。
17.玻璃化转变:玻璃态和高弹态之间的转变。
18.黏流转变:高弹态和黏流态之间的转变。
19.松弛过程:在一定的温度和外场作用下,聚合物从一种平衡态通过分子运动过渡到另一种与外界条件相适应的平衡态总是需要时间的现象。
20.假塑性流体:低剪切速率下的流动行为符合牛顿流体行为,但随着剪切速率增大,黏度降低。
1.由己二元酸和己二胺等物质的量合成尼龙66,已知聚合反应的平衡常数K=432,如果要合成聚合度在200的缩聚物,据算反应体系中的水含量应该控制为多少Nw=K/X n 2=432/40000=0.0108mol/L2.计算等物质的量的对苯二甲酸和乙二醇反应,在下列反应程度时的平均聚合度和相对分子质量:(1)0.500;(2)0.800;(3)0.900;(4)0.950;(5)0.995Xn=1/(1--P),Mn=Mo×Xn,Mo=1923.在w-氨基己酸进行缩聚反应时,如在体系中加入0.2%(摩尔分数)的醋酸,求当反应程度P分别达到0.950,0.980,0.990时的平均聚合度和平均分子量Xn=(1+r)/(1+r-2rp),r=Na/(Na+Nc)=0.998,Mo=107,Mn=Mo* Xn5.氯乙烯:能进行自由基聚合,CL的诱导效应为吸电性,共轭效应为供电性,两者相抵,电子效应微弱,只能进行自由基聚合。
高分子化学复习题(答案)

高分子化学复习题一、判断题1、高分子是指由许多相同的、简单的结构单元通过共价键重复连接而成的相对分子量在10000以上的化合物(√)2、平均分子量相同的的聚合物,分子量分布一定相同。
(× )3、分散性相同的聚合物,分子量也相同。
(× )4、涤纶树脂是杂链聚合物。
(√ )5、聚甲基丙烯酸甲酯中结构单元和重复单元是相同的。
(√ )6、温度低于Tg时,非晶态聚合物处于玻璃态。
(√ )7、温度高于Tg(玻璃化温度)低于Tf (粘流温度)时,非晶态聚合物处于粘流态。
(×)8、温度高于Tm时,分子量较高的结晶型聚合物处于粘流态。
(× )9、Tg是非晶型聚合物的使用上限温度;Tm是结晶型聚合物的使用上限温度。
(√ )10、缩聚物的分子量是单体的整数倍。
(× )1、体型缩聚的产物具有可溶可熔性。
(× )2、在缩聚反应中,聚合度随时间或反应程度无明显增加。
(× )3、对于平衡常数较小的缩聚反应,要得到较高分子量的聚合物,需要将小分子浓度控制的很小。
(× )4、在线性缩聚反应中,可以用反应程度控制分子量。
(× )5、在线性缩聚反应中,一开始单体的转化率就很大,但没有形成高分子聚合物。
(√)6、体型缩聚反应中,为了不发生“粘釜”现象,必须控制反应程度大于凝胶点Pc。
(×)7、2-2体系(bBb+aAa)可以形成体型缩聚物。
(× )8、2体系(bRa)可以形成线型缩聚物。
(√ )9、2-3体系只能形成线型缩聚物。
(× )10、在2体系缩聚反应中,加入单官能团物质越多,形成聚合物的分子量越大。
(× )11、在2-2体系中,摩尔系数增大,聚合物的分子量也增大。
(√)12、合成尼龙-66的缩聚反应是均缩聚反应。
(×)13、在缩聚反应中,通常利用转化率来描述该反应与产物聚合度间的关系。
(× )14、缩聚反应中,两单体的配料比对聚合度无影响。
高分子物理练习题(含答案)

高分子物理练习题(含答案)一、单选题(共70题,每题1分,共70分)1、聚合物的导电性随温度升高而()。
A、降低B、升高C、保持不变正确答案:B2、以下使Tg增加的因素哪个不正确。
()A、压力增加B、主链杂原子密度增加C、主链芳环增加正确答案:B3、要使熔融纺丝时不易断裂,应选用的原料为()。
A、相对分子质量分布较宽B、相对分子质量较高C、相对分子质量较低正确答案:B4、“大分子链结构单元的键接顺序不同所引起的异构体。
”是下列选项中哪一个名词的解释。
()A、次级松弛B、键接异构C、脆性断裂D、增塑作用正确答案:B5、结晶型聚合物的结晶温度范围是()。
A、Tg~TmB、Tg~TdC、Tm~TdD、Tb~Tg正确答案:A6、以下哪个专业术语是“internal plasticization”的中文解释。
()A、增塑剂B、增塑作用C、内增塑作用D、外增塑作用正确答案:C7、根据时温等效原理,将曲线从高温移至低温,则曲线应在时间轴上( )。
A、左B、右C、上D、下正确答案:B8、以下哪个专业术语是“DTA”的中文解释。
()A、次价力B、单晶C、差热分析D、胆甾型正确答案:C9、在注射成型中能最有效改善聚甲醛熔体流动性的方法是()。
A、提高加工温度B、增大分子量C、提高注射速率正确答案:C10、在什么温度下高分子线团较大。
()A、大于θ温度B、小于θ温度C、θ温度正确答案:A11、蠕变与应力松弛速度()。
A、随温度升高而增大B、随温度升高而减小C、与温度无关正确答案:A12、以下哪个专业术语是“anti-aging agent”的中文解释。
()A、交联剂B、降解反应C、防老剂D、抗氧剂正确答案:C13、高聚物在成型加工过程中经缓慢冷却后得到的产品具有( )。
A、脆性B、刚性C、柔韧性D、弹性正确答案:A14、下列方法可以提高聚合物的拉伸强度的是( )。
A、提高支化度B、橡胶共混C、加入增塑剂D、提高结晶度正确答案:D15、以下哪个专业术语是“orientation force”的中文解释。
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=0.92.以下哪种溶剂是良溶剂? ( ) ①1χ=1 ② 2A =1 ③α=13.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 ∆=07.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9.对极性高聚物,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 溶度参数相近原则三、判断题(正确的划“√”,错误的划“×”)1.高分子的θ溶剂是其良溶剂。
胶体习题(1)

第十三章胶体与大分子溶液练习题一、判断题:1.溶胶在热力学和动力学上都是稳定系统。
2.溶胶与真溶液一样是均相系统。
3.能产生丁达尔效应的分散系统是溶胶。
4.通过超显微镜可以看到胶体粒子的形状和大小。
5.ζ电位的绝对值总是大于热力学电位φ的绝对值.6.加入电解质可以使胶体稳定,加入电解质也可以使肢体聚沉;二者是矛盾的。
7.晴朗的天空是蓝色,是白色太阳光被大气散射的结果。
8.旋光仪除了用黄光外,也可以用蓝光。
9.大分子溶液与溶胶一样是多相不稳定体系。
10.将大分子电解质NaR的水溶液与纯水用半透膜隔开,达到Donnan平衡后,膜外水的pH值将大于7。
二、单选题:1.雾属于分散体系,其分散介质是:(A) 液体; (B) 气体;(C) 固体; (D) 气体或固体。
2.将高分子溶液作为胶体体系来研究,因为它:(A) 是多相体系;(B) 热力学不稳定体系;(C) 对电解质很敏感;(D) 粒子大小在胶体范围内。
3.溶胶的基本特性之一是:(A) 热力学上和动力学上皆属于稳定体系;(B) 热力学上和动力学上皆属不稳定体系;(C) 热力学上不稳定而动力学上稳定体系;(D) 热力学上稳定而动力学上不稳定体系。
4.溶胶与大分子溶液的区别主要在于:(A) 粒子大小不同;(B) 渗透压不同;(C) 丁铎尔效应的强弱不同;(D) 相状态和热力学稳定性不同。
5.大分子溶液和普通小分子非电解质溶液的主要区分是大分子溶液的:(A) 渗透压大;(B) 丁铎尔效应显著;(C) 不能透过半透膜;(D) 对电解质敏感。
6.以下说法中正确的是:(A) 溶胶在热力学和动力学上都是稳定系统;(B) 溶胶与真溶液一样是均相系统;(C) 能产生丁达尔效应的分散系统是溶胶;(D) 通过超显微镜也不能看到胶体粒子的形状和大小。
7.对由各种方法制备的溶胶进行半透膜渗析或电渗析的目的是:(A)(A)除去杂质,提高纯度;(B)(B)除去小胶粒,提高均匀性;(C)(C)除去过多的电解质离子,提高稳定性;(D) 除去过多的溶剂,提高浓度。
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1.用于分级的高分子溶液应选择( )A.θ溶液B.稀溶液C.浓溶液D.理想溶液2.高分子-溶剂体系的x1为时,稀溶液中的高分子()A.沉淀析出 B.处于无扰状态 C.没有沉淀析出 D.无法预测3.下列高聚物中,哪些在室温下可以溶解()A.尼龙—66 B.涤纶 C.高密度PE D.聚醋酸乙烯酯4.下列参数中,哪些可作为选择溶剂的依据()A.均方末端距 B.模量E和模量G C.溶度参数δD.相互作用参数x1 E.第二维利系数A2 F.特性粘度5.在良溶剂中,线型聚合物能够()交联聚合物不能溶解,只能()A.溶解 B.溶胀6.通常非极性的结晶聚合的在(加热)下溶解,而非晶态聚合物的溶解对(温度)要求不高。
A.加热 B.温度 C.降温 D.压力7.欲用乙醚(δ=)和乙腈(δ=)溶解氯醋共聚物(δ=),最佳比乙醚占(B)%、乙腈占()%。
A. B. A. B.8.下列在室温下有溶剂的高聚物是()A.PE B.PA-66 C.PS D.PMMA E.硫化橡胶 F.PP G.酚醛塑料 H.定向聚合PS I.聚乙酸乙烯酯9.下列在室温下无溶剂的高聚物是()A .PEB .PA-66C .PSD .PMMAE .硫化橡胶F .PPG .酚醛塑料H .定向聚合PSI .聚乙酸乙烯酯10.反映高分子在溶液中形态的参数有( )A .212,,,,x A a αhB .11.选择溶剂的原则是( )A .相似相溶观则B .内聚内密度或溶度δ C.相似规则溶剂化规则12.交联高聚物交联点间的平均分子量越大,则交联度( )溶胀度( )A .小B .大δ C.相等13.高分子一溶剂体系的x 1为时,稀溶液中的高分子( )A .沉淀析出B .处于无扰状态C .没有沉淀析出D .无法预测二、计算题1. 磷酸-苯酯(δ1=)是聚氯乙烯(δ=)的增塑剂,为了加强它们之间的相溶性,需加入一种稀释剂((3.16'1=δ,分子量为350),求其加入的最佳量。
解:设加入稀释剂的体积分数为1φ,重量为1W ,由溶剂混合法则:)1(111'1φδφδδ-+=P113.16)1(6.194.19φφ+-=解出06.01=φ,94.0112=-=φφ,若取磷酸三苯酯100份,其分子量=326, 350/326/100350/06.011W W +=85.61=∴W (份)三、简述题1、写出三个判别溶剂优劣的参数;并讨论它们分别取何值时,该溶剂分别为聚合物的良溶剂、不良溶剂、θ溶剂;高分子在上述三种溶液中的热力学特征以及形态又如何? 解:1,21,012><>a A χ为良溶剂,此时0,0<∆<∆m m G H ,溶解能自发进行,高分子链在溶液中扩张伸展;1,21,012<><a A χ为不良溶剂,此时0>∆m H ,溶液发生相分离,高分子在溶液中紧缩沉淀; 1,21,012===a A χ为θ溶剂,此时与理想溶液的偏差消失,高分子链不胀不缩,处于一种自然状态。
2、溶解聚合物的溶剂可根据内聚能密度(δ)相近的经验规律来进行选择,已知聚丙烯腈的δ=,甲醇的δ=,试问聚丙烯腈能否溶解于甲醇中?为什么?从理论上加以解释。
答、不能。
PAN (δ )不能溶解于与δ相近的乙醇、甲醇(δ等。
因为PAN 极性很强,而乙醇、甲醇等溶剂极性太弱了。
3、 Flory-Huggins晶格模型理论推导高分子溶液混合熵时作了哪些假定?混合热表达式中Huggins参数的物理意义是什么?答:假定:①一个格子中只能放一个溶剂分子或一个聚合物链段,②高分子可以自由卷曲,所有构象具有相同的能量,③链段与溶剂分子可以在晶格上相互取代聚合物链段均匀分布,④高分子具有相同的聚合度,⑤配位数Z不依赖于组分反映高分子与溶剂混合时相互作用能的变化。
法表示一个溶剂分子放到高分子中去时所引起的能量变化。
,;与溶剂性质的关系:溶剂的溶解能力越强,值越小;与温度的关系:4、选择高聚物溶剂的三原则是什么?5.、非晶态高聚物,非极性晶态聚合物,极性晶态聚合物和交联聚合物的溶解和溶胀有何特点答:a. 非晶态高聚物分子的堆砌比较疏松,分子间的相互作用较弱,溶剂分子容易进入高聚物内部,使其溶胀和溶解。
b. 非极性晶态高聚物:室温时几乎不溶解,只有当升高温度至熔点附近,使晶态转变为非晶态后,小分子溶剂才能渗入到高聚物内部而逐渐溶解。
c.极性的晶态高聚物能只能溶于强极性溶剂中,最后要求溶剂与聚合物之间能形成氢键;d. 低交联度的高聚物:只能达到溶胀平衡而不能溶解。
6.、什么是θ温度?有哪些实验方法可以测定θ温度?答案:通过选择合适的溶剂和温度,满足超额化学势等于0的条件称为θ条件或θ状态,θ状态下的温度即为θ温度。
由公式:在一系列不同的温度T下测定某聚合物-溶剂体系在不同浓度C下的渗透压π,求出A2;以A2-T作图,得一曲线,该曲线与A2=0的交点所对应的温度即为θ温度。
7 哈金斯参数χ1的物理意义是什么?当高聚物和温度选定以后,χ1值与溶剂性质有什么关系?当高聚物和溶剂选定后,χ1与温度有什么关系?答:哈金斯参数χ1反映了高分子与溶剂混合时相互作用能的变化,是一个无因次的量。
χ1kT 的物理意义是表示一个溶剂分子放入高聚物中引起的能量变化。
kT Z 121)2(εχ∆-=,)(2112111212εεεε--=∆当高聚物和温度选定以后,χ1值与12ε∆成正比。
溶剂与高分子间的结合能越大,χ1值越大。
当高聚物和溶剂选定以后,χ1值与开氏温度成反比。
8.、已知非晶态的聚乙烯的密度为0。
85g/cm 3 ,其内聚能为mol ,试计算:(1)聚乙烯的内聚能密度(2)聚乙烯的溶度参数9. 写出两个判别溶剂优劣的参数,它们为何值时,该溶剂是高聚物的良溶剂、不良溶剂和θ溶剂? 高聚物在上述溶剂中的形态如何?9、何谓溶胀与溶解?试从分子运动的观点说明线型高分子和交联高分子溶胀的最后结果的区别。
答案:溶胀是溶剂分子渗入聚合物内部,即溶剂分子和高分子的某些链段混合,使聚合物体积膨胀。
溶解是完全溶剂化的高分子链进入溶剂,形成均匀分散的高分子均相溶液。
线形高分子在良溶剂中的最终状态:发生无限溶胀,最终形成均相的高分子溶液。
交联高分子在良溶剂中的最终状态:发生有限溶胀,形成聚合物凝胶。
10、根据选择溶剂的原则,试判断下列高聚物-溶剂体系在高温下哪些可以溶解?哪些难溶或不溶?为什么?(括号内数字为其溶度参数)a. 有机玻璃()-苯();b. 涤纶树脂()-二氧六环();c. 聚氯乙稀()-氯仿();d. 聚四氟乙烯()-正癸烷();e. 聚碳酸酯()-环己酮();f. 聚乙酸乙烯酯()-丙酮()。
答:a.可以;有机玻璃为非极性结晶高聚物,苯为非极性溶剂,两者溶度参数接近,高温下可以溶解;b.不溶;因为涤纶树脂为结晶性极性高聚物,要求溶剂与之形成氢键,才利于溶解;c.可以;因为聚氯乙稀为结晶性弱极性高聚物,在高温下可以溶解在溶度参数相近的弱极性溶剂中;d.不溶;聚四氟乙烯为结晶性极性高聚物,要求溶剂与之形成氢键,才利于溶解;e.不溶;聚碳酸酯为结晶性极性高聚物,要求溶剂与之形成氢键,才利于溶解;f.不溶。
聚乙酸乙烯酯为结晶性极性高聚物,要求溶剂与之形成氢键,才利于溶解。
11、何谓凝胶与冻胶?试从化学结构和物理性能两方面加以比较。
答:冻胶是由范德华力交联形成的,加热可以拆散范德华力交联,使冻胶溶解。
冻胶可分两种:如果形成分子内的范德华力交联,成为分子内部交联的冻胶。
高分子链为球状结构,不能伸展,粘度小。
若将此溶液真空浓缩成为浓溶液,其中每一个高分子本身是一个冻胶。
所以,可以得到粘度小而浓度高达30%-40%的浓溶液。
如果形成分子间的范德华力交联,则得到伸展链结构的分子间交联的冻胶,粘度较大。
用加热的方法可以使分子内交联的冻胶变成分子间交联的冻胶,此时溶液的粘度增加。
凝胶是高分子链之间以化学键形成的交联结构的溶胀体,加热不能溶解也不能熔融。
它既是高分子的浓溶液,又是高弹性的固体,小分子物质能在其中渗透或扩散。
交联结构的高聚物不能为溶剂所溶解,却能吸收一定量的溶剂而溶胀,形成凝胶。
12、第二维利系数A2的物理意义是什么?当A=0时的体系是什么体系?物理意义是:高分子链段间的内排斥与高分子链段和溶剂分子能量上的相互作用、两者相互竞争的一个量度。
高分子处在θ 状态下无规线团形状。
13、什么是溶度参数?如何测定聚合物的溶度参数?为什么非极性聚合物能溶解在与其溶度参数相近的溶剂中?答案:溶度参数是内聚能密度的平方根。
溶度参数的测定方法有溶胀法和黏度法。
(1)黏度法选择若干个溶度参数与被测聚合物溶度参数相近的溶剂,将被测聚合物分别溶解在这几种溶剂中,在相同浓度和温度条件下测定各个溶液的黏度,溶剂的δ1与被测聚合物的δ2越接近,△H m就越小,聚合物的溶解状况就越好。
聚合物在溶剂中的充分溶解可使分子链在溶液中充分伸展,导致流体力学体积增加,溶液黏度增大。
因此可以选取黏度最大的溶液中溶剂的溶解度参数作为被测聚合物的溶解度参数。
(2)溶胀法(适用于交联聚合物) 选择若干个溶度参数与被测聚合物溶度参数相近的溶剂,将被测聚合物分别在这几种溶剂中溶胀,在相同温度条件下测定聚合物的平衡溶胀比。
溶剂的δ1与被测聚合物的δ2越接近时,△Hm就越小,溶剂就越容易溶胀扩散进入交联聚合物,平衡溶胀比就越大。
所以可以取平衡溶胀比Q最大的溶胀体系所用溶剂的δ作为被测交联聚合物的溶解度参数。
溶解过程的自由能变化:△Gm=△Hm-T△Sm△Sm总是大于零的,但另一方面,聚合物溶解过程一般都是吸热的,即△Hm>0,所以要使溶解过程能够自发进行,△Hm<T△Sm,或者说△Hm越小越好。
对于非极性高分子与溶剂混合时,△Hm可以用Hildebrand半经验公式来计算:△Hm=Vφ1φ2(δ1-δ2)2式中,φ为体积分数;V为总体积,若δ1和δ2越接近,△Hm就越小,两种物质就越容易相互溶解。
14、什么是扩张因子?扩张因子与高分子的哪些结构参数有关?如何测定?答案:扩张因子为高分子链的均方末端距与θ状态下的无扰均方末端距的比值的平方根。
对于良溶剂,α>1;对于劣溶剂,α<1;在θ状态下,α=1。