高分子材料基础复习题答案14-第2页
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高分子材料基础复习题答案14-2
11、成纤聚合物的基本性质是什么？；答:1)成纤聚合物大分子必须是线性的、能伸直，大；2)聚合物分子之间有适当的相互作用力，或具有一定；3)聚合物应具有适当高的相对分子质量和较窄的相对；4)聚合物应具有一定的热稳定性，且具有可溶性或可；12、特种胶粘剂主要有哪几种类型？；答：1）耐高温胶粘剂；2）超低温胶粘剂；3）导电胶粘剂；4）导磁胶粘剂；5）导热胶粘剂；
11、成纤聚合物的基本性质是什么？答: 1)成纤聚合物大分子必须是线性的、能伸直，大分子上支链尽可能少，且没有庞大侧基及大分子间没有化学键；2)聚合物分子之间有适当的相互作用力，或具有一定规律性的化学结构和空间结构；3)聚合物应具有适当高的相对分子质量和较窄的相对分子质量分布；4)聚合物应具有一定的热稳定性，且具有可溶性或可熔性，其熔点或软化点应比允许使用温度高得多。 12、特种胶粘剂主要有哪几种类型？答：1）耐高温胶粘剂2）超低温胶粘剂3）导电胶粘剂4）导磁胶粘剂5）导热胶粘剂6）密封胶粘剂7）光敏胶粘剂 13、从组成上看，涂料一般包含哪几大部分？答：1）成膜物质，即是涂料中的主要物质，为高分子化合物，亦称涂料树脂，可分为天然高分子和合成高分子两大类。2）分散介质，即在涂料中起到溶解或分散成膜物质及颜（填）料的作用，以满足各种油漆施工工艺的要求，其用量在50%(V/V)左右。3）颜（填）料，即是涂料中的次要成膜物质，但它不能离开主要成膜物质（涂料树脂）而单独构成涂膜。颜料是一种不溶于成膜物质的有色矿物质或有机物质。4）各类涂料助剂。即助剂：在涂料中的用量很少，约10-3(w/w),但作用很大，以对涂料的生产过程、储存过程、施工过程以及对涂膜性能产生作用,不可或缺。 14、现代涂料助剂主要有几大类？简述之。答：1）对涂料生产过程发生作用的助剂，如消泡剂、润湿剂、分散剂、乳化剂等；2）对涂料储存过程发生作用的助剂，如防沉剂、稳定剂，防结皮剂等；3）对涂料施工过程起作用的助剂，如流平剂、消泡剂、催干剂、防流挂剂等；4）对涂膜性能产生作用的助剂，如增塑剂、消光剂、阻燃剂、防霉剂等。15、功能高分子材料主要有哪几类？举例。答：1）反应型功能高分子，如：高分子试剂、高分子催化剂、离子交换树脂、螯合树脂等；2）光敏高分子，如：光刻胶、光稳定剂、光导材料、光致变色材料、光电材料等；3）电磁功能高分子材料，如：导电及超导电高分子材料、压电和热电高分子材料、高分子驻极体、磁功能高分子材料等；4）吸附型高分子材料，如：高分子吸附性树脂、高分子絮凝剂和吸水性树脂等；5）膜型高分子材料，如：分离膜、缓释膜和其它半透膜高分子材料等。16、简述复合材料的特点。答：① 比强度、比模量大② 耐疲劳性能好，聚合物基复合材料中，纤维与基体的界面能阻止裂纹的扩展，破坏是逐渐发展的，破坏前有明显的预兆。③ 减震性好，复合材料中的基体界面具有吸震能力，因而振动阻尼高。
④ 耐烧蚀性能好，因其比热大、熔融热和气化热大，高温下能吸收大量热能，是良好的耐烧蚀材料。⑤ 工艺性好，制造制品的工艺简单，并且过载时安全性好。 17、构象与构型的区别是什么？答：①定义构型：指分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。是化学结构。构象：是指分子中的原子或原子团由于C－C单键内旋转而形成的空间排布(位置、形态)，是物理结构。②特点：构型是稳定的，要改变构型必须通过化学键的断裂或重组。构象是通过单键的内旋转实现的(热运动)，是不稳定的，具有统计性。由统计规律知道，大分子链蜷曲的几率最大，呈伸直链构象的几率最小。总结：在高分子链中，近邻原子上连有各个基团，因单键的内旋转而造成的空间排列－构象，与构型不同，它是随时间改变的；大多数的长链结构决定了它含有数目很大的构象数，这是造成高分子链有柔性，聚合物具有高弹性的根本原因。 18、高聚物结构复杂的原因是什么？答：①高分子的链式结构：高分子是由成千上万个（103―105 数量级）相当于小分子的结构单元组成的。②高分子链的柔顺性：高分子链中单键的内旋转，可以使主链弯曲而具有柔性。 ③高分子链之间的作用力很大，互相之间可以发生交联。④高分子凝聚态结构的复杂性：晶态、非晶态，球晶、串晶、单晶、伸直链晶等。其聚集态结构对高分子材料的物理性能有很重要的影响。⑤高分子材料中常有一些添加剂，使分子结构复杂化。 19、超高分子量聚乙烯有怎样的特殊性能？答：①耐磨性在已知塑料中名列第一，比PTFE高6倍，是碳钢的 10倍。
②极高的耐冲击性能，比POM高14倍，比ABS塑料高6倍。③自润滑性能良好，磨耗低。④耐低温性能优良，脆化温度在－80℃以下，甚至在低 于液氮温度下仍可保持高韧性。⑤耐化学腐蚀性极佳，被称为“塑料王”。⑥电绝缘性好，消音减震性能优良，抗粘结性能良好。 20、简述连锁聚合的特点。答：（1）聚合需要活性中心，如自由基、阳离子、阴离子等，因此有自由基聚合、阳离子聚合、阴离子聚合之分。（2）聚合过程由链引发、链增长、链终止等基元反应组成。（3）聚合过程中相对分子质量变化不大，体系始终由单体、高分子量聚合物和引发剂组成。没有分子量递增的产物。（4）单体转化率随时间增加。 21、自由基聚合主要分为几步？每步有什么特点？答：（1）链引发反应
特点：反应为两步、第一步为控制步骤 反应速率最小，是控制总聚合速率的关键。（2）链增长反应
特点：活化能低、形成聚合物及分子链结构（3）链终止反应
特点：链自由基消失，形成稳定的大分子的过程 总的来说，其反应特征是：慢引发，快增长，速终止。 22、高分子链的近程结构主要包括哪几部分？答：1）高分子的原子种类和排列，按原子的种类和排列不同可分为，碳链高分子，杂链高分子，元素有机高分子。2）高分子结构单元键接方式，即键接结构：是指结构单元在高分子链中的联结方式包括头―尾，头―头，尾―尾等方式；3）构型。即指分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。这种排列是稳定的，要改变构型必须经过化学键的断裂和重组，构型异构包括几何异构和旋光异构。4)支化与交联, 包括线型高分子，支化高分子，交联高分子，梯形和双螺旋形高分子，端基；5）共聚物的序列结构, 单体单元的排列顺序与结构，分为交替共聚物，无规共聚物，嵌段共聚物，接枝共聚物。 23、简述聚合物结晶过程的影响因素。答：1）分子链结构，聚合物的结晶能力与分子链结构密切相关，凡分子结构对称（如聚乙烯）、规整性好（如有规立构聚丙烯）、分子链相互作用强（如能产生氢键或带强极性基团，如聚酰胺等）的聚合物易结晶。分子链的结构还会影响结晶速度，一般分子链结构越简单、对称性越高、取代基空间位阻越小、立体规整性越好，结晶速度越快。（2）温度：温度对结晶速度的影响极大，有时温度相差甚微，但结晶速度常数可相差上千倍（3）应力：应力能使分子链沿外力方向有序排列，可提高结晶速度。(单位面积上的内力定义为应力)（4）分子量：对同一聚合物而言，分子量对结晶速度有显著影响。在相同条件下，一般分子量低结晶速度快，（5）杂质：杂质影响较复杂，有的可阻碍结晶的进行，有的则能加速结晶。能促进结晶的物质在结晶过程中往往起成核作用（晶核），称为成核剂。 24、顺丁橡胶都有哪些优点？答：1）高弹性 弹性最高2）滞后损失和生热小 使用寿命长3）低温性能好 玻璃化温度（-105℃）低，寒带地区使用。4）耐磨性能优异 适用需耐磨的轮胎、鞋底、鞋后跟等。5）耐屈挠性优异 耐动态裂口生成性能良好。6）填充性好 有利于降低胶料成本。7）混炼时抗破碎能力强 可延长混炼时间8）与其他弹性体的相容性好 与天然橡胶、丁苯橡胶及氯丁橡胶都 能互溶9）模内流动性好 制品缺胶情况少。10）吸水性低 小于天然橡胶和丁苯橡胶。 25、复合材料的组成主要包括哪几部分？答：1基体相，即聚合物基体可分为塑料和橡胶两种2增强相，即是聚合物基复合材料的骨架，它是决定聚合物材料强度和刚度的主要因素3界面相，即是聚合物基与增强材料间形成的第三相，是产生复合效果的主要因素 五、论述题 1、影响高分子链的柔顺性因素都有哪些？答：1主链的结构A 当主链中含C-O，C-N，Si-O键时，柔顺性好。这是因为O、N原子周围的原子比C原子少，内旋转的位阻小；而Si-O-Si的键角也大于C-C-C键，因而其内旋转位阻更小，即使在低温下也具有良好的柔顺性。B 主链含有芳杂环时，芳杂环不能内旋转，链柔性差当主链中含非共轭双键时，虽然双键本身不会内旋转，但却使相邻单键的非键合原子（带*原子）间距增大，使内旋转较容易，柔顺性增加C主链由共轭双键组成时，由于共轭双键因π电子云重叠不能内旋转，因而链柔顺性差，是刚性链。2取代基的结构A 侧基的极性越大，极性基团数目越多，相互作用越强，单键内旋转越困难，分子链柔顺性越差。B 非极性侧基的体积越大，内旋转位阻越大，柔顺性越差；如：C 对称性侧基，可使分子链间的距离增大，相互作用减弱，柔顺性大。侧基对称性越高，分子链柔顺性越好。D 链段之间是否存在氢键,能形成氢键的,高分子柔性差一些.&3&高分子链的长短.如果分子链较短，内旋转产生的构象数小，刚性大。如 果分子链较长，主链所含的单键数目多，因内旋转而产生的 构象数目多，柔顺性好。但链长超过一定值后，分子链的构 象服从统计规律，链长对柔顺性的影响不大。 4分子间作用力分子间作用力增大，则柔顺性减小5支化和交联支链长，则阻碍链的内旋转，柔顺性下降交联结构，当交联度不大时（含硫2－3％的橡胶）对链的柔顺性影响不大，但是交联度达到一定程度（如含硫30%以上）则大大影响链的柔顺性。 6分子链的规整性分子链越规整，结晶能力越强，高分子一旦结晶，链的柔顺性就表现不出来，聚合物呈现刚性。例如，聚乙烯的分子链是柔顺的，但由于结构规整，很容易结晶，所以聚合物具有塑料的性质7外界因素的影响温度：是影响高分子链柔顺性最重要的外因之一。温度升高，分子热运动能量增加，内旋转容易，构象数增加，柔顺性增加。外力：在外界条件影响下，如外力作用下，高分子链从一种平衡态构象向另一种平衡态构象转变的难易程度称为动态柔顺性。因而外力作用影响的是高分子链的动态柔顺性。当外力作用速度缓慢时，柔性容易显示；外力作用速度快，高分子链来不及通过内旋转而改变构象，柔性无法体现出来，分子链显得僵硬2、举例详细叙述涂料都有哪些作用？答：涂料的作用一般包括三个方面：（1）保护作用。涂料可以在物体表面形成一层保护膜，保护各种制品免受大气、雨水及各种化学介质的侵蚀，延长其使用寿命，减少损失。例如，在水冷器防腐蚀上，与阴极保护配合，在金属镀层表面涂漆，减缓腐蚀作用（2）装饰作用。由颜（填）料及成膜物质提供，其它组分协助。当然，颜料除了使涂膜呈现鲜艳多彩的颜色外，还具有其它作用，如提供一定的机械强度、化学稳定性以强化保护作用；成膜物质使涂饰物表面光泽发生变化，丰满度提高，提高质感，提高了装饰效果。例如酚醛漆，干燥快，漆膜光亮坚硬，耐水性和耐化学腐蚀性好，用在建筑上有好的装饰作用。（3）其它作用。保护和装饰性是涂料的基本功能，此外涂膜还可以提供防静电、导电、绝缘、耐高温、隔热、阻燃、防霉、杀菌、防海洋生物附着、热至变色、光至变色等作用。例如以环氧树脂为基料，添加导电物质，填料，颜料及助剂，制成防静电地坪涂料 3、详细叙述橡胶材料都有哪些特点。答：1）高弹性：弹性模量低，伸长变形长，有可恢复的变形，并能在很宽的温度（-50――150）范围内保持弹性。2）粘弹性：橡胶材料的产生形变和恢复形变是受温度和时间的影响，表现有明显的应力松弛和蠕变现象，在震动或者交变应力作用下，产生滞后损失。3）电绝缘性：橡胶和塑料一样是电绝缘材料。4）有老化现象：如金属腐蚀，木材腐蚀，岩石风化一样，橡胶也会因为环境条件的变化而产生老化现象，使性能变坏，寿命下降。5）必须进行硫化才能使用，热塑性弹性体除外。包含各类专业文献、幼儿教育、小学教育、生活休闲娱乐、专业论文、中学教育、各类资格考试、高分子材料基础复习题答案14等内容。　
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D（1）A是天然橡胶的主要成分，易老化，A中含有的官能团的名称是______．（2）B的单体是苯酚和______，这两种单体在碱催化下，可得到网状高分子化合物，俗称电木，是（填“热塑性”或“热固性”）______塑料．（3）C与NaOH溶液在一定条件下反应，生成高吸水性树脂，该树脂的结构简式是______．（4）D是合成纤维中目前产量第一的聚酯纤维--涤纶，可由两种单体在一定条件下合成，该合成反应的化学方程式是______．
（1）碳碳双键易被氧化，所以天然橡胶易老化，官能团为碳碳双键，故答案为：碳碳双键；（2）由B的结构可知，苯酚和HCHO发生缩聚反应生成B，网状高分子化合物，具有热固性，故答案为：热固性；（3）与NaOH溶液在一定条件下反应，生成高吸水性树脂，发生的是酯的水解反应，生成该树脂为，故答案为：；（4）由D的结构可知，对苯二甲酸与乙二醇发生缩聚反应可生成D，则单体为对苯二甲酸和乙二醇，反应方程式：，故答案为：．
本题考点：
常用合成高分子材料的化学成分及其性能；聚合反应与酯化反应．
问题解析：
（1）碳碳双键易被氧化；（2）由B的结构可知，苯酚和HCHO发生缩聚反应生成B，网状高分子化合物，具有热固性；（3）C与NaOH溶液在一定条件下反应，生成高吸水性树脂，发生的是水解反应；（4）由D的结构可知，对苯二甲酸与乙二醇发生缩聚反应可生成D，以此来解答．1、功能高分子材料 的详细叙述_百度知道
1、功能高分子材料 的详细叙述
1、功能高分子材料
（1）功能高分子材料的概念
既有传统高分子材料的机械性能，又有某些特殊功能的高分子材料。
（2）高分子分离膜的特点和应用
高分子分离膜是用具有特殊分离功能的高分子材料制成的薄膜。它的特点是能够让某些物质有选择地通过，而把另外一些物质分离掉。
膜分离的基本原理是利用天然或人工合成的、具有选择透过性的薄膜，以外界能量或化学势差为推动力，对双组分或多组分体系进行分离、分级、提纯或富集。分离膜多数是固体（目前大部分膜材料是有机高分子），也可以是液体。它们共同之点是：必须对被其分离的体系具有选择性透过的能力。
膜分离技术目前已广泛用在各个工业领域，并已使海水淡化、烧碱生产、乳品加工等多种传统的生产面貌发生了根本性的变化。据统计，1990年世界膜及装置的市场总销售量达72.94亿美元，是1980年的5.5倍。膜分离技术已经形成了一个相当规模的工业技术体系。
（3）医用高分子材料
①医用高分子概况
生物医学高分子简称医用高分子，是一类令人瞩目的功能高分子材料。它已渗入到医学和生命科学的各个部门并应用于临床的诊断与治疗。
②医用高分子材料的性能
特别是直接与体液接触的或可植入体内的所谓“生物材料”，它们必须无毒，有良好的生物相容性和稳定性，有足够的机械强度，而且易于加工、消毒。
③医用高分子材料的分类及用途
生物高分子材料可以粗略地分为三大类：软性即橡胶状聚合物，半结晶聚合物和其他有关聚合物（见表）。医用硅橡胶是最早也是最成功的商品化医用高分子材料之一。
除一般的结构材料外，一些高分子材料还具有光电磁等性能。例如在制造集成电路时高分子感光材料在光刻过程中被大量使用。导电高分子材料和有机半导体打开了单分子电路的大门。有机发光半导体材料为显示器件打开了一个大幅度降低成本的大门。高分子压电材料则为力与电的转换提供了新的途径。高分子热电材料则提供了新的热电转换途径。高分子发光二极管高分子发光二极管(Polymer Light-emitting diode)是有机发光二极管(OLED)的一种。高分子发光二极管同小分子有机发光二极管相比具有造价更低，加工更简单的优点。液晶显示材料高分子液晶材料具有普通液晶材料的光学特性，但是由于转变速度比较慢，因此通常用于对显示转变速度要求不高的场合。光阻(photoresist)光阻是在积体电路生产过程中把掩膜上的图形转移到硅片或者其他基底上使用的高分子材料。大部分在积体电路中应用的光阻对紫外线敏感。光阻有正型光阻和负型光阻两种。正型光阻在受到紫外光UV照射后会分解,因此可以溶解于显影剂中.而负型光阻在受到紫外光照射后则会交联,因此照光的地方会硬化,无法溶解于显影剂中.低介电常数材料低介电常数材料（low-K 材料）是当前半导体行业研究的热门话题。通过降低积体电路中使用的介电材料的介电常数，可以降低积体电路的漏电电流，降低导线之间的电容效应，降低集成电路发热等等。低介电常数材料的研究是同高分子材料密切相关的。传统半导体使用二氧化硅作为介电材料，二氧化硅的介电常数约为4。真空的介电常数为1，干燥空气的介电常数接近于1。SiLKSiLK是Dow Chemical开发的一种低介电常数材料，目前广泛用于集成电路生产。目前已知SiLK是一种高分子材料，但是具体结构仍然是秘密。SiLK的介电常数为2.6。目前已知SiLK是一种芳香族热固性材料，含不饱和键，不含氟，不含氧和氮。SiLK以寡聚物溶液的形式提供，通过甩胶到硅片上后在氮气下加热到320摄氏度去除溶剂并初步交联。最终需要在400摄氏度以上保温来完成交联。纯高分子导电高分子材料纯高分子导电高分子材料通过π键电子的运动导电。主要包括聚乙炔类导电高分子材料，聚噻吩类导电高分子材料，聚吡咯类导电高分子材料，聚苯胺类导电高分子材料以及Poly (arylene vinylene)类导电高分子材料。纯高分子导电高分子材料可以用于金属防腐涂层，储能元件，探测器，电化学器件，非线性光学，电磁屏蔽等应用。Porous SiLK与Porous MSQ通过在SiLK中添加纳米级空洞可以进一步降低介电常数。目前Porous SiLK的介电常数为2.2。MSQ是methylsilsesquioxane的缩写，这是一种硅基高分子材料，通过在MSQ中添加纳米级空洞，Porous MSQ的介电常数可以达到2.2-2.5。纳米级空洞通常是通过合成嵌段共聚物的办法来实现的。
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