《高分子科学概论》习题及参考答案

1《高分子科学概论》习题及参考答案聚合物结构与性能的基本理论1、高分子链有哪三种不同的几何形态？分别各举一例线型（HDPE）、支链型（LDPE）和交联型（硫化橡胶、固化的环氧树脂）。2、比较高分子与小分子在相对分子质量及其分布上的差异小分子的相对分子质量一般在1000以下，高分子的相对分子质量一般在104~106；小分子有确定的相对分子质量，高分子的相对分子质量具有多分散性，是由一系列相对分子质量不等的同系物组成的混合物，通常用平均相对分子质量和分散系数来表示。3、什么是聚集态结构？按有序性不同，高分子的聚集态结构主要分为哪三种？典型的结晶性（或非结晶性）聚合物有哪些（至少6例）？什么是高分子合金？高分子链与链之间的排列或堆砌结构。按有序性不同，高分子的聚集态结构主要分为晶态、非晶态和取向态。典型的结晶性聚合物有：聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚甲醛、尼龙6、尼龙66、聚四氟乙烯等。由两种或两种以上聚合物混合在一起得到的多组分聚合物体系，称共混聚合物，又称“高分子合金”。4、聚合物的主要性能包括哪些方面的性能？（至少六种）表征聚合物力学性能和电学的指标主要有哪些？力学性能、电性能、热性能、耐化学介质性、耐老化性、加工性能、溶液性质、燃烧性质等。表征力学性能的指标主要有：拉伸强度、断裂伸长率、弹性模量、硬度、冲击强度等。表征电学性能的指标主要有：介电常数、介电损耗、介电强度、表面电阻、体积电阻率。5、什么是玻璃化（转变）温度？什么是熔融指数？玻璃化温度：是非晶态聚合物的玻璃态与高弹态之间的热转变温度，是链段运动状态由冻结到解冻的转变温度。室温下用作塑料的聚合物，其玻璃化温度高于室温；玻璃化温度是塑料使用的上限温度。室温下用作橡胶的聚合物，其玻璃化温度低于室温，玻璃化温度是其使用的下限温度。熔融指数：在一定温度下，熔融状态的聚合物在一定负荷下，十分钟内从规定直径和长度的标准毛细管中流出的重量（克数），单位g/10min。6、线型聚合物溶解过程的两个阶段是什么？聚合物溶剂的选择原则有哪些？线型聚合物溶解过程的两个阶段是：溶胀、溶解。相似相溶与极性相近原则；溶剂化原则；溶度参数相近原则；选择聚合物的溶剂时，除了使用单一溶剂外，还可以使用混合溶剂。7、什么是聚电介质？它有哪些重要应用？在侧链中有许多可电离的离子性基团的高分子称为聚电解质。絮凝剂、吸水性树脂、增稠剂、分散剂、泥浆处理剂等。聚合物合成技术的基本知识8、聚合物的生产过程，通常包括哪几个部分？原料准备（单体精制、催化剂配制）、聚合、分离、回收（单体、溶剂）、后处理（干燥、造粒）。29、逐步缩聚反应的实施方法有哪四种？在聚合物合成工业上有哪些实际应用？熔融缩聚：PET、PBT；溶液缩聚：强碱催化的水溶性酚醛树脂、脲醛树脂、水溶性三聚氰胺甲醛树脂（纸张处理剂）；界面缩聚：PC；固相缩聚：PET、PBT、PA通过固相缩聚提高相对分子质量。10、影响缩聚物相对分子质量的主要因素和控制措施有哪些？官能团反应程度、平衡常数、缩聚终点真空度、聚合温度、官能团投料比（含添加少量单官能团物质）。11、自由基聚合的引发剂分为哪三类？偶氮化合物类，如偶氮二异丁腈；过氧化物类，如过硫酸钾、双氧水、过氧化二苯甲酰等；氧化还原引发体系，如双氧水-硫酸亚铁、过硫酸钾-亚铁盐、过氧化环己酮-环烷酸钴。12、控制自由基聚合产物聚合度的主要措施是什么？控制聚氯乙烯树脂相对分子质量的主要措施是什么？温度、引发剂用量、单体浓度、相对分子质量调节剂用量。控制聚氯乙烯树脂相对分子质量的主要措施是聚合温度。13、控制自由基聚合共聚物组成的主要措施有哪些？控制转化率的一次投料法、恒比点附近投料、补加活泼单体法。14、各举一例说明阴、阳离子聚合在聚合物合成工业上的应用？阴离子聚合：SBS、甲醛为原料合成聚甲醛、碱催化己内酰胺合成尼龙6、KOH催化有机硅聚合物、低顺式顺丁橡胶（制HIPS）、环氧乙烷开环合成聚醚阳离子聚合：聚异丁烯、丁基橡胶（异丁烯与异戊二烯共聚物）、三聚甲醛为原料生产聚甲醛、氯化聚醚。15、自由基聚合反应的四种实施方法是什么？各举一例说明其在聚合物合成工业中的应用。本体聚合：有机玻璃；溶液聚合：聚丙烯腈；悬浮聚合：聚氯乙烯；乳液聚合：丁苯橡胶。16、配位聚合最常用的催化剂的类型和化学组成是什么？配位聚合在聚合物合成工业上有何应用（举两例）？Ziegler-Natta型引发剂。主催化剂为Ⅳ~Ⅷ族过渡金属化合物，如TiCl4；助催化剂为Ⅰ~Ⅲ族金属有机化合物，如AlR3。应用：高密度聚乙烯、等规聚丙烯、顺式1,4-聚丁二烯。17、工业上，利用聚合物的化学反应制备的聚合物有哪些（至少四例）？纤维素的化学改性（硝化纤维、醋酸纤维）、聚醋酸乙烯酯醇解制聚乙烯醇、聚乙烯醇与甲醛缩合生产聚乙烯醇缩甲醛。聚乙烯氯化制氯化聚乙烯、聚氯乙烯氯化制氯化聚氯乙烯。SBS加氢制SEBS，聚苯乙烯磺化制阳离子交换树脂，聚苯乙烯氯甲基化制阴离子交换树脂。低顺式1,4-聚丁二烯在苯乙烯中进行溶液接枝聚合生产HIPS。聚乙烯交联制交联聚乙烯、橡胶硫化制硫化橡胶等。聚合物与添加剂的基本知识18、什么是热塑性塑料和热固性塑料？热塑性塑料：在特定的温度范围内，能反复加热软化、冷却硬化的塑料。热固性塑料：在特定温度下，通过加热或添加固化剂等方法，在加工过程中，发生交联反应而转变体型结构的塑料。19、热塑性通用塑料和工程塑料各有哪些主要品种？热固性树脂的主要品种有哪些？通用塑料：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等；工程塑料：热塑性聚酯、聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯醚等；3热固性树脂：酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂、不饱和聚酯。20、写出ABS树脂的结构简式，简述ABS的化学组成及各组分对性能的贡献(CH2-CHC6H5)x(CH2-CH=CH-CH2)y(CH2-CHCN)z；丙烯腈单元赋予高强高；苯乙烯单元改善加工流动性能；丁二烯单元赋予良好的冲击强度。21、有机硅聚合物的结构特征是什么？有哪些优异的性能？主链为硅-氧键，侧基含有机基团。弹性、耐热、耐寒性、电绝缘性、耐候性、耐臭氧性。22、“水立方”是我国首个标志性膜结构建筑，其材质的中文名称和英文缩写是什么？理论上，该膜材料应具备哪些性能？ETFE是乙烯和四氟乙烯的共聚物。力学性能：轻质高强，抗拉强度高、韧性好、不易蠕变、耐穿刺等；热性能：耐高低温，低温不易脆裂，高温下不变软、不发粘。在较宽的温度范围内，保护良好的力学性能；优良的保温、隔热性能；耐老化性能：耐热氧、紫外光老化，不易降解和变色；耐化学介质性：耐酸、碱、盐溶液或气体的腐蚀，耐有机溶剂。光学性能：透明；阻燃性：不易燃烧，具有自熄性，燃烧时无熔融滴落，无有害气体放出。安全与环保：无毒，易回收再利用；表面性能：表面呈惰性，不易粘污，具有自洁性；成型加工性能：熔体流动性好，易加工，可镀、可粘接等。23、合成橡胶的主要品种有哪些（至少六种）？什么是热塑性弹性体？丁苯、丁腈、氯丁、丁基、顺丁、乙丙、丙烯酸酯橡胶、聚氨酯、硅橡胶。热塑性弹性体（TPE）：指在室温下具有橡胶弹性、高温下又能像热塑性塑料那样熔融流动的一类材料。24、为何大多数橡胶制品为黑色？炭黑，是大多数合成橡胶有效的补强剂。因此，添加炭黑有助于提高制品的强度。不饱和橡胶的硫化胶分子链上带有一定数量的双键，光稳定性差，添加炭黑能提高制品的光稳定性。25、高分子材料配方中使用的添加剂主要有哪些类？（至少八类）增塑剂、热稳定剂、光稳定剂、抗氧剂、阻燃剂、润滑剂、着色剂、填充剂、增强剂。26、什么是PVDC？其性能上最突出的优点、缺点和最主要的应用分别是什么？聚偏二氯乙烯。优点：阻隔性能；缺点：热稳定性差；主要用作肉食制品包装材料。高分子材料成型技术的基本知识27、高分子材料主要的成型方法有哪些？（至少六种）挤出、注射、压延、流延、中空吹塑、热成型、模压、层压。28、采用挤出成型方法，可以加工哪些类型的制品？具有恒定截面积的连续型材，如管、棒、丝、板、薄膜、电线电缆和涂层制品等。P20829、橡胶制品的生产过程，一般由哪四个步骤组成？素炼、混炼、成型、硫化。30、化学纤维的纺丝方法主要有哪两种？溶液纺丝、熔融纺丝。