高分子科學(xué)導(dǎo)論參考答案

第一章緒論1?在酯化反應(yīng)中丙三醇、乳酸、均苯四甲酸二酐中分別有.CH2-CH-CH2OHCH(CH3)C00HOHOHOH答：3個(gè)、2個(gè)、4個(gè)2.交聯(lián)聚合物具有什么樣的特性？答：線型或支鏈型高分子鏈間以共價(jià)鍵連接成網(wǎng)狀或體形高分子的過(guò)程稱為交聯(lián)。線型聚合物經(jīng)適度交聯(lián)后，其力學(xué)強(qiáng)度、彈性、尺寸穩(wěn)定性、耐溶劑性等均有改善。交聯(lián)聚合物通常沒(méi)有熔點(diǎn)也不能溶于溶劑，即具有不熔不溶的特點(diǎn)。3.分子量為10000的線形聚乙烯（CH2-CH2）、聚丙烯（CH2-CHCH3）、聚氯乙烯（CH2-CHCI）、聚苯乙烯（CH2-CHC6H5）的聚合度Dp分別為多少？聚乙烯：357，聚丙烯：238，聚氯乙烯：160，聚苯乙烯： 964.下列那些聚合物是熱塑性的：硫化橡膠，尼龍、酚醛樹(shù)脂，聚氯乙烯，聚苯乙烯?答：尼龍，聚氯乙烯，聚苯乙烯。PBS是丁二醇與丁二酸的縮聚產(chǎn)物，其可能的端基結(jié)構(gòu)是什么？羥基和羧基，即： H0-（…J-OH,HOOC-（…J-COOH,PVA（聚乙烯醇）的結(jié)構(gòu)式如下所示，請(qǐng)按標(biāo)準(zhǔn)命名法加以命名。H0-(…J-COOHOH談?wù)勛约簩?duì)高分子的認(rèn)識(shí)主觀題（略）第二章高分子合成與化學(xué)反應(yīng)端基分別為酰氯（-COCI）和羥基（-0H）的單體可以發(fā)生縮聚反應(yīng)生成聚酯，這個(gè)反應(yīng)放出的小分子副產(chǎn)物是什么？答：氯化氫連鎖聚合中包含哪些基元反應(yīng)?答：包括鏈引發(fā)，鏈增長(zhǎng)，鏈終止等基元反應(yīng)，此外還有鏈轉(zhuǎn)移基元反應(yīng)。連鎖聚合需要活性中心，活性中心可以是自由基 “freeradical、陽(yáng)離子“cation或陰離子“anion,”因此又可分為自由基聚合、陽(yáng)離子聚合和陰離子聚合。以自由基聚合為例:鏈引發(fā)(chaininitiation)：鏈增長(zhǎng)(chainpropagation)ItR*R*+MtRM*“anion,”因此又可分為自由基聚合、陽(yáng)離子聚合和陰離子聚合。以自由基聚合為例:鏈引發(fā)(chaininitiation)：鏈增長(zhǎng)(chainpropagation)ItR*R*+MtRM*RM*+MtRM2*RM2*+MtRM3*鏈終止(chaintermination):RM(n-1)*+MtRMn*RMn*t死聚合物3.偶合終止與歧化終止的聚合產(chǎn)物在分子量上有什么區(qū)別？答:偶合終止:大分子的聚合度為鏈自由基重復(fù)單元數(shù)的兩倍。歧化終止:大分子的聚合度與鏈自由基的單元數(shù)相同。4.從纖維素制備醋酸纖維素,產(chǎn)物的分子量和聚合度與原料相比有什么樣的變化趨勢(shì)？答:Cellulose（纖維素）tCelluloseacetate（醋酸纖維素）:分子量增大,聚合度基本不變。5.A和B是兩種內(nèi)酯單體,如果采用羥基化合物為引發(fā)劑開(kāi)環(huán)聚合可以制備端基為羥基的聚合產(chǎn)物?，F(xiàn)需要制備兩端為A鏈段,中間為B鏈段的嵌段共聚物,也稱為ABA型三嵌段共聚物,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一條合成路線來(lái)制備這種共聚物。答:合成路線有多種,例如:a)以雙羥基化合物為引發(fā)劑引發(fā)預(yù)聚物為大分子引發(fā)劑引發(fā)B單體聚合得到雙端羥基的B預(yù)聚物,再以B單體聚合得到ABA型三嵌段共聚物；b)先以單羥基化合為引發(fā)劑引發(fā)得到A888888888B二嵌段預(yù)聚物,單體聚合,再以A預(yù)聚物引發(fā)B單體聚合最后以AB二嵌段預(yù)聚物引發(fā)A單體聚合得到三嵌段共聚物；c)分別合成含有不同端基官能團(tuán)的應(yīng)制備得到共聚物。c)分別合成含有不同端基官能團(tuán)的應(yīng)制備得到共聚物。A、B預(yù)聚物,再通過(guò)活性官能團(tuán)的偶聯(lián)反簡(jiǎn)要分析老化與降解之間的關(guān)系。答:聚合度變小的化學(xué)反應(yīng)總稱為降解反應(yīng),包括解聚和無(wú)規(guī)斷鏈。老化是指聚合物在使用過(guò)程中受到各種物理化學(xué)因素的影響而造成物理性能的下降。老化過(guò)程中的主要反應(yīng)是降解,但有時(shí)一些分子量增加的反應(yīng)也會(huì)造成材料性能的不利變化,例如一些氧化和交聯(lián)反應(yīng)等,因此這些反應(yīng)也歸屬于老化反應(yīng)。研究高分子的降解與回收具有什么樣的意義？主觀題，答題要點(diǎn)如下：一般來(lái)說(shuō)，聚合物的降解都將使得其性能下降，所以在大多數(shù)的場(chǎng)合下，特別是加工和使用過(guò)程中都需要研究聚合物的降解機(jī)理從而抑制聚合物性能的下降。P-高分子材料使用量巨大，已經(jīng)成為人類社會(huì)最重要的材料。但是，高分子材料的化學(xué)穩(wěn)定性使其消費(fèi)產(chǎn)物對(duì)環(huán)境造成了巨大的壓力。與此同時(shí)，高分子材料巨大的使用量還消耗了大量不可再生的化石能源，在一定程度上對(duì)全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成了重要影響。傳統(tǒng)高分子的回收處理方法包括填埋、焚燒和物理回收再生等方法，這些常規(guī)方法通常具有非常大的缺陷，仍然存在嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，因此迫切需要研究開(kāi)發(fā)高分子可循環(huán)利用的綠色方法，從而滿足環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的需要。降解和解聚反應(yīng)是高分子分子量降低的反應(yīng)，通過(guò)降解與解聚反應(yīng)可以將難回收的高分子材料轉(zhuǎn)化為低分子量的化合物，從而加以回收利用。因此，研究高分子的降解與回收問(wèn)題，開(kāi)發(fā)新型高分子降解與回收技術(shù)對(duì)于節(jié)約能源和環(huán)境保護(hù)就顯得非常必要與重要。簡(jiǎn)要敘述高分子合成與分子設(shè)計(jì)的原則。高分子的合成和分子設(shè)計(jì)應(yīng)從兩個(gè)方面來(lái)討論：a)高分子的性能要求：包括產(chǎn)品的使用要求、環(huán)境要求、回收要求等(如在何種領(lǐng)域使用、需要滿足何種性能需求、使用的環(huán)境條件如何、使用期限如何、使用后如何處理)，結(jié)合高分子結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系，設(shè)計(jì)合成聚合物的分子結(jié)構(gòu)和聚集態(tài)結(jié)構(gòu)；b)合成方法的可行性：包括原料、合成方法、產(chǎn)品的后處理方法等要符合經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)保等要求；高分子分子設(shè)計(jì)主要包括支化、交聯(lián)、共聚(無(wú)規(guī)共聚、交替共聚、嵌段共聚、接枝共聚)等，這些方法使聚合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)或分子鏈空間結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變，不僅改變了聚合物的化學(xué)性能，還直接對(duì)宏觀的物理性能，如玻璃化溫度、熔點(diǎn)、結(jié)晶性能、光學(xué)性能、電磁性能等等產(chǎn)生重要的影響。第三章高分子結(jié)構(gòu)與性能聚乙烯的齊聚物(聚合度低于 10)是什么狀態(tài)的物質(zhì)？答：飽和直鏈烷烴，根據(jù)C原子數(shù)目的不同可以為氣態(tài)和液態(tài)。2. 高分子的構(gòu)造(constitution)、構(gòu)型(configuration)、構(gòu)象(conformation)分另U具有什么含義？答：構(gòu)造“constitution即是”指聚合物分子鏈中原子的種類和排列，取代基和端基種類，單體單元排列順序，支鏈類型和長(zhǎng)度等本身的化學(xué)結(jié)構(gòu)信息。構(gòu)型“configuration是”指分子鏈中由化學(xué)鍵所固定的原子在空間的幾何排列。這種排列是化學(xué)穩(wěn)定的，要改變分子的構(gòu)型必須經(jīng)過(guò)化學(xué)鍵的斷裂和重建。構(gòu)象“conformation是”指分子鏈中由單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)所形成的原子(或基團(tuán))在空間的幾何排列圖像。高分子的結(jié)晶具有什么特點(diǎn)，與小分子相比有何異同？答：聚合物的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)是指高分子鏈之間的排列和堆砌結(jié)構(gòu)， 也稱為超分子結(jié)構(gòu)， 是決定聚合物本體性質(zhì)的主要因素。 其中，結(jié)晶態(tài)與非晶態(tài)是聚合物最常見(jiàn)也是重要的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)。高分子與小分子結(jié)晶都是分子的有序排列過(guò)程，同樣需要經(jīng)歷晶核的形成( nucleation)和晶體生長(zhǎng)(growth)的過(guò)程。兩者的不同之處在于：高分子常見(jiàn)的結(jié)晶形態(tài)為圓球狀晶體，稱為球晶”(spherulite)。一方面，由于高分子的分子量大，分子鏈長(zhǎng)，分子鏈間的相互作用大，導(dǎo)致高分子鏈的運(yùn)動(dòng)比小分子困難， 尤其是對(duì)剛性分子鏈或帶龐大側(cè)基的、空間位阻大的分子鏈，所以，高分子的結(jié)晶速度一般比小分子慢；另一方面，由于高分子分子鏈結(jié)構(gòu)和分子量的不均一性， 以及在結(jié)晶過(guò)程中由于高分子鏈的運(yùn)動(dòng)松馳時(shí)間長(zhǎng)，分子鏈的遷移速度慢， 使得高分子很難形成結(jié)構(gòu)完整的晶體， 也很難得到完全結(jié)晶的高分子材料，高分子材料一般以結(jié)晶部分與無(wú)定形部分共存的狀態(tài)存在。研究高分子結(jié)晶性能的常用方法包括：偏光顯微鏡( Polarizingmicroscope,POM)、X射線衍射(X-Raydiffraction,XRD)、差示量熱掃描(DifferentialScanningCalorimeter,DSC)等。以下高分子哪些具有順序異構(gòu)體，哪些具有立構(gòu)異構(gòu)體？聚乙烯( CH2-CH2)、聚丙烯(CH2-CHCH3)、聚苯乙烯(CH2-CHPh)、聚氯乙烯(CH2-CHCl)、聚偏氯乙烯(CH2-CCl2)、聚四氟乙烯(CF2-CF2)°答：順序異構(gòu)：聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚偏氯乙烯立體異構(gòu)：聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯高分子的力學(xué)三態(tài)是什么？在不同狀態(tài)下的高分子具有什么樣的特性。答:玻璃態(tài)(glassstate)、高彈態(tài)(rubberystate或highelasticstate)、粘流態(tài)(viscousstate)玻璃態(tài)下聚合物鏈段運(yùn)動(dòng)被凍結(jié)，只有局部運(yùn)動(dòng)，因此聚合物在外力作用下的形變小，具有虎克彈性行為：形變?cè)谒查g完成，當(dāng)外力除去后，形變又立即恢復(fù)，表現(xiàn)為質(zhì)硬而脆，與無(wú)機(jī)玻璃相似；高彈態(tài)下鏈段運(yùn)動(dòng)得以充分發(fā)展，形變發(fā)生突變，這時(shí)即使在較小的外力作用下，也能迅速產(chǎn)生很大的形變，并且當(dāng)外力除去后，形變又可逐漸恢復(fù)；粘流態(tài)下聚合物鏈段運(yùn)動(dòng)劇烈，導(dǎo)致整個(gè)分子鏈質(zhì)量中心發(fā)生相對(duì)位移，聚合物完全變?yōu)檎承粤黧w，其形變不可逆。高分子的溶解過(guò)程有什么樣的特點(diǎn)？影響高分子溶解性能的主要因素有哪些？答：聚合物的溶解是一個(gè)緩慢過(guò)程，包括兩個(gè)階段。首先是溶脹 “swelling，”由于聚合物鏈與溶劑分子大小相差懸殊，溶劑分子向聚合物滲透快，而聚合物分子向溶劑擴(kuò)散慢，結(jié)果溶劑分子向聚合物分子鏈間的空隙滲入，使之體積脹大，但整個(gè)分子鏈還不能做擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，因而無(wú)法完全溶解；當(dāng)溶脹過(guò)程達(dá)到一定程度后，隨著溶劑分子的不斷滲入，聚合物分子鏈間的空隙增大，加之滲入的溶劑分子還能使高分子鏈溶劑化，從而削弱了高分子鏈間的相互作用，使鏈段運(yùn)動(dòng)性不斷增加，直至脫離其他鏈段的相互作用，轉(zhuǎn)入溶解“dissolution?！焙?jiǎn)要敘述粘流溫度Tf、熔點(diǎn)Tm、熱分解溫度Td之間的大小關(guān)系對(duì)聚合物熔融加工的影響。答：由于晶區(qū)限制了形變，因此在晶區(qū)熔融之前，聚合物整體表現(xiàn)不出高彈態(tài)。能否觀察到高彈態(tài)取決于非晶區(qū)的Tf是否大于晶區(qū)的Tm。若Tm>Tf，則當(dāng)晶區(qū)熔融后，非晶區(qū)已進(jìn)入粘流態(tài)，不呈現(xiàn)高彈態(tài)；若Tm<Tf，晶區(qū)熔融后，聚合物處于非晶區(qū)的高彈態(tài)，只有當(dāng)溫度>Tf時(shí)才進(jìn)入粘流態(tài)。如果Td>Tm或Tf中較高者，則聚合物可以進(jìn)行正常的熱塑性加工；反之，聚合物在進(jìn)入粘流態(tài)之前已發(fā)生熱分解，則無(wú)法直接進(jìn)行熱塑性加工。第四章高分子的分析與表征為什么要對(duì)高分子進(jìn)行表征與分析？主觀題，答題要點(diǎn)：對(duì)高分子進(jìn)行表征與分析是可以對(duì)高分子的分子結(jié)構(gòu)與性能加以詳細(xì)了解，從而指導(dǎo)高分子的合成、使用與回收處理。如何理解平均分子量的概念，高分子的分子量對(duì)性能有何重要影響？答：高分子不是由單一分子量的化合物所組成，即使是一種“純粹”的高分子，也是由化學(xué)組成相同、分子量不等、結(jié)構(gòu)不同的同系聚合物的混合物所組成。這種高分子的分子量不均一的特性，就稱為分子量的多分散性。因此一般測(cè)得的高分子的分子量都是平均分子量，聚合物的平均分子量相同，但分散性不一定相同。高分子的平均分子量包括數(shù)均分子量、重均分子量、Z均分子量和年均分子量。一般來(lái)說(shuō)：Mz>Mw>Mv>Mn，Mv略低于Mw2） Mn靠近聚合物中低分子量的部分，即低分子量部分對(duì) Mn影響較大3） Mw靠近聚合物中高分子量的部分，即高分子量部分對(duì) Mw影響較大4）一般用Mw來(lái)表征聚合物比Mn更恰當(dāng)，因?yàn)榫酆衔锏男阅苋鐝?qiáng)度、熔體粘度更多地依賴于樣品中較大的分子。單獨(dú)一種平均分子量不足以表征聚合物的性能，還需要了解分子量多分散性的程度，分子量分布通常以分子量分布指數(shù)表示：即重均分子量與數(shù)均分子量的比值，Mw/Mn。平均分子量與分子量分布對(duì)高分子材料性能有重要影響。高聚物的分子量只有達(dá)到某數(shù)值后，才能表現(xiàn)出一定的物理性能。但當(dāng)大到某程度后，分子量再增加，除其它性能繼續(xù)再增加外，機(jī)械強(qiáng)度變化不大。由于隨著分子量的增加，聚合物分子間的作用力也相應(yīng)增加，使聚合物高溫流動(dòng)粘度也增加，這給加工成型帶來(lái)一定的困難。因此，聚合物的分子量大小，應(yīng)兼顧使用和加工兩方面的要求。不同用途的聚合物應(yīng)有其合適的分子量分布。下圖為聚乳酸的紅外譜圖和結(jié)構(gòu)式，試分析主要吸收的歸屬。答：2900cm-1為-CH3吸收峰，1735cm-1為酯基中羰基吸收峰，1000cm-1?1300cm-1內(nèi)的兩個(gè)吸收峰為-C-O-C-吸收峰。測(cè)定高分子分子量的常用方法有哪些？每種方法所測(cè)定得到的分子量分別是什么？其中那種方法可以測(cè)定分子量分布？答：常用方法包括：粘度法Intrinsicviscosity（粘均分子量），光散射法LALLS（重均分子量），凝膠滲透色譜 GPC（重均、數(shù)均分子量與分子量分布）。此外還有冰點(diǎn)降低法、沸點(diǎn)升高法、滲透壓法、蒸汽壓滲透法（均為數(shù)均分子量）和飛行時(shí)間質(zhì)譜、體積排斥色譜（可同時(shí)得到重均與數(shù)均分子量及分子量分布）。使用Mark-Houwink方程計(jì)算高分子粘均分子量時(shí)常數(shù)K和a受什么條件的影響？答：受溶劑性質(zhì)及高分子本身構(gòu)象的影響，溶劑不同、測(cè)試溫度不同， K值及a值就不同。通過(guò)核磁分析，可以得到高分子哪些方面的信息？答：用核磁可以確定高分子中化學(xué)基團(tuán)的種類和數(shù)目，還可以測(cè)定分子量、端基分析、了解結(jié)構(gòu)單元的連接方式、結(jié)構(gòu)異構(gòu)等。Tensilestrength和elongationatbreaking是表征高分子哪種性能的指標(biāo)？答：抗張強(qiáng)度是衡量材料抵抗拉伸破壞的能力。斷裂伸長(zhǎng)率是衡量材料的脆韌的能力。二者都反映了材料的力學(xué)性能。測(cè)定高分子玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的方法有哪些？各有什么特點(diǎn)？DSC答：Tg的測(cè)定方法：利用比容，線膨脹系數(shù)，折光率，比熱容，動(dòng)態(tài)力學(xué)損耗，DSC等。DSC:玻璃化轉(zhuǎn)變是一種類似于二級(jí)轉(zhuǎn)變的轉(zhuǎn)變， 它與具有相變結(jié)晶或熔融之類的一級(jí)轉(zhuǎn)變不同，是二級(jí)熱力學(xué)函數(shù)，有dH/dt的不連續(xù)變化，因此在熱譜圖上出現(xiàn)基線的偏移。從分子運(yùn)動(dòng)觀點(diǎn)來(lái)看，玻璃化轉(zhuǎn)變與非晶聚合物或結(jié)晶聚合物的非晶部分中分子鏈段的微布朗運(yùn)動(dòng)有關(guān)，在玻璃化溫度以下，運(yùn)動(dòng)基本凍結(jié)，到達(dá) Tg后，運(yùn)動(dòng)活潑，熱容量變大，基線向吸熱一側(cè)移動(dòng)。玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的確定是基于在 DSC曲線上基線的偏移，出現(xiàn)一個(gè)臺(tái)階，一般用曲線前沿切線與基線的交點(diǎn)來(lái)確定 Tg。其余方法均是利用物質(zhì)在Tg附近性能發(fā)生急劇變化來(lái)進(jìn)行測(cè)定。研究高分子的流變性能有什么意義？答:對(duì)聚合物流變性能的研究了了解可以指導(dǎo)聚合反應(yīng)的設(shè)計(jì)， 以制得加工性能優(yōu)良的聚合物；研究聚合物的流變性能對(duì)評(píng)定聚合物的加工性能、分析加工過(guò)程、正確選擇加工工藝條件、指導(dǎo)配方設(shè)計(jì)均有重要意義；對(duì)設(shè)計(jì)加工機(jī)械和模具有指導(dǎo)作用。透射電子顯微鏡（TEM）和掃描電子顯微鏡（SEM）有什么異同？透射電鏡是以電子束透過(guò)樣品經(jīng)過(guò)聚焦與放大后所產(chǎn)生的物像， 投射到熒光屏上或照相底片上進(jìn)行觀察。透射電鏡的分辨率為 0.1~0.2nm，放大倍數(shù)為幾萬(wàn)~幾十萬(wàn)倍。由于電子易散射或被物體吸收，故穿透力低，必須制備更薄的超薄切片（通常為 50/100nm）。利用TEM可以觀測(cè)高分子聚合物及其復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)，形狀及分布。從而進(jìn)一步了解微觀結(jié)構(gòu)對(duì)材料性能的影響。掃描電鏡是用極細(xì)的電子束在樣品表面掃描，將產(chǎn)生的二次電子用特制的探測(cè)器收集，形成電信號(hào)運(yùn)送到顯像管，在熒光屏上顯示樣品物體表面的立體構(gòu)像，可攝制成照片。測(cè)試前需要在表面噴鍍薄層金膜，以增加二波電子數(shù)。掃描電鏡能觀察較大的組織表面結(jié)構(gòu)，樣品圖像富有立體感。用SEM可以觀察聚合物表面形態(tài)；聚合物多相體系填充體系表面的相分離尺寸及相分離圖案形狀；聚合物斷面的斷裂特征；納米材料斷面中納米尺度分散相的尺寸及均勻程度等有關(guān)信息。第五章熱塑性聚合物高分子的側(cè)基對(duì)材料的剛性有很大的影響，試根據(jù)高分子結(jié)構(gòu)比較四大通用塑料 PE、PP、PS和PVC剛性的大小順序？答:剛性順序: PVC>PS>PP>PE，側(cè)基體積越大，內(nèi)旋轉(zhuǎn)位阻越大，柔順性越差，剛性越強(qiáng)。側(cè)基極性越大，相互作用越強(qiáng)，內(nèi)旋轉(zhuǎn)越困難，柔順性越差，剛性越強(qiáng)。2.LDPE（低密度聚乙烯）、HDPE（高密度聚乙烯）、LLDPE（線性低密度聚乙烯）在空間拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上有何不同，其對(duì)材料性能的影響是怎樣的？答：根據(jù)合成方法的不同（包括：自由基聚合Freeradicalpolymerization；配位聚合Coordinatepolymerization；氣相聚合Gasphasepolymerization等），聚乙烯的鏈結(jié)構(gòu)也存在較大差異，從而對(duì)材料性能產(chǎn)生重要影響。HDPE又稱低壓聚乙烯，分子結(jié)構(gòu)中支鏈很少，近似于線型，分子鏈排列緊密規(guī)整，材料具有較高的密度和結(jié)晶性，因而在宏觀物理性能上表現(xiàn)為強(qiáng)度與剛性等機(jī)械強(qiáng)度高，但柔韌性一般、易脆、易老化等。LDPE又稱高壓聚乙烯，其分子結(jié)構(gòu)中含有無(wú)規(guī)長(zhǎng)支鏈，妨礙了分子鏈的整齊排布，分子間的排列較疏松。因此材料的密度較低、透明性好、柔韌性好、耐應(yīng)力開(kāi)裂，但相應(yīng)的剛性和強(qiáng)度較低，易變形。LLDPE是一種含有大量短支鏈的聚乙烯，結(jié)構(gòu)類似于梳狀支化，支化程度介于HDPE和LDPE之間，因而性能上兼具有二者的優(yōu)點(diǎn)。不同立構(gòu)規(guī)整度的聚丙烯（PP）性能有何差異？答：全同立構(gòu)和間同立構(gòu)的有序結(jié)構(gòu)使聚合物鏈段更容易緊密排列，形成結(jié)晶結(jié)構(gòu)，即所謂的等規(guī)立構(gòu) PP。與無(wú)規(guī)PP相比，等規(guī)PP具有更高的強(qiáng)度，氣體與有機(jī)小分子更難滲透，因而具有更好的耐腐蝕、耐溶劑性以及氣密性，熔點(diǎn)也有所升高。無(wú)規(guī)PP則不能結(jié)晶，是一種橡膠狀的彈性體。常見(jiàn)的聚苯乙烯（PS）品種有哪些？答：聚苯乙烯（PS）包括普通聚苯乙烯 （GPPS）.聚苯乙烯.可發(fā)性聚苯乙烯 （EPS）.高抗沖聚苯乙烯（HIPS）及間規(guī)聚苯乙烯（SPS）。ABS共聚物樹(shù)脂的單體有哪些，這些單體各賦予了ABS什么樣的特性？答：?jiǎn)误w有：丙烯腈（acrylonitrile）、丁二烯（butadiene）、苯乙烯（styrene）。1,4-丁二烯為ABS樹(shù)脂提供低溫延展性和抗沖擊性；丙烯腈為 ABS樹(shù)脂提供硬度、耐熱性、耐酸堿鹽等化學(xué)腐蝕的性質(zhì)；苯乙烯為 ABS樹(shù)脂提供硬度、加工的流動(dòng)性及產(chǎn)品表面的光潔度。PVC中的氯原子對(duì)材料的性能產(chǎn)生了哪些影響？答：使PVC具有了難燃性，高強(qiáng)度，強(qiáng)的耐腐蝕能力。常用的熱塑性加工方法有哪些？分別適合加工什么產(chǎn)品？答：加工熱塑性塑料常用的方法有擠出（ extrusion）、注塑（injectionmolding）、壓塑（compressmolding）、吹塑（blowmolding）等。擠出適合加工熱塑性塑料及橡膠；注塑適合加工熱塑性塑料及部分熱固性塑料；吹塑適合苯乙烯聚合物、聚氯乙烯、聚酯、聚氨酯、聚碳酸酯和其他熱塑性塑料。第六章工程塑料什么樣的材料稱為“工程塑料”？答：工程塑料是指一類可以作為結(jié)構(gòu)材料，在較寬的溫度范圍內(nèi)承受機(jī)械應(yīng)力，在較為苛刻的化學(xué)物理環(huán)境中使用的高性能的高分子材料。一般指能承受一定的外力作用，并有良好的機(jī)械性能和尺寸穩(wěn)定性，在高、低溫下仍能保持其優(yōu)良性能，可以作為工程結(jié)構(gòu)件的塑料。聚己二酰己二胺和聚己內(nèi)酰胺分別稱為“尼龍66”和“尼龍6”。以下兩種聚酰胺對(duì)應(yīng)的尼龍分別為？-[NH-（CH2）5-NH-CO-（CH2）8-CO]-，-[NH-（CH2）11-CO]-答：尼龍510，尼龍12尼龍的命名要根據(jù)其聚合過(guò)程中單體二胺和二酸上碳原子的數(shù)量來(lái)命名。因此通過(guò)戊二胺（6個(gè)碳）和癸二酸（10個(gè)碳）縮聚而成的尼龍產(chǎn)品命名為尼龍610（二胺中碳原子數(shù)在前，二酸中碳原子數(shù)在后）。而由十二內(nèi)酰胺開(kāi)環(huán)聚合制備得到的尼龍由于其單體只有一種化合物，因此被命名為尼龍 12。從高分子單元結(jié)構(gòu)的角度分析PET與PBT熔點(diǎn)的差別。答：與PET相比，PBT結(jié)構(gòu)單元中的亞甲基數(shù)目從2個(gè)增加到4個(gè)，因而分子鏈的剛性降低，熔點(diǎn)相對(duì)較低。三大“有機(jī)玻璃”是哪3種聚合物？為什么這些聚合物適合用作光學(xué)材料？答：聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）；聚碳酸酯（PC）；聚苯乙烯（PS）。PMMA：聚甲基丙烯酸甲酯，俗稱亞克力（acrylic），透光度大約能達(dá)到92％，而且有較好的耐候能力，廣泛應(yīng)用于熱塑型標(biāo)識(shí)牌、飛機(jī)擋風(fēng)玻璃、浴缸等。PC:聚碳酸酯，高熔點(diǎn)透明的碳酸酯類聚合物， 其中應(yīng)用最廣泛，用量最大的為雙酚A（bisphenolA）碳酸酯，透光率達(dá)到93%，聚碳酸酯制品可用于玻璃窗、裝置設(shè)備、標(biāo)識(shí)牌、可回收塑料瓶、太陽(yáng)能集電器、商務(wù)機(jī)器、電子產(chǎn)品等領(lǐng)域，此外在壓縮光盤（CD）中也有廣泛應(yīng)用；PS:聚苯乙烯，普通聚苯乙烯（GPPS）的側(cè)苯基的空間排列為無(wú)規(guī)結(jié)構(gòu)，即無(wú)規(guī)聚苯乙烯，使得材料具有很高的透明性。這些聚合物由于主鏈結(jié)構(gòu)有序性較低，為無(wú)定形的非晶聚合物，透明性和光學(xué)性能非常好，因此可用于光學(xué)材料。試分析均聚甲醛和共聚甲醛結(jié)構(gòu)與性能的差異。答:共聚甲醛與均聚甲醛相比，其含有環(huán)氧乙烷的結(jié)構(gòu)單元，比甲醛的結(jié)構(gòu)單元多了一個(gè)亞甲基，因而鏈段的柔韌性有所增加、剛性有所下降。但聚合物中氧含量有所降低，因此熱穩(wěn)定性比均聚甲醛有明顯提高。分別寫(xiě)出聚苯醚、聚苯硫醚、聚酰亞胺、聚醚醚酮的英文名稱與縮寫(xiě)，并列舉出這幾類工程塑料的特性。答：聚苯醚：PolyphenyleneoxidePPO；聚苯硫醚：Polyphenylenesulfide PPS；聚酰亞胺：PolyimidePI；聚醚醚酮：poly(ether-ether-ketone)；PEEK；相關(guān)特性略(詳見(jiàn)講義)。這些聚合物分子主鏈中都含有大量剛性的苯環(huán)結(jié)構(gòu)，因此具有較高的機(jī)械性能(強(qiáng)度、模量等)和耐熱性能。聚硅氧烷俗稱為硅膠，其特性和應(yīng)用領(lǐng)域是什么？答：聚硅氧烷(Polysiloxane)，也叫硅樹(shù)脂(Silicone)，是一類以重復(fù)的Si-O鍵為主鏈，硅原子上直接連接有機(jī)基團(tuán)的聚合物，具有其它聚合物不具備的綜合的電、化學(xué)以及力學(xué)性能。這類聚合物具有很多獨(dú)特的性能，包括較高的熱氧化穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性、低的介電損耗、獨(dú)特的流變和應(yīng)力 /應(yīng)變行為、良好的耐溶劑和耐腐蝕性、流變行為對(duì)溫度不敏感、良好的阻燃性燃性、剪切穩(wěn)定性、高的抗壓性能以及低的表面張力等等。聚硅氧烷具有特別寬的溫度使用范圍， 可以在-120~200C甚至300°C的溫度范圍內(nèi)保持良好的性能，第七章熱固性樹(shù)脂熱固性樹(shù)脂與熱塑性塑料的定義分別是什么？答：熱塑性塑料(thermoplastic)：線性或支化高聚物，可以多次反復(fù)地在加熱條件下軟化，而在冷卻條件下凝固為固體；熱固性樹(shù)脂(thermosettingresin)：指在加熱、加壓下或在固化劑、紫外光等作用下，進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，交聯(lián)固化成為不溶不熔物質(zhì)的一大類合成樹(shù)脂。這種樹(shù)脂在固化前一般為分子量不高的固體或粘稠液體，在成型過(guò)程前能軟化或流動(dòng)，具有可塑性。一經(jīng)固化，再加壓加熱也不可能再度軟化或流動(dòng)。在酯化反應(yīng)中，伯醇和仲醇哪個(gè)的反應(yīng)活性大？答：伯醇的反應(yīng)活性大，因?yàn)椴嫉奈蛔栊?，易于進(jìn)攻碳正離子形成中間產(chǎn)物。家裝污染中的甲醛的主要來(lái)源是什么？答：家裝材料中大量使用的熱固性樹(shù)脂如酚醛樹(shù)脂等。由于其在固化過(guò)程中需要預(yù)聚物與甲醛反應(yīng)，板材中殘留的和未參與反應(yīng)的甲醛在使用過(guò)程中會(huì)逐漸向周圍環(huán)境釋放，是形成室內(nèi)空氣中甲醛的主體。醇酸樹(shù)脂固化的機(jī)理有哪些？答：大多數(shù)醇酸樹(shù)脂都是在不飽和酸如油酸的存在下， 由雙官能團(tuán)的醇與羧酸縮聚制得。在氧的存在下，這些醇酸樹(shù)脂中的不飽和雙鍵可以進(jìn)一步反應(yīng)形成交聯(lián)。在酯化反應(yīng)中，伯醇比仲醇具有更高的反應(yīng)活性， 因此在適當(dāng)?shù)臏囟葪l件下， 甘油的兩個(gè)伯羥基先與二酸反應(yīng)得到的線性預(yù)聚物， 而當(dāng)溫度升高后，預(yù)聚物中殘留的仲羥基將繼續(xù)發(fā)生反應(yīng)將線形的分子鏈交聯(lián)。環(huán)氧樹(shù)脂可以與酚醛樹(shù)脂共聚交聯(lián)固化，試分析其機(jī)理如何？答：酚醛樹(shù)脂中的酚羥基的活性較高， 在弱堿性甚至是無(wú)催化劑條件下都可與環(huán)氧基順利反應(yīng)，從而形成更復(fù)雜的交聯(lián)結(jié)構(gòu)。聚氨酯是通過(guò)逐步聚合制備的聚合物，其反應(yīng)基團(tuán)與反應(yīng)機(jī)理是什么？如何調(diào)控聚氨酯材料性能？答：反應(yīng)基團(tuán)：二異氰酸酯，最為廣泛使用的二異氰酸酯是甲苯二異氰酸酯（ TDI,H3C~C6H3（NCO）2）。二醇HO-R0-nH:端羥基的低分子量聚酯和聚醚，分別稱為聚酯多元醇和聚醚多元醇。 產(chǎn)物最終的交聯(lián)程度則由反應(yīng)中加入的三元醇 （如甘油）的量來(lái)控制。因此通過(guò)預(yù)聚物、多元醇、二異氰酸酯的化學(xué)結(jié)構(gòu)的控制即可實(shí)現(xiàn)對(duì)聚氨酯最終性能的調(diào)控。00O=C=M^-N=C=O+HO-疋-0H -R-N—Km尺匸0垢II第八章纖維什么樣的材料稱為纖維？答：纖維是一種長(zhǎng)徑比不低于 100:1,具有一定柔順性和強(qiáng)度的線性物，是用以制造紡織品的基礎(chǔ)原料。與天然纖維、人造纖維相比，合成纖維的優(yōu)勢(shì)是什么？答：纖維分為天然纖維（naturalfiber）和化學(xué)纖維（chemicalfiber）兩大類，其中化學(xué)纖維又分為人造纖維（rayon）和合成纖維（syntheticfiber）。天然纖維與人造纖維的原料均來(lái)自于天然的動(dòng)植物資源，而合成纖維來(lái)源于石油化工產(chǎn)品，因此具有原料易得、加工簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)與性能多樣。試比較熔體紡絲”、濕法紡絲”、干法紡絲”之間的相同與不同之處？答：紡絲是化學(xué)纖維生產(chǎn)過(guò)程中的關(guān)鍵工序， 改變紡絲的工藝條件，可在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)纖維的結(jié)構(gòu)，從而相應(yīng)地改變所得纖維的物理機(jī)械性能。使其成細(xì)流狀射入空熔體紡絲法是將紡絲熔體經(jīng)螺桿擠壓機(jī)由紡絲泵定量壓出噴絲孔，使其成細(xì)流狀射入空氣中，并在紡絲甬道中冷卻成絲。熔體紡絲法的主要特點(diǎn)是卷繞速度高，不需要溶劑和沉淀劑，設(shè)備簡(jiǎn)單，工藝流程短，是一種經(jīng)濟(jì)、方便和效率高的成形方法。但噴絲頭孔數(shù)相對(duì)較少。溶液紡絲法包括濕法紡絲與干法紡絲。濕法紡絲是將溶液法制得的紡絲熔液從噴絲頭的細(xì)孔中壓出呈細(xì)流狀，然后在凝固液中固化成絲。由于絲條凝固慢，所以濕法紡絲的紡絲速度較低，而噴絲板的孔數(shù)較熔體紡絲多。濕法紡絲的特點(diǎn)是工藝流程復(fù)雜，投次大、紡絲速度低，生產(chǎn)成本較高。一般在短纖維生產(chǎn)時(shí)，可采用多孔噴絲頭或級(jí)裝噴絲孔來(lái)提高生產(chǎn)能力，從而彌補(bǔ)紡絲速度低的缺陷。干法紡絲是將溶液紡絲制備的紡絲溶液從噴絲孔中壓出，呈細(xì)流狀，然后在熱空氣中因溶劑聲速揮發(fā)而固化成絲。干法紡絲制得的纖維結(jié)構(gòu)緊密，物理機(jī)械性能和染色性能較發(fā)，纖維質(zhì)量高。但干法紡絲的投資比濕紡還要大，生產(chǎn)成本高，污染環(huán)境。目前用于干紡絲產(chǎn)生的合成纖維較少，僅醋酯纖維和維綸可用此法。天然纖維(Naturalfiber)與人造纖維(Rayon)之間存在何種聯(lián)系？答：天然纖維：指自然界原有的，或從經(jīng)人工培植的植物中、人工飼養(yǎng)的動(dòng)物中獲得的纖維。人造纖維：是利用自然界的天然高分子化合物——纖維素或蛋白質(zhì)作原料，經(jīng)過(guò)一系列的化學(xué)處理與機(jī)械加工而制成類似棉花、 羊毛、蠶絲一樣能夠用來(lái)紡織的纖維。 它是由提純得到的某些線型天然高分子物為原料，經(jīng)直接用溶劑溶解或制備成衍生物后用溶劑溶解，之后再經(jīng)紡絲加工制得的多種化學(xué)纖維的統(tǒng)稱。試從聚丙烯結(jié)構(gòu)與性能的特點(diǎn)分析丙綸纖維的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)。答：優(yōu)點(diǎn)：聚丙烯為線性結(jié)構(gòu)，不含極性基團(tuán)，丙綸質(zhì)輕保暖性好，幾乎不吸濕，具有較好的耐溶劑性和耐化學(xué)腐蝕性。缺點(diǎn)：由于甲基支鏈結(jié)構(gòu)的存在，丙綸熱穩(wěn)定性差，不耐日曬，易于老化脆損，為此常在丙綸中加入抗老化劑，無(wú)極性基團(tuán)，容易積聚靜電。第九章橡膠橡膠是一類具有何種特性的高分子材料答：橡膠是一類使用溫度高于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg(即高彈態(tài)，以便使聚合物鏈段運(yùn)動(dòng))并且其常規(guī)態(tài)是非晶態(tài)的聚合物。彈性體有記憶功能，也就是說(shuō)，當(dāng)它們受外力時(shí)能變形，一旦外力移除，它們能恢復(fù)其原始未受力的狀態(tài)。橡膠的硫化是什么過(guò)程答：交聯(lián)過(guò)程(cross-linking)橡膠的拉伸誘導(dǎo)結(jié)晶對(duì)其性能有何種影響答：拉伸時(shí)，分子鏈排列由于取向作用變得規(guī)整，由無(wú)序排列變?yōu)檩^有序的排列，從而導(dǎo)致結(jié)晶。這可以增加材料的強(qiáng)度。試從分子結(jié)構(gòu)上分析為什么丁苯橡膠適用于輪胎胎面膠答：聚1,4-丁二烯分子間力小，分子量高，分子鏈柔順性大，結(jié)構(gòu)規(guī)整，承受外力時(shí)有很高的形變能力，彈性和耐寒性好。由于分子鏈比較規(guī)整，拉伸時(shí)可以獲得結(jié)晶增強(qiáng)，但其加工性較差，抗撕裂強(qiáng)度偏低，抗?jié)窕暂^差，黏著性不好。加入苯乙烯后，增加了聚合物的剛性，從而增加了其強(qiáng)度及耐磨性能。熱塑性彈性體具有高彈性的原理是什么？與傳統(tǒng)橡膠相比其優(yōu)勢(shì)是什么原理：熱塑性彈性體TPE主要由在主鏈上通過(guò)形成硬鏈段的樹(shù)脂相和軟鏈段的橡膠相，相互牢固組合在一起而成。其中硬段形成物理交聯(lián)，阻止室溫處于高彈態(tài)的軟段的相互滑移，從而使其具高彈性。優(yōu)勢(shì)：由于具有硫化橡膠的物理機(jī)械性能和熱塑性樹(shù)脂的工藝加工性能，又不需要經(jīng)過(guò)硫化，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝，且由于可以直接回收再生，環(huán)保節(jié)能。第十章涂料與粘合劑涂料與粘合劑的相同與不同之處在于？答：相同點(diǎn)：涂料和粘合劑都是通過(guò)界面粘合作用附著于材料表面的物質(zhì)。不同點(diǎn)：涂料粘附在一個(gè)表面，粘合劑用于將兩表面粘結(jié)在一起。簡(jiǎn)述幾種環(huán)保型涂料的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)。答：水性涂料：水性涂料最大優(yōu)點(diǎn)在于大大降低了有機(jī)溶劑的用量或消除了有機(jī)溶劑的存在，更加復(fù)合環(huán)保要求，施工安全，不可燃、無(wú)毒性、無(wú)異味，是傳統(tǒng)涂料最好的替代品之一。高固體分涂料：高固體分涂料用分子量分布很窄的、官能團(tuán)含量較多的低分子聚合物為成膜物質(zhì)，在可施工粘度時(shí)含固量可高達(dá) 55~62%。涂裝一次即可得到2~3倍于通常溶劑型涂料的厚度的涂膜，減少了施工次數(shù)。同時(shí)節(jié)約溶劑，減少對(duì)環(huán)境的污染，而涂膜性能仍能保持較高水平。唯成膜物質(zhì)的制備難度較大。粉末涂料：是一種新型的不含溶劑100%固體粉末狀涂料。具有不用溶劑、無(wú)污染、節(jié)省能源和資源、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和涂膜機(jī)械強(qiáng)度高等特點(diǎn)。涂料的主要用途有哪些？答：保護(hù)功能(protection)：防腐、防水、防油、耐化學(xué)品、耐光、耐溫等。在物件表面涂以涂料，形成一層保護(hù)膜，能夠阻止或延遲這些破壞現(xiàn)象的發(fā)生和發(fā)展，使各種材料的使用壽命延長(zhǎng)。裝飾功能(decoration)：顏色、光澤、圖案和平整性等。不同材質(zhì)的物件涂上涂料，可得到五光十色、絢麗多彩的外觀，起到美化人類生活環(huán)境的作用。標(biāo)識(shí)功能(remark)其他功能：包括防污、絕緣、導(dǎo)電、熒光、磁性等功能化應(yīng)用。從分子結(jié)構(gòu)角度分析為什么環(huán)氧樹(shù)脂、氰基丙烯酸酯樹(shù)脂是應(yīng)用廣泛的膠粘劑。答：環(huán)氧樹(shù)脂粘合劑：環(huán)氧樹(shù)脂結(jié)構(gòu)中含有脂肪族羥基、醚基和極活潑的環(huán)氧基。羥基和醚基都有高度的極性，使環(huán)氧樹(shù)脂分子能與鄰界面產(chǎn)生較強(qiáng)的分子間作用力，而環(huán)氧基團(tuán)能與介質(zhì)表面的游離基團(tuán)如羥基等活性基團(tuán)反應(yīng)形成化學(xué)鍵連接，所以粘合力特別強(qiáng)，應(yīng)用廣泛。氰基丙烯酸酯樹(shù)脂：氰基具有較強(qiáng)的極性，可以通過(guò)氫鍵與許多材料形成強(qiáng)的分子間作用，且其不需要加固化劑，所以和環(huán)氧樹(shù)脂一樣被廣泛使用。氯丁橡膠是一類重要的合成橡膠膠粘劑，其分子結(jié)構(gòu)中的氯原子賦予了其哪些重要特性？答：賦予了結(jié)晶性大，內(nèi)聚力強(qiáng)，初粘力強(qiáng)，耐臭氧、日光、水、油和化學(xué)試劑，阻燃的特性。第十一章功能高分子導(dǎo)電功能高分子通常具有什么樣的分子結(jié)構(gòu)？這種結(jié)構(gòu)除了賦予材料導(dǎo)電性，同時(shí)還可能帶來(lái)哪些特性？答：導(dǎo)電聚合物通常具有交錯(cuò)的單鍵與雙鍵，亦稱為 “共軛”雙鍵。除了導(dǎo)電性還可賦予材料剛性。吸附分離功能高分子的原理是什么？答：吸附分離功能高分子(adsorptionseparationfunctionalpolymer)是指對(duì)某些特定離子或分子具有選擇性吸附作用的高分子。通過(guò)吸附分離功能高分子與液體或氣體中的某些小分子間的各種親和作用將小分子結(jié)合固定于固體材料上。利用對(duì)不同小分子吸附的選擇性，即可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜物質(zhì)體系的分離與各種成分的富集與純化及檢測(cè)。按吸附機(jī)理吸附分離功能高分子可分為化學(xué)吸附、物理吸附和親和吸附高分子。最常用的吸附分離功能高分子是離子交換樹(shù)脂( ionexchangeresin),其聚合物側(cè)基中通常含有離子功能基團(tuán)(ionicfunctionalgroup)。高吸水性聚合物的單元結(jié)構(gòu)中通常含有什么特性的基團(tuán)？為了保持其形狀的穩(wěn)定、 避免在水中溶解應(yīng)引入什么結(jié)構(gòu)？答：高吸水聚合物結(jié)構(gòu)單元中含有大量羥基、羧基等強(qiáng)極性親水基團(tuán)。引入交聯(lián)結(jié)構(gòu)。生物醫(yī)用高分子必須具有什么樣的特性？答：一般來(lái)說(shuō)，生物醫(yī)用材料需具備以下一些基本特性：首先是無(wú)急性毒性、致敏、致炎、致癌和其他不良反應(yīng)；其次是具有良好的生物力學(xué)性能和良好的加工性能；最后，對(duì)于體內(nèi)使用的醫(yī)用材料，還必須具有良好的組織相容性、血液適應(yīng)性和適當(dāng)?shù)纳锝到庑裕^適當(dāng)?shù)纳锝到庑钥蓮膬煞矫鎭?lái)看，即對(duì)于一些長(zhǎng)期植入人體內(nèi)的醫(yī)用高分子材料要求具有很好的耐生物降解性，不致因發(fā)生生物降解而需定期更換；而有些高分子材料植入人體內(nèi)后，只需在一定時(shí)期內(nèi)發(fā)揮作用，在完成其功能后必須從體內(nèi)去除，如外科手術(shù)的縫合線、醫(yī)用膠粘劑和接骨材料等。從分子結(jié)構(gòu)分析為什么具有液晶性的高分子常用于高模量高強(qiáng)度纖維？答：液晶通常都是硬的棒狀的物質(zhì)，具有剛性的分子結(jié)構(gòu)。在常見(jiàn)的液晶中，致晶單元通常由苯環(huán)、脂肪環(huán)、芳香雜環(huán)等通過(guò)一剛性連接單元（ X，又稱中心橋鍵）連接組成，因此高分子液晶一般都具有高模量高強(qiáng)度，并且在其相區(qū)間溫度時(shí)的粘度較低，且高度取向，利用這一特性進(jìn)行紡絲，不僅可以節(jié)省能耗而且可以獲得高模量高強(qiáng)度的纖維。第十二章高分子復(fù)合材料高分子復(fù)合材料與簡(jiǎn)單的填充材料有什么樣的區(qū)別？答：高分子復(fù)合材料是指高分子與另外不同組成、不同形狀、不同性質(zhì)的物質(zhì)復(fù)合而成的多相材料。高分子復(fù)合材料的總體性能應(yīng)優(yōu)于各單獨(dú)組分材料，或在某些方面可能具有獨(dú)特性能，這種性能變得更好的效應(yīng)稱為復(fù)合效應(yīng)或協(xié)效。而簡(jiǎn)單的填充改性是在聚合物基體中添加與基體在組成和結(jié)構(gòu)上不同的固體添加物，其目的是降低原材料成本，補(bǔ)強(qiáng)或改善加工性能以及增進(jìn)其它性能等。為什么納米復(fù)合材料具有獨(dú)特的性質(zhì)？答：納米復(fù)合材料是一種多相體系，其相尺寸至少有一維在納米尺度，就可稱為納米復(fù)合材料。納米效應(yīng)是因?yàn)槲镔|(zhì)的聚集形態(tài)發(fā)生了變化。 當(dāng)復(fù)合材料的分散相達(dá)到納米尺度時(shí)，其界面原子占極大比例，從而構(gòu)成與晶態(tài)、非晶態(tài)均不同的一種新的結(jié)構(gòu)狀態(tài)。其獨(dú)特的表面效應(yīng)、體積效應(yīng)和量子尺寸效應(yīng)使得材料具有非常特殊的力、熱、光、電性能。因此當(dāng)納米材料與聚合物復(fù)合后形成納米復(fù)合材料以后，能改善聚合物的綜合性能，賦予其奇特的性能，為聚合物的增韌增強(qiáng)及功能化提供了新的途徑。高分子納米復(fù)合材料的制備方法有哪些？答：高分子基納米復(fù)合材料涉及的范圍較廣，制備方法也多種多樣，按具體的制備方法可分為如下幾類（1）納米單元與高分子直接共混：本方法是將制備好的納米單元與高分子直接共混，可以是溶液、乳液、懸浮液共混，也可以是加熱熔融形式共混； （2）在高分子基體中原位生成納米單元：是利用聚合物特有的官能團(tuán)對(duì)金屬離子的絡(luò)合吸附及基體對(duì)反應(yīng)物運(yùn)動(dòng)的空間位阻，或基體提供了納米級(jí)的空間限制，從而原位反應(yīng)生成納

米復(fù)合材料，常用于制備金屬、硫化物和氧化物等納米單元復(fù)合高分子的功能復(fù)合材料；(3)在納米單元存在下單體分子原位聚合生成，這種方法主要是指在含有金屬、硫化物或氫氧化物膠體粒子的溶液中單體分子原位聚合生成高分子， 其關(guān)鍵是保持膠體粒子的穩(wěn)定性，使之不易發(fā)生團(tuán)聚；(4)高分子及納米單元和高分子同時(shí)生成。此法包括插層原位聚合制備聚合物基有機(jī)-無(wú)機(jī)納米復(fù)合材料,蒸發(fā)沉積法制備納米金屬-有機(jī)聚合物復(fù)合膜及溶膠-凝膠法等。高分子共混體系的相容性可以通過(guò)那些表征方法進(jìn)行研究？答：高分子共混體系的相容性可以通過(guò)以下幾種方法進(jìn)行表征:觀察共混物的透光性；電子顯微鏡和探針掃描顯微鏡( TEM,SEM,AFM)觀察分散相大小和分布;測(cè)量共混物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的變化，如下圖所示。IminisciblePartialmisciblemificiNemiscible共混體系的分散與分布有什么區(qū)別？答：共混體系的分布(distribution)與分散(dispersion)是兩種不同的概念：分布指分散相高分子在基體高分子一定范圍中的散布情況； 分散指分散相的分散程度。 不同情況的分散與分布的狀態(tài)如下圖所示：tn■*?■■"??***- **9*???■*?■#曲曲冰:::拆吋:驚Mb.:.::心沁：：｝::;?:二:宀?::：:??：“："：八：：：分布：差 分布：好分散：差 分散：差分布：差分散：好分布：好分散：好第十三章天然高分子線形和環(huán)狀葡萄糖分子結(jié)構(gòu)中分別有幾個(gè)手性碳原子?答：線形：4;環(huán)狀：5。為什么環(huán)糊精是一種理想的擬酶宿主分子？答：環(huán)糊精的內(nèi)腔疏水（6元環(huán)）而外部親水（羥基）的特性使其可以依據(jù)范德華力、疏水相互作用力、主客體分子間的匹配作用等與許多有機(jī)和無(wú)機(jī)分子形成包合物及分子組裝體系。又由于環(huán)糊精本身就有酶模型的特性，所以是一種理想的擬酶宿主分子。纖維素與淀粉擁有同樣的結(jié)構(gòu)單元D-吡喃葡萄糖，但二者具有完全不同的宏觀物理性質(zhì)，造成這種不同的原因是什么？答：在環(huán)狀結(jié)構(gòu)的D-葡萄糖中，稱為異頭碳原子（anomericcarbon）的C1（1號(hào)碳原子）由于脫水成環(huán)而形成新的手性碳，其羥基也可以有兩種不同的排列方式。這兩種結(jié)構(gòu)分別稱為a和3-D-吡喃葡萄糖。 以3-D-吡喃葡萄糖為單體的纖維素呈線性排列， 形成折疊片狀結(jié)構(gòu)，羥基較均勻的排列在鏈外，有利于其緊密接觸并形成大分子間或分子內(nèi)氫鍵。故纖維素的水溶性不好，而淀粉的結(jié)構(gòu)單元為 a構(gòu)型，由于有未成氫鍵的羥基而使其具有潤(rùn)濕性。纖維素化學(xué)改性的原理是什么？答：纖維素分子結(jié)構(gòu)中含有三個(gè)活潑的羥基，是一種多元醇化合物，這些醇羥基可以發(fā)生酯化和醚化反應(yīng)，從而形成纖維素酯和纖維素醚兩大纖維素衍生物。葡聚糖（dextran）、殼聚糖（chitosan）的分子結(jié)構(gòu)與淀粉和纖維素有什么區(qū)別？各自又具有什么樣的特性？答：葡聚糖：是通過(guò)1,6糖苷鍵聚合的聚-a-D-葡萄糖，而淀粉和纖維素主要是分別通過(guò)1,4糖苷鍵聚合的聚-a-和聚-3■葡萄糖。特性：葡聚糖是一種無(wú)定型固體，在水中形成不規(guī)則卷曲?？捎米魉幬镏醒獫{體積擴(kuò)充劑、增稠劑，及乳液穩(wěn)定劑。殼聚糖：是與纖維素結(jié)構(gòu)相類似的甲殼素經(jīng)過(guò)脫乙酰基得到的物質(zhì)。特性：脫乙?；潭龋―.D）決定了大分子鏈上胺基（NH2）含量的多少，脫乙酰度越高，胺基含量越高則親水越好。胺基的存在使得其具有一定的生物活性，可以結(jié)合酸分子，是天然多糖中唯一的堿性多糖，作為低等動(dòng)物組織中的纖維成分，兼有高等動(dòng)物組織的、中膠原質(zhì)和高等植物中纖維素兩者的生理功能。簡(jiǎn)述蛋白質(zhì)與尼龍的相同與不同之處。答：相同點(diǎn)：聚合物主鏈結(jié)構(gòu)單元中均含有酰胺鍵。不同點(diǎn)：尼龍：聚酰胺俗稱尼龍（ Nylon）,簡(jiǎn)稱PA，分子主鏈上由重復(fù)酰胺基團(tuán)—[NHCO]—鍵連。蛋白質(zhì)：形成蛋白質(zhì)的單體為不同氨基酸，通過(guò)脫水形成的酰胺類大分子化合物。蛋白質(zhì)的單體一般不成有規(guī)律的重復(fù)，而是由各種氨基酸構(gòu)成。而且蛋白質(zhì)存在一、二、三、四級(jí)結(jié)構(gòu)，構(gòu)型更為復(fù)雜多變。蛋白質(zhì)具有非常高的多樣性，試從蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的角度分析這種多樣性的原因。答：其具有多樣性是由于構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸， 氨基酸排列的順序及數(shù)目的多樣性(一級(jí)結(jié)構(gòu)的多樣性)，還有蛋白質(zhì)的二級(jí)、三級(jí)、四級(jí)結(jié)構(gòu)使其更為復(fù)雜多變。蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)：又稱為初級(jí)結(jié)構(gòu)或化學(xué)結(jié)構(gòu) ,是指蛋白質(zhì)分子中,由肽鍵連接起來(lái)的各種氨基酸的排列順序。蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)是指蛋白質(zhì)分子中多肽鏈本身的折疊方式。蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)主要依靠氫鍵來(lái)維持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)：具有二級(jí)結(jié)構(gòu)的肽鏈,按照一定方式再進(jìn)一步卷曲、盤繞、折疊成一種看來(lái)很不規(guī)則,而實(shí)際上有一定規(guī)律性的三維空間結(jié)構(gòu) ,叫做三級(jí)結(jié)構(gòu)。這些肽鏈所以會(huì)卷曲、盤繞、折疊,主要是因?yàn)殡逆湹陌被醾?cè)鏈之間的相互作用。蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)：具有三級(jí)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)分子 ,通過(guò)一些非共價(jià)鍵結(jié)合起來(lái),而成為具有生物功能的蛋白質(zhì)大分子,就是蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)。構(gòu)成功能單位的每條肽鏈,稱為亞基。為什么DNA的堿基能夠形成相匹配的堿基對(duì)？答：因?yàn)閴A基之間是通過(guò)多重氫鍵作用鏈接在一起的， 而氫鍵有是具有方向性的，所以使得堿基對(duì)之間存在高度選擇性。A=T兩個(gè)氫鍵，G=C三個(gè)氫鍵。第十四章超分子聚合物1.什么是超分子化學(xué)？什么是超分子自組裝？答：超分子化學(xué)是：研究?jī)煞N以上的化學(xué)物種通過(guò)分子間作用力相互作用締結(jié)而成的具有特定結(jié)構(gòu)和功能的超分子體系的科學(xué)。超分子自組裝是分子通過(guò)分子間相互作用形成具有有序結(jié)構(gòu)的分子聚集體。在超分子化學(xué)中，所涉及的弱相互作用力有哪些？答：范德華力、氫鍵、疏水作用、配位作用、主客體作用、 nn堆積作用等。什么是超分子聚合物？簡(jiǎn)述超分子聚合與傳統(tǒng)聚合物有何異同？答：超分子聚合物：簡(jiǎn)單的說(shuō)，是指單體分子之間通過(guò)如氫鍵、配位作用、主客體作用、nn堆積等弱相互作用結(jié)合成長(zhǎng)鏈或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；超分子聚合物應(yīng)表現(xiàn)出類似傳統(tǒng)聚合物的性質(zhì)，但是超分子是通過(guò)非共價(jià)鍵作用，而傳統(tǒng)聚合物是通過(guò)共價(jià)鍵作用。性能方面，環(huán)境響應(yīng)性是超分子聚合物最大的優(yōu)點(diǎn)，表現(xiàn)在超分子聚合物的性能可以通過(guò)調(diào)節(jié)溫度、改變?nèi)軇?、輻照或加入添加劑等方式顯著改變。超分子聚合物的優(yōu)點(diǎn)有哪些？舉例說(shuō)明超分子聚合物的應(yīng)用？答：優(yōu)點(diǎn)：合成簡(jiǎn)單，具有合成上的經(jīng)濟(jì)性；將單體分子相混合就可以形成超分子聚合物，不需要苛刻的條件或者其它的反應(yīng)試劑。這一優(yōu)點(diǎn)限制了副產(chǎn)物的生成，并且簡(jiǎn)化了純化過(guò)程。另外，整個(gè)合成過(guò)程使用的反應(yīng)試劑使其更具經(jīng)濟(jì)性，并且單體一般都具有低的反應(yīng)活性從而使得超分子聚合物更具環(huán)境友好性以及易于回收利用。超分子聚合物通常具有良好的可逆性(Reversibility)，以基于氫鍵的超分子為例，在常溫和中性條件下形成超分子結(jié)構(gòu)，而在加熱或加入酸性介質(zhì)條件下則會(huì)破壞分子間相互作用，使得超分子得以解聚回收。當(dāng)環(huán)境恢復(fù)適宜條件后，又可以重新自組裝為超分子聚合物。錯(cuò)誤修復(fù)；超分子聚合物是單體通過(guò)自組裝形成的在熱力學(xué)上有利的產(chǎn)物，不正確的自組裝則會(huì)降低自組裝體的穩(wěn)定性。通過(guò)自組裝過(guò)程的動(dòng)態(tài)可逆平衡，一些錯(cuò)位的自組裝結(jié)構(gòu)