讨论聚合物表面改性的研究现状与展望。答:略。答:内聚能密度是指单位体积的内聚能 ;CED = ?E/Vm。内聚能是克服分子间作用力,把1mol液体或固体分子移至分子引力范围之外所需的能量,CED<290J/cm3的高聚物,都是非极性高聚物,由于它们的分子链上都不含极性基因,分子间作用力主要是色散力,分子间相互作用力较弱,加上分子链的柔性较好,使这些高聚物材料易于变形,富有弹性,可作橡胶,但聚乙烯是个例外,由于它的结构对称规整易于结晶而失去弹性,只能作塑料使用。CED>420 J/cm3的高聚物,由于分子链上有强极性基因,或者分子间能形成氢键,分子间作用力大,因而有较好的机械强度和耐热性,再加上分子结构比较规整,易于结晶,取向,使强度更高,可成为优良的纤维材料或工程塑料。CED∈290~420 J/cm3的高聚物,分子间作用力居中,适合于作塑料使用。内聚能密度的测试方法主要有:最大溶胀比法、最大特性粘数法。3. 聚合物在不同条件下结晶时,可能得到哪几种主要的结晶形态?各种结晶形态的特征是什么?单晶:形成条件:0.01%~0.1%PE溶液中极缓慢冷却结晶或较高压力下100MP)熔体结晶而成。结构特点:棱片状,其链长数百纳米,厚度为10nm,晶片厚度与分子量无关,分子链总是垂直于截面。树枝晶:形成条件:浓度较高、或温度较低、或聚合物分子量太大时,高分子不再形成单晶片,而是倾向于生成树枝晶;结构特点:单晶的聚集体,多晶结构。球晶:形成条件: >1%的浓溶液 熔体冷却结晶结构特点:球晶分子链总是垂直于径向,单晶片的变形聚集体;有黑十字消光现象, 双折射现象伸展链晶: 形成条件:高温高压 熔体附近缓慢结晶 高拉伸取向结构特点:分子链完全伸展,平行排列 单向强度大串晶:形成条件:应力(溶液结晶时边缓慢搅拌边结晶);拉伸挤出时有(双向)应力场作用。结构特点:折叠链与伸直链不可分离 双向强度高柱晶:形成条件:应力作用下冷却结晶。结构特点:沿应力方向成行地形成晶核,再向四周生长成折叠链晶片单向强度大。纤维晶:形成条件:溶液流动,搅拌下结晶;熔体拉伸、剪切。结构特点:交错连接的微晶和韧性分子链相连构成。4.测定聚合物的结晶度的方法有哪几种?简述其基本原理。不同方法测得的结晶度是否相同?为什么?答:(1)密度法,X射线衍射法,量热法;(2)密度法的依据:分子链在晶区规整堆砌,故晶区密度大于非晶区密度;X射线衍射法的依据:总的相干散射强度等于晶区和非晶区相干散射强度之和;量热法的依据:根据聚合物熔融过程中的热效应来测定结晶度的方法。(3)不同,因为结晶度的概念缺乏明确的物理意义,晶区和非晶区的界限很不明确,无法准确测定结晶部分的量,所以其数值随测定方法不同而不同。5.高分子液晶的分子结构有何特点?根据分子排列有序性的不同,液晶可以分为哪几种晶型?如何表征?答:(1)高分子液晶分子结构特点:分子主干部分是棒状(筷形),平面状(碟形)或曲面片状(碗形)的刚性结构,以细长棒状最为常见;b.分子中含有对位苯撑,强极性基团,可高度极化或可形成氢键的基团,因而在液态下具有维持分子作某种有序排列所需要的凝聚力;c.分子上可能含有一定的柔性结构。(2)液晶晶型:a.完全没有平移有序—向列相即N相,用单位矢量表示;b.一维平移有序(层状液晶)—近晶A()和近晶C();c.手征性液晶,包括胆甾相(Ch)和手征性近晶相;d.盘状液晶相。(3)液晶态的表征一般为:a.偏光显微镜下用平行光系统观察;b.热分析法;c.X射线衍射;d.电子衍射;e.核磁共振;f.电子自旋共振;g.流变学;h.流变光学。6.简述液晶高分子的研究现状,举例说明其应用价值。答:液晶高分子被用于制造防弹衣,缆绳及航空航天器大型结构部件,可用于新型的分子及原子复合材料,适用于光导纤维的被覆,微波炉件,显示器件信息传递变电检测7.取向度的测定方法有哪几种?举例说明聚合物取向的实际意义。(1)用光学显微镜测定双折射来计算;(2)用声速法测定;(3)广角X射线衍射法;(4)红外二向色性;(5)偏正荧光法。取向结构对材料的力学、光学、热性能影响显着。例如:尼龙等合成纤维生产中广泛采用牵伸工艺来大幅度提高其拉伸强度;摄影胶片片基、录音录像磁带等薄膜材料实际使用强度和耐折性大大提高,存放时不会发生不均匀收缩。取向通常还使材料的玻璃化温度提高;对于晶态聚合物,其密度和结晶度提高,材料的使用温度提高。8.某结晶聚合物的注射制品中,靠近模具的皮层具有双折射现象,而制品内部用偏光显微镜观察发现有Maltese黑十字,并且越靠近制品芯部,Maltese黑十字越大。试解释产生上述现象的原因。如果降低模具的温度,皮层厚度将如何变化?答:(1)由于形成球晶,球晶具有双折射现象,自然光经过偏振片变为偏振光,通过球晶发生双折射,分成两束振动方向垂直的偏振光,两束偏振光在与检偏镜平行方向上存在分量,分量速度不同,产生相位差而干涉,使呈现黑十字消光图像,制品外部与模具接触,冷却速度快,球晶来不及生长而成多层片晶或小球晶,而制品芯部温度高,结晶时间充分,生长为大球晶,因此消光图像更大。(2)降低温度会增加过冷度,缩短结晶时间,因而皮层厚度增加。9.采用“共聚”和“共混”方法进行聚合物改性有何异同点?

讨论聚合物表面改性的研究现状与展望。

答:略。

答:内聚能密度是指单位体积的内聚能 ;CED = ?E/Vm。内聚能是克服分子间作用力,把1mol液体或固体分子移至分子引力范围之外所需的能量,

CED<290J/cm3的高聚物,都是非极性高聚物,由于它们的分子链上都不含极性基因,分子间作用力主要是色散力,分子间相互作用力较弱,加上分子链的柔性较好,使这些高聚物材料易于变形,富有弹性,可作橡胶,但聚乙烯是个例外,由于它的结构对称规整易于结晶而失去弹性,只能作塑料使用。

CED>420 J/cm3的高聚物,由于分子链上有强极性基因,或者分子间能形成氢键,分子间作用力大,因而有较好的机械强度和耐热性,再加上分子结构比较规整,易于结晶,取向,使强度更高,可成为优良的纤维材料或工程塑料。

CED∈290~420 J/cm3的高聚物,分子间作用力居中,适合于作塑料使用。

内聚能密度的测试方法主要有:最大溶胀比法、最大特性粘数法。

3. 聚合物在不同条件下结晶时,可能得到哪几种主要的结晶形态?各种结晶形态的特征是什么?

单晶:形成条件:0.01%~0.1%PE溶液中极缓慢冷却结晶或较高压力下100MP)熔体结晶而成。

结构特点:棱片状,其链长数百纳米,厚度为10nm,晶片厚度与分子量无关,分子链总是垂直于截面。

树枝晶:形成条件:浓度较高、或温度较低、或聚合物分子量太大时,高分子不再形成单晶片,而是倾向于生成树枝晶;

结构特点:单晶的聚集体,多晶结构。

球晶:形成条件: >1%的浓溶液 熔体冷却结晶

结构特点:球晶分子链总是垂直于径向,单晶片的变形聚集体;有黑十字消光现象, 双折射现象

伸展链晶: 形成条件:高温高压 熔体附近缓慢结晶 高拉伸取向

结构特点:分子链完全伸展,平行排列 单向强度大

串晶:形成条件:应力(溶液结晶时边缓慢搅拌边结晶);拉伸挤出时有(双向)应力场作用。

结构特点:折叠链与伸直链不可分离 双向强度高

柱晶:形成条件:应力作用下冷却结晶。

结构特点:沿应力方向成行地形成晶核,再向四周生长成折叠链晶片单向强度大。

纤维晶:形成条件:溶液流动,搅拌下结晶;熔体拉伸、剪切。

结构特点:交错连接的微晶和韧性分子链相连构成。

4.测定聚合物的结晶度的方法有哪几种?简述其基本原理。不同方法测得的结晶度是否相同?为什么?

答:(1)密度法,X射线衍射法,量热法;(2)密度法的依据:分子链在晶区规整堆砌,故晶区密度大于非晶区密度;X射线衍射法的依据:总的相干散射强度等于晶区和非晶区相干散射强度之和;量热法的依据:根据聚合物熔融过程中的热效应来测定结晶度的方法。(3)不同,因为结晶度的概念缺乏明确的物理意义,晶区和非晶区的界限很不明确,无法准确测定结晶部分的量,所以其数值随测定方法不同而不同。

5.高分子液晶的分子结构有何特点?根据分子排列有序性的不同,液晶可以分为哪几种晶型?如何表征?

答:(1)高分子液晶分子结构特点:分子主干部分是棒状(筷形),平面状(碟形)或曲面片状(碗形)的刚性结构,以细长棒状最为常见;b.分子中含有对位苯撑,强极性基团,可高度极化或可形成氢键的基团,因而在液态下具有维持分子作某种有序排列所需要的凝聚力;c.分子上可能含有一定的柔性结构。

(2)液晶晶型:a.完全没有平移有序—向列相即N相,用单位矢量表示;b.一维平移有序(层状液晶)—近晶A()和近晶C();c.手征性液晶,包括胆甾相(Ch)和手征性近晶相;d.盘状液晶相。

(3)液晶态的表征一般为:a.偏光显微镜下用平行光系统观察;b.热分析法;c.X射线衍射;

d.电子衍射;e.核磁共振;f.电子自旋共振;g.流变学;h.流变光学。

6.简述液晶高分子的研究现状,举例说明其应用价值。

答:液晶高分子被用于制造防弹衣,缆绳及航空航天器大型结构部件,可用于新型的分子及原子复合材料,适用于光导纤维的被覆,微波炉件,显示器件信息传递变电检测

7.取向度的测定方法有哪几种?举例说明聚合物取向的实际意义。

(1)用光学显微镜测定双折射来计算;(2)用声速法测定;(3)广角X射线衍射法;(4)红外二向色性;(5)偏正荧光法。

取向结构对材料的力学、光学、热性能影响显着。

例如:尼龙等合成纤维生产中广泛采用牵伸工艺来大幅度提高其拉伸强度;

摄影胶片片基、录音录像磁带等薄膜材料实际使用强度和耐折性大大提高,存放时不会发生不均匀收缩。

取向通常还使材料的玻璃化温度提高;

对于晶态聚合物,其密度和结晶度提高,材料的使用温度提高。

8.某结晶聚合物的注射制品中,靠近模具的皮层具有双折射现象,而制品内部用偏光显微镜观察发现有Maltese黑十字,并且越靠近制品芯部,Maltese黑十字越大。试解释产生上述现象的原因。如果降低模具的温度,皮层厚度将如何变化?

答:(1)由于形成球晶,球晶具有双折射现象,自然光经过偏振片变为偏振光,通过球晶发生双折射,分成两束振动方向垂直的偏振光,两束偏振光在与检偏镜平行方向上存在分量,分量速度不同,产生相位差而干涉,使呈现黑十字消光图像,制品外部与模具接触,冷却速度快,球晶来不及生长而成多层片晶或小球晶,而制品芯部温度高,结晶时间充分,生长为大球晶,因此消光图像更大。

(2)降低温度会增加过冷度,缩短结晶时间,因而皮层厚度增加。

9.采用“共聚”和“共混”方法进行聚合物改性有何异同点?