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材料科学
题目

简答题 根据溶剂选择的几个原则,试判断下列聚合物-溶剂体系在常温下哪些可以溶解?哪些容易溶解?哪些难溶或不溶?简述理由(括号内的数字为其溶度参数)。 (1)有机玻璃(18.8)-苯(18.8); (2)涤纶树脂(21.8)-二氧六环(20.8); (3)聚氯乙烯(19.4)-氯仿(19.2); (4)聚四氟乙烯(12.6)-正癸烷(13.1); (5)聚碳酸酯(19.4)-环己酮(20.2); (6)聚乙酸乙烯酯(19.2)-丙酮(20.2)。

简答题 根据溶剂选择的几个原则,试判断下列聚合物-溶剂体系在常温下哪些可以溶解?哪些容易溶解?哪些难溶或不溶?简述理由(括号内的数字为其溶度参数)。 (1)有机玻璃(18.8)-苯(18.8); (2)涤纶树脂(21.8)-二氧六环(20.8); (3)聚氯乙烯(19.4)-氯仿(19.2); (4)聚四氟乙烯(12.6)-正癸烷(13.1); (5)聚碳酸酯(19.4)-环己酮(20.2); (6)聚乙酸乙烯酯(19.2)-丙酮(20.2)。

题目解答

答案

参考答案: (1)不溶。因为有机玻璃是极性的,而苯是非极性溶剂。 (2)不溶。因为亲核聚合物对亲核溶剂。 (3)不溶。因为亲电聚合物对亲电溶剂。 (4)不溶。因为非极性结晶聚合物很难溶,除非加热到接近聚四氟乙烯的熔点327℃,而此时溶剂早已汽化了。(5)易溶。因为虽然亲核聚合物和亲核溶剂,但它们都在亲核能力顺序的尾部,即亲核作用不强,可以互溶。 (6)易溶。原因同(5)。

解析

考查要点:本题主要考查聚合物溶解性的判断,需结合极性相近原则、溶度参数匹配及聚合物结构特性进行分析。

解题核心思路:

  1. 极性类型匹配:亲核聚合物应与亲电溶剂相溶,亲电聚合物应与亲核溶剂相溶;若极性类型相同(同为亲核或亲电),则需溶度参数非常接近才可能溶解。
  2. 溶度参数接近性:聚合物与溶剂的溶度参数越接近,溶解性越好。
  3. 特殊结构影响:如非极性结晶聚合物(如聚四氟乙烯)常温下难溶。

破题关键点:

  • 明确聚合物和溶剂的极性类型(亲核、亲电、非极性)。
  • 比较溶度参数的差异。
  • 结合聚合物结构特点(如结晶性)判断溶解难易。

(1)有机玻璃(18.8)-苯(18.8)

  • 极性类型:有机玻璃(极性亲核)与苯(非极性)极性不匹配。
  • 溶度参数:虽溶度参数相同,但非极性溶剂无法与极性聚合物形成有效相互作用。
  • 结论:不溶。

(2)涤纶树脂(21.8)-二氧六环(20.8)

  • 极性类型:涤纶(亲核)与二氧六环(亲核)同为亲核类型。
  • 溶度参数:相差1.0,未足够接近。
  • 结论:不溶(同类型且溶度参数差异较大)。

(3)聚氯乙烯(19.4)-氯仿(19.2)

  • 极性类型:PVC(亲电)与氯仿(亲电)同为亲电类型。
  • 溶度参数:相差0.2,虽接近但同类型导致排斥。
  • 结论:不溶(同类型相互作用弱)。

(4)聚四氟乙烯(12.6)-正癸烷(13.1)

  • 极性类型:PTFE(非极性)与正癸烷(非极性)极性匹配。
  • 结构特性:PTFE为非极性结晶聚合物,常温下溶解性极差。
  • 结论:不溶(需高温溶解,但溶剂常温下易挥发)。

(5)聚碳酸酯(19.4)-环己酮(20.2)

  • 极性类型:PC(亲核)与环己酮(亲核)同为亲核类型。
  • 溶度参数:相差0.8,且两者均处于亲核能力尾部(极性较弱),可互溶。
  • 结论:易溶。

(6)聚乙酸乙烯酯(19.2)-丙酮(20.2)

  • 极性类型:PVAc(亲核)与丙酮(亲核)同为亲核类型。
  • 溶度参数:相差1.0,且同处亲核尾部,极性较弱。
  • 结论:易溶。

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