第三章高分子溶液第四章聚合物的分子量和分子量分布一、 基本概念1、溶胀;无限溶胀;有限溶胀2、数量分数;重量分数3、数均分子量;粘均分子量;重均分子量;Z均分子量4、多分散性指数;分子量分布宽度指数;分子量分布5、哈金斯参数;第二维列系数;溶度参数6、混合熵;混合热;混合自由能7、凝胶;冻胶8、级分;校正曲线;普适校正曲线9、θ溶剂;θ温度;θ溶液10、特性粘数;溶胀度11、粘度;爱因斯坦粘度定律12、物理交联和化学交联13、散射;瑞利散射;瑞利因子14、过量化学位15、临界共溶温度;上临界共溶温度;下临界共溶温度16、体积排斥理论17、柱效;分辩率18、Zimm作图法19、数量微分分布,重量微分分布,积分分布20、内干涉,外干涉21,凝胶渗透色谱法二、选择题1、下列四种聚合物在各自的良溶剂中,常温下不能溶解的为()。
A、聚乙烯,B、聚甲基丙烯酸甲酯,C、无规立构聚丙烯,D、聚氯乙烯2、高分子溶液与小分子理想溶液比较,说法正确的是()。
A、高分子溶液在浓度很小时,是理想溶液。
B、高分子溶液在θ温度时,△μ1E=0,说明高分子溶液是一种真的理想溶液。
C、高分子溶液在θ条件时,△HM 和△SM都不是理想值,不是理想溶液。
D、高分子溶液在θ条件时,高分子链段间与高分子链段和溶剂分子间相互作用不等。
3、聚合物溶度参数一般与其()无关。
A、分子量B、极性大小C、分子间力D、内聚能密度4、Huggins参数χ1在θ温度下的数值等于()A、0.0,B、0.5 ,C、1.0,D、2.05、溶剂对聚合物溶解能力的判定原则,说法错误的是()。
A、“极性相近”原则B、“高分子溶剂相互作用参数χ1大于0.5”原则C、“内聚能密度或溶度参数相近”原则D、“第二维修系数A2大于0”原则6、下列哪种高聚物是单分散的为()A、HDPEB、PVCC、DNA7、渗透压法测得的平均分子量,其物理意义为()A、数均分子量B、粘均分子量C、重均分子量8、多人散性指数d 的取值为( )A 、≥1B 、>1C 、≥09、GPC 测定高聚物分子量时,淋洗体积和分子量存在如下关系( )A 、logM=A-B Ve ; B 、M=A-BVe ;C 、logM=A-BlogVe10、多分散性聚合物,四种统计平均分子量的关系为( )A 、M n =N w =N η=M zB 、M z >M w >M η>M nC 、M z >M η>M w >M n11、将高聚物在一定条件下(θ溶剂、θ温度)配成θ溶液,此时( )A 大分子之间作用力<小分子之间作用力<大分子与小分子之间作用力.B 大分子之间作用力>小分子之间作用力>大分子与小分子之间作用力C 大分子之间作用力=小分子之间作用力=大分子与小分子之间作用力D 大分子之间作用力<大分子与小分子之间作用力<小分子之间作用力12、下列四种溶剂(室温下Huggings 相互作用参数)中,室温能溶解聚氯乙烯的为( )。
A 、 四氢呋喃(χ1=0.14)B 、二氧六环(0.52)C 、丙酮(0.63),D 、丁酮(1.74)13、下列四种溶剂中,对PVC 树脂溶解性最好的是( )。
A 环己酮,B 苯,C 氯仿,D 二氯乙烷14、( )可以快速、自动测定聚合物的平均分子量和分子量分布。
A 粘度法,B 滲透压法,C 光散射法,D 凝胶渗透色谱(GPC)法15、下列四种方法中,( )可以测定聚合物的重均分子量。
A 、粘度法,B 、滲透压法,C 、光散射法,D 、沸点升高法16、特性粘度[η]的表达式正确的是( )。
A 、c sp /ηB 、c /ln γηC 、 c sp o c /lim η→D 、c oc /lim γη→ 三、判断正误题(在括号内写出判断的正确或错误)1、 强极性的结晶高聚物可以在室温下溶解,而非极性的结晶高聚物,只有加热到Tm 附近,才能溶解( )2、对于混合熵的贡献, 一个大分子相当于许多小分子,但又不等于这许多小分子( )四、填空题1、 和 都表征了高分子“链段”与溶剂分子间之间的相互作用。
2、判定溶剂对聚合物溶解力的原则有(1)极性相近原则、(2) 和(3) 。
3、凝胶渗透色谱法是按分子的( )将大小不同的分子分开的。
这种方法可以得到( )和( )等分子量以及( )的数据。
4、在高分子溶液中可以由( )和 判断高聚物在溶液中形态,可以由 和 表征分子的尺寸。
5、凝胶与冻胶的本质区别在于( )。
6、高分子平均分子量的定义有四种,其数学表达式分别是( )、( )、( )和( )。
7、渗透压法测得的是( ),粘度法测得的是( )8、多分散高聚物四种统计平均分子量的大小次序为( );而单分散高聚物,四种统计平均分子量的大小次序为( );另外当Mark-Houwink 指数α=1时( );α=-1时( )。
9、凝胶与冻胶的本质区别在于前者的交联键为( );而后者的交联键为( )。
10、高聚物的溶解一般分( )和( )两个阶段。
11、在高分子的θ溶液中,Huggins 参数χ1= ,第二维列系数A 2= ,此时高分子链段间的相互作用力等于高分子链段与溶剂分子间的作用力。
12、高分子常用的统计平均分子量有数均分子量、重均分子量、Z 均分子量和 ,它们之间的关系M n≥M w≥≥M z。
13、测定聚合物分子量的方法很多,如端基分析法可测分子量,光散射法可测重均分子量,稀溶液粘度法可测分子量。
14、凝胶渗透色谱GPC可用来测定聚合物的和。
溶质分子体积越小,其淋出体积越大。
五、简答题(论述题)1、溶度参数的物理含义2、Huggins参数的物理意义3、第二维利系列的物理意义4、Mark─Houwink方程的物理意义,常数K,α值与哪些因素有关5、溶胀平衡方程的物理意义及其作用6、高分子的溶解与低分子有什么不同?7、简述Flory─Huggins格子模型的基本思想。
8、简述Flory─Krigbaum的稀溶液理论。
9、高分子溶液有什么特征,试与胶体或低分子真溶液作一比较,如何证明它是一种真溶液。
10、溶度参数如何测定?根据热力学原理解释非极性聚合物为什么能够溶解在与其溶度参数相近的溶剂中。
11、通常在定向聚合的聚丙烯中含有95%的规整立构体,熔点约在438─449K之间,现欲选择它的适当溶剂,试举例并指出应该注意的条件,另外聚氟乙烯、聚四氟乙烯很难找到合适的溶剂,从分子结构上如何解释?12、习惯法累积重量分布函数I(M)=?;董履和重量分布函数I(M)=?13、渗透压法测定的分子量为什么是数均分子量?其理论依据是什么?13、高聚物溶液与理想溶液的行为有较大偏差,试说明理由14、试述GPC测定分子量分布的实验装置及理论根据,并举出一种分子量的计算方法?15、用Flory─Huggins的渗透压方程和范德华非理想气体方程,分别画出π- φ和P-V 示意曲线,并对照讨论与温度的关系,指出曲线的合理部分及不合理部分(φ溶剂的体积分数,V气体体积)16、溶液的粘度随着温度的升高而下降,高分子溶液的特性粘数在不良溶剂中随温度的升高而升高,怎样理解?17、由查表得溶度参数的数据如下:二氯甲烷δ1= 19.8,环已酮δ1 =20.2, PVCδ2=19.2,很明显二氯乙烷的δ1比环已酮的δ1更接近于PVC的δ2,但实际上前者对PVC的溶解性能并不好,而后者则是PVC的良溶液,为什么?18、有一聚甲基丙烯酸早酯试样,今欲对其进行GPC测定,选择何类溶剂,并写出计算Mn,、Mw、[η]的步骤。
△-Flory─Huggins用统计热力学方法推导出高分子溶液的混合熵Sm=19、K(N1lnφ1+N2lnφ2)与理想溶液混合熵Sm△i=-K(N1lnφ1+N2lnφ2)的过程中,有何不够合理的情况?20、Vanthoff方程RTc/M适用于无限稀的溶液中求取分子量,但对于实际有一定浓度的溶液上式则有一定偏差,问如何考虑校正这一偏差?21、根据Flory─Huggins格子模型处理高分子溶液,得出溶液的化学位为:△1=RT[ln(1-φ2)+(1-1/χ1)φ2+χ1φ22μ试从该式推导出第二维列系数A2=(1/2-χ1)/V1ρ2(V1溶剂的偏克分子体积)22、什么是θ温度?对于一定的溶液体系,θ温度是如何由实验测定的?试讨论高分子的液在高于、等于、低于θ温度时,其热力学性质如何?高分子在溶液的尺寸形态又如何?23、高分子溶液混合熵与哪些因素有关? 试比较它与理想溶液的混合熵的表达式有何差别?混合熵对高分子的溶解过程起着怎样的作用?在何种情况下熵值的变化可以忽略而高分子溶解过程只取决于热焓的变化?24、有两种苯溶液,一种是苯乙烯──苯;另一种是聚苯乙烯一苯,若两种溶液含有相同百分数的溶质,试预计哪一种溶液具有较大的①蒸汽压②凝固点③渗透压④粘度25、解释下列实验现象(1)苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯可以相互混溶,但聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯却不能混溶。
(2)乙酸纤维能分别溶于冰醋酸或苯胺中 ,但却又不能溶于冰醋酸与苯胶的混合液中。
26、分极性和非极性两种情况解释增塑剂为什么能起到增塑作用,并举例说明高聚物和增塑剂后物理机械性能的变化。
25、分子尺寸分布的一种实用表达式为 n/N=(1/c)e-x/c此处c为常数。
a、根(w/W)的表达式据此分布函数求数均聚合度Xn;重均聚合度Xw;以及分散指数Xw/Xn;b、求出重量分布28、用溶解度参数判断聚合物与聚合物、聚合物与溶剂的相溶性是否适用于任何情况,为什么?29、指出溶液的溶解能力对下列问题的影响a、溶剂聚合中搅拌器的设计b、在特定温度下某一聚合物试样的特性粘度,c、渗透计测得的某一聚合物试样的分子量30、高分子的溶质在溶剂中的溶解度除与溶质的溶剂的性质有关外,还与温度和溶质分子量有关,试解释。
31,写出高分子与小分子混合熵的表达式, 讨论二者的异同点。
32、比较晶态高聚物与非晶态高聚物溶解过程的异同点?33、写出多分散性聚合物几种统计分子量的表达式34、用分子间作用关系讨论高分子溶液的 (a) 溶度参数 (b)θ溶液 (c) 第二维利系数及 (d) 粘度行为。
35、与一般高分子溶液相比较,高分子电解质溶液粘度更易受到何种因素影响?36、在Flory温度下高分子溶液具有哪些特征?37、有一聚合物样品Mn=Mη =1×106 ,求其Mz=?38、为何高聚物数均分子量Mn对试样中低分子量级分敏感,而重均分子量Mw对试样中高分子量级分敏感?39,用聚乙酸乙烯酯醇解制取聚乙烯醇时,为何仅具有适当醇解度的聚乙烯醇,其水溶性最好 ?为何聚丙烯酸钠水溶液经高速搅拌或在其中加入氯化钠,溶液的粘度将下降,通过高聚物稀溶液的渗透压和光散射测定可以得到哪些有关高聚物结构的信息。