高分子溶液習(xí)題

高分子溶液習(xí)題一．選擇1．用于分級(jí)得高分子溶液應(yīng)選擇()A．θ溶液 B．稀溶液 C．濃溶液 D．理想溶液2．高分子-溶劑體系得x1為0、5時(shí)，稀溶液中得高分子（）A．沉淀析出B．處于無擾狀態(tài)C．沒有沉淀析出D．無法預(yù)測(cè)3．下列高聚物中，哪些在室溫下可以溶解（）A．尼龍—66B．滌綸C．高密度PED．聚醋酸乙烯酯4．下列參數(shù)中，哪些可作為選擇溶劑得依據(jù)（）A．均方末端距B．模量E與模量GC．溶度參數(shù)δD．相互作用參數(shù)x1E．第二維利系數(shù)A2F．特性粘度5．在良溶劑中，線型聚合物能夠（）交聯(lián)聚合物不能溶解，只能（）A．溶解B．溶脹6．通常非極性得結(jié)晶聚合得在（加熱）下溶解，而非晶態(tài)聚合物得溶解對(duì)（溫度）要求不高。A．加熱B．溫度C．降溫D．壓力7．欲用乙醚（δ=7、4）與乙腈（δ=11、9）溶解氯醋共聚物（δ=10、45），最佳比乙醚占（B）%、乙腈占（）%。A．67、8B．32、3A．42、3B．23、48．下列在室溫下有溶劑得高聚物就是（）A．PEB．PA-66C．PSD．PMMAE．硫化橡膠F．PPG．酚醛塑料H．定向聚合PSI．聚乙酸乙烯酯9．下列在室溫下無溶劑得高聚物就是（）A．PEB．PA-66C．PSD．PMMAE．硫化橡膠F．PPG．酚醛塑料H．定向聚合PSI．聚乙酸乙烯酯10．反映高分子在溶液中形態(tài)得參數(shù)有（）A．B．11．選擇溶劑得原則就是（）A．相似相溶觀則B．內(nèi)聚內(nèi)密度或溶度δC．相似規(guī)則溶劑化規(guī)則12．交聯(lián)高聚物交聯(lián)點(diǎn)間得平均分子量越大，則交聯(lián)度（）溶脹度（）A．小B．大δC．相等13．高分子一溶劑體系得x1為0、5時(shí)，稀溶液中得高分子（）A．沉淀析出B．處于無擾狀態(tài)C．沒有沉淀析出D．無法預(yù)測(cè)二、計(jì)算題1、磷酸-苯酯（δ1=19、6）就是聚氯乙烯（δ=19、4）得增塑劑，為了加強(qiáng)它們之間得相溶性，需加入一種稀釋劑（（，分子量為350），求其加入得最佳量。解：設(shè)加入稀釋劑得體積分?jǐn)?shù)為，重量為，由溶劑混合法則：解出若取磷酸三苯酯100份，其分子量=326， （份）三、簡(jiǎn)述題1、寫出三個(gè)判別溶劑優(yōu)劣得參數(shù)；并討論它們分別取何值時(shí)，該溶劑分別為聚合物得良溶劑、不良溶劑、θ溶劑；高分子在上述三種溶液中得熱力學(xué)特征以及形態(tài)又如何？解：為良溶劑，此時(shí)，溶解能自發(fā)進(jìn)行，高分子鏈在溶液中擴(kuò)張伸展；為不良溶劑，此時(shí)，溶液發(fā)生相分離，高分子在溶液中緊縮沉淀；為θ溶劑，此時(shí)與理想溶液得偏差消失，高分子鏈不脹不縮，處于一種自然狀態(tài)。2、溶解聚合物得溶劑可根據(jù)內(nèi)聚能密度（δ）相近得經(jīng)驗(yàn)規(guī)律來進(jìn)行選擇，已知聚丙烯腈得δ=15、4，甲醇得δ=14、5，試問聚丙烯腈能否溶解于甲醇中？為什么？從理論上加以解釋。答、不能。PAN（δ15、4）不能溶解于與δ相近得乙醇、甲醇（δ14、5)等。因?yàn)镻AN極性很強(qiáng)，而乙醇、甲醇等溶劑極性太弱了。3、Flory－Huggins晶格模型理論推導(dǎo)高分子溶液混合熵時(shí)作了哪些假定？混合熱表達(dá)式中Huggins參數(shù)得物理意義就是什么？答：假定：①一個(gè)格子中只能放一個(gè)溶劑分子或一個(gè)聚合物鏈段，②高分子可以自由卷曲，所有構(gòu)象具有相同得能量，③鏈段與溶劑分子可以在晶格上相互取代聚合物鏈段均勻分布，④高分子具有相同得聚合度，⑤配位數(shù)Z不依賴于組分反映高分子與溶劑混合時(shí)相互作用能得變化。法表示一個(gè)溶劑分子放到高分子中去時(shí)所引起得能量變化。與溶劑性質(zhì)得關(guān)系：溶劑得溶解能力越強(qiáng)，值越小；與溫度得關(guān)系：4、選擇高聚物溶劑得三原則就是什么？5、非晶態(tài)高聚物,非極性晶態(tài)聚合物,極性晶態(tài)聚合物與交聯(lián)聚合物得溶解與溶脹有何特點(diǎn)答：a、非晶態(tài)高聚物分子得堆砌比較疏松，分子間得相互作用較弱，溶劑分子容易進(jìn)入高聚物內(nèi)部，使其溶脹與溶解。b、非極性晶態(tài)高聚物：室溫時(shí)幾乎不溶解，只有當(dāng)升高溫度至熔點(diǎn)附近，使晶態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷B(tài)后，小分子溶劑才能滲入到高聚物內(nèi)部而逐漸溶解。c、極性得晶態(tài)高聚物能只能溶于強(qiáng)極性溶劑中，最后要求溶劑與聚合物之間能形成氫鍵；d、低交聯(lián)度得高聚物：只能達(dá)到溶脹平衡而不能溶解。6、什么就是θ溫度?有哪些實(shí)驗(yàn)方法可以測(cè)定θ溫度?答案:通過選擇合適得溶劑與溫度，滿足超額化學(xué)勢(shì)等于0得條件稱為θ條件或θ狀態(tài)，θ狀態(tài)下得溫度即為θ溫度。由公式：在一系列不同得溫度T下測(cè)定某聚合物-溶劑體系在不同濃度C下得滲透壓π，求出A2；以A2-T作圖，得一曲線，該曲線與A2=0得交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)得溫度即為θ溫度。7哈金斯參數(shù)χ1得物理意義就是什么？當(dāng)高聚物與溫度選定以后，χ1值與溶劑性質(zhì)有什么關(guān)系？當(dāng)高聚物與溶劑選定后，χ1與溫度有什么關(guān)系？答：哈金斯參數(shù)χ1反映了高分子與溶劑混合時(shí)相互作用能得變化，就是一個(gè)無因次得量。χ1kT得物理意義就是表示一個(gè)溶劑分子放入高聚物中引起得能量變化。，當(dāng)高聚物與溫度選定以后，χ1值與成正比。溶劑與高分子間得結(jié)合能越大，χ1值越大。當(dāng)高聚物與溶劑選定以后，χ1值與開氏溫度成反比。8、已知非晶態(tài)得聚乙烯得密度為0。85g/cm3，其內(nèi)聚能為8、58KJ/mol，試計(jì)算：（1）聚乙烯得內(nèi)聚能密度（2）聚乙烯得溶度參數(shù)9、寫出兩個(gè)判別溶劑優(yōu)劣得參數(shù)，它們?yōu)楹沃禃r(shí)，該溶劑就是高聚物得良溶劑、不良溶劑與θ溶劑?

高聚物在上述溶劑中得形態(tài)如何?9、何謂溶脹與溶解？試從分子運(yùn)動(dòng)得觀點(diǎn)說明線型高分子與交聯(lián)高分子溶脹得最后結(jié)果得區(qū)別。答案:溶脹就是溶劑分子滲入聚合物內(nèi)部，即溶劑分子與高分子得某些鏈段混合，使聚合物體積膨脹。溶解就是完全溶劑化得高分子鏈進(jìn)入溶劑，形成均勻分散得高分子均相溶液。線形高分子在良溶劑中得最終狀態(tài)：發(fā)生無限溶脹，最終形成均相得高分子溶液。交聯(lián)高分子在良溶劑中得最終狀態(tài)：發(fā)生有限溶脹，形成聚合物凝膠。10、根據(jù)選擇溶劑得原則，試判斷下列高聚物－溶劑體系在高溫下哪些可以溶解？哪些難溶或不溶？為什么？（括號(hào)內(nèi)數(shù)字為其溶度參數(shù)）a、有機(jī)玻璃（18、8）－苯（18、8）；b、滌綸樹脂（21、8）－二氧六環(huán)（20、8）；c、聚氯乙?。?9、4）－氯仿（19、2）；d、聚四氟乙烯（12、6）－正癸烷（13、1）；e、聚碳酸酯（19、4）－環(huán)己酮（20、2）；f、聚乙酸乙烯酯（19、2）－丙酮（20、2）。答：a、可以；有機(jī)玻璃為非極性結(jié)晶高聚物，苯為非極性溶劑，兩者溶度參數(shù)接近，高溫下可以溶解；b、不溶；因?yàn)闇炀]樹脂為結(jié)晶性極性高聚物，要求溶劑與之形成氫鍵，才利于溶解；c、可以；因?yàn)榫勐纫蚁榻Y(jié)晶性弱極性高聚物，在高溫下可以溶解在溶度參數(shù)相近得弱極性溶劑中；d、不溶；聚四氟乙烯為結(jié)晶性極性高聚物，要求溶劑與之形成氫鍵，才利于溶解；e、不溶；聚碳酸酯為結(jié)晶性極性高聚物，要求溶劑與之形成氫鍵，才利于溶解；f、不溶。聚乙酸乙烯酯為結(jié)晶性極性高聚物，要求溶劑與之形成氫鍵，才利于溶解。11、何謂凝膠與凍膠？試從化學(xué)結(jié)構(gòu)與物理性能兩方面加以比較。答：凍膠就是由范德華力交聯(lián)形成得，加熱可以拆散范德華力交聯(lián)，使凍膠溶解。凍膠可分兩種：如果形成分子內(nèi)得范德華力交聯(lián)，成為分子內(nèi)部交聯(lián)得凍膠。高分子鏈為球狀結(jié)構(gòu)，不能伸展，粘度小。若將此溶液真空濃縮成為濃溶液，其中每一個(gè)高分子本身就是一個(gè)凍膠。所以，可以得到粘度小而濃度高達(dá)30％-40％得濃溶液。如果形成分子間得范德華力交聯(lián)，則得到伸展鏈結(jié)構(gòu)得分子間交聯(lián)得凍膠，粘度較大。用加熱得方法可以使分子內(nèi)交聯(lián)得凍膠變成分子間交聯(lián)得凍膠，此時(shí)溶液得粘度增加。凝膠就是高分子鏈之間以化學(xué)鍵形成得交聯(lián)結(jié)構(gòu)得溶脹體，加熱不能溶解也不能熔融。它既就是高分子得濃溶液，又就是高彈性得固體，小分子物質(zhì)能在其中滲透或擴(kuò)散。交聯(lián)結(jié)構(gòu)得高聚物不能為溶劑所溶解，卻能吸收一定量得溶劑而溶脹，形成凝膠。12、第二維利系數(shù)A2得物理意義就是什么?當(dāng)A=0時(shí)得體系就是什么體系?物理意義就是：高分子鏈段間得內(nèi)排斥與高分子鏈段與溶劑分子能量上得相互作用、兩者相互競(jìng)爭(zhēng)得一個(gè)量度。高分子處在θ狀態(tài)下無規(guī)線團(tuán)形狀。13、什么就是溶度參數(shù)?如何測(cè)定聚合物得溶度參數(shù)?為什么非極性聚合物能溶解在與其溶度參數(shù)相近得溶劑中?答案:溶度參數(shù)就是內(nèi)聚能密度得平方根。溶度參數(shù)得測(cè)定方法有溶脹法與黏度法。(1)黏度法選擇若干個(gè)溶度參數(shù)與被測(cè)聚合物溶度參數(shù)相近得溶劑，將被測(cè)聚合物分別溶解在這幾種溶劑中，在相同濃度與溫度條件下測(cè)定各個(gè)溶液得黏度，溶劑得δ1與被測(cè)聚合物得δ2越接近，△Hm就越小，聚合物得溶解狀況就越好。聚合物在溶劑中得充分溶解可使分子鏈在溶液中充分伸展，導(dǎo)致流體力學(xué)體積增加，溶液黏度增大。因此可以選取黏度最大得溶液中溶劑得溶解度參數(shù)作為被測(cè)聚合物得溶解度參數(shù)。(2)溶脹法(適用于交聯(lián)聚合物)選擇若干個(gè)溶度參數(shù)與被測(cè)聚合物溶度參數(shù)相近得溶劑，將被測(cè)聚合物分別在這幾種溶劑中溶脹，在相同溫度條件下測(cè)定聚合物得平衡溶脹比。溶劑得δ1與被測(cè)聚合物得δ2越接近時(shí)，△Hm就越小，溶劑就越容易溶脹擴(kuò)散進(jìn)入交聯(lián)聚合物，平衡溶脹比就越大。所以可以取平衡溶脹比Q最大得溶脹體系所用溶劑得δ作為被測(cè)交聯(lián)聚合物得溶解度參數(shù)。溶解過程得自由能變化：△Gm=△Hm-T△Sm△Sm總就是大于零得，但另一方面，聚合物溶解過程一般都就是吸熱得，即△Hm＞0，所以要使溶解過程能夠自發(fā)進(jìn)行，△Hm＜T△Sm，或者說△Hm越小越好