试题习题《纤维化学与物理》练习题集全套.docx

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试题习题《纤维化学与物理》练习题集全套

《纤维化学与物理》练习题

一、名词解释练习题

高分子化合物（HighMolecularCompound）：

是一种由许多相同的、结构简单的单元通过共价键重复连接而成的分子质量很大、分子链较长的化合物，亦称大分子或高聚物。

（有文献称聚合物似乎不太严谨，因为聚合物还可包括高聚物和低聚物的，但是低聚物一般不宜称为高分子化合物）

重复单元（RepeatingUnit）：

在聚合物的大分子链上重复出现的、组成相同的最小基本单元，又称为链节。

结构单元（StructuralUnit）：

在大分子链中出现的以单体结构为基础的原子团称为结构单元。

单体单元（MonomerUnit）：

聚合物中具有与单体相同化学组成而不同电子结构的单元。

聚合度（DP、Xn）（DegreeofPolymerization）：

衡量聚合物分子大小的指标。

以重复单元数为基准，即聚合物大分子链上所含重复单元数目的平均值；以结构单元数为基准，即聚合物大分子链上所含结构单元数目的平均值。

热塑性聚合物（ThermoplasticsPolymer）：

是线型或支链型聚合物，聚合物大分子之间以物理力聚合而成，加热时可熔融，并能溶于适当溶剂中。

热塑性聚合物受热时可塑化，冷却时则固化成型，并且可以如此反复进行。

聚合物这种可反复加热软化或熔化成型的性质称为热塑性。

聚苯乙烯（PS）、聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE）等均属于此类。

热固性聚合物（ThermosettingPolymer）：

许多线性或支链形大分子由化学键连接而成的交联体形聚合物，许多大分子键合在一起，已无单个大分子可言。

这类聚合物受热不软化，也不易被溶剂所溶胀。

酚醛树脂、环氧树脂、脲醛树脂等均属于此类。

功能高分子（FunctionalPolymer）：

是指具有传递、转换或储存物质、能量和信息的高分子，其结构特征是聚合物上带有特殊功能基团，其中聚合物部份起着载体的作用，不参与化学反应。

按功能的不同，可分为化学功能高分子、物理功能高分子和生物功能高分子。

共聚物（Copolymer）：

由两种或两种以上单体共同参加的连锁聚合反应叫共聚合反应，形成的聚合物中含有两种或多种单体单元。

由共聚合形成的聚合物叫共聚物。

链式聚合反应（ChainPolymerization）：

活性中心引发单体，迅速连锁增长的聚合反应。

烯类单体的加聚反应大部分属于连锁聚合。

连锁聚合需活性中心，根据活性中心的不同可分为自由基聚合、阳离子聚合和阴离子聚合。

逐步聚合反应（StepPolymerization）：

无活性中心，单体官能团之间相互反应而逐步增长。

绝大多数缩聚反应都属于逐步聚合。

定向聚合（Stereo-regularPolymerization）：

任何聚合过程（包括自由基、阳离子、阴离子、配位聚合）或任何聚合方法（如本体、悬浮、乳液和溶液等），只要它是经形成有规立构聚合物为主，都是定向聚合。

定向聚合等同于立构规整聚合（Stereo-specificPolymerization）。

线形逐步缩聚（LinearPoly-codensation）：

在聚合反应过程中，如用2-2或2官能度体系的单体作原料，随着聚合度逐步增加，最后形成高分子的聚合反应。

线形缩聚形成的聚合物为线形缩聚物，如涤纶、尼龙等。

体形逐步缩聚（Tri-dimensionalPoly-condensation）：

参加反应的单体，至少有一种单体含有两个以上的官能团，反应中形成的大分子向三个方向增长，得到体型结构的聚合物的这类反应。

构型（Configuration）：

是由原子（或取代基）在手性中心或双键上的空间排布顺序不同而产物的立体异构。

或：

构型是对分子中的最近邻原子间的相对位置的表征，也就是指分子汇总由化学键所固定的原子在空间的几何排列。

构象（Conformation）：

构象则是对C-C单键内旋转异构体的一种描述，即由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态称作构象,有伸展型、无规线团、螺旋型和折叠链等几种构象。

理想恒比共聚（IdealAzeotropicCo-polymerization）：

该聚合的竞聚率r1=k11/k12=r2=k22/k21=1，这种聚合不论配比和转化率如何，共聚物组成和单体组成完全相同。

交替共聚（AlternatingCo-polymerization）：

该聚合竞聚率r1=r2=0或者r1→0，r2→0，这种聚合两种自由基都不能与同种单体加成，只能与异种单体共聚，因此不论单体组成如何，结果都是形成交替共聚物。

链引发（ChainInitiation）：

形成单体自由基活性种的反应。

链引发包括两步：

初级自由基的形成（即引发剂的分解），单体自由基的形成。

链增长（ChainPropagation）：

链引发形成的单体自由基形成后，它仍具有活性，能打开第二个烯类分子的π双键，形成新的自由基，新自由基的活性并不随着链段的增加而衰减，与其它单体分子结合成单元更多的链自由基，即链增长。

偶合终止（CouplingTermination）：

自由基活性高，有相互作用终止而失去活性的倾向。

两链自由基的独电子相互结合成共价键的终止反应，偶合终止的结果是大分子的聚合度为链自由基重复单元数的两倍。

歧化终止（DisproportionationTermination）：

自由基活性高，有相互作用终止而失去活性的倾向。

某链自由基夺取另一自由基的氢原子或其他原子终止反应。

歧化终止的结果是聚合度与链

自由基的单元数相同。

双基终止（Bi-radicalTermination）：

链自由基的独电子与其它链自由基中的独电子或原子作用形成共价键的终止反应。

链转移（ChainTransfer）：

在自由基聚合过程中，链自由基可能从单体（M）、溶剂（S）、引发剂（I）等低分子或大分子上夺取原子而终止，使失去原子的分子成为自由基，继续新链的增长，这一反应叫链转移反应。

熔融缩聚（MeltPoly-condensation）：

熔融缩聚是指体系中只有单体和少量催化剂,反应温度高于单体和缩聚物的熔点，反应体系处于熔融状态下进行的反应。

熔融缩聚的关键是小分子的排除及分子量的提高。

界面缩聚（InterfacialPoly-condensation）：

两单体分别溶解于两不互溶的溶剂中，反应在两相界面上进行的缩聚称之为界面缩聚，具有明显的表面反应的特性。

悬浮聚合（SuspensionPolymerization）：

悬浮聚合一般是指溶解有引发剂的单体以小液滴状悬浮在水中的聚合，这是自由基聚合一种特有的聚合方法。

体系主要由单体、水、油溶性引发剂、分散剂四部分组成。

乳液聚合（EmulsionPolymerization）：

是指在乳化剂的作用和机械搅拌下,单体在水中分散成乳液状而进行的聚合，体系由单体、水、水溶性引发剂、水溶性乳化剂组成。

降解（Degradation）：

降解是聚合度分子量变小的化学反应的总称。

它是高分子链在机械力、热、超声波、光、氧、水、化学药品、微生物等作用下，发生解聚、无规断链及低分子物脱除等反应。

老化（Aging）：

聚合物及其制品在加工、贮存及使用过程中，物理化学性质及力学性能逐步变坏，这种现象称老化。

橡胶的发粘、变硬、或龟裂，塑料制品的变脆、破裂等都是典型的聚合物老化现象。

导致老化的物理因素是热、光、电、机械应力等。

化学因素是氧、酸、碱、水以及生物霉菌的侵袭，实际上，老化是上述各因素的综合作用的结果。

柔顺性：

高分子链能够卷曲成无规线团的能力或者说高分子链能改变其构象的性质称作柔顺性，简称柔顺性。

链段：

大分子链上任何一个单键在进行内旋转时，必定会牵连着前前后后的链节。

由于分子链很长，不可能所有的链节都受到牵连，受到牵连的部分可视作主链上能独立运动的一个单元，称为“链段”。

链段长度可用链节数来表示。

链段愈短，说明主链上能独立运动的单元愈多，链的柔性愈大，反之刚性较大。

高分子的聚集态结构：

是指高聚物材料整体的内部结构，即高分子链与链之间的排列和堆砌结构。

分为晶态、非晶态、液晶态。

均方末端距：

指线型高分子链的一端与另一端的距离称为末端距，用h表示。

采用向量运算，求平均末端距或末端距的平方的平均值。

高斯链：

因为等效自由结合链的链段分布符合高斯分布函数，故这种链称高斯链。

CED（内聚能密度）：

为克服分子间作用力，把1mol液体或固体移至分子间的引力范围之外（即凝聚体汽化时）所需的能量叫内聚能。

单位体积的内聚能称为内聚能密度。

近程有序：

所谓近程有序，一是指与任一质点邻近的质点数（配位数）一定；二是这些邻近质点间的距离一定；三是与任一质点所邻近的质点的排列方式一定。

取向度：

是材料取向程度的衡量指标，线型及支链型的无规大分子又是以自由卷曲状存在的，在外力作用下，分子链、链段及结晶高聚物的晶片、晶带等结构单元沿外力场方向择优排列，这一过程称为取向。

取向的程度可用取向度f定量地表征:

，式中，θ是分子链主轴与取向轴之间的平均角度，叫取向角。

cos2θ,sin2θ分别表示取向角余弦均方值和取向角正弦均方值。

聚合物的粘弹性：

外力作用下，高聚物材料的形变行为兼有液体粘性和固体弹性的双重特性，其力学性质随时间变化而呈现出不同的力学松弛现象或具有时间依赖性的特性称为粘弹性。

普弹形变：

当高分子受到外力作用时，分子链内部键长和键角立刻发生变化，这种形变量是很小的，称为普弹形变。

高弹性：

在高弹态下，聚合物的变形是外力作用促使高聚物主链发生内旋转的过程，它所需的外力显然比高聚物在玻璃态时变形（改变化学键的键长和键角）所需要的外力要小的多，而形变量却要大的多，这种力学性质称为高弹性。

强迫高弹形变：

玻璃态高聚物在外力作用下发生的大形变，其本质跟橡胶的高弹形变一样，但表现的形式却有差别，为了与普通的高弹形变区别开来，通常称为强迫高弹形变。

两者本质相同：

都是链段运动。

不同：

强迫高弹形变外力除去不能自动回复，需要加热，受外力要大的多，发生在Tb－Tg之间。

聚合物的玻璃态：

在温度较低时，分子热运动的能量小，整个分子链和链段都不能运动，处于“冻结”状态，这是表现为玻璃态，处于玻璃态的聚合物形变小，弹性模量大，质硬。

聚合物的高弹态：

当温度升高，热运动能量增加，达到某一温度后，虽然整个高分子链不能移动，但链段已能自由运动，而使分子的形态可以发生变化，表现为高弹态，这时聚合物在较小的应力下即可发生很大的形变，而且形变是可逆的。

聚合物的粘流态：

温度继续升高，值至整个分子链发生运动时，即开始塑性流动。

此状态称为

粘流态。

玻璃化转变温度：

合物从玻璃态到高弹态之间的转变（即玻璃态一高弹态）称为玻璃化转变，对应的转变温度称为玻璃化转变温度，以Tg表示。

高聚物的熔点：

比容－温度曲线上熔融终点处对应的温度为高聚物的熔点。

或：

高聚物结晶部分完全熔化时的温度。

应变：

当材料受到外力作用而所处的条件不能产生惯性移动时，它的几何形状和尺寸将发生变化，这种变化称为应变。

力学损耗（内耗）：

如果形变的变化落后于应力的变化，发生滞后现象，则每一循环变化中就要消耗功，称为力学损耗.

拉伸强度：

也称拉张强度，是在规定的温度、湿度和加载速度下，在标准试样上沿轴向施加拉伸力直到试样被拉断为止。

试样断裂前所承受的最大载荷p与试样截面积之比称为拉伸强度。

应力集中：

材料存在缺陷，受力时材料内部的应力平均分布状态将发生变化，使缺陷附近局部范围内的应力急剧增加，远远超过应力平均值的现象。

应力松弛：

在恒定温度和形变标尺不变的情况下，聚合物内部的应力随时间的增加而逐渐衰减的现象。

松弛过程：

在一定的外界条件下，高聚物从一种平衡状态通过分子热运动，达到与外界条件相适应的新的平衡态，由于分子运动时运动单元所受到的摩擦力一般很大，此过程通常是缓慢完成的，称为松弛过程。

蠕变：

就是指在一定的温度和较小的恒定外力作用下，材料的形变随时间的增加而逐渐增大的现象。

银纹：

聚合物在张应力的作用下，在材料某些薄弱的地方出现应力集中而产生的局部的塑性形变和取向，以至于在材料的表面或者内部垂直于应力方向出现微细凹槽的现象。

这些裂纹由于光的反射，看上去是发亮的，称为银纹。

特性粘度：

高分子在c→0时，单位浓度的增加对溶液的增比浓度或相对粘度对数的贡献。

其数值不随溶液浓度的大小而变化，但随浓度的表示方法而异。

表观粘度：

与牛顿粘度定义相类比，将非牛顿流体的粘度定义为剪切应力与剪切速率之比，其值称为表观粘度。

溶度参数：

通常将内聚能密度的平方根定义为溶解度参数δ，溶质和溶剂的溶解度参数愈接近，两者愈能相互溶解。

结晶度：

结晶高分子是晶相和非晶相共存的非均相物质，结晶度是指结晶高分子中晶相部分所占的百分数。

可以用结晶质量百分数或结晶体积百分数表示。

二、填空练习题

1、聚合反应按机理来分逐步聚合和 连式聚合两大类，如按单体与聚合物组成差别分为加聚反应 和 缩聚反应。

2、线形缩聚相对分子质量的控制手段有加入单官能团的单体进行端基封锁和控制反应官能团加入的当量比。

3、自由基聚合的特征慢引发、快增长、速终止。

4、链式聚合特征是反应速度快、产物分子量高。

5、逐步聚合特征是产物分子量随反应程度的提高逐步增大、在反应成度很高的情况下才能生成高分子量的聚合物。

6、由基聚合的实施方法有本体聚合、悬浮聚合、乳液聚合、溶液聚合。

7、逐步聚合的实施方法有 溶液聚合、界面聚合、熔融聚合、固相缩聚。

8、用动力学推导共聚组成方程时作了四个基本假定是:

活性链的类型及其反应性能完全取决于末端单元的性质，不受其他结构单元和长度的影响、共聚物组成由链增长反应决定、稳态假设。

9、推导微观聚合动力学方程时做了五个假定，分别是忽略链转移、双基终止、稳态假设、等活性理论、单体总消耗速率等于聚合反应速率。

10、三大合成材料是塑料、纤维、橡胶。

11、线型非晶高聚物的温度—形变曲线一般都具有三种典型的力学状态是玻璃态、高弹态、粘流态。

12、熔点是晶态聚合物完全融化时的温度，而玻璃化温度则主要是非晶态 聚合物的热转变温度。

13、高分子链的构型是由于化学键所固定的原子的种类、排列、取代基和端基的种类、单体排列等，构象主要是指由于单键的内旋转造成的分子在空间的不同排列形态。

14、聚合物有两个分散性，是相对分子质量多分散性和聚合度多分散性 。

15、在自由基聚合和缩聚反应中，分别用单体的转化率和 反应程度 来表征聚合反应进行的深度。

16、一般的成纤聚丙烯晴大多为三元共聚体，其中第二单体主要起改善纤维的手感弹性、克服纤维的脆性的作用，第三单体主要起改善纤维的染色性能的作用。

17、所谓的定向聚合是指指能够生成立构规整性聚合物为主（≥75%）的聚合反应 。

18、自由基聚合规律是转化率随时间而增高，延长反应时间可以提高转化率。

19、缩聚反应规律是转化率随时间 无关，延长反应时间是为了 提高聚合度 。

20、室温下，橡胶处于高弹态，粘流温度为其使用上限温度， 玻璃化转变温度为其使用下限温度。

21、高分子的溶解是一个缓慢过程，分为两个阶段：

溶胀和溶解。

22、与小分子相比，高分子的分子量有以下两个特点：

分子量大和多分散性。

23、聚合物由高弹态转变为粘流态时的温度称为粘流温度，以Tf表示。

这种处于流体状态的聚合物称为熔体。

24、高分子的温度一形变曲线图中，分为五个部分，分别为玻璃态、玻璃化转变区、高弹态、粘流转变区、粘流态。

25、化学纤维制造的四个工序是原料制备、纺丝流体（液）的制备、化学纤维的纺丝成型、化学纤维的后加工。

26、对于聚氯乙烯（CH2CH）nCl这样的聚合物，括号内的化学结构称为结构单元，由于聚氯乙稀分子链可以看成为结构单元的多次重复构成，因此括号内的化学结构也可称为重复单元或链节。

“n”代表重复单元的数目，称为聚合度。

27、由于高聚物具有分子量多分散性和结构多分散性，故高聚物的分子量通常只能取其统计平均值。

统计方法不同，则有不同名称的平均分子量。

如以分子数作为平均分子量的基础进行统计，所得分子量称为数均分子量；如以分子的总重量作为平均分子量的基础，所得分子量为重均分子量；真实的高分子链是有一定体积，分子量是与其真实体积大小成正比的。

以高分子的体积大小作为平均分子量的基础，所得的分子量称为Z均分子量；根据高分子物溶液粘度测定出来的分子量，称为粘均分子量。

28、高聚物的各种分子量表达方式中，就其大小关系而言，对多分散体系有MZ＞MW＞Mη＞Mn而对单分散体系，则有MZ=MW=Mη=Mn。

29、含A、B两种单体的体系，理论上可发生的聚合方式有：

各自均聚、无规共聚、交替共聚、嵌段共聚、接枝共聚。

30、—[NH（CH2）6NHCO（CH2）4CO]n—聚合物名称为，聚合物的结构单元,重复单元。

（聚己二胺己二酸（或锦纶66）、NH2（CH2）6NH2和HOOC（CH2）4COOH、—NH（CH2）6NHCO（CH2）4CO—）

31、高分子化合物（又称聚合物）其分子量一般在_104～106__范围内。

32、聚合物按大分子主链的化学组成可分___、___、____和____。

（碳链聚合物、杂链聚合物、元素有机聚合物和无机聚合物）

33、高分子材料按性能大致可分为结构材料和材料两大类，其中，、、三大类材料多用作结构材料。

（功能、塑料、橡胶、纤维）

34、根据聚合物主链所含元素，又可将聚合物分为：

____、____、____。

（碳链聚合物、杂链聚合物、元素有机聚合物）

35、按单体和聚合物在组成和结构上发生变化聚合反应可为：

___、___。

按聚合机理聚合反应可分为：

____、___。

（缩聚反应、加聚反应、连锁聚合反应、逐步聚合反应）

36、聚乙烯的结构单元为，此结构单元又可以称为  、、。

（-CH2CH2-，单体单元、重复单元、链节）

37、纺织纤维细度表示法中，定长制表示方法主要有两种，即、和。

（特克斯tex、旦尼尔denier）

38、无定型高聚物的物理状态及力学性质随温度而变，其中Tg是：

____；Tf是：

____。

而在结晶高聚物中Tm是：

____。

（玻璃化转变温度、粘流温度、熔点）

39、____和____是评价聚合物耐热性的重要指标。

（玻璃化转变温度、熔点）

40、逐步聚合法有熔融缩聚和_____、_____、_____等四种。

（溶液缩聚、固相缩聚、界面缩聚）

41、合成聚酯的单体主要为、。

（对苯二甲酸、乙二醇）

42、涤纶的化学名称为，它是由单体对苯二甲酸、，经线性缩聚制得的。

工业上生产涤纶比较成熟的技术是先使对苯二甲酸、然后，最后缩聚。

（聚对苯二甲酸乙二醇酯、乙二醇、甲酯化、酯交换）

43、纤维的弯曲破坏性能常用钩结强度或结节强度指标表示。

44、线性缩聚机理特征：

_______、________。

（逐步、可逆）

45、高分子按其受热性能可分为和两大类。

（热塑性、热固性）

46、对于可逆平衡缩聚反应，到反应后期往往要在高温高真空下进行，目的是为了________________。

（脱除小分子，使反应向正方向移动，提高产物分子量）

47、从聚合机理看，PAN属于___聚合，尼龙—66属于____聚合，聚氯乙烯属于___聚合，聚环氧乙烷属于___聚合。

（连锁、逐步、有加、开环）

48、高分子中的次价力主要包括氢键和，后者包括、

和三种。

（范德华力、色散力、偶极间力力、诱导力）

49、在自由基聚合和缩聚反应中，分别用______和______来表征聚合反应进行的深度。

（单体的转化率、和反应程度）

50、高分子聚集态结构主要是研究单位体积内许多分子链间的几何排列，又称为超分子（二级）。

它包含三次结构和高次结构。

51、引发剂引发的自由基聚合体系中，影响聚合速率的因素是______、_____、_______和________。

（单体浓度、引发剂浓度、聚合温度、引发剂分解活化能）

52、推导微观聚合动力学方程,作了4个基本假定是:

__________、__________、聚合度很大、链转移反应无影响。

（等活性理论、稳态假设）

53、自由基聚合体系中“双基终止”是指_____、和_____。

（偶合终止、歧化终止）

54、PPT纤维是聚对苯二甲酸丙二（醇）酯的简称。

55、根据共聚物大分子链中单体单元的排列顺序，共聚物分为_______、______、______和______。

（无规共聚物、交替共聚物、嵌段共聚物、接枝共聚物）

56、竞聚率的物理意义是____，对于r1=r2=1的情况，称为，r1=r2=0，称_____。

（均聚和共聚链增长速率常数之比、理想恒比共聚、交替共聚）

57、溶液聚合就是将______，______溶于溶剂中成为均相，然后加热聚合。

（引发剂、单体）

58、悬浮聚合体系一般由___________、____________、____________、____________等四部分组成。

（单体、水、油溶性引发剂、分散剂）

59、常见的聚合方法主要有、、、。

（本体聚合、溶液聚合、悬液聚合、乳液聚合）

60、离子聚合包括________、________和_______等三类。

（阳离子聚合、阴离子聚合、配位阴离子聚合）

61、高分子具有柔性的根本原因是，高分子柔性的表征方法主要有和两种。

（高分子链中σ单键的内旋转、均方末端距、链段长度）

62、比较常用的分子量分级方法有分级法、分级法、以及法。

其中前两者都是利用溶解度的差别来进行分级，后者属于利用分子运动性质分级的方法。

（沉淀、溶解、凝胶渗透色谱）

63、

聚合物名称为聚丙烯酸甲酯，单体为

该聚合物反应属于链式聚合类型中的加聚反应。

64、碳链聚合物是指大分子主链完全由碳原子组成的聚合物。

无机高分子是指大分子主链与侧链均无碳原子的高分子。

65、组成聚合物的结构单元呈无规排列的聚合物称为无规共聚物。

聚合物中两种或多种结构单元严格相间排列的聚合物称为交替共聚物。

66、加聚反应即加成聚合反应，缩合聚合反应即缩聚反应。

67、通过化学反应，在某些聚合物主链上接上结构、组成不同的支链，这一过程称为接枝，形成的产物称为接枝共聚物。

68、化合物共价键的断裂过程中，共价键上一对电子分属两个基团，使每个基团带有一个独电子，这种断裂形式称为均裂。

如果共价键上一对电子全部归属于其中一个基团而形成阴离子，另一缺电子的基团形成阳离子，这种断裂形式称为异裂。

69、是唯一用化学方法测定高聚物分子量的方法，该法测得的平均分子量属于分子量。

（端基分析法、数均）

70、链自由基失去活性形成稳定聚合物的反应称为链终止反应。

71、数均分子量是以作为平均分子量的基础进行统计的，因此，根据溶液的依数性原理测得的高分子化合物的分子量均属此类，包括法、法、以及法。

（分子数、沸点上升、冰点降低、蒸汽压下降）

72、链式聚合机理一般由、、等基元反应组成。

（链引发、链增长、链终止）

73、用粘度法测得的聚合物的分子量称为粘均分子量。

74、由于高聚物一般由不同分子量的同系物组成的混合物，因此它的分子量具有一定的分布，分子量分布一般有分布指数和分子量分布曲线两种表示方法。

75、高分子化合物的分子量分布指数是指重均分子量与数均分子量的比值，用来表征分子量分布的宽度或多分散性。

76、通常以支