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材料化学第二版(曾兆华版)课后答案

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固体溶液与液体溶液的不同点:固溶体的溶质和溶剂均以固体形式出现,而液体溶体的溶质和溶剂均以液体形式出现;

固溶体:又称固体溶液,指由一种或多种溶质组元溶入晶态溶剂,并保持溶剂晶格类型所形成的单相晶态固体。

固溶体按固溶度分可两种类型:有限固溶体与无限固溶体;按溶质原子在晶格中的位置可分为置换固溶体与填隙固溶体。 12.试述影响置换固溶体的固溶度的因素

答:有原子或离子半径大小,电价,化学键性质,晶体结构等因素。 (1)原子或离子半径大小:

r1?r2?100%,Δr < 15 %, 形成连续固溶体;15% < Δr < r1 ?r?30%, 形成有限固溶体;Δr > 30%,难形成固溶体;

(2)电价:两种固体只有在离子价相同或同号离子的离子价总和相

同时,才能满足电中性要求,形成连续固溶体。

(3)化学键相近,易形成连续固溶体。 (4)晶体结构类型相同,易形成连续固溶体。

15. 说明为什么只有置换型固溶体的两个组份之间才能相互完全溶解,而填隙型固溶体则不能。

答:置换型固溶体:溶质原子代替一部分溶剂原子占据溶剂晶格某些结点位置所组成的固溶体。

间隙型固溶体:溶质原子进入溶剂晶体间隙位置所形成的固溶体。

由于溶剂晶体间隙有限,能填入异质原子或离子的数目也有限,因此间隙型固溶体是有限固溶体。

晶体的晶胞棱长为,试计算NaCl的晶格能。

21.高分子材料的聚态结构有哪些

晶态结构,非晶态结构,取向态结构,液晶态结构以及织态结构 22.简述高分子链的柔顺性与其结构的关系。 主链结构

主链结构对高分子链柔顺性影响很显著。 (1)碳链高分子:

a 不饱和碳链高分子比饱和碳链高分子柔顺。

PB>PE IR>PP PVC>CR

b 主链含有苯环的高分子和有共轭双键的高分子柔顺性差。 聚苯醚(PPO) 聚苯 聚乙炔

(2)杂链高分子和元素高分子:

Si-O > C-N > C-O >C-C 硅橡胶 尼龙类 酯类 烯类 侧基-侧基的极性、体积和对称性 (1)极性侧基

极性的大小:极性越大,链的柔顺性越小。

PAN > PVC > PP

极性多少:极性基增多,则柔顺性减小。

氯化聚乙烯当含氯量小时是一种弹性好的橡胶 ,随着含氯量的增加,链的柔顺性下降,弹性下降最后变形一种硬质材料。

聚乙烯 > 聚氯乙烯 > 1,2聚二氯乙烯

对称性:取代基对称分布时,柔顺性好

聚偏二氯乙烯 > 聚氯乙烯 (2) 非极性侧基

当侧基是柔性时,侧基越长,链的柔性越好。

聚甲基丙烯甲酯 < 聚甲基丙烯乙酯< 聚甲基丙烯丙酯

当侧基是刚性时,侧基体积增大,空间位阻效应增加,

柔顺性下降.

PE > PP > PS > 聚乙烯基咔唑

当侧基对称时,柔顺性增加.

PP < PIB 支化与交联 (1)支化:

长支化--分子链之间的物理缠结作用增加,分子

链活动受阻,柔顺性下降。

短支化--分子链间距离增大,柔顺性增加。

(2)交联:

轻度交联--不影响链的活动能力,柔顺性不变。 高度交联--链的活动受阻,柔顺性下降。

氢键及分子间作用力

如果高分子在分子内或分子间形成氢键,则分子链的刚性增加。 聚乙烯 > 聚甲醛

23.什么是液晶聚合物高分子液晶有哪几种结构类型

兼具晶体的光学性质和液体流动性质,是某些物质在熔融态或在溶液状态下所形成的有序流体的总称

液晶是介于完全有序晶体与各向同性液体之间的一种中间状态,确切地说,它是一种取向有序的流体,它既有液体的易流动性,又有晶体双折射各向异性的特性。 按液晶形成的方式和性能分类

a、溶致性液晶:在溶液中当达到某一临界浓度以上时呈现液晶性能 聚对苯二甲酰对苯二胺(Kevlar) 聚对苯酰胺 聚对苯撑苯并噻唑 b. 热致性液晶:聚合物加热至熔点以上某一个温度范围呈现液晶性能。

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