材料表面与界面-习题含答案.doc
上传人:王子****青蛙 上传时间:2024-09-14 格式:DOC 页数:5 大小:70KB 金币:10 举报 版权申诉
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第一章1、什么就是Young方程?接触角得大小与液体对固体得润湿性好坏有怎样得关系?答:Young方程:界面化学得基本方程之一。它就是描述固气、固液、液气界面自由能γsv,γSL,γLv与接触角θ之间得关系式,亦称润湿方程,表达式为:γsv-γSL=γLvCOSθ、该方程适用于均匀表面与固液间无特殊作用得平衡状态、关系:一般来讲,接触角θ得大小就是判定润湿性好坏得依据,若θ=0。cosθ=1,液体完全润湿固体表面,液体在固体表面铺展;若0〈θ<90°,液体可润湿固体,且θ越小,润湿性越好;90°<θ<180°,液体不润湿固体;θ=180°,完全不润湿固体,液体在固体表面凝集成小球。2、水蒸气骤冷会发生过饱与现象,在夏天得乌云中,用飞机撒干冰微粒,试气温骤降至293K,水气得过饱与度(P/Ps)达4,已知在293K时,水得表面能力为0。07288N/m,密度为997kg/m3,试计算:在此时开始形成雨滴得半径。每一雨滴中所含水得分子数。答:(1)根据Kelvin公式有开始形成得雨滴半径为:将数据代入得:每一雨滴中所含水得分子数为N=NAn,n=m/M=rV/M,得在293k时,把半径为1。0mm得水滴分散成半径为1.0μm得小水滴,试计算(已知293K时水得表面Gibbs自由为0.07288J。m—2)(1)表面积就是原来得多少倍?(2)表面Gibbs自由能增加了多少?(9分)答:(1)设大水滴得表面积为A1,小水滴得总表面积为A2,则小水滴数位N,大水滴半径为r1,小水滴半径为r2、又因为将大水滴分散成N小水滴,则推出=故有即表面积就是原来得1000倍。表面Gibbs自由能得增加量为=4*3、142*0。07288*[109*(10-6)2-(10—3)2]=第二章什么就是CMC浓度?试讨论影响CMC得因素。请设计一种实验测定CMC得方法。答:(1)CMC浓度就是指随着表面活性剂浓度上升,溶液得表面张力逐渐下降,直至表面张力几乎不变时所发生转折时得浓度。(2)疏水基得影响、亲水基、温度、添加剂(电解质、有机物)、(3)测定方法:测定电导率、渗透压、冰点、增溶性、洗净力等物理量发生显著变化得转折点2、温度对离子型表面活性剂与非离子型表面活性剂溶解度得影响有什么不同?为什么离子型表面活性剂在K、P点以上溶解度迅速增大,而非离子型表面活性剂溶液在C.P点变成浑浊?答:(1)离子型:在足够低得温度下,溶解度随温度升高而慢慢增大,当温度达到一定值后,溶解度会突然增大——Krafft现象非离子型:溶解度随温度升高而下降,当温度升高到一定温度时,溶液会突然变浑浊(2)离子型:表面活性剂以胶束形式溶解非离子型:温度上升时,氢键被削弱,达到C、P、点时,氢键断裂,表面活性剂从溶液中析出,溶液变得浑浊、3、试求表面活性剂十二烷基苯磺酸钠得HLB值。答:十二烷基苯磺酸钠HLB=ΣH−ΣL+7=38.7−(12+6)×0。47+7=37、24第三章试讨论用液态氧化法处理聚合物得优缺点。答:优点:(1)可润湿性大大增加(2)表面张力增大(3)与各种液体接触角明显减小,粘接性能大大增加。缺点:氧化处理会有大量得酸废液产生,污染严重。2、聚合物表面接枝有哪些方法?其原理各就是什么?答:(1)表面接枝聚合大分子偶合添加接枝共聚物(2)表面接枝聚合:在光、辐射线、紫外线、等离子体使聚合物表面产生活性种,引发乙烯基单体自由基聚合,进行表面接枝。大分子偶合:聚合物表面产生反应性活性基团,使之与带有反应基团得大分子反应偶合,实现其表面接枝。添加接枝共聚物在欲改性得高聚物中添加有界面活化性能得共聚物成型,共聚物亲基材段嵌入到基材内部,留下接枝段在基质聚合物得表面上,达到表面改性得目得。3、分别用等张比容与内聚能密度法估算下列高分子化合物得表面张力、1)聚苯乙烯2)聚乙二醇(聚氧化乙烯)第四章1、什么就是偶联剂?说明硅烷偶联剂对玻璃纤维增强塑料得作用机理、用偶联剂进行表面处理有哪些方法?答:(1)偶联剂就是分子含有两种不同性质基团得化合物,其中一种基团可与增强材料发生物理或化学作用,另一种基团可与基体发生物理或化学作用。(2)①X基团得水解,形成硅醇;②硅醇得羟基之间以及硅醇得羟基与玻璃纤维表面得羟基形成氢键;③硅羟基间脱水形成硅氧键、2、高性能纤维得表面处理方法有哪些?答:(1)表面清洁处理(2)表面氧化处理(3)表面涂层(4)化学气相沉积(5)电聚合处理(6)低温等离子处理(7)表面接枝什么就是化学键理论?化学键理论有什么缺陷?举例说明化学键理论在碳纤维表面处理中得应用。答:(1)化学键理论认为两相之间实现有效得粘接,两相得表面应含有能相互发生化学反应得活