高分子材料專業英語課後答案

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在聚合反應進行的過程中，支鏈有可能產生。在自由基聚合反應中，這些內當一個鏈發生捲曲容回繞到了之前生成的鏈段部分（回咬）。當這些捲曲斷裂，它將會從主碳鏈上留下小的「鏈段種」或者「芽」（金山裡面查到的是催芽，按照所學專業專業，個人推斷為新的小片段的自由基的活性中心）。形成的支鏈碳鏈並不能向直鏈碳鏈那樣彼此之間整齊的排列。這樣的現象會導致，不同的鏈上的原子間有極少的機會相互作用。從而導致了鏈與鏈之間更加分散，那麼低熔點和低抗拉伸強度明顯的表現出來，因為分子間的鍵能非常地低，因此僅僅需要很小的能量就可以破壞。
PS:本人是高分子專業的一名本科生，對於你提出的問題比較感興趣，所以才翻譯的。水平有限，不知道你是否能夠理解。

❷ 高分子材料科學與工程的專業英語翻譯

高分子材料科學與工程的英語是：polymer material science and engineering。
例句：
1.高分子合金是高分子材料科學與工程中十分活躍的研究領域。
The study of polymer alloys is the most active domain in the polymer materials science and engineering.
2.高分子材料的高性能化是高分子材料科學與工程近年來發展的主要方向。
High-performance manufactured polymeric materials are mainly developing tendency in the field of polymeric materials' science and engineering lately.
3.通用塑料高性能化是當前及今後較長一段時間內高分子材料科學與工程領域的重要的研究課題。
Properties improvement of general plastics is one of the important research fields of polymer materials science and engineering at present and in the coming long period of times.

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第一單元 什麼是高聚物？
什麼是高聚物？首先，他們是合成物和大分子，而且不同於低分子化合物，譬如說普通的鹽。與低分子化合物不同的是，普通鹽的分子量僅僅是58.5，而高聚物的分子量高於105，甚至大於106。這些大分子或「高分子」由許多小分子組成。小分子相互結合形成大分子，大分子能夠是一種或多種化合物。舉例說明，想像一組大小相同並由相同的材料製成的環。當這些環相互連接起來，可以把形成的鏈看成是具有同種分子量化合物組成的高聚物。另一方面，獨特的環可以大小不同、材料不同，相連接後形成具有不同分子量化合物組成的聚合物。
許多單元相連接給予了聚合物一個名稱，poly意味著「多、聚、重復」，mer意味著「鏈節、基體」（希臘語中）。例如：稱為丁二烯的氣態化合物，分子量為54，化合將近4000次，得到分子量大約為200000被稱作聚丁二烯（合成橡膠）的高聚物。形成高聚物的低分子化合物稱為單體。下面簡單地描述一下形成過程：

丁二烯 ＋丁二烯＋…＋丁二烯——→聚丁二烯
（4000次）

因而能夠看到分子量僅為54的小分子物質（單體）如何逐漸形成分子量為200000的大分子（高聚物）。實質上，正是由於聚合物的巨大的分子尺寸才使其性能不同於象苯這樣的一般化合物。例如，固態苯，在5.5℃熔融成液態苯，進一步加熱，煮沸成氣態苯。與這類簡單化合物明確的行為相比，像聚乙烯這樣的聚合物不能在某一特定的溫度快速地熔融成純凈的液體。而聚合物變得越來越軟，最終，變成十分粘稠的聚合物熔融體。將這種熱而粘稠的聚合物熔融體進一步加熱，不會轉變成各種氣體，但它不再是聚乙烯（如圖1.1）。
固態苯——→液態苯——→氣態苯
加熱，5.5℃ 加熱，80℃
固體聚乙烯——→熔化的聚乙烯——→各種分解產物-但不是聚乙烯
加熱 加熱
圖1.1 低分子量化合物（苯）和聚合物（聚乙烯）受熱後的不同行為

發現另一種不同的聚合物行為和低分子量化合物行為是關於溶解過程。例如，讓我們研究一下，將氯化鈉慢慢地添加到固定量的水中。鹽，代表一種低分子量化合物，在水中達到點（叫飽和點）溶解，但，此後，進一步添加鹽不進入溶液中卻沉到底部而保持原有的固體狀態。飽和鹽溶液的粘度與水的粘度不是十分不同，但是，如果我們用聚合物替代，譬如說，將聚乙烯醇添加到固定量的水中，聚合物不是馬上進入到溶液中。聚乙烯醇顆粒首先吸水溶脹，發生形變，經過很長的時間以後進入到溶液中。同樣地，我們可以將大量的聚合物加入到同樣量的水中，不存在飽和點。將越來越多的聚合物加入水中，認為聚合物溶解的時間明顯地增加，最終呈現柔軟像面團一樣粘稠的混合物。另一個特點是，在水中聚乙烯醇不會像過量的氯化鈉在飽和鹽溶液中那樣能保持其初始的粉末狀態。總之，我們可以講（1）聚乙烯醇的溶解需要很長時間，（2）不存在飽和點，（3）粘度的增加是典型聚合物溶於溶液中的特性，這些特性主要歸因於聚合物大分子的尺寸。如圖1.2說明了低分子量化合物和聚合物的溶解行為。
氯化鈉晶體加入到水中——→晶體進入到溶液中.溶液的粘度不是十分不同於
充分攪拌
水的粘度——→形成飽和溶液.剩餘的晶體維持不溶解狀態.
加入更多的晶體並攪拌
氯化鈉的溶解
聚乙烯醇碎片加入到水中——→碎片開始溶脹——→碎片慢慢地進入到溶液中
允許維持現狀 充分攪拌
——→形成粘稠的聚合物溶液.溶液粘度十分高於水的粘度
繼續攪拌
聚合物的溶解
圖1.2 低分子量化合物（氯化鈉）和聚合物（聚乙烯醇）不同的溶解行為

UNIT 2 Chain Polymerization
第二單元 鏈式聚合反應
Staudinger第一個發現一例現象，許多烯烴和不飽和烯烴通過打開雙鍵可以形成鏈式大分子。二烯烴以同樣的方式聚合，然而，僅限於兩個雙鍵中的一個。這類反應是通過單體分子首先加成到引發劑自由基或引發劑離子上而進行的，靠這些反應活性中心由引發劑轉移到被加成的單體上。以同樣的方式，藉助於鏈式反應，單體分子一個接一個地被加成（每秒2000～20000個單體）直到活性中心通過不同的反應類型而終止。聚合反應是鏈式反應的原因有兩種：因為反應動力學和因為作為反應產物它是一種鏈式分子。鏈分子的長度與動力學鏈長成正比。

鏈式反應可以概括為以下過程（R·相當與引發劑自由基）：略

因而通過上述過程由氯乙烯得到聚氯乙烯，或由苯乙烯獲得聚苯乙烯，或乙烯獲得聚乙烯，等等。
藉助於聚合度估算的分子鏈長，在一個大范圍內可以通過選擇適宜的反應條件被改變。通常，通過大量地制備和利用聚合物，聚合度在1000～5000范圍內，但在許多情況下可低於500、高於10000。這不應該把所有聚合物材料的分子量理解為由500，或1000，或5000個單體單元組成。在幾乎所有的事例中，聚合物材料由不同聚合度的聚合物分子的混合物組成。
聚合反應，鏈式反應，依照與眾所周知的氯（氣）-氫（氣）反應和光氣的分解機理進行。
雙鍵活化過程的引發劑反應，可以通過熱、輻射、超聲波或引發劑產生。用自由基型或離子型引發劑引發鏈式反應可以很清楚地進行觀察。這些是高能態的化合物，它們能夠加成不飽和化合物（單體）並保持自由基或離子活性中心 以致單體可以以同樣的方式進一步加成。對於增長反應的各個步驟，每一步僅需要相當少的活化能，因此通過一步簡單的活化反應（即引發反應）即可將許多烯類單體分子轉化成聚合物，這正如連鎖反應這個術語的內涵那樣。因為少量的引發劑引發形成大量的聚合物原料（1：1000～1：10000），從表面上看聚合反應很可能是催化反應。由於這個原因，通常把聚合反應的引發劑看作是聚合反應的引發劑，但是，嚴格地講它們不是真正意義上的催化劑，因為聚合反應的催化劑進入到反應內部而成為一部分，同時可以在反應產物，既聚合物的末端發現。此外離子引發劑和自由基引發劑有的是金屬絡合物引發劑（例如，通過四氯化鈦或三氯化鈦與烷基鋁的反應可以得到），Z引發劑在聚合反應中起到了重要作用，它們催化活動的機理還不是十分清楚。
UNIT 3 Step-Growth Polymerization
第三單元 逐步聚合
許多不同的化學反應通過逐步聚合可用於合成聚合材料。這些反應包括酯化、醯胺化、氨基甲酸酯、芳香族取代物的形成等。通過反應聚合反應在兩種不同的官能團，如，羥基和羧基，或異氰酸酯和羥基之間。
所有的逐步聚合反應根據所使用單體的類型可分為兩類。第一類涉及兩種不同的官能團單體，每一種單體僅具有一種官能團。一種多官能團單體每個分子有兩個或多個官能團。第二類涉及含有兩類官能團的單種單體。聚醯胺的合成說明了聚合反應的兩個官能團。因此聚醯胺可以由二元胺和二元酸的反應或氨基酸之間的反應得到。
nH2N-R-NH2+nHO2C-R』-CO2H→
H-(-NH-R-NHCO-R』-CO-)n-OH+(2n-1)H2O (3.1)
or from the reaction of amino acids with themselves
nH2R-CO2H→ H-(-NH-R-CO-)n-OH+(n-1)H20 (3.2)
A+B-B →–[-A-A-B-B-]-A-B→–[-A-B-]-
兩種官能團之間的反應一般來說可以通過下列反應式表示
反應式略

反應（3.1）說明前一種形式，而反應（3.2）具有後一種形式。
圖3.1 逐步聚合的示意圖
（a） 未反應單體；（b）50%已反應；（c）83.3%已反應；(d) 100%已反應（虛線表示反應種類）
聚酯化，是否在二元酸和二元醇或羥基酸分子間進行，是逐步聚合反應過程的一個例子。酯化反應出現在單體本體中兩個單體分子相碰撞的位置，且酯一旦形成，依靠酯上仍有活性的羥基或羧基還可以進一步進行反應。酯化的結果是單體分子很快地被消耗掉，而分子量卻沒有多少增加。圖3.1說明了這個現象。例如，假定圖3.1中的每一個方格代表一個羥基酸分子。（b）中的二聚體分子，消耗二分之一的單體分子聚合物種類的聚合度（DP）是2。（c）中當三聚體和更多的二聚體形成，大於80%的單體分子已反應，但DP僅僅還是2.5。（d）中當所有的單體反應完，DP是4。但形成的每一種聚合物分子還有反應活性的端基；因此，聚合反應將以逐步的方式繼續進行，其每一步酯化反應的反應速率和反應機理均與初始單體的酯化作用相同。因此，分子量緩慢增加直至高水平的單體轉化率，而且分子量將繼續增加直到粘度的增加使其難以除去酯化反應的水或難以找到相互反應的端基。
在A-A+B-B的聚合反應中也可以看到，精確的當量平衡是獲得高分子量所必需的。假如存在一些但官能團雜質，由於鏈的端基失活，反應將使分子量減少。同樣，在A-B類的縮聚反應中高純度的單體是必要的，而且可以歸結高收率的反應僅是形成聚合物的實際反應，因為副反應會破壞當量平衡。
-------Stevens M P. Polymer Chemistry. London: Addison-Wesley Publishing Company, 1975. 13
UNIT 4 Ionic Polymerization
第四單元 離子聚合反應
離子聚合反應，與自由基聚合反應相似，也有鏈反應的機理。但是，離子聚合的動力學明顯地不同於自由基聚合反應。
(1)離子聚合的引發反應僅需要很小的活化能。因此，聚合反應的速率僅對溫度有較少的依賴性。在許多情況下離子聚合猛烈地發生甚至低於50℃（例如，苯乙烯的陰離子聚合反應在-70℃在四氫呋喃中，或異丁烯的陽離子聚合在-100℃在液態乙烯中）。
（2）對於離子聚合來說，不存在通過再結合反應而進行的強迫鏈終止，因為生長鏈之間不能發生鏈終止。鏈終止反應僅僅通過雜質而發生，或者說通過和某些像水、醇、酸、胺或氧這樣的化合物進行加成而發生，且一般來說（鏈終止反應）可通過這樣的化合物來進行，這種化合物在中性聚合物或沒有聚合活性的離子型聚合物生成的過程中可以和活性聚合物離子進行反應。如果引發劑僅僅部分地離解，引發反應即為一個平衡反應，在出現平衡反應的場合，在一個方向上進行鏈引發反應，而在另一個方向上則發生鏈終止反應。
通常離子聚合反應能通過酸性或鹼性化合物被引發。對於陽離子聚合反應來說，BF3,AlCl3,TiCl4和SnCl4與水、或乙醇，或叔烊鹽的絡合物提供了部分活性。正離子是產生鏈引發的化合物。例如：(反應略)
三乙基硼氟酸烊
然而，BF3也可以與HCl、H2SO4和KHSO4引發陽離子聚合反應。陰離子聚合反應的引發劑是鹼金屬和它們的有機金屬化合物，例如苯基鋰、丁基鋰和三苯甲基鋰，它們在不同的溶劑中或多或少地強烈分解。所謂的Alfin催化劑就是屬於這一類，這類催化劑是異丙醇鈉、烯丙基鈉和氯化鈉的混合物。

BF3為引發劑（異丁烯為單體），證明僅在痕量水或乙醇的存在下聚合反應是可以進行的。如果消除痕量的水，單純的BF3不會引發聚合反應。按照上述反應為了能形成BF3-絡合物和引發劑離子水或乙醇是必需的。但是不應將水或乙醇描述成「助催化劑」。
正與自由基聚合反應一樣，通過離子聚合反應也能制備共聚物，例如，苯乙烯-丁二烯陰離子共聚物，或異丁烯-苯乙烯陽離子共聚物，或異丁烯-乙烯基醚共聚物，等等。正如對自由基型聚合已經詳細描述過那樣，人們可以用所謂的競聚率r1和r2來表徵每單體對。然而，這兩個參數的實際意義不同於那些用於自由基共聚合反應的參數。
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