2010年高分子材料复试笔试题目.doc

高物及高化1， 反应式a. PI的合成b. 不饱和聚酯c. 环氧树脂d. 阳离子离子交换树脂2， 升降温速度快对玻璃化温度的影响，为什么？3， 酚醛树脂能悬浮聚合，PA-66能吗？为什么4， 设计机理测连锁聚合的动力学机理，包括反应速度和活化能？5， HDPE,LDPE,LLDPE的结构区别 性质6， SBS SIS BSB SBS能做热塑性弹性体吗？为什么7， 解释现象：A, 聚乙烯醇溶于水 纤维素为什么不溶B，PMMA的玻璃化温度为什么大于聚丙烯乙酯？C, 尼龙-7的熔点为啥高于尼龙-6D，PET淬火后为什么变成透明的玻璃体？8，可控/活性聚合的机理。综合基础题1， SMC、BMC、 HMC的涵义 组成 性质Sheet molding compound的缩写，即片状模塑料。主要原料由SMC专用纱、不饱和树脂、低收缩添加剂，填料及各种助剂组成。它在二十世纪六十年代初首先出现在欧洲，在1965年左右，美、日相继发展了这种工艺。我国于80年代末，引进了国外先进的SMC生产线和生产工艺。 SMC具有优越的电气性能，耐腐蚀性能，质轻及工程设计容易、灵活等优点，其机械性能可以与部分金属材料相媲美，因而广泛应用于运输车辆、建筑、电子/电气等行业中。团状模塑料(Bulk(Dough) molding compounds)、BMC(DMC)材料 是Bulk(Dough) molding compounds的缩写，即团状模塑料。国内常称作不饱和聚酯团状模塑料。其主要原料由GF（短切玻璃纤维）、UP（不饱和树脂）、MD（填料）以及各种添加剂经充分混合而成的料团状预浸料。DMC材料于二十世纪60年代在前西德和英国，首先得以应用，而后在70年代和80年代分别在美国和日本得到了较大的发展。因BMC团状模塑料具有优良的电气性能，机械性能，耐热性，耐化学腐蚀性，又适应各种成型工艺，即可满足各种产品对性能的要求，因此越来越受到广大用户的喜爱。 团状模塑料(BMC)是一种热固性塑料，其中混合了各种惰性填料、纤维增强材料、催化剂、稳定剂和颜料，形成一种用于压塑或注塑的胶粘“油灰状”复合材料。团状模塑料 (BMC) 通过短纤维进行高度填充和增强，玻璃纤维增强材料占 10% 至 30%，长度通常在 1/32 英寸至 1/2 英寸 (12.5mm)之间。 根据不同的最终应用领域，配制的复合材料可精确控制尺寸，阻燃性和抗电痕性良好，具有很高的介电强度、耐腐蚀性和耐污性，机械性能卓越，收缩性低且色泽稳定。团状模塑料 (BMC) 的流动特性和绝缘及阻燃性极好，对于细节和尺寸要求精确的各种应用非常适用。材料有75种颜色可供选择，能抵受粉剂喷涂或水性涂料。 性质：短切玻璃纤维与不饱和聚酯浆料混合而成的团状预浸料。适于采用模压、传递模塑、注塑成型等工艺成型，制得的制品机械性能良好、尺寸稳定性高、表面光洁度好，耐水、耐油、耐蚀性优良，耐热，电性能优良，尤其是耐电弧性可达到190s左右。按配方配成树脂浆料，主要成分同片状模塑料，填料增多，一般不用增稠剂，再将树脂浆料与短切玻璃纤维(长度约325mm)充分混合制得。主要用于电器、电机、无线电、仪表，机械制造，化工设备，建筑，交通运输，国防等部门。 一般性能：BMC（DMC）的比重较大，在1.32.1之间；制品外观光亮，手感好，有硬而厚重的感觉；用火加热会产生很多油烟，并有苯乙烯气味；某些品种的BMC（DMC）难燃，但某些品种又极易燃烧，燃烧后留下无机物质。 尺寸稳定性：BMC（DMC）的线膨胀系数是（1.33.5）10-5K-1，比一般的热塑性塑料小，因而使得BMC（DMC）具有很高的尺寸稳定性和尺寸精度。温度对BMC（DMC）的尺寸稳定性影响很小，但湿度的影响则较严重，BMC吸湿后会膨胀。BMC（DMC）的线膨胀系数和钢、铝的很接近，因此可以和其进行复合。 机械强度：BMC（DMC）的拉伸、弯曲、冲击强度等性能高于热塑性塑料，抗蠕变也比热塑性塑料好。 耐水和溶剂性：BMC（DMC）对水、乙醇、脂肪烃、油脂、油具有良好的耐腐蚀性，但是不耐酮、氯碳氢化合物、芳香烃、酸碱等。BMC（DMC）吸水率低，浸泡一天后绝缘性能仍然很好。 耐热性：BMC（DMC）的耐热性比一般工程塑料都要好，热变形温度HDT为200280，可长期在130温度下使用。 耐老化性：BMC（DMC）的耐老化性能很好，在室内可用1520年，户外暴晒10年后其强度保持率在60%以上。 电性能：BMC（DMC）的耐电弧性最突出，可以达到190秒左右。 低臭气性：BMC（DMC）采用的苯乙烯交联剂在固化后仍会有0.1%的残留，加热时会发出臭味。因此用于食品器具（如微波炉餐具）的BMC（DMC）应选用无残留苯乙烯单体型的UP树脂。 (1)概要 将基体树脂、低收缩剂、固化剂、填料、内脱模剂、玻璃纤维混炼成团状物作为模塑料。可采用模压，注射制造复合材料制品因无热化阶段，故填料含量可较SMC高。玻璃纤维长度般为612mm，有时为满足高力学性能用到25mm；为满足成型流动性的要求，用到3mm。玻璃纤维含量通常为1520；对高性能产品，用到25。BMC玻璃纤维含量低于SMC，可加入较多的填料，故成本较低。 (2)原料 树脂 不饱和聚酯树脂、乙烯基酯、酚醛、三聚氰胺等树脂。 纤维 BMC用玻璃纤维无捻粗纱。 填料 碳酸钙、氢氧化铝等。 (3)优点 成型周期短，可模压，亦可注射，适合大批量生产。 可加入大量填料，可满足阻燃、尺寸稳定性要求，成本低。 复杂制品可整体成型，嵌件、孔、台、筋、凹槽等均可同时成型。 与通常的热塑性塑料相比，制品耐热性、绝缘性、弹性模量等性能要高一些。 对工人技能要求不高，易实现自动化，节省劳动力。 制品尺寸精确。 作业环境好。 (4)缺点 仅适于制作尺寸较小、强度要求不高(一般BMC强度约比SMC低30)）产品。 注射机价格较高。 (5)典型产品 电气零部件(绝缘子、切换29、电表箱、断路器外壳、接线端子、各类家用或商务机电产品壳体)、汽车零部件(前灯反射面、后门、扬声器壳等)、咪表壳体、音响设备壳体。 (6)BMC成型方法 BMC注塑机主要是针对BMC团状料，在经过BMC喂料机强制压入BMC料筒内，再经过螺杆传送至料筒前方，再经注射至模具型腔固化成型的一个过程。 BMC是热固性材料。注塑机料筒温度不能太多，一般设定再60度，便于材料流动即可。 bmc注塑机主要是生产热固性团状料的专业设备，在加料部分有一套液压系统，在螺杆预料时将团状料强制推入料筒，bmc注塑机是适合结构复杂的模具，用注塑方式加工，产品效率高，劳动强度低 BMC成型方法有压缩成型、传递成型、注射成型三种，近来主要以注射成型为主。 压缩成型法，参看SMC成型法。 传递成型法。设备有Pot式和辅助活塞式，以辅助活塞式为主。 进行BMC的注塑成型 BMC是玻纤增强不饱和聚酯热固性塑料的简称，是当前使用量最大的一类增强热固性塑料。 (1) BMC的特点和应用 BMC具有良好的物理性能、电性能和力学性能，因此它的应用十分广泛， 如可制作诸如变速箱构件、进气管、气门阀盖、保险杠等机械零件；在要求抗震、阻燃、美观、耐用的航空、建筑、家具等方面也得到广泛地应用；在它传统的电器领域内，其用途也越来越广泛。BMC（DMC）的加工特性流动性：BMC（DMC）的流动性很好，并可在低压下保持良好的流动性。 固化性：BMC（DMC）的固化速度很快，成型温度在135145时固化时间为3060秒/mm。 收缩率：BMC（DMC）的收缩率很低，在00.5%之间，收缩率还可以根据需要加入添加剂进行调节；可分为无收缩（收缩率0.05%）、低收缩率（0.050.3%）、高收缩率（0.30.5%）三个等级。 着色性：BMC（DMC）有较好的着色性。 缺点：成型时间较长、制品毛刺较大。片状模压料（Sheet Molding Compound, SMC）是由树脂糊浸渍纤维或短切纤维毡，两边覆盖聚乙烯薄膜而制成的一类片状模压料，属于预浸毡料范围。是目前国际上应用最广泛的成型材料之一。SMC是用不饱和聚酯树脂、增稠剂、引发剂、交联剂、低收缩添加剂、填料、内脱模剂和着色剂等混合成树脂糊浸渍短切纤维粗纱或玻璃纤维毡，并在两面用聚乙烯或聚丙烯薄膜包覆起来形成的片状模压料。SMC作为一种发展迅猛的新型模压料，具有许多特点：重现性好，不受操作者和外界条件的影响；操作处理方便；操作环境清洁、卫生，改善了劳动条件；流动性好，可成型异形制品；模压工艺对温度和压力要求不高，可变范围大，可大幅度降低设备和模具费用；纤维长度4050mm，质量均匀性好，适宜于压制截面变化不大的大型薄壁制品；所得制品表面光洁度高，采用低收缩添加剂后，表面质量更为理想；生产效率高，成型周期短，易于实现全自动机械化操作，生产成本相对较低。SMC作为一种新型材料，根据具体用途和要求的不同又发展出一系列新品种，如BMC、TMC、HNC、XMC等。团状模压料（Bulk Molding Compound, BMC）其组成与SMC极为相似，是一种改进型的预混团状模压料，可用于模压和挤出成型。两者的区别仅在于材料形态和制作工艺上。BMC中纤维含量较低，纤维长度较短，约618mm，填料含料较大，因而BMC制品的强度比SMC制品的强度低，BMC比较适合于压制小型制品，而SMC适合于大型薄壁制品。厚片状模压料（Thick Molding Compound, TMC）其组成和制作与SMC相似，厚达50mm。由于TMC厚度大，玻璃纤维能随机分布，改善了树脂对玻璃纤维的浸润性。此外，该材料还可以采用注射和传递成型。高强度模压料（Hight Molding Compound, HMC）和高强度片状模压料XMC主要用于制造汽车部件。HMC中不加或少加填料，采用短切玻璃纤维，纤维含量为65%左右，玻璃纤维定向分布，具有极好的流动性和成型表面，其制品强度约是SMC制品强度的3倍。XMC用定向连续纤维，纤维含量达70%80%，不含填料。ZMC ZMC是一种模塑成型技术，ZMC三个字母并无实际含义，而是包含模塑料、注射模塑机械和模具三种含义。ZMC制品既保持了较高的强度指标，又具有优良的外观和很高的生产效率，综合了SMC和BMC的优点，获得了较快的发展。1、SMC的原材料SMC的原材料由合成树脂、增强材料和辅助材料三大类组成。（1）合成树脂合成树脂为不饱和聚酯树脂，不同的不饱和树脂对树脂糊的增稠效果、工艺特性以及制品性能、收缩率、表面状态均有直接的影响。SMC对不饱和聚酯树脂有以下要求：粘度低，对玻璃纤维浸润性能好；同增稠剂具有足够的反应性，满足增稠要求；固化迅速，生产周期短，效率高；固化物有足够的热态强度，便于制品的热脱模；固化物有足够的韧性，制品发生某些变形时不开裂；较低的收缩率。（2）增强材料增强材料为短切玻璃纤维粗纱或原丝。在不饱和聚酯树脂模塑料中，用于SMC的增强材料目前只有短切玻璃纤维毡，而用于预混料的增强材料比较多，有短切玻璃纤维，石棉纤维、麻和其它各种有机纤维。在SMC中，玻璃纤维含量可在5%50%之间调节。（3）辅助材料辅助材料包括固化剂（引发剂）、表面处理剂、增稠剂、低收缩添加剂、脱模剂、着色剂、填料和交联剂。2、SMC的制备工艺SMC生产的工艺流程主要包括树脂糊制备、上糊操作、纤维切割沉降及浸渍、树脂稠化等过程，其工艺流程图如下：（1）树脂糊的制备及上糊操作树脂糊的制备有两种方法-间歇法和连续法。间歇法程序如下：将不饱和聚酯树脂和苯乙烯倒入配料釜中，搅拌均匀；将引发剂倒入配料釜中，与树脂和苯乙烯混匀；在搅拌作用下加入增稠剂和脱模剂；在低速搅拌下加入填料和低收缩添加剂；在配方所列各组分分散为止，停止搅拌，静置待用。连续法是将SMC配方中的树脂糊分为两部分，即增稠剂、脱模剂、部分填料和苯乙烯为一部分，其余组分为另一部分，分别计量、混匀后，送入SMC机组上设置的相应贮料容器内，在需要时由管路计量泵计量后进入静态混合器，混合均匀后输送到SMC机组的上糊区，再涂布到聚乙烯薄膜上。（2）浸渍和压实经过涂布树脂糊的下承载薄膜在机组的牵引下进入短切玻璃纤维沉降室，切割好的短切玻璃纤维均匀沉降在树脂糊上，达到要求的沉降量后，随传动装置离开沉降室，并和涂布有树脂糊的上承载薄膜相叠合，然后进入由一系列错落排列的锟阵中，在张力和辊的作用下，下、上承载薄膜将树脂糊和短切玻璃纤维紧紧压在一起，经过多次反复，使短切玻璃纤维浸渍树脂并赶走其中的气泡，形成密实而均匀的连续SMC片料。片状模压料（Sheet Molding Compound, SMC）是由树脂糊浸渍纤维或短切纤维毡，两边覆盖聚乙烯薄膜而制成的一类片状模压料，属于预浸毡料范围。是目前国际上应用最广泛的成型材料之一。 SMC是用不饱和聚酯树脂、增稠剂、引发剂、交联剂、低收缩添加剂、填料、内脱模剂和着色剂等混合成树脂糊浸渍短切纤维粗纱或玻璃纤维毡，并在两面用聚乙烯或聚丙烯薄膜包覆起来形成的片状模压料。SMC作为一种发展迅猛的新型模压料，具有许多特点：重现性好，不受操作者和外界条件的影响；操作处理方便；操作环境清洁、卫生，改善了劳动条件；流动性好，可成型异形制品；模压工艺对温度和压力要求不高，可变范围大，可大幅度降低设备和模具费用；纤维长度4050mm，质量均匀性好，适宜于压制截面变化不大的大型薄壁制品；所得制品表面光洁度高，采用低收缩添加剂后，表面质量更为理想；生产效率高，成型周期短，易于实现全自动机械化操作，生产成本相对较低。 SMC作为一种新型材料，根据具体用途和要求的不同又发展出一系列新品种，如BMC、TMC、HNC、XMC等。团状模压料（Bulk Molding Compound, BMC） 其组成与SMC极为相似