高分子材料最终版 (1).docx

2016高分子材料复习题4、 试分析影响 PP 球晶尺寸的因素，这些改变对性能有哪些影响。 （1） 熔融温度和时间：温度上升，晶核少，尺寸大 时间长，晶核少，尺寸大 （2） 冷却速率：速度慢，生成大球晶 骤冷，严重皮心结构 （3） 加工剪切应力上升，晶核多，球晶尺寸减小 （4） 成核剂多，晶核多，球晶尺寸小 大球晶对性能不利：孔隙度大，出现应力集中。 断裂伸长、韧性、抗冲击性能下降、透明度下降5、 PP 主要性能缺陷是什么？常用的改性方法有哪些？ （1） 性能缺陷：低温脆性大，热变形温度低，收缩率大。厚壁制品易产生缺陷。 （2） A 聚丙烯共聚物（丙烯与乙烯） 无规：较好的光透明性，柔顺性，较好的熔融温度。高抗冲性，但硬度刚度蠕变性能低。 嵌段：较好的刚性，低温韧性 B 聚丙烯合金（共混物） a 与高密度聚乙烯共混 提高韧性，抗冲击性能。提高成型流动性 b 与乙丙橡胶，热塑性弹性体共混 改善韧性和耐寒性 c 与聚酰胺共混 耐热、耐磨、抗冲击性、染色性7、 论述增塑剂的定义、分类、作用、增塑方式，什么是反增塑现象？写出 3 种常用增塑剂的名称。什么是 PVC 的反增塑效应？请判断 PP 和 HDPE 中会有反增塑效应吗？ （1） 定义：增加塑料的可塑性，改善在成型加工时树脂的流动性。并使得制品具有柔韧性的有机物质，它通常是一些高沸点、难挥发的粘稠液体或低熔点的固体。一般不与塑料发生化学反应。 （2） 分类： 根据化学结构：邻苯二甲酸酯类、脂肪二元酸类、环氧脂含氯类、磷酸酯类、其他 作用：主增塑剂、辅助增塑剂催化型增塑剂 （3） 作用：降低弹性模量和断裂拉伸强度，提高延伸性和断裂伸长率，改变柔软性，可逆弯曲强度、韧性和冲击强度，降低玻璃化转变温度，扩张聚合物在较低温度下的可用性，改进对各种基料的粘合。提高或降低薄膜的封口性。改进润滑和减少摩擦，减少静电充电能力，改进表面光泽和外观。（原理：削弱聚合物分子之间的次价键，即范德华力，聚合物分子链作用减弱，增加了活动性，提高塑性。） （4） 增塑方式：混合 （5） 反增塑：当增塑剂加入到聚合物中时，正常情况下能降低弹性模量，降低拉伸强度和增加伸长率，但是加入少量的增塑剂却往往会出现树脂硬化现象。即反增塑。 （6） 三种：邻苯二甲酸酯二辛酯，己二酸二辛酯，环氧大豆油 （7） PVC 的反增塑现象：在硬质 PVC 中加入少量的增塑剂，反而降低了分子间的运动能力和柔顺性。8、润滑剂的作用是什么？试述润滑剂的类型及其协同效应，常用的润滑剂有哪些？指出润滑剂与增塑剂的区别。 （1） 作用：减少加工中树脂颗粒间和熔体聚合物分子间的摩擦产生的热效应，避免塑料对设备金属表面的黏着。 （2） 按作用可分为内润滑剂和外润滑剂。 内润滑剂：和聚合物的相容性好，因而可以降低其熔融温度，防止由于摩擦热过大而引起的树脂分解。 外润滑剂：看可以在加工机械的表面与聚合物熔体的界面处形成润滑膜的界面层。从而起到避免相互黏着和减少摩擦的作用。 （3） 协同效应：当两种相同类型的润滑剂一起使用时，其中一种可以帮助另一种，使润滑的效果大大提高的现象。（4） 常用润滑剂：硬质酸钙，硬质酸铅，石蜡。 （5） 区别：增塑剂是改变产品性能的试剂。而润滑剂是改善加工条件及难易程度的试剂。9、 说明合成树脂与塑料的区别，以及 PVC 塑料的主要组成成分，阐述各个组分的作用。 (1) 树脂是单体在引发剂或光热作用下聚合而成的聚合物。塑料是以树脂为基料，与稳定剂、增塑剂、填料、着色剂及改性剂等多种助剂混合经塑化成型加工而成。 (2) 主要成分：PVC 树脂基料，稳定剂，增塑剂，填料，着色剂及改性剂等多种助剂。 组分作用：PVC 树脂基料：形成 PVC 链结构。 添加剂：改变 PVC 的性能及加工条件。 a 稳定剂：减少热降解和老化降解 b 增塑剂：增塑 c 润滑剂：润滑 d 填料及其他添加剂：填料的加入可以提高制品的硬度改善电性能，降低成本13、 什么是金属皂类稳定剂的协同效应，其机理是什么？ 金属皂类稳定剂的协同效应：重金属与脂肪酸合成的皂类。以及碱金属与脂肪合成的皂类，共同对 PVC 起稳定作用。14、说明 PE、PP、PVC 薄膜组成、性能和应用的区别。 组成 性能 应用 PE：线性低密度聚乙烯 膜透明性较差， 大棚塑料 耐大多数酸碱，吸水性小 PP：聚丙烯无规共聚物 高度透明、无毒、耐水气 食品包装、医疗用品 PVC：PVC树脂、稳定剂 有毒，易降解不溶于水酒精汽油 日用品包装 阻燃性好，电绝缘性好18、 当通过破坏 PTFE 分子结构的规整性提高其加工流动性后，其抗“冷流性”将如何变化，为什么？ PTFE 是螺旋形构象，刚性很强，难弯曲，大分子链难缠结。抗冷流性弱。破坏规整型，产生支链，分子间缠结，结晶度降低。分子间作用力大，抗冷流性增强。21、 芳香族聚酰胺具有高强度、高模量及耐高温的原因，透明聚酰胺的原理是什么？ （1） 苯环和酰胺基团交替排列：苯环自身有刚性。苯环与酰胺基团之间有共轭作用（在对位芳纶中更强）。酰胺基团间的氢键作用刚性分子链。 （2） 透明聚氨酯为一种几乎不产生结晶或者洁净速率很慢的特殊聚酰胺。他是通过采用向分子链中引入侧基的方法来破坏分子链的规整性，抑制晶体的生成。24、 分析比较 PC、PA、POM、ABS 具有高抗冲击性能的微观结构原因。 PC：链中醚氧键，提高分子链柔性，增加韧性。PC 在内部微观结构上易生成分子链束（即原纤维结构）。原纤维结增强骨架间储存在着大量的微孔隙，受冲击时易发生滑移，吸收能量。微孔隙本身的变形也能吸收冲击能量。 PA：亚甲基的存在使分子链柔顺，有较高的韧性。酰氨基团氢键作用强。 POM：醚键存在，使得分子链柔顺性好。抗冲击性能好。 ABS：含有丁二烯链段。丁二烯在 ABS 中的作用使得聚合物呈现橡胶状韧性，加大柔性。25、 什么是熔体流动指数、维卡软化点、氧指数、热变形温度，塑料的常用成型方法有哪些？ （1）熔体流动指数 MIF：在规定的温度压力下，式样熔体每 10min 通过标准出料抹空的总重量。单位 g/min。MIF 大小与分子量成反比。 （2）维卡软化点：维卡温度（VST vicat softening temperature）是指测定高分子材料在适合的液体传热介质中，在一定的负荷，一定的等速升温条件下，式样被 1 平方毫米压针头压入一毫米时的温度。 （3）氧指数（OI,oxygen index）是指在规定的条件下，材料在氧氮混合气流中进行有焰燃烧所需要的最低氧浓度。（以氧的体积百分数的数值来表示。氧指数高表示材料不易燃烧，氧指数低表示材料容易燃烧。一般认为氧指数27 属于难燃材料） （4）热变形温度（HDT heat distortion temperature）塑料式样在静弯曲负荷作用下，浸入一种等速升温的液体（或空气）传热介质中，式样受热变形，当形变量达到一定时的温度。 （5）成型方法：挤出成型，注射成型，吹塑成型，压制成型。28、 论述天然橡胶和异戊橡胶分子结构特点、加工和使用性能区别。 （1） 结构特点与区别： 天然橡胶：是一种以聚戊二烯为主的不饱和天然高分子化合物，其中还有少量的非橡胶组分。如蛋白质，丙酮抽取物，灰分水分等。天然橡胶的主要成分橡胶烃是顺-1，4-聚异戊二烯橡胶。除顺式结构外还有反式结构、异构化、改性的天然橡胶衍生物。 异戊橡胶：是由异戊二烯合成的一种橡胶。最接近天然橡胶，而耐水性绝缘性超过天然橡胶。全名为：顺-1，4-聚异戊二烯橡胶。由异戊二烯制得的高顺式（顺-1，4 含量为 9297%）合成橡胶。因其结构和性能和天然橡胶相似。故又称合成天然橡胶。 但天然橡胶和异戊橡胶微观结构和力学性能还有所差别，天然橡胶的顺-1，4-结构含量在 98%以上，用齐格勒型催化剂植被的异戊橡胶，其顺式-1,4-结构含量在 97%；使用锂离子催化剂制备的异戊橡胶的顺式含量更低。约为 92%。天然橡胶的主体规整度高。结晶性能；异戊橡胶结晶性能低于天然橡胶。 （2）加工和使用性能的区别：天然橡胶和异戊橡胶都具有良好的加工性能，异戊橡胶是以异戊二烯单体为原料，应用有规立构催化系统，在溶剂介质中聚合而成，由于采用不同的催化体系，聚合物的分子量、分子量分布等特征有所不同。异戊橡胶的门尼粘度、胶色、硫化速度均比较稳定。塑炼时间短，混炼加工简便。异戊二烯没有要像天然橡胶那样进行预塑炼，可以节省时间。并减少电力消耗。在注压或传递模压成型过程中，异戊橡胶流动性均优于天然橡胶。特别是顺式含量低的异戊橡胶表现出优越的流动性。 异戊橡胶是一种综合性能很好的通用合成橡胶。主要用于轮胎生产、除航空和重型轮胎外，均可替代天然橡胶。但是它的生胶强度、粘着性、加工性能以及硫化胶的撕裂强度、耐疲劳性等均低于天然橡胶，致使异戊橡胶的轮胎存放时易变性，造成硫化装模困难，这给其加工工艺带来了一定得困难。除此之外，异戊二烯橡胶的屈服强度、拉伸强度也均低于天然橡胶。 天然橡胶主要用于航空重型轮胎。异戊橡胶用在一般轮胎。37、简述橡胶制品加工工艺过程中分子结构变化。塑炼：大分子链断裂。链长由长变短。 混炼：分子链的聚集状态有所改变。 硫化：线性网状38、写出 4 种拉伸结晶的橡胶材料，3 种耐油橡胶，2 种耐热橡胶，1 种气密性橡胶。 拉伸结晶：NR BR IIR CR 耐油：NBR CR FPM 耐热橡胶：IIR FPM 气密性:IIR42、分析 UP 各组分：不饱和二元酸、饱和二元酸和二元醇、交联剂对其最终性能的贡献。 不饱和二元酸：提高双键密度。提高交联度。提高硬度。耐化学药品性。 饱和二元酸和二元醇：柔韧性提高。 交联剂：材料的硬度和强度。43、 写出二元醇与二异氰酸酯的加成反应，根据氨基甲酸酯类聚氨酯的特征链节推测其性能特点。 加成反应:n OCN-R-NCO+n HO-R-OH -（-OCHN-R-NHCOO-R-O-）-n 1、工程塑料：具有较高的力学性能，能够经受较宽的温度变化范围和较苛刻的环境条件，并在此条件下长时间使用，可作为结构材料。2、熔体流动指数（MFI）：在规定的温度和压力下，试样熔体每10min通过标准出料模孔的总重量(克)。单位:g/10min。3、在外界环境的作用下（例如溶剂、氧气等），因为塑料材料加工过程中有残余内应力存在，使得材料在远远低于屈服应力值时就发生了开裂的现象称为环境应力开裂。4、热塑性弹性体是指在常温下具有橡胶的弹性，高温下具有可塑化成型的一类弹性体材料。5、环氧树脂是指分子中含有两个或两个以上环氧基团的线性有机高分子化合物。6、反增塑现象：当增塑剂加入到聚合物中时，正常情况下，他们能降低弹性模量，降低拉伸强度和增加伸长率。但有时加入少量增塑剂却往往会出现树脂硬化的现象，即反增塑。7、润滑剂协同效应：在PVC加工中，加入适量合适的润滑剂，不仅可以降低树脂熔融前和熔融后分子间以及加工树脂熔体与加工设备间的相互摩擦，改善树脂的熔融流动性及摩擦生热的降低，还有效地防止由此引起的树脂热降解，起到热稳定的协同作用。8、维卡温度(维卡软化温度），是指测定高分子材料在合适的液体传热介质中，在一定的负荷、一定的等速升温条件下，试样被1毫米2压针头压入1毫米时的温度。9、（1）合成树脂是将有机原料用化学方法人工合成而得的，一类具有类似天然树脂性能的高分子量的聚合物，是一种无定形的半固体或固体有机物。（2）塑料是以合成（或天然）树脂为基础，再加入塑料助剂（如填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、交联剂及其它添加剂），在一定的温度和压力下，经过模塑而成型的产物。10、硫化指的是橡胶胶料通过生胶分子间交联，生成具有三维网络结构的硫化胶的过程。11、（1）热固性树脂：树脂加热后产生化学变化，逐渐硬化成型，再受热也不软化，也不能溶解。 （2）热塑性树脂：是具有受热软化、冷却硬化的性能，而且不起化学反应，无论加热和冷却重复进行多少次，均能保持这种性能。一、名词解释1.共聚物：由两种或两种以上单体经过加聚反应生成的产物称为共聚物。2.热塑性树脂：加热时软化甚至熔化，冷却后硬化但不起化学变化，不论重复多少次，均能保持这种性质的树脂（或受热时软化，冷却时硬化，但不起化学反应，能够反复多次的树脂）。3. 热固性树脂：加热时软化，同时产生化学反应（或交联）而固化，以再加热时不再软化也不熔化、不溶解的塑料称为热固性树脂。4.塑料的老化：塑料在使用条件下，受到热、氧、阳光、电等作用，塑料中聚合物的组成和结构发生变化，使塑料的性能恶化的现象或过程称为塑料的老化（或塑料在使用过程中，在热、氧、阳光、电等作用下，塑料逐步失去弹性，变硬，变脆，出现龟裂的现象；或塑料逐步失去刚性，发粘，出现蠕动等的现象）。5. 橡胶的硫化：在橡胶中加入硫化剂（或交联剂），使橡胶由线性分子结构交联成为网体型分子结构弹性体的过程。6.橡胶的再生：使废旧橡胶经机械粉碎、氧化解聚等，使其结构由大的网体结构转变为小的网体结构和少量的线型结构的过程。7.玻璃化温度： 使聚合物大分子链和链段均被固定，热运动处于停止状态，而使高分子呈玻璃状态（或呈硬脆玻璃体状态）时的温度。8. 树脂的固化剂：使线型聚合物交联成体型聚合物的化学物质。9.纤维增强塑料（聚合物基纤维增强材料）：以树脂（塑料）为基体，以纤维为增强材料的复合材料。二、填空1. 由单体聚合成聚合物的反应有加聚反应和 反应两种类型。（缩聚）2. 玻璃化温度是 的最高使用温度。（塑料）3. 在塑料的各组成中，主要决定塑料性能和使用范围的成分是 。（树脂）4.在塑料的各组成中，能提高塑料的硬度、耐热性，并能降低塑料成本的组分是 。（填料）5.在塑料组成中，增塑剂能使塑料的硬度和 降低。（脆性）6. 在塑料的组成中，填料不仅能降低塑料的成本，扩大使用范围，而且还能提高塑料的 。（ 机械强度（或硬度、或耐热性） ）7.在塑料的组成中，能延缓塑料老化的成分是 。（ 稳定剂（或抗老化剂） ）8.在橡胶的组成中，硫化剂的作用是 。（ 使橡胶由线型分子交联成体型（或网型）分子 ）9. 既不溶于溶剂也不会熔融的高聚物属于 型高聚物。（体）10. 既可溶于适当的溶剂，又会熔融的高聚物属于 型高聚物。（线）11. 聚氯乙烯属于 性树脂。（热塑）12. 环氧树脂属于 性树脂。（热固）13.体型树脂较线型树脂的硬度 。（高）14.线型树脂较体型树脂的弹性和塑性 。（大）15.高聚物的结晶度越高，则其强度越 。（高）16.塑料的玻璃化温度较橡胶 。（高）17.胶粘剂对被粘物体的浸润程度越高，则粘结力越 。（高）18.热固性树脂属于 型高分子。（体）19.通常热塑性树脂胶粘剂的粘结强度较热固性树脂胶粘剂 。（小）20.玻璃纤维增强塑料的强度较纯塑料 。（高）21. 塑料产品的最高使用温度为 。（玻璃化温度）22. 玻璃化温度是橡胶产品的 使用温度。（最低）说明：括号内为答案三、选择题1. 由一种单体经过加聚反应生成的聚合物称为 。 A. 均聚物； B. 共聚物； C. 缩聚物； D.加聚物2.塑料在使用过程中出现变硬、变脆、失去弹性现象的原因是塑料中出现了 。 A.分子的裂解； B.分子的交联；C.分子链的断裂； D.分子链中支链的减少。3.塑料在使用过程中出现变软、发粘、失去刚性现象的原因是塑料中的分子出现了 。 A.分子的交联； B.分子的裂解； C.分子链的增长； D.网状结构。4.在下列塑料中，属于热固性塑料的是 塑料。 A.聚氯乙烯 ； B.聚乙烯； C.不饱和聚酯； D.聚丙烯。5.在下列塑料中属于热塑性塑料的是 。 A.酚醛塑料； B.聚酯树脂； C.ABS塑料； D.氨基塑料。6.玻璃化温度Tg低于常温的高分子聚合物是 。 A.塑料； B.橡胶； C.煤焦油； D.石油沥青。7.玻璃化温度Tg高于常温的高分子聚合物是 。 A.塑料； B.橡胶； C.煤焦油； D.石油沥青。8.工作状态属于玻璃态的高分子聚合物是 。 A.塑料； B.橡胶； C.煤焦油； D.石油沥青。9. 晶态聚合物的结晶度愈高，聚合物的 。 A.熔点愈高，强度愈低； B.熔点愈低，强度愈低；C.熔点愈高，强度高； D.熔点愈低，强度愈高；。10.混凝土结构修补时，最好使用（ ）胶粘剂。A环氧树脂 B不饱和聚酯树脂C氯丁橡胶 D聚乙烯醇11.建筑结构受力部位修补时，需使用（ ）胶粘剂。A热固性树脂 B热塑性树脂C橡胶 D热固性树脂和橡胶12.线型高聚物较体型高聚物（ ）。A弹性高、塑性好 B弹性高、硬度高C弹性小、硬度高 D弹性小、塑性好13.能使线型高聚物交联为体型高聚物的称为（ ）。A固化剂 B填料C稳定剂 D增塑剂14.体型高聚物的主要特性有（ ）。A不溶不熔、硬脆 B可溶不熔、硬脆C不溶可熔、硬脆 D可溶可熔、弹性和可塑性高 说明：黑体加粗为答案常用塑料中英文名称对照表PU聚氨酯PB聚丁烯PBT 聚对苯二酸丁二醇酯PC 聚碳酸酯PE 聚乙烯PEEK 聚醚醚酮PEI 聚醚酰亚胺PEK 聚醚酮PES聚醚砜PET 聚对苯二甲酸乙二酯PEUR 聚醚型聚氨酯PF 酚醛树脂PI 聚酰亚胺PMMA 聚甲基丙烯酸甲酯/有机玻璃PMS 聚-甲基苯乙烯POM 聚甲醛PP 聚丙烯PPO 聚苯醚PP-R 无规共聚聚丙烯PPS 聚苯硫醚PPSU 聚苯砜PS 聚苯乙烯PSU 聚砜PTFE 聚四氟乙烯PU/PUR 聚氨酯PVAL 聚乙烯醇PVC 聚氯乙烯CPVC 氯化聚氯乙烯RP 增强塑料RTP 增强热塑性塑料TPE 热塑性弹性体TPU 热塑性聚氨酯PVDC 聚偏氯乙烯PVDF 聚偏氟乙烯UF 脲（甲）醛树脂UHMWPE 超高分子量聚乙烯UP 不饱和聚酯ABS 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS树脂AES 丙烯腈-乙烯-苯乙烯共聚物 AES树脂AS 丙烯腈-苯乙烯共聚物 AS树脂CN 硝酸纤维素 赛璐璐EPM 乙烯-丙烯共聚物 乙丙树脂EPS 可发性聚苯乙烯 发泡聚苯乙烯EVA 乙烯-醋酸乙烯共聚物 EVA树脂GPPS 通用聚苯乙烯 透明聚苯乙烯HDPE 高密度聚乙烯HIPS 高抗冲聚苯乙烯LCP 液晶聚合物LDPE 低密度聚乙烯LLDPE 线型低密聚乙烯MF 密胺-甲醛树脂 密胺塑料PA 聚酰胺 尼龙、锦纶PAI 聚酰胺-酰亚胺PBT 聚对苯二酸丁二醇酯PF 酚醛树脂PPS 聚苯硫醚橡胶原材料的种类及英文缩写1.1天然橡胶（NR）天然橡胶（NR）为异戊二烯聚合物。具有优良的回弹性，拉伸强度、伸长率、耐磨性，撕裂和压缩永久变形性能都优于大多数合成橡胶。适于制作轮胎、减震零件、缓冲绳和密封零件。不耐油，耐天候、臭氧、氧的性能较差。使用温度范围-60100。1.2丁苯橡胶（SBR）丁苯橡胶（SBR）为丁二烯与苯乙烯的共聚物。含10苯乙烯的丁苯-10有良好寒性，含30苯乙烯的丁苯-30耐磨性优良。适于制作轮胎和密封零件，制品耐油、耐老化性能较差。使用温度范围为-60120。1.4氯丁橡胶（CR）氯丁橡胶（CR）为氯丁二烯聚合物，耐天候，耐臭氧老化，有自熄性，耐油性能仅次于丁腈橡胶，拉伸强度、伸长率、回弹性优良，与金属和织物粘结性很好。适于制作密封圈及密封型材、胶管、涂层、电线绝缘层、胶布及配制胶粘剂等。制品不耐合成双酯润滑油及磷酸酯液压油。使用温度范围-35130。1.5丁腈橡胶（NBR）丁腈橡胶（NBR）为丁二烯丙烯腈的共聚物。一般含丙烯腈18、26或40，含量愈高，耐油、耐热、耐磨性能愈好，但耐寒性则相反。含羧基的丁腈橡胶，耐磨、耐高温、耐油性能优于丁腈橡胶。丁腈橡胶适于制作各种耐油密封零件、膜片、胶管和软油箱。制品不耐天候、不耐臭氧老化、不耐磷酸酯液压油。使用温度范围-55130。1.6乙丙橡胶（EPM、EPDM）乙丙橡胶为乙烯、丙烯的二元共聚物（EPM）或乙烯、丙烯、二烯类烯烃的三元共聚（EPDM）。耐天候、耐臭氧老化，耐蒸汽、磷酸酯液压油、酸、碱以及火箭燃料和氧化剂，电绝缘性能优良。适于制作磷酸酯液压油系统的密封零件、胶管及飞机、汽车门窗密封型材、胶布和电线绝缘层。制品不耐石油基油类。使用温度范围-60150。1.7丁基橡胶（IIR）丁基橡胶（IIR）为异丁烯和异戊二烯的共聚物。耐天候、臭氧老化，耐磷酸酯液压油，耐酸、碱、火箭燃料及氧化剂，具有优良的介电性能和绝缘性能，透气性极小。适于制作轮胎内胎，门窗密封条，磷酸酯液压油系统的密封零件、胶管，电线的绝缘层，胶布和减震阻尼器。制品不耐石油基油类。使用温度范围-60150。1.8氯磺化聚乙烯橡胶（CS