高分子助剂期末复习.doc

期末复习1 什么是增塑剂? 主增塑剂与辅增塑剂有什么本质区别? 内增塑剂与外增塑剂的本质区别。定义：对热和化学试剂稳定的有机化合物。并能在一定范围内与聚合物相容，沸点较高，不易挥发的液体或低熔点的固体，使聚合物的可塑性、柔韧性增加的物质。2 增塑剂的三种主要增塑机理，各有什么优缺点。润滑理论 凝胶理论 自由体积理论 润滑理论:增塑剂在高分子材料中的作用就像油在两个移动的物体间起到的润滑剂作用一样，能促进在加工时高分子的大分子链之间的相互移动。这一理论能解释增塑剂的加入使聚合物粘度减小，流动性增加，易于成型加工，以及聚合物性质不会明显改变的原因。凝胶理论 :聚合物的增塑过程是使组成聚合的大分子力图分开，而大分子之间的吸引力又尽量使其聚集在一起的过程。这种“时集时开”形成一种动态平衡。在一定温度和浓度下，聚合物大分子间的“时开时集”造成分子间存在若干物理“连接点”，增塑剂的作用就是有选择地在这些“连接点”处使聚合物溶剂化，拆散或隔断物理“连接点”，并把使大分子链聚集在一起的作用力中心遮蔽起来，导致大分子间的分开。这一理论更适用于增塑剂用量较大的极性聚合物增塑。 自由体积理论:增塑剂加入后会增加聚合物的自由体积。而所有聚合物在玻璃化转变温度时的自由体积是一定的，因此聚合物的粘度和玻璃化转变温度下降，塑性加大。显然，增塑效果与加入增塑剂的体积成正比。但它不能解释许多聚合物在增塑剂量低时所发生的反增塑现象等。3 DOP及其基本特性邻苯二甲酸二辛酯(DOP),有良好的相容性。具有良好的综合性能，混合性能好，增塑效率高，挥发性较低，低温柔软性较好，耐水抽出，电气性能高，耐热性和耐候性良好。4 从结构的角度上分，增塑剂可分为哪几类，各有什么特点？邻苯二甲酸酯类:应用最广泛的一类主增塑剂，它具有色浅、低毒、多品种、电性能、挥发生小、耐低温等特点，具有较全面的性能(邻苯二甲酸二辛酯(DOP),对苯二甲酸二辛酯(DOTP)脂肪族二元酸酯类:常用长链二元酸与短链二元醇，或短链二元酸与长链一元醇进行酯化，使总碳原子数在18-26之间，以保证增塑剂与树脂间有良好的相容性和低温挥发性。主要是己二酸酯、壬二酸酯等，如己二酸二（2-乙基）己酯(DOA)。磷酸酯 :与高分子基体的相容性一般都较好，可作为主增塑剂使用。除了增塑以外，还具为阻燃的作用，是一种具有多功能的主增塑剂。（TPP 磷酸三苯酯）环氧化物:环氧化物是对PVC有增塑剂和稳定作用的双重增塑剂，它耐候性好，与聚合物的相容性差，常只作辅增塑剂。多元醇酯:（1）二元醇脂肪酸酯。主要优点是具为优良的低温性能，但相容性较差、耐油差。（2） 季戊四醇和双季戊四醇酯。具有优良的耐热性能、耐老化性能和耐抽出性能，其绝缘性能也很好。（3）多元醇苯甲酸酯。它们是优秀的耐污染性增塑剂，通常与PVC的相容性好，因此其迁移性小可作为PVC的主增塑剂。（4）丙三醇三乙酸酯。它是一类无毒的增塑剂，大量用于食品包装材料当中。甘油三乙酸酯具有良好的溶剂化能力，可以任何比例与乙酸纤维素等相容。因此它也常用于纤维素的增容。聚酯:分子量较大，耐抽出，迁移性也较小。而且它们一般都是无毒或极低毒的化合物，用途也很广泛，主要用于汽车内制品，电线电缆，电冰箱等室外长期使用的制品。石油酯:PVC的专用增塑剂，电性能和机械性能好，挥发性低，耐用候性好，耐寒性较差，相容性一般。可用做主增塑剂，并部分替代邻苯二甲酸酯，主要用于PVC薄膜、人造革、电缆料、鞋底等。氯化石蜡:与PVC的相容性较差，一般的热稳定性也不好，但它们有很好的电绝缘性，耐燃性好，成本低廉。因此常用于电线电缆的配方中。柠檬酸酯:是无毒增塑剂，可用于食品包装、医疗器械、儿童玩具以及个人卫生用品等方面。5 在几大类增塑剂中，哪几类具有良好的耐寒性？ 哪几类具有良好的耐热性？哪些是多功能的增塑剂？哪些是低毒性的增塑剂？耐寒性:邻苯二甲酸酯类,二元醇脂肪酸酯耐热性:季戊四醇和双季戊四醇酯,氯化石蜡多功能的增塑剂:磷酸酯,环氧化物,多元醇苯甲酸酯,石油酯低毒性的增塑剂:丙三醇三乙酸酯,聚酯,柠檬酸酯6 环状结构、支链结构和芳环结构分别对增塑剂的相容性、增塑效率、耐寒性、耐老化性能和耐久性有什么影响？增塑剂与树脂的相容性跟增塑剂本身的极性其二者的结构相似性有关。通常，极性相近且结构相似的增塑剂与被增塑树脂相容性好。具有支链烷基的增塑剂的增塑效率比相应的具有直链烷基的增塑剂的增塑效率差。增塑剂分子内极性的增加，支链烷基的增加，环状结构的增加，都可能是造成其塑化效率降低的原因。相容性良好,耐寒性差,环状结构增加耐寒性降低,支链增加耐寒性降低 R1R2RCH的碳链结构的增塑剂，因易生成叔丁基游离基，其耐热性、耐氧化性差，但具有R1R2R3RC的碳链结构的增塑剂则对热、氧都稳定，是因为季碳原子上没有氢的缘故。环氧增塑剂不仅可以防制品加工时的着色，而且能使制品得到良好的耐寒性，因此环氧增塑剂又可以作为稳定剂使用。耐久性包括耐挥发性、耐抽出性和耐迁移性三个方面。抗氧剂的概念及其作用机理主抗氧剂和辅抗氧剂的区别及主抗氧剂的基本条件胺类抗氧剂和酚类抗氧剂各有何优缺点两种主抗氧剂和两种辅抗氧剂的搭配使用主抗氧剂的三个基本条件铅盐稳定剂指的是哪些？ 有什么特点？3章P6影响高分子材料热降解的因素有哪些，如何影响？目前常用的液体复合稳定剂有哪些？ 如何调节钙锌复合体系的性能？在液体复合稳定剂的组份设计中，一般控制金属盐类的含量2%15% ， 亚磷酸酯10%50%、 抗氧剂1%4%、 润滑剂1%10% 、溶剂20 %40%。当复合稳定剂的配方中钙/ 锌= 2:1 时，在络合剂存在下有良好的长期稳定性，能起到较为理想的协同效应，同时也能克服“锌烧”现象。从作用机理的角度来看，光稳定剂可分为哪几类，它们有什么区别？什么是HALS，有什么优缺点？受阻胺类（HALS）性能优异、结构独特的功能化品种层出不穷。LS-744 它与聚合物有较好的相容性，不着色，耐水解、毒性低，不污染，耐热加工性能良好。其光稳定效率是一般紫外线吸收剂的数倍，且与抗氧剂和紫外线吸收剂并用，有良好的协同作用。LS-770 其光稳定效果优于目前常用的LS-744。与抗氧剂并用可提高耐热性能；与紫外线吸收剂并用，有协同作用，能进一步提高耐光效果；与颜料配合使用时也不会降低其耐光效果。燃烧的五个阶段. 什么是阻燃剂?(1) 加热阶段(2)降解阶段 (3)分解阶段 (4)点燃阶段(5)燃烧阶段 能够增加高分子材料耐燃性的助剂叫阻燃剂。按应用方式分为添加型阻燃剂和反应型阻燃剂。根据组成，添加型阻燃剂主要包括无机阻燃剂 和反应型阻燃剂。什么是氧指数?氧指数大小与难燃性的关系氧指数是指一定规格试样像蜡烛状能持续平稳燃烧时，在氮氧混合气流中所必须的最低氧的体积百分含量。OI21属易燃，OI为2225具自熄性，2627为难燃，28以上为极难燃。 （越大越难燃）美国UL标准（UL-94）与阻燃性有何关系？等级如何划分？阻燃机理有哪些? 请重点论述保护膜机理保护膜机理 不燃性气体机理 冷却机理终止链锁反应机理目前常用的协同体系有哪些?重点是锑-卤协同,如何发生作用?-锑-卤体系：锑常用的是Sb2O3，卤化物常用的是有机卤化物，因为它与卤化物放出的卤化氢作用。且产物热分解成SbCl3，能长时间停留在燃烧区内稀释可燃性气体，隔绝空气，起到阻燃作用；其次，它能捕获燃烧性游离基，起以抑制火焰的作用。另外，SbCl3在火焰的上空凝结成液滴式固体微粒，其壁面效应散射大量的热量，使燃烧速度减速缓或停止。氯与金属原子以3:1较合适。磷-卤体系磷-氨(氮)体系什么是添加型阻燃剂和反应型阻燃剂，各有什么特点？反应型阻燃剂：在聚合过程中作为单体之一，通过化学反应使它们成为聚合物分子链的一部分。 添加型阻燃剂：在聚合物加工过程中加入，具有阻燃作用的液体或固体的阻燃剂。 膨胀型阻燃剂属于哪一类协同体系，其基本原理是什么？膨胀型阻燃体系由哪三个组分组成？聚磷酸铵在膨胀型阻燃体系中起到什么作用？磷酸酯阻燃剂的代表有哪些?有什么特点?主要包括磷酸三甲苯酯(TCP)，磷酸甲苯二甲苯酯(CDP)，和磷酸苯酯等。脂肪族磷酸酯中较重要的有磷酸三辛酯(TOP)。什么是闪点？什么是燃点？闪点：使可燃性气体达到可燃浓度范围的温度燃点：能保持火焰不息的温度1. 润滑剂的定义及内外润滑剂的区别能改善塑料各层粒子之间及熔体与加工设备金属表面的摩擦力和粘附性，增大树脂的流动性，达到可调控树脂塑化时间，保持连续生产的助剂，即称之为润滑剂。内润滑剂是在塑料加工前的配料中，加入与聚合物有一定相容性的润滑剂，并使其均匀地分散到材料中而起润滑作用。 外润滑剂可稳定存在于聚合物熔体与加工机器之间，从而形成隔离层的物质，起到润滑作用。 2. 脂肪酸酰胺类润滑剂的结构通式及其特点具有良好的界面润滑作用透明性及耐候性均良好并具有抗静电性能高温下易产生氨，使PVC着色3. 影响润滑性能的因素有哪些，如何影响？（1）润滑剂化学结构的影响。 (环、分子量、极性、双键)（2）加工条件的影响。（温度、剪切） （3）润滑剂熔点和粘度的影响。 （4）其它助剂的影响。 4. 大部分高分子助剂都要求与高分子基材有良好的相容性，但为什么要求外润滑剂相容性不能太好？作业上5. 什么是抗静电剂?什么是内外抗静电剂？有什么区别？外用抗静电剂：采用涂布、喷雾、浸渍等方法使它附在塑料、纤维表面，耐久性较差，所以又叫做暂时性抗静电剂。内用型抗静电剂(或混炼型抗静电剂)：在树脂加工过程中(或在单体聚合过程中)添加到树脂组成中的抗静电剂，因其有较好的耐久性，又称为永久性抗静电剂。6. 永久型抗静电剂有什么特点?为什么它们可以实现永久抗静电?具有不易逸散，耐磨和耐洗涤性好等特点7. 什么是季铵盐类抗静电剂?有什么优点?它们的静电消除效果好，同时具有很大的吸附力，在浓度极稀的情况下，也能充分地发挥其良好的效果，常用于合成纤维、聚酯、聚氯乙烯、 聚乙烯醇薄膜及塑料制品等的抗静电剂。缺点是耐热性不够好，容易发生热分解。硫化体系由硫化剂、促进剂、活化剂和阻焦剂组成，促进剂、活化剂和阻焦剂分别是什么？促进剂：加入硫化体系后能促使硫化剂活化，加速硫化剂与橡胶分子间的交联反应，达到缩短硫化时间，降低硫化温度，增加产量，降低成本的实际效果。活性剂 能够增加促进剂的活性，因而可以减少促进剂的用量，或者缩短硫化时间，也即是加快硫化速度；同时还可以大大提高硫化胶的交联度。防焦剂 它的作用在于防止胶料焦烧，同时又不影响促进剂在硫化温度下的正常作用。并且对硫化胶的物理机械性能也不会有不良影响，由于它是以控制硫化起步的目的的，因此也称作是硫化延缓剂。 硫化对橡胶性能的影响有哪些?理想的硫化体系有哪些要求?硫化是指橡胶的线型大分子链通过化学交联作用而形成三维空间网状结构的化学变化过程。 硫化胶由线形转变为三维网状结构；加热不再流动；不再溶于它的良溶剂中；模量和硬度提高；力学性能提高；耐老化性能和化学稳定性提高；介质性能可能下降。橡胶硫化历程可分为哪几个阶段?焦烧阶段：是热硫化开始前的延迟作用时间，相当于硫化反应的诱导期，也称为焦烧时间热硫化阶段：为硫化反应的交联阶段，逐渐产生网络结构，使橡胶的弹性模量和拉伸强度急剧上升。 平坦硫化阶段：进入熟化阶段，发生交联键的短化、重排、裂解等反应，胶料的转矩曲线出现平坦区，这个阶段硫化胶的性能保持最佳。 过硫化阶段：相当于硫化反应中网构熟化以后，进入过硫化期。 理解硫化过程中扭矩与硫化进程的关系过氧化物硫化胶的特点.网络结构中的交联键为CC键，键能高具有优异的抗热氧老化性能，且无硫化返原现象硫化胶的压缩永久变形低，但动态性能差热、化学稳定性高三种硫化体系的优缺点及实现的方法配合系统防老体系：延长橡胶制品使用寿命，主要有防热氧、臭氧、光氧、有害金属离子、疲劳、霉菌等引起的老化增塑及操作体系：降低胶料黏度，改善加工性能，降低成本，主要有增塑剂、分散剂、均匀剂、增黏剂、塑解剂、防焦剂、脱模剂等特种配合体系：赋予橡胶特殊的性能，如黏合、着色、发泡、阻燃、偶联、抗静电、导电、香味、增硬、润滑、防喷等配合体系两种促进剂的并用体系各有何特点？什么是结合胶?影响结合胶的因素有哪些？从结构和组成上看,白碳黑和碳黑有什么区别?按制造方法，白碳黑和碳黑分别可分为哪几种？什么是应力软化效应?请用示意图说明.常用的硅酸盐类无机填料有哪些？有什么特性？碳酸钙有哪几种分类方法，按粒径分类可分为哪几类？见什么是AC发泡剂? 给出其结构,并说明其主要性能和优缺点.并说明它发泡过程的反应和副反应。偶氮二甲酰胺(发泡AC)发泡剂AC是塑料工业中最常用的化学发泡剂。具有自熄性，不助燃，无毒，无臭味，不变色，不污染，不溶于一般的溶剂和增塑剂，是商品发泡剂中最稳定的品种之一。而且该发泡剂粒子细小，很容易在塑料和橡胶中分散，得到均匀的微孔发泡体。其发气量大，对常压和加压发泡工艺均适用。发泡过程的三个阶段分别是什么?影响材料发泡的重要因素有哪些?相对于化学发泡法,物理发泡有何优缺点?物理发泡剂一般都价格低廉，但却需要比较昂贵的、专门为一定用途而设计的发泡设备1. 什么是着色剂? 可分为哪几类? 影响着色剂着色效果的因素可分为哪两个?2. 颜料和染料有何区别? 3. 二氧化钛可分为哪两种各有何特点?4. 什么是偶联剂？通过物理或化学作用把二者结合，亦或能通过物理和/或化学反应，使二者的亲和性得到