包装材料学.doc

一、填空题1、植物纤维原料的化学组成：纤维素、半纤维素、木素、其他少量成分2、 纸和纸板的生产过程可以分为两部分：制浆过程和抄纸过程3、 木浆按制浆方法不同主要可以分为：机械木浆、化学木浆、半化学浆和化学机械浆、废纸脱墨制浆4、 化学法制浆按所用化学药品的不同分为四类：石灰法、烧碱法、硫酸盐法、亚硫酸盐法5、二次加工纸的主要生产方法：加工纸主要包括涂布加工纸、浸渍加工纸、变性加工纸和复合加工纸。6、瓦楞纸板的瓦楞通常有四种类型：即A型（大瓦楞）、B型（小瓦楞）、C型（中瓦楞）和E型（微瓦楞）。7、 瓦楞的形状可分为三种：U型、V型与UV型。8、 瓦楞纸箱接合的方式有：铁线钉合、胶带贴合以及粘合剂粘合。9、 聚合物根据分子链的几何形状不同，通常分为三大类 ：线型分子、支化分子、网状分子 10、 按分子主链的组成分类，链状高分子可分为三类：碳链高分子 、杂链高分子、元素高分子11、 按热性能分类，塑料通常可以分为：热塑性塑料和热固性塑料两类12、 按用途不同，塑料通常可以分为：通用塑料、工程塑料和特种塑料。13、 按聚合时有无低分子副产物生成，可将聚合反应分成两大类：缩合聚合（缩聚）反应和加成聚合（加聚）反应14、 按聚合反应机理进行分类，则分成 两大类：连锁聚合反应和逐步聚合反应15、 在加聚反应中，根据反应活性中心性质的不同又可分为：自由基（游离基）加聚反应、离子（阳离子或阴离子）加聚反应、配位（络合）聚合反应。16、 二元共聚物根据两单体单元在分子链上的排列方式可分四类：无序（规）共聚物、交替共聚物、嵌段共聚物、接枝共聚物17、 缩聚反应按原料单体的种类和数目的不同，可分为等三类：均缩聚反应，异缩聚（也称杂缩聚）反应和共缩聚等三类。18、 线性非晶态聚合物存在三种物理状态: 玻璃态、高弹态和粘流态19、 聚合物的降解可分为三种基本形式：（1）热降解；（2）化学降解和（3）光降解。20、自由基聚合实施方法主要有：自由基聚合反应一般由链引发、链增长、链终止等基元反应组成。此外，还可能伴有链转移反应。21、聚合物的聚集态结构主要包括：晶态结构、非晶态结构、液晶态结构和取向态结构。22、 塑料薄膜可以采用挤出吹塑法、T型模法、双向拉伸法、压延法、流延法制得。23、 塑料包装容器的成型方法主要有：模压成型、注射成型、中空吹塑成型、热成型、旋转成型和缠绕成型等。24、 按密度不同泡沫塑料可分为：低发泡、中发泡和高发泡25、 按泡沫结构不同泡沫塑料可分为：开孔型泡沫塑料和闭孔型泡沫塑料。26、 按机械性能不同泡沫塑料可分为三种：软质、半硬质和硬质三种。27、 泡沫塑料的发泡方法可分为：物理发泡法、化学发泡法、机械发泡法28、给出下列聚合物材料的标准缩写符号：中文名称缩写中文名称缩写丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA乙烯-乙烯醇共聚物EVAL聚对苯二甲酸乙二醇酯PET硝酸纤维素CN醋酸纤维素CA环氧树脂EP聚酰胺PA聚丙烯腈PAN聚碳酸酯PC聚乙烯PE酚醛树脂PF中文名称缩写中文名称缩写聚甲基丙烯酸甲酯PMMA聚烯烃PO聚丙烯PP聚苯乙烯PS聚氨酯PU聚乙烯醇PVAL聚氯乙烯PVC聚氟乙烯PVF二、名词解释1、定量 定量是指单位面积的重量，一般以每平方米重量的克数（g/m2）表示。2、透气度 在一定面积、一定真空度下，以每秒透过的空气量（cm3/s）或透过100cm3空气所需的时间（s）表示。3、抗张强度 指一定宽度（15mm）的试样所能承受的最大张力，单位为kN/m。4、撕裂度 指预先将纸或纸板试样切出一定长度的裂口，然后再从裂口处撕至一定长度时所需要的功。5、耐破度： 是一定面积的纸或纸板在匀速加压直至破裂时所能承受的最大压力，以液压力或气压力表示。6、 耐折度 纸或纸板在一定张力下所能经受往复折叠一定角度的次数称为耐折度，用次表示。7、环压强度 在一定速度下，使环形试样平行受压，压力逐渐增加至使试样压溃时的压力。8、耐戳穿强度 耐戳穿强度是指用一定形状的角锥穿过纸板所需要的功，即包括开始刺穿及使纸板撕裂弯折成孔所需的功9、边压强度 边压强度是把瓦楞纸板立起来对纸板两边加压之后所呈现的抗压强度。加压方式包括横向加压和纵向加压两种。10、平压强度 瓦楞纸板的平压强度是指对垂直于瓦楞纸板平面负荷的抵抗能力。11、内聚能和内聚能密度 内聚能是1mol分子聚集在一起的总能量，其含意是使1mol的液体蒸发或固化升华，使原来聚集在一起的分子分开到彼此不再相互作用的距离时，所需要的总能量。 内聚能密度是单位体积的内聚能12、共混聚合物所谓共混聚合物(polymer blend)是通过简单的工艺过程把两种或两种以上的均聚物或共聚物或不同分子量、不同分子量分布的同种聚合物混合而成的聚合物材料，也称聚合物合金。13、脆性断裂和韧性断裂：14、粘弹性：聚合物的形变与时间有关，但不成线性关系，两者的关系介乎理想弹性体和理想粘性体之间，聚合物的这种性能称为粘弹性。15、 蠕变： 在恒温下施加较小的恒定外力时，材料的形变随时间而逐渐增大的力学松弛现象。如挂东西的塑料绳慢慢变长。 16、应力松弛： 应力松弛是指在恒定温度和形变保持不变的情况下，聚合物内部的应力随时间增加而逐渐衰减的现象。如用塑料绳绑捆东西，时间久了会变松。这是由于当聚合物被拉长时，高分子构象处于不平衡状态，它会通过链段沿外力方向的运动来减少或消除内部应力，以逐渐过度到平衡态构象。17、熔融指数：指在一定的温度下和规定负荷下，10min内从规定直径和长度的标准毛细管内流出的聚合物的熔体的质量，用MI表示，单位为g/10min。18、氧指数氧指数是在规定的条件下，试样在氧气和氮气的混合气流中维持稳定燃烧所需的最低氧气浓度，用混合气流中氧所占的体积百分数表示。氧指数是衡量聚合物燃烧难易的重要指标，氧指数越小越易燃烧。19、聚合物的老化：在加工、贮存和使用的过程中，聚合物材料的物理、化学性质和机械性质变坏的现象称为老化。20、液晶态：液晶态是晶态向液态转化的中间态，既具有晶态的有序性（导致各向异性），又具有液态的连续性和流动性21、界面缩聚：界面缩聚是将两种单体分别溶于两种不互溶的溶剂中，再将这两种溶液倒在一起，在两液相的界面上进行缩聚反应，聚合产物不溶于溶剂，在界面析出。22、悬浮聚合：借助机械搅拌和悬浮剂的作用，使油溶性单体以小液滴悬浮在水介质中，形成稳定的悬浮体进行聚合反应。23、乳液聚合：借助机械搅拌和乳化剂的作用，使单体分散在水或非水介质中形成稳定的乳液并加入少量引发剂而聚合的反应。24、热塑性塑料：热塑性塑料是线性和支链型聚合物。塑料受热熔融，冷却后凝固，再次加热又可软化熔融重新制成产品。这一过程可以反复进行多次，材料的化学结构基本上不起变化，这一类塑料称之为热塑性塑料。25、热固性塑料：热固性塑料是在一定温度下能变成粘流状态，但是经过一定时间加热塑制成型后，不因再度加热而软化熔融。26、加聚反应：由一种或多种单体通过加成反应，相互结合为高分子化合物的反应，叫做加聚反应。27、共聚合反应和共聚物：如果存在二种或二种以上单体一起进行聚合，得到含有二种或二种以上单体链节的共同聚合物，这种合成共同聚合物的反应称为共聚合反应，得到的产物称为共聚物。28、缩聚反应：通过一种或几种单体，它们含有二个或二个以上相同或不相同的官能团，进行相互缩合成聚合物，同时有其它低分子物质（如H2O、ROH、HX、NH3）生成的反应叫做缩聚反应。三、简答3、解释面纸与瓦楞芯纸的粘合原理。瓦楞芯纸与面纸的粘合主要是淀粉粘合剂的凝聚粘合，同时辅以渗透粘合和表面粘合。胶料渗透面纸内表面及瓦楞芯纸表面，进入纸板的纤维间隙里引起渗透粘合，同时面纸和瓦楞芯纸与粘合剂表面形成有粘合剂肩的接合，即形成表面粘合。渗透到纸板的粘合剂同纸板表面的粘合剂肩形成一个集合，这种粘合剂本身分子间的结合称为凝聚粘合。以上三种粘合将面纸与瓦楞芯纸紧密地粘接起来。4、简述什么是增塑剂以及增塑剂的作用。添加到聚合物中，能够增加其塑性、改善成型时的流动性、赋予制品柔韧性的物质称为增塑剂。增塑剂的作用： (1)降低塑料的熔融粘度，提高塑料熔体的流动性。 (2)降低塑料的熔融温度。 (3)提高塑料制品的柔软性。附：增塑剂的作用软化温度、熔融温度和玻璃化温度均降低；熔体粘度减小，流动性增加，易于成型加工；阻隔性、耐热性、脆性、硬度、抗张强度、弹性模量等均将下降；耐寒性、柔韧性、抗冲击强度和伸长率会提高。5、简述将PMMA、PE、PVC三种聚合物进行热降解反应，分别得到何种产物。热降解:指聚合物在单纯热的作用下发生的降解反应，可有三种类型：a. 无规断链反应：在这类降解反应中，高分子链从其分子组成的弱键发生断裂，分子链断裂成数条聚合度减小的分子链。分子量下降迅速，但产物是仍具有一定分子量的低聚物，难以挥发，因此重量损失较慢。如聚乙烯的热降解：b. 解聚反应：在这类降解反应中，高分子链的断裂总是发生在末端单体单元，导致单体单元逐个脱落生成单体，是聚合反应的逆反应。 发生解聚反应时，由于是单体单元逐个脱落，因此聚合物的分子量变化很慢，但由于生成的单体易挥发导致重量损失较快。典型的例子如聚甲基丙烯酸甲酯的热降解：解聚反应主要发生于1,1-二取代单体所得的聚合物。c. 侧基脱除热降解：聚合物热降解时主要以侧基脱除为主，并不发生主链断裂。典型的如聚氯乙烯的脱HCl、聚醋酸乙烯酯的脱酸反应：6、塑料中加入各种助剂的作用及添加方式。 加入各种助剂的作用可概括为：改善成型工艺性能、改善制品的使用性能或降低成本。 塑料中各种助剂的添加方式有：在合成树脂的后处理工艺中加入到树脂中；在成型加工时与树脂掺混；以及在成型制品后进行表面处理等。7、聚合物受热其物理状态有哪些变化？ 各状态分子运动特点？ 在区域A，温度低，链段运动被冻结，只有侧基、链节、链长、键角等的局部运动，因此聚合物在外力作用下的形变小，具有虎克弹性行为：形变在瞬间完成，当外力除去后，形变又立即恢复，表现为质硬而脆，这种力学状态与无机玻璃相似，称为玻璃态。随着温度的升高，链段运动逐渐“解冻”，形变逐渐增大，当温度升高到某一程度时，链段运动得以充分发展，形变发生突变，进入区域B，这时即使在较小的外力作用下，也能迅速产生很大的形变，并且当外力除去后，形变又可逐渐恢复。这种受力能产生很大的形变，除去外力后能恢复原状的性能称高弹性，相应的力学状态称高弹态。由玻璃态向高弹态发生突变的区域叫玻璃化转变区，玻璃态开始向高弹态转变的温度称为玻璃化转变温度，以Tg表示。当温度升到足够高时，在外力作用下，由于链段运动剧烈，导致整个分子链质量中心发生相对位移，聚合物完全变为粘性流体，其形变不可逆，这种力学状态称为粘流态。高弹态开始向粘流态转变的温度称为粘流温度，以Tf表示，其间的形变突变区域称为粘弹态转变区。分子量越大，Tf越高。交联聚合物由于分子链间有化学键连接，不能发生相对位移，不出现粘流态。 聚合物力学三态的分子运动单元各不相同： 玻璃态：温度低，链段的运动处于冻结，只有侧基、链节、链长、键角等局部运动，形变小； 高弹态：链段运动充分发展，形变大，可恢复；粘流态：链段运动剧烈，导致分子链发生相对位移，形变不可逆。8、什么是聚合物老化？老化时常发生哪些物理化学变化？ 聚合物的老化：在加工、贮存和使用的过程中，聚合物材料的物理、化学性质和机械性质变坏的现象称为老化。9.简述高密度聚乙烯和低密度聚乙烯的主要差别。LDPE的基本特性(1)LDPE是密度为0.9150.925g/cm3，相对分子质量为10万50万，结晶度为5565的热塑性塑料。(2)LDPE外观为乳白色，半透明、无毒、略带蜡味的固体颗粒。(3)LDPE耐低温性优良、脆化温度可达-70，低温下有良好的抗冲击性，熔点为105115。(4)LDPE易燃，氧指数为17.5，离火能继续燃烧，火焰上端黄下端蓝，有熔滴现象，无烟,有蜡烛味。(5)LDPE力学强度低，有良好柔软性、延伸性、表面硬度低。由于透明性好，热封性好、热封温度低，为此常用于生产薄膜，薄膜柔软且具有耐应力开裂性。(6)LDPE低吸水性、防潮性好，阻湿性优，但透气性较大，耐药品性好。(7)LDPE熔融流动性好，易加工成型，315以下不发生分解、降解、热稳定性优。(8)LDPE电性能优良耐电压可达24.4mVm，电阻率高、诱电率小。(9)LDPE是非极性材料，印刷、粘结困难。可耐各种浓度的盐溶液、碱溶液、50的硫酸、40的硝酸以及浓盐酸。60以下耐一般有机溶剂。(10)纯的LDPE受日光、100热的作用会慢慢老化。耐紫外光辐照性和其他射线辐照性优，可以用PE薄膜包装青果物进行耐射线辐照，以延长保质期。HDPE的基本特性(1)HDPE是无色、无嗅、无味、无毒的，密度在0.9410.965gcm3、结晶度达90以上的结晶型、热塑性塑料。HDPE是支链最少的线型高聚物，根据相对分子质量的不同而有低相对分子质量的HDPE和高相对分子质量的高密度聚乙烯两种。(2)HDPE由于结晶度高，所以透明性差，同样厚度的薄膜，LDPE结晶度低，透明性最好，MDPE次之，而HDPE透明性最差，呈乳白色，基本上不透明。(3)HDPE有很高的强度、良好的耐化学性、耐油脂性、阻湿性，可长期在100下使用。HDPE耐寒性优，冲击强度高。由于具有良好的刚性，HDPE可生产各种成形品。(4)HDPE电绝缘性能优，耐电压高。(5)HDPE的印刷、粘结和涂装性不好，表面张力低，印刷、胶接、涂装前应预处理(砂磨、电晕处理、火焰处理、喷砂、等离子处理等)。HDPE会受紫外光的侵蚀。(6)HDPE易燃烧，氧指数为17.5，火焰无烟，有熔滴现象，燃烧时有蜡烛油气味，离火能继续燃烧。10、写出ABS的结构式及组成单体名称，说明每种单体的比例如何影响共聚物的性能？ABS是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯的三元共聚物。丙烯腈使ABS具有耐化学腐蚀性、耐磨性和表面硬度；丁二烯使ABS具有韧性和耐冲击强度；苯乙烯赋予ABS刚性、易着色和易加工性能。11、 什么是热收缩薄膜？热收缩薄膜产生收缩的原理。热收缩薄膜是采用吹塑法或T模法使聚合物在玻璃化温度到熔融温度之间的高弹态下进行双向或单向拉伸，经冷却后收卷成制品，这种薄膜在受热时能把双向或单向拉伸时的能量释放出来，使其收缩，把被包装商品紧紧地收缩包裹在里面。 热收缩薄膜产生收缩的原理如果将高分子材料薄膜加热到玻璃化温度以上、熔融温度以下并靠近玻璃化温度的某一温度范围内，借助于外力进行单向或双向拉伸，使非晶区大分子链沿外力方向充分地进行舒展和取向，接着将它快速冷却，使取向的高分子结构“冻结”。这种强迫高弹形变具有热收缩的“记忆效应”，当把这种薄膜再加热到拉伸温度以上时，被冻结了的高分子取向结构开始松弛，宏观上表现为薄膜开始收缩。12、简述泡沫塑料的特点。(1)容重很低，可减轻包装重量，降低运输费用；(2)具有优良的冲击、振动能量的吸收性，用于缓冲防震包装能大大减少产品的破损；(3)对温、湿度的变化适应性强，能满足一般包装情况的要求；(4)吸水率低、吸湿性小，化学稳定性好，本身不会对内装物产生腐蚀，且对酸、碱等化学药品有较低的耐受性；(5)导热率低，可用于保温隔热包装；(6)成型加工方便，可以采用模压、挤出、注射等成型方法制成各种泡沫衬垫、泡沫块、片材等。容易进行二次成型加工，泡沫塑料块也可用粘合剂进行自身粘接或与其它材料粘接，制成各种缓冲衬垫等。四、论述 （4）运输工具振动和冲击的影响。 3、试述商品对软塑包装用膜的要求。 (1)卫生性 软塑包装用膜，主要应用于食品及药品的内包装上，即：销售包装上。它同被包装内容物直接接触，因此，要求包装材料必须无任何毒性，这包括生产使用的合成树脂、辅助材料、粘结剂、印刷用油墨等，有毒成分残留量必须严格控制在国家允许的范围内。 (2)保护性 对被包装内容物应有良好的保护功能：使商品从生产者手中转到消费者手中时仍旧有良好的使用价值，不会在充灌、储存、运输、销售过程中发生商品的损坏，也不会在这过程中发生商品内在质量的变化，软塑包装材料还应当有足够的物理机械性能才能在强大的冲击力下防止包装袋的破损。 (3)可加工、易加工成型性 软塑包装材料，应容易印刷、分切、充灌、热封、装箱，良好的加工机械适应性。 (4)简便性 易堆垛、易计数、易搬运、易携带、易展销、质量轻、包装后的废弃物应易回收再利用或易处理。 (5)商品性 软塑包装应印刷美观，能促进商品的销售、造型设计新颖，能刺激顾客的购买欲望。 (6)信息性 包装是商品生产者与商品消费者之间的桥梁，为此包装上必须印刷上商品生产者告诉消费者的各种信息。 (7)经济性 软包装的价格要合理。4、试述对塑料添加剂的要求。 (1)所有添加剂必须要同塑料有良好的相容性，在树脂中易分散均匀，能长期稳定地均匀分散在树脂中。 (2)所有