《材料导论》复习题

精品文档 1欢迎下载 材料导论材料导论 期末考试复习题期末考试复习题 一 基础知识基础知识 1 1 生物和生命科学 纳米技术 能源与环境 电子与信息 材料生物和生命科学 纳米技术 能源与环境 电子与信息 材料是目前科学技 术的七大热点和重点领域 2 2 材料 能源和信息材料 能源和信息并列成为现代科学技术的三大支柱 3 3 材料的分类 金属 金属 金属合金 金属 金属 金属合金 非金属 有机高分子材料 无机非金 非金属 有机高分子材料 无机非金 属材料 属材料 4 4 高分子材料的定义 包含由小分子通过共价键形成长链的天然或人工合成的由小分子通过共价键形成长链的天然或人工合成的 材料 材料 5 5 高分子材料的分类 弹性体 热固性及热塑性树脂 弹性体 热固性及热塑性树脂 6 6 材料技术的发展趋势 从均质材料向复合材料发展 由结构材料往功能材料 从均质材料向复合材料发展 由结构材料往功能材料 多功能材料并重的方向发展 材料结构的尺度向越来越小的方向发展 由被动多功能材料并重的方向发展 材料结构的尺度向越来越小的方向发展 由被动 性材料向具有主动性的智能材料方向发展 通过仿生途径来发展新材料 性材料向具有主动性的智能材料方向发展 通过仿生途径来发展新材料 7 7 塑料 塑料是以合成树脂为主要成分 另加有 或不加 改性用的添加剂或塑料是以合成树脂为主要成分 另加有 或不加 改性用的添加剂或 加工助剂 在一定温度 压力条件下可塑化成型 并在常温下保持其形状的材加工助剂 在一定温度 压力条件下可塑化成型 并在常温下保持其形状的材 料 有时还包括塑料的半成品 如压塑粉 注塑粒料等 经过成型加工 可制料 有时还包括塑料的半成品 如压塑粉 注塑粒料等 经过成型加工 可制 成具有特定形状又具有实用价值的塑料制品 成具有特定形状又具有实用价值的塑料制品 8 8 塑料的分类 合成塑料 天然塑料 按来源 合成塑料 天然塑料 按来源 热塑性塑料 热固性塑料 按 热塑性塑料 热固性塑料 按 热行为 热行为 通用塑料 工程塑料 使用范围和用途 通用塑料 工程塑料 使用范围和用途 9 9 塑料的特性 质轻 耐腐蚀 电绝缘 加工性能好 不耐热 易变形 不耐质轻 耐腐蚀 电绝缘 加工性能好 不耐热 易变形 不耐 老化 易燃 原料受石化资源制约老化 易燃 原料受石化资源制约 10 10 常用的塑料加工方式 挤出成型 注射成型 压延成型 挤出成型 注射成型 压延成型 精品文档 2欢迎下载 11 11 橡胶的定义 橡胶是一类线形柔性高分子聚合物 其分子链柔顺性好 在外橡胶是一类线形柔性高分子聚合物 其分子链柔顺性好 在外 力作用下可产生较大的变形 除去外力后能迅速恢复原状 力作用下可产生较大的变形 除去外力后能迅速恢复原状 12 12 橡胶的分类 天然橡胶 合成橡胶 按来源 天然橡胶 合成橡胶 按来源 热固性橡胶 热塑性橡胶 热固性橡胶 热塑性橡胶 按加工性 按加工性 13 13 橡胶配方的五大体系 生胶 填充补强 硫化促进 防老 软化增塑体系 生胶 填充补强 硫化促进 防老 软化增塑体系 14 14 纤维的定义 指长度比直径大很多倍并且有一定的柔韧性的纤细物质 指长度比直径大很多倍并且有一定的柔韧性的纤细物质 15 15 涂料的定义和组成 涂料是合成树脂另一种应用形式 用来涂覆物体表面 涂料是合成树脂另一种应用形式 用来涂覆物体表面 形成保护或装饰膜层 主要有三种组分 成膜物 颜料 溶剂 形成保护或装饰膜层 主要有三种组分 成膜物 颜料 溶剂 16 16 黏合剂的定义 黏合剂也称胶黏剂 是一种把各种材料紧密地结合在一起的黏合剂也称胶黏剂 是一种把各种材料紧密地结合在一起的 物质 黏合剂一般是多组分体系 物质 黏合剂一般是多组分体系 17 17 熔体流动指数 熔体流动指数 MFIMFI 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 18 18 热变形温度 热变形温度 HDTHDT 塑料试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 当试样受热变形 变形量达到一定时的温度 19 19 维卡温度 维卡温度 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 20 20 高密度聚乙烯高密度聚乙烯 HDPE HDPE 通过乙烯均聚 Ziegler Natta 法制备 只有少量的 短支链 低密度聚乙烯低密度聚乙烯 LDPE LDPE 通过乙烯均聚 自由基法制备 存在大量的长支链 和短支链 线性低密度聚乙烯 线性低密度聚乙烯 LLDPELLDPE 通过乙烯与少量 烯烃共聚制备 短支链 数目与 LDPE 相当 但没有长支链 21 PE21 PE 的性能 的性能 优异的耐化学药品性 优异的电绝缘性 柔韧性好 耐热性差 力学性能较低 环境应力开裂现象严重 精品文档 3欢迎下载 2222 PE 的交联 辐射交联 过氧化物交联和有机硅烷交联辐射交联 过氧化物交联和有机硅烷交联 23 23 聚丙烯 PP Zieglar NattaZieglar Natta 催化剂催化的阴离子配位聚合制成等规催化剂催化的阴离子配位聚合制成等规 PPPP 分为等规 间规和无规三种不同立体构型 分为等规 间规和无规三种不同立体构型 24 PP24 PP 的性能 的性能 较好的耐热性 优异的电绝缘性 优良的耐化学药品性 优异 的抗弯曲疲劳性 耐老化性差 抗冲击 特别低温冲击性差 25 25 聚氯乙烯 聚氯乙烯 PVCPVC 聚氯乙烯树脂是氯乙烯单体在过氧化物 偶氮化合物等 引发剂 或在光 热作用下按自由基聚合反应机理聚合而成的聚合物 一般可 通过悬浮 乳液 本体 溶液法聚合制备 26 PVC26 PVC 的性能 的性能 电绝缘性较好 耐溶剂性和耐腐蚀性较好 阻燃性较好 力学 性能一般 热敏性明显 耐热性差 加工性能较差 27 27 PVC 的降解和稳定 降解机理 PVC 分子链中的 缺陷 是导致降解的主要内因 热 光 机械应 力是导致 PVC 降解的外因 PVC 的稳定 与其他单体共聚 加入化学稳定剂 28 聚苯乙烯 聚苯乙烯 PSPS 聚苯乙烯树脂是由苯乙烯单体通过自由基聚合而成的聚合 物 可通过本体 悬浮 乳液 溶液聚合制备 29 PS29 PS 的结构 的结构 无轨线性分子 存在少量短支链 为无定型聚合物 30 PS30 PS 的性能 拉伸强度和弯曲模量都很高 但抗冲击性和耐低温性差 耐热的性能 拉伸强度和弯曲模量都很高 但抗冲击性和耐低温性差 耐热 性差 导热率低 线膨胀系数大 具有良好的电绝缘性 化学稳定性较好 加性差 导热率低 线膨胀系数大 具有良好的电绝缘性 化学稳定性较好 加 工性好 但加工时易产生内应力 工性好 但加工时易产生内应力 31 PS31 PS 的改性 的改性 PS 与顺丁或丁苯橡胶共聚或共混共聚或共混制备高抗冲 PS 32 ABS32 ABS 树脂 树脂 ABSABS 树脂是丙烯腈 丁二烯 苯乙烯的三元共聚物 树脂是丙烯腈 丁二烯 苯乙烯的三元共聚物 33 33 聚酰胺 聚酰胺 PAPA 分子主链上含有酰胺基团 NHCO 的高分子化合物 分为 脂肪族 P 型和 mp 型 芳香族和透明 PA 其中 p 型聚酰胺的聚合可以通过氨 精品文档 4欢迎下载 基酸的缩聚或内酰胺的开环聚合 mp 型 PA 是通过二元胺与二元酸缩合而成的 34 PA34 PA 的性能 的性能 良好的力学性能 且具有很好的耐磨性 电绝缘性在干燥的条 件下良好 熔融温度比较高 但热变形温度低 具有良好的化学稳定性和耐溶 剂性 35 35 透明透明 PAPA 透明 PA 就是在 PA 分子链上引入侧基 破坏链的规整性 使其不 能结晶 例如聚对苯二甲酰三甲基己二胺和聚聚对苯二甲酰三甲基己二胺和聚 2 2 2 2 双 双 4 4 氨基环己基 丙烷氨基环己基 丙烷 壬二酸壬二酸 己二酸三元共聚物己二酸三元共聚物 36 36 聚碳酸酯 聚碳酸酯 PCPC 分子主链中含有碳酸酯基的聚合物统称为聚碳酸酯 可看 作二羟基化合物与碳酸的缩聚产物 可通过光气法和酯交换法制备 37 PC37 PC 的性能 的性能 良好的力学性能 具有优异的抗冲击性能 具有较好的耐热性 和耐寒性 有较好的电绝缘性 耐化学药品性一般 具有良好的耐臭氧性 38 PC38 PC 的改性 的改性 制品残余内应力大 不耐溶剂 高温易水解 不耐磨损 一般 用纤维增强和制成合金来改性 39 39 聚四氟乙烯 聚四氟乙烯 PTFEPTFE 四氟乙烯的均聚制备 可通过本体 悬浮 乳液聚合 制备 40 PTFE40 PTFE 的性能 的性能 力学性能不高 但有良好的自润滑性 具有优异的耐热性和 耐寒性 具有极高的化学稳定性 电绝缘性良好 表面自由能很低 几乎和所 有的材料都无法黏附 但加工性不好 不能采用一般热塑性塑料的加工方式 41 41 酚醛树脂 酚醛树脂 PFPF 酚类化合物与醛类化合物经缩聚而得到的树脂统称为酚醛 树脂 其中以苯酚和甲醛缩聚而得得树脂最为重要 是目前应用最广泛得一类 热固性树脂 41 PF41 PF 的固化 的固化 热塑性 PF 六次甲基四胺固化 热固性 PF 热固化 酸固化 42 PF42 PF 的性能 的性能 力学性能较好 但抗冲击性能差 耐化学药品性优良 电绝缘 精品文档 5欢迎下载 性良好 阻燃性好 吸水率高 43 43 环氧树脂 环氧树脂 ERER 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 一般分为缩水甘油醚 缩水甘油酯 缩水甘油胺 脂环脂 肪族类 44 ER44 ER 的固化 的固化 一般使用反应性固化剂 固化剂本身可以与 ER 上的环氧基和叔 羟基反应 或催化性固化剂 身不能与 ER 反应但可催化环氧基间聚合 固化 ER 的固化毒性小 反应活性低 树脂储存期长 固化速度慢 可加催化剂改善 固化产物具有良好的力学性能 电性能 更高的热稳定性 45 ER45 ER 的性能 的性能 综合力学性能优良 化学稳定性优良 具有优良的电性能 尺 寸稳定高 46 46 不饱和聚酯 不饱和聚酯 UPUP 不饱和聚酯是由二元酸 饱和二元酸和不饱和二元酸 同二元醇 经过缩聚反应而成的一种线型聚合物 通常采用直接酯化或酯交换 反应制备 47 47 UP 的固化交联体系 包括引发剂 交联剂 促进剂和阻聚剂包括引发剂 交联剂 促进剂和阻聚剂 48 UP48 UP 的性能 的性能 通过调节 UP 的化学组成 可以在很大范围上调整 UP 的性能 满足不同的需要 49 49 橡胶与热塑性弹性体橡胶与热塑性弹性体 橡胶橡胶指具有可逆形变的高弹性聚合物材料 在室温下 富有弹性 在很小的外力作用下能产生较大形变 除去外力后能恢复原状 橡 胶属于完全无定型聚合物 它的玻璃化转变温度 Tg 低 分子量往往很大 大于几十万 热塑性弹性体热塑性弹性体指在室温下富有弹性 在很小的外力作用下能产生 较大形变 除去外力后能恢复原状 常温下具有橡胶的弹性 高温下可塑化成 型的一类弹性体 50 50 通用橡胶 通用橡胶 NRNR SBRSBR BRBR EPDMEPDM IIRIIR NBRNBR CRCR 特种橡胶 特种橡胶 SiRSiR ACMACM FKMFKM 51 51 橡胶弹性的来源于高分子链的熵弹性橡胶弹性的来源于高分子链的熵弹性 当高分子材料受到外力发生较大的形 变时 其分子链通过分子内旋转发生变形 整体的熵值减少 当外力去除 变 精品文档 6欢迎下载 形了的高分子链有向熵值较高的原始状态自发回复的趋势 52 52 弹性体材料对结构的要求 弹性体材料对结构的要求 1 大分子链要有足够的柔性 2 在使用温度下 要不结晶或结晶很少 3 在使用温度下分子链间相对滑移要小 否则制品会产 生很大的永久变形 53 53 橡胶材料的不同分类方法橡胶材料的不同分类方法 54 54 橡胶的配合橡胶的配合指为了满足橡胶制品的性能 加工工艺和成本的要求 确定橡胶 以及各种配合剂的种类和用量 55 55 橡胶配合的 5 5 大体系大体系及其作用 1 1 生胶体系 生胶体系 母体和基体材料母体和基体材料 2 2 硫化体系 硫化体系 使橡胶产生交联使橡胶产生交联 3 3 填充增强体系 填充增强体系 提高力学性能 降低成本提高力学性能 降低成本 4 4 软化增塑体系 软化增塑体系 提高加工性能 提高制品柔软度和耐寒性提高加工性能 提高制品柔软度和耐寒性 5 5 防护体系 防护体系 提高橡胶的耐老化性能提高橡胶的耐老化性能 56 56 拉伸强度 断裂伸长率 定伸应力 硬度 撕裂强度 疲劳性能 耐磨性能拉伸强度 断裂伸长率 定伸应力 硬度 撕裂强度 疲劳性能 耐磨性能 的定义的定义 57 57 NR 的分子量分布呈双峰分布双峰分布规律 低分子量部分低分子量部分有利于 NR 的加工 高分子高分子 量量的部分使 NR 具有较高的强度 58 58 NR 的结构组成及各个组成部分的作用 橡胶烃 丙酮抽出物 蛋白质 灰橡胶烃 丙酮抽出物 蛋白质 灰 分 水分 分 水分 59 59 分析 NR 的结构特点与其性能的关系 60 60 丁苯橡胶是丁二烯和苯乙烯丁二烯和苯乙烯的共聚物 SBR 是用量最大用量最大的一种合成橡胶 61 SBR61 SBR 的宏观结构参数的宏观结构参数 单体比例 平均分子量 分子量分布 分子结构的线 性程度 凝胶含量 微观结构参数 微观结构参数 丁二烯链段中顺 1 4 反 1 4 和 1 2 结 精品文档 7欢迎下载 构的比例 苯乙烯 丁二烯单元的分布 嵌段共聚 无规共聚 62 SBR62 SBR 中苯乙烯单体比例对于丁苯橡胶各项性能的影响 中苯乙烯单体比例对于丁苯橡胶各项性能的影响 随着苯乙烯含量的提 高 玻璃化转变温度提高 模量 定伸强度 提高 弹性下降 加工性能变好 苯环还具有分散应力提高耐磨性的作用 耐热氧老化性能提高 耐寒性下降 综合各种性能 普通 SBR 的苯乙烯含量一般为 23 5 63 63 乳聚乳聚 SBRSBR 和溶聚和溶聚 SBRSBR 结构性能对比结构性能对比 SBR 品种 高温 E SBR 低温 E SBR S SBR 数均分子量 100000 100000 100000 枝化 大量 中等 少量 分子量分布系数 7 5 4 6 1 5 2 0 苯乙烯含量 23 5 23 5 20 25 顺式 17 9 5 34 36 反式 46 55 38 29 乙烯基 14 12 8 10 序列特征 无规 无规 无规与嵌段 低温 ESBR 比高温 ESBR 具有更好的综合性能 与低温 ESBR 相比 SSBR 的弹性 高 内耗低 滚动阻力小 耐磨性能提高 抗湿化性不变或稍有提高 但 S SBR 突出缺点是加工性能不好 注意注意 除了橡胶本身的结构 增强填料与橡胶增强填料与橡胶 间的相互作用间的相互作用强弱及其在橡胶中分散其在橡胶中分散的均匀性也对材料最终的动态损耗特性起 到了决定性的作用 64 64 聚丁二烯聚丁二烯 BR BR 的结构对性能的影响 的结构对性能的影响 1 1 乙烯基 乙烯基 含量增大 也会导致 Tg 增大 弹性下降 加工性能 橡胶与地面的摩擦系数提高 橡胶抗湿滑性提高 精品文档 8欢迎下载 但耐磨性能会略有下降 2 2 顺式顺式 1 1 4 4 结构结构 分子链的回弹性高 其含量增高 会导致弹性增大 加工性能与强度的下降 3 3 反式反式 1 1 4 4 结构结构 分子链的对称 性高 分子间排布较紧密 其含量增多 弹性减小 模量和加工性能变好 65 65 顺丁橡胶的结构特点及性能顺丁橡胶的结构特点及性能 66 66 丁基橡胶是异丁烯与少量异戊二烯的共聚物 缩写丁基橡胶是异丁烯与少量异戊二烯的共聚物 缩写 IIRIIR 是在低温下 是在低温下 100100 90 90o oC C 下 通过阳离子聚合机理得到的 下 通过阳离子聚合机理得到的 67 IIR67 IIR 的结构特点及优缺点 的结构特点及优缺点 IIRIIR 高耐热性 耐透气性和阻尼减振性优异的结高耐热性 耐透气性和阻尼减振性优异的结 构各是什么 构各是什么 68 68 氯丁橡胶由氯丁橡胶由 2 2 氯氯 1 3 1 3 丁二烯通过乳液自由基聚合而来的橡胶 缩写丁二烯通过乳液自由基聚合而来的橡胶 缩写 CRCR 其 其 性能特点为 性能特点为 结晶性橡胶 纯胶强度高 交联纯胶的强度略高于交联纯 NR 弹性低 动态内耗大 耐寒性差 含有大量 Cl 取代基团 阻燃性 耐烷烃 油好 黏和强度高 但电绝缘性差 C Cl 和 C C 的共扼 耐热性 耐候性 和耐 O3 性优异 但低于 IIR 和 EPDM 69 69 乙丙橡胶是乙烯与丙烯在齐格勒乙丙橡胶是乙烯与丙烯在齐格勒 纳塔型催化剂催化下的无规共聚物 纳塔型催化剂催化下的无规共聚物 根据 是否加入第三种双烯类共聚单体分为 二元乙丙橡胶 缩写 EPM 和三元乙丙 橡胶 缩写 EPDM 70 70 乙丙橡胶的结构特点及性能影响 乙丙橡胶的结构特点及性能影响 高饱和性 乙烯丙烯比例 分子量和分子 量分布 71 71 乙丙橡胶的性能优点和缺点 乙丙橡胶的性能优点和缺点 72 72 丁腈橡胶通过丁二烯和丙烯腈单体乳液自由基聚合而制得的高分子弹性体 丁腈橡胶通过丁二烯和丙烯腈单体乳液自由基聚合而制得的高分子弹性体 缩写缩写 NBRNBR 是在耐油橡胶中用量最大的一种 是在耐油橡胶中用量最大的一种 73 NBR73 NBR 中 丙烯腈 丁二烯的含量及结构对于中 丙烯腈 丁二烯的含量及结构对于 NBRNBR 性能是如何影响的 性能是如何影响的 74 HNBR74 HNBR 的结构特点和性能 的结构特点和性能 75 75 硅橡胶硅橡胶 SiR SiR 是一种分子链兼具无机和有机性质的高分子弹性材料 其分子 精品文档 9欢迎下载 主链由硅原子和氧原子交替组成 Si O Si 分子侧链是与硅原子相连 接的碳氢或取代碳氢的有机基团 硅橡胶属于一种半无机的饱和 杂链 非极硅橡胶属于一种半无机的饱和 杂链 非极 性弹性体 性弹性体 76 76 氟橡胶 氟橡胶 FluoroFluoro Rubber Rubber 是是指主链或侧链上的碳原子上含有氟原子的一种合 成高分子弹性体 分子主链高度饱和 主链高度饱和 氟原子的原子半径小 极性非常大 分分 子间作用力大 子间作用力大 属于碳链饱和极性橡胶 碳链饱和极性橡胶 77 77 氟橡胶优点 氟橡胶优点 优异的耐油性能 在所有橡胶中最好 优异的耐高温性能 长 期使用 250 短期 350 良好的阻燃性 耐高真空性 气密性优于 IIR 缺缺 点 点 弹性差 低温性能差 加工性能差 耐水性和极性物质性能较差 需要二 段硫化 价格高 78 78 聚丙烯酸是一种结晶性的塑料或纤维材料 聚丙烯酸是一种结晶性的塑料或纤维材料 但经过醇酯化醇酯化后 烷基屏蔽了极 性基 降低了分子间作用力 提高了分子链的柔性 可以用作弹性体 丙烯酸丙烯酸 酯橡胶是由丙烯酸酯 主要是烷基酯 酯橡胶是由丙烯酸酯 主要是烷基酯 与少量供交联反应的活性单体共聚而成 与少量供交联反应的活性单体共聚而成 的弹性体 的弹性体 缩写 ACRACR 79 79 热塑性弹性体是指在常温常温下具有橡胶的弹性橡胶的弹性 高温高温下具有可塑化成型可塑化成型的一类 弹性体材料 热塑性弹性体可以采用类似热塑性树脂的加工工艺来反复加工和 回收再利用回收再利用 80 80 共聚型共聚型 TPETPE 是采用嵌段共聚的方式将柔性链 软段 同刚性链 硬段 交替柔性链 软段 同刚性链 硬段 交替 连接连接成大分子 81 TPU81 TPU 由二异氰酸酯和聚醚或聚酯多元醇以及低分子量二元醇类扩链剂反应而由二异氰酸酯和聚醚或聚酯多元醇以及低分子量二元醇类扩链剂反应而 的 氨基甲酸酯链段 硬段 间可形成氢键的 氨基甲酸酯链段 硬段 间可形成氢键 硬段的聚集微区呈结晶态 硬段的聚集微区呈结晶态 82 TPU82 TPU 性能 性能 由于物理交联点为结晶微区 TPU 具有优异的力学性能 25 70MPa 耐磨性 抗撕裂性能 耐非极性溶剂 但不耐水和极性溶剂 最高使用温度为 120oC 硬段结晶熔点 聚酯型聚酯型 TPUTPU 具有更好的力学强度和耐 磨性 耐非极性溶剂性 聚醚型聚醚型 TPUTPU 具有更好的弹性 低温性能 热稳定性 耐水性和耐生物降解性 精品文档 10欢迎下载 83 83 高性能高性能 TPVTPV 的本质特征 的本质特征 高弹性 优良的热塑流动性和可反复加工及使用性 能 84 84 长丝 长丝 ContinuousContinuous filamentfilament 长度很长 一般以千米计 的单根或多根 连续的化学纤维丝条 单丝 单丝 MonofilMonofil 一根单纤维的连续丝条 用单孔喷丝 头纺成 也包括 3 6 根单丝的少孔丝 鬃丝 鬃丝 较粗的合成纤维单丝 直径 0 08 2mm 复丝 复丝 Multi Multi filamentfilament 由数十根单纤维组成的丝条 化学纤 维的复丝一般 8 100 根单纤维组成 帘线丝 帘线丝 用于轮胎帘子线的复丝 一般由 一百多根到几百根单纤维经拉伸 加捻 合股制成 85 85 异形纤维 异形纤维 经一定的几何形状 非圆形 的喷丝孔纺制的具有特殊横截面形 状的化学纤维 也称 异形截面纤维 贯通纤维轴向具有空腔的化学纤维称为 中空纤维 Hollow fiber 一般也归入异形纤维 86 86 复合纤维 复合纤维 双组分纤维 或 多组分纤维 由两种或两种以上聚合物用复 合纺丝法纺制而成 将两种或两种以上的纺丝液 分别输入同一纺丝组件 在 适当部位汇合 从同一喷丝孔喷出形成一根纤维 87 87 共混纤维 共混纤维 是指通过两种或多种聚合物混合后纺成的化学纤维 88 88 高性能纤维 高性能纤维 超高分子量聚乙烯纤维 高强维纶 芳香族聚酰胺纤维 芳香 族聚酯纤维 碳纤维 聚苯并咪唑纤维 酚醛树脂纤维 聚四氟乙烯纤维 碳 化硅纤维 氧化铝纤维 硼纤维等 89 89 高性能纤维特点 高强高模 耐高温 耐化学药品 高性能纤维特点 高强高模 耐高温 耐化学药品 90 90 功能纤维 功能纤维 在一般纤维具有的物理机械性能基础上 具有某种特殊功能的纤 维 物理 力学 物理化学 反应化学 生物等功能物理 力学 物理化学 反应化学 生物等功能 防水 防火 防油 防 污 防臭 防蛀 抗皱 抗起球 抗紫外线 抗红外线 抗静电 抗微波 耐 疲劳 耐腐蚀 耐冷 耐压及高强 高亮 高弹性 高透气 高吸湿 高保暖 性 91 91 成纤聚合物的一般要求 成纤聚合物的一般要求 大分子必须是线型的 能伸直的分子 支链尽可能 少 没有庞大侧基 分子之间有适当的相互作用力 或具有一定规律性的化学 精品文档 11欢迎下载 结构和空间结构 具有适当高的平均分子量和较窄的分子量分布 具有一定的 热稳定性 其熔点或软化点应比允许使用温度高得多 92 92 纤维重要的机械性能定义 纤维重要的机械性能定义 初始模量 屈服点及屈服应力 应变 断裂强力 断裂强度 断裂长度 强度极限等 93 93 聚酯纤维聚酯纤维是由大分子链中的各链节通过酯基相连的成纤高聚物纺制而成的合 成纤维 目前 聚酯纤维通常是指聚对苯二甲酸乙二酯纤维 聚酯纤维通常是指聚对苯二甲酸乙二酯纤维 94 94 聚丙烯腈纤维 聚丙烯腈纤维 acrylicacrylic fibersfibers 是指由聚丙烯腈或丙烯腈含量占 85 以 上的线型聚合物所纺制的纤维 我国聚丙烯腈纤维的商品名称为腈纶 我国聚丙烯腈纤维的商品名称为腈纶 95 95 涂料定义 涂料定义 涂布在物体表面而形成的具有保护装饰或特殊作用 如绝缘 防 腐 标志等 的膜层材料 96 96 涂料作用 涂料作用 保护作用 装饰作用 标志作用 特殊作用 97 97 涂料组成 涂料组成 一般包含成膜物质 颜料和溶剂成膜物质 颜料和溶剂三种组分 此外还包括催干剂 填充剂 增塑剂 增稠剂和稀释剂等 98 98 成膜物质 成膜物质 也称基料 是涂料的最主要成分 其性质对涂料的性能 如保护 性能 力学性能等 起主要作用 成膜物质应能溶解于适当的溶剂 而且必须 与物体表面和颜料具有良好的结合能力 与塑料 橡胶 纤维等所用聚合物最 大差别是 涂料所用聚合物的平均分子量一般较低 99 99 颜料 颜料 主要起遮盖 赋色和装饰作用 并对表面起抗腐蚀的保护作用 一般 分两种 一种为无机颜料 常见的钛白粉 铬黄等 还有种为有机颜料 如炭 黑 大红粉等 100 100 溶剂 溶剂 用以溶解成膜物质的易挥发性有机液体 常用的有甲苯 二甲苯 丁醇 丁酮和乙酸乙酯等 溶剂的挥发是涂料对大气污染的主要根源 溶剂的 安全性 对人体的毒性也是选择溶剂时应该考虑的 目前以水作为溶剂的水性 涂料很大程度降低了污染和对人的毒性 101 101 醇酸树脂涂料醇酸树脂涂料是以醇酸树脂为成膜物质的一类涂料 醇酸树脂是由多元醇 精品文档 12欢迎下载 多元酸与一元酸经酯化缩聚反应制得的涂料用树脂 原料 多元醇 多元酸和原料 多元醇 多元酸和 单元酸 油 单元酸 油 102 102 丙烯酸树脂涂料丙烯酸树脂涂料以丙烯酸树脂为主要成膜物质的涂料 103 103 凡是用异氰酸酯或其反应产物为原料异氰酸酯或其反应产物为原料的涂料都统称为聚氨酯涂料聚氨酯涂料 104 104 环氧树脂涂料是以环氧树脂为基料的涂料 105 105 聚酯树脂是由二元醇 三元醇和二元酸缩聚得到的线形树脂聚酯树脂是由二元醇 三元醇和二元酸缩聚得到的线形树脂 主要品种为 羟基过量的端羟基树脂 羧基过量的聚酯用于制备粉末涂料 106 106 硝基漆硝基漆 硝酸纤维素漆硝酸纤维素漆 是以硝酸纤维素硝酸纤维素 硝化棉硝化棉 为主要成膜物 并加入不 干性醇酸树脂和改性松香甘油酯以及增韧剂 溶剂 颜料等混合调配而成 107 107 粘合剂粘合剂 Bonding agent 又称胶黏剂 是通过粘附作用使被粘物结合在一 起的物质 是最重要的辅助材料之一 能将同种或两种或两种以上同质或异质 的制件 或材料 连接在一起 固化后具有足够强度的有机或无机的 天然或 合成的一类物质 习惯上简称为胶 108 108 合成胶粘剂合成胶粘剂由主剂和助剂主剂和助剂组成 主剂又称为主料 基料或粘料 主剂主剂是胶 粘剂的主要成分 主导胶粘剂粘接性能 同时也是区别胶粘剂类别的重要标志 主剂一般由一种或两种 甚至三种高聚物构成 要求具有良好的粘附性和润湿 性等 助剂助剂有固化剂 稀释剂 增塑剂 填料 偶联剂 引发剂 增稠剂 防 老剂 阻聚剂 稳定剂 络合剂 乳化剂等 根据要求与用途还可以包括阻燃 剂 发泡剂 消泡剂 着色剂和防霉剂等成分 109 109 粘接 胶结 是用粘合剂将被粘物表面连接在一起的过程 要达到良好的 粘接 必须具备两个条件两个条件 1 粘合剂要能很好地润湿被粘物表面 2 粘合剂 与被粘物之间要有较强的相互作用 涉及理论 吸附理论 化学键形成理论 扩散理论 静电理论 机械作用力理论 二 综合知识综合知识 精品文档 13欢迎下载 1 1 简述聚丙烯等规度和分子量对于拉伸强度和抗冲击强度的影响 并分析其微简述聚丙烯等规度和分子量对于拉伸强度和抗冲击强度的影响 并分析其微 观结构的原因 观结构的原因 2 2 在加工过程中采用什么措施可以减小聚丙烯球晶的尺寸 在加工过程中采用什么措施可以减小聚丙烯球晶的尺寸 1 分子量较低时 等规度增加 结晶度增加 分子量较高时 等规度增大 结晶度不变 分子量增加 结晶度下降 材料变软 拉伸强度降低 抗冲击性 能提高 这是因为随着分子量的增加 分子缠结严重 从而使结晶度下降 等 规度增大 分子链的规整性增大 排列紧凑 结晶性能提高 拉伸强度提高 抗冲击强度下降 2 a 降低熔融温度 缩短熔融时间 b 采用中等降温速率 c 提高加工时的剪切应力 d 增加成核剂用量 2 2 1 1 聚氯乙烯热稳定性差的原因是什么 简述铅盐类热稳定剂提高聚氯乙烯 聚氯乙烯热稳定性差的原因是什么 简述铅盐类热稳定剂提高聚氯乙烯 热稳定性的机理 热稳定性的机理 2 2 说明为什么 说明为什么 PVCPVC 硬制品要采用低分子量硬制品要采用低分子量 PVCPVC 而 而 PVCPVC 软软 制品要采用高分子量制品要采用高分子量 PVCPVC 1 原因 分子链中的缺陷和支链是导致热稳定性差的主要内因 分子中这些 薄弱结构 特别是烯丙基氯 分解产生氯自由基 氯自由基向聚氯乙烯分子转 移 从中吸取氢原子 形成氯化氢和链自由基 聚氯乙烯链自由基脱除氯自由 基 在大分子中形成双键或烯丙基 双键的形成将使邻近单元活化 其中的烯 丙基氢更易被新生的氯自由基所夺取 即发生所谓的 拉链式 连锁脱氯化氢 反应 氧易使聚氯乙烯中的烯丙基氢或叔氢原子氧化 增加了氯原子的不稳定 性 故热稳定性差 机理 PVC 分解过程中发生氧化断链放出 HCl 铅盐类热稳定剂能和放出的 HCl 反应 清除 HCl 提高 PVC 稳定性 2 在合成 PVC 时 主要通过控制聚合反应的温度来控制 PVC 的分子量 在较 低聚合反应温度下生产的 PVC 分子量高 结晶度高 颗粒为疏松性 在较高 聚合反应温度下生产的 PVC 分子量低 结晶度低 颗粒为紧密型 从加工性能 高分子量 PVC 颗粒疏松 吸收增塑剂的能力强 塑性好 更易制 作软制品 从力学性能 高分子链链长 分子链间的缠结点多 更具有类似橡 胶的结构 更软更韧更适合制软制品 反之亦然 精品文档 14欢迎下载 3 3 1 1 写出热塑性和热固性酚醛树脂的合成反应式及各自的反应条件 写出热塑性和热固性酚醛树脂的合成反应式及各自的反应条件 2 2 写 写 出使用六甲基次胺固化热塑性酚醛树脂的反应式 出使用六甲基次胺固化热塑性酚醛树脂的反应式 1 1 热塑性酚醛树脂 热塑性酚醛树脂 条件 甲醛 苯酚 1 碱性条件下 含有可反应羟甲基 不需固化剂 加热即可固化 精品文档 15欢迎下载 2 2 热塑性酚醛树脂 CH2 6N4 4 4 在汽车工业中 可以采用聚碳酸酯和聚苯乙烯制造大灯罩 但目前多采用聚在汽车工业中 可以采用聚碳酸酯和聚苯乙烯制造大灯罩 但目前多采用聚 碳酸酯 请从分子结构与性能特点关系角度分析其原因 碳酸酯 请从分子结构与性能特点关系角度分析其原因 5 5 1 1 请从分子结构角度分析请从分子结构角度分析 PTFEPTFE 为什么具有耐高低温 耐腐蚀和不黏附的为什么具有耐高低温 耐腐蚀和不黏附的 特点 特点 2 2 为什么各项力学性能很低 为什么各项力学性能很低 3 3 请分析通过共聚改性后的氟树脂的请分析通过共聚改性后的氟树脂的 冷流性的变化趋势 冷流性的变化趋势 6 6 从分子结构上加以分析天然橡胶 丁苯橡胶 顺丁橡胶性能上各有哪些优缺从分子结构上加以分析天然橡胶 丁苯橡胶 顺丁橡胶性能上各有哪些优缺 点 点 天然橡胶 天然橡胶 优点 a 主链含孤立双键 键的内旋转位垒低 分子间互相作用力不大 使得大 分子的柔性好 弹性高 b 在低温 拉伸条件下均可使天然胶结晶 具有相当高的拉伸强度和撕裂强度 c 天然橡胶为非极性橡胶 具有良好的电绝缘性能 缺点 精品文档 16欢迎下载 a 主链含有不饱和键使得橡胶大分子结构单元中的 氢原子 具有较高的反应活性 所以 抗热氧老化性能不好 b 非极性橡胶 耐油性不好 丁苯橡胶丁苯橡胶 优点 a 主链双键含量及反应活性比天然橡胶低 耐热氧老化 耐臭氧性能 耐磨性好 b 分子结构中苯环和侧乙烯基的存在使大分子柔顺性较差 耐热性好刚度高 c 随着苯乙烯含量增加 硫化胶的定伸应力 拉伸强度增加 d 非极性橡胶 电绝缘性好 缺点 a 存在大量分子侧基 弹性和耐寒性较差 b 非结晶性橡胶 不具备自增强性 c 非极性橡胶 耐油性差 顺丁橡胶顺丁橡胶 优点 a 分子链结构规整 高度柔顺 高弹性 耐寒性好 耐动态疲劳 摩擦系数低 缺点 a 分子链作用低 拉伸强度低 b 主链上存在大量不饱和双键 耐臭氧老化和耐热老化性差 c 抗湿滑性差 d 加工性能不好 精品文档 17欢迎下载 e 非极性橡胶 耐油性差 7 7 1 1 试叙述丁基橡胶 乙丙橡胶 氯丁橡胶结构与性能之间的关系 试叙述丁基橡胶 乙丙橡胶 氯丁橡胶结构与性能之间的关系 2 2 并比较这三种橡胶的强度 回弹性 耐磨性 耐热氧老化性 动态生热 耐油并比较这三种橡胶的强度 回弹性 耐磨性 耐热氧老化性 动态生热 耐油 性 性 1 丁基橡胶 是异丁烯和少量异戊二烯的共聚物 a 主链上只有少量的异戊二烯双键 饱和度很高 因此耐热性 耐候性 耐臭氧性能 均良好 缺点是交联速度慢 b 聚异丁烯段结构规整 对称性高 是结晶性橡胶 纯胶强 度高 c 主链上侧甲基多 填补了分子链间的空隙 耐透气性和耐透水性优异 d 主链上 侧甲基多 分子链相对运动时 内摩擦大 内耗高 适合用于阻尼减震材料 氯丁橡胶 碳氯键和碳碳双键的共轭结构 使反应活性降 a 结晶性橡胶 b 弹性低 动态内耗大 耐寒性差 c 含有大量氯取代基 阻燃性 耐油性好 d 共轭结构 耐寒性 耐候性 耐臭氧性优异 但低于 IIR 和 EPDM 乙丙橡胶 乙烯丙烯共聚物 是饱和的非极性的分子主链 a 具有高耐热性 b 耐候性 和耐臭氧性突出 c 耐化学腐蚀性好 d 弹性和低温性好 e 耐烷烃油性差 气密性不好 2 强度 CR IIR EPM 回弹性 EPM IIR CR 耐磨性 EPM IIR CR 耐热氧老化性 EPM IIR CR 动态生热 IIR CR EPM 耐油性 CR IIR EPM 8 8 简述橡胶回收的途径和发展趋势 简述橡胶回收的途径和发展趋势 精品文档 18欢迎下载 主要途径有 1 废旧轮胎原形直接利用 2 直接燃烧 回收热能 3 热分解 废轮胎在高温下分离提取燃气 油 炭黑 钢铁等 4 旧轮胎翻新 旧轮胎翻新不仅可以延长轮胎使用寿命 节约能源 降低成本 还可以 减少污染 5 利用物理和化学再生技术 使不熔不溶的橡胶重新获得可塑性 形成可再加工利用 的弹性体材料 生产再生橡胶 6 生产硫化胶粉 未来发展趋势 1 高值化利用 2 低温环保 3 节能减排 9 9 绿色纤维的概念 与粘胶纤维相比 绿色纤维的概念 与粘胶纤维相比 LyocellLyocell 纤维有哪些优点 纤维有哪些优点 绿色环保纤维 从生态学角度看应满足以下三个条件 1 原料采用可再生资源 不会破坏生态平衡和导致资源枯竭 2 生产过程中不会对环境造成污染 符合节能环保要求 产品穿着健康舒适 3 制成品废弃后可回收利用或可在自然条件下降解 与粘胶纤维相比 Lyocell 纤维有以下优点 1 生产原料和生产过程对环境污染很小 NMMD 的毒性小于乙醇 易回收 2 生产过程简单 流程短 NMMD 直接溶解纤维素 避免了粘胶纤维生产过程中的一系 列化学反应及复杂的工艺流程 3 Lyocell 纤维具有优良的性能 其物理机械性能和综合性能优于粘胶纤维 部分性能 精品文档 19欢迎下载 还优于棉纤维 10 10 写出下列高分子材料对应的英文简称或中文名称 写出下列高分子材料对应的英文简称或中文名称 英文缩写中文名称中文名称英文缩写 UHMWPE 超高分子量聚乙烯 聚氯乙烯 PVC BR 顺丁橡胶或聚丁二烯橡胶 丁苯橡胶 SBR PA 聚酰胺 高抗冲聚苯乙烯 HIPS CR 氯丁橡胶 丁腈橡胶 NBR EPDM 乙丙橡胶 聚碳酸酯 PC ABS 丙烯腈 丁二烯 苯乙烯三元 共聚物 聚氨酯 PU LLDPE 线性低密度聚乙烯 酚醛树脂 PF NR 天然橡胶 聚丙烯 PP 三 重要的课后作业三 重要的课后作业 1 1 总结总结 LDPELDPE HDPEHDPE 和和 LLDPELLDPE 结构性能区别 结构性能区别 2 2 从微观