2017高分子材料复习资料 (1)

1,高分子材料复习,2,考题类型,名词解释：15分；填空题：25分，树脂的结构式和英文缩写、树脂俗称、材料对应树脂，基本概念等；单项选择题：20分简答题：40分,3,树脂的结构式和英文缩写:五大通用树脂：PE、PP、PVC、PS和HIPS、ABS；五大工程塑料：PA(PPTA、Nomex、MCPA)、PC、POM、PET和PBT、PPO和MPPO；特种工程塑料：PTFE（ETFE、F46、F3、PFA）、PPS、PPSK、PPSS、PI（PMMI、BMI)、PSU、PES、PAS、PEEK、PEKK、LCP、PBO等热固性树脂：PF、UF、MF、EP、UP、PU等;通用橡胶：NR、SBR、BR、CR、IIR、EPR、IR；特种橡胶：NBR、SiR、FPM、ACM、PU。,4,树脂俗称,树脂俗称:百折胶、丙纶、包装皇后、硬胶、不碎胶、塑钢、亚克力、太空杯、防弹胶、仿瓷餐具、电木、电玉、树脂镜片、人造石、玻璃钢、万能胶、大力胶、锦纶、赛钢、超钢、夺钢、涤纶、聚酯纤维、凯夫拉、特氟龙、塑料王、弹力纤维、耐磨橡胶、液体橡胶。四大耐磨树脂：UHMWPE(超高分子量聚乙烯工程塑料)、F4、POM和PA；,5,功能树脂,耐腐蚀树脂：F4、F46、PPS、和PEEK等;透明树脂：PMMA、PS、PC、P4MP、AS、PET、PSU、PES、透明尼龙等。高强高模纤维：玻璃纤维、碳纤维、超高分子量聚乙烯纤维、凯夫拉纤维、PI纤维、PBO液晶纤维等耐高温纤维：凯夫拉纤维、碳纤维、nomex纤维、PPS纤维、PSU纤维、PMMI纤维、PBO纤维等；,6,其他树脂缩写,BOPP:双向拉伸聚丙烯EVA:乙烯和醋酸乙烯共聚物PEX:交联聚乙烯P4MP:密度最小的树脂PVC-U：未塑化的PVC,硬质PVCXPS:挤塑聚苯乙烯泡沫FRP：纤维增强塑料GFRP:玻璃纤维增强塑料，俗称玻璃钢；MCPA：单体浇注尼龙,7,其他树脂缩写,PPSS:聚苯硫醚砜PPSK:聚苯硫醚酮RTM:树脂传递模塑PEKK:聚醚酮酮PPTA：凯夫拉纤维；BMI：双马树脂SMC和BMCRIM和RRIM,8,1.基本概念,基本概念通用塑料、工程塑料、特种工程塑料、高分子复合材料、高分子合金、EPS、氯醋树脂、ABS、UP、层压板、RTM、酸法酚醛树脂、模塑粉、模塑料、人造石、玻璃钢、PSF、PEEK、混炼胶，自增强效应。,9,1.基本概念,高分子材料改性方法：结构改性：共聚、交联等复合改性：加入增强剂或加入增量剂；共混改性（合金改性）：二种或二种以上合金；,10,11,12,13,14,15,16,17,飞机机身树脂材料？成型方法？性能？,18,2通用热塑性塑料,PE：LDPE、HDPE、LLDPE三者结构的区别？LDPE：自由基聚合，存在较多长支链，结晶度最低，分子链密度小，力学性能和耐热性能最差；HDPE：配位聚合，存在少而短支链，结晶度最高，密度大，分子间作用力大，力学性能和耐热性能最好LLDPE:乙烯单体和少量烯烃共聚，存在多而短支链，性能介于LDPE和HDPE之间。,19,PE树脂,UHMWPE：配位聚合，分子量100-300万；工程塑料性能：作为工程塑料，耐磨性在塑料中第一。耐冲击性能是塑料中第一，为最坚韧的塑料；耐低温性能最好的塑料；熔体粘度很大，成型加工困难。纤维性能：高强高模纤维，是世界上最坚韧的纤维；,20,PP树脂,合成：丙烯的配位聚合；甲基属于全同结构，结晶树脂。性能：百折胶；力学性能和耐热性能优于PE，耐微波，耐沸水，五大树脂中密度最小，主链上含有叔氢，易老化；树脂低温脆性大。PP改性：克服低温脆性大问题；增强改性,21,PP树脂,PP-R：丙烯及乙烯单体(5%),齐格勒催化剂，无规配位聚合。结构性能：少量乙烯链段的存在，破坏了分子链规整度，结晶度下降，韧性提高，改善低温温脆性(-20-95），但刚性、硬度，耐热性能有所降低。,22,PVC树脂,制备：自由基聚合，氯原子无规分布，非晶树脂，密度大，阻燃；性能：分子链间作用力强，硬度和强度高；缺点：耐热耐候性能较差，易发生脱氯化氢，需加入热稳定剂；树脂加工工艺要求高；加工：纯树脂熔融温度高于分解温度，加入热稳定剂可以提高分解温度，加入增塑剂可以降低熔融温度，但增塑剂用量较多，产品力学性能下降。,23,PVC的改性树脂：氯醋树脂，通过引入共聚单体引入醋酸乙烯单体，降低分子间力，起到内增塑的作用，降低熔融温度，改善加工性能。,24,PS树脂,制备:苯乙烯单体自由基聚合，苯环无规分布，非晶树脂，透光率高达90%。性能：俗称硬胶，硬而脆；透明材料，耐辐射性能好，加工性能好；成型加工后，需退火处理以消除内用力；缺点脆性大。,25,PS树脂,XPS:将粒状PS树脂送入挤出机中熔化,树脂与发泡剂经挤出螺杆转动而混合均匀,然后由口模挤出，发泡剂在减压下汽化膨胀,最后获得泡沫塑料产品如板、棒、管以及异型产品。XPS应用：建筑保温材料,26,HIPS,改性目的：改善PS冲击强度不高，脆性大的一种树脂；制备方法：接枝聚合法：未硫化的丁苯或顺丁橡胶（5-10%）溶解到苯乙烯单体中，经过氧化物引发聚合，在橡胶主链上接枝聚苯乙烯支链，形成嵌段共聚物。属于化学共混，克服了物理共混的不均匀性，合金改性效果明显。,27,ABS树脂,制备：把未硫化的橡胶（顺丁胶BR或丁苯胶SBR等）溶解在苯乙烯和丙烯腈单体溶液中，然后自由基引发聚合，最后形成树脂相（AS）和橡胶相的化学接枝共混合金。可以把ABS看作抗冲AS树脂，或合成橡胶增韧AS树脂，橡胶含量一般在20-30%左右。ABS性能：三种组分的作用？韧性强于PS树脂；,28,PMMA,制备：单体自由基聚合，二个支链无规分布，非晶树脂，透光率在高分子最高92%；性能：力学性能在通用树脂属于最高的，韧性为无机玻璃10倍以上，耐候性能优异，成型加工良好，可以通过浇注成型；但易燃，非晶树脂耐溶剂性能较差，耐酸碱能力较差，耐热性能较低；应用：建筑材料家装、灯具、广告牌等；,29,酚醛树脂,掌握酸法酚醛树脂和碱法酚醛树脂结构？固化剂？酚醛树脂性能？了解酚醛模塑料的组成成分及各个组分的作用？,30,UF树脂,脲醛模塑料：将模塑粉在模具中固化成型得到的塑料制品。模塑粉：又名“电玉粉”，是UF树脂和各种添加剂混合形成的加工物料。,31,模塑粉的组成,UF树脂：低分子量、低粘度树脂，起粘结作用；填料：纸浆、木粉及无机填料，用量25-35%。改善性能，降低成本固化剂：草酸，有一定潜伏性，0.2-2%；润滑剂：改善加工流动性，常用硬脂酸盐；稳定剂：保证模塑粉长期贮存，消耗少量分解的固化剂，常用六次或碳酸铵（碱性物质）其他：着色剂和增塑剂等,32,MF树脂合成,MF模塑粉组成？MF含有三氮杂环，硬度和强度UF，MF耐沸水；UF易水解；MF耐酸碱能力好，UF耐酸碱能力差；MF应用：仿瓷餐具、密胺板；UF做电玉和胶黏剂,33,掌握E型和F型环氧树脂的结构式？固化剂？,环氧树脂,34,从结构分析，环氧树脂具有哪些突出性能？力学性能良好，力学性能高于PF和UP。耐热性能优异，长期使用温度100度以上。成型工艺优异，固化为加成反应，无小分子放出，可低压成型。粘附力强，EP分子链中含有极性羟基、醚键，使其对各种物质具有很高的粘附力。俗称万能胶，大力胶；,环氧树脂,35,EP应用,EP涂料的组成？EP涂料的优点？复合材料：和玻璃纤维布、碳纤维复合；,36,不饱和聚酯,通用型不饱和聚酯？不饱和二元酸或酸酐，饱和二元羧酸或酸酐与二元醇或多元醇缩聚而成的线性低分子量高分子化合物，经过交联单体苯乙烯稀释形成的具有一定粘度的树脂溶液。,37,不饱和聚酯性能,工艺性能优良：这是不饱和聚酯树脂最大的优点。固化过程中无小分子逸出，可以在室温下固化，常压下成型，制品的致密性好。价格比EP树脂低得多，只比PF树脂略贵一些；UP缺点:是固化时体积收缩率大、耐热性较差等。,38,不饱和聚酯性能,掌握双酚A型UP的结构？和通用型UP的结构比较分析？比较分析PF、UP和EP性能？玻璃钢优点和缺点？玻璃钢的成型工艺有哪些？,39,聚氨酯,掌握聚氨酯的合成原料？芳香族异氰酸酯低聚物多元醇聚酯多元醇聚醚多元醇扩链剂：二胺或二醇助剂：催化剂、填料等,40,TPU结构：分子链含有刚性基团和柔性的链段，而且分子链间存在强的氢键作用力。TPU性能：以“耐磨橡胶”著称，耐磨性是NR的210倍。优异的耐溶剂、耐候性能；加工性好，可采用挤出和注射等热塑性塑料加工方法成型。掌握TPU制备方程式？,TPU结构和性能,41,PU涂料组成？PU涂料的优点？PU硬泡和软泡定义？PU弹力纤维？,42,脂肪族聚酰胺的结构和性能？存在强的氢键力作用，结晶树脂；亚甲基：柔性链，赋予材料高的韧性。力学性能强而韧，耐磨性能好；加工性能好；,4工程塑料-PA,43,脂肪族PA应用,玻璃纤维增强PA：汽车行业；机械工业齿轮熔融纺丝，锦纶纤维,44,聚合物主链上含有三个侧甲基，使分子链的规整性和对称性受到破坏，聚合物只能以无定形状态存在，故呈透明性，透光率达90%。,透明尼龙：聚对苯二甲酰三甲基己二胺,45,芳香族聚酰胺PPTA-凯夫拉纤维,Kevlar分子链为刚性的棒状链，赋予材料高的力学性能和熔点。Kevlar熔点高于分解温度，无法加工成塑料。但可以溶在浓硫酸中形成溶致液晶，通过液晶纺丝可得高性能的纤维。,46,PC的合成方程式？非晶树脂，透光率高89%；韧性优异，俗称防弹胶；耐候性能良好；熔体粘度大，加工成型困难；对酸碱和溶剂抵抗能力较差,4工程塑料-PC,47,PC应用大型建筑的防护材料PC板材PC镜片太空杯航空材料汽车家电行业等PC奶瓶，禁用；,48,4工程塑料-POM,分子链构型是螺旋型，使分子链紧密堆彻，分子间力大；密度大，硬度大，俗称超钢、夺钢、赛钢。优异的耐磨和耐疲劳性能；应用：汽车工业汽车工业机械工业,49,PET如何控制得到结晶和非晶PET结构？PET刚性的分子量，导致其结晶速率慢。熔体通过水快速冷却，得到非晶而且透光率高的PET。熔体缓慢冷却，可以得到结晶PET树脂,50,PET应用涤纶纤维可乐包装瓶工程塑料：玻璃纤维增强PET,51,PPO结构与性能？PPO力学性能和耐热性能优异，但缺点比较明显熔体流动性差、加工性能差、易应力开裂，价格昂贵等。,4工程塑料-PPO,52,MPPO,MPPO制备方法：HIPS(PS)与PPO熔融共混所得到的MPPO,一般按照3：7的比例进行共混，在螺杆挤出机进行熔融共混，挤出造粒。MPPO被誉为最成功的工程塑料改性品种之一。PPO与PS、HIPS能够完全相容，两者熔融后显示出单一的Tg。产品易于加工，性能和PPO接近。,53,5特种工程塑料-PTFE,四氟乙烯自由基聚合F4结构分子链规整性好，无支链，结晶度高达70-95%；氟原子对主链产生屏蔽作用，且C-F键的健能较高，具有非常好的耐腐蚀性能和耐热性；且F原子表面自由能很低，具有高度的不黏附性和极低的摩擦系数；,54,F4性能,密度最大的树脂；摩擦系数是塑料材料中最低的，最光滑的材料；聚四氟乙烯的耐化学药品性在所有塑料中是最好的，塑料王；聚四氟乙烯，不能燃烧，氧指数95，是所有塑料中最大的；,55,F4缺点,聚四氟乙烯不能采用热塑性塑料熔融加工方法，将聚四氟乙烯加热到熔点327以上，熔体粘度高达1010-1012PaS,只能采用类似于粉末冶金的加工方法，即冷压成坯后烧结；,56,F4共聚改性-(ETFE,F40),四氟乙烯和少量乙烯单体自由基共聚。F40性能？,57,乙烯柔性链引入使大分子链之间产生柔性的缠结点，力学性能增加，拉伸强度可达50MPa，韧性优异，F40是最韧的氟塑料。加工性能得以大大提高，熔体粘度103PaS,特别是它和金属表面的附着力表现突出,优于F4。,掌握ETFE结构与性能,58,聚全氟乙丙烯塑料(FEP，F46),四氟乙烯与六氟乙烯的自由基共聚物;其中六氟丙烯的含量为（17-18%）-CF3支链增加了分子链间距离，分子链刚性下降，柔性增加，加工性能改善，可以熔融加工成型；,59,5特种工程塑料-PPS,PPS结构和性能？结晶度高达75%；共轭结构，稳定性好，加高结晶度特性，赋予其分子优异的刚性、化学稳定性和耐候、耐辐射性能。,60,PPS应用：防腐设备熔融纺丝制备耐高温耐酸纤维航天航空军工,61,5特种工程塑料-PI,聚酰亚胺的结构和性能？分子结构中含有苯环和含氮的五元芳环力学性能：优异，刚性强，高温下仍然保持较高的力学性能；热性能：聚合物热稳定型最好的品种之一。优异耐辐射，氧指数高，难燃材料；安全无毒。,62,聚均苯型酰亚胺（PMMI）,热固性塑料，第三类聚酰亚胺，又名不熔性聚酰亚胺。,代表性工业化产品之一,63,双马树脂BMI的合成,合成原料：马来酸酐(顺酐）和芳香族二胺；,64,BMI性能特点,BMI能溶于二甲基甲酰胺（DMF）等强极性溶剂，可以浸渍玻纤、碳纤维，层压制备出高性能的复合材料。加工成型能力好，固化温度低（250度以下），固化压力小（0.7MPa），优于其他PI;缺点：但交联密度大，脆性大，一般需增韧改性。,65,PI的应用薄膜航天航空结构材料PI纤维：PMMI纤维属于高强高模耐热纤维微电子,66,掌握PSF和PES的结构？了解聚砜的性能？,5特种工程塑料,67,三种聚砜树脂性能比较？,