高分子材料科学基础期末复习总结

1、第一章：绪论高分子材料：指由许许多多原子或原子团，主要以共价键结合而成的相对分子质4量很高（10107）的化合物.均聚物：由一种单体聚合而成的聚合物称为均聚物。共聚物：由两种或两种以上单体共聚而成的聚合物称为共聚物。高分子材料分类：按用途分类塑料、橡胶、纤维、粘合剂、涂料按主链的元素组成分类碳链、杂链、元素有机和无机高分子 按聚合物受热时的不同行为分类热塑性和热固性聚合物英文缩写PE 聚乙烯 PP 聚丙烯PS 聚苯乙烯 PTFE 聚四氟乙烯PVC 聚氯乙烯 ABS 丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物 PA 聚酰胺 POM 聚甲醛PAN 聚丙烯腈 PC 聚碳酸酯PMMA 聚甲基丙烯酸甲酯 CPE 氯化聚乙

2、烯PF 酚醛树脂 EP 环氧树脂BR 聚丁二烯橡胶 PU 聚氨酯SBR 丁苯橡胶 NBR 丁腈橡胶CR 氯丁橡胶 NR 天然橡胶PET 聚对苯二甲酸乙二醇酯 PBT 聚对苯二甲酸丁二醇酯第二章 高分子材料的结构与性能聚合物分子量有两个基本特点：（1）分子量大：一般而言，聚合物的力学性能随分子量的增大而提高。 如玻璃化温度，拉伸强度，密度，比热容等，刚开始时，随分子量增大而上升，最后达到一极限值。如粘度，弯度强度等，随分子量增大而不断提高，不存在极限值。（2）分子量具有多分散性：塑料：分子量分布窄时对加工和性能有利；橡胶：分子量分布宽一些好，可以改善流动性而有利于加工；薄膜及纤维：分子量分布窄时

3、对加工和性能有利。聚集态结构：是指在分子间力的作用下，大分子相互聚集在一起所形成的组织结构。晶态结构：结构规则、简单的以及分子间作用力强的大分子易于形成晶态结构。 非晶态(无定形)结构：结构比较复杂、不规则的大分子则往往形成无定形即非晶态结构。结晶对聚合物性能的影响：结晶使高分子链规整排列，堆砌紧密，因而增强了分子链间的作用力，使聚合物的密度、强度、硬度、耐热性、耐溶剂性、耐化学腐蚀性等性能得以提高，从而改善塑料的使用性能。但结晶使高弹性、断裂伸长率、抗冲击强度等性能下降，对以弹性、韧性为主要使用性能的材料是不利的。取向：链段、整个大分子链以及晶粒在外力场作用下沿一定方向排列的现象称为聚合物的

4、取向。应力松弛：在恒定温度和形变保持不变的情况下，高分子材料内部的应力随时间的增加而逐渐衰减的现象。例：捆扎物体的橡皮筋蠕变：在恒定温度和施加的应力保持不变的情况下，高分子材料的形变随时间的增加而逐渐变长的现象。例：挂了重物的塑料绳非结晶聚合物的温度形变曲线，并根据曲线论述聚合物的三种力学状态及其理论：非结晶聚合物的力学状态曲线整个温度形变曲线分为五个区域：区域（1）：高聚物的形变很小，类似于刚硬的玻璃体，这一力学状态称为玻璃态；在这个区域，由于温度低，聚合物链段的热运动不足以克服主链内旋转位垒，因此链段的运动处于“冻结”状态，只有侧基、链节、键长、键角等局部运动，在力学行为上表现为模量高和形

5、变小，具有虎克弹性行为，质硬而脆。区域（3）：高聚物成为柔软而具有弹性的固体，弹性形变可达原长的510倍，这一力学状态称为高弹态；在这个区域，在Tg以上，聚合物链段已充分发展，但整个大分子链重心并未发生相对位移，因此聚合物弹性模量下降，在较小的应力下，即可发生很大的形变，除去外力后，形变可迅速恢复。区域（5）：高聚物象粘性液体一样，可发生粘性流动，这一力学状态称为粘流态； 在这个区域，温度高于Tf，聚合物链段发生剧烈运动，在外力的作用下，整个大分子链重心发生相对位移，产生不可逆形变。区域（2）：高聚物玻璃态和高弹态的转变区；区域（4）：高聚物高弹态和粘流态的转变区；Tg：玻璃化温度，表征玻璃态

6、和高弹态之间的转变温度；Tf：流动温度，表征高弹态和粘流态之间的转变温度。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。聚合物力学屈服现象并画出示意图：聚合物力学屈服曲线（1）在一定条件下，由于拉伸应力作用，各种聚合物表现出如图所示的应力-应变曲线。其必要条件是在Tg（非晶态聚合物）或Tm（结晶聚合物）以下进行拉伸，所以此曲线又称为冷拉曲线。（2）曲线的起始阶段OA基本上是一段直线，应力与应变成正比，试样表现为虎克弹性行为，从这段直线的斜率可计算出试样的杨氏模量。（3）B点为屈服点。当应力达到屈服点

7、之后，在应力基本不变的情况下产生较大的形变，当除去应力后，材料也不能恢复到原样，即材料屈服了，屈服点所对应的应力称为屈服应力或屈服强度y。一般而言，屈服应力是聚合物作为结构材料使用的最大应力。（4）屈服点之后，聚合物试样开始出现细颈（也有不出现细颈的情况）。此后的形变是细颈的逐渐扩大，直到D点，全部试样被拉成细颈。然后进入应变的第三阶段，试样再度被均匀拉伸，应力提高，直到在E点拉断为止，相应与E点的应力E成为拉伸强度，相应的形变合物表现为韧性。老化：聚合物及其制品在使用或贮存过程中由于环境(光、热、氧、潮湿、应力、化学浸蚀等)的影响，性能(强度、弹性、硬度、颜色等)逐渐变坏的现象称为老化。氧指

8、数：就是在规定的条件下，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。根据材料的力学性能及其应力-应变曲线特征，可将非晶态聚合物的应力-应变曲线大致分为六类：（1）材料硬而脆：在较大应力作用下，材料仅发生较小的应变，并在屈服点之前发生断裂，具有高的模量和抗张强度，但受力呈脆性断裂，冲击强度较差。（2）材料硬而强：在较大应力作用下，材料发生较小的应变，在屈服点附近断裂，具高模量和抗张强度（3）材料强而韧：具高模量和抗张强度，断裂伸长率较大，材料受力时，属韧性断裂。（4）材料软而韧：模量低，屈服强度低，断裂伸长率大，断裂强度较高，可用于要求形变较大的材料。（5）材料软而弱：模量低，屈

9、服强度低，中等断裂伸长率。如未硫化的天然橡胶。（6）材料弱而脆：一般为低聚物，不能直接用做材料。强与弱从比较；硬与软从E（/）比较；脆与韧则主要从断裂伸长率比较。E称为断裂伸长率。 屈服前就出现断裂的玻璃态聚合物表现为脆性，屈服之后才断裂的玻璃态聚第三章 高分子材料的制备反应均裂：构成共价键的一对电子拆成两个带一个电子的基团，这种带独电子的基团称为自由基或游离基。异裂：构成价键的电子对归属于某一基团，形成负离子（阴离子），另一基团成为正离子（阳离子）。自由基聚合反应的特征：（1）自由基聚合反应可明显区分出引发、增长、终止、转移等基元反应，其中引发速率最小，是控制总聚合速率的关键；（2）只有链增

10、长反应才能使聚合度增加；（3）聚合过程中，单体浓度逐步降低，聚合物转化率逐步增大；（4）少量（0.01%-0.1%）阻聚剂可足以使自由基聚合反应终止；（5）绝大多数自由基聚合反应是不可逆反应。逐步聚合反应与连锁聚合反应的区别：（1）逐步聚合反应没有特定的反应活性中心；（2）逐步聚合反应每个单体分子的官能团，都有相同的反应能力；（3）逐步聚合反应随着反应时间的延长，分子量逐步增大；（4）逐步聚合反应增长过程中，每一步产物都能独立存在，在任何时候都可以终止反应，在任何时候又能使其继续以同样活性进行反应。第四章 塑料塑料:以聚合物为主要成分,在一定条件(温度,压力等)下,可塑成一定形状,并在常温下保

11、持其形状的材料。热塑性塑料：受热时软化或熔融、冷却后硬化，韧性好，可反复成型的聚合物。热固性塑料：由单体直接形成网状聚合物或通过交联线型预聚体而形成，一旦形成交联，受热后不能再回复到可塑状态的聚合物。塑料基本性能质轻,相对密度0.9-2.3,泡沫塑料0.01-0.05；电绝缘好,体积电阻率1016-18 ,介电损耗10-4；力学强度范围宽、防腐、隔热、成型加工性能好、减震,消音,透光。 不足：耐热差,力学强度小于金属,导热差,膨胀系数大,易变形,易燃,蠕变,冷流,疲劳等。塑料的组成和作用：1）树脂: 塑料的主要组分。2）填充剂（填料）: 提高塑料的力学、电学性能或降低成本等。3）增塑剂: 提高

12、塑料的可塑性和柔软性。4）稳定剂: 提高塑料对热、光、氧等的稳定性，延长使用寿命。5）增色剂: 赋予塑料制品各种色彩。6）润滑剂: 提高塑料在加工成形过程中的流动性和脱模能力，同时可使制品光亮美观。7）固化剂: 与树脂发生交联反应，使受热可塑的线型结构变成热稳定好的体型结构。挤出成型：热塑性聚合物与各种助剂混和均匀后，在挤出机料筒内受到机械剪切力、摩擦热和外热的作用使之塑化熔融，再在螺杆的推送下，通过过滤板进入成型口模被挤塑成制品。注射成型：又称注射模塑或注塑，此种成型方法是将塑；压延成型：将已塑化的物料通过一组热辊筒之间使其厚；模压成型：在压延机的上下模板之间装置成型模具，使；低密度聚乙烯(

13、LDPE)的性能和用途：；LDPE也称为“高压聚乙烯”，聚合方法是以乙烯为；LDPE主要做成薄膜用于食品包装、商业和工业用包；高密度聚乙烯(HDPE)的性能和用途：；HDPE也称“低压聚乙烯”注射成型：又称注射模塑或注塑，此种成型方法是将塑料(一般为粒料)在注射成型机料筒内加热熔化，当呈流动状态时，在柱塞或螺杆加压下熔融塑料被压缩并向前移动，进而通过料筒前端的喷嘴以很快速度注入温度较低的闭合模具内，经过一定时间冷却定型后，开启模具即得制品。压延成型：将已塑化的物料通过一组热辊筒之间使其厚度减薄，从而制得均匀片状制品的方法称为压延成型。压延成型主要用于制备聚氯乙烯片材或薄膜。模压成型：在压延机的

14、上下模板之间装置成型模具，使模具内的塑料在热与力的作用下成型，经冷却、脱模即得模压成型制品。低密度聚乙烯(LDPE) 的性能和用途：LDPE也称为“高压聚乙烯”，聚合方法是以乙烯为原料，在100350MPa的高压下和160270较高温度下，以有机过氧化物为引发剂进行自由基聚合。聚合中容易发生链转移，形成的产品中存在大量支链结构，分子结构也缺乏规整性，因此结晶度小（65 75%），密度较小（0.910.93g/cm3 ），相对分子量一般为25000，因此它的耐热性和耐溶剂性、硬度较差。但电绝缘性优良，柔软性好，耐冲击性能和透明性也比较好，具有良好的透气性。LDPE主要做成薄膜用于食品包装、商业和

15、工业用包装、购物袋、垃圾袋等，特别是作为农用薄膜，如生产棚膜、地膜等，也可以制作家用器皿、玩具、医用品等。高密度聚乙烯(HDPE)的性能和用途：HDPE也称“低压聚乙烯”。聚合方法是以乙烯为原料，用Ziegler-Natta催化剂，在6070下进行阴离子配位聚合。产物分子量比较高（1530万），支链短而且少，因此密度较高（0.9410.965g/cm3），结晶度较大（80 95%），拉伸强度、拉伸模量、弯曲模量、硬度等性能都优于LDPE，但冲击强度比LDPE差。它的耐热性比较高，最高使用温度为100，最低使用温度可至一70。透气性为LDPE的1/5。HDPE可制成吹塑制品，用于日用容器、医用药

16、瓶、汽车油箱、化学品储罐等，饮料和食品的周转箱、机械零件等注塑制品，食品和工农业产品的包装、农用地膜、购物袋等，城市排水管、农用灌溉管等管材，渔网等。PP的性能：(1)质轻：是所有合成树脂中密度最小的一种，相对密度仅0.9-0.9l，若未加填料浮在水面上。(2)在高温下的流动性好：加入添加剂后，制品的收缩率减少。可用来制造各种大型和在高温下变形小的制品。(3)薄膜在定向拉伸后的强度很高，伸长率变小：可将其切成窄带或细丝用作织物和绳索材料。(4)具有良好的化学稳定性和耐热性：对溶剂及大多数化学药品都比较稳定。聚丙烯可耐沸水，在没有外部压力的条件下，制品加热到l50也不变形。(5)有较高的强度：抗

17、挠曲性、拉伸强度、屈服强度和刚性都比HDPE高，有高的耐磨性、较好的应力开裂性和低蠕变性。(6)具有良好的电绝缘性：不吸水，不受周围环境湿度的影响，且有优良的高频特性。特别适合作为电器电缆绝缘层和电器外壳。缺点：聚丙烯在再加工和使用中容易受到光、热、氧的作用而发生降解和老化，因此必须添加稳定剂。聚丙烯的耐冲击强度性能不好，可通过与乙烯的共聚改性来提高它在常温和低温下的冲击强度。PVC的性能：(1)较高的力学性能：PVC较PE有较高的强度、刚性、硬度，但断裂伸长率和冲击强度降低。(2)耐热性能不高：Tg约为80，80-85开始软化，完全熔融约为160，但140开始分解，需加入稳定剂。(3)较好的

18、电性能：具有较好的电性能，但由于Cl原子的极性，电绝缘性能不如聚烯烃类塑料。(4)优良的化学性能：除浓H2SO4，浓HNO3外，能耐大多数化学药品，可作为防腐材料。(5)阻燃性能：氧指数为47，具有良好的阻燃性能。缺点： 热稳定性较差，分解气体有毒，容易老化。PA的性能：PA具有较高的结晶度（40-60%），线型分子结构，半透明白色粉末或颗粒，密度约1.0g/cm3，因为酰胺基团，易吸水，吸水率为1-2.5%，相对分子量为2-7万。PA的最大特点是耐磨性和自润滑性能好，PA的拉伸强度很大，为70-210MPa。力学性能：形成氢键，良好的力学性能。如：拉伸、冲击、刚性、耐磨性都很好。 电性能：含

19、有极性酰胺基团，电绝缘性下降。热性能：热稳定性差，一般80 以下。耐化学药品性：良好的化学稳定性。其他性能：PA耐气候性能一般，长时间暴露在大气环境中，会变脆，力学性能下降，一般加入稳定剂。PC的性能：PC的玻璃化温度为145-150，脆化温度-100，最高使用温度为135，热变形温度为115-127。PC呈微黄色，刚硬而韧，具有良好的尺寸稳定性、耐蠕变性、耐热性及电绝缘性。分子具有对称结构，简单规整、基团体积较大，结晶困难，一般成型条件下，PC为无定形结构，透光率可达90%。PC链结构中，既有柔顺的碳酸酯链，又有刚性的苯环结构，机械性能既刚又韧的材料。PC链中酯基为极性基团，易吸湿、易水解。

20、缺点：是制品容易产生应力开裂，耐溶剂、耐碱性能差，高温易水解，摩擦系数大、无自润滑性，耐磨性和耐疲劳性都较低。第五章 橡胶橡胶结构与性能的关系：（1）弹性和强度：分子链柔顺性越大，橡胶的弹性就越大，分子量越高，橡胶的弹性和强度越大；交联使橡胶形成网状结构，可提高橡胶的弹性和强度。（2）耐热性和耐老化性能：橡胶的耐热性主要取决于主链上化学键的键能不饱和橡胶主链上的双键易被臭氧氧化，因而耐老化性差。（3）耐寒性：降低Tg或避免结晶，可以提高橡胶材料的耐寒性。（4）化学反应性：一是可进行有利的反应，如交联或取代等改性反应；二是有害的反应，如氧化降解反应等。（5）加工功能：橡胶的分子量分布一般较宽，其

21、中高分子量部分提供强度，而低分子量部分起增塑剂的作用，可提高胶料流动性和粘性，增加胶料混炼效果，改善混炼时胶料的包辊能力。天然橡胶的性能：A具有良好的弹性，弹性模量约为钢铁的130000，而伸长率为钢铁的300倍。B具有较高的机械强度。C. 具有很好的耐屈挠疲劳性能，多次变形时生热低。此外，还具有良好的耐寒性、优良的气密性、防水性、电绝缘性和绝热性能。 缺点：耐油性差，耐臭氧老化性和耐热氧老化性差。顺丁二烯橡胶的性能：弹性高，是当前橡胶中弹性最高的一种；耐低温性能好，其玻璃化温度为-105，是通用橡胶中耐低温性能最好的一种； 此外，其耐磨性能优异，生热性低；耐屈挠性好；与其它橡胶的相容性好。

22、缺点：抗张强度和抗撕裂强度均低于天然橡胶和丁苯橡胶，用于轮胎对抗湿滑性能不良；工艺加工性能相粘着性能较差，不易包辊。丁腈橡胶性能：丁腈橡胶具有优良的耐油性和耐非极性溶剂性能。丁腈橡胶的耐热性、耐老化性、耐磨性、耐腐蚀及气密性均优于天然橡胶。缺点：丁腈橡胶的耐臭氧性能，电绝缘性能和耐寒性比较差热塑性橡胶：是在常温下具有橡胶弹性，而在高温下能像热塑性塑料一样易于塑化成型的一类新型高分子材料。第六章 纤维纤维：是指长度比其直径大很多倍(>1000:1)，并具有一定柔韧性的纤细物质。典型的纺织纤维的直径为几微米至几十微米，而长度超过25mm。支数：单位重量(以克计)的纤维所具有的长度称支数。如1

23、g重的纤维长100m，称100支。纤度：一定长度的纤维所具有的重量称为纤度。纤维愈细，纤度愈小。纤度的单位特，是1000m长纤维的重量克数。熔融纺丝法：将高聚物加热熔融制成融体，并经喷丝头喷成细流，在空气或水中冷却而凝固成纤维的方法称熔融纺丝法，如图4-16。溶液纺丝法：将高聚物溶解于溶剂中制得粘稠的纺丝液，由喷丝头喷成细流，通过凝固介质使之凝固而形成纤维，这种方法称为溶液纺丝法。短纤维的后加工中集束、牵伸、热定型、上油、卷曲等不同工序的目的：（1）集束：是将纺制出的若干丝束合并成一定粗细的大股丝束，然后导入拉伸机进行牵伸。（2）牵伸是使大分子沿纤维轴向取向排列，以提高纤维的强度。（3）热定型

24、：是为了进一步调整已经牵伸纤维的内部结构，消除纤维的内应力，提高纤维的尺寸稳定性，降低纤维的沸水收缩率以改善纤维的使用性能。（4）上油：是纤维表面覆上一层油脂，赋予纤维平滑柔软的手感，改善纤维的抗静电性能。（5）卷曲：使化学纤维具有与天然纤维相似的皱褶表面，增加短纤维与棉、羊毛混纺时的抱合力。加捻：是长丝后加工的特有工序，目的是增加单根纤维间的抱合力，避免在纺织加工时发生断头或紊乱现象，同时提高纤维的断裂强度。1、聚酰胺纤维（锦纶）的性能：聚酰胺纤维是合成纤维中性能优良，用途广泛的品种之一。耐磨性好：优于其它一切纤维，比棉花高10倍，比羊毛高20倍。 强度高：耐冲击性好，它是强度最高的合成纤维

25、之一。弹牲高：耐疲劳性好，可经受数万次双曲挠，比棉花高7-8倍。密度小：除聚丙烯和聚乙烯纤维外，它是所有纤维中最轻的，相对密度为1.041.14。此外，耐腐蚀、不发霉，染色性较好。缺点：弹性模量小，使用过程中易变形，耐热性及耐光性较差。2、聚酯纤维（涤纶）的性能：弹性好：弹性接近羊毛，耐皱性超过其它一切纤维，弹性模量比聚酰胺纤维高。 强度大：湿态下强度不变，其冲击强度比聚酰胺纤维高4倍，比粘胶纤维高20倍。吸水性小：回潮率仅为0.4一0.5%，因而电绝缘性好，织物易洗易干。 耐热性好：熔点255260，比聚酰胺耐热性好。此外，耐磨性仅次于聚酰胺纤维，耐光性仅次于聚丙烯腈纤维。还具有较好的耐腐蚀

26、性。3、聚丙烯腈纤维（腈纶）的性能：聚丙烯腈纤维无论外观或手感都很象羊毛，因此有“合成羊毛”之称。而且某些质量指标已超过羊毛。纤维强度比羊毛高12.5倍，密度(相对密度1.141.17)比羊毛小，保暖性及弹性均较好。聚丙烯腈纤维的弹性模量高，仅次于聚酯纤维，比聚酰胺纤维高2倍，保型性好。 聚丙烯脂纤维的耐光性与耐气候性能，除含氟纤维外，是天然纤维和化学纤维中最好的。在室外曝晒一年强度仅降低20，而聚酰胺纤维，粘胶纤维等则强度完全破坏。此外，聚丙烯睛纤维具有很高的化学稳定性，对酸，氧化剂及有机溶剂极为稳定，其耐热性也较好。第七章 胶粘剂和涂料胶粘剂又称粘合剂，是一种能把各种材料紧密地结合在一起的

27、物质，借助胶粘剂将各种物件连接起来的技术称为胶接(粘接、粘合)技术。胶粘剂的组成和作用：一般是以聚合物为基本组分的多组分体系。增塑剂及增韧剂：主要用以提高韧性。固化剂（硬化剂）：用以使胶粘剂交联、固化。填料：用以降低固化时的收缩牢、降低成本，提高抗冲强度、胶接强度热性等。有时则是为了胶粘剂具有某种指定性能如导电性、耐温性等。溶剂：加入溶剂是用以溶解粘料以及调节粘度，以便于施工。溶剂的种类与用量与胶接工艺密切相关。其它辅料：如稀释剂、稳定剂、偶联剂、色料等。胶粘剂的胶接机理：第一阶段：液态胶粘剂向被粘物表面扩散，逐渐润湿被粘物表面并渗入表面微孔中，取代并解吸被粘物表面吸附的气体，使被粘物表面间的

28、点接触变为与胶粘剂之间的面接触。第二阶段：产生吸附作用形成次价键或主价键，粘合剂本身经物理或化学的变化由液体变为固体，使胶接作用固定下来。涂料：是指涂布在物体表面而形成具有保护和装饰作用膜层的材料。涂料的组成和作用：涂料为多组分体系，是由成膜物质(亦称粘料）和颜料、溶剂、催干剂、增塑剂等组分构成。(1)成膜物质成膜物质必须与物体表面和颜料具有良好的结合力(附着力)。(2)颜料涂料中加入颜料起装饰作用，并对物体表而起抗腐蚀的；(3)填充剂；改进涂料的流动性能、提高膜层的力学性能和耐久性、；(4)溶剂；用以溶解成膜物质的易挥发性液体；(5)增塑剂；增塑剂是为提高漆膜柔性；(6)催干剂；对聚合物膜层

29、的聚合或交联称为漆膜的干燥；(7)增稠剂及稀释剂；增稠剂：是为提高涂料的粘度；稀释剂：是为降低涂料的粘度，便于施工；(8)其它添加剂；如：涂料中加入颜料起装饰作用，并对物体表而起抗腐蚀的保护作用。(3)填充剂改进涂料的流动性能、提高膜层的力学性能和耐久性、光泽，并可降低涂料的成本。(4)溶剂用以溶解成膜物质的易挥发性液体。(5)增塑剂增塑剂是为提高漆膜柔性。(6)催干剂对聚合物膜层的聚合或交联称为漆膜的干燥。催干剂就是促使聚合或交联的催化剂。(7)增稠剂及稀释剂增稠剂：是为提高涂料的粘度。稀释剂：是为降低涂料的粘度，便于施工。(8)其它添加剂如：杀菌剂、颜料分散剂以及为延长储存期顶加入的阻聚剂

30、，防结皮剂等。通用塑料聚乙烯(PE)性质：1. 乳白色半透明的蜡质状,易燃烧,离火后能继续燃烧,密度为0.851.0g/cm32. 熔层：105137.脆化温度(Tb)低于-50.最高使用温度100,最低使用温度-70.3. 产量居塑料首位,约占塑料总量的1/3.4. 分子呈非极性,其吸水性低,小于0.01%,加工前可以不进行干燥.合成：自由基聚合：偶氮类如偶氮二异丁腈(AIBN)、过氧类如过氧化二苯甲酰(BPO)配位聚合：Zieger-Natta引发体系、茂金属引发体系分类：低密度聚乙烯LDPE0.910.94gcm3高密度聚乙烯HDPE0.940.99gcm3中密度聚乙烯MDPE线性低密度

31、聚乙烯LLDPE超高分子量聚乙烯UHMWPE和茂金属聚乙烯mPE1. LDPE：高压法.压力150250Mpa,温度180300,在微量氧的存在下,氧气与乙烯作用可能生成乙烯过氧化氢(CH2=CHOOH),分解后产生自由基,引发自由基聚合.易产生支链,影响了分子的对称性和空间规整性,结晶度小,密度低.2. HDPE：离子型聚合.分子量高,支链短而少,结晶度大,密度高.采用Ziegler-Natta型引发剂或钼、镍、铬的氧化物.知识点：1. 在HDPE,LDPE和LLDPE中,HDPE的透气性能最好,且对油、脂的阻隔性能也最高.2. LLDPE：是乙烯与含量约8%的高级烯烃(如1-丁烯、1-己烯

32、和1-辛烯等)的共聚物.3. 聚乙烯主链基本是饱和的脂肪烃长链,分子链上有甲基、短的或较长的烷基支链、不同类型的双键.4. 在低压法获得的HDPE含有较多的双键,而在低密度聚乙烯中还存在有羰基和醚基.5. 结晶性高聚物,LDPE结晶能力64%,HDPE结晶能力高87%93%,LLDPE的结晶度略高于LDPE,远低于HDPE.6. 高分子量聚乙烯(HMWHDPE)和超高分子量聚乙烯(UHMWPE)仍属高密度聚乙烯,分子结构和普通HDPE相同,1) 耐磨性能.优于PTFE、MC尼龙、POM等.2) 冲击强度.工程塑料中最高的,远高于ABS、PC和尼龙等材料3) 自润滑性能.摩擦系数极低,与PTFE

33、相当.4) 耐化学腐蚀性能.分子链上不存在可反应的基因,且结晶度较高,具有良好的化学稳定性7. 几种聚乙烯的结构：8. PE在空气中会被氧化,在高温下更容易被氧化,因此,在加工过程中应避免与空气接触；或者在PE中加入抗氧剂.9. PE的结晶能力强,结晶度高,成型收缩率大,一般在1.03.5%内,对于HDPE的成型收缩率可达5%.10. LDPE上有较长的支链结构,其流动性比LLDPE和HDPE要好.11. 当分子量分布宽时,低分子量的成份多,低分子量的部分对高分子量的部分起到了增塑作用,有利于改善流动性.改性：1. 交联聚乙烯(PE-X):改善PE的耐热性和应力开裂性.常用高能辐射交联、过氧化

34、物交联、硅烷交联2. 氯化聚乙烯(CPE):PE是一种极易燃烧,且为非极性聚合物,染色和印刷性能差.氯化后可改善这些不足.3. 氯磺化聚乙烯(CSM):白色海绵状弹性固体,阻燃性,耐候性提升.4. 乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA):VA含量小于40%的共聚物称EVA共聚物,VA含量高于40%的简称VAE.具有光学透明性,比聚乙烯有更好的耐候性.5. 乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH):所有聚合物中,聚乙烯醇(PVOH)对各种气体的透过率最低,但其为水溶性的.与乙烯共聚后可克服水溶性的缺点.6. 乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物E(M)AA:光学性能、韧性、黏结力高于LDPE.7. 乙烯-丙烯酸甲酯共聚物

35、(EMA)：优异乃应力开裂和耐低温冲击.8. 乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(EEA)：优良耐冲击性能、耐应力开裂、耐疲劳.聚丙烯(PP)性质：1. PP是所有树脂中最轻的品种之一,密度0.900.91g/cm3,仅大于聚4-甲基-1-戊烯2. 结晶融化温度1641763. 吸水率低,仅为0.010.04.分类：等规聚丙烯(lsotacticpolypropylene,iPP)间规聚丙烯(SyndiotacticPolypropylene,sPP)无规聚丙烯(AtacticPolypropylene,aPP)知识点：1. 晶相与非晶的密度差值较小,因此较PE有更好的透明性,而茂金属PP(mPP)的透明

36、度可达96%,能与PET和PS相媲美.2. PP有优良的耐化学试剂性能,且随结晶度的增加而提高.3. PP中存在叔碳原子,易被氧化性介质侵蚀,当曝露在大气中,受到紫外线和热的作用下,大分子链产生断裂降解,性能劣化.因此对于PP,提高耐老化性能是相当重要的.4. PP很容易在非极性有机溶剂中溶胀或溶解.但对极性有机溶剂却很稳定.5. 当等规度IIP相同时,随着MI的增大,拉伸屈服强度升高6. 当MI一定时,随着IIP的提高,拉伸屈服强度增加7. MI大的PP具有较低的分子量,易于结晶,结晶度高8. IIP增加,结晶能力强,结晶度高9. 在受热受力作用时,PP表面热氧化作用加剧,使分子量下降而产生

37、应力开裂,这种现象称为热应力脆化,PP比PE有较好的耐应力开裂性,其分子量越大,耐应力开裂性能越好.PP共聚物的耐应力开裂性优于均聚物.10. PP的五种晶体结构:a、b、g、d、拟六方.最常见最稳定的是a晶态11. 立构规整性用等规度(或称全同指数、立构规整度IIP)来表示,常用沸腾正庚烷的萃取剩余物所占分数来表示.12. 成形收缩率大12.5%,易发生缩孔、凹痕、变形.改性：茂金属聚丙烯mPP聚氯乙烯(PVC)性质：1. Tg为80,Tf约160,TD(热分解温度)约140,Tb-50-60,大多数制品长期使用温度不宜超过55.2. 密度约为1.4g/cm3.3. 纯聚氯乙烯的吸水率和透气

38、性都很小.4. 离火即灭,火焰上端呈黄色,下端绿色,冒黑烟,发出刺激性酸味,滴下胶质5. 聚氯乙烯树脂多为白色或淡黄色的粉料或粒料,塑化后可以变透明分类：1. 按聚合度通用型PVC平均聚合度为5001500高聚合度型PVC平均聚合度大于1700以上2. 按增塑剂含量无增塑PVC(UPVC)增塑剂含量为0；硬质PVC增塑剂含量小于10%；半硬质PVC增塑剂含量为10-30%软质PVC增塑剂含量为30-70%；聚氯乙烯糊塑料增塑剂含量为80%以上知识点：1. 聚乙烯分子间作用力大,Tf很高,接近分解温度,因此加入增塑剂以降低Tf.2. 通过加入稳定剂提高TD才能进行加工成型.3. 聚氯乙烯属于极性

39、高聚物,对水等导电物质亲和力较大,故电阻较非极性的聚烯烃要小,但仍有较高的体积电阻和击穿电压4. 聚氯乙烯树脂含有残留的少量双键及引发剂残基,且两相邻碳原子之间含有氯原子和氢原子,容易脱氯化氢,形成共轭的不饱和键.该反应会连锁进行,得到多个双键共轭的聚乙炔结构.5. 聚氯乙烯脱去氯化氢,会出现变色,顺序为：白色粉红色淡黄色褐色红综色约黑色黑色.6. 外加增塑剂起增塑效果的方法叫外增塑,用化学方法在分子链上引入其他基团或链段,减弱分子之间的作用力而起到增塑,叫内增塑.7. 一般来说,增塑剂含量越多,拉伸强度、弹性模量较小,而伸长率越大.8. 聚氯乙烯在加工前需要干燥处理,加工温度控制要精确,加工

40、时间要尽量短9. 稳定剂是阻止或延缓高分子材料降解的一类助剂10. 增塑剂：是为了降低聚合物的软化温度和提高其加工性、柔韧性或延展性而加入的低挥发性的一类物质.而这种作用则称为增塑作用,其机理为：增塑剂分子插入到聚合物分子链之间,削弱了聚合物分子链间的应力,结果增加了聚合物分子链的移动性、降低了聚合物分子链的结晶度,从而使聚合物的塑性增加.如果增塑剂的分子仅能插入部分结晶的聚合物的无定形区域,则此增塑剂便是非溶剂型增塑剂,也就是所谓的辅助增塑剂.如果增塑剂的分子在插入聚合物的无定形区同时又能插入结晶区,则此增塑剂便是溶剂型增塑剂,即主增塑剂.11. 增塑剂类型：邻苯二甲酸酯类：邻苯二甲酸二丁酯

41、DBP邻苯二甲酸二辛酯DOP磷酸酯类：磷酸三甲酚酯磷酸三苯酯脂肪二元酸酯类：己二酸二辛酯癸二酸二辛酯；12. 润滑剂：降低物料之间及物料和加工设备表面的摩擦力,提高熔体的流动性,提高制品表面的光洁度得助剂.在PVC及LLDPE中最重要.改性：氯化聚氯乙烯(CPVC)：提高了耐热性和力学性能,但稳定性降低聚偏氯乙烯(PVDC)：一般不独立应用,与其他单体共聚聚苯乙烯(PS)性质：1. PS透明性非常好,同PC和PMMA合称三大透明塑料2. PS落地或敲打会发出类似金属的声音,易断,断口处呈现蚌壳色银光.3. PS的耐热性能不好,PS的热变形温度约为70-98,Tg为80-105,制品长期使用温度

42、为60-80.PS的耐低温性也不好,脆化温度为-30.4. 相对密度：1.041.10g/cm35. PS在高于300时将剧烈分解.易燃,燃烧时发浓烟,离火后继续燃烧.分类：1. 通用型聚苯乙烯(GPPS)2. 可发性聚苯乙烯(EPS)：聚苯乙烯泡沫塑料,有吸水性小,隔音保湿.3. 高抗冲聚苯乙烯(HIPS)：橡胶增韧塑料,采用弹性体(顺丁橡胶或丁苯橡胶)对PS进行化学或物理改性.4. 间规聚苯乙烯(sPS)：利用茂金属作为引发剂,具有间规结构的PS,能快速结晶,具有高耐热性和耐化学腐蚀性.知识点：1. 苯基基增大了空间位阻效应,使得PS分子链刚硬,分子链活动能力小,呈现刚性和脆性,制品易产生

43、内应力,且PS空间立体规整度差,难于结晶,是一种无定形聚合物2. 由于苯基的存在,主链上氢原子活化,易于被空气中的氧氧化,制品长期户外使用变黄变脆.但苯基的存在使其有较高的耐辐射性3. PS硬而脆、无延伸性、拉伸至屈服点附近即断裂.其拉伸强度和弯曲在通用热塑性塑料中最高,但冲击强度很小,难以用做工程塑料.4. PS的耐磨性差,耐蠕变性一般,尺寸稳定性好,收缩率低,一般仅为0.2%-0.7%.5. 线膨胀系数较大,与金属相差悬殊,故制品不易带金属嵌件.6. 分子链上无极性基团,吸湿性小(约为0.02%),在加工前一般不需干燥；7. 表面电阻和体积电阻均很大,也不吸水,因此很容易产生静电,使用时应

44、加入抗静电剂8. 塑料回收：01 PET02 HDPE03 PVC04 LDPE05 PP06 PS07 PC及其他类改性(机械共混或接枝共聚):1. AS/SAN(透明ABS)：苯乙烯-丙烯腈的共聚物,无定型线形高聚物,具有较高的耐热性、优异的光泽和耐化学药品性的透明塑料.2. AAS/ASA：丙烯腈、丙烯酸酯和苯乙烯共聚物,热塑性塑料,它是将聚丙烯酸酯橡胶的微粒分散于丙烯腈与苯乙烯共聚物(AS)中的接枝共聚物,3. ABS：丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚物,是坚韧、质硬、刚性的热塑性树脂.为无定型材料,外观为不透明呈象牙色,具很高的高光泽度.相对密度为1.05,有优良的力学性能,其冲击强度极好

45、.4. ACS：丙烯腈、氯化聚乙烯、苯乙烯的三元共聚物,物理性能虽然与ABS相似,但具有很高的阻燃性和优异的耐光性,不会因光照而变色,耐静电引起的灰尘积附的特性,不需要在配方中加入抗静电剂5. AES：乙丙橡胶、丙烯腈、苯乙烯接枝共聚物,耐候性优于ABS聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)性质：1. 具有十分优异的光学性能,透光率90%92%,折射率为1.49,可透过大部分紫外线和红外线.2. Tg：80100,使用温度在4080.氧指数为17.3,易燃.知识点：1. 70%75%间同立构,不具有完全的规整结构,而且有庞大的侧基,是无定形的2. 有优良的拉伸强度、弯曲强度和压缩强度,但冲击强度一般,且

46、对缺口敏感较大；3. 表面硬度一般,易于划伤,耐磨性较低,抗银纹能力较差.耐候性好,长期在户外使用,性能下降很小.4. 酯基的存在使其耐溶剂一般,不耐芳烃、氯代烃5. 注塑温度在180230,加工温度范围窄,超过260以上即分解.6. 加工前需要进行干燥处理,使其含水量在0.02%以下7. 熔体粘度较大,成型中易产生内应力.须在85下进行缓慢退火处理.酚醛树脂定义：酚醛树脂是酚类与醛类在催化剂作用下形成树脂的统称性质1. 酚醛树脂和环氧树脂、不饱和聚酯合称三大热固性树脂2. 使用温度高,长期高使用温度150200分类：1. 常用的酚醛树脂是苯酚和甲醛缩聚制备,简称PF.2. 热固性酚醛树脂、热

47、塑性酚醛树脂知识点：1. 热塑性机理：在酸性催化剂作用下,苯酚与甲醛反应生成羟甲基苯酚中间体.中间体与苯酚缩聚形成双羟基苯甲烷及其异构体,因为甲醛用量不足,没有多余的羟甲基活性基团,不能进一步产生交联,只能形成线聚合物.2. 热固性机理：碱性催化剂作用下,甲醛在苯酚的邻对位进行加成反应,形成羟甲基苯酚,羟基苯甲酚之间互相缩聚形成立体网状结构.3. 蠕变小,尺寸稳定性好4. 阻燃性好,发烟量低5. 酚醛树脂结构中含有大量酚基,吸水性较大,吸水后制品膨胀,出现翘曲,拉伸、弯曲强度降低,冲击强度提高6. 热塑性酚醛树脂需要加入固化剂,才能使其固化.固化剂六次甲基四胺7. 固化促进剂：MgO,促进树脂

48、本身反应基团的化学活性,进而缩短反应时间；氨基树脂(AE)定义：含有氨基或酰胺基团的化合物与醛类化合物缩聚的产物.分类：尿甲醛树脂UF、三聚氰胺甲醛树脂(蜜胺树脂)MF、苯胺甲醛树脂知识点：1. 氨基树脂合称包括加成反应和缩聚反应两个过程2. 脲甲醛树脂为水溶性树脂,需要固化剂固化才能使用3. 脲甲醛树脂表面硬度高,透明,易着色；但易吸水,吸水后变形或产生裂纹,耐热性差,长期使用温度低于70.4. 密胺树脂耐热性好,可在沸水条件下长期使用,耐碱,介电性能好.环氧树脂(EP)定义：分子中含有两个或两个以上环氧基团的高分子化合物,通常分子量不高.性质：环氧树脂能够粘结从非金属到金属的多种材料,俗称

49、“万能胶”.分类：缩水甘油醚类、缩水甘油酯类、缩水甘油胺类、线型脂肪族类、脂环族类知识点：1. 未固化是线型热塑性树脂,固化后成为网状体型的热固性聚合物.2. 双酚A缩水甘油醚型环氧树脂,通常被称为双酚A环氧树脂,占环氧树脂总产量的90%.3. 含有1摩尔环氧基的环氧树脂的重量克数称为环氧当量.4. 环氧值：是指在100克环氧树脂中所含环氧基的摩尔数,环氧值=100/环氧当量.5. 环氧基含量：环氧树脂中环氧基的重量百分含量.环氧基含量=环氧值*43.6. 固化机理：环氧树脂中的环氧被氨基打开,从而在环氧基之间发生交联反应7. 能使环氧树脂的环氧基开环发生交联聚合,使树脂固化的物质,统称为固化

50、剂,反应的过程叫做固化.8. 胺的用量：G=E*(M/H)G-每100g环氧树脂所需要的胺量,单位：gM-胺的物质的量；H-1mol胺中活泼氢的数目E-环氧值9. 其他助剂：稀释剂、增韧剂、填料、色料10. 环氧树脂固化时不放出易挥发的小分子,不会生成气泡,固化收缩小.故环氧树脂的加工性能和尺寸稳定好.11. 环氧树脂粘结性很好,是因环氧树脂中含有许多的极性大的羟基和醚键,可和其他表面上的活泼氢起反应形成化学键,极大地增强了结合力；另外还因为环氧树脂可以相当平稳地从液态变成固态,仅有轻微收缩,故能保持原有的键合作用不饱和聚酯(UP)定义：不饱和聚酯是由二元或多元酸同二元或多元醇,经过缩聚反应而

51、成的一种主链含酯键的高分子化合物性质：容易燃烧,离火后继续燃烧,火焰呈黄色黑.密度为1.2-1.3g/cm3,玻纤增强后为1.6-1.7g/cm3折射率约1.5,在紫外光下通常发出蓝白色的荧光,吸水性0.1-1.0%.知识点：1. 原料：不饱和二元酸(顺丁烯二酸酐、反丁烯二酸、次甲基丁烯二酸等).饱和二元酸：芳香族二元酸、脂肪族二元酸多元醇：主要是二元醇,常用丙二醇、乙二醇等2. 饱和二元酸作用：有效地调节聚酯分子链中双键的间距、增加树脂韧性、降低结晶倾向、改善树脂在乙烯类单体中的溶解性.3. 一元醇作用：作为分子链长控制剂,多元醇可以得到高相对分子质量、高熔点的支化聚酯4. 交联剂：苯乙烯(

52、与不饱和聚酯及助剂混溶性好)乙烯基苯、二乙烯基苯甲基丙烯酸甲酯MMA(固化树脂透明)邻苯二甲酸二丙烯酯(适于浸溃制品)5. 固化引发剂：一般为有机过氧化物或偶氮类有机物(BPO、AIBN)6. 促进剂：促进引发剂分解产生自由基,加快交联反应7. 不饱和键越多,交联密度越大、刚度增大、耐磨性提高8. 不饱和聚酯树脂不耐氧化性介质.在硝氧化性介质中树脂极易老化变质,温度升高老化过程加速.对其它酸、碱、溶剂耐蚀能力较差,但有较好的耐水性聚氨酯(PU)定义：指大分子链中含有许多重复的氨基甲酸酯基团的一类聚合物,全称为聚氨基甲酸酯.分类：浇注型聚氨酯弹性体(简称CPU)应用最广、产量最大的一种；热塑型聚

53、氨酯弹性体(简称TPU)混炼型聚氨酯弹性体(简称MPU)知识点：1. 由于树脂分子链含有氨基甲酸酯基,分子间存在很强的氢键,在外力作用下断裂,外力除去后氢键又会形成,因此具有高模量、耐撕裂、很好的磨耗性能和减震效果2. 聚氨酯是由多异氰酸酯(常用的是二异氰酸酯)与多元醇反应生成的,常用的二异氰酸酯：有甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)3. 聚氨酯可看作是由高极性的氨基甲酸酯链节(硬段)和玻璃化转变温度Tg低于室温的聚合物-O-R-O-(软段)交替组成的嵌段共聚物.在常温下,软段处于高弹态,而硬段则处于玻璃态或结晶态4. 聚氨酯弹性体中微相分离的程度愈高,TPU的强度和模量愈

54、高.5. 弹性可调,调节树脂的成分配比,可从极坚硬的调节到极柔韧的弹性涂层6. 反应注射成型简称RIM、增强反应注射型简称RRIM工程塑料通用工程塑料：聚酰胺(PA)定义：分子链上含有酰胺基团的高分子化合物性质：聚酰胺又称尼龙(Nylon)脂肪族聚酰胺是乳白色角质状固体,密度在1.01-1.16g/cm3聚酰胺是塑料中吸湿性最强的品种之一,分子链上酰胺基含量越大,吸水性越强在火源作用下可以燃烧,多数聚酰胺具有自熄性,即使燃烧,火焰传播速度也很慢.分类：1. p型聚酰胺：由-氨基酸自缩聚或由内酰胺开环聚合制得,p代表单体中所含碳原子数.mp型聚酰胺：由二元胺与二元羧酸缩聚得到,其中m代表所用二元

55、胺中所含碳原子数,p代表所用二元羧酸的碳原子数.2. 脂肪族聚酰胺、香族聚酰胺(芳纶)、脂环族聚酰胺、含杂环的聚酰胺、半芳香聚酰胺知识点：1. 所有脂肪族聚酰胺分子链都是线型结构,分子链骨架由-C-N-,-CH2-组成,具有良好的柔曲性,赋予材料良好的韧性.分子链上有规律地交替排列着较强的极性酰胺基,分子链很规整,具有较强的结晶能力.极性的酰胺基可以使分子链之间形成氢键,氢键的形成增大了分子链之间的作用力,使聚合物的结晶能力进一步增强,同时也使聚合物的熔点升高.2. 对于聚酰胺,由于吸湿性强,水分对材料有增塑作用.随着吸水率的增加,拉伸、弯曲和压缩强度均下降,而冲击强度增高,延伸率也增大.3. 聚酰胺具有良好的耐磨耗性,是优良的耐磨材料之一.结晶愈高,材料硬度愈大,耐磨性愈好.4. 聚酰胺是半结晶型聚合物,结晶度一般小于聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯等高结晶度聚合物.5. 聚酰胺分子链中含有极性酰胺基,干燥的条件下,聚酰胺尚具有较好的电性能,但明显低于聚乙烯、聚苯乙烯等材料.在潮湿环境下,体积电阻率和介电强度均会下降,介电常数和介质损耗也明显增大.6. 暴露到室外大气环境中,性能会逐渐地明显下降,主要的变化是发暗、变脆,力学性能下降.7. 吸湿性强,加工前必须充分干燥.熔体粘度低,注塑中会有流涎现象,需采用自锁式喷嘴防止流涎.8. 单体浇铸聚酰胺缩写为MC聚酰胺,