高分子复习题

名词解释高分子:由大量一个或几个较简单结构单元组合成大型分子。链节:高分子材料最小结构单元。链段:由高分子材料中划出来能够独立运动最小单元。柔顺性:高分子长链能够不一样程度地卷曲特征均聚物:由一个单体聚合而成聚合物。共聚物:由两种或两种以上不一样单体经聚合反应而得聚合物。近程结构:指单个高分子内一个或几个结构单元化学结构和立体化学结构。远程结构:指单个高分子大小或空间所存在各种形态。取向态结构:因为大分子链取向而形成聚集态结构聚集态结构:是指高分子链之间排列和堆砌结构。构象:因为单键内旋转而产生分子中原子在空间几何排布状态构型:指分子中各原子在空间相对位置和排列。松弛时间:在一定温度和外场作用下,高聚物从一个平衡状态经过分子运动过渡到与外界条件相适应新平衡态所需时间。普弹性:应力与应变关系服从虎克定律,这种力学性能称为普弹性。大应力作用下,材料分子中键长、键角改变引发小形变,形变瞬时完成,除去外力后形变立刻恢复称为普弹性高弹性:形变与时间关于,具备松弛特征,表现为可逆高弹形变。小应力作用下因为高分子链段运动而产生很大可逆形变称为高弹性。强迫高弹性:玻璃态聚合物在外力作用下出现高弹现象叫强迫高弹现象。玻璃化转变温度:玻璃化转变区对应温度粘流温度:高聚物在外力作用下开始发生粘性流动,抵达形变快速增大过渡区,即粘流转变区,这一转变区对应温度称作粘流温度。记作Tf。粘弹性:同时存在可逆弹性形变和与时间关于粘性形变性能。力学松弛:高聚物材料力学性质随时间改变统称为力学松弛。蠕变:在一定温度下,看成用力一定时,形变随时间增加而增加现象称为蠕变。应力松弛:在一定温度和恒定形变下,维持该形变所需应力随时间而降低现象。滞后现象:在交变应力作用下形变落后于应力现象。内耗:橡胶及其高分子材料在形变过程中,一部分弹性能转变为热能损耗现象。流变性:在外力作用下,不但表现出粘性流动,而且表现出弹性形变。剪切变稀流体:伴随剪切速率增加,剪切应力增加速率有所降低,即表观粘度伴随剪切速率或剪切应力增加而逐步降低,又称为“切力变稀”流体。挤出胀大:指橡胶等高聚物熔体挤出口型后,挤出物尺寸及断面形状与口型不一样膨胀。切力增稠流体:伴随剪切速率增加,剪切应力增加速率增大,即其表观粘度伴随剪切应力及剪切速率增大而增加,故又称为“切力增稠流体”熔融指数:（熔体流动速率）该参数是由标准熔体流动速率测定仪测定,主要来表征热塑性塑料流动性。门尼粘度:是在一定温度和一定转子转速条件下,测定未硫化胶对转子转动阻力。可塑度:是指试样在一定作用下产生压缩变形量大小和除去外力后保持形变能力。二．问答题1．高分子有何特征?分子量很大或分子链很长;高分子是由很大数目标结构单元经过共价键相连接而成;高分子结构具备不均一性;大多数高分子分子链具备柔顺性。2．试分析线型、支链型、交联型高分子结构和性能特点?线型:大分子链呈线型,可卷曲成团,也可比较舒展成直线。特点是有弹性,在加热和外力作用下,分子链之间可产生相互位移,能熔融、溶解,可抽丝、成膜。支链型:在主链上带有侧链。特点是易溶解、熔融,机械强度低,密度低,结晶度低,硬度、强度、耐热性、耐腐蚀性等也转低,透气性增加。交联型:高分子链之间经过支链或某种化学键相连接形成三维网状大分子。特点是既不溶解也不能熔融,耐热性好,强度高,抗溶剂力强,而且形态稳定。3．什么叫结晶度?结晶度大小对高聚物性能有哪些影响?结晶度是指结晶高聚物中晶区部分所占质量百分数Xc。w或体积百分数Xc。v结晶度增高,则高分子模量、硬度、密度高光学性差,耐热性提升,冲击强度降低,伸长率下降,聚合能力提升。4．取向方式有哪些?对材料力学性能各产生哪些影响?单轴取向:材料只沿一个方向拉伸,高分子链或链段沿拉伸方向排列。双轴取向:材料沿两个相互垂直方向拉伸,高分子链或链段倾向与拉伸平面平行排列,但在平面内分子排列是无序。影响:单轴取向后,与取向轴平行方向拉伸强度大而增强,而与取向轴垂直方向拉伸强度则有所减弱5．以丁二烯和苯乙烯共聚物为例,说明单体共聚方式对高聚物性能影响。75%丁二烯和25%苯乙烯无规共聚,共聚物具备良好弹性,是丁苯橡胶;20%丁二烯和80%苯乙烯接枝共聚,共聚物是韧性很好耐冲击PS塑料;若苯乙烯与丁二烯进行嵌段共聚生成S-B-S三嵌段共聚物,其分子链中段是聚丁二烯,两端是聚苯乙烯链段,则为热塑性弹性体。6．说明以下各组高分子链柔顺性差异并说明原因。1)PE-PP-PS:PE>PP>PS主链全部由单键组成,柔顺性好,取代基体积越大,单链内旋转空间位阻越大,分子链柔顺性越差。2)PP-PVC-PAN:PP>PVC>PAN取代基极性越大,分子内或分子间相互作用力越大,分子链内旋转受阻越严重,柔顺性越差。3)氯丁橡胶-PVC-PP:PP>氯丁橡胶>PVC取代基数目多,非键合原子数目多,斥力大,单链内旋转阻力大,柔顺性差。7．高分子热运动特点?运动单元多重性;高分子运动对时间依赖性;高分子运动对温度依赖性。8.试述影响高聚物玻璃化转变温度原因。大分子化学结构;分子量;交联;增塑剂;作用力及其作用频率;升降温速度;共聚与共混。9.影响结晶高聚物Tg原因有哪些?怎样提升结晶高聚物耐热性?影响原因:1大分子化学结构2分子量3交联4增塑剂5作用力及其作用频率6升、降温速度7共聚与共混8耐热性怎样提升:选择适合单体及适当聚合方法,使高聚物分子链具备高度对称性,规整性,较高刚性及较大分子间作用;提升结晶温度,选取较完善结构有利得配方组合,降低杂质。10.在选择高分子材料时,Tg有何参考价值?Tg是表征性能主要参数,非晶态高分子材料固有性质,是高分子运动形式转变宏观表现,它直接影响到材料使用性能和工艺性能。11.高弹性特点?弹性模量小,形变大;弹性模量随温度升高而增加;高弹形变时有热效应和普弹性变相反;形变需要时间具备显著粘弹性12.试解释材料力学性能特点随外力作用速率改变规律,并画图表示同一高聚物在一定温度,不一样拉伸速率下,伴随拉伸速率提升,高聚物屈服应力和拉伸强度都对应提升。13.与低分子相比,高聚物粘性流动有何特点?流动机理是链段位移运动,粘度大,流动困难流动中伴随有高弹形变。14.液体流动曲线有几个类型?大多数高聚物流体属于哪种类型?牛顿流体,非牛顿流体。非牛顿流体包含宾汉姆流体;假塑性流体;胀塑性流体;依时性流体。大多数高聚物流体都属于非牛顿流体。15.高聚物流动性表征方法有哪些?表观粘度;熔体流动速率;门尼粘度;可塑度;拉伸粘度16.何为挤出胀大?产生原因是什么?怎样预防?概念:指橡胶等高聚物熔体挤出口型后,挤出物尺寸及断面形状与口型不一样膨胀原因:外力作用下,熔体由大尺寸机腔流入小尺寸口模,流速由小变大,入口区流线收敛,流动方向上产生速度梯度。分子链受拉伸力产生拉伸弹性形变,在口型内不能完全松弛掉,出口型后外力作用消失,分子链由伸展重新成卷曲状态,发生出口膨胀。高聚物在机头及口型中流动时,受到剪切力作用,法向应力差产生弹性形变在出口型后恢复也引发产品膨胀。预防:增加模口长度,增大其长径比,这么可使由入口效应产生弹性变形在口模内得到充分恢复,减小挤出胀大;降低挤出速度,延长流体在口模内停留时间,使其弹性形变在口模内得到及时恢复;升高挤出温度,从而提升大分子运动能力,缩短松弛时间,使其弹性形变及时恢复17.橡胶、塑料材料结构特征有哪些?①大分子链具备足够柔顺性②在使用条件下不结晶或者结晶度很小③分子具备适当化学反应活性④详细较高分子量或较宽分子结构。18.惯用橡胶、塑料原材料结构及主要性能特点?⑴①天然橡胶:不饱和程度高,每一个双键上都有一个侧甲基,不含有极性基团,属于不饱和、结晶性、非极性橡胶性能特点:综合性能最好橡胶,柔顺性好,弹性较高,结晶性橡胶具备非常好机械强度,化学反应性较高具备良好耐屈挠疲劳性、气密性、防水性、电绝缘性、耐热氧老化、臭氧老化性和耐非极性溶性。②合成橡胶:结构不规整,且无极性取代基,属于非结晶,不饱和非极性橡胶。性能特点:具备良好弹性,耐磨性、耐油性、耐老化性和抗湿滑性能好于NR,弹性、耐寒性及大部分物理机械强度比NR差且滞后损失大。⑵聚乙烯（PE）:具备优良电绝缘性能、耐化学腐蚀性能、耐低温性能和加工流动性能。聚丙烯（PP）:具备优良机械性能,耐弯曲疲劳性能优于其余通常塑料,比PE更坚韧、耐磨耐热,并有卓越介电性能和化学惰性,室温下对极性有机溶剂稳定,但耐老化性能比PE差成型收缩率大耐低温和抗冲击性能差。聚氯乙烯（PVC）:具备良好阻燃性和化学稳定性,较高机械强度,透水性很低,室温下耐磨性优于普通橡胶,但对光热稳定性较差,抗冲击性和耐寒性差。聚苯乙烯（PS）:PS分子主链饱和,有苯侧基,结构不对称,刚性较大,为无定形非极性线型高分子。通用型PS抗冲击强度低但拉伸强度和弯曲强度等其余力学性能很好,电绝缘性优良,耐老化性、化学稳定性好,吸水率很低,脆性大。酚醛树脂（PF）:强度大,耐热耐腐蚀性能优良,电绝缘性和成型性好。聚酰胺（PA）:韧性、耐磨性、自润滑性良好,拉伸强度和弯曲强度很高,耐油耐化学腐蚀性良好,对酸碱盐和大多数溶剂都很稳定。聚酯树脂:包含不饱和聚酯树脂和饱和聚酯树脂。不饱和聚酯树脂通常为具备不一样粘度液体树脂,在交联剂和催化剂作用下,很轻易在室温和接触压力下成型,成型固化后变成交联体型网状分子结构。饱和聚酯树脂PET韧性和拉伸强度大,具备优良耐候性、透光性耐化学品性和电性能,但其加工性能差19.了解橡胶和塑料主要分类方法橡胶:按起源:天然橡胶、合成橡胶。按用途:通用橡胶、特种橡胶。形态:固体橡胶、液体橡胶、粉末橡胶塑料:使用特征:通用塑料、工程塑料、特种塑料。受热时所展现基本行为:热固性塑料、热塑性塑料20.橡胶制品为何要使用配合剂?共分哪几大类?各自作用是什么?因为它们在物理机械性能和使用上都有局限或不足,难以满足制品各种使用性能要求,工艺加工性能也不好,价格也比较贵,故要使用配合剂。硫化剂:在热作用下使线状橡胶分子相互交联成体型网状结构,从而增加橡胶强度,提升弹性和耐熔剂性能。硫化促进剂:促进橡胶硫化作用,缩短硫化时间,降低硫磺用量,有利于改进橡胶物理机械性能。促进助剂:促进助剂又叫活性剂。它能增强硫化促进剂活化作用,提升橡胶硫化效果。防老剂

:降低氧跟橡胶接触,能有效地延缓老化。补强填充剂:补强填充剂用来提升硫化橡胶强度,增强橡胶耐磨、耐撕裂和弹性。软化剂

:软化剂主要作用是使各种配合剂能均匀地分散在橡胶中,以降低胶料在加工时能量消耗和缩短加工时间。着色剂

:着色剂是使橡胶制品着色物质。发泡剂

:制造海绵橡胶或微孔橡胶所必需配合剂21.了解各种塑料添加剂作用?1）特征添加剂:主要功效是赋予塑料制品某种特征,如物理机械性能、柔韧性、阻燃性等,主要包含:增塑剂、填充剂、增强剂、偶联剂、着色剂、交联剂、阻燃剂、抗静电剂、防霉剂、改性冲击剂和降解剂等。2）稳定剂:主要功效是延缓或停顿塑料在物理（加热、光）和化学（氧、微生物）原因作用下降解,主要有热稳定剂、光稳定剂、抗氧剂和抗微生物剂等。3）加工添加剂:使塑料易于成型或提升成型效率添加剂,主要包含脱模剂、润滑剂等。22.什么叫塑炼?塑炼目标及其实质是什么?使橡胶由强韧高弹态转变为柔软而富有可塑性状态,这种工艺过程称为塑炼目标:降低生胶弹性,使之具备一定可塑性和流动性,以适合于各种工艺操作,同时还要使生胶塑性均匀一致,以制得质量均一胶料。实质:使橡胶大分子链断裂,大分子链由长变短过程。23.开炼机塑炼和密炼机塑炼原理是什么?各有什么优缺点?开炼机工作原理:在辊隙中因为机械力作用,致使胶料受到强烈碾压,剪切和撕裂。同时伴伴随橡胶分子链氧化断裂。优点:开炼机结构简单,制造比较轻易,操作也轻易掌握,维修拆卸方便,缺点:工人操作体力消耗很大,在较高温度环境中需要用手工混炼翻动混炼料,而手工翻转混炼塑料片次数多少对原料混炼质量影响较大。密炼机工作原理:胶料受到不停改变重复进行强烈剪切和挤压作用,使胶料产生剪切变形,进行强烈捏炼。优点:混炼时间短,生产效率高,操作轻易,很好地克服了粉尘飞扬,降低了配合剂损失,改进了劳动条件,减轻了劳动强度。缺点:密炼机混炼室是密闭,混炼时温度较高,对温度敏感胶料易发生焦烧。对于品种和颜色变换频繁胶料混炼不方便和需要设备压片机对排出不固定形状胶料进行补充加工,投资较大。24.混炼作用是什么?什么是结合橡胶?起什么作用?混炼作用就是把橡胶与配合剂加以混合,制造性能符合要求混炼胶,确保成品具备良好物理机械性能和良好工艺性能。橡胶分子与炭黑粒子结合生成炭黑-橡胶凝胶称为炭黑结合橡胶。结合橡胶不易溶于通常橡胶溶剂,它对胶料性能影响很大,可提升硫化胶质量、耐磨性以及降低滞后生热等。25.混炼胶停放目标?①应力松弛,减小收缩②配合剂继续扩散,促使胶料深入均匀;③深入相互作用,生成更多结合橡胶。26.什么是压延工艺?能够完成作业形式有哪些?压延工艺是利用压延机辊筒挤压力作用使胶料发生塑性流动和变形将胶料制成具备一定断面规格和一定断面几何形状胶片或者将胶料覆盖于纺织物表面制成具备一定断面厚度胶布工艺加工过程。作业形式:胶片压延、纺织物挂胶27.辊筒挠度产生原因、影响及其赔偿方法?原因:压延时,辊筒在胶料横压力作用下会产生轴向弹性弯曲变形。影响:挠度产生使压延半成品沿宽度方向上断面厚度不均匀,中间厚度大于两边厚度,从而影响压延质量。赔偿:为了减小这种影响,通常采取赔偿方法有三种:中高度法、轴线交叉法、预弯曲法和浮动辊筒法。28.什么是压延后收缩变形和压延效应?产生原因及预防方法?收缩变形:离开辊距后,因为外力作用消失,部分伸直了分子链先很快地大部分地卷曲回缩,然后在压延物停放时又慢慢地深入回缩,使压延制品产生纵向收缩变形压延效应:压延后胶片出现性能上各向异性现象。原因:①线性橡胶大分子链被拉伸变形取向②几何形状不对称配合剂粒子沿压延方向取向排列。方法:①适当提升压延温度和半成品停放温度②减慢压延速度③适当增加胶料可塑度。29.什么是挤出成型?包含那几个过程?挤出成型:是指物料经过挤出机料筒和螺杆间作用,边受热塑化,边被螺杆向前推送,连续经过机头而制成各种截面制品或半制品一个加工方法。过程:原料干燥,成型,制品定型与冷却,制品牵引与卷取,制品后处理。30.按作用不一样螺杆可分为那几段?各段（结构、作用）区分有哪些?分三段,加料段:输送物料;压缩段:压实、塑化物料;计量段:深入均匀塑化物料,并定温定量地挤出熔融物料。31.物料顺利进入挤出机料筒条件?①胶料与挤出机螺杆之间摩擦系数要小,而与机筒间摩擦系数要大。②加料口形状和位置要适宜。32.机头作用及其选取标准?作用是使物料有螺杆挤出时旋转运动变为直线运动,产生必要成型压力,确保制品密实,使物料深入均匀塑化,成型为制品型坯。标准:1机头内物料流经通道,都应做成光滑流线型2机头成型部分长度必须考虑挤出物料离模膨胀3机头和口模有足够刚度,以免在工作压力下使流道变形。33.怎样提升挤出机固体输送率?结构设计上:增加螺杆直径;增加螺槽深度,但受到螺杆强度限制;提升螺杆光洁度,降低物料与螺杆摩擦系数;增加料筒内壁粗糙度,如在料筒内开设沟槽,增加物料与料筒摩擦系数;采取最好螺旋角。工艺上:提升螺杆转速;提升料筒温度;降低螺杆温度。34.什么是注射成型?其优点有哪些?将成型材料加热塑化成粘流态,施以高压注射进模具,依靠冷却或加热而固化或热压硫化过程叫注射成型。优点:成型周期短,能一次成型外形复杂带有金属或非金属嵌件模制品。尺寸精准,产品质量稳定,生产效率高,易于实现机械化,自动化操作。35.喷嘴类型及其应用?直通式、自锁式、延伸式、弹簧针阀式。36.注射成型过程可分为哪几个阶段?塑化,充模,保压,倒流,冷却,脱模37.注射成型制件后处理工艺有哪些?目标是什么?主要指退火和调湿处理。为了改进和提升制品性能及尺寸稳定性。38.了解注射机主要基本参数及其作用。1最大注射量在一定程度上反应了它加工能力,标志了它所能生产最大制品范围2注射压力,它是用来克服已塑化好熔料从料筒中注入模腔所遇一切阻力,并使制品有一定密度3塑化能力,它是衡量注射机性能优劣另一主要标志4注射速度能够降低熔料在模内温差,改进压力传递效果,保持制品密度均匀性和制品精度5锁模力,能够预防模具产生溢出趋势6模板移动速度7模板最大间距和行程8模具最小厚度和最大厚度。39．橡胶注射成型对原料要求?通常情况下,可用测定门尼粘度和焦烧时间来预估胶料是否适合于注射。门尼粘度≯65,焦烧时间在10-12min之间,能够注射。40.什么是硫化?硫化前后橡胶结构及性能发生了哪些改变?硫化是指橡胶线性大分子经过化学交联而组成三维网状结构化学改变过程。未硫化:线性,链间可自由移动,受到外力时,分子链重心产生相对位移,表现出较大变形与塑性流动;具备可溶性。硫化后:链间产生化学交联成网状结构,使相对运动受到了限制,外力作用下,链重心不发生位移,即失去了流动性;不能溶解,只能溶胀。41.什么是硫化返原现象?什么是正硫化时间?因为高温或其它条件引发交联键裂解,交联密度下降,使制品性能降低现象。正硫化时间是指达正硫化状态所需要最短时间,也称为“正硫化点”。42.硫化条件有哪些?选取标准有哪些?硫化压力作用?硫化条件通常是指硫化压力、温度和时间,通常被称为硫化三要素。压力标准:可塑性大,压力小些;产品厚层数多、结构复杂,压力宜大些;薄制品压力宜小些。温度标准:温度高,硫化速度快,生产效率高;要取得高生产效率应尽可能采取较高硫化温度。时间标准:对于给定胶料在一定硫化温度和压力条件下,有一最适宜硫化时间;过长则使制品过硫,过短则欠硫,都使制品性能下降。硫化压力作用:1题高胶料致密性,消除气泡2促使胶