高分子材料复习资料

1、衿第一章：绪论薇高分子材料：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量很高（104107）的化合物.蒙均聚物：由一种单体聚合而成的聚合物称为均聚物。腿共聚物：由两种或两种以上单体共聚而成的聚合物称为共聚物。芈高分子材料分类：芾按用途分类塑料、橡胶、纤维、粘合剂、涂料蔻按主链的元素组成分类碳链、杂链、元素有机和无机高分子蒂按聚合物受热时的不同行为分类热塑性和热固性嫁聚合物英文缩与聚丙烯肇PE聚乙烯PP节PS聚苯乙烯PTFE聚四氟乙烯蕴PVC聚氯乙烯ABS丙炯腊丁一炯茱乙炯共聚物腿PA聚酰胺POM聚甲醛PAN聚丙烯腊PC聚碳酸酯幕PMMA聚甲基丙烯酸甲酯CPE氯化聚乙烯嚣PF酚醛

2、树脂EP环氧树脂BR聚丁二烯橡胶PU聚氨酯克SBR苯橡胶NBR丁腊橡胶莅CR氯J橡胶NR天然橡胶崖PET聚对苯二甲酸乙二1醇酯PBT聚对苯二甲酸丁二醇酯苏第二章高分子材料的结构与性能耀聚合物分子量有两个基本特点：膂（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。腿如玻璃化温度，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。雷如粘度，弯度强度等，随分子量增大而不断提高，不存在极限值。螺（2）分子量具有多分散性：苴塑料：分子量分布窄时对加工和性能有利；蔽橡胶：分子量分布宽一些好，可以改善流动性而有利于加工；膈薄膜及纤维：分子量分布窄时对加工和性能有利。染

3、聚集态结构：是指在分子问力的作用下，大分子相互聚集在一起所形成的组织结构。写晶态结构：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蚀非晶态（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。蕾结晶对聚合物性能的影响：艾结晶使高分子链规整排列，堆砌紧密，因而增强了分子链问的作用力，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。肄但结晶使高弹性、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。肃取向：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取向。羁应

4、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M需变：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：挂了重物的塑料绳腺非结晶聚合物的温度一形变曲线，并根据曲线论述聚合物的三种力学状态及其理论：蚁非结晶聚合物的力学状态曲线蟆整个温度一形变曲线分为五个区域：写区域（1）:高聚物的形变很小，类似丁刚硬的玻璃体，这一力学状态称为玻璃态；为在这个区域，由丁温度低，聚合物链段的热运动不足以克服主链内旋转位垒，因此链段的运动处丁“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

5、量高和形变小，具有虎克弹性行为，质硬而脆。聿区域（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；藏在这个区域，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。肄区域（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；蚂在这个区域，温度高丁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。蘑区域（2）:高聚物玻璃态和高弹态的转变区;腿区域（4）:高聚物高弹态和粘流态的转变区；肄Tg：玻

6、璃化温度，表征玻璃态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。柴熔融指数：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。量聚合物力学屈服现象并画出示意图：膳聚合物力学屈服曲线膂（1）在一定条件下，由丁拉伸应力作用，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，所以此曲线乂称为冷拉曲线。菠（2）曲线的起始阶段OM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。蜥（3）B

7、点为屈服点。当应力达到屈服点之后，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。藉（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eE称为断裂伸长率。苴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合物表现为韧性。蟆老化：聚

8、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。艘氧指数：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。瘴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：裁（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。芾（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袅（3）材料强而韧：具高模量和抗张强度，断裂伸

9、长率较大，材料受力时，届韧性断裂。n（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。螂（5）材料软而弱：模量低，屈服强度低，中等断裂伸长率。如未硫化的天然橡胶。蕾（6）材料弱而脆：一般为低聚物，不能直接用做材料。蜿强与弱从b比较；袂硬与软从E（b/£）比较；衬脆与韧则主要从断裂伸长率比较。蔑第三章高分子材料的制备反应莆均裂：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。袄异裂：构成价键的电子对归届于某一基团，形成负离子（阴离子），另一基团成为正离子（阳离子）。节自由基聚合反应的特征：蝇（1）自由基聚合反

10、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；朦（2）只有链增长反应才能使聚合度增加；耀（3）聚合过程中，单体浓度逐步降低，聚合物转化率逐步增大；靛（4）少量（0.01%-0.1%）阻聚剂可足以使自由基聚合反应终止；膈（5）绝大多数自由基聚合反应是不可逆反应。祎逐步聚合反应与连锁聚合反应的区别：螃（1）逐步聚合反应没有特定的反应活性中心；螃（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；蜥（3）逐步聚合反应随着反应时间的延长，分子量逐步增大；螟（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，在任何时候乂能使

11、其继续以同样活性进行反应。袄第四章塑料袁塑料: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，并在常温下保持其形状的材料。肇热塑性塑料：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。勃热固性塑料：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。袅塑料基本性能蕾质轻，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。蜒不足：耐热差,力学强度小于金届,导热差,膨胀系数大,易变形,易燃，蠕变,冷流,疲

12、劳等。腿塑料的组成和作用：童1）树脂：塑料的主要组分。莉2）填充剂（填料）：提高塑料的力学、电学性能或降低成本等。膀3）增塑剂：提高塑料的可塑性和柔软性。袈4）稳定剂：提高塑料对热、光、氧等的稳定性，延长使用寿命。蝴5）增色剂：赋予塑料制品各种色彩。遂6）润滑剂：提高塑料在加工成形过程中的流动性和脱棋能力，同时可使制品光亮美观。蘑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。美挤出成型：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。螺注射成型：乂称注射模塑或注塑

13、，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。袈压延成型：将已塑化的物料通过一组热辗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。聿模压成型：在压延机的上下棋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:蒲LDP曲称为“高压聚乙烯”，聚合方法是以乙烯为原料，在100350MPaW高压下和1

14、60C270C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(6575%)，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。羁LDP要做成薄膜用于食品包装、商业和工业用包装、购物袋、垃圾袋等，特别是作为农用薄膜，如生产棚膜、地膜等，也可以制作家用器也、玩具、医用品等。曹高密度聚乙烯(HDPE*勺性能和用途：袅HDPE&称“低压聚乙烯”。聚合方法是以乙烯为原料，用Ziegl

15、er-Natta催化剂，在60C70C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(8095%),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100C，最低使用温度可至一70Co透气性为LDPE的1/5。蛎HDPEET制成吹塑制品，用于日用容器、医用药瓶、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。聿PP的性能：机1)质轻：是所有合成树脂中密度最小

16、的一种，相对密度仅0.9-0.9l,若未加填料浮在水面上。蒸(2)在局温下的流动性好：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周温下变形小的制品。蝴(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。蒂(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l50C也不变形。弑5)有较高的强度：抗挠曲性、拉伸强度、屈服强度和刚性都比HDPE®,有高的耐磨性、较好的应力开裂性和低蠕变性。艾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

17、电缆绝缘层和电器外壳。蒙缺点：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。蕴PVC的性能：蕾(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。肆(2)耐热性能不高：Tg约为80C,80-85C开始软化，完全熔融约为160C,但140C开始分解，需加入稳定剂。薄(3)较好的电性能：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轻类塑料。袈(4)优良的化学性能：除浓H2SO4浓HNO渺卜，能耐大多数化学药品，可作为防腐材料。着

18、阻燃性能：氧指数为47,具有良好的阻燃性能。蜷缺点：热稳定性较差，分解气体有蠹，容易老化。莉PA的性能：崖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衿力学性能：形成氢键，良好的力学性能。如：拉伸、冲击、刚性、耐磨性都很好。薇电性能：含有极性酰胺基团，电绝缘性下降。蒙热性能：热稳定性差，一般80C以下。腿耐化学药品性：良好的化学稳定性。芈其他性能：PA耐气候性能一般，长时间暴露在大气环境中，会变脆，

19、力学性能下降，一般加入稳定剂。芾PC的性能：蔻PC的玻璃化温度为145-150C，脆化温度-100C，最高使用温度为135C，热变形温度为115-127C。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%蒂PC链结构中，既有柔顺的碳酸酯链，乂有刚性的苯环结构，机械性能既刚乂韧的材料。嫁PC链中酯基为极性基团，易吸湿、易水解。肇缺点：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。节第五章橡胶蕴橡胶结构与性能的关系

20、：腿(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。嫁(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。蒂(3)耐寒性：降低Tg或避免结晶，可以提高橡胶材料的耐寒性。案(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。衬(5)加工功能：橡胶的分子量分布一般较宽，其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辗能力。克天然橡胶

21、的性能：莅A.具有良好的弹性，弹性模量约为钢铁的1/30000,而伸长率为钢铁的300倍。星B.具有较高的机械强度。苏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。膂缺点：耐油性差，耐臭氧老化性和耐热氧老化性差。腿顺丁二烯橡胶的性能：雷弹性高，是当前橡胶中弹性最高的一种；螺耐低温性能好，其玻璃化温度为-105C,是通用橡胶中耐低温性能最好的一种;苴此外，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。簸缺点：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

22、辗。膈丁腊橡胶性能：染丁腊橡胶具有优良的耐油性和耐非极性溶剂性能。丁腊橡胶的耐热性、耐老化性、耐磨性、耐腐蚀及气密性均优于天然橡胶。写缺点：丁腊橡胶的耐臭氧性能，电绝缘性能和耐寒性比较差蚀热塑性橡胶：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。蕾第六章纤维艾纤维：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肄支数：单位重量（以克计）的纤维所具有的长度称支数。如1g重的纤维长100m称100支。肃纤度：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，

23、是1000m长纤维的重量克数。瞅容融纺丝法：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。旅溶液纺丝法：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。腺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：是将纺制出的若十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。蚁(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。蟆(3)热定型：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

24、维的沸水收缩率以改善纤维的使用性能。写(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。芳(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。聿加捻：是长丝后加工的特有工序，目的是增加单根纤维问的抱合力，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。藏1、聚酰胺纤维(锦纶)的性能：肄聚酰胺纤维是合成纤维中性能优良，用途广泛的品种之一。蚂耐磨性好：优于其它一切纤维，比棉花高10倍，比羊毛高20倍。蘑强度高：耐冲击性好，它是强度最高的合成纤维之一。腿弹牲高：耐疲劳性好，可经受数万次双曲挠，比棉花高7-8倍。肄密度小：

25、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。璧此外，耐腐蚀、不发霉，染色性较好。量缺点：蠲弹性模量小，使用过程中易变形，耐热性及耐光性较差。膳2、聚酯纤维(涤纶)的性能：膂弹性好：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局。菠强度大：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。蜥吸水性小：回潮率仅为0.40.5%,因而电绝缘性好，织物易洗易十。藉耐热性好：熔点255260C,比聚酰胺耐热性好。苴此外，耐磨性仅次于聚酰胺纤维，耐光性仅次于聚丙烯腊纤维。还具有较好的耐腐蚀性。蟆3、聚丙烯腊纤维（腊纶）的性能：艘聚丙烯腊纤维无论外

26、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。瘴聚丙烯腊纤维的弹性模量高，仅次于聚酯纤维，比聚酰胺纤维高2倍，保型性好。裁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。芾此外，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。袅第七章胶粘剂和涂料肃胶粘剂乂称粘合剂，是一种能把各种材料紧密地结合在一起的物质，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。螂胶粘剂的组成和作用：蕾一般是以聚合物为基本组分的多组分体系。蜿增塑剂及增韧剂：主要用以提高韧性。袂固化剂（硬化剂）：用以使胶粘剂交联、固化。衬填料：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。蔑溶剂：加入溶剂是用以溶解粘料以及调节粘度，以便于施工。溶