中山大学塑料胶体考试题答案

第三章

思考题答案1.〔1〕溶胀：溶剂小分子渗透进入聚合物内部，使之体积膨胀〔消灭溶胀的缘由：聚合物分子和溶剂小分子运动速〕无限溶胀和有限溶胀。溶解：溶质分子分散到了溶剂分子当中，以分子状态存在。形成的溶液是处于热力学平衡状态的真溶液。聚合物的溶解过程：非结晶线形构造的聚合物，先溶胀，再溶解；结晶聚合物，先熔融，再溶解对于交联聚合物，只溶胀，不溶解。1(EV)1/2，内聚能密度的平方根。1表示：高分子与溶剂分子之间的相互作用力气大小的参数。两溶度参数越相近越简洁溶解。线性聚合物：取使溶液特性粘度为极大值的溶剂的溶度参数〔子后，粘度最大的的溶剂的溶度参数即为聚合物的溶度参数〕交联聚合物〔中，用溶胀度最大的溶剂的溶度参数作为它的溶度参数〕非晶态高聚物：先溶胀，再溶解。非极性晶态高聚物：先熔融，再溶解。极性晶态高聚物：由于高聚物的极性基团与溶剂之间的强相互作用而放热，破坏了晶体构造，然后按非晶态高聚物一样，先溶胀，后溶解。低交联度的高聚物：只溶胀，不溶解。溶剂选择原则：极性相近原则；溶剂化原则；溶度参数相近原则〔仅对非极性聚合物有效，对极性无效。此温度即为温度；溶剂：在确定温度下，使高分子与高分子，和高分子与溶剂，和溶剂与溶剂这些作用力到达平衡的溶剂。哈金斯参数，又叫相互作用参数，表示高分子与溶剂混合时相互作用能的变化大小。和溶液性质和温度关系：在x1=1/2T↑，x1↓。第四章高聚物的转变：聚合物有运动单元的多重性，当T、频率变化，不同的运动单元开头运动，聚合物的力学性能、电学性能等发生变化。聚合物的力学状态：三态：玻璃态；高弹态；粘流态。〔如右图〕区：玻璃态〔刚硬的玻璃体，链段运动被冻结，只有键角、键长变化；区：玻璃态－高弹态转变区〔链段开头运动，松弛明显；区：高弹态〔链段运动，整链因缠结而不动；区：高弹态－粘流态转变区〔松弛明显；区：粘流态〔整链运动，也有链段运动。分子流淌，不行逆形变。Tg：塑料最高、橡胶最低使用温度；TfTf－Td高分子运动的时温等效原理：上升温度与延长时间对分子运动时等效的；对粘弹行为也是等效的。低温长时=高温短时。玻璃化温度：玻璃化转变对应的温度即为玻璃化温度。随着温度的上升或降低，链段开头或冻结的温度。假塑性流体：是非牛顿流体，不符合牛顿定律。流淌曲线呈凸形。表观粘度随着应力和应变↑而↓。17.44(TT )lg

g WLF方程：

T 51.6(TT g

2个温度之间的时间移动因子的方程。3.非晶态和交联聚合物〕高分子运动单元具有多重性〔〕分子运动的时间依靠性，是一个松弛过程〕分子运动3.非晶态和交联聚合物晶态聚合物Tg↓，有利于链段运动。晶态聚合物〔高分子第9章习题〕①主链的柔顺性↑；↓。〔饱和单键组成的聚合物，-C-C-，-C-N-，-C-O-，-Si-O-等，柔顺性较好；主链中引入孤立双键，Tg↓；主链中引入共轭双键、芳环或芳杂环，Tg↑〕②取代基；侧基极性弱，位阻小，对称性好，柔性侧链越长→Tg↓。③分子量↑；↓〔T

无关。g④交联度↓，分子链运动受约束的程度↓，分子链柔顺性↑，Tg⑤链间的相互作用；⑥外力作用，Tg↓⑦试验速率慢/外力作用慢，Tg↓⑧增塑剂，Tg↓；⑨共混，两组分相容——1Tg；Tg1Tg；1Tg；2为了满足各种用途对聚合物Tg的不同要求，除了选择适当Tg的聚合物外，还可通过增塑、共聚、交联和共混等途径使某种聚合物的Tg在确定范围内转变。不同方法测得的Tg值不行以相互比较，由于玻璃化温度是链段开头的温度，链段的运动是个松弛过程，并非热力学相变，松弛过程与与升温速度、测量方法有关。条件不同时，玻璃化温度不同。结晶溶化：是个热力学平衡过程，有相变；与升温速度和测量方法无关。玻璃化转变：链段运动，松弛过程。非热力学平衡过程，无相变；与……有关。类似二级相变，但是不是。凸型。先消灭玻璃化转变，然后结晶，再溶化。快速冷却时不结晶。PMMA是个极性聚合物，分子间相互作用力强，在高弹态维持的时间长；聚苯乙烯PS是非极性的，时间短，很快就会发生分子链运动，起到物理交联点〔极性基团〕的作用，限制分子链的运动。增塑降低了链段与链段之间的相互作用，降低了玻璃化温度，使得链段简洁运动。共聚后，难以规整的排列进入晶格。增塑不会影响熔点，由于它仅仅降低了……作用，让分子更易运动，所以分子更易结晶，则不会影响熔点。在Tg以上，占有体积和自由体积同时膨胀或收缩，在Tg以下，自由体积被冻结，只有占有体积的收缩，斜率发2.5%。第五章高聚物的流淌机理：通过链段的逐步位移过程来完成整个分子的位移〔只需链段大小的空穴。一开头：相对分子质量↑，Tg↑；分子量增加到确定程度时，玻璃化温度不转变；相对分子质量↑流淌温度始终↑。热机械曲线测粘流温度Tf，假设作用力的作用时间不同，Tf值有变化。缘由：粘流温度是指整个分子链的运动，是个松弛过程，与作用力的作用时间有关。作用时间长，Tf↓；时间短，Tf↑。聚合物熔体粘性流淌的特征：4〔依据右图加以描述〕聚合物熔体流淌速率指数：在确定温度，规定负荷下，熔融状态的聚合物在10min内规定直径和长度的标准毛细管中流出的质量。指数越大，流淌性越好。与熔体的粘度、分子量的关系：粘度越大，分子量越大，指数越小。第六章屈服：课件冷拉：脆性断裂：韧性断裂：有屈服过程，应变较大，使得应力和应变的面积大应力集中：缺陷四周的应力远大于施加强迫高弹性：处在玻璃态的聚合物，竟能在外力的作用下，产生百分之几百的大形变。外力去除后，虽然形变无法恢复，Tg，形变也可自动回复。拉伸强度：3.〔1〕〔2〕应变速率快，脆性断裂；适当，屈服和冷拉；慢，3.〔1〕〔2〕应变速率快，脆性断裂；适当，屈服和冷拉；慢，拉伸弹性模量：线性……应力和应变之比。〔拉伸强度——材料的强弱；断裂功——材料的脆韧〕E=3G的条件是什么〔E拉伸,G剪切弹性模量〕聚合物屈服的形变机理：聚合物拉伸的应力－应变曲线有几种类型？相应的拉伸行为如何？5种。第七章高聚物的高弹性1〔1〕形变大实质是分子链由卷曲变为伸展。〔2〕〔3〕熵增，吸热；熵减，放热2、试用高弹形变的机理解释高弹性的特点？ 分子链的卷曲、伸展、分子运动的猛烈程度、构象熵……3、交联橡胶弹性统计理论的依据是什么？写出由它得出的交联橡胶的状态方程，并说明状态方程的意义。依据抱负橡胶的假定，依据高斯链……等假设。

1nRT

1

RT1 A 0

2

2 Mc

2第一次由构象4物理意义是什么？如何应用？ f

1nRT

1

RT1 宏观的力学性能与微观相关联。

A 0

2

2 Mc

25挂有一个固定重量物体的已拉伸的橡皮带，当温度上升时其长度减小；(3N

kT3N

lkT(

1),l( 1)l

,T,l)0 0 l0

3NkT 00交联程度不同的同一橡胶品种，它们的模量、拉伸强度、断裂伸长率不相等；(RT 1，E 3NkT )M 2 c已被溶剂溶涨了的橡胶试样更符合抱负橡胶理论方程。被溶剂溶胀的状态下，橡胶分子的分布更符合高斯分布，符合假定，符合抱负的橡胶理论。6100001g/cm3298oK张力？〔留意单位〕例子：某硫化橡胶的网链摩尔质量M 5000，密度103kg/m3,现于T300K时将其拉伸一倍，求试样的回c缩应力〔N/m2〕与弹性模量E〔N/m2〔留意单位〕？答：拉伸一倍时2，RT

10008.314300应力

(2)Mc

5000103

(20.25)8.7105(N/m2)；模量E3

RT Mc

310008.3143005000103

1.49106(N/m2)第八章高聚物的粘弹性1粘弹性蠕变应力松弛滞后现象力学内耗力学松弛时－温等效原理2蠕变现象和应力松弛现象？其松弛的本质是什么？这些现象对高聚物的使用性能有什么利弊？、假设分别对高聚物〔线性的和交联的〕施加较长时间的恒定应力，将产生一大形变〔蠕变，分别争论：它可能包含有那几种形变，为什么？ 普弹形变，高弹形变，不行逆形变怎样鉴定这几种形变？ 瞬时恢复；e〔〕＝∞〔－e-t/〕逐步恢复；不行恢复4回缩时的应变大于拉伸时的应变的缘由；链段运动有滞后，有个滞后角，……拉伸、回缩曲线以及滞后圈所包围面积的物理意义；举例说明力学损耗在实际中的应用，并说明力学损耗大小与频率及温度的关系？减震息声、某高聚物的蠕变行为可近似用下式表示：e〔〕＝e∞〔1－-t/〕假设平衡应变值为600％，而应变开头半小300％，试求：高聚物蠕变的推迟时间；400t。6、写出麦克斯韦尔模型、开尔文模型的运动方程。这两种模型可以模拟什么样的聚合物的何种力学松弛行为？7短时间内测试，移动，某一温度较长的曲线。8高分子材料局部1、有哪几种主要的通用塑料？ 聚丙烯PP、聚乙烯PE、聚苯乙烯PS、聚氯乙烯PVC、聚氨酯PU2工程塑料的主要区分是什么？通用塑料：使用量大，面广、价格廉价、性能一般；工程塑料：使用量小、性能优。力学性能、介电性能、化学性能、电性能、耐热性、耐腐蚀、耐磨性、耐老化性能。可以利用在很多高端领域，如战略性兴产业，生物医药、能源汽车。通用工程塑料：PAPOMPCPPOPET〔热塑性、PBT对苯二甲酸丁二醇酯。特种工程塑料：PI、PSF、PESPPSPEEKPTFE聚四氟乙烯、PVDF、PBI。3LDPEHDPE低密度聚乙烯:高压自由基聚合；支链构造；熔点低、性能差。高密度聚乙烯:低压配位聚合，使用催化剂；线性构造；熔点高，结晶度高，性能好。4、塑料有几种主要的加工方法？ 〔注射、挤出、吹塑、压制、模压、浇注等工艺〕5前者：线性聚合物，加热时可以熔化；可溶可熔，可反复加工成型； 加工工艺：注射、挤出、吹塑、压制后者：网状聚合物，不溶也不熔；不行反复加工成型； 浇注和模压6胺和酸酐，反响型固化；假设参与催化剂，阴离子和阳离子的固化。7流淌温度是160度，分解温度140，不加的话在流淌之前就分解。只有加了才能加工得到。8、不饱和聚酯如何固化？ 自由基机理，参与苯乙烯，DPO引发剂等。9、写出3种工程塑料的名称？ 尼龙、聚碳酸酯、聚苯醚、PET10666尼龙6：己内酰胺开环聚合；尼龙66：己二酸和己二胺的缩合，必需先制成己二酸和己二胺的盐，保证比例全都，再经行缩合。11、

芳香族的聚酰胺为什么比脂肪族的性能好？苯环，力学强度大。PCPET12、 PC与PCPET13、

什么是特种工程塑料，举例说明？价格贵、聚四氟乙烯，聚苯醚，聚苯硫醚，聚醚砜。不粘锅，聚苯硫醚14、 聚四氟乙烯的分子构造？为什么特别耐腐蚀？为什么具有不粘性？

自然橡胶的分子构造？人工能合成出自然橡胶吗？单体为异戊二烯。不能，自然:聚异戊二烯，合成时会生成1,4；1,2；还有一些非橡胶。不能仿照出来。写出3种通用合成橡胶的的名称？ 顺丁、丁苯、聚异戊二烯写出3种特种合成橡胶的的名称？ 丁腈、硅橡胶、氟橡胶橡胶为什么要硫化？硫化的原理是什么？硫化：胶料在确定压力和温度下，橡胶大分子由线性构造变为网状构造的交联过程。缘由：变成网状构造可以保持弹性和外形。原理：硫和生成二硫键，和双键反响，得到网状构造。

橡胶的加工工艺是什么? 塑炼、混炼、压延、压出、成型、硫化等工艺氯丁橡胶为什么常用作粘合剂？可以结晶，可以作为交联点，可以作为粘合剂。丁腈橡胶为什么具有良好的耐油性？其中的-CNPE、PP二元乙丙橡胶是完全饱和的，三元乙丙橡胶主链为饱和构造，侧链带不饱和基团。乙丙橡胶为无定形橡胶，在较宽温度范围内保持良好的柔性和弹性，不结晶。而PE、PP规整，结晶。简述硅橡胶的分子构造和特性？由硅氧烷与其他有机硅单体共聚而成，分子链兼有无机和有机性质的高分子弹性体。Si-OC-C/低温、耐老化性能。24、 什么是热塑性弹性体？常温下具有橡胶的弹性，高温下具有可塑化成型的一类弹性体.TPEE是通过对苯二甲酸1,4-比例增大可提高柔韧性和低温性能。

写出3通用合成纤维的名称？ 尼龙聚酰胺)、涤纶〔PET、腈纶写出3种高性能合成纤维的名称？ 超高分子量聚乙烯、芳香族聚酯、碳纤维熔融纺丝与溶液纺丝，那个速度快？ 熔融快芳香族聚酰胺纤维如何加工？ 由于其既不能溶化，也不能熔化，干喷湿纺干喷湿纺液晶纺丝技术纺出的纤维强度格外高。

举例说明芳纶纤维的应用？ 发动机壳体及零部件、外壳、防弹衣、轮胎帘子线、高压气罐维尼纶的分子构造是什么？ 聚乙烯醇缩甲醛超