高分子材料复习资料

简答题聚合物材料的常规力学性能有哪些？常采用哪些仪器？答：（1）屈服强度、抗拉强度、冲击性能、回弹性、延伸性、断面收缩、耐应力开裂、挠曲性。（2）拉伸试验机、冲击强度试验机、邵氏硬度计等。导致聚乙烯老化的主要因素是什么？答：（1）内因：聚乙烯的支链数较多，是的叔碳二氢键也较多，使聚乙烯易老化，另外聚乙烯中含有少量的不饱和碳碳双键，且聚乙烯的结晶度较大，使得聚乙烯易老化。（2）外因：聚乙烯在空气热的作用下发生热氧老化，在大气中同时发生热氧老化和光氧老化，在户外大气环境下光是引起老化降解的主要因素。根据PE密度不同科将其分为哪几类？它们的结构各有什么特点？答：（1）低密度聚乙烯LDPE:支链较多，规整性差（2）中密度聚乙烯MDPE:支链数较LDPE少（3）HDPE:直链型，规整性好。简述PE支化度对其性能的影响。答：支化度减小一链规整性提高一结晶度提高一密度提高结晶结构规整一熔点提高根据不同的应用要求，对PE的改性方法有哪些？（1） 接枝改性（2） 共混改性（3） 填充改性（4） 共聚改性聚丙烯有哪些优点，为什么？答：?优良的力学性能（抗弯曲疲劳性好）：聚丙烯结晶度高，结构规整。当温度高于玻璃化温度时，冲击破坏呈韧性断裂，低于玻璃化温度时呈脆性断裂，且冲击强度值大幅度下降，提高加载速率，可使韧性断裂转变的温度上升，因此常温下抗弯曲疲劳性好。宣耐热性好：结晶度高，结构规整写耐化学腐蚀性好：对各种化学试剂（除浓硫酸、浓硝酸）都比较稳定，其稳定性随结晶度的增加还有所提高隽电绝缘性好:它几乎不吸水，绝缘性不受湿度影响，有较高的介电系数和击穿电压。根据聚丙烯的特点，主要有哪些应用？答：?力学性能：其优良的抗弯曲疲劳性，可做杯扣等需常弯折的部件。§电绝缘性：电信电缆的绝缘和电气外壳。§耐热性：制备医用高压消毒制品及绝热保温材料。§制作存放药剂的储瓶等。聚丙烯有哪些确定，为什么，如何改性？答：§易燃；氧指数仅为17.4；加入大量阻燃剂，可采用磷系阻燃剂和含氮化合物并用，氢氧化铝或氢氧化镁。§强度低；拉伸强度仅达30MPa或稍高；采用加入玻璃纤维、粉体添加剂或弹性体的方法改性。§耐候性差；对紫外线很敏感；加入氧化锌、炭黑或类似的乳白填料可改善。§氧气透过率大；密度低；表面涂覆阻隔层或多层共挤改善§透明性差；结晶度高；加入成核剂提高§表面极性低；因为表面极性低；采用表面处理，接枝共混法改善。PVC热稳定性差的原因是什么？为什么ABS有良好的综合物理力学性能？答顷PVC分子量分布较宽，低分子量的PVC易分解0原料单体中偏二氯乙烯等杂质参与反应，形成分子链缺陷0PVC热稳定性差的主要原因是因为聚氯乙烯树脂含有聚合反应中残留的少量双键、支链以及引发剂残留基团加上相邻碳原子之间会有氯原子和氢原子，易脱氯化氢在热作用下易发生降解反应。铅盐类、金属皂类热稳定剂提高PVC热稳定性的原理是什么？答：铅盐类、金属皂类热稳定剂能和放出的HCl反应，生成氯化铅，从而达到稳定剂作用。金属皂类热稳定剂与钙盐配合使用，会产生协同作用，可以较好防止加热变色的问题。聚苯乙烯有哪些优异的性能和明显缺点？分析PS结构与性能的关系。答：（1）优异的性能：0力学性能，具有很高的拉伸、弯曲等常规力学性能。0热导率低，基本不随温度的变化而变化，是良好的绝热保温材料0具有良好的介电性能和绝缘性。0化学稳定性较好，可耐各种碱、一般的酸、盐、矿物油及各种有机酸，且有较优的耐辐射性。（2） 明显缺点：0冲击强度低，无延伸性，拉伸是无曲阜现象0耐热性差0易产生静电，使用时需加入抗静电剂0不耐氧化酸和烃类、酮类及高级脂肪酸，可溶于苯、甲苯等，以及酯类中。其耐候性、耐光性、氧化性都较差。（3）三种结构单元对材料性能各有什么影响？答：（1）因为ABS是丙烯月青、丁二烯、苯乙烯的三元共聚物，它兼有三组分的共同性能，所以有良好的综合物理力学性能。（2）影响：0丙烯青能使聚合物耐化学腐蚀，具有一定的表面强度0丁二烯使聚合物呈橡胶状韧性0苯乙烯使聚合物显现热塑性的加工特性，即较好的流动性。简述PVC聚集态特点。答:PVC是由单体通过头尾相接键接而成的线性高巨物，其分子链中含有电负性较强的Cl原子，由于Cl原子的电负性增大了分子链吸引力，但因其位阻效应，使PVC链刚性增大，整体呈现无定形结构。因此，PVC树脂是含有少量结晶结构的无定形聚合物。紧密型和疏松型PVC在外观上有何特点，性能方面有何差异？答：（1）在外观上：紧密型呈乒乓球状，表面光滑，一般呈单细胞，几乎无孔隙；疏松型呈棉花团状，表面粗糙不规则，一般呈多细胞，有较大的孔隙。（2）在性能上：疏松型具有吸收增塑剂快、塑化温度低、熔体均匀性好、热稳定性高等优点。紧密型PVC性能与疏松型相反。PVC-U由于韧性较差常采用外加增韧剂的方法改性，举例并简述增韧机理。答:PVC-U的增韧改性剂大多分为弹性体增韧和非弹性体增韧。（1）弹性体增韧机理：0剪切屈服：弹性体粒子以颗粒状均匀分散于集体连续相中，形成宏观均相、围观均相

结构。弹性体量子充当应力集中体，诱发集体产生大量的剪切带和银纹，而剪切带和银纹的产生消耗大量能量，从而使材料的冲击强度提高。§网络增韧机理：弹性体形成连续网络结构，包覆PVC初级粒子。网络结构可吸收大部分冲击能，且PVC初级粒子破裂，同样吸收部分能量，使材料韧性得以提高。（2）有机刚性粒子增韧机理：§冷拉机理：圆形或椭圆形刚性粒子均匀分散于PVC连续相中，其于分散相之间产生静压力，分散相粒子被拉长，刚性粒子发生脆韧转变，从而吸收大量冲击能。§空穴机理：相容性较差的体系其刚性粒子与基体之间有明显的界面，甚至在粒子周围存在空穴。空穴的产生吸收能量，也可以引发银纹吸收能量，从而提高材料的冲击强度。酚醛树脂制备时，酚醛比例与催化剂等工艺条件不同对产物结构与性能有何影响？通常使用的电木粉是采用什么工艺条件制备的？答：（1）酚醛树脂制备时，因原料苯酚和甲醛的摩尔比与催化剂等工艺条件不同可以合成出两种不同的树脂：含有羟甲基结构，可以自固化的热固性酚醛树脂；酚基与亚甲基连接、不带羟甲基反应官能团的热塑性酚醛树脂。（2）通常使用的电木粉是热固性酚醛树脂，采用的工艺条件是用苯酚和过量的甲醛（摩尔比为1.1〜1.5）在碱性催化剂如氢氧化钠存在下缩聚反应而成的。聚氨酯泡沫可分为硬泡和软泡，根据什么指标区分的？聚氨酯泡沫塑料生产方法可分为一步法和两步法，比较这两种方法。答：（1）一步法：将所有配料一次放进混合器，进行发泡。（2）两步法:先合成大有-NCO基团的预聚体，在加入催化剂、发泡剂等成分，然后进一步反应与发泡。（3）比较：一步法大量使用于软泡生产工序少，省能量，生产效率高，物料粘度低，易输送，设备简单，投资少。但需要高效的泡沫稳定剂、催化剂及精密的计量设备，工艺难度大，不易控制。两步法主要用于半硬泡及硬泡的生产，其优点是生成预聚体时已放出一部分反应热，故后阶段反应时发热少，温升低，易控制，发泡无粘度大，泡沫稳定，成品率高。但其工艺繁多，生产工程复杂。简述脂肪族PA的聚集态特征答：聚酰胺分子链段中重复出现的酰氯基是一个带极性的基团，基团上的氢能够与另一个分子的酰胺基团链段上的羰基上的氧结合形成相当强大的氢键，氢键的形成使得聚酰胺的结构易发生结晶化。而且由于分子间的作用力较大，因而使得聚酰胺具有较高的分子力学强度和高的熔点。而-CH2-的存在使得分子键比较柔顺，因而具有较高的韧性。影响尼龙吸水率的因素是什么？吸水后力学性能会发生什么变化？为什么？答：（1）影响尼龙吸水率的主要因素是分子链上酰胺键的比例，其比例越高，吸水率越大。团，其上的H原子能与另一个分子上的酰胺答：（2）尼龙吸水后，弯曲强度和拉伸强度变小，而缺口强度变大。（3）原因：PA分子链上有重复出现的酰胺基团，是一个极性基基团上的羰基与酰胺上的H原子脱离而与水形成H键，加之分子量下降使团，其上的H原子能与另一个分子上的酰胺答：简述脂肪族PA的缺点如何改进？耐热性不高，亲水性强：用玻璃纤维增强可提高耐热性。聚酰胺成型加工上有何特点？答：原料吸水性大，高温时易氧化变色，因此颗粒在加工前必须干燥，最好采用真空干燥以防氧化；熔化物粘性低流动性大，因此必须采用木锁式喷嘴，以免漏料，模具应精确加工以防溢漏；收缩性大，制造精密尺寸零件时必须经过几次是试加工；热稳定性差，易热分解而降低制品性能，避免采用过高熔体温度，且不易过长；使用零件前进行调温处理。简述双酚A型聚碳酸酯的结构和性能之间的关系答：聚碳酸酯分子主链上的苯环是聚碳酸酯具有很好的力学性能，刚性耐热性能，而醚键又使碳酸酯为一种既刚又韧的材料。由于聚碳酸酯分子主链的刚性及苯环的体积效应，使它的结晶力差，基本属于无定形聚合物，具有优良的透明性。聚碳酸酯加工时要注意什么？为什么答：注意温度的控制，由于聚碳酸酯的熔融粘度较高，温度敏感；压力防止自然开裂现象；水分，由于高温下对微量的水分十分敏感所以加工前必须严格干燥。聚碳酸酯有何缺点，如何改进答：易产生应力开裂，耐疲劳性差，敏口敏感度高，不耐磨损。改性：纤维增强可以改善耐热性，应力开裂性，提高拉伸强度及压缩强度；共混改性，以改善PC的耐应力开裂性耐溶性，流动性等。评价聚合物的阻燃性的指标是什么？采用什么仪器测试，测试原理是什么答：氧指数，在规定条件下，试样在O,N混合气体流中，维持平稳燃烧所需的最低氧气指数，氧气所占体积百分数表示。聚四氟乙烯有哪些性能特点根据这些特点相应有哪些应用答：具有良好的耐腐蚀性，用于化工设备，机械上的防腐零部件，防腐蚀耐热的密封件及医疗用的高温制品，人造血管等，具有伏异的电绝缘性，用于电子电器的绝缘材料，具有不黏附性用于塑料加工，食品家用的防黏层，而低摩擦系数可用于活塞轴承等。比较NR、SBR和BR的弹性、耐老化性与硫化难易度等有何差异？并从化学结构上加以解释。答：?弹性：BR>NR>SBRBR分子中97%的为顺式结构，有孤立双键，柔顺性好，分子侧基少且体积小，对。键的影响小，是非极性物质，大分子间作用力小，故BR的弹性最好。NR分子键中含有孤立双键，但侧连不含双键，所以NR的弹性小于BR。SBR的侧基中含有苯环，空间位阻答，难旋转，弹性低于NR。Q耐老化性：SVR>BR>NRSBR分子侧链上的苯环为弱吸电子基团，使双键电子云密度降低，同时空间位阻大，使其活泼性降低，化学稳定性提高，耐老化性能增强。BR分子侧链上含有双键浓度更大，且分子链的侧基为甲基，供电子基使电子云密度增加，其活泼性有所增加，耐老化性能降低。而NR分子中双键浓度更大，所以更易老化。§硫化容易到难：NR>BR>SBR因为NR具有讲稿的双键浓度且侧链上的甲基为供电子基，故NR双键的电子云密度增大，活泼性高，易硫化。BR分子侧链含有双键供电性不如甲基，活泼性小于NR，故硫化比NR难。而SBR侧链含苯环为弱吸电子基，且空间位阻大，活泼性低，硫化更难。根据用途选择一种适当的橡胶。（1）制造内胎（2）制造耐230°C在石油介质中连续工作的密封件（3）具有一定阻燃性、机械强度高，耐酸碱的运输带覆盖胶。答：（1）用丁基橡胶IIR，因为IIR气密性是所有橡胶中最好的，耐热性和耐候性好。（2）用FPM即氟橡胶，因为FPM含有极性基团有很好的耐油性、耐热性和气密性。250C下可以长期工作（3）用氯丁橡胶CR,因为CR耐燃烧，能离火自熄且耐腐蚀，极性高，为结晶橡胶，其物理机械性能好。分离橡胶：一块EPDM一块FPM被混成一块宏观上均匀的共混胶，试选用合适的方法将其分离开。答：EPDM是非极性橡胶，而FPM是极性橡胶，故可采用非极性的溶剂将其分离开。方法：将橡胶切成小块，充分热炼，加入汽油，加热搅拌，待橡胶不再熔解时，将未解部分过滤出来，即为FPM，剩下的是EPDM的溶液，出去溶剂可得EPDM。SBR在哪些性能上优于NR？试从结构上解释。答：耐热、耐老化、耐磨性、耐溶剂性、抗湿滑性优于NR。原因：SBR的双键浓度较NR低，且侧链上有苯环，为弱吸电子基，使双键的电子云密度降低，活泼性降低，NR的侧链上有甲基为供电基，使其活泼性变大，故SBR的耐热耐老化性能更好。又苯环体积大，分子内摩擦大，故SBR的耐磨性较NR好，由于位阻效应，使得SBR更耐溶剂。增塑剂作用：Q提高聚合物的可塑性，实质是降低TfQ改善加工性能，实质上是降低粘度n聚丙烯pp内部存在很大的球晶，造成聚丙烯的抗冲击轻度很低，制品收缩现象严重。加入成核剂，生成微晶结构的pp,促进分子的结晶和加快结晶速度。无规共聚聚丙烯PP-R:其中乙烯单体的含量为1%〜7%，乙烯单体无规地嵌入阻碍了聚合物的结晶，使其性能发生了变化。与均聚聚丙烯相比，其具有较好的透明性、柔顺性、较低的熔融温度，从而降低了热封合温度。此外，它还具有很高的抗冲击性，温度低于0C时仍然具有良好的冲击强度，但硬度、刚度、耐蠕变性等要比均聚聚丙烯低10%〜15%，而耐化学药品性、水蒸气阻隔性等都与均聚聚丙烯相似。用途：主要用于高透明薄膜、上下水管、供暖管及注塑制品，由于其热封合温度低，还可以在共挤膜中作热封合层。结晶使塑料不透明，因为晶去与非晶区的界面会发生光散射，减小球晶尺寸到一定程度，不仅提高了塑料的强度（减小了晶面缺陷）而且提高了透明度（当球晶尺寸小于光波长时不会产生散射）。ABS的缺点与改性（1）透明性差，因为：ABS树脂的构成是AS树脂的连续相中分布橡胶粒子，这种二相不均匀的树脂与橡胶的折射率不一样在界面上折射、散射结果使其不透明。改善方法：Q橡胶粒子必须小到不引起可见光的散射程度Q用混炼的方法使聚合物透明，混炼可使树脂和橡胶的折射率在一定范围内相近。（2）耐候性差，原因：丁二烯中存在着双键，成为ABS树脂耐候性不好的根源，内双键邻接的-CH2上的H，由于光和氧发生氧化反应，使主链与主链教练。改善方法：Q将丁二烯橡胶用不含双键的其他弹性体代替（？加入抗老化和抗氧化的光稳定剂等，虽然不能从根本上解决问题，但是是通常采用的方法。NR具有良好回弹性的原因：QNR大分子本身具有较高的柔性，-。键易旋转QNR分子链侧基少且体积小，对-。键的影响小QNR为非极性物质，大分子键作用力小名词解释热固性树脂：最初的单体是液体，如加热时发生聚合反应，成形具有交联结构的固体。刚性好，耐蠕变性好，耐热性好不易变形。热塑性树脂:分子链结构是线性或带支链型，受热后可塑性和流动性好，可以反复加工成型，韧性大，脆性低，加工性能，并可