高分子材料考试

绪论塑料的定义？塑料是以合成树脂为主要成分,在一定条件下可塑成一定形状并在常温下保持其形状的材料。通用塑料、工程塑料的定义？通用塑料：产量大、用途广、价格低、加工易的塑料。工程塑料：较高力学性能、较宽的温度范围、较苛刻的环境条件并能长期使用、能替代金属制造机械零件和工程构件的塑料。塑料的优点及不足？优点：1、质轻2、电气绝缘性好3、力学强度范围宽4、优良的防腐性5、隔热性能好6、成型加工性能好不足：1、使用温度不宽、耐热性低。2、 强度、刚性较低。3、 热膨胀系数较大，导热系数小。4、 不易加工成型精密尺寸的制品，易产生蠕变、冷流、疲劳、结晶。阻隔性材料应具有什么结构特性？聚乙烯总结LDPE、HDPE和LLDPE结构性能区别。LDPE主链上存在大量长支链和短支链；HDPE主链含少量短支链；LLDPE主链上存在大量短支链（与LDPE相当）。由于支链的存在及支化程度的不同，导致性能上的差异。支链的存在影响分子链的反复折叠和紧密堆砌，导致密度降低，结晶度减小，熔点，强度，拉伸模量降低。从微观结构因素分析，为什么交联PE的力学性能有大幅度的提高。PE力学性能低主要是由于分子间作用低，而交联的PE只要是用化学（过氧化物交联或硅烷交联）或辐射方法通过交联，形成网状结构的热固性塑料，分布越集中，分子间作用力提高，使密度增大，相对分子量变大，支化变少，从而抗冲击，抗蠕动抗应力好。从LLDPE的分子结构特征分析为什么LLDPE的耐环境应力开裂性能要高于HDPE和LDPE。所谓环境应力开裂（ESC）是指材料在环境因素和应力因素协同作用下发生开裂的情况。影响聚乙烯耐环境应力开裂（ESCR）性能的因素很多，主要有：分子量及其分布，密度和结晶度，分子链结构。①分子量及其分布。一般认为PE的分子量越大（熔体流动速率越小），分子链越长，晶片间系带分子数越多，ESCR性越好。②密度和结晶度。PE密度越大，结晶度越高，晶片间的系带分子数愈少，将导致ESCR性能下降。另一方面,结晶度愈高,晶粒间结合的密度大,环境介质不易渗透到无定形区而使系带分子不易解缠和松弛,有利于ESCR性能的提高。③分子链结构。增加链的支化度也可以提高PE的耐开裂性能。当PE分子带有支链时能大大提高PE的ESCR性能。氯化聚乙烯、乙烯共聚物的结构性能特点，英文缩写。氯化聚乙烯（CPE）-高密度聚乙烯或低密度聚乙烯中仲碳原子上的氢原子被氯原子部分取代的一种无规聚合物。常用含氯量30%—40%。氯化聚乙烯分子链含侧氯原子且无规分布，破坏了分子链的对称性，结晶度降低，材料变软，类似橡胶的弹性。氯含量增加，弹性降低。氯化聚乙烯具有优良的冲击性能、阻燃性能、耐热性能（长时间使用温度达耐候性、耐油性、耐臭氧老化性好，耐磨性高，电绝缘性好。乙烯-乙酸乙烯共聚物（EVA）共聚物的性能与乙酸乙烯脂的含量有很大关系：当乙酸乙烯脂的含量增加时，共聚物的回弹性、柔韧性、粘合性、透明性、耐应力开裂、冲击性能都会提高；当降低乙酸乙烯脂的含量时，共聚物的刚性、耐磨性、电绝缘性会增加。侧链极性的乙酸乙烯脂提高了共聚物在溶剂中的溶解度，时期耐化学药品性变差。LLDPE的流变性能如何？流变学特征为剪切变硬、拉伸变软。聚乙烯高压聚合与低压聚合的反应原理、反应产物的结构特点。LDPE—高压聚乙烯一自由基机理一本体聚合HDPE—低压或中压一离子型机理一溶液聚合LLDPE—低压或中压一离子型机理一溶液聚合提高耐环境应力的方法（1） 提高分子量；（2） 减少分子量分布；（3）交联；（4）结晶度降低；聚丙烯什么是PP的等规度？PP中等规聚合物所占的重量百分比。请分析为什么PP大球晶（需要自查文献）会对性能造成不利的影响，如何避免？因为球晶边界是连接最弱的区域，而PP球晶结构为大球晶，球晶之间有明显的界面，在界面处易产生应力集中，会减弱断裂伸长、韧性、抗冲击性、刚性、弹性模量、拉伸强度等性能。大球晶的直径远大于可见光波长，且晶区与非晶区的折射率相差较大，导致产生表面光的散射，导致透明性下降。可以采用降低熔体温度，缩短熔融时间；中等降温速度；增大加工剪切应力；加入成核剂等方法避免大球晶的产生以改善PP的性能。分析PP结构特征，PP的结构与性能的关系？PP改性的方法有那些？各种方法对PP性能的影响么？1、 共聚改性，例如与乙烯共聚可以得到无规共聚物和嵌段共聚物；可以增韧、提高耐寒性；但强度和耐热性降低。2、 共混改性，例如PP与HDPE共混，PP与EPR和TPE共混，可以增韧、提高耐寒性；但强度和耐热性降低；与聚酰胺共混，可以增韧、提高耐热、耐磨和强度。3、 填充改性，例如粉末状矿物填料填充PP，可以提高耐热性、刚度、硬度；降低收缩和热膨胀。4、 增强改性，例如用玻璃纤维增强PP，可以大幅度提高耐热性、刚度、硬度；降低收缩和热膨胀。为何PP容易氧化降解，请查阅资料，简要阐述其机理。分析PP与PE性能的相同点和异同点相似性：因PP和PE的结构相似，和PE一样，PP分子中无极性基因，虽电性能好，溶胀性能相似，但印刷性差。异同性：（1） 由于PP主链碳原子上交替存在甲基，从而使主链显得僵硬些，熔融温度升高；同时破坏分子对称性，熔融温度下降。两者抵消的结果是，最规整的PP比最规整的PE高50°C。（2） 侧甲基的存在，分子链刚性大，强度及耐热性高（3） 侧甲基的存在，使叔碳原子活化，对氧敏感，耐氧化性差；（4） 链柔曲性差（0〜10C就要脆折）。为什么PP为工程化的通用材料具有较高的耐热性，玻纤增强后的强度较高。聚氯乙烯简要分析一下为什么高分子量的PVC（小牌号）适合用作软质PVC;而低分子量（大牌号）的PVC适合用作硬质PVC?答：在合成PVC时，主要是通过控制聚合反应的温度来控制PVC的分子量。在较低聚合反应温度下生产的PVC，分子量高，结晶度高，颗粒为疏松型。在较高聚合反应温度下生产的PVC，分子量低，结晶度低，颗粒为紧密型。从性能来讲，软质PVC中由于添加了大量的增塑剂（含量超过40％）已使其玻璃化转变温度低于室温，是一种弹性材料。采用高分子量的PVC来制备，由其结晶度较高，可以提供较多的物理交联点，有利于获得较好的力学性能。从加工角度来件，高分子量PVC多为疏松型颗粒，利于大量吸收增塑剂，适合用来制备软质PVC制品。而低分子量的PVC多为紧密型颗粒，吸收增塑剂能力低，适合用来制造添加增塑剂量很少的PVC硬制品。简要分析PVC结构特征及结构与性能的关系？PVC热不稳定性的原因？（1） 大分子末端双键，往往是放出HCl的首要地点（2） 支链的存在（3） 烯丙基氯原子聚苯乙烯比较PE、PP、PVC和PS四种树脂的分子结构特征及聚集态特征的异同。根据它们微观结构特征的异同分析比较、它们性能特点上的异同。性能特点包括：（1）拉伸强度；（2）抗冲击性能；（3）耐热性（抗热变形能力）；⑷透明性；（5）绝缘性；（6）耐溶剂和化学药品性；（7）阻燃性。PE结构单元对称，结构规整，分子链柔顺且有一定支化。在使用温度下，PE聚集态由大量结晶相和少量无定形结构组成。聚丙烯结构简单，与聚乙烯相比，主链上多了重复侧甲基，因此有三种不同的立体构型（等规，间规，无规PP）o等规PP常温下是大量结晶和少量无定形结构共存。间规PP，无规PP结晶度下降，力学性能也变差。PVC结构和PP类似，甲基变成了氯原子，稳定性变差，受热或辐射易分解放出HCl。PVC主链以头尾结构为主，常温下是含少量结晶结构的无定形聚合物°PS主链含大量刚性的苯环，有较大的空间位阻，分子链柔性较差，是一种线性无规高分子，是完全无定形的聚合物。（1）拉伸强度：硬质PVC~PS〉PP〉PE（硬质PVC的拉伸强度与PS相近）（2）抗冲击性能：PE和软质PVC抗冲击性能都较好，聚丙烯和聚苯乙烯冲击强度较低（3）耐热性（抗热变形能力）：PP耐热性最好，PE，PVC，PS耐热性较差（4）热稳定性：PVC受热易分解，热稳定性差，其他稳定性较好（5）透明性：PVC,PS透明性较好，PE通常为半透明或不透明，PP为白色蜡状固体（6）绝缘性：四种塑料绝缘性都较好，PP高频绝缘性好，PVC中低频绝缘性好（7）耐溶剂和化学药品性：PE,PP耐溶剂和化学药品性能优异；PVC与PS耐酸碱性相近，都不耐氧化性酸。PVC不耐极性溶剂，PS不耐非极性溶剂。（8）阻燃性：PVC由于含卤素原子具有较好的阻燃性，其他三种塑料都易燃。简要分析PS结构特征及结构与性能的关系？PS脆性的原因？ABSABS是什么，它的三个部分各有什么功能？ABS是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯的三元共聚物，丙烯腈使聚合物耐化学腐蚀且具有一定表面强度；丁二烯使聚合物呈现橡胶状韧性；苯乙烯使聚合物显现热塑性塑料的加工特性，即好的流动性。影响ABS性能的因素？树脂相的组成、橡胶相的组成及比例、橡胶与树脂界面的相容性以及接枝率等因素都会影响树脂的性能。影响HIPS性能的因素？ABS透明性的改进方法？A、 用混炼的方法使聚合物透明。混练可使树脂和橡胶的折射率在一定范围内相近。B、 或者使橡胶粒子必须小到不引起可见光散射的程度。ABS耐候性的改进方法？A、 将丁二烯橡胶用不含双键的其他弹性体代替。B、 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，是通常采用的方法。ABS耐热性的改进方法？主要手段就是导入刚性分子，提高主链刚性、减弱对称性，增加侧链位阻。氟塑料请从分子结构角度分析PTFE为什么具有耐高低温、耐腐蚀和不黏附的特点？为什么各项力学性能很低？答：PTFE的C-F键的键能高（487kJ/mol,C—C键的键能为387kJ/mol），F原子的半径是0.064nm，而C一C键的键长是0.136nm，通过螺旋形构象形成的F原子“筒状外壳”严密的屏蔽了分子骨架碳原子。F原子的范德华半径0.135nm,在PTFE中两个F原子的距离是0.27nm，因此PTFE螺旋形构象链的刚性很强，难弯曲。PTFE的分子量高,且几乎无支链,具有极高的化学稳定性,可以耐高低温、耐腐蚀和不粘附。PTFE是非极性聚合物，分子间或与其他分子间的物理吸引作用力很小，PTFE螺旋形构象链的刚性很强，难弯曲，大分子间的缠结难发生，导致力学性能不高。PTFE改性品种？当通过破坏PTFE分子结构的规整性提高其加工流动性后，其抗“冷流性”将如何变化，为什么？答：抗“冷流性”会提高。因为当分子结构的规整性被破坏后，其规整性下降，大分子缠结增加，导致“冷流性”减弱。简要分析PTFE结构特征及结构与性能的关系？聚四氟乙烯称为“塑料王”的原因？优异的耐化学腐蚀和老化性能。聚酰胺尼龙结构与性能的关系。查阅文献了解什么是浇铸尼龙、其英文缩写及含意是什么，与一般尼龙相比其特点是什么？浇铸尼龙-又称单体浇铸尼龙或MC尼龙(MomomerCastingNylon)，指在常压下将熔融的以内酰胺单体用强碱性物质作催化剂，与助催化剂等助剂一起，经真空脱水后直接注入到已预热至一定温度的模具中，物料在模具中发生快速聚合反应凝固成的固体胚料。浇铸尼龙作为一种工程塑料,具有质量轻，运转时噪音小，机械性能好，回弹性好，耐磨性好，自润滑等特点。影响尼龙吸水率的主要因素是什么？为什么尼龙吸水后、力学性能会发生显著的变化？影响尼龙吸水率的主要因素是分子链中酰胺键的含量，即CH2/CONH的比值。尼龙因含有大量极性的酰胺键而具有吸水性，水分及其含量对尼龙力学性能有很大影响。水分子进入尼龙分子间，降低了分子间作用力，使链段活动能力增强；同时水分子能与酰胺键结合形成氢键，取代原来分子链间氢键，减小了分子链间氢键密度，使尼龙力学性能下降。芳香族聚酰胺具有高强度、高模量及耐高温的原因芳香族聚酰胺分子中苯环与酰胺键交替排列，苯环自身具有刚性，与酰胺基团又存在共轭作用，并且酰胺基团上的氢能够与另一个分子酰胺基团羰基上的氧结合形成氢键。氢键的形成使得聚酰胺的结构易发生结晶化，而且分子间的氢键作用力较大，所以聚酰胺具有高强度、高模量及耐高温的优异性能。透明聚酰胺的原理是什么？透明聚酰胺是聚酰胺的一个新品种，通常的聚酰胺是结晶型聚合物，而透明聚酰胺几乎无结晶或结晶速度非常慢。通常采用向分子链中引入侧基的办法来破坏分子链的规整性，抑制晶体的形成，从而获得透明聚酰胺。常见的透明聚酰胺有聚对苯二甲酰三甲基己二胺。聚甲醛（POM）POM的主要性能、共混改性和加工特性。分析均聚和共聚聚甲醛分子结构组成与其性能的差异。均聚甲醛的大分子是由 键连续构成的，而共聚甲醛则在若干键主链上分布有少量的键，而 较 键稳定，在发生降解的过程中， 键可能成为终止点，所以，共聚甲醛的耐热稳定性和耐化学稳定性好，成型加工温度范围更宽；而均聚甲醛的密度和力学强度更高。聚碳酸酯（PC）聚碳酸酯的定义及分类？是分子主链中含有 基团的线性聚合物分析比较造成PE、PS和PC容易发生应力开裂原因的异同点。答：相同点：在外界环境作用下，在材料加工过程中有残余应力存在，使材料在远远低于屈服应力时就发生开裂。不同点：PE中大量结晶相和少量无定形结构并存，晶区与非晶区间接触薄弱，容易产生应力开裂。PS是因为分子链容易取向，但在制品冷却定型时，