高分子材料应用题库

1、1. (1)合成纤维有那几种主要纺丝方法？简述每种纺丝方法的特点。A.熔体纺丝：将聚合直接得到的聚合物熔体或聚合物切片通过螺杆挤出机熔融成熔体以后，通过过滤、挤出到空气中凝固成型的方法，其特点是加工方法简单，流程短，纺丝速度高，产量大，成型过程中只有传热而没有传质，是一元纺丝体系。B.溶液纺丝：（1）湿法纺丝：将聚合物溶解在溶剂中，通过脱泡、过滤并挤出到凝固浴中成型的方法，是溶液纺丝的一种，通常适用于分解温度低于熔融温度的聚合物，其特点是流程长、纺速低，丝条必须在凝固浴中成型，成型过程既有传热又有传质，宜纺制短纤维，是三元纺丝体系。（2）干法纺丝：属于溶液纺丝，采用的溶剂挥发性强，挤出时将纺丝

2、溶液挤出到热空气，通过溶剂的挥发而凝固成型，特点是纺丝速度高，流程较湿法纺丝短，产量小，适于纺长丝，属于二元体系。(2)为什么不可以采用熔体纺丝的方法加工聚丙烯腈纤维？如果你想采用熔体纺丝方法加工聚丙烯腈纤维，你需要从原料上作那些改进？请说明原因。A.聚丙烯腈其热分解温度200250，熔点达320，故不能采用熔体纺丝。 粘流温度太高，且是极性聚合物，熔融粘度也很大，不利于加工。B.想熔体纺丝需加入第二单体第三单体(在聚丙烯腈大分子上引入能形成柔性链的共聚单体，通过控制共聚物的序列结构和分子质量来降低聚丙烯腈的熔点，以制造可熔融的聚丙烯腈树脂，通过非增塑熔融纺丝制得纤维)，降低其分子间较强的相互

3、作用力，从而降低其粘流温度和粘度。另外，如聚乙烯醇，分解温度低于粘流温度也不可熔融纺丝。2. （1）对比聚乙烯和聚丙烯的结构，分别阐述他们的性能和应用。答：写出聚乙烯与聚丙烯的结构式，对比两者结构上的差异。聚丙烯分子链上有一侧基，侧基的存在增加了空间位阻，使分子链的柔性降低，刚性增大，所以聚丙烯的强度、硬度、耐热性和化学稳定性比聚乙烯好，抗冲击性能和耐低温性能比聚乙烯差，所以聚丙烯比聚乙烯更适合作结构件和重型包装制品，如手柄、方向盘、风扇叶片、洗衣机外壳、电视机外壳、电话机外壳、电冰箱内衬、重包装薄膜、编织袋等。由于聚丙烯侧基的存在，使分子链上交替出现叔碳原子，叔碳原子上的氢极易受氧的进攻，导

4、致其耐氧化性和耐辐射性差，即耐老化性能差，所以聚丙烯难于用于户外制品，如遮阳棚等。由于聚丙烯侧基的存在，使分子链的距离增大，密度降低，所以聚丙烯单丝可以生产绳索和鱼网等（2）对比聚乙烯与聚丙烯的结构、性能和用途的差异（20分）。答：（1）书写出PE和PP的分子结构（4分）；（2）分子结构的差异，侧甲基的位阻效应，使得PP具有更高的T g和耐热性，因此PP可作为工程塑料使用，而PE则不能（8分）；（3）PP侧甲基的存在，使得PP耐低温性能差，冲击性能不佳；PE则具有较佳的低温性能。因此PE可用于低温环境（-40C），PP则不能（4分）；（4）PP侧甲基的存在，使其耐氧化性较PE差；具体应用时，一

5、般PP需要加入抗氧剂。（4分）3. 聚乳酸(PLA)与聚乙醇酸的降解性能的差异，阐述他们的降解机理。写出聚乳酸和聚乙醇酸的结构式，并从分子结构上解释为什么聚乳酸的水解速度小于聚乙醇酸？（提示：乳酸HO-CH(CH3)-COOH; 乙醇酸HO-CH2-COOH）降解机理为酯键的水解。乳酸较乙醇酸亲水性差，因而聚丙交酯的亲水性较聚乙交酯的亲水性要差，结晶度高吸水少而降解速度慢。4. 玻璃纤维增强环氧树脂和玻璃增强不饱和树脂的主要性能和应用领域。A.玻璃纤维增强环氧树脂：比强度高、绝热、耐烧蚀、电绝缘、抗腐蚀和成型制造方便，广泛应用于汽车、造船、建筑、化工、航空以及各种工业电气设备、文化用品等领域，

6、也是电气绝缘及印刷线路基板的良好材料。B.玻璃纤维增强不饱和树脂：加工性能好，树脂中引入引发剂和促进剂后，可以在室温下固化成型，由于其中的交联剂其稀释作用，故树脂粘度降低，可采用各种成型方法。透光性好、固化时收缩率大，耐酸、碱性稍差。可制作大型构件，采光瓦，不宜制作耐酸碱的设备及管件。5. 水性涂料和溶剂性涂料的优缺点总：与油性漆相比，水性漆的环保性能是其最大优势。水性漆中不含有苯、二甲苯等公认的有毒有害物质，同时在漆膜的柔韧度、耐候性、耐黄变性能、施工性能等方面都要优于油性漆漆，在漆膜硬度和饱满度方面与油性漆相当。水性漆最大的不足在于其不属于溶剂挥发性产品，干燥速度与温度和湿度有极大的关系，

7、因此干燥时间要略长于油性漆，这样才能大到最好的效果.溶剂性涂料1）涂膜的质量：高光泽涂料多使用溶剂型涂料来实现。2）对各种施工环境的适应性,采用溶剂型涂料，可随地点、气候的变化进行溶剂比例的控制，以获得优质涂膜。3）溶剂型涂料对树脂的选择范围较广4）清洗问题。溶剂型涂料的施工工具必须用溶剂来清洗，对人体及环境均有害。6. （1）MF、UF、NF、RO膜的名称、膜孔径的大致范围，驱动力和主要应用领域。MF微滤膜UF超 滤NF纳 滤RO反渗透孔径：0.05 3 mm跨膜压：550 psi (0.33.3 bar) 应用：淀粉、细菌、蛋白质等大分子分离孔径：0.005 0.1 mm 跨膜压：高于微滤

8、膜切割分子量：1,000 500,000应用：用于中小分子分离，如血液中的尿素、肌酐等孔径：约1nm跨膜压：高于超滤膜切割分子量：200300应用：水的软化、反渗透膜用水的预处理等。孔径：4 to 8 跨膜压：35100atm，高于超滤膜切割分子量：25150应用：脱盐、制备用于细胞培养和微电子行业的超纯水（2）在血液透析中使用的透析膜与海水淡化中使用的反渗透膜有明显区别，试将其与微滤膜和纳滤膜进行对比，比较其在膜孔径、操作条件、适用范围等方面的区别。答：一般说来，从孔径大小来看，透析膜属于超滤膜，透析的驱动力主要是膜两侧各种物质在溶液中的浓度梯度，而普通的膜分离（包括微滤、超滤、纳滤和反渗透

9、）过程驱动力均为膜两侧的压力差。再描述一下上表。(3) 请问主要有哪几种膜材料？这些膜孔径的大致范围，驱动力和主要应用领域。纤维类、合成树脂类和陶瓷类，过滤膜根据微孔孔径的大小分为微滤膜（MF）、超滤膜（UF）、纳滤膜（NF）和反渗透膜（RO）四种形式7. 运动装大多选用细旦丙纶作为里层，棉或涤纶为外层的双层织物，为什么？请给出适当的解释？“芯吸效应”是细旦纶纤维织物所特有的性能，丙纶单丝纤维芯吸效应愈细，这种芯吸透湿效应愈明显，且手感越柔软。因其不吸收水分，所以运动时汗水与汗气迅速透过丙纶里层转移到外层蒸发掉，使其干爽透气，提高了织物的舒适性和卫生性。8. （1）防弹背心的选料及原因答：需要

10、具备超高强度，超高模量及耐热性，因此选择芳香族聚酰胺(kevlar).原因：1，其中的-NH键形成氢键，使其强度增大，耐冲击性增大2，主链的苯环结构有很大的刚性，大幅度提高力学性能。3，主链结构对称性好，易结晶，提高强度，耐热性。4，kevlar质轻，密度小，便于穿着。（2）可用于制作防弹背心的合成纤维：PP纤维、PET纤维、聚丙烯腈纤维、芳香聚酰胺纤维。选芳香聚酰胺纤维，防弹背心要求纤维具有高力学强度，Kevlar纤维的拉伸强度大于3Gpa，可满足；再简述芳香聚酰胺纤维性能高的原因。上述其他纤维的力学强度还不能满足防弹背心性能要求。为什么Kevlar纤维能形成高强度高模量的纤维？为什么它只能

11、形成溶致液晶？（下图为其化学结构）9. 答：从分子结构可以看出，Kevlar分子只含有苯环和酰胺基团，整个分子为刚性棒状分子，分子间氢键作用强，因此整个分子的熔点极高，甚至大于其分解温度，因此Kevlar不可能有熔融态，当然就不能形成热致液晶。由于Kevlar分子刚性棒状分子，长径比大，在溶液中可以形成液晶。Kevlar分子链刚性，有很强的氢键相互作用，以及能在溶液中形成液晶态，在纺丝时，kevlar分子将沿纤维长轴方向取向，导致材料在纤维长轴方向强度和模量都很高，可以做防弹衣。10. 影响纤维力学性能主要因素有哪些？答：（1）分子链结构，包括分子链的规整度（无支链或少支链、无大的侧基、结构对

12、称性、结构单元的连接方式、结构单元的空间排列形式），分子量及其分布（分子量适当，分子量分布较窄）；（2）较高的内聚能或较强的分子间作用力；（3）适当的加工方式，包括适当的纺丝方法、拉伸和后处理，使最终的纤维具有良好的取向和结晶。11. 拉伸中一般纤维结构会发生什么变化？对纤维性能产生什么影响？答：A.拉伸会导致纤维无定形区的分子沿拉伸力方向取向度的增加，使折叠链段的数目减少，而伸直链段数目增加。B.拉伸也会导致结晶结构的取向，是结晶结构沿力的方向有序排列。无定形区和结晶区的取向度增加会导致纤维的总取向度的增加，表现在双折射增加。C.拉伸还会导致纤维的结晶结构的变化，一是折叠链晶体向伸直链晶体的

13、转变，二是不稳定晶格向稳定晶格的转变。一般的情况下，拉伸会使纤维的结晶度增加，但过度的拉伸也会导致纤维结晶度的降低。D.拉伸会提高纤维的力学性能，降低纤维的纤度，提高纤维的热形变温度，和降低纤维的断裂伸长。12. 按应用对塑料进行分类，每一类型的塑料给出一个代表性的例子。（10分）(1)通用塑料。主要指产量大、用途广、价格低的一类塑料。如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、酚醛塑料合称五大通用塑料.(2)工程塑料。是指那些具有突出的力学性能和耐热性，或具有优异的耐化学试剂、耐溶剂性，或在变化的环境条件下可保持良好绝缘介电性能的塑料。如聚甲醛、ABS、聚碳酸醋、聚讽、聚酸亚胺、聚苯硫醚、聚四氟乙

14、烯等几种。(3)特种塑料，又称为功能塑料，指具有某种特殊功能的塑料.如用于导电、压电、热电、导磁、感光、防辐射、光导纤维、液晶、高分子分离膜、专用于减摩、耐磨用途等的塑料。如聚氨酯泡沫塑料。13. 从分子结构出发论述聚丙烯、聚氯乙烯耐热性的特点，并讨论改进它们耐热性的方法。A.聚丙烯具有良好的耐热性，制品能在100以上温度进行消毒灭菌，在不受外力的条件下，150也不变形，聚氯乙烯耐热性较差，软化点为80，于130开始分解变色，并析出HCI。B.聚丙烯用玻璃纤维增强后机械强度与耐热性有明显的改善热稳定剂、耐热高分子共混、无机粒子、共聚、氯化、交联14. 常见的特种橡胶有哪些？指出它们各自的优点和

15、不足之处及主要用途。（10分）A.丁腈橡胶：良好的耐油性、耐磨性、耐热性；机械性能低、耐低温性差、弹性较低、电绝缘性不好、硬度大、加工困难；生产耐油胶管及阻燃输送带，密封制品、制作胶板和耐磨零件。B. 丁基橡胶，透气率低，气密性优异，耐热、耐臭氧、耐老化性能良好，其化学稳定性、电绝缘性也很好。点是硫化速度慢， 弹性、强度、粘着性较差。主要用途是制造各种车辆内胎，用于制造电线和电缆包皮、耐热传送带、蒸汽胶管等。C.硅橡胶：耐热、耐寒、耐老化性和电绝缘性能良好、加工性能好且无毒无味；机械强度差、耐油性不好且成本高；用于制造各种耐高、低温橡胶制品如高温电线、电缆绝缘层，用于食品和医疗工业。D.氟橡胶

16、：高度的化学稳定性，高耐热性、耐氧化和耐化学药品性，极好的耐天候氧化性能，优良的物理机械性能；弹性地、耐寒性差、耐辐射性差、价格高昂；用于油压系统、燃料系统和耐化学药品的密封制品以及高真空、超真空用O型密封等。E.聚氨酯橡胶：耐磨性能好、其次是弹性好、硬度高、耐油、耐溶剂。缺点是耐热老化性能差。聚氨酯橡胶在汽车、制鞋、机械工业中的应用最多。15. 阐述共轭二烯烃类橡胶的结构和性能特点，举例说明如何提高橡胶的耐热、耐油、耐紫外光及耐臭氧性能？/常见的共轭二烯类橡胶主要有哪些品种？简述它们结构、性能和主要应用。（1）顺丁橡胶： -CH2-CH=CH-CH2-简称BR。由丁二烯聚合制得的结构规整的合

17、成橡胶。与天然橡胶和丁苯橡胶相比，硫化后的顺丁橡胶的耐寒性、耐磨性和弹性特别优异，动负荷下发热少，耐老化性尚好，易与天然橡胶、氯丁橡胶或丁腈橡胶并用。特别适于制汽车轮胎和耐寒制品，还可以制造缓冲材料以及各种胶鞋、胶布、胶带和海绵胶等。异戊橡胶：-CH3-CH2-C=CH-CH2-它具有很好的弹性、耐寒性及很高的拉伸强度。在耐氧化和多次变形条件下耐切口撕裂比天然橡胶高，但加工性能如混炼、压延等比天然橡胶稍差。以其稳定的化学性质被广泛运用于轮胎制造行业之中。氯丁橡胶：抗张强度高，耐热、耐光、耐老化性能优良，耐油性能均优于天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶。具有较强的耐燃性和优异的抗延燃性，其化学稳定性较

18、高，耐水性良好。但电绝缘性能，耐寒性能较差，生胶在贮存时不稳定。用途广泛，如用来制作运输皮带和传动带， 电线、电缆的包皮材料，制造耐油胶管、垫圈以及耐化学腐蚀的设备衬里。（2）方法是加入防老剂。防老剂是能防止或抑制诸如氧、热、光、臭氧、机械应力、重金属离子等因素破坏制品性能、延长制品储存和使用寿命的配合剂。如酮胺类防老剂、对苯二胺类防老剂16. 塑料的分类方法有哪几种？塑料的主要成型方法有哪几种？（10分）（1）根据组分数目分为单一组分的塑料（聚乙烯、聚丙烯、有机玻璃）和多组分塑料（酚醛塑料、聚氯乙烯塑料）根据受热后形态性能表现的不同分为热塑性塑料（聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯）和热固性塑料（酚醛

19、树脂、氨基树脂、不饱和聚酯树脂、环氧树脂）根据塑料的使用范围分为通用塑料（聚氯乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯）和工程塑料（聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚芳酯、聚醚醚酮、聚砜）按结晶形态：结晶、无定形（2）挤出成型、注射成型、压延成型、模压成型、吹塑成型、滚塑成型、流延成型、浇铸成型、固相成型17. 什么是高分子液晶，它在材料加工中有什么意义？请举例说明。（10分）在一定条件下能以液晶形态存在的高分子。与其他高分子相比，具有液晶相所特有的分子取向序和位置序；与小分子液晶相比，又有高分子量和高分子的特性。1.按液晶的形成条件，可分为溶致性液晶、热致性液晶、压致型液晶、流致型液晶等

20、等。2.按致晶单元与高分子的连接方式，可分为主链型液晶和侧链型液晶。主链型液晶和侧链型液晶中根据致晶单元的连接方式不同又有许多种类型。3.按形成高分子液晶的单体结构，可分为两亲型和非两亲型两类。两亲型单体是指兼具亲水和亲油（亲有机溶剂）作用的分子。非两亲型单体则是一些几何形状不对称的刚性或半刚性的棒状或盘状分子。4.按分子排列的形式和有序性分：近晶型、向列型、胆甾型由于溶致液晶高分子自身熔融温度太高，不能通过加热实现液晶态，不能熔融挤出，必须使用特殊溶剂溶解使其实现液晶态，再加工，这样就限制其主要是用于制造高强度高模量纤维，如Kevlar纤维，而不是高性能塑料。而以芳香族聚酯液晶为代表的热致性

21、液晶不仅可以制成高强度纤维，还可以熔融挤出。18. 为什么水性涂料近年来得到较快的发展？(10分)水性（waterborne）涂料被定义为“配方中的挥发性物质绝大部分是水的涂料”。在水性涂料中，水的独特物理特性和其普遍存在性决定了水性涂料的使用方法以及科技开发。随着人们环保意识的不断提高和环保法规的日趋严格，水性涂料将成为21世纪世界涂料市场的主角，目前在我国也拥有巨大的市场。目前水性家具木器涂料的技术已进入成熟阶段。水性涂料是家具生产企业扩大产品线以及拓展市场的最佳选择。水性涂料既能展示家具和室内装饰木质材料的自然之美，又减少了对用户和自然环境的影响。水是一种经济型的、广泛的、可循环使用和非

22、污染型的资源。水性涂料用水代替了有机溶剂，具有绿色环保的特性。水性家具涂料的优势在于：经济实惠、毒性低、耐黄变、涂膜好和非易燃。在具备以上优良特性的同时，它最低限度地减少了有害物质从而保证无论是在涂装过程中还是在日常使用中，人和环境都能得到更好保护。19. 简述成纤聚合物的基本性质。（15分）伸直的线型大分子能沿着纤维纵轴方向有序排列，并有一定的大分子间作用力使纤维具有一定的抗张强度、延伸度和其他物理机械性能。有形成结晶的能力，使纤维具有一定的弹性和染色性等。有适当高的分子量，能得到粘度适当的熔体或一定浓度的溶液。在一定范围内，纤维的强度随成纤聚合物的平均分子量增大而增高。分子量对纤维的物理机

23、械性质、耐热性(熔点、软化点、玻璃化温度)和溶解性的影响也很大。熔点或软化点和分解温度应比纤维的使用温度高得多，并具有一定的热稳定性。20. （1）什么叫热塑性弹性体？热塑性弹性体有哪些优点和不足之处？（10分）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。优点：物理性能优越，耐拉伸性能优异，良好的电绝缘性及耐电压特性，突出的防滑性、耐磨性和耐候性能；化学性能优越，可耐一般化学品、无毒、良好的抗紫外线辐射及抗氧化性能、粘结性好；生产加工具有优势，无需硫化、适用于多种工艺，加工设备及工艺简单， 产品尺寸精度高。缺点：耐热性稍差，随着温度上升物性下降幅度大，压缩变形、弹回性、耐久性等较差

24、，价格往往高于同类橡胶。（2）请列举三种以上的热塑性弹性体名称，并简述热塑性弹性体的优缺点。热塑性反式天然橡胶、热塑性聚氨酯、热塑性硫化胶、苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物优点：可采用注塑、挤出、压延、涂布等热塑性方法进行加工，加工工艺简单，产品质量稳定性高，边角料可回收利用，产品到寿报废后可回收循环利用。缺点：耐高温及耐溶剂性能通常不如硫化橡胶。21. 试述聚苯乙烯的结构、性能和用途。写出结构式；A.无极性基团，具有良好的电绝缘性，适合做电器配件、壳体以及高频绝缘材料；吸湿性小，可用于潮湿环境。B.侧基为体积庞大的苯环，分子结构不对称，大分子链难运动，呈现刚性、脆性及差的耐低温性，常改性后用

25、于各种壳类材料、机械配件。C.无定形聚合物，透明性高，用于光学仪器；光泽性好，用于日常用品D.主链上a氢原子活泼，易被氧化产生黄变，苯基赋予其较高耐辐射性E.耐热性能不高发泡聚苯乙烯可做防震包装材料和保温隔热材料。22. 试述聚苯乙烯的性能和用途，针对聚苯乙烯性能上的主要缺点，工业上用哪些方法进行改性，并简述改性聚苯乙烯的用途。（10分）A.极微小的吸水性，优良的耐蚀性能，透明、价廉、刚性大、电绝缘性好、印刷性能好，故广泛应用于工业装饰、照明指示、电绝缘材料以及光学仪器零件、透明模型、玩具、日用品等。B.改善脆性和耐热性能，共混改性（用聚烯烃改性PS，用工程塑料改性PS，）、共聚改性（嵌段共聚

26、，接枝共聚）、无机纳米粒子改性（熔融共混，溶液共混，原位聚合）。参考：耐冲击性聚苯乙烯HIPS是通过在聚苯乙烯中添加聚丁基橡胶颗粒的办法生产的一种抗冲击的聚苯乙烯产品。这种聚苯乙烯产品会添加微米级聚丁基橡胶颗粒并通过枝接的办法把聚苯乙烯和橡胶颗粒连接在一起。当受到冲击时，裂纹扩展的尖端应力会被相对柔软的橡胶颗粒释放掉。因此裂纹的扩展受到阻碍，抗冲击性得到了提高。HIPS可注塑或挤塑成各种制品，适合家电产品外壳，电器用品、仪器仪表配件、包装容器、日用品及建筑行业等。 23. PET与PBT结构性能差异：PET为对苯二甲基乙二醇酯，PBT为对苯二甲基丁二醇酯，PET每个链段中含有两个甲基，而PBT

27、每个链段中还有四个甲基，单位长度链上PBT脂肪烃含量增加，而饱和脂肪烃具有良好的柔性，使得连段柔性增加，故PBT拉伸强度，力学强度，刚性，耐热性，热变形温度，体积，电阻率小于PET，加工性能大于PET。24. （1）饮料瓶瓶体的选材饮料瓶瓶体应具备良好的气体阻隔性，一定的力学强度。用PET。分子结构中有刚性苯撑基团，极性酯基，柔性链段，苯撑基团是刚性结构单元，阻碍分子链自由旋转，又可以与极性酯基形成大共轭体系，更增大了分子链的刚性，同时极性酯基又可以增大分子链间的引力，这些都抑制了链段的运动，从而提高PET的力学强度和气体阻隔性。（2）碳酸饮料瓶：PET、PP、PVC。碳酸饮料的包装瓶，需要有

28、以下特性：A.良好的密封性，保证饮料的密闭环境。B.安全性。能在保质期内长时间接触饮料，不产生任何降解物质或发生化学反应，不会危害饮料安全。C.耐压，一般要求能耐受6-8个大气压。D.一定的机械强度和柔韧性。E.产品透明性好，易加工，材料和加工成本较低。在三种材料中，PVC长时间接触饮料类食品会危及安全；PP的透明性相对较差；PET拥有以上诸多优点，故采用PET材料（3）碳酸饮料瓶：（a）PET (b) PP (c)PVC (d) PTFE (e) PC25. ABS各组分组成及作用：ABS由丙烯晴，丁二烯，苯乙烯聚合而成丙烯晴提供了共聚物的刚性，硬度，耐油，耐化学腐蚀性以及良好的着色性丁二烯

29、提供了共聚物的韧性，耐容性与橡胶弹性苯乙烯提供了共聚物的刚性，硬度，光泽。ABS性能：成品可成各种颜色，很高的光泽度，密度接近于水，吸水率与其他材料结合性好，易于表面印刷涂器处理，优异的力学性能冲击强度好，在低温度使用时也不会发生冲击破坏，好的耐磨性尺寸稳定性耐油性。力学性能受温度影响较大，电绝缘性好，耐候性差，紫外光降解，易燃，耐化学溶剂一般，温度升高易蠕变。ABS树脂是微黄色固体，有一定的韧性，密度约为1.041.06gcm3。它抗酸、碱、盐的腐蚀能力比较强，也可在一定程度上耐受有机溶剂溶解。ABS树脂可以在-2560的环境下表现正常，而且有很好的成型性，加工出的产品表面光洁，易于染色和电

30、镀。因此它可以被用于家电外壳、玩具等日常用品。常见的乐高积木就是ABS制品。ABS树脂可与多种树脂配混成共混物，如PCABS、ABS/PVC、PAABS、PBTABS等，产生新性能和新的应用领域，如：将ABS树脂和PMMA混合，可制造出透明ABS树脂。26. 论述ABS的性能特点及其主要的应用领域。ABS塑料在一定温度范围内具有良好的抗冲击强度和表面硬度，有较好的尺寸稳定性、一定的耐化学药品性和良好的电气绝缘性。它不透明，一般呈浅象牙色，能通过着色而制成具有高度光泽的其它任何色泽制品，电镀级的外表可进行电镀、真空镀膜等装饰。通用级ABS不透水、燃烧缓慢，燃烧时软化，火焰呈黄色、有黑烟，最后烧焦

31、、有特殊气味，但无熔融滴落，可用注射、挤塑和真空等成型方法进行加工。ABS塑料按用途不同可分为通用级(包括各种抗冲级)、阻燃级、耐热级、电镀级、透明级、结构发泡级和改性ABS等，最大应用领域是汽车、电子电器和建材。27. 聚乙烯和聚甲醛在结构上很相似，请说明，这两种材料性能差别的主要原因，以及它们在应用领域的差别。聚乙烯的分子是长链线型结构或支链结构，为典型的结晶聚合物。在固体状态下，结晶部分与无定型共存。结晶度视加工条件和原处理条件而异，一般情况下，密度高结晶度就越大。HDPE的支化低，和聚甲醛结构较为相似。每1000个碳原子的主链上只有5-7个乙基侧链，故而结晶高，密度、刚性和硬度等性能均

32、较好，但延展性较差，具有较高的使用温度，硬度、力学强度和耐化学药品性较好。低密度聚乙烯密度较低，材质最软，主要用在塑胶袋、农业用膜等。高密度聚乙烯与LDPE及LLDPE相较，有较高之耐温、耐油性、耐蒸汽渗透性及抗环境应力开裂性，此外电绝缘性和抗冲击性及耐寒性能很好，主要应用于吹塑、注塑等领域。线型低密度聚乙烯是乙烯与少量高级-烯烃在催化剂存在下聚合而成之共聚物，外观与LDPE相似，透明性较差些，惟表面光泽好，具有低温韧性、高模量、抗弯曲和耐应力开裂性，低温下抗冲击强度较佳等优点。聚甲醛又称聚氧亚甲基，分子结构式为，是一种没有侧链的高密度、高结晶性的线型聚合物。由于C-0键的键长小于C-C键，因

33、此聚甲醛链轴方向的填充密度大。与聚乙烯相比，聚甲醛的碳氧键短，内聚能密度高，密度大。聚甲醛分子链的柔顺性大，链的结构规整性高，因而结晶度高，结晶能力强。高密度和高结晶度是聚甲醛具有优良胜能的主要原因。但聚合度不高，且易受热解聚。具有类似金属的硬度、强度和钢性，被誉为“超钢”或者“赛钢”。在很宽的温度和湿度范围内都具有很好的自润滑性、良好的耐疲劳性，并富于弹性，此外它还有较好的耐化学品性。广泛应用于电子电气、机械、仪表、日用轻工、汽车、建材、农业等领域。28. 涂料的主要成分有哪些？为什么水性乳胶涂料需要加增稠剂？（10分）基料（主要成膜物质）、颜料（次要成膜物质）、挥发性物质（有机溶剂，水等）

34、、各种助剂（辅助成膜物质）。水性涂料以水作分散体，粘度小，存储过程中颜料等易沉淀，施工时涂膜不丰满，易流挂。因此加入增稠剂来调节涂料粘度，同时也有助于减缓颜料粒子的沉降，增加颜料粒子的分散性。29. 什么叫智能凝胶？pH敏感的智能凝胶分子结构上有什么特点？10分） 答：智能高分子凝胶是由交联结构的大分子和溶剂构成，大分子主链或侧链上有亲水性基团和疏水基因或有离解性基团，当凝胶受到外界刺激时，凝胶网络内链短有较大的构象变化，发生伸长或收缩，因此，凝胶系统发生相应的形变，刺激消失，形变回复。结构：带有酸性或碱性的侧基，当外界环境中PH变化时，能接受或释放质子，带上电荷以后，水性增加体积膨胀。敏感性

35、凝胶结构：拥有疏水基团。性质：在低温时，聚合物水性链段间的氢键变弱，变成凝胶。30. 下列智能凝胶随着温度升高会出现什么现象？并简要解释其原因。A）化学交联的聚（N异丙基丙稀酰胺）B）PEO-PPO嵌段聚合物答：A为化学交联的水凝胶，分子链上的N-异丙基为疏水基团，酰胺基团为亲水基团，当温度很低时，酰胺基团与水分子的亲和性（氢键）强，分子能吸收大量的水分而溶胀，凝胶处于膨胀状态；当温度升高时，亲水相互作用减弱，疏水作用增强，凝胶释放大量水分而收缩。B为亲疏水嵌段聚合物，当温度低时，PEO链段与水的相互作用增强，整个分子溶于水中，形成水溶液。升高温度时，PEO链段与水的相互作用减弱，PPO之间的

36、疏水相互作用增强，PPO之间形成胶束，当整个体系浓度交大（大于临界成胶浓度CGC），PPO胶束外的PEO亲水链将互相重叠，从而形成凝胶；如果整个体系浓度小于CGC，高温时将形成微球状胶体悬浮液。31. 聚乙交酯和聚丙交酯可以通过缩聚和开环进行聚合。两者之间有什么区别？（从反应历程、产物分子量等方面予以说明）以聚乳酸为例：开环聚合是由乳酸脱水环化制成丙交酯，经重结晶后再由丙交酯开环聚合制得，该法所得的相对分子质量较高，可达万左右，但其工艺复杂，制备过程中需要大量溶剂及试剂，因此成本相对较高，难以达到通用包装材料的要求，从而限制了聚乳酸的广泛应用。直接缩聚法是将乳酸在适当条件下通过缩聚反应直接制成

37、聚乳酸，该法具有工艺简单，生产成本低的特点，是一种极有前景的合成工艺路线，但由于直接聚合过程中小分子产物（水）的存在，使聚乳酸的分子量较低，实用价值不高32. 中空纤维膜和平板膜相比，哪种的单位膜面积大；并比较切向流动（cross flow）和死端(dead end)流动各自的特点。平板膜单位膜面积大。死端流动(dead end)，是大部分微孔过滤(MF，微滤)，包括除菌过滤所采用的过滤形式，其液体的流动方向与过滤方向一致，随着过滤的进行，过滤膜表面形成的滤饼层或凝胶层厚度逐渐增大，流速逐渐降低。当过滤介质为孔径细小的超滤膜或微滤膜时料液中固形物含量很高时，采取死端过滤方式，流速将急速降低，因

38、此死端过滤只能处理小体积的料液。对于较大规模的料液过滤时，就需要采用切向流过滤方式。切向流是指液体流动方向与过滤方向呈垂直方向的过滤形式，液体流动在过滤介质表面产生剪切力，减小了滤饼层或凝胶层的堆积，保证了稳定的过滤速度。因此且切向流过滤方式被广泛地应用于超滤(UF)和部分的微滤(MF)的处理过程。33. 比较热固性塑料与热塑性塑料在性能方面的主要区别。并且说明产生这种差别的主要原因。（10分）热塑性塑料加热时变软以至流动，冷却变硬，这种过程是可逆的，可以反复进行。热固性塑料第一次加热时可以软化流动，加热到一定温度，产生化学反应一交链固化而变硬，这种变化是不可逆的，此后，再次加热时，已不能再变

39、软流动了。原因：热塑性塑料中树脂分子链都是线型或带支链的结构，分子链之间无化学键产生，加热时软化流动冷却变硬的过程是物理变化。热固性塑料的树脂固化前是线型或带支链的，固化后分子链之间形成化学键，成为三度的网状结构，不仅不能再熔触，在溶剂中也不能溶解。34. 纺丝方法与聚合物的性能有关，给定一种聚合物，如何判断用什么方法纺丝。（15分）根据聚合物的热性能决定改聚合物是否采用熔法纺丝和溶液纺丝，根据聚合物的溶解情况，是否选用湿法或干法纺丝。纺丝方法与成纤聚合物的热性能和流变性能有关，分解温度大于熔点30以上、分解温度与熔点接近在熔融的同时分解，不能用熔融纺丝，而用湿法纺丝。35. 请给出水性乳胶涂

40、料的主要成分并解释各组分的作用？（10分） A.成膜物质：也称粘结剂，大部分为有机高分子化合物如是构成油漆的主体，决定着漆膜的性能。如果没有成膜物质，单纯颜料和辅助材料不能形成漆膜。B.次要成膜物质：包括各种颜料、体质颜料、防锈颜料。C.颜料：为漆膜提供色彩和遮盖力，提高油漆的保护性能和装饰效果，耐候性好的颜料可提高油漆的使用寿命。体质颜料可以增加漆膜的厚度，利用其本身“片状，针状”结构的性能，通过颜料的堆积叠复，形成鱼鳞状的漆膜，提高漆膜的使用寿命，提高防水性和防锈效果。防锈颜料通过其本身物理和化学 防锈作用，防止物体表面被大气、化学物质腐蚀，金属表面被锈蚀。D.辅助成膜物质：包括各种助剂，

41、溶剂。各种助剂在油漆的生产过程、贮存过程、使用过程、以及漆膜的形成过程起到非常重要的作用。水性涂料都采用增稠剂，为系统提供理想的流变性能。溶剂，水，主要稀释成膜物质而形成粘稠液体，以便于生产和施工。36. 下列那些是智能凝胶的必须有的特征？为什么？ 化学交联；高含水量；刺激-应答性；聚合物网络 （10分）智能凝胶：能随溶剂组成、温度、pH 值、光、电场强度等外界环境产生变化，体积发生突变或某些物理性能变化的凝胶。可引起响应的刺激有：溶剂组成、温度、pH 值、光、电场等 体积相转变：高分子凝胶受到外界环境条件（如溶剂组成、温度、pH 值、光、电场等）刺 激后，其体积会发生变化，在某种情况下会发生

42、非连续的体积收缩，而且是可逆的。37.试述聚甲基丙烯酸甲酯的结构、性能和用途。（10分）-CH2C(CH3)(COOCH3)n-透明度优良，有突出的耐老化性；它的比重不到普通玻璃的一半，抗碎裂能力却高出几倍；它有良好的绝缘性和机械强度；对酸、碱、盐有较强的耐腐蚀性能；且又易加工；可进行粘接、锯、刨、钻、刻、磨、丝网印刷、喷砂等手工和机械加工，加热后可弯曲压模成各种亚克力制品。广泛用于制造光学仪器、 文具及日用品、灯具、各种容器及其它装饰品等38.不饱和聚酯是一种常用的热固性高分子材料，其性能随着组成的不同，变化幅度非常大。请简单叙述不饱和聚酯中各种组分对力学性能的影响。（10分）不饱和聚酯性能

43、的多变性取决于合成不饱和聚酯所采用的二元酸的类型、二元醇的类型和交联单体的种类以及配比等。合成不饱和聚酯时，加入饱和二元酸来调节双键的密度，增加树脂的韧性和柔顺性，改善其在乙烯单体中的相容性；加入一元醇用作分子链长控制剂，加入多元醇得到的聚酯有支链结构，其具有高软化点；有时在苯乙烯固化体系中加入部分甲基丙烯酸甲酯改进不饱和聚酯树脂的耐候性以及是固化树脂与玻璃纤维有相近的折射率。39.（1）在很多情况下，疏水的聚砜膜分离蛋白溶液时，容易造成明显的蛋白吸附污染。为防止膜污染，请从膜表面处理、使用条件、使用方法等方面提出改进措施。对膜进行表面处理，改善其亲水性或疏水性；对流体进行预处理，搭配好膜孔径

44、和截留分子量；选择合适的压力与料液流速，以保证得到最佳透水率的同时避免凝胶层的形成，采用切向流动。（2）高分子分离膜在使用过程中，由于各种原因造成的膜孔堵塞被称为膜的污染，为了减少使用过程中的膜污染，请从膜材料和结构的选择、过滤方式、预处理等角度提出改进方法。答：（1）膜材料的选择：多数污染的因素为疏水性，可考虑采用亲水性的膜材料，或者对疏水性的膜表面进行改性。（2）膜结构上，尽量采用非对称型结构，而不是对称结构，可以减少污染。（3）过滤方式上，尽量采用切向流动的方式，防止死端流动造成的固态物质淤积，从而形成膜孔堵塞。（4）尽量对欲过滤的液体进行预处理，最大限度地去除其中的污染物质，可以减少膜

45、的负担。（5）此外，还可以考虑操作条件等因素，包括考虑流速与压力的最佳结合点，反向冲洗等因素。还可以考虑与其它分离净化过程联动。40.从结构、性能和应用角度出发，选择一种适合做精密齿轮的高分子材料。 答：作为精密齿轮的性能要求：（1）高尺寸稳定性，（2）由于齿轮在长期的动载荷条件下工作，要求材料具有良好的力学性能，包括刚性，韧性和耐磨性能和耐疲劳性能。从这些性能来看，要求材料可能应该具有以下几个方面的结构特点：（1）分子链的高刚性或者强极性：这种结构能够赋予材料良好的物理力学性能，也使得这些材料具有良好的尺寸稳定性；（2）分子链间具有强的氢键作用或者偶极相互作用，使材料具有良好的耐磨性；或者要

46、求材料具有高的结晶度。可选用材料：聚甲醛，浇铸尼龙，聚碳酸酯或者其他高性能工程塑料，如：PPS，PEEK等41.简述酚醛塑料的主要性能特点和 应用领域。醛塑料的主要性能特点表现为以下几个方面：（1）优良的力学性能，尤其是强度和模量都比较高；（2）优良的电器绝缘性能；（3）韧性很低；（4）难燃；（5）耐化学腐蚀；酚醛塑料的主要应用领域：（1）电器绝缘材料；（2）厨房用具和电器手柄；（3）轴承和华东阀门等；（4）电磁、X射线防护及微波炉配件；（5）发动机风扇、洗衣机波轮等。42.常用的胶粘剂包括反应型、溶剂型和热熔型等，其在粘接材料时，粘接过程可大致分为两步，请加以简要描述。答：粘结过程主要包括两

47、个步骤：（1）粘合剂对被粘接物质表面的润湿，良好的粘合剂必须对表面具有很好的相容性，才能充分润湿材料表面。（2）粘合剂的固化。不同的粘合剂通过各种方式固化。具体表现为：溶剂型粘合剂发生溶剂挥发，热熔型粘合剂发生冷却，而交联型粘合剂则发生化学交联。固化后才真正具有粘接效果。43.为什么非极性的聚乙烯、聚丙烯等塑料很难粘接？可以从哪些方面考虑提高其可粘接性？答：因为聚乙烯聚丙烯为非极性材料，材料表面能相对较低，粘合剂很难湿润；同时由于分子极性低，与粘合剂分子的相互作用就弱。因此这类塑料难粘结。方法主要是提高材料表面的亲水性，增加极性，比如表面快速火焰氧化，电晕氧化，等离子改性，强酸氧化处理等。44

48、.涂料的四个主要成分是什么？简述它们的作用？答：涂料的四个组成成分为成膜物质，溶剂，颜料和填料。（1）成膜物质为聚合物，为涂膜的主要成分，也是一个必备组分，成膜物质起成膜和粘结涂料各组分的作用。(2)溶剂起调节涂料粘度的作用，便于涂料的施工。(3)颜料起遮盖提供颜色的作用，颜料的细度会影响光泽。(4)填料的种类很多，包括固化剂，消泡剂，增稠剂等，可以调节涂料的固化，消除泡沫，调节粘度等作用。45.主要粘结剂种类及性能：答：环氧树脂粘胶剂：对于大部分材料都有良好的粘合能力，可以在室温和升温下使用，并且可以在无挥发性溶剂组分下固化，能承受高剪切力，有很好的尺寸稳定性。酚醛树脂胶黏剂：用于木材，木质

49、胶合板，泡沫塑料等，粘结力强，耐高温，性脆，剥离强度差。丙烯酸类胶黏剂：透明性好，固化快，使用方便。46.为什么三种胶黏剂有良好的粘合力？答：其中的环氧基，-OH,-COOH,是极性基团，使得高分子表面张力降低，有很好的表面相容性，能较好的浸润粘性物质表面，易于粘结，加入固化剂时，由于化学反应生成交联体型结构，从而产生交联作用。47.与塑料相比，橡胶分子结构上有什么特征？是否所有橡胶都是热固性材料？为什么？答：(1)橡胶分子不能结晶或者结晶度或熔点很低，塑料可以为结晶或非晶聚合物；橡胶分子很柔顺或玻璃化温度很低，塑料玻璃化温度高或者熔点高于使用温度；橡胶分子链需要交联（化学交联或物理交联），塑

50、料可以为热塑性或热固性高分子。(2)不是所有的橡胶都为热固性材料，热塑性弹性体即为热塑性材料，如SBS，聚氨酯弹性体等都为热塑性弹性体。48.聚乙烯和聚丙烯为通用塑料，但它们的共聚物却可以成为橡胶，为什么？答：聚乙烯和聚丙烯主链由碳碳单键构成，分子链较为柔顺，其玻璃化温度低于室温。但它们都是结晶聚合物，熔点较高，因此常温下他们都表现出塑料的特性，类似于玻璃态的聚合物。当二者共聚以后，二者在分子链上无规分布，打乱了分子链的有序结构，因此不能够结晶。而共聚物碳碳链的柔性就表现出来了，常温下聚合物处于橡胶态。因此聚乙烯和聚丙烯的共聚物经过适当的交联就可以成为很好的橡胶。49.下列的哪一种材料最适合制

51、造汽车的外胎：a、天然橡胶 b、SBS c、丁基橡胶 d、丁腈橡胶选a。汽车外胎要求橡胶具有良好的弹性，良好的附着力，良好的耐磨性。天然橡胶弹性优良，综合性能好，是汽车轮胎的必备组分；SBS是热塑性弹性体，回弹性和耐蠕变比热固性橡胶差；丁基橡胶弹性较差，气密性好，一般用作内胎；丁腈胶弹性比天然橡胶差，一般作为耐油橡胶。因此，其它三种胶都不适合做汽车外胎。50.为什么SBS能成为热塑性弹体？答：PS嵌段构成了苯乙烯相区，此相区对PB嵌段起着物理交联点的作用，从而使整个体系形成弹性链网络，因而SBS具有高弹性，同时苯乙烯在SBS相区起着增强作用，使其具有较高的强度，一旦苯乙烯相区被破坏则物理交联弹

52、性网络也被破坏，因而升高到较高温度可以发生流动，表现出热塑性。丁二烯橡胶嵌段的柔性增加了韧性。51.对比SBS与SBR结构的不同及其在应用方面的区别。（1）SBS的分子结构为线型三嵌段共聚物，两端是玻璃化温度较高的聚苯乙烯，中间是玻璃化温度较低的聚丁二烯。常温下苯乙烯端基处于玻璃态，而丁二烯链段处于高弹态。由于聚苯乙烯与聚丁二烯的溶度参数差异较大，两种链段在很宽的温度范围内都会相互分离，形成独立的相态。常规的SBS聚合物中苯乙烯含量少于丁二烯，因此形成分散的苯乙烯微粒被包围在连续的聚丁二烯相中的海-岛结构，据苯乙烯相形成物理交联点，为聚合物提供机械强度。SBS在常温下表现为类似橡胶的弹性，温度

53、超过聚苯乙烯的玻璃化温度后可以流动，因而具有热塑性，因此被称为热塑性弹性体。广泛用于制鞋业、沥青改性、粘合剂工业、高聚物改性等。（2）SBR（丁苯橡胶）是1,3-丁二烯和苯乙烯的无规共聚物。其中苯乙烯的质量百分比为23.5%25%，是一种合成橡胶，是最大的通用合成橡胶品种，其物理机构性能，加工性能及制品的使用性能接近于天然橡胶，有些性能如耐磨、耐热、耐老化及硫化速度较天然橡胶更为优良，可与天然橡胶及多种合成橡胶并用，广泛用于轮胎业、鞋业、布业及输送带行业等。53.请比较天然橡胶、丁苯橡胶和聚丁二烯三种橡胶材料在结构、性质和应用方面的特点（1）天然橡胶：天然橡胶是一种以聚异戊二烯为主要成分的天然

54、高分子化合物，分子式是（C5H8）n，其成分中91%94%是橡胶烃（聚异戊二烯），其余为蛋白质、脂肪酸、灰分、糖类等非橡胶物质。优良的回弹性、绝缘性、隔水性及可塑性等特性，并且，经过适当处理后还具有耐油、耐酸、耐碱、耐热、耐寒、耐压、耐磨等宝贵性质，广泛地运用于工业、农业、国防、交通、运输、机械制造、医药卫生领域和日常生活等方面。（3）聚丁二烯：-CH2-CH=CH-CH2-简称BR。由丁二烯聚合制得的结构规整的合成橡胶。与天然橡胶和丁苯橡胶相比，硫化后的顺丁橡胶的耐寒性、耐磨性和弹性特别优异，动负荷下发热少，耐老化性尚好，易与天然橡胶、氯丁橡胶或丁腈橡胶并用。特别适于制汽车轮胎和耐寒制品，还

55、可以制造缓冲材料以及各种胶鞋、胶布、胶带和海绵胶等。54.简述聚氯乙烯的性能及加工特点（1）性能抗压强度和表面硬度高，刚性好；延伸率小；化学稳定性好；耐热性和热稳定性差(2)加工特点1、无定形料，吸湿性小，流动性差，为了提高流动性，防止发生气泡，宜事先干燥。2、极易分解，特别是在高温下与钢、铜接触更易分解（分解温度200度），加工过程中必须进行稳定化。3、成型温度范围小，必须严格控制料温。55.为什么环氧树脂的粘接性能好环氧树脂的分子链上含有环氧基和仲羟基，是极性基团，使得高分子表面张力降低，有很好的表面相容性，能较好的浸润粘性物质表面，易于粘结，加入固化剂时，由于化学反应生成交联体型结构，从

56、而产生交联作用。56.（1）举例说明热塑性弹性体的弹性原理.、以SBS为例，该聚合物链有聚丁二烯链段（软段）和聚苯乙烯链段（硬段）构成。聚苯乙烯链段向作用力形成物理“交联”，聚丁二烯链段是具有较大旋转能力的高弹性链段。软段以适当的次序排列并以适当的方式连接，硬段的物理交联可逆，即可在高温下失去约束大分子的能力呈现塑性，降至常温时这些“交联”又恢复，而起类似硫化橡胶交联的作用。（2）举例说明，热塑性弹性体的高分子材料应具有什么样的结构，并说明他们的主要应用领域。答： 热塑性弹性体是指常温下表现出弹性，加热时具有热塑性、能塑化成型的高分子材料（2分）。常见的热塑性弹性体很多，包括SBS、聚氨酯等（

57、1分）。热塑性弹性体一般由热力学上不相容的两相嵌段而成：一种嵌段称为软段，使用温度高于其玻璃化转变温度，表现为流动相，贡献链的柔性（2分）；一种称为硬段，使用温度不高于其玻璃化转变温度，表现为固相或结晶相（2分）。室温下，两相虽不相容，但又存在相互作用（2分）。硬段的分子链间的作用力形成物理“交联”，而这种物理“交联”是可逆的，在高温下消失，显示出塑性；恢复到常温时，物理“交联”又回复（2分）。故其表现出热塑性弹性体的特性。以SBS为例，它是以苯乙烯和丁二烯以阴离子聚合方式得到的三嵌段共聚物，最常见的是线性结构的SBS（2分）。室温下，聚苯乙烯嵌段和聚丁二醇嵌段热力学不相容，形成两相体系。聚丁二烯聚集在一起，表现为软段；聚苯乙烯也聚集在一起，形成硬段。表现出热塑性弹性体的特性（2分）。【也可举其它例子，酌情给分】57.简述热固性和热塑性塑料在加工上有什么区别？为什么？加工成型方法有所不同。热塑性塑料的主要成型加工方法是挤出、注射、压延、吹塑；热固性塑料主要采用模压、注塑及传递模塑的方法。因为两者受热后的表现不同，热塑性塑料受热后软化，冷却后又变硬，这种软化和变硬可重复、循环，因此可以反复成型；热固性塑料是由单体直接形成网状聚合物或通