高分子材料改性书中部分思考题参考答案
(完整版)高分子材料成型加工唐颂超第三版第2-10章课后习题答案解析(仅供参考)
1.高分子材料中加入添加剂的目的是什么?添加剂可分为哪些主要类型? ① 满足性能上的要求 ② 满足成型加工上的要求 ③ 满足经济上的要求 添加剂可分为稳定剂、增塑剂、润滑剂、交联剂、填充剂等
2. 什么是热稳定剂?热稳定剂可分为哪些主要类型?其中那些品种可用于食品和医药包装 材料 热稳定剂是一类能防止或减少聚合物在加工使用过程中受热而发生降解或交联,延长复合材 料使用寿命的添加剂。可分为铅盐类、金属皂类、有机锡类、有机锑类、有机辅助、复合 稳定剂和稀土类稳定剂。 食药包装:有机锡类、有机锑类、复合稳定剂和稀土类稳定剂。 3.什么是热稳定剂?哪一类聚合物在成型加工中须使用热稳定剂?对于加有较多增塑剂和 不加增塑剂的两种塑料配方,如何考虑热稳定剂的加入量?请阐明理由。 热稳定剂是指在加工塑料制品时为防止加工时的热降解或者防止制品在长期使用过程中老
滑移越困难,聚合物流动时非牛顿性越强。聚合物分子链刚性增加,分子间作用力愈大, 粘度对剪切速率的敏感性减小,但粘度对温度的敏感性增加,提高这类聚合物的加工温度 可有效改善其流动性。
聚合物分子中支链结构的存在对粘度也有很大的影响。具有短支链的聚合物的粘度低于 具有相同相对分子质量的直链聚合物的粘度;支链长度增加,粘度随之上升,支链长度增 加到一定值,粘度急剧增高。在相对分子质量相同的条件下,支链越多,越短,流动时的 空间位阻越小,粘度越低,越容易流动。较多的长支
晶态聚合物:(1)若聚合物的分子量较小,Tm>Tf,则聚合物达到熔点时已进入粘流态, 则熔融加工温度范围即为 Tm~Td(热分解温度);若聚合物的分子量较大,分子链相互作 用力较大,当晶区熔融时,分子链还需要吸收更多能量克服分子间作用力,才能产生运动, 因此聚合物的 Tm<Tf,则熔融加工温度范围为 Tf~Td。 非晶态聚合物:熔融加工温度范围为 Tf~Td。 比较结晶聚合物和非晶聚合物耐热性的好坏必须在两者化学结构相似的前提下。在两者化 学结构相似时,结晶聚合物由于晶区分子链排列较为规整,聚合物由固态变为熔融状态时, 需要先吸收热量使晶区变为非晶区,然后再进入粘流态,非晶态聚合物由于分子链刚性较 大,链柔顺性较差或者规整度较低,因此结晶聚合物比非晶态聚合物能够耐更高的温度, 作为材料使用时,其耐热性更好些。如结晶的等规聚苯乙烯的耐热性比非晶的无规聚苯乙 烯高 4. 为什么聚合物的结晶温度范围是 Tg~Tm? 答:T>Tm 分子热运动自由能大于内能,难以形成有序结构 T<Tg 大分子链段运动被冻结,不能发生分子重排和形成结晶结构 5. 什么是结晶度?结晶度的大小对聚合物性能有哪些影响 1)力学性能 结晶使塑料变脆(耐冲击强度下降),韧性较强,延展性较差。 2)光学性能 结晶使塑料不透明,因为晶区与非晶区的界面会发生光散射。减小球晶尺寸 到一定程式度,不仅提高了塑料的强度(减小了晶间缺陷)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)。 3)热性能 结晶性塑料在温度升高时不出现高弹态,温度升高至熔融温度 TM 时,呈现粘 流态。因此结晶性塑料的使用温度从 Tg (玻璃化温度)提高到 TM(熔融温度)。 4)耐溶剂性,渗透性等得到提高,因为结晶分排列更加紧密。 6.何谓聚合物的二次结晶和后结晶? 二次结晶:指一次结晶后,在残留的非晶区和结晶不完整的部分区域内,继续结晶并逐步 完善的过程,此过程很缓慢,可能几年甚至几十年。 后结晶:指一部分来不及结晶的区域,在成型后继续结晶的过程,不形成新的结晶区域, 而在球晶界面上使晶体进一步张大,是初结晶的继续。 7. 聚合物在成型过程中为什么会发生取向?成型时的取向产生的原因及形式有哪几种?取 向对高分子材料制品的性能有何影响?
材料化学第八章高分子材料思考题及答案
第八章高分子材料8-1.名词解释1)高聚物: 一般是指分子量在1500以上,分子长度超过5 nm的有机大分子材料。
2)低聚物: 又叫寡聚物或齐聚物。
一般是指分子量在1500以下,分子长度不超过5纳米,重复单元数只有几个到十几个的聚合物。
3)聚合度: 指聚合物大分子中重复结构单元的数目,亦称链节数,用n表示。
)4)热固性:指高分子材料在加热时不能软化和反复塑制,也不在溶剂中溶解的性能。
5)热塑性: 指高分子材料加工固化冷却以后,再次加热仍可反复加工成型的性质。
6)等规立构:指高分子侧链上取代基全部处在主链平面一侧或高分子全部由一种旋光异构单元键接而成的高分子结构。
7)间规立构: 是指取代基交替地处于平面两侧或者由两种旋光异构单元交替键接而成的高分子结构。
8)光刻胶: 又叫光致刻蚀剂,指当受到光照后即发生交联或分解反应,溶解性发生改变的一种聚合物光子材料。
9)光引发剂: 是指在紫外光区间(250~450nm)或可见光区间(400~800nm)有一定吸光能力,吸收光能后,分子从基态跃迁到活泼的激发态,经历单分子或双分子化学作用后,产生能够引发单体聚合的活性碎片,可以是自由基、阳离子、阴离子或离子自由基。
8-2.聚合物的分子量概念如何理解?一般有多少种平均分子量?它们的大小关系如何?答:聚合物的分子量大,具有多分散性的特点。
大多数聚合物的分子量都有一定的分布,是分子量不等的同系物的混合物,其分子量只是一个平均值,只有统计意义。
一般有四种平均分子量,数均分子量、重均分子量、粘均分子量和z均分子量。
其大小关系为。
8-3.聚合物分子量的多分散性含义是什么?通常如何表达分子量多分散性?, 答:聚合物分子量的多分散性的含义是指聚合物的分子量都有一定的分布,其中最大和最小的分子占少数,中间大小的分子占多数。
聚合物中高分子大小的多分散性是用分子量分布的宽窄来表示,分子量分布宽表示分子大小很不均一。
采用凝胶色谱分析,可以同时获得和,以及分子量的分布DP=/, DP 为多分散系数或分散度,一般为1.5~3。
高分子材料改性书中部分思考题参考答案
书中部分思考题参考答案第二章高分子材料共混改性1.什么是相容性,以什么作为判断依据?是指共混无各组分彼此相互容纳,形成宏观均匀材料的能力,其一般以是否能够产生热力学相互溶解为判据。
2.反应性共混体系的概念以及反应机理是什么?是指在不相容或相容性较差的共混体系中加入(或就地形成)反应性高分子材料,在混合过程中(例如挤出过程)与共混高分子材料的官能团之间在相界面上发生反应,使体系相容性得到改善,起到增容剂的作用。
3.高分子材料体系其相态行为有哪几种形式,各自有什么特点,并举例加以说明。
(1)具有上临界混溶温度UCST,超过此温度,体系完全相容,为热力学稳定的均相体系;低于此温度为部分相容,在一定的组成范围内产生相分离。
如:天然橡胶-丁苯橡胶。
(2)具有下临界混溶温度LCST,低于此温度,体系完全相容,高于此温度为部分相容。
如:聚苯乙烯-聚甲基乙烯基醚、聚己内酯-苯乙烯/丙烯腈共聚物。
(3)同时出现上临界混溶温度UCST和下临界混溶温度LCST,如苯乙烯/丙烯腈共聚物-丁腈橡胶等共混体系。
(4)UCST和LCST相互交叠,形成封闭的两相区(5)多重UCST和LCST4.什么是相逆转,它与旋节分离的区别表现在哪些方面?相逆转(高分子材料A或高分子材料B从分散相到连续相的转变称为相逆转)也可产生两相并连续的形态结构。
(1)SD起始于均相的、混溶的体系,经过冷却而进入旋节区而产生相分离,相逆转主要是在不混溶共混物体系中形态结构的变化。
(2)SD可发生于任意浓度,而相逆转仅限于较高的浓度范围(3)SD产生的相畴尺寸微细,而相逆转导致较粗大的相畴,5.相容性的表征方法有哪些,试举例加以说明。
玻璃化转变法、红外光谱法、差热分析(DTA)、差示扫描量热法(DSC) 膨胀计法、介电松弛法、热重分析、热裂解气相色谱等。
玻璃化转变法:若两种高分子材料组分相容,共混物为均相体系就只有一个玻璃化温度,完全不溶,就有两个玻璃化温度,部分相容介于前两者之间。
功能高分子思考题及答案
第一章绪论1.什么是功能高分子?带有特殊功能基团并具有功能性的聚合物就是功能高分子。
一般认为:其具有普通高分子的结构性质,同时具有一定的功能,主要指具有物质、能量和信息的贮存、传递、转化等作用的高分子。
一次功能:当向材料输入的能量和从材料输出的能量属同种形式,材料只能起到能量传送部件的作用,这种功能称为一次功能。
(如导电、导热)二次功能:当向材料输入的能量和输出的能量是不同形式时,材料起能量转换部件的作用,这种功能称为二次功能。
高分子的功能:(1)化学功能-离子交换、催化、氧化还原(2)物理功能-导电、热电、压电、磁记录。
(3)生物功能-医用高分子2.功能高分子的主要种类?(1)离子交换树脂(2)高分子吸水材料(3)高分子功能膜(4)液晶高分子(5)导电高分子6)医用高分子(7)感光高分子(8)其他功能高分子(智能高分子磁性高分子高分子催化剂树形高分子超疏水材料)1.离子交换树脂是由交联结构的高分子骨架与能离解的基团两组分构成的不溶性、多孔的、高分子电解质。
• 功能:能在液相中与带相同电荷的离子进行交换,此交换反应可逆的,即可用适当的电解质冲洗,使树脂恢复到原有状态(再生),可反复使用。
3.合成功能高分子的一般方法?通过化学或者物理的方法将功能基与高分子骨架相结合,实现预定功能。
①. 分子合成化学方法:分子结构设计、官能团设计、引入感光功能集团则赋予了材料感光性。
措施:共聚、接枝、嵌段共聚、交联、官能团的引入、模板聚合等②. 特殊加工物理方法:把高分子加工成极薄的膜,把高分子纤维化,如人造羊毛(介绍其主体结构)有些功能高分子极难加工,如光缆、导电、聚丙烯③. 复合手段:如将高分子中掺入银粉得到导电高分子。
复合两种或几种高分子:纤维复合、层叠复合、细粒复合、互穿网络等方法,可得新功能。
(1、功能性小分子的高分子材料化2、高分子材料的功能化)聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维(PET)----涤纶丙烯腈-丙烯酸酯共聚物----腈纶聚己二酰己二胺纤维(PA66)----锦纶66聚乙烯醇缩甲醛----维纶聚丙烯纤维(PP)----丙纶聚胺酯弹性纤维(PU)----氨纶聚间苯二甲酰间苯二胺纤维----芳纶1313聚氯乙烯纤维(PVC)----氯纶第二章离子交换树脂1. 什么是离子交换树脂? 离子交换树脂是由交联结构的高分子骨架与能离解的基团两个基本组分所构成的不溶性、多孔的、固体高分子电解质。
高分子加工思考题解答
第一章绪论1.高分子材料分为哪几类高分子材料是一定配合的高分子化合物由主要成分树脂或橡胶和次要成分添加剂组成在成型设备中,受一定温度和压力的作用熔融塑化,然后通过模塑制成一定形状,冷却后在常温下能保持既定形状的材料制品;分为塑料、橡胶、纤维三类2.塑料、橡胶、纤维分类3.名词解释:工程塑料通用塑料特种塑料化学纤维合成纤维4.生产塑料制品的完整工序有哪五个原料准备、成型、机械加工、修饰和装配5. 热塑性高分子材料和热固性高分子材料得物理性质及加工性能比较见讲义;第二章高分子材料成型原理1.高分子材料的熔融性能热传递三种方式:热传导、对流、辐射聚合物的加热与冷却都不易由于聚合物的表观粘度随摩擦升温而降低,使物料熔体烧焦的可能性不大2.聚合物的流动和流变性能拉伸流动和剪切流动,各类型流体的流动曲线,影响高聚物熔体粘度的因素,粘度、流动稠度、流动指数、流动性的关系,熔体流动速率熔体流动速率——在规定的温度、压力2160××10-3N下,每10min 内通过国标指定尺寸书P76装料筒直径φ±, 出料口直径φ±0.005mm毛细管的试样总质量克数单位:克/10分钟3.聚合物熔体的弹性流动缺陷:管壁上的滑移 ,端末效应 ,离模膨胀,弹性对层流的干扰 ,熔体破裂 ,鲨鱼皮, 产生原因熔体破裂——当挤出速率逐渐增加,挤出物表面将出现不规则现象畸变、支离和断裂,甚至使内在质量受到破坏;离模膨胀——被挤出的聚合物熔体断面积远比口模断面积大,称为离模膨胀鲨鱼皮——挤出物周边具有周期性的皱褶波纹;4.高分子材料的成型性能聚合物的聚集态:结晶态、玻璃态、高弹态、粘流态等聚集态可挤压性、可模塑性、可纺性、可延性概念5.成型过程中的取向作用拉伸取向薄膜双向拉伸后,拉伸后的薄膜在拉伸方向上的拉伸强度和抗蠕变性能会提高;6.高分子材料的降解与交联交联、交联度熟化降解——高分子材料化学键的断链、交联、主链化学结构改变、侧基改变以及上述四种作用的综合交联——线性大分子链之间以新的化学键连接、形成三维网状或体型结构的反应;交联度——已发生作用的基团或活点对原有反应基团或活点的比值“硬化得好”或“熟化得好”,并不意味着交联度达到100%, 而是指交联度发展到一种最为适宜的程度此时硬化度为 100%,交联度<100%;第三章成型用物料及配方设计1. 熟悉几种常用高分子材料聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚酰胺、丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯的代号、结构、加工特性及应用;2. 掌握增塑剂、稳定剂、交联剂、润滑剂、填充剂、发泡剂、阻燃剂、着色剂和抗静电剂等的性能、作用及其对塑料、橡胶性能的影响;增塑剂——降低塑料的软化温度和提高其加工性、柔软性或延展性,加入的低挥发性或挥发性可忽略的物质;经过增塑的聚合物,软化点或流动温度、玻璃化温度、脆性、硬度、拉伸强度、弹性膜量等均下降,而断裂伸长率、耐寒性、柔顺性会提高;例如增塑剂含量为25份以上的PVC制品称为软质PVC制品;偶联剂——将性质差异很大的材料,通过化学或物理的作用偶联结合起来的物质;有时也用来处理玻璃纤维的表面使其与树脂形成良好的结合,故也称为表面处理剂;3. 了解高分子制品设计的一般流程及配方设计实验方法;第四章混合与塑化1. 聚合物共混物常用的制备方法有几种混合机理机械共混法,液体共混法、共聚――共混法、互穿网络聚合物IPS制备技术混合机理:动力学的机理体积扩散和涡流扩散;分子运动的机理分子扩散;2. 混炼三要素压缩、剪切和分配置换3. 理解塑炼、混炼含义,分析影响橡胶塑炼的因素,了解塑炼设备及其特点塑炼——使橡胶材料由强韧的弹性状态变为柔软的可塑状态,这种使弹性材料增加可塑性流动性的工艺过程称为塑炼;混炼——将配合剂与可塑度合乎要求的生胶或塑炼胶在机械作用下混合均匀,制成混炼胶的过程;影响塑炼的因素:机械力、氧,、温度、静电、化学塑解剂硫酚塑炼机械:开炼机、密炼机和螺杆式塑炼机4.熟悉混合与塑化设备单螺杆挤出机, 双螺杆挤出机行星螺杆挤出机, 连续混炼机如FCM混炼机5.了解粉状与粒状塑料配制工艺流程见讲义6.溶胶塑料分类及特点,如何制备溶胶塑料塑性溶胶:由固体树脂和其它固体配合剂悬浮在液体增塑剂里中的稳定体系,其液相全是增塑剂含量较高有机溶胶:在塑性溶胶中加入有挥发性而对树脂无溶胀性的有机溶剂稀释剂,也可都用稀释剂而无增塑剂;塑性凝胶:加有胶凝剂如有机膨润粘土和金属皂类的塑性溶胶;有机凝胶:加有胶凝剂的有机溶胶;制备溶胶塑料的关键:将成团的粉状物料很好地分散在液态物料中,并将分散体中的气体含量减至最小; 配制工艺通常由研磨、混合、脱泡和贮存等工序组成;7.简述胶乳配制常用的三种方法;书111①配合剂分别加入法搅拌时按顺序加入各种配合剂,一般顺序为:胶乳→稳定剂→硫化剂→促进剂→防老剂→活性剂→填充剂→着色剂→增稠剂→消泡剂等;搅拌速度不宜过快,应保证均匀混合;配合剂加完后继续搅拌10~20min,使配合剂与胶乳充分混合均匀;②配合剂一次加入法将所需的配合剂按配方先混合均匀再加入胶乳中,再充分搅拌均匀;③母胶配合法取出一小部分胶乳,加入稳定剂后再加入各种配合剂的混合料,搅拌均匀制得母胶,再把母胶在搅拌下加入其余的胶乳中,搅拌均匀;第五章热塑性塑料的主要成型加工技术挤出成型1. 挤出机的规格及结构传动装置、加料装置、机料筒、螺杆、机头和口模;有关螺杆的几个重要概念;直径长径比螺槽深度压缩比螺距螺旋角分析螺杆各段作用:送料段——由料斗加入的物料在此段向前输送, 压实,螺槽容积一般不变,等深等距压缩段——物料在此段继续被压实,并向熔融态转化,螺槽容积变小,排气计量段——使熔体进一步塑化均匀,并定量、定压地均匀挤出,螺槽溶剂不变2. 挤出理论的理解的应用a.固体输送理论固体塞模型――加热段防止螺杆打滑处理办法:降温,改变摩擦情况,塑料与螺杆摩擦系数f s<塑料与料筒摩擦系数f b最佳螺旋角如何提高固体输送速率见讲义B.熔化理论熔体池和固体床共存理论模型――熔化段分析熔融过程:料斗物料经过固体输送段被压实成固体床;固体床在前进时同已加热的料筒表面接触逐渐升温并开始熔融,在料筒表面形成一层熔膜,当熔膜的厚度超过螺杆与料筒的间隙时,就会被旋转螺棱刮落,并将其强制积存螺纹推力面的前方,形成熔池;随着螺杆转动,来自加热器的热量和熔膜中的剪切热不断传至未熔融的固体床,使与熔膜相接触的固体物料熔融;固体床逐渐变窄,熔池逐渐变宽,在进入计量段处,固体床消失,螺槽全部为熔体充满;最后,经过熔体输送区的均化作用,螺杆将熔体定压、定温和定量地送至机头;固体床分布对等深螺槽A/ψ=0 固体床分布呈抛物线熔化区长度ZT需几圈螺纹:从熔化开始到固体床的宽度下降到零的总长度对等深螺槽的单螺杆挤出机,如何提高固体熔融的质量流率φ-- 熔化速率的量度,即φ值大则熔化速率W高ZT与质量流率G成正比G增大又要保持ZT不变,必须使φ值与流率齐量增加;增大φ的方法是将提高料筒温度Tb,物料温度Ts和螺杆转速应用:新型螺杆的产生为防止熔化过程中固体床的崩溃和加速固体床的熔融新型螺杆分类、结构、工作原理C.熔体输送理论平行板模型――均化段最佳螺旋角熔体在计量段有哪几种流动方式正流、逆流、横流、漏流深槽/浅槽对熔体输送时机头压力的敏感性;⏹正流α∝Hm, 逆流∝Hm3, ΔP↓,浅槽螺杆Qm<深槽螺杆QmΔP↑↑至一定程度,浅槽螺杆Qm>深槽螺杆Qm⏹塑料流动性大,η小, Qm对压力敏感性较大,采用挤出不宜D.螺杆和机头口模特性曲线,挤出机的操作点;E.综合这三段来考虑,挤出机如何才能达到多产优质见笔记影响挤出机产率的主要因素有哪几个方面3.双螺杆机分类,它较单螺杆挤出机有什么特别之处主要有哪些用途强制作用、混合作用、自洁作用及压延作用4.挤出剂的分流板、过滤网有何作用使物料由旋转流动变为平直流动,改变物料流动方式;增加机头内胶料的压力;过滤杂质的作用5.挤出吹塑薄膜的生产方法有哪几种上、下、平吹法6.吹塑薄膜成型设备有哪几部分;挤出机、机头与口模、冷却装置、人字板、牵引辊、卷取装置7.何谓吹胀比膜泡直径/管毛坯直径牵伸比牵引线速度/口模环形间隙出料速度8.挤管设备及装置是怎样的挤出成型机、机头、定型装置、冷却装置、牵引装置9. 螺杆转速、牵引速度对管材质量有何影响牵引过快,残余应力大,易弯曲变形,拉断;过慢,离膜膨胀,壁厚过大注射成型10.什么叫塑化什么叫注射塑化有哪些作用塑化:加热物料使其达到熔融状态,进一步混合物料使其达到均匀混合状态;注射:对熔融物料施加高压,使其射出而充满模具型腔;11. 常用注射机有哪几种基本类型试比较其优缺点注射机由哪三大部分组成类型:柱塞式注射机,单螺杆定位预塑注射机,移动螺杆式注射机注射机组成:注射系统、锁模系统和塑模12. 分流梭的作用是什么使物料分散成薄层并均匀地处于或流过由料筒和分流梭形成的通道,从而缩短传热导程,加快热传递和提高塑化质量13. 注射螺杆按其作用可分成几段试画简图示意之;并分析每一段的作用、结构特点和在该段处的物料状态螺杆分为三段送料段➢作用:使物料受热、前移➢物料状态:固体➢结构特点:螺距等距等深➢长度:1/2压缩段熔化段,螺杆中部➢作用:使物料受热、前移;使物料软化,熔融;排气➢物料状态:逐渐熔融➢结构特点:螺槽逐渐变小渐变,有挤压作用➢长度:1/4均化段计量段➢作用:与送料段相同;使熔体均匀;使熔体定量、定压由喷咀射出➢物料状态:熔融状态➢结构特点:等距等深,螺距比前两段小熔化后体积比原料小➢长度:1/414.. 试叙述模具的结构分类见讲义典型的塑模结构15. 什么是浇口试分析其结构特点和作用;浇口:连接主流道或分流道与型腔之间的通道16.. 什么是型腔、阴模、阳模型腔:模具中成型或成型塑料制品的空间;阴模凹模:构成制品外形的成型零件;阳模凸模:构成制品内部形状的成型零件;17. 为什么说在注射机上,确定了注射速度和注射时间之后,就能相应地确定注射速率和注射量反之亦然q j=100πD2sυj/4 q j=Q j/τjq j――注射速率υj――注射速度Q j――注射量τj――注射时间18. 试分析塑化过程中的热量来源;料筒的加热元件和螺杆的剪切摩擦19.流动和传动过程可分成几个阶段试分析每一阶段的物料状态和熔体流动特征分为四阶段:A.充模阶段;物料状态:熔体;熔体的流动特征:以注射速度流动,模腔压力开始小,结束最大;B.保压阶段压实阶段;物料状态:熔体;熔体流动特征:基本静止,少量熔体继续流入补缩;模腔压力,基本不变;C.倒流阶段;物料状态:绝大部分是烘干熔体,浇口处变成固体;熔料状态:基本静止,但有倒流现象;模腔压力特征:开始下降,保压时间长,倒流消除;喷咀中带有止送阀,避免倒流;倒流阶段在两种情况下不存在;1保压阶段长,浇口冻结;2喷咀带有止逆阀;D.冻结后冷却阶段;物料状态:从熔体变成固体;熔体流动特征:仍有少量在流动,模腔压力,不断下降,结束,留残余压力;20. 如何避免倒流阶段出现倒流阶段在两种情况下不存在:①保压阶段长,浇口冻结②喷咀带有止逆阀21. 试分析下列生产制品出现的问题原因,并指出解决的办法;1制品注射不满; 2制品出现毛刺溢边、飞边;3银纹包括表面气泡和内部气泡; 4收缩凹痕;5 开裂;6 黑点;7 制品贴留在模内; 8 制品尺寸不稳定;9 制品褪色; 10制品强度下降;解答:注射不满的原因如下1 料筒喷嘴及模具,温度偏低;2 加料量不够;3 料筒剩料太多;4 注射压力太低;5流道或口太小,浇口数目不够,位置不当 6 注射速度太慢;7 模腔排气不了; 8 注射时间太短;9 浇注系统发生堵塞; 10原料流动性太差;22.注射螺杆在注射成型过程中的运动情况1将物料卷入料筒中,螺杆移动、后移;2当物料量达到一次注射量的时候,螺杆不转动也不移动;3螺杆将物料注入模具中,螺杆在不转动的情况下,作轴向向前移动, 注射是大位移,轴向运动;保压是小位移,轴向运动;23. 分析注射成型时,塑料注射流动过程;用柱塞或螺杆的推动将具有流动性和温度均匀的塑料熔体注入模具,充满模具型腔;1物料在注射机料筒中的流动塑料受压和受热时,首先由压力将粒状物压成柱状固体,而后在受热中,逐渐变成半固体以至熔体;(2)物料在喷嘴中的流动喷嘴是料筒与模具之间的连接件,充模时熔体流过喷嘴孔时会有较多压力损失和较大温升;(3)物料在注射模腔内的流动塑料熔体进入模腔内的流动情况均可分为充模、保压、倒流和浇口冻结后的冷却四个阶段;25.什么叫退火试从亚微观结构的观点分析退火的实质;退火:把制品放在恒温介质中静置一段时间的工艺过程;的退火温度取什么最好值最合适;结晶温度的最低值附近压延成型27.PVC薄膜和片材可分成哪几类在制备配方上有何区别压延产品分为:薄膜厚度<0.25mm平整而柔软的塑料制品片材厚度在~2mm的软质平面材料和厚度在<的硬质平面材料人造革其它涂层制品硬质PVC薄膜和片材半硬质6~25份增塑剂软质>25份增塑剂28.什么是人造革为什么要进行人造革的表面修饰人造革:以布或纸为基材,在其上面覆盖一层PVC糊或其它的树脂,形成具有柔软性,耐揉曲折的仿皮革材料,称为人造革;29.试分析压延成型的特点,熟悉压延成型工艺过程它是将加热塑化的热塑性塑料通过一系列加热的压辊,使其连续成型为薄膜或片材的一种成型方法;中空吹塑30.名词解释:中空吹塑多层吹塑中空吹塑:借助气体压力使闭合在模具中的热熔塑料型坯吹胀形成空心制品的工艺;多层吹塑:利用两台以上的挤出机,将同种或异种塑料在不同的挤出机内熔融混炼后,在同一个机头内复合、挤出,然后吹塑制造多层中空容器的技术;31.挤出型坏吹胀时,吹入的压缩空气有何作用①吹胀型坯使之贴紧模具型腔;②对已吹胀的型坯施加压力,以得到形状正确,表面文字与图案清晰的制品;③有助于冷却制品;3233成型容积相同的容器时,吹塑模具内要排出的空气量比注射成型模具的大许多,与注射成型模具相比,吹塑模具内的压力很小一般<1MPA;因此,对吹塑模具的排气性能要求较高;若夹留在模腔与型坯之间的空气无法完全或尽快排出,型坯就不能快速地吹胀,吹胀后不能与模腔良好地接触尤其是棱角部位,会使制品表面出现粗糙、凹痕等缺陷,表面文字、图案不够清晰,影响制品的外观性能与外部形状,尤其当型坯挤出时出现条痕或发生熔体破裂时,排气不良还会延长制品的冷却时间,降低其机械性能,造成其壁厚分布不均匀;要设法提高吹塑模具的排气性能;排气方法:分模面上的排气;模腔内的排气;模颈圈螺纹槽内的排气;抽真空排气34.挤出吹塑控制因素有哪些它是如何影响的;1型坯温度和挤出速度⏹型坯温度过高,挤出速度快,型坯易产生下垂,引起型坯纵向厚度不均,延长冷却时间,甚至丧失熔体热强度,难以成型;⏹型坯温度过低,离模膨胀突出,会出现长度收缩,壁厚增大现象,降低型坯的表面质量,出现流痕,不均匀性;2吹气压力和鼓气速率⏹粘度大,吹气压力大⏹鼓气速率大,可缩短型坯的吹胀时间,使制品厚度均匀,表面质量好;3吹胀比吹胀比愈大,制品的尺寸愈大,一般吹胀比为2~44模温⏹模温过低,型坯冷却快,形变困难,夹口处塑料的延伸性降低,不易吹胀;易造成制品的轮廓和花纹不清楚,甚至出现斑点和桔皮状;⏹模温过高时,冷却时间延长,生产周期增加,当冷却不够时,制品脱模后易变形,收缩率大;⏹小型厚壁模温控制偏低5冷却时间⏹在保证制品充分冷却定型的前提下加快冷却速率,来提高生产效率;⏹加大模具的冷却面积,采用冷冻水或冷冻气体在模具内进行冷却,利用液态氮或CO2进行型坯的吹胀和内冷却35.如何排除膨胀过量的现象⏹提高机头、型坯的温度⏹降低挤出速率⏹减少机头模口的直径/间隙⏹采用合适的聚合物36.如何消除垂伸过大的现象⏹降低型坯的温度⏹提高型坯的挤出速度⏹增加模具的低压高速合模量⏹润滑模具的导柱与导套,以提高合模速度⏹减小型坯质量⏹采用MI较小的聚合物37.注射吹塑的基本特征是什么型坯是在注射模具中完成,制品是在吹塑模具中完成38.注射型坏的芯棒有什么作用⏹以芯棒为中心充当阳模,成型型坯的内部形状与容器颈部的内径;⏹作为运载工具将型坯由注射模内输送到吹塑模具中去⏹设置有内气道与空气入、出口,输送压缩空气以吹胀型坯;可通循环液体或空气,以调节型坯温度;39.挤出吹塑、注射吹塑、拉伸吹塑有什么区别各有何特点挤出吹塑和注射吹塑的不同点:前者是挤塑制造型坯,后者是注塑制造型坯;⏹挤出吹塑中型坯的吹胀是在聚合物的粘流态下进行的,故可得较大的吹胀比,吹塑制品与吹塑模具的设计灵活性较大;⏹拉伸吹塑型坯的吹胀是在高弹态下进行的,可提高制品的强度等性能;泡沫塑料成型40.什么叫泡沫塑料泡沫塑料:以树脂为基础而内部具有无数微孔气体的塑料制品41. 泡沫塑料有哪几种发泡方法简单叙述这些发泡方法特点;物理发泡法,化学发泡法,机械发泡法42 理想化学发泡剂应具有的性能,比较有机发泡剂和无机发泡剂的优缺点;如何选择发泡剂试举出几种常用的物理发泡剂和化学发泡剂43. 简述可发性聚苯乙烯珠粒泡沫塑料的生产工艺;发泡液体正戊烷或石油醚与PS先制成易于流动的球状半透明的可发性PS珠粒,再用珠状物为原料,通过蒸汽箱模塑法,挤出法或注射模塑法生产泡沫塑料;更详细:首先制备可发性PS,再模塑成制品;可发性PSEPS生产工艺是:用悬浮PS珠粒,使其在低沸点液体戊烷,丁烷或石油醚中浸渍,沸点液体渗透到PS料中成为EPS,用水冲洗,滤掉水,然后吹干,放置2~3周后,即可进行预发泡,EPS受热软化,膨胀,这种预发泡过程是在预发泡器中进行的,用蒸汽加热80~100℃,约几分钟即可发泡到20倍,然后出料,于室温熟化10~14h,最后热压成型,进一步发泡膨胀,粘成一整体,冷却脱模,制品成型;流程如下:GPS→浸渍戊烷→冲洗→干燥→EPS→预发泡→熟化→模塑→成型→制品44.比较软质PVC和硬质PVC泡沫塑料的组成特点及成型工艺软质:PVC树脂中加发泡剂,增塑剂,稳定剂以及其它助剂;增塑剂使泡沫体具有柔软性; 可采用压制、挤出、注射、压延等成型硬质:用溶剂代替增塑剂使各组分混匀,加热成型时溶剂挥发逸出;硬PVC主要用于绝缘、保温、隔音、防震、包装等材料以及水上漂浮和救生材料;可采用模压成型方法第6章热固性塑料的主要成型加工技术1.. 名词解释:模压成型,阳模阴模模压成型:在闭合型腔内借助加压的成型方法,将粉状、粒状、碎屑或纤维状的塑料放入加热阴模槽中,合了阳模并加热加压,使塑料在密闭的模槽中塑化流动充满整个型腔,再将模具加热对热固性塑料,在加热下使其进一步发生交联反应而硬化或冷却对热塑性塑料,冷却使其硬化使塑料硬化脱模而得制品; 2.模压成型用模具有哪几类溢式模具、不溢式模具、半溢式模具3..简述模压成型原理及工艺流程如何选择模压成型的工艺参数T,P,时间模压温度的提高是有一定限度的原理:热固性塑料在整个成型过程中有化学反应,加热初期呈低分子粘流态,流动性好;随着官能团相互反应,部分分子交联,物料流动性变小,并开始产生一定的弹性,此时物料处于胶凝状态;再继续加热,分子交联反应趋于完善,交联度增大,树脂由胶凝态变为玻璃态,此时树脂呈体形结构,成型完成;流程:见讲义4.传递成型与模压成型、注射成型的区别:⏹传递成型与模压成型的区别:前者模具在成型模腔之外另有一加料室,物料的熔融在加料室完成,成型是在模腔内完成;⏹传送成型与注射成型的区别:塑料在压模上的加料室内受热熔融,而注射成型时物料是在注射机料简内塑化;5.比较热固性塑料与热塑性塑料挤出成型、注射成型的不同1 不能采用连续螺杆来挤出热固性塑料 ,热固性塑料挤出常采用往复式液压机2热固性不像热塑性挤出制品可由薄膜到固定截面的型材 ;3热固性塑料制品的形状在离开模头后不变 ,热塑性挤出适应性和灵活性大 ;4挤出生产率有较大差别第7章复合材料的成型加工技术1. 概念:层压成型增强塑料层压成型:在压力和温度作用下将多层相同或不同材料的片状物通过树脂的粘结和熔合,压制成层压塑料的成型方法;增强塑料:加有增强材料而某些力学性能比原树脂有较大提高的一类塑料;2. 熟悉几种常用的增强物3. 层压板材的压制成型工艺分为哪几个过程叠料、进模、热压、脱模、热处理4.层压成型时,压制温度如何控制分为哪几个阶段压制时T,P控制分为五个阶段:①预热阶段:从室温升至树脂开始交联反应的温度,施加全压的1/3~1/2②中间保温阶段:在较低的反应速度下交联固化,至溢料不能拉丝为止③升温阶段:将温度和压力升至最高④热压保温阶段:树脂充分交联固化⑤冷却阶段:树脂充分交联固化后即可逐渐降温;第8章高分子溶液的成型加工技术1. 概念:铸塑成型浇铸成型流延成型铸塑成型浇铸成型:将已准备好的浇铸原料通常是单体,经初步聚合或缩聚的预聚体或聚合物与单体的溶液等注入模具中使其固化,完成聚合或缩聚反应,从而得到与模具型腔相似的制品的一种成型方法;流延成型:将热塑性或热固性塑料配成一定粘度的溶液,然后以一定的速度流布在连续回转的基材上无接缝的不锈钢带,通过加热使溶剂蒸发而使塑料固化成膜,从基材上剥离即得制品;2..在静态浇铸成型中,有哪些方法可以除去物料中的气泡常压放置脱泡超声震荡脱泡真空脱去小分子或气泡加压脱泡3. 熟悉流延法双向拉伸薄膜的成型工艺4. 试比较挤出吹塑薄膜、压延薄膜和流延薄膜生产工艺特点及薄膜性能区别;塑料薄膜的成型方法有挤出吹塑法、压延法和流延法三种;挤出吹塑法:是塑料经挤出机熔融进入机头,出机头的熔融塑料成圆筒状膜管,向膜管中吹入一定量的压缩空气,使其膨胀,后经冷却、牵引、卷取成膜;优点:生产工艺简单,成本低,适用于热塑性塑料的成型加工;农膜、包装用膜等很大比例的聚烯烃薄膜是采用该工艺成型的;缺点:吹塑成型得到的薄膜是筒状,压缩空气吹胀时,易产生膜厚度不均匀;若经过双向拉伸,可提高制品的强度;压延法:它是将加热塑化的热塑性塑料通过一系列加热的压辊,使其连续成型为薄膜或片材的一种成型方法;优点:加工能力大,产品质量高,生产连续,自动化程度高;压延产品厚薄均匀,厚度公差可控制在10%以内,表面平整;缺点:设备庞大,投资较高、维修复杂、制品宽度受压延机辊筒长度的限制等;流延法:将热塑性或热固性塑料配成一定粘度的溶液,然后以一定的速度流布在连续回转的基材上无接缝的不锈钢带,通过加热使溶剂蒸发而使塑料固。
智慧树知道网课《高分子材料改性(湖南工学院)》课后章节测试答案
第一章测试
1
【单选题】(10分)
下列哪项与信息、能源并称为当代文明的三大支柱?()
A.
生物
B.
材料
C.
建筑
D.
机械
2
【单选题】(10分)
下列材料中,年产量(体积)最大的是()。
A.
无机非金属材料
B.
复合材料
C.
金属材料
D.
高分子材料
3
【单选题】(10分)
常用医用口罩的核心主体结构中熔喷层和纺粘层是由什么材料制成?()
A.
不锈钢
B.
铝合金
C.
聚丙烯纤维
D.
碳纤维
E.
玻璃纤维
4
【单选题】(10分)
下列哪项不是我国改性塑料行业存在的问题?()
A.
有的企业专注于引进国外技术,而忽视了自主研发
B.
改性塑料企业生产规模普遍偏小
C.
低端领域和高端领域都需要从国外进口
D.
国内企业市场占有率低
5
【多选题】(10分)
高分子材料可以应用到下列哪些领域?()。
A.
包装
B.
建筑
C.
体育
D.
电器
6
【多选题】(10分)
根据用途来分,塑料可分为()?
A.
热塑性塑料
B.
通用塑料
C.
工程塑料
D.
热固性塑料
E.。
《高分子材料成型加工》课后部分习题参考答案
2.分别区分“通用塑料”和“工程塑料”,“热塑性塑料”和“热固性塑料”,“简单组分高分子材料”和“复杂组分高分子材料”,并请各举2~3例。
答:通用塑料:一般指产量大、用途广、成型性好、价廉的塑料。
通用塑料有:PE,PP,PVC,PS 等;工程塑料:是指拉伸强度大于50MPa,冲击强度大于6kJ/m2 ,长期耐热温度超过100℃的,刚性好、蠕变小、自润滑、电绝缘、耐腐蚀等,可代替金属用作结构件的塑料。
工程塑料有:PA,PET,PBT,POM等;工程塑料是指被用做工业零件或外壳材料的工业用塑料,是强度、耐冲击性、耐热性、硬度及抗老化性均优的塑料。
日本业界将它定义为“可以做为构造用及机械零件用的高性能塑料,耐热性在100℃以上,主要运用在工业上”。
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。
聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲醛、聚砜、聚苯醚,氯化聚醚等都是热塑性塑料。
(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: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,已不能再变软流动了。
正是借助这种特性进行成型加工,利用第一次加热时的塑化流动,在压力下充满型腔,进而固化成为确定形状和尺寸的制品。
这种材料称为热固性塑料。
(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,成为三维的网状结构,不仅不能再熔触,在溶剂中也不能溶解。
)酚醛、脲醛、三聚氰胺甲醛、不饱和聚酯、有机硅等塑料,都是热固性塑料。
简单组分高分子材料:主要由高聚物组成(含量很高,可达95%以上),加入少量(或不加入)抗氧剂、润滑剂、着色剂等添加剂。
如:PE、PP、PTFE。
复杂组分高分子材料:复杂组分塑料则是由合成树脂与多种起不同作用的配合剂组成,如填充剂、增塑剂、稳定剂等组成。
高分子习题与思考题一
习题与思考题一1、解释下列名词:(1)构型;分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。
(2)构象;由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态(3)链段;(4)热力学柔性单键内旋转时,由于非邻近原子之间的相互作用,使反式和旁式构象之间存在着能量差。
(5)力学柔性单键内旋转时,由于非邻近原子之间的相互作用,使反式和旁式构象之间存在着能量差。
(6)均方末端距;如果自由结合链由n个键组成,每个键的长度为l,(7) 自由结合链模型:假定分子是由足够多的不占有体积的化学键自由结合而成,内旋转时没有键角的限制和位垒障碍,其中每个键在任何方向的几率都相等,称这种链为自由结合链。
(8)全同立构2、试讨论线型聚戊二烯可能有哪些不同的构型。
高分子种化学健所固定的原子在空间的几何排列。
1,4加成(几何构型)1,2加成(空间位阻大,可能性小)3,4加成(旋光异构)3、聚丙烯中碳-碳单链是可以转动的,通过单键的转动能否把全同立构的聚丙烯变为“间同立构”的聚丙烯不能,由于单健内旋转而产生的分子在空间的不同形态称为构象,与间同立构全同立构没有很直接的关系4、顺序异构体由结构单元间的联结方式不同所产生的异构体。
5、什么是链结构结构单元在高分子链中的联结方式11、支化或交联对高聚物的性能有何影响12、试由分子结构分析高聚物的许多物理性能与低分子物质不同的主要原因。
高分子的结构单元数目大;高分子的结构不均一;高分子的结构单元之间相互作用对聚集态和物性有重要影响;高分子链有一定的内旋转自由度,有柔性;高分子晶态比底分子差;加填料改性。
13、什么是等规度等规度是指高分子中全同立构和间同立构的总百分数。
17、什么叫做高分子的构象(二次结构)假若聚丙烯的等规度不高,能否用改变构象的办法提高其等规度说明原因。
不可以。
高分子的构象是指由于单健旋转而产生的分子不同形态。
24、什么是自由旋转链分子中每一个键都可以在键角所允许的方向自由转动,而不考虑空间位阻对转动的影响,这种链称自由旋转链。
高分子材料课后习题答案
高分子材料课后习题答案【篇一:高分子材料成型加工课后习题答案】通过何种物料运动和混合操作来实现?答:?非分散混合在混合中仅增加离子在混合物中空间分布均匀性而不减小粒子初始尺寸的过程称为非分散混合或简单混合。
这种混合的运动基本形式是通过对流来实现的,可以通过包括塞形流动和不需要物料连续变形的简单体积排列和置换来达到。
分散混合是指在混合过程中发生粒子尺寸减小到极限值,同时增加相界面和提高混合物组分均匀性的混合过程。
分散混合主要是靠剪切应力和拉伸应力作用实现的。
分散混合的目的是把少数组分的固体颗粒和液相滴分散开来,成为最终粒子或允许的更小颗粒或滴,并均匀地分散到多组分中,这就涉及少组分在变形粘性流体中的破裂为题,这是靠强迫混合物通过窄间隙而形成的高剪切区来完成的。
2、在热固性塑料模压成型中,提高压力应相应地降低还是升高模压压力才对模压成型工艺有利?为什么?答:在一定温度范围内,模温升高,物料流动性提高,模压压力可降低,但模温提高也会使塑料的交联反应速率加速,从而导致熔融物料的粘度迅速增高,反而需要更高的模压压力。
3、热固性塑料模压成型中物料的预热温度对模压压力有何影响?为什么?答:对塑料进行预热可以提高流动性,降低模压压力,但如果预热温度过高或预热时间过长会使塑料在预热过程中有部分固化,会抵消预热增大流动性效果,模压是需更高的压力来保证物料充满型腔。
1、什么是聚合物的结晶取向?它们有何不同?研究结晶和取向对高分子材料加工有何实际影响?答:结晶是聚合物分子在三维空间呈周期性重复排列的过程,而取向是取向单元在外力作用下择优排列的过程,取向单元可以是:基团、链段、分子链、晶粒、晶片或变形的球晶等。
结晶是材料自身的性质,只发生在分子、原子、离子这些基础的单元上,取向的产生是外力作用的结果,取向单元也更多样。
结晶可以影响材料的拉伸强度、弹性模量、冲击强度、耐热性、耐候性、吸水性、透明性、透气性、成型收缩性等物性。
高分子材料课后习题答案
高分子材料课后习题答案高分子材料课后习题答案高分子材料是一种具有重要应用前景的材料,广泛用于塑料、橡胶、纤维等领域。
学习高分子材料课程时,课后习题是巩固知识、提高理解能力的重要途径。
本文将提供一些高分子材料课后习题的答案,帮助读者更好地理解和掌握相关知识。
1. 高分子材料具有哪些特点?高分子材料具有以下特点:- 高分子材料通常具有较高的分子量和较长的分子链,因此具有较高的强度和韧性。
- 高分子材料的形态多样,可以是固态、液态或胶态,具有较好的可塑性和可加工性。
- 高分子材料具有较好的绝缘性能和耐腐蚀性能。
- 高分子材料具有较好的吸湿性和渗透性,可以通过改变分子结构来调控这些性能。
2. 高分子材料的分类有哪些?高分子材料可以根据不同的分类标准进行分类,常见的分类包括:- 按照合成方法:包括聚合物、共聚物、交联聚合物等。
- 按照化学结构:包括线性高分子、支化高分子、交联高分子等。
- 按照物理性质:包括热塑性高分子、热固性高分子、弹性体等。
- 按照用途:包括塑料、橡胶、纤维等。
3. 高分子材料的合成方法有哪些?高分子材料的合成方法主要包括以下几种:- 聚合反应:通过单体的聚合反应形成高分子链,常见的聚合反应有自由基聚合、阴离子聚合、阳离子聚合等。
- 缩聚反应:通过两个或多个小分子的反应形成高分子,常见的缩聚反应有酯化反应、醚化反应、胺化反应等。
- 交联反应:通过交联剂将线性高分子链连接起来形成交联聚合物,常见的交联反应有辐射交联、热交联等。
4. 高分子材料的性能测试方法有哪些?高分子材料的性能测试方法主要包括以下几种:- 机械性能测试:包括拉伸试验、弯曲试验、冲击试验等,用于评估材料的强度、韧性等性能。
- 热性能测试:包括热变形温度测试、热膨胀系数测试等,用于评估材料的耐热性和热稳定性。
- 热分析测试:包括差示扫描量热法(DSC)、热重分析法(TGA)等,用于研究材料的热性质和热分解行为。
- 导电性能测试:包括电导率测试、电阻率测试等,用于评估材料的导电性能。
高分子材料思考题答案
3.聚碳酸酯 透明、呈轻微淡黄色,透光率很高,可达 90%,无毒、无味、无臭;高刚性、良好的冲击强 度,,是一种既刚又韧的材料,具有高度的尺寸稳定性,被誉 一、汽车照明系统:使用聚碳酸酯代替玻 璃,大大简化工艺;二、电子电器领域: 大量用于制造办公设备、通讯设备和电器设备的外壳和元件,如计算机外壳、底盘和冰箱抽 屉等;可制作耐高击穿典雅和高为“透明金属”。但缺点是耐磨性、耐疲劳性不好,易产生 应力开裂现象;具有很高的耐热性和耐寒性;极性小,吸水率低,具有良好的电性能;具有 一定的抗化学腐蚀性;卫生性良好,与咖啡、茶等接触不会污染,也不影响容器内食物的色 和味。
14、增容剂和界面相的作用是什么?
增容剂的作用相当于是表面活性剂,可降低界面张力和增加界面层的厚度。嵌段共聚物和 接枝共聚物常用作增容剂,增容剂也可以在共混过程中原位生成。P296 P331
7、干法、湿法、干湿法的纺丝工艺特征是什么? 方法 工艺特征
干法 从喷丝头毛细孔中挤出的纺丝溶液进入纺丝甬道。通过甬道中热空气的作用,使溶液细流
中的溶剂快速挥发,溶液细流在逐渐脱去溶剂的同时发生浓缩和固化而成为初生纤维的过 程。目前干法纺丝速度一般为 200~500m/min 高者可达 1000~1500m/min ,但由于受溶 剂挥发速度的限制,干纺速度还 是比熔纺低,而且还需要设置溶剂回收等工序,故辅助设 备比熔体纺丝多。干法纺丝一般适宜纺制化学纤维长丝,主要生产的品种有腈纶、醋酯纤维、 氯纶、氨纶等。
高分子复习思考题答案
⾼分⼦复习思考题答案⾼分⼦复习思考题答案⼀、名词解释链段:⾼分⼦链中能够独⽴运动的最⼩单元柔顺性:⾼分⼦长链能够不同程度地卷曲的特性叫做⾼分⼦的柔顺性碳链⾼分⼦:主链全部由碳原⼦组成的⾼分⼦化合物杂链⾼分⼦:主链由碳原⼦与其他原⼦以共价键连接⽽成的⾼分⼦化合物元素有机⾼分⼦:分⼦主链由碳和氧、氮、硫等以外其他元素的原⼦组成,或全部由其他元素的原⼦组成,并连接有机基团的⾼分⼦近程结构:单个⾼分⼦内⼀个或⼏个结构单元的化学结构和⽴体化学结构,包括构造与构型远程结构:单个⾼分⼦的⼤⼩和在空间所存在的各种形状构象:由于单键内旋转所形成的分⼦内各原⼦的空间排布构型:某⼀原⼦的取代基在空间的排列普弹性:⼤应⼒作⽤下,材料分⼦中键长、键⾓变化引起的⼩形变,形变瞬时完成,除去外⼒后形变⽴恢复称为普弹性⾼弹性:⼩应⼒作⽤下由于⾼分⼦链段运动⽽产⽣的很⼤的可逆形变称为⾼弹性强迫⾼弹性:玻璃态⾼聚物在外⼒作⽤下出现的⾼弹现象称为强迫⾼弹性蠕变:在恒温恒负荷条件下,⾼聚物材料的形变随时间延长⽽逐渐增加的现象应⼒松弛:在恒定温度和形变保持不变的情况下,⾼聚物内部的应⼒随时间延长⽽逐渐衰减的现象滞后现象:⾼聚物在交变⼒作⽤下,形变落后于应⼒变化的现象内耗:⾼分⼦材料在受到交变应⼒时,形变的变化落后于应⼒变化发⽣滞后现象,每个循环中所消耗的功银纹屈服:很多⾼聚物,尤其是玻璃态透明⾼聚物(PS、PMMA、PC)储存过程及使⽤过程中,往往会在表⾯出现像陶瓷的那样,⾁眼可见的微细的裂纹,这些裂纹,由于可以强烈地反射可见光看上去是闪亮的,所以⼜称为银纹,这现象称为银纹屈服剪切屈服:⾼聚物在拉伸或压缩作⽤下,在与负荷⽅向成45°的截⾯上会产⽣最⼤的剪切⼒,从⽽引发⾼分⼦链沿最⼤剪切⾯⽅向产⽣滑动形变,从⽽导致材料形状扭变的现象⼆、问答题1. ⾼分⼦有何特征?1、分⼦量很⾼、或分⼦键很长.2、⾼分⼦是由很⼤数⽬的结构单元通过共价键连接⽽成的。
高分子课后习题答案
拖拽流动:在具有部分动件的流道中的流动。<受力:拉伸力、剪切力〉,如在挤岀机螺槽中的聚合物流动以及线缆包覆物生产口模中。
2.
么?
答:牛顿流体在圆管中流动特征:
剪切应力:管壁处剪切应力最大,中心处为零;剪切应力在液体中的分布与半径 成正比,并呈直线关系。
2
答:(1)根据聚合物粘度的温敬特性,当聚合物处于粘流温度以上不宽的温
ln — lnW册Anded。公式:选择尽可能打
当温度包括从玻璃化温度到熔
点这样打的温度范围时,用W丄.F方程:
logm=log77°3wo应於1细2涵1下载支持.
C?2+(T_Tg)
计算温度T时的年度选择加工条件。
(2)根据切敬特性,加工过程中,通过调整敏感参数来实现对粘度的有效控制。 对于粘度对剪切速率敏感的一类聚合物,通过调整熔体剪切速率(或剪切力)来 改变熔体粘度。
(3)在Tg-Tf温度范围对成型制品进行热处理,可以缩短大分子形变的松弛时 间,加速结晶聚合物的结晶速度,使制品的形状能加快的稳定下来。
2
答:同:都是不可逆变形。
异:(1)温度区间不同,塑性形变温度区间为Tg-Tf;粘性形变温度区间为Tf以上。
(2)作用力和时间不同,塑性形变需较大外力和较长时间;粘性形变要 很小的外力和瞬时。
3
答:影响聚合物流变形为的主要因素有应力、应变速率、温度、压力和分子参数 和结构、相对分子质量及其分布、添加剂……等。
温度对粘度的Βιβλιοθήκη 响一般来讲,Tt,链段活动能力T,自由体积T,分子间相互作用I ,聚合物 熔体mJ,流动性增大。
药用高分子材料思考题及答案第三版
高分子材料试题
1.属于功能高分子材料的有
A、热塑性弹性体
B、泡沫塑料
C、吸水性树脂
D、液晶
2.功能性涂料有
A、阻尼涂料
B、汽车用涂料
C、建筑用涂料
D、示温涂料
E、吸波涂料
F、烧蚀涂料
3.可以使高聚物分子量变大的反应有可以使高聚物分子量减小的反应有
A、扩链
B、降解
C、解聚
D、嵌段
E、接枝
F、交联
4.可用做紧身衣、游泳衣的纤维是吸湿性好的纤维有
A、涤纶
B、氨纶
C、丙纶
D、腈纶
E、棉、聚丙烯酸酯、维纶、锦纶、亚麻
5.下列属于导电聚合物的是
A、PA
B、PE
C、PF
D、EP
E、PAN、PPy、PP
6.C、覆盖效应
E、协同效应、转换效应
7.称为“万能胶”的是快干型502胶是
A、聚氨酯胶
B、酚醛树脂
C、a-氰基丙烯酸酯胶
D、环氧树脂胶
8.塑料中的稳定剂包括
A、热稳定剂
B、抗氧化剂
C、变价金属抑制剂
D、红外吸收剂
9.E、抗静电纤维、智能高分子
B、吸热效应
聚合物中阻燃剂的作用是利用了效应
D、稀释效应
A、放热效应
10.橡胶中综合性能最好的是气密性最好的橡胶是耐老化性最好的橡胶是
A、丁基橡胶
B、乙丙橡胶
C、氯丁橡胶
D、丁腈橡胶
E、异戊橡胶、丁苯橡、丁钠橡胶
11.高聚物的抗静电剂的作用有
A、形成导电通道
B、降低摩擦系数
C、增加吸湿性
D、增强弹性。
《高分子材料》课后习题参考
《⾼分⼦材料》课后习题参考1绪论Q1.总结⾼分⼦材料(塑料和橡胶)在发展过程中的标志性事件:(1)最早被应⽤的塑料(2)第⼀种⼈⼯合成树脂(3)是谁最早提出了⾼分⼦的概念(4)HDPE和PP的合成⽅法是谁发明的(5)是什么发现导致了近现代意义橡胶⼯业的诞⽣?1.(1)19世纪中叶,以天然纤维素为原料,经硝酸硝化樟脑丸增塑,制得了赛璐珞塑料,被⽤来制作台球。
(2)1907年⽐利时⼈雷奥·⽐克兰德应⽤苯酚和甲醛制备了第⼀种⼈⼯合成树脂—酚醛树脂(PF),俗称电⽊。
(3)1920年,德国化学家Dr. Hermann Staudinger⾸先提出了⾼分⼦的概念(4)1953年,德国K.Ziegler以TiCl4-Al(C2H5)3做引发剂,在60~90℃,0.2~1.5MPa条件下,合成了HDPE;1954年,意⼤利G.Natta以TiCl3-AlEt3做引发剂,合成了等规聚丙烯。
两⼈因此获得了诺贝尔奖。
(5)1839年美国⼈Goodyear发明了橡胶的硫化,1826年英国⼈汉考克发明了双辊开炼机,这两项发明使橡胶的应⽤得到了突破性的进展,奠定了现代橡胶加⼯业的基础。
Q2.树脂、通⽤塑料、⼯程塑料的定义。
化⼯辞典中的树脂定义:为半固态、固态或假固态的不定型有机物质,⼀般是⾼分⼦物质,透明或不透明。
⽆固定熔点,有软化点和熔融范围,在应⼒作⽤下有流动趋向。
受热、变软并渐渐熔化,熔化时发粘,不导电,⼤多不溶于⽔,可溶于有机溶剂如⼄醇、⼄醚等,根据来源可分成天然树脂、合成树脂、⼈造树脂,根据受热后的饿性能变化可分成热定型树脂、热固性树脂,此外还可根据溶解度分成⽔溶性树脂、醇溶性树脂、油溶性树脂。
通⽤塑料:按塑料的使⽤范围和⽤途分类,具有产量⼤、⽤途⼴、价格低、性能⼀般的特点,主要⽤于⾮结构材料。
常见的有聚⼄烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯⼄烯(PVC)、聚苯⼄烯(PS)。
⼯程塑料:具有较⾼的⼒学性能,能够经受较宽的温度变化范围和较苛刻的环境条件,并在此条件下长时间使⽤的塑料,可作为结构材料。
高分子材料测试技术思考题及答案
一、聚合物结构与性能1.非晶体聚合物的力学三态,说明各自分子运动特点,并用曲线表示出来。
玻璃态:温度低,链段的运动处于冻结,只有侧基、链节、链长、键角等局部运动,形变小;高弹态:链段运动充分发展,形变大,可恢复;粘流态:链段运动剧烈,导致分子链发生相对位移,形变不可逆。
2.晶态聚合物的力学状态及其转变在轻度结晶的聚合物中,少量的晶区起类似交联点的作用,当温度升高时,其中非晶区由玻璃态转变为高弹态,可以观察到 Tg 的存在,但晶区的链段由于受晶格能的限制难以运动,使其形变受到限制,整个材料表现为由于非晶区的高弹态而具有一定的韧性,由于晶区的存在具有一定的硬度。
若晶区的Tm>Tf (非晶区),则当晶区熔融后,非晶区已进入粘流态,不呈现高弹态;若Tm<Tf,晶区熔融后,聚合物处于非晶区的高弹态,只有当温度>Tf 时才进入粘流态。
3.聚合物的分子运动具有以下特点(1)运动单元的多重性:聚合物的分子运动可分小尺寸单元运动(即侧基、支链、链节、链段等的运动)和大尺寸单元运动(即整个分子运动)。
(2)聚合物分子的运动是一个松弛过程:在一定的外力和温度条件下,聚合物从一种平衡状态通过分子热运动达到相应的新的平衡状态需要克服运动时运动单元所受到的大的内摩擦力,这个克服内摩擦力的过程称为松弛过程。
松弛过程是一个缓慢过程。
4.玻璃化温度的影响因素:1)聚合物的结构:(a) 主链结构(b) 侧基或侧链(c) 分子量(d) 化学交联2)共聚、共混与增塑3)外界条件:测定Tg 时升温或降温速度慢,Tg 偏低;外力作用速度快,Tg 高;外力愈大,Tg 降低愈明显。
单向外力可促使链段运动,使Tg 降低。
5.聚合物的耐热性包含两方面:1)热稳定性;(a)尽量避免分子链中弱键的存在(b)引入梯形结构;(c)在主链中引入Si、P、B、F等杂原子,即合成元素有机聚合物。
热变形性:.(a)增加结晶度;b)增加分子链刚性:引入极性侧基;在主链或侧基上引入芳香环或芳香杂环;(c)使分子间产生适度交联:交联聚合物不熔不溶,只有加热到分解温度以上才遭破坏。
高分子材料加工基础思考题答案
复习思考题一、高分子的基本概念、高分子的结构一.名词解释链段:从高分子链中划分出来能够独立运动的最小单元。
柔顺性:大部分高分子链具有卷曲成不规则的无规线团状的倾向。
高分子链能够通过内旋转作用改变其构象的性能。
高分子链能形成的构象数越多,柔顺性越大。
.单键的内旋转是使高分子链具有柔顺性的根本原因。
均聚物:由一种单体聚合而成的高聚物。
如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等。
共聚物:由两种或两种以上单体聚合而成的高聚物。
如丁苯橡胶、酚醛树脂、乙丙橡胶等。
近程结构:高分子链的化学组成,单体单元的键接方式,高分子的构型,高分子链的键合形状远程结构: 高分子链的远程结构主要是指单个高分子的大小及高分子在空间所存在的各种形态。
分为高分子的大小(分子量及分子量分布)和高分子链的柔顺性取向:在外力场作用下,分子链或链段沿外力作用方向做有序排列的现象。
取向态结构:由于大分子链的取向而形成的聚集态结构。
聚集态结构:高分子链之间的排列和堆砌结构,也称为超分子结构。
构象:分子链中由单键内旋转所形成的原子(或基团)在空间的几何排列图像。
构型:分子中由化学键所固定的原子或基团在空间的几何排列。
这种排列是稳定的,要改变构型必须经过化学键的断裂和重组。
二.问答题1. 高分子有何特征?分子量很高或分子链很长——这是高分子化合物最根本的特点;高分子是由很大数目的结构单元通过共价键相连接而成的;(均聚物、共聚物)高分子的结构具有不均一性(多分散性);大多数高分子的分子链具有一定的柔顺性。
2. 试分析线型、支链型、交联型高分子的结构和性能特点?线型:整条高分子犹如一条又细又长的线,大分子既可卷曲成团,也可舒展成直线,这取决于高分子链本身的柔性及所处的外部条件。
通常各种橡胶、大多数的纤维、塑料等都属线形大分子。
特点:既可溶解又可熔融,易于加工成型。
支链型:链分子在二维空间键合增长所形成的高聚物。
其主链上带有长短不一的支链,支链的形状有星型、梳型、无规支链型等几种。
高分子材料的改性及性能研究,高分子习题与思考题一
Janus高分子材料的改性及性能研究摘要:Janus高分子材料因其特殊的结构和性能已成为材料科学研究热点,其表面化学和结构直接决定了材料的组装行为和界面吸附行为。
目前操控Janus纳米材料的一些主要方法有:对胶体材料表面进行分区,产生导向性的相互作用,或者对材料的结构进行控制,产生特殊的空间位阻。
Janus纳米片作为一种可控性复杂胶体,其表面区分和和双重功能集成的特性使其在很多方面都有着潜在的重要应用。
为了扩宽Janus纳米片的应用范围,有必要对Janus纳米片进行改性以及对其性能进行研究。
本文将针对以上问题展开系统的论述。
关键词:Janus;纳米片;改性Research of modified and properties in Janus highpolymer materialAbstract:Complex colloids with both tunable microstructure and composition are obtaining increasing interests. Its facial chemistry and structure directly determined its absorption at the surface and assembling structure. Currently, the main approachs to control the colloids is distinguishing the surface of the materials and dominate the structure of the materials.As complex colloidal particals, thanks to the special feature of divided surface and integrat ed functions, Janus nanosheets has displayed potential vital application in many fields. In order to broaden the application fields of the colloids, its necessary to modify the Janus nanosheets and analy its properties.The dissertation starts systematic investigation aiming at three above theme.Keywords: Janus; nanosheets; modifying.0引言纳米材料、信息技术和生物技术作为现代社会经济发展的重要支柱,为人类和社会带来了新的发展方向,其中纳米材料被誉为“21世纪最有前途的材料”[1-3]。
高分子材料改性学思考题
高分子材料改性学思考题芈高分子材料改性学思考题1.2.芅聚合物熔融态化学反应有何特点?反应温度高,所以反应速度快,而且反应效率也高;无需使用溶剂,原材料消耗少,成本较低,无污染;可以使一些无法找到合适溶剂的反应体系进行所需的化学反应。
2.3.芄简述反应挤出的基本过程。
蚈进行反应挤出时,将欲反应的各种原料组分如聚合物、单体、引发剂、其他助剂等一次或分次由相同或不同的加料口加入到挤出机中,借助于螺杆的旋转,实现各种原料之间的混合与输送,并在外热和剪切热作用下,使物料塑化熔融、反应。
随后,移去反应过程产生的挥发物。
反应充分的改性聚合物经口模被挤出,经骤冷、固化、切粒或直接挤出成型为制品。
4.5.莈简述反应挤出过程的控制要点与影响反应挤出的操作因素。
蚆控制要点:反应挤出过程的混合、反应空间和停留时间、温度控制与传热、挥发分的脱除、输送物料和排出物料的能力、挤出过程中其他组分的加入。
螂影响反应挤出的操作因素:配方、挤出温度、螺杆转速、喂料速度、螺杆组合。
6.7.蚁举例推算多元复合引发剂的半衰期。
蒈∑==ni iif 11ττ,if为各引发剂摩尔分数。
8.9.螃聚合物熔融接枝工艺的控制因素有哪些?蒄接枝单体含量、引发剂及其用量、反应温度、反应时间(挤出机螺杆转速)、交联与降解的抑制(电子给予体)、共单体。
10.11.蒀影响有机过氧化物交联的因素有哪些?薇聚合物分子链结构、过氧化物的品种与用量、交联温度和时间、环境气氛、抗氧剂(防老剂)、酸性物质、填充剂、助交联剂。
12.13.膄影响控制降解聚丙烯的相对分子质量与相对分子质量分布的因素有哪些?羂加工温度、时间、过氧化物品种和浓度、抗氧剂。
14.15.腿什么是偶联剂和表面处理剂?它们有什么作用?作用机理是什么?蚇偶联剂是具有某些特定基团的化合物,其分子结构特点是含有两类性质不同的化学基团,一类是亲无机基团,另一类是亲有机基团。
通过化学或物理作用将两种性质差异很大,原本不易结合的材料较牢固地结合起来。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
书中部分思考题参考答案第二章高分子材料共混改性1.什么是相容性,以什么作为判断依据?是指共混无各组分彼此相互容纳,形成宏观均匀材料的能力,其一般以是否能够产生热力学相互溶解为判据。
2.反应性共混体系的概念以及反应机理是什么?是指在不相容或相容性较差的共混体系中加入(或就地形成)反应性高分子材料,在混合过程中(例如挤出过程)与共混高分子材料的官能团之间在相界面上发生反应,使体系相容性得到改善,起到增容剂的作用。
3.高分子材料体系其相态行为有哪几种形式,各自有什么特点,并举例加以说明。
(1)具有上临界混溶温度UCST,超过此温度,体系完全相容,为热力学稳定的均相体系;低于此温度为部分相容,在一定的组成范围内产生相分离。
如:天然橡胶-丁苯橡胶。
(2)具有下临界混溶温度LCST,低于此温度,体系完全相容,高于此温度为部分相容。
如:聚苯乙烯-聚甲基乙烯基醚、聚己内酯-苯乙烯/丙烯腈共聚物。
(3)同时出现上临界混溶温度UCST和下临界混溶温度LCST,如苯乙烯/丙烯腈共聚物-丁腈橡胶等共混体系。
(4)UCST和LCST相互交叠,形成封闭的两相区(5)多重UCST和LCST4.什么是相逆转,它与旋节分离的区别表现在哪些方面?相逆转(高分子材料A或高分子材料B从分散相到连续相的转变称为相逆转)也可产生两相并连续的形态结构。
(1)SD起始于均相的、混溶的体系,经过冷却而进入旋节区而产生相分离,相逆转主要是在不混溶共混物体系中形态结构的变化。
(2)SD可发生于任意浓度,而相逆转仅限于较高的浓度范围(3)SD产生的相畴尺寸微细,而相逆转导致较粗大的相畴,5.相容性的表征方法有哪些,试举例加以说明。
玻璃化转变法、红外光谱法、差热分析(DTA)、差示扫描量热法(DSC) 膨胀计法、介电松弛法、热重分析、热裂解气相色谱等。
玻璃化转变法:若两种高分子材料组分相容,共混物为均相体系就只有一个玻璃化温度,完全不溶,就有两个玻璃化温度,部分相容介于前两者之间。
差示扫描量热法(DSC):DSC测量试样按升温△T所需热量与参比材料同样升温△T所需热量之差,从而定出试样的玻璃化转变T g。
红外光谱法:对于相容的高分子材料共混体系,由于不同高分子材料分子之间有强的相互作用,其所产生的光谱相对两高分子材料组分的光谱谱带产生较大的偏离(谱带频率的移动和峰形的不对称加宽等),由此而表征相容性的大小。
6.提高相容性的方法有哪些?举例加以解释。
(1)加强基团间的相互作用,例如苯乙烯和含强极性-CN基团的丙烯腈共聚后,就能和许多高分子材料如聚碳酸酯、聚氯乙烯等形成相容体系。
(2)接枝嵌段共聚共混如嵌段共聚共混制取乙丙橡胶与聚丙烯的共混物。
(3)添加第三组份增容剂LDPE/PP共混物中加入含PP和PE嵌段-EPCAR,提高强度。
(4)形成互穿高分子材料网络(IPN)7.简述增容剂的作用机理,对比反应型增容剂和非反应型增容剂的优劣。
按增容剂与不基体的作用形式可增容剂将分为非反应型和反应型两大类,反应型增容剂是指共混时伴随着化学反应,与共混组分能生成化学键。
而非反应型增容剂只起到“乳化剂”的分散作用,降低其相界面间的张力,从而达到增容的目的。
与非反应型增容剂相比,反应型增容剂具有制造成本低、添加量少、增容效果好、增容效率高等特点,8.试说明高分子材料共混物有哪几种形态结构?高分子材料共混物可分为均相和两相结构。
两相结构中又分为:单向连续结构,两相互锁或交错结构,相互贯穿的两相连续结构。
9.以具体实例说明弹性体增韧,非弹性体增韧、无机粒子的增韧机理。
弹性体增韧:NBR改性PVC,NBR橡胶小球可以作为应力集中体,诱发银纹或剪切带,外力作用的能量通过银纹或剪切带的形成而耗散掉。
非弹性体增韧:在PC韧性基体中添加PS(脆性塑料),当韧性基体受到外力拉伸应力时,会在垂直于拉伸应力的方向上对脆性塑料粒子施以压应力。
脆性粒子在静压力作用下发生塑性形变,将外力作用能量耗散掉。
无机粒子的增韧:PVC里加入纳米CaCO3,受到外力作用时,微小的刚性粒子引发大量银纹,同时塑料基体也产生塑性变形,吸收冲击能量,达到增韧效果。
10.影响刚性粒子增韧的因素有哪些?a.基体韧性:高分子材料基体的初始韧性越大.则增韧的效果越明显b.界面黏结性:为了使在刚性粒子赤道而上产生强应力,必须使基体与填料界而有适当的界而粘合以满足应力传递。
c.粒子大小及用量:刚性粒子的加入量存在一最佳值。
d. 粒间基带厚度e. 分散相模量:分散相的屈服应力与分散相和基质间的界而黏结越接近,才能起到较好的增韧作用。
f. 刚性粒子增韧与基体结晶行为的关系:无机填料对结晶性高分子材料具有成核作用,而填料的表面处理不仅对填料的成核能力有明显的影响,而且使结晶的成长过程发生变化。
11. 简述概念银纹现象相畴最低临界相容温度相容性功能性聚合物共混物银纹现象:玻璃态聚合物在应力作用下会产生发白现象---应力发白现象,相畴:在复相聚合物体系中,每一相都以一定的聚集形态存在。
因为相之间的交错,所以连续性较小的相或不连续的相就被分成很多的微小区域。
最低临界相容温度:低于此温度,体系完全相容,高于此温度为部分相容。
“相容性”代表热力学相互溶解,共混时,混合自由焓ΔG m<0 。
功能性聚合物共混物是指除通用性能之外,具有某种特殊功能(如抗静电性、高阻隔性、离子交换性等)的聚合物共混物。
12.简述聚合物共混物界面层的形成步骤。
分析提高两相之间的办法。
两相之间的相互接触;两种聚合物大分子链段之间的相互扩散。
增加两相之间的接触面积有利于大分子链段之间的相互扩散、提高两相之间的粘合力。
具体办法:高效率的共混机械;采用IPN技术;采用增容剂。
第三章高分子材料化学改性1.“不同单体对同一种自由基或者是同一种单体对不同自由基具有不同的反应活性”,试解释导致这种差异的原因。
导致这种差异的原因是其取代基的结构效应所致,具体表现在三个方面:(1)共轭效应:取代基的共轭效应越强,则单体愈活泼,而其产生的自由基越稳定,活性越小。
取代基对自由基的共轭效应强弱如下:-Ph,-CH=CH2 > -CN,-COR > -COOR >-Cl > -OCOR , -R > -OR, -H(2)位阻效应位阻效应是指取代的大小、数量、位置对单体共聚的影响。
(3)极性效应取代基的极性也会影响单体和自由基的活性。
带强推电子取代基的单体与带强吸电子取代基的单体组成的单体对由于取代基的极性效应,正负相吸,因而容易生成交替共聚物。
2.自由基共聚合反应的实施方法有哪几种,试对各种方法进行比较并举例说明。
本体聚合溶液聚合悬浮聚合乳液聚合配方成分单体、引发剂单体、引发剂、溶剂单体、引发剂、水和分散剂单体、引发剂、水和乳化剂引发剂油溶性引发剂油溶性引发剂油溶性引发剂水溶性引发剂难度控制难较难易易聚合特点提高反应速率伴向溶剂转移提高反应速率可同时提高反分子量下降,分子量分布加宽分子量小,分子量分布窄分子量下降,分子量分布加宽应速率与分子量生产特征体系温度高设备简单间歇生产产物可直接使用散热容易,可连续生产散热容易,可连续生产,产物要提纯净化散热容易,可连续生产代表产品PS,PVC,HDPE 乙丙橡胶丁苯橡胶丁腈橡胶氯丁橡胶3.以SBS为例说明其结构特征与合成方法。
SBS的多种制备途径:① BuLi为引发剂,依次加入苯乙烯、丁二烯、苯乙烯相继聚合S→B→S②萘钠使丁二烯先聚合形成双负离子,再在两端引发苯乙烯聚合S←B→S③先制成SB,再用适当偶联剂连接起来 S→B…X…B←S4. 嵌段共聚物不能用自由基共聚反应来制备,需用特殊方法来合成,试举例说明。
方法种类活性聚合(依次加入不同单体)负离子法、正离子法、配位负离子法、自由基法、基团转移法、活性开环聚合法扩链反应法遥爪高分子材料、活性高分子材料、扩链剂逐步聚合法缩聚反应、端基官能团、共缩聚其他方法自由基交联法、缩聚物链交换法、特殊引发剂法、力化学法、光分解法5.试说明接枝共聚物的制备方法及其反应机理。
方法种类机理主链大分子+ 单体引发剂法用自由基聚合引发剂或与主链大分子有关的氧化还原反应引发体系,在主链形成自由基。
也可在主链上形成阳离子或阴离子引发中心链转移法在主链上引入SH等易发生链转移的基团辐射聚合法预辐射处理法和同时辐射处理法光聚合法增加光敏剂或将光敏基团引入主链大分子机械力化学法利用摩擦力来切断主链或侧链来产生自由基6. 试对自由基聚合、阳离子聚合和阴离子聚合从单体、引发剂、反应机理、活性种、温度及溶剂条件等方面加以对比说明。
高分子材料吸收紫外线后,会使高分子材料处于高能状态,通过光化学反应,引起高分子材料降解和交联,发生老化现象。
防光氧老化可以通过:①光屏蔽作用;②紫外线吸收作用;③猝灭作用。
7. 论述共聚物结构与性能的关系。
聚合反应自由基聚合离子聚合阳离子聚合阴离子聚合聚合单体弱吸电子基的烯类单体,共轭单体推电子取代基的烯类单体,共轭单体,易极化为负电性的单体吸电子取代基的烯类单体,共轭单体,易极化为正电件的单体引发剂(催化剂) 过氧化物,偶氮化物,氧化还原体系Lewis酸,质子酸,阳离子生成物,亲电试剂碱金属,有机金属化合物,碳阴离子生成物,亲核试剂活性中心自由基C·碳阳离子C+碳阴离子C-阻聚剂生成稳定自由基和稳定化合物的试剂:对苯二酚,DPPH 亲核试剂:水,醇,酸,酯,胺类供给质子的试剂:水,醇,酸等活泼氢物质及CO2,氧等聚合机理双基终止,特征为慢不能双基终止。
通过单分不能双基终止。
较难发生引发、快增长、有终止。
子自发终止,或向单体、溶剂等链转移终止。
特征为快引发、快增长、易转移、难终止。
链终止,需加入其他试剂使之终止。
一般为快引发、慢增长、无终止。
聚合温度 一般50~80℃ 0℃以下 0℃以下或室温水、溶剂的影响 可用水作溶剂,溶剂对聚合反应影响小 水会离子聚合终止。
离子聚合中,溶剂的极性和溶剂化能力,对引发和增长活性中心的形态有极大影响,从而影响聚合速率、产物分子量及立体规整性。
一种离子聚合的溶剂常是另一种离子聚合的链转移剂或终止剂,不可颠倒使用。
聚合方法 本体,溶液,悬浮,乳液本体,溶液就共聚物的聚集态结构中链的规整性,共聚物聚物的玻璃化温度,熔点,溶解性,机械性能以及大分子链的降解等几个方面讨论共聚物结构与性能的关系。
规整性好,分子链相互作用强的高分子材料易结晶。
玻璃化温度有公式12121W W Tg Tg Tg =+,无规共聚物的熔点T m 与共聚单体的量的关系:A am m X H R T T ln 110∆-=- 在无规共聚物中加入一些改善材料的吸湿性、防污性、阻燃性和染色性的共聚单体后,其强度等有不同程度的下降。