高分子材料复习提纲答案

高分子材料

定义：以聚合物或以聚合物为主，辅以各种添加剂等物质经加工而成的材料。 分类按化学组成：金属材料

无机非金属材料

有机高分子材料

复合材料 按材料用途分类： 塑料 (Plastics) 弹性体 (Elastomer) 纤维 (Fiber)

涂料 (Coating) 胶粘剂 (Adhesive) 复合材料(Composite) 按主链结构分类：碳链、杂链、元素有机高分子

第三章塑料材料

1、名词解释：极限氧指数、受阻酚、工程塑料、热变形温度

2、请指出提高增塑剂的耐久性的方法。

4、请解释磷系阻燃剂的凝聚相阻燃机理。

5、请说明Al(OH)3的阻燃作用。

6、给出下述聚合物的中文全称和重复单元结构：

PF(酚醛树脂), 聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET ）, POM （聚甲醛树脂）。

8、为什么UHMWPE 的密度介于LDPE 和HDPE 之间，却可以作为工程塑料使用？分子之间的缠结非常强烈。

9、请分析HDT 热变形温度的变化趋势：HDPE 、LLDPE 、LDPE ，并说明原因。

10、为什么PVC 塑料拖鞋夏天穿着感觉柔软、而冬天感觉坚硬呢？ ✓ 热塑性塑料和热固性塑料在结构与性能上区别。

● 热塑性塑料：线型或支化聚合物。分子链之间主要以次价力或氢键相吸引而显示一定强度，同时表现出弹性和塑性。

“可溶、可熔”。可反复成型。

● 热固性塑料：起初是热固性树脂（一般是分子量不高的预聚物或齐聚物），经过“固化反应”而得，为三维体型（网状）结构。

“不溶、不熔”。一次成型，不可再塑。

耐热性能、力学性能、耐化学品性能高于热塑性塑料。

✓ 塑料用加工助剂（添加剂）的种类及作用。

● 塑料用加工助剂为改善塑料的使用性能或加工性能而添加的物质。

● 主要包括：填料及增塑剂、稳定剂（防霉剂、抗氧化剂、光稳定剂、热稳定剂）、润滑剂、抗静电剂、阻燃剂、偶联剂、着色剂、固化剂······

1. 增塑剂：改进高分子材料加工性，提高制品柔软性的一类物质。

（消弱分子间作用力，

破坏结晶区。）降低粘度η，改善加工性能；玻璃化转变温度下降，弹性模量下降，降低T f，提高聚合物的可塑性。e.g. 邻苯二甲酸酯类。

高沸点、难挥发；与高分子基质有一定的相容性，但不与其发生化学反应。

2.抗氧氧剂：能够有效抑制聚合物自氧化作用，从而延长其使用寿命的添加剂。e.g. 酚类。

3.阻燃剂Flame retardant：LOI越小，燃烧所需O2浓度越低，材料越易燃。吸热效应、

覆盖效应、稀释效应、抑制效应（捕捉自由基）。无机、有机阻燃剂（e.g.磷系中的双酚A双（二苯基磷酸酯）BDP）。

4.抑烟剂：广义上讲，能够减少聚合物燃烧时的发烟量的助剂均可称为抑烟剂。

5.填料及增强剂：降低成本、增强、改善成型加工性，赋予塑料制品特殊的性能。

6.抗静电剂：防止产生静电。

7.着色剂：（1）提高塑料制品的商品价值；（2）改善耐候性、光学性能及各种特殊用途（标

志、标识、标牌；废旧塑料回收料（垃圾袋——黑色）；塑料墨镜等）。

✓热塑性塑料和热固性塑料的成型加工工艺。

1.热塑性塑料：挤出、注射、压延、吹塑及模压

2.热固性塑料：模压、铸塑及传递模塑

第四章弹性体（橡胶）材料

作业：名词解释1、再生胶；2、硫化橡胶；3、热塑性弹性体

问答题：4、分析氯丁橡胶和天然橡胶在结构和性能上的差异。

●简述橡胶的结构与其性能之间的关系。

结构特征与性能：

1.大分子链具有足够的柔性；玻璃化温度比室温低。柔性越好，弹性越好；

2.使用条件下不结晶或结晶度很小。适当结晶度可以提高橡胶的强度，但结晶度过

高，使橡胶的弹性变差。

3.使用条件下无分子间相对滑动，分子适当交联，形成网络结构。于是，不溶不熔，

仅溶胀。交联度越高，强度越高，但太高则弹性变差。

●高温橡胶的加工工艺有哪些？

橡胶加工是指由生胶（即未交联）及其配合剂经过一系列化学与物理加工制成橡胶制品的过程。

硫化是成形品在一定温度、压力下形成网络结构的过程，其结果是使半成品失去塑性，同时获得高弹性和足够强度。

●热塑性弹性体：高温下能反复塑化成型，常温下能显示橡胶弹性的材料

硬段为不连续相分散在柔性链段中，存在微相分离结构；具可逆性交联结构。

e.g.氨基甲酸酯链段间形成氢键 物理交联

第五章纤维材料

✓成纤聚合物的结构特征。

（1）分子结构

1.成纤高聚物均为线型高分子

2.成纤维高聚物具有适宜的分子量和分布，高者不易加工，低者性能不好。

3.成纤高聚物的分子链间必须有足够的次价力

4.成纤高聚物应具有可溶性和熔融性

5.成纤高聚物高分子链立体结构具有一定的规整性

（2）形态结构

①纤维多重原纤结构和表面形态

a.多重原纤结构

b.表面形态

②纤维横截面形状和皮芯结构

③纤维中的孔洞

✓纤维的加工工艺以及后处理的目的和后加工过程。

1.将成纤聚合物的熔体或浓溶液，用纺丝泵(或称计量泵)连续、定量而均匀地从喷丝头(或喷丝板)的毛细孔挤出，而成为液态细流，再在空气、水或特定的凝固浴中固化成为初生纤维的过程称作“纤维成型”，或称“纺丝”。

工业上常用的纺丝方法主要有两大类：熔体纺丝法和溶液纺丝法。

在溶液纺丝法中，根据凝固方式的不同，又分为湿法纺丝和干法纺丝。化学纤维生产中绝大部分采用上述三种纺丝方法。

此外，还有一些特殊的纺丝方法，如乳液纺丝、悬浮纺丝、干湿法纺丝、冻胶纺丝、液晶纺丝、相分离纺丝和反应纺丝法等，用这些方法生产的纤维量很少。

2.后处理的目的

由上述各种方法得到的纤维，分子链排列不规整，物理力学性能差，不能直接用于织物加工。为此，必须进行一系列后加工，以改进纤维结构，提高其性能。

后加工过程：⑴短纤维的后处理：集束，牵伸，水洗，上油，干燥，热定性，卷曲，切断，打包等

⑵长丝后处理：拉伸，加捻，复捻，热定性，络丝，分级，包装等。

⑶弹力丝的加工-假捻法

⑷膨体纱的加工

第六章涂料和胶粘剂

✓粘合剂的组成有哪些？

固化剂（交联）：又称硬化剂。其作用是使液态的高分子化合物（主体）变成固体，从而使粘接具有一定的机械强度和稳定性。例如用环氧树脂做主体时，必须使用乙二胺做固化剂，才能使环氧树脂固化，起粘接作用。

增韧剂：它能提高胶粘剂的柔韧性，改善胶结层抗冲击的能力。

稀释剂：用于降低胶粘剂的粘度，便于施工和操作，很多都是如乙醇、丙酮、丁醇、甲苯、二甲苯等常用的溶剂。

填料：可提高胶粘剂的粘接强度、耐热性和尺寸稳定性，并可降低成本。例如加入玻璃纤维和石棉纤维可提高胶粘剂的耐冲击强度；加入石英粉和瓷粉可提高硬度和抗压性；

加入石墨粉可提高抗磨性；加入氧化铝和钛白粉，可提高粘接力。

✓要达到良好的胶接，须具备的条件。

✓胶粘剂要能很好的润湿被粘物的表面：

表面扩散→表面微孔→表面空气→点接触→面接触

✓粘合剂与被粘物之间需要较强的相互作用力。

✓粘合剂的胶接工艺。