聚合物共混改性作业题答案

合集下载

聚合物共混改性_作业题答案

聚合物共混改性_作业题答案

1. 聚合物共混改性的主要目的有哪些?物性(谋求新的功能提高性能):功能化、高性能化、耐久性成型加工性:流动性、收缩性、离型性、尺寸稳定性、结晶性、结晶速度、热熔融强度等经济性:增量、代用、省资源、循环利用等2. 聚合物共混改性的主要方法有哪些?物理共混:是指两种或两种以上聚合物材料、无机材料以及助剂在一定温度下进行机械掺混,最终形成一种宏观上均匀的新材料的过程。

化学共混:聚合物的化学共混改性是通过聚合物的化学反应,改变大分子链上的原子或原子团的种类及其结合方式的一类共混改性方法。

物理/化学共混:是在物理共混的过程中发生某些化学反应3. 简述混合的基本方式及其特点。

基本方式:分配混合(分布混合、层流混合)、分散混合特点:在混合中仅增加粒子在混合物中分布均匀性而不减小粒子初始尺寸的过程,称为分配混合。

分布混合:只改变分散相的空间分布状况,增加分散相分布的随机性。

分散相物料主要通过对流作用来实现;层流混合:是分布混合的一种特定形式,其理论基于一种假设,即在层流混合的过程中,层与层之间不发生扩散。

分散混合: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。

4. 试述聚合物共混物的形态及特点。

海-岛结构:是一种两相体系,一相为连续相,另一相为分散相,分散相分散在连续相中,亦即单相连续体系。

海-海结构:也是一种二相体系,但两相皆为连续相,相互贯穿,亦即两相连续体系。

两相互锁或交错结构:也是一种二相体系,这种结构中没有一相形成贯穿整个试样的连续相,而且两相相互交错形成层状排列,难以区分连续相和分散相。

梯度结构:为二相体系,特殊的共连续体系(两相连续体系)其组成在空间上互为增减。

阶跃结构:为二相体系,特殊的共连续体系(两相连续体系),在极小过渡区域内,其组成在空间上互为增减。

单相连续体系:海-岛结构、两相互锁或交错结构共连续体系:海-海结构、梯度结构、阶跃结构5. 影响熔融共混的主要因素有哪些?(1)聚合物两相体系的熔体黏度(比值)及熔体弹性。

聚合物共混改性

聚合物共混改性

1.目的:获得预期性能的共混物。

方法:①熔融共混②溶液共混③乳液共混④釜内共混. 1、共混物形态的三种基本类型 (1)均相体系 (2)两相体系①海—岛结构 ②海—海结构 其一是均相体系;其二被称为“海-岛结构”,这是一种两相体系,且一相为连续相,一相为分散相,分散相分散在连续相中,就好像海岛分散在大海中一样;其三被称为“海-海结构”,也是两相体系,但两相皆为连续相,相互贯穿。

2.均相体系的判定答:如果一种共混物具有类似均相材料所具有的性能,这种共混物就可以认为是具有均相结构的共混物.在大多数情况下,可以用玻璃化转变温度Tg 作为判定的标准。

①如果两种聚合物共混后,形成的共混物具有单一的Tg,则就可以认为该共混物为均相体系. ②部分相容性的聚合物为两相体系,两种聚合物的共混物具有两个Tg,且两个Tg 峰较每一种聚合物自身的Tg 更为接近。

③不相容的聚合物的共混物有两个Tg 峰,其位置与每一种聚合物的Tg 峰基本相同。

3.分布混合:又称分配混合,是混合体系在应变作用下置换流动单元位置而实现的.分散混合:既增加分散相空间分布的随机性,又减小分散相粒径,改变分散相粒径分布过程. 4,一个分散相大粒子(大液滴)分裂成两个较小较小的粒子再进一步分裂。

展示的分散过程是逐步进行的重复破裂过程。

(大液滴)先变为细流线,细流线再在瞬间破裂成细小的粒)(毛细管不稳定现象)。

其展示的分散过程是在瞬间完成的。

5a.,改变剪切应力,助剂调节,分散相粒径变小;剪切流动,拉伸流动),粒径更均匀. 6,使We 值增大,进而使形变增大; ,使We 值增大,易于变形.液滴的变形到达连续相的黏度增大,使We 值增大,进而使液滴(σ下降,使We 值增大,进而使液 ⑥熔体弹性; ⑦液滴破碎的判据:τ(19λ+16)/16(λ+1)>σ/R ,式中τ为剪切应力. ⑧流动场形式的影响(2)双小球模型:②粒径大的分散相颗粒易破碎分散,发生分散相粒径的自动均化过程; ①剪切应力、分散相内力:增大剪切应力或降低分散相内力有利于分散相颗粒的破碎分散; ③在分散相的破碎分散过程中,分散相颗粒会发生伸长变形和转动.当伸长变形的分散相颗粒转动到剪切应力平行的方向时,就难以进一步破碎了。

最新聚合物共混改性原理复习题

最新聚合物共混改性原理复习题

聚合物共混改性原理复习题------------------------------------------作者xxxx------------------------------------------日期xxxx聚合物共混改性原理复习题一、图1和图2是某科研工作者对蛋白石填充高密度聚乙烯不同体系的的测试结果,请对此两图进行分析,写出分析结果和其原因。

(处理剂为表面处理剂)注:目=1平方英寸(2。

54cm×2。

54cm)内的孔数答:未经处理的蛋白石填充HDPE降低树脂的拉伸强度和冲击强度,蛋白石粒径大小对这两种性能的影响相当。

由于未经过表面处理剂处理,蛋白石不能与树脂较好地相容,两相间粘合力小,不能很好地传递应力,故拉伸强度和冲击强度降低。

ﻩ经过处理的蛋白石填充HDPE能够提高树脂的拉伸强度和冲击强度。

硬脂酸处理的蛋白石比钛酸酯处理的更能提高拉伸强度,并且粒径小的效果好;对于冲击强度,前者效果不如后者,且粒径大的更能提高冲击强度。

经表面处理剂处理后的蛋白石与树脂基体相容性好,界面相粘结力强;硬脂酸处理的蛋白石相容性更好,使得其拉伸强度更高,但粘合紧密反而导致应力传递快,能量吸收少,冲击强度提高较少.填充物粒径小,粘结紧抗拉伸能力强,但是对于钛酸酯处理的蛋白石,粒径小冲击强度反而低,可能是因为蛋白石颗粒分散不均匀导致。

二、一般采有PP熔融接枝MAH单体,并通过反应挤出制备PP/PA 6共混物,请阐明PP接枝MAH对共混物的形态结构及性能有何影响。

为什么?答:PA6与PP是不相容体系,其共混物一般呈现相分离的双相结构,PP粒子呈球状简单地分散在PA6基体中,并且分布不均匀,粒径大,粒径分布宽,界面粘接不良;当体系中加入增容剂后,PP 粒子均匀地分散在PA6基体中,粒径变小,粒径分布窄,PA6与PP 两相界面无明显分相情况。

PP接枝MAH降低了PP在PA6中的界面张力,增加了两相的相容性。

共混改性简答题

共混改性简答题

1、聚合物共混的意义聚合物共混物可以消除和弥补单一聚合物性能上的弱点,取长补短,得到综合性能优良、均衡的理想聚合物材料;使用少量的某一聚合物可以作为另一聚合物的改性剂,改性效果明显;改善聚合物的加工性能;可以制备一系列具有崭新性能的聚合物材料。

2、(UCST和LCST)三个区域的相容性情况、概念和意义。

(第二章)答:在UCST以上或LCST以下的温度,二元共混物以所有比例完全混容。

在UCST 以下或LCST以上的温度只有当体系中一个组分含量较小时才能实现两组分的完全相容,即只观察到单一相。

在中间组成范围内,则发生相分离即不能相容。

UCST,最高临界互容温度,低温分相,高温互容;LCST,最低临界互容温度,低温互容,高温分相。

3、判断聚合物共混物相容性有哪些表征方法。

简述各自的原理。

(第二章)答:1、目测法:一种稳定的均相混合物,通过改变温度、压力或组成都能实现由透明到混浊的转变,浊点相当于这一转变点,也就是相分离开始点。

2、T g测定法:不相容的两组分,共混物呈现两个未发生变化的T g,不同相容性的共混物,测得的T g有不同程度的偏移。

3、光学显微镜法:利用光的散射、透射及干涉等来推断两相结构。

4、电子显微镜法:利用电子束射线的相互作用来对物质的组成和表面进行观察。

5、散射法:利用体系对不同波长的辐射的散射,测定体系内部某种水平上的不均匀性,以此推断相容性和分散程度4、简述影响热力学相容性的因素。

答:1.大分子间的相互作用2.相对分子质量3.共混组分的配比4.温度5.聚集态结构5、影响聚合物共混物相容性的因素有哪些?如何影响?(第二章)答:1、溶度参数,高分子间溶度参数越相近,其相容性越好。

2、共聚物组成,共混物组成不同分子间和分子内作用力不同,相容性不同。

3、极性,高分子的极性愈相近,其相容性愈好。

4、表面张力,共混组分的表面张力越接近,界面结合愈好,相容性越好。

5、结晶能力,共混组分的结晶能力愈相近,其相容性愈好。

2013年聚合物改性重点复习题(1)

2013年聚合物改性重点复习题(1)

2013年聚合物改性重点复习题(1)1、解释聚合物共混物中的分散相分散状况表征的“均一性”与“分散度”这两个术语,并说明它们之间的关系。

答:主要针对“海-岛结构”两相体系的形态。

为了表征分散相分散状况,需要引入两个术语:均一性与分散度。

“均一性”是指分散相浓度的起伏大小,“分散度”则是指分散相颗粒的破碎情况。

对于均一性,可采用数理统计的方法进行定量计算;分散度则以分散相平均粒径来表征。

P10关系2、PVC/ABS 共混体系的制品较纯PVC和ABS制品具有哪些优越性?答:ABS为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物,具有冲击性能较高、易于成型加工、手感良好以及易于电镀等特性。

PVC则具有阻燃、耐腐蚀、价格低廉等特点。

将PVC与ABS共混,可综合二者的优点。

P533、怎样区分硬制PVC制品和软制PVC制品?在硬质PVC制品中添加氯化聚乙烯(CPE)后,对制品的力学性能有什么影响?答:P484、EPDM、CR、IIR、NR和SBR分别代表什么橡胶?答:EPDM--三元乙丙橡胶;CR--氯丁橡胶;IIR--丁基橡胶;NR--天然橡胶;SBR--丁苯橡胶。

P695、热固性树脂基纤维增强复合材料的成型方法主要有哪几种?答:手糊成型、缠绕成型、喷射成型、拉挤成型、层压成型。

P86 6、在聚合物共混物中,控制分散相粒径的方法有哪些?答:P367、聚合物共混物的形态与哪些因素有关?答:P158、简述共混物形态研究的染色法、刻蚀法及低温折断法三种制样方法。

答:P99、PVC、CPE、MBS、NBR、SBS、TPU、ABS、EPDM、PC、PET、PPO、POM、PPS、PES、PSF、PP、PE、BR、PMMA、CR分别代表什么聚合物?答:练习二。

PES--聚苯醚砜;PSF--聚砜;BR--1,2-聚丁二烯橡胶;PMMA--聚甲基丙烯酸甲酯;CR--氯丁橡胶。

10、简述在PP/PE共混体系中,PE使PP冲击性能得到提高的机理。

聚合物改性课后习题

聚合物改性课后习题

聚合物改性课后习题1.共聚物形态可分为哪3种基本类型?P5 答:均相体系海-岛结构海-海结构2.简述均一性与分散度概念。

P10答:均一性指分散相浓度的起伏大小,可以采用数理统计来进行定量计算。

分散度指分散相颗粒的破碎情况,以分散相平均粒径来表征均匀↑均一性↑粒径↓分散度↑3.试述聚合物两相体系的配比与熔体粘度对哪一相为连续相、哪一相为分散相的综合影响。

P17 答:某一组分大于74%→连续相小于26%→分散相26%―74%与另一组分粘度比值小于1,还可能是连续相4.试述影响共混体系熔融流变性能的因素。

P23 答:剪切速率温度共混组成黏弹性5.简述弹性体增韧塑料体系中,分散相粒径对增韧效果的影响。

P28答:橡胶颗粒的粒径分布不宜过宽,过小的橡胶粒不能发挥增韧作用;过大的橡胶粒不仅影响体系中的颗粒总数,而且会对力学性能产生不良影响。

6.简述非弹性体增韧与弹性体增韧的区别,以及非弹性体增韧的优势。

P31 增韧改性剂:脆性塑料,无机填料粒子;橡胶或热塑性弹性体增韧对象:有一定韧性的基体;准韧性基体和脆性基体机理:由橡胶球引发银纹或剪切带,橡胶球本身不消耗多少能量;依赖脆性材料的形变,将外界的能量耗散掉。

用量:抗冲击性能随弹性体用量增大而增大;脆性塑料的用量有一个范围,超过此范围,抗冲击性能急剧下降优势:提高材料抗冲击性能的同时,并不会降低材料的刚性。

既增韧又增强7.对于PVC等脆性基体,如何进行非弹性体增韧?P31答:需要用弹性体对其增韧,变成有一定韧性的基体。

然后再用非弹性体对其进行进一步的增韧改性8.简述分布混合与分散混合的概念。

P34答:分布混合:分散相粒子不发生破碎,只改变分散相的空间分布状况、增加分散相分布的随机性的混合过程分散混合:既增加分散相空间分布的随机性,又减小分散相粒径,改变分散相粒径分布的过程。

9.试述影响分散相粒径的因素。

P36共混时间:分散粒径随共混时间延长而降低,粒径分布也会随之均化,时间过长高聚物则会降解。

聚合物共混改性原理复习题.docx

聚合物共混改性原理复习题.docx

聚合物共混改性原理复习题一、图1和图2是某科研工作者对蛋白石填充高密度聚乙烯不同体系的的测试结果,请对 此两图进行分析,写出分析结果和其原因。

(处理剂为表面处理剂)处理剂品种对试样拉伸强度的影响201816141210864 图2 处理剂品种对试样冲击强度的影响注:目=1平方英寸(2.54cm X 2.54cm)内的孔数答:未经处理的蛋口石填充HDPE 降低树脂的拉伸强度和冲击强度,蛋口石粒径人小对 这两种性能的影响相当。

山于未经过表而处理剂处理,蛋口石不能与树脂较好地相容,两相 间粘合力小,不能很好地传递应力,故拉伸强度和冲击强度降低。

经过处理 的蛋白右填充HDPE 能够提高树脂的拉伸强度和冲击强度。

硬脂酸处理的蛋白仃比钛酸酯处 理的更能捉高拉伸强度,并1L 粒径小的效呆好;刈于冲击强度,询者效果不如后者,1L 粒径 大的更能提高冲击强度。

经表面处理剂处理后的蛋白石与树脂基体相容性好,界面相粘结力 强;硬脂酸处理的蛋匚1右和容性更好,使得其拉伸强度更高,但粘合紧密反而导致应力传递快,能量吸收少,冲击强度提高较少。

填充物粒径小,粘结紧抗拉伸能力强,但是对于钛1ZUU 曰 3UU0H蛋白石粒径1200目 3000目蛋白石粒径酸R— Si~X R— Si—0HIOH 斗叭s严…-R/'OH ——0— /H /酯处理的蛋口石,粒径小冲击强度反而低,可能是因为蛋口石颗粒分散不均匀导致。

二、一般采有PP熔融接枝MAH单体,并通过反应挤出制备PP/PA6共混物,请阐明PP 接枝MAH 对共混物的形态结构及性能有何影响。

为什么?答:PA6与PP是不相容体系,其共混物一般呈现相分离的双相结构,PP粒子呈球状简单地分散在PA6基体中,并且分布不均匀,粒径大,粒径分布宽,界面粘接不良;当体系中加入增容剂后,PP粒了均匀地分散在PA6棊体中,粒径变小,粒径分布窄,PA6与PP两相界而无明显分相情况。

PP接枝MAH降低了PP在PA6中的界面张力,增加了两相的相容性。

聚合物改性习题

聚合物改性习题

(一)1.试述共混物形态的三种基本类型。

2.试述均相体系的判定方法。

3.分别简述热力学相容性与广义相容性的涵义,并对二者进行比较。

4.如何提高聚合物的阻燃性能。

(PS,PU,PP)。

5.如何提高聚合物的抗冲击性能。

6.如何提高PET,PC,PMMA和PVA等聚合物的透明性。

(二)7.聚合物共混改性的主要目的有哪些?8.聚合物共混改性的主要方法有哪些?9.简述混合的基本方式及其特点。

10.影响熔融共混的主要因素有哪些?(三)11.聚合物相容性是如何影响共混物玻璃化温度的?为什么?12.简要说明聚合物共混体系的热力学相容性与工艺性相容性的概念。

13.在不相容共混体系中,通常采用哪些手段提高共混体系的相容性?14.简述增容剂在共混体系中的增容原理。

(四)15.聚合物共混依据的原则有哪些?为什么说聚合物表面张力对共混物性能影响较大?16.双组分部分相容的共混物的界面层是怎样形成的?界面层的性质如何?与相容性有何关系?17.影响共混物结构形态的因素有哪些?如何影响?18.对于两种无定形聚合物所制成的共混物形态结构的基本类型有哪几种?各有何特点?19.说明黏度比、剪切应力及界面张力对共混物形态的影响。

(五)20.哪些因素可影响橡胶增韧的增韧效果?21.试用银纹这一现象解释橡胶增韧塑料的增韧机理。

22.试分别不同情况下阐述共混物性能与组分性能的一般关系。

23.测定共硫化结构的方法有哪些?24.在动态硫化的共混型热塑性弹性体中,为什么橡胶相能构成分散相,而塑料相构成连续相?这一结果对共混物性能有何影响?25.叙述共混型热塑性弹性体的制备工艺过程。

聚合物共混改性考试试题及答案

聚合物共混改性考试试题及答案

聚合物共混改性考试试卷一、名称解释 20分聚合物共混改性:答:是以聚合物(聚合物或者共聚物)为改性剂,加入到被改性的聚合物材料(合成树脂,又叫基体树脂)中,采用合适的加工成型工艺,使两者充分混合,从而制得具有新颖结构特征和新颖性能的改性聚合物材料的改性技术。

相逆转:答:聚合物共混物可在一定的组成范围内发生相的逆转,原来是分散相的组分变成连续相,而原来是连续相的组分变成分散相。

在相逆转的组成范围内,常可形成两相交错、互锁的共连续形态结构,使共混物的力学性能提高。

热塑性塑料:答:热塑性塑料是指加热后软化、可塑,冷却后硬化,再次加热可熔融软化,固化成型,具有反复可加工成型的特点。

增容作用:答:使聚合物之间易于相互分散,能够得到宏观均匀的共混体系。

改善聚合物之间相界面的性能,增加两相间的粘合力,使P-P共混物具有长期稳定的性能。

二、聚合物共混物的形态结构及特点 10分答:单相连续结构:构成聚合物共混物的两个相或者多个相中只有一个相连续,其他的相分散于连续相中。

单相连续结构又因分散相相畴的形状、大小以及与连续相结合情况的不同而表现为多种形式。

两相互锁或交错结构:这种结构中没有一相形成贯穿整个试样的连续相,而且两相相互交错形成层状排列,难以区分连续相和分散相。

有时也称为两相共连续结构,包括层状结构和互锁结构。

相互贯穿的两相连续结构:共混物中两种组分均构成连续相,互穿网络聚合物(IPNs)是两相连续结构的典型例子。

三、聚合物共混物相容性分哪两类?各自的定义是什么?画出聚合物共混物的UCST、LCST 相图。

15分答:分为热力学相容性和工艺相容性两类。

热力学相容性是指相互混合的组分以任意比混合,都能形成均相体系,这种相容性叫热力学相容性。

工艺相容性是指对于一些热力学相容性不太好的共混高聚物,经适当加工工艺,形成结构和性能稳定的共混高聚物,则称之为工艺相容性。

相图略四、界面层的结构组成和独立相区的区别 10分答:①界面层内两种分子链的分布是不均匀的,从相区内到界面形成一浓度梯度;②界面层内分子链比各自相区内排列松散,因而密度稍低于两相聚合物的平均密度;③界面层内往往易聚集更多的表面活性剂及其他添加剂等杂质,分子量较低的聚合物分子也易向界面层迁移。

聚合物共混改性2007-A(答案)

聚合物共混改性2007-A(答案)

聚合物共混改性2007-A(答案)四川大学期考试试题(闭卷)A(2006 ——2007学年第 2 学期)课程号:30004720 课序号:课程名称:聚合物共混改性原理任课教师:成绩:适用专业年级:2004级学生人数:印题份数:学号:姓名:1、名词解释(10分)银纹化热塑性弹性体机械共混物相逆转增容剂答:银纹化:玻璃态聚合物在应力作用下会产生发白现象。

这种现象称为应力发白现象,亦称银纹现象。

应力发白的原因是由于产生了银纹,这种产生银纹的现象也叫银纹化。

(2分)热塑性弹性体:在常温下显示橡胶状弹性、在高温下能够塑化成型的一类新型高分子材料,是一类介于橡胶和塑料之间的弹性体材料,如SBS,SIS等。

热塑性弹性体最大特征是具有多相结构,含有呈现橡胶状弹性的柔软相(软段)和产生表观强度的硬相,即约束相(硬段)成分,前者的玻璃化温度低于室温,后者的玻璃化温度高于室温,因此后者在室温下处于“冻结”状态,起到相当于硫化橡胶中交联点的作用。

(2分)机械共混物:机械共混物是通过双辊塑炼,密炼,挤出机挤出等方式,将两种聚合物在熔融状态下进行机械混合制备的聚合物共混复合材料。

(2分)相逆转:聚合物共混物可在一定的组成范围内发生相的逆转,原来是分散相的组分变成连续相,而原来是连续相的组分变成分散相。

在相逆转的组成范围内,常可形成两相交错、互锁的共连续形态结构,使共混物的力学性能提高。

(2分)增容剂:增容剂是以界面活性剂的形式分布于共混物两相界面处,使界面张力降低,增加共混组分之间的相容性和强化聚合物之间的界面粘结。

(2分)2、试说明目测法判断聚合物共混体系相容性的原理,分析其优缺点。

(10分)答:原理:利用试样光学透明性的变化作为相转变的证据。

(1分)所谓聚合物之间相容,从热力学的角度,是指在任何比例混合时,都能形成分子分散的、热力学稳定的均相体系,即在平衡态下聚合物大分子达到分子水平或链段水平的均匀分散。

(2分)稳定的均相混合物是透明的,而不稳定的非均相混合物,除非它各组分的折射率相同,否则都是混浊。

聚合物共混改性原理及应用

聚合物共混改性原理及应用

聚合物共混改性原理及应用一.名词解释(每题5分,共20分)1.聚合物共混答:共混改性包括物理共混、化学共混和物理/化学共混三大类型。

其中,物理共混就是通常意义上的“混合”。

如果把聚合物共混的涵义限定在物理共混的范畴之内,则聚合物共混是指两种或两种以上聚合物经混合制成宏观均匀物质的过程。

2.原产混合和集中混合答:分布混合,又称分配混合。

是混合体系在应变作用下置换流动单元位置而实现的。

分散混合是指既增加分散相空间分布的随机性,又减少分散相粒径,改变分散相粒径分布的工程。

分布混合和分散混合在实际的共混工程中是共生共存的,分布混合和分散混合的驱动力都是外界施加的作用力。

3.总体均匀性和分散度请问:总体光滑性就是指分散相颗粒在已连续看中原产的光滑性,即为分散相浓度的曲折大小。

分散度则就是指分散相颗粒的碎裂程度。

对于总体光滑性,则使用数理统计的方法展开定量表观。

分散度则以分散相平均值粒径去表观。

4.分散相的平衡粒径请问:在集中混合中,由于分散相小粒子更容易碎裂,所以共混过程就是分散相粒径自动均化的过程,这一自动均化的过程的结果,就是并使分散相例子达至一个最终的粒径。

即为“均衡粒径”。

二.选择题(每题1.5分,共15分)1.热力学兼容条件就是混合过程的吉布斯自由能a.大于零b大于零c等于零d不确认2.共混物形态的三种基本类型不包括3.a.均相体系4.b海-岛结构5.c海--海结构6.d共混体系3.影响熔融共混过程的因素不包含a聚合物两二者体系的熔体黏度b聚合物两二者体系的表面张力c聚合物两二者体系的界面张力d流动场的形式和强度4.共混物形态研究的主要内容不包括(a)d)b)d)(((a已连续阴之木分散相祖分的确认b两二者体系的形貌c二者界面d分散相的物理性能5.熔体黏度调节的方法不包括(b)a温度b时间c剪切应力d用助剂调节6.聚合物共混物的使用性能影响要素不包含(a)a结晶时间b结晶温度c结晶速度d结晶共混物的结构形态7.影响热力学相容性的因素不包含(b)a相对分子质量b共混组分的性能c温度d涌入态结构8.共混物性能的影响因素不包括(c)a各组分的性能与配比b共混物的形态c温度d外界作用条件9.影响聚合物的表面张力的有关因素不包含(b)a温度b应力c聚合物的物态d聚合物的相对分子质量10.充填体系的界面促进作用机理不包含(d)a化学键机理b表面浸染机理c酸碱促进作用机理d增韧剂机理三.填空题(每空1分,共15分)1.聚合物共混包含物理共混、化学共混和物理化学共混。

聚合物改性(填空、名词)

聚合物改性(填空、名词)

一、填空题1、共混改性的主要方法:熔融共混(常用的)、溶液共混、乳液共混、釜内共混(新型的);共混改性的基本类型可分为物理共混、化学共混、物理/化学共混三大类。

2、混合的方法可以分为分布混合和分散混合两大类型。

3、分散相颗粒的分散过程可以细分为两种机理:液滴分裂机理和细流线破裂机理。

4、聚合物共混过程的理论模型包括:液滴模型、双小球模型、毛细管不稳定性模型。

5、电子显微镜观测的制样方法有染色法、刻蚀法、断面法。

而断面法制样温度和方法不同可以分为低温折断法、冲击断面、其它试样。

6、共混物性能的预测的简单关系式:并联和串联。

7、根据表面改性过程中所使用的设备与工艺的不同,可以分为干法改性、湿法改性、气相法改性、加工现场处理法。

8、按纳米材料制备过程的物态分类,可分为气相制备方法、液相制备方法、和固相制备方法。

9、纳米粒子/聚合物复合材料的主要制备方法有插层复合法、原位聚合法、共混法、溶胶凝胶法。

10、双螺杆挤出机的挤出过程可分为3个阶段:固体输送阶段、熔融阶段、熔体输送阶段。

11、五种混合设备有:Z型混合机、开炼机、密炼机、单螺杆挤出机、双螺杆挤出机。

二、名词解释1、热力学相容性:亦可称互溶性或溶解性。

热力学相容体系是满足热力学相容条件的体系,是达到了分子程度混合的均相共混物。

热力学相容条件是混合过程的吉布斯自由能Gm<0。

2、分散混合:指及增加分散相空间分布的随机性,又减少分散相粒径,改变分散相粒径分布的过程。

3、分布混合:又称分配混合,是混合体系在应变作用下置换流动单元位置而实现的。

4、剪切流动:共混物熔体在流动过程中,在与流动方向垂直的方向(横向)产生速度梯度的,称为剪切流动。

5、拉伸流动:共混物熔体在流动过程中,在与流动方向平行的方向(纵向向)产生速度梯度的,称为拉伸流动。

6、层流混合:聚合物共混中的层流混合,是分布混合的一种特定形式。

层流混合的理论研究基于一种基本假设:在层流混合的过程中,层与层之间不发生扩散7、总体均匀性:是指分散相颗粒在连续相中分布的均匀性,即分散相浓度的起伏大小,可用数理统计的方法进行定量表征,可体现分布混合的效果。

聚合物共混改性期中考试答案(燕京理工学院)

聚合物共混改性期中考试答案(燕京理工学院)

一填空题(每空1分,共26分)1 高分子聚合物的改性方法多种多样,总体上可划分为共混改性、填充改性、复合材料、化学改性、表面改性几大类。

2 广义的共混包括物理共混、化学共混和物理/化学共混。

3 第一个实现工业化生产的共混物是1942年投产的聚氯乙烯与丁腈橡胶的共混物。

4 1964年,四氧化锇染色法问世,应用于电镜观测,使人们能够从微观上研究聚合物两相形态成为聚合物改性研究中的重要里程碑。

5 共混改性的方法又可按共混时物料的状态分为熔融共混、溶液共混、乳液共混等。

6 共混物的形态是多种多样的,但可分为三种基本类型:均相体系、“海-岛结构”两相体系和“海-海结构”两相体系。

7总体均匀性可用混合指数和不均一系数进行表征.8.热力学相容条件是混合过程的吉布斯自由能ΔG<0 。

10.在聚合物共混过程中,同时存在分散过程与集聚过程这一对互逆的过程,当两个过程达到动态平衡时,分散相粒子的粒径达到一个平衡值,这一平衡值称为“平衡粒径”。

11.对于牛顿流体,在We的临界值的最低点,分散相最容易破碎。

12.分散相颗粒的分散过程可以细分为两种机理:液滴分裂机理和细流线破裂机理。

二名词解释(每题3分,共12分)1 聚合物共混两种或两种以上聚合物经混合制成宏观均匀的材料的过程。

2 高分子合金含多种组分的聚合物均相或多相体系包括聚合物共混物和嵌段、接枝共聚物。

3“软包硬”规律粘度低的一相总是倾向于生成连续相而粘度高的一相则总是倾向于生成分散相。

4等黏温度四简答(共62分)1.简述分布混合和分散混合的概念。

(8分)分布混合指分散相粒径大小不变,只增加分散相在空间分布的随机性的混合过程。

分散混合是指既增加分散相分布的随机性,又减小粒径,改变分散相粒径分布的过程。

2. 简述总体均匀性和分散度的概念。

(8分)总体均匀性是指分散相颗粒在连续相中分布的均匀性即分散相浓度的起伏大小。

分散度则是指分散相颗粒的破碎程度。

对于总体均匀性则采用数理统计的方法进行定量表征。

高分子聚合物共混改性试题

高分子聚合物共混改性试题

聚合物共混改性考试试卷一、判断题:对的(√),错的(×)(本大题共17小题,每题1分,其中13题4分,共20分)1.最早的聚合物共混物出现于1912年,是Hancock将天然橡胶与古塔波胶混合制成雨衣。

()2.最早投产的聚合物共混物是在1942年的PVC/NBR。

()3.1942年Dow化学公司出售的Styralloy-22,首次使用了“聚合物合金”这一术语。

()4.银纹和裂纹的是同一概念的不同说法。

()5.只有少数聚合物对是完全相容或部分相容,大多数是不相容的。

()6.1960年提出了银纹核心理论。

()7.1964年OsO4染色技术研究成功,可用透射电镜(TEM)直接观察共混物的形态结构。

()8.在相同的剪切力场中分散相的大粒子比小粒子容易变形,大粒子比小粒子受到更大的外力。

()9.界面层的形成:第一步是两相之间的相互接触,第二步是两种聚合物大分子链段之间的相互扩散。

增加两相的接触面有利于链段扩散,提高两相之间的粘合力。

()10.界面层的厚度主要取决于两种聚合物的相容性, 还与大分子链段尺寸、组成以及相分离条件有关。

()11.基本不混溶的聚合物,链段之间只有轻微的相互扩散,因而两相之间有非常明显和确定的相界面。

( )12.随着两种聚合物之间混溶性增加,扩散程度提高,相界面越来越模糊,界面层厚度越来越大,两相之间的粘合力增大。

完全相容的两种聚合物最终形成均相,相界面消失。

( )13. Cox 和Leal 研究了牛顿液体珠滴在剪切作用下形变和流体力学的稳定性,以稀乳液为模型,悬浮液滴的粘度ηi 与连续介质粘度η0之比为λ=ηi /η0 和参数ak.0/γην=, 所以:A). λ和k 越大,液滴就越难破碎。

( )B).k 与界面张力系数ν成正比,ν与两种聚合物的相容性有关,两种液体的混溶性越小,ν就越大。

( )C). 在其他条件相同时,两种聚合物的混溶性越小,则所得共混物分散相的颗粒就越大。

聚合物共混改性习题

聚合物共混改性习题

20. 答:聚合物共混是指两种或两种以上均聚物或共聚物的经混合制成宏观均匀的材料的过程。

聚合物共混物是指两种或两种以上均聚物或共聚物的经混合制成宏观上均匀的高分子聚合物的混合物。

21.答:相容性:依靠外界的条件实现了共混物各组分强制的、良好的分散,彼此相互容纳,得到力学性能优良且稳定的聚合物共混物,共混物各组分之间的这种能力。

相容性在热力学上可能是不相容的,热力学上也可能是不稳定的,相容的程度有完全相容、部分相容、不相容。

混溶性:共混物各组分之间形成了均相的体系,其极限是分子水平上的相容,其特点是,共混物的玻璃化温度 ( T g )只有一个值,相当于完全相容。

22.答:处于介稳定的体系,相分离不能自发进行,需要成核作用,包含核的形成和核的增长两个阶段,这样的相分离过程机理称为成核-增长分离过程机理即NG 机理。

成核是由浓度的局部升落引发的,成核活化能与成一个核所需的界面能有关,成核之后,因大分子成核微区扩散而使珠滴增大.珠滴的增长又分为扩散和凝聚粗化两个阶段,每一阶段都有取决于界面的平衡.由NG 机理进行相分离而形成的形态结构主要为珠滴/基体,即一种为连续相,另一种是以球状颗粒形式的分散相. 液-液相分离。

处于不稳定的体系,在相分离过程中,物质向浓度较大的方向扩散,即反向扩散来完成的,称为旋节分离,即为SD 机理。

SD 分离起始于均相的、混溶的体系,相畴(微区)尺寸增长有:扩散、液体流动和粗化三阶段,可形成三维共连续的形态结构,可发生在任意浓度,产生的相畴微小(纳米),仅限于相容体系,液-液相分离。

23.答:在共混物中两个或多个相中只有一个连续相,此连续相为分散介质,称之为基体,其他分散于连续相中的相是分散相。

在复相聚合物体系中,每一相都以一定的聚集态存在,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,这种微小区域称为相畴。

24.答:玻璃态聚合物在应力作用下会产生发白现象,这种现象叫应力发白现象,亦称银纹现象,这种产生银纹的现象也叫银纹化。

聚合物共溷改性原理考试试题

聚合物共溷改性原理考试试题

聚合物共混改性原理考试试题何涛高材081一.填空题1.共混改姓的主要方法有熔融共混、溶液共混、乳液共混、釜内共混。

2.共混过程的实验研究方法有流变学方法、形态学方法。

3.相界面的效应有力的传递效应、光学效应、诱导效应。

4.根据表面改性过程中所使用的设备与工艺的不同,可分为干法改性、湿法改性、气相改性法、加工现场处理法。

二.选择题1.共混物形态的三种基本类型不包括( D )A.均相体系 B 海-岛结构C 海--海结构D 共混体系2.热力学相容条件是混合过程的吉布斯自由能( A )A.小于零 B 大于零 C 等于零D 不确定3.影响熔融共混过程的因素不包括(B )A 聚合物两相体系的熔体黏度B 聚合物两相体系的表面张力C 聚合物两相体系的界面张力D 流动场的形式和强度4 熔体黏度调节的方法不包括(B)A 温度B 时间C 剪切应力D 用助剂调节5 共混物形态研究的主要内容不包括( D )A 连续相和分散相祖分的确定B 两相体系的形貌C 相界面D 分散相的物理性能6 聚合物共混物的使用性能影响要素不包括(A )A 结晶时间B 结晶温度C 结晶速度D 结晶共混物的结构形态7 影响热力学相容性的因素不包括( B )A 相对分子质量B 共混组分的性能C 温度D 聚集态结构8 影响聚合物的表面张力的相关因素不包括( B )A 温度B 压强C 聚合物的物态D 聚合物的相对分子质量9共混物性能的影响因素不包括( C )A 各组分的性能与配比B 共混物的形态C 温度D 外界作用条件10填充体系的界面作用机理不包括( D )A化学键机理B 表面浸润机理C 酸碱作用机理D增韧剂机理三.判断题1.大粒子比小粒子难变形(×√)2.剪切应力,分散相内力这两个因素与分散相颗粒的破碎分散密切相关(√)3.在分散相的破碎分散过程中,分散相颗粒会发生伸长变形和转动(√)4.在聚合物共混过程中,同时存在着分散过程与集聚过程这一对互逆的过程(√)5.熔体弹性较高的组分倾向于成为分散相(√)6.塑料基体层的厚度,与弹性体粒径的大小是密切相关的(√)7.表面张力和表自由能都是由于表面力场的不平衡所致(√)8.共混的形态包括:分散性的粒径及分布、分散相粒子的空间排布、聚集状态与取向状态等(√)9.共混物的熔体黏度随温度的升高而降低(√)10.银纹化过程,包括银纹的引发、增长和终止三个阶段。

聚合物改性作业

聚合物改性作业

09材化(2)班张玉锐 09460219第2章1、共混物形态可分为哪3种基本类型?答:共混物的形态可分为三种基本类型:其一是均相体系;其二被称为“海-岛结构”,这是一种两相体系,且一相为连续相,一相为分散相,分散相分散在连续相中,就好像海岛分散在大海中一样;其三被称为“海-海结构”,也是两相体系,但两相皆为连续相,相互贯穿。

2、简述均一性与分散度的概念。

答:总体均匀性是指分散相颗粒在连续相种分布的均匀程度,即分散相浓度起伏大小。

分散度指分散相物料的破碎程度,可用平均粒径表征。

3、试述聚合物两相体系的配比与熔体黏度对哪一相为连续相、哪一相为分散相的综合影响。

答:关于相容性的概念,有从理论角度提出的热力学相容性和从实用角度提出的广义相容性,以及与热力学相容性相关的溶混性。

热力学相容体系是满足热力学相容条件的体系,是达到了分子程度混合的均相共混物从实用角度提出的相容性概念,是指共混物各组分之间彼此相互容纳的能力。

这一相容性概念表示了共混组分在共混中相互扩散的分散能力和稳定程度。

共混体系的判据,是指一种共混物具有类似于均相材料所具有的性能;在大多数情况下,可以用玻璃化转变温度(Tg)作为均相体系判定的标准。

相应地,可以把Tg作为相容性的判定标准。

4、试述影响共混体系熔融流变性能的因素。

答:因素主要有:剪切速率、温度、粘弹性、共混物组分含量、第三组分(调节剂)。

第3章1、PVC的弹性体增韧剂有哪些种类,各有什么特点?答:1.硬质PVC增韧剂:CPE、MBS、ACR、EVA。

特点:增强耐磨性和抗冲击性能。

2.软质PVC增韧剂:小分子液体增塑剂。

特点:增塑性良好,易挥发,降低PVC耐磨性。

2、PP的弹性体增韧剂有哪些种类?答:种类有:1.二元体系:EPDM,POE,EPR;2.三元体系:SBS/HDPE。

3、PPO最常用的共混体系是什么?有什么特点?答:1.PPO/PS(聚苯乙烯)合金。

PPO与PS均为非结晶聚合物,其相容性好,可在很宽的PPO/PS共混比范围内形成合金,不同共混比的PPO/PS合金只有一个玻璃化转变温度(Tg)。

苏州大学聚合物合成与改性作业答案解析

苏州大学聚合物合成与改性作业答案解析

苏州⼤学聚合物合成与改性作业答案解析Chapter 11、 What are molecular weight and polydispersity of polymers?The molecular weight of polymers is actually the average molecular weight of polymers, which is used to describe the size of polymers and is associated with the properties of polymers, like mechanical strength and viscosity. And there are usually three kinds of molecular weight of polymers according to different methods: number-average molecular weight, weight-average molecular weight, and viscosity-average molecular weight.NxMx Mn Nx =∑∑ 2N x M x M w NxMx =∑∑ 1/1NxM x Mv NxMx αα+??=∑∑Polydispersity of polymers is the exact molecular weight distribution of polymers and lies in the statistical variations present in the polymerization processes. The ratio of the two average molecular weights M w /M n is often useful as a measure of the polydispersity of polymers.2、 Please list the repeating unit of the following polymers and monomers to synthesize them:3、Please list the sources to generate free radicals.Thermal decomposition、photochemical decomposition、oxidation-reduction reaction、high energy particle radiation、sonication、plasma initiation、electrolytic initiation.4、Please list main reactions of radicals.Radical addition reaction、radical coupling reaction、radical disproportionation reaction、radical dissociation reaction、radical transfer reaction.5、Please list three monomers which can be polymerized via radical, ionic and coordinationpolymerizations.●Radical: styrene、vinyl chloride、ethylene、acrylonitrile、methacrylamide;●Ionic: isobutylene、isoprene、iospropyl vinyl ether、styrene;●Coordination: propene、styrene、ethylene、isoprene;6、Can 1,1-diphenylethylene be subjected to polymerization? Why?No, since the phenyl substitutes groups are bulky which can cause strong steric effects, 1,1-diphenylethylene can only form dimer.7、Please draw chemical structures of poly(styrene-alt-maleic anhydride).8、Please list elemental reactions of chain polymerization.Chain initiation、chain propagation、chain termination、chain transfer.9、Please list the types of microstructures for monosubstituted vinyl monomers.Head-to-tail (1,3-placement, the substitutes are on alternate carbon atoms):Head-to-head (1,2-placement):10、Please list the types of chain transfer reaction in free radical polymerization and give twoexamples of chain transfer agents.Chain transfer to monomer, solvent (chain transfer agent), initiator, and polymer;Chain transfer agent: carbon tetrachloride, 1-butanethiol, carbon tetrabromide, triethylamine.11、What are the characteristics of radical polymerization?●It consists of four elementary reactions——initiation, propagation, termination, andtransfer;●The rate of initiation is the lowest one, which controls the overall rate ofpolymerization;●Slow initiation, fast propagation, fast termination, and easy termination;●The products only consists of monomer, polymers (active species, if possible);● High polymers exist as the polymerization begins;● Conversion is increased by the extension of polymerization time;● There is no reaction between monomer-monomer, monomer-polymer, andpolymer-polymer;● The concentration of monomer decreases and polymer increases as the polymerizationgoes on.12、Notions: efficiency of initiation, kinetic chain length, autoacceleration (gel effect), radical life,polymerization rate, inhibition, retardation.● Efficiency of initiation: the ratio of initiators which are used to initiate polymerization toinitiators that decompose in the whole process of polymerization;● Kinetic chain length: the average number of monomer molecules consumed per eachradical which initiates a polymer chain, and it can be given by the ratio of polymerization rate to initiation rate;[][]2p p p i t t M k M R R v R R k ?=== ● Autoacceleration: autoacceleration is a common phenomenon where thepolymerization rate increases for certain period in radical polymerization which is caused by the increase of the system viscosity, thus is also called gel effect;● Radical life: the time from production to termination of radicals;[][][]122s p t s t pM M k M Rt k k R τ??=== ● Polymerization rate: describe how the polymerization concentration or conversionchanges with the reaction time, which consists of three elementary reactions —initiation, propagation, and termination, and can be expressed by the following equation:[]p d M dP R dt dt=-= [][]1/21/2()d p p t fk R k I M k = ● Inhibition: a phenomenon in which the reactivity of radicals and stopped and the polymerization is completely halted due to the addition of inhibitors;● Retardation: a phenomenon in which only a portion of the radicals are stopped andpolymerization occurs at a lower rate and lower polymer molecular weight due to the addition of retarders;13、Chemical structures: AIBN, BPO, KPS, cumyl hydroperoxide.AIBN (2,2-azobisisobutyronitrile) BPO (benzyl peroxide)KPS (potassium persulfate) cumyl hydroperoxide14、Please list the relation between degree of polymerization and kinetic chain length.When no chain transfer occurs:● Coupling termination: 2Xn v =;● Disproportionation termination: Xn v =;● The two modes coexist: 2v Xn v <<2vXn D =+ C 、D represent the percentage of coupling and disproportionationWhen chain transfer occurs:● [][][][]1(2)2M S I S I a C C C Xn v M M -=+++ 15、Please explain basic principles of dilatometer method.The principles of dilatometer method are based on the linear relationship between thevolume contraction and the conversion of the reaction system:100%m p mV V K V -=? Where m V is the specific volume of monomer, p V is the specific volume of polymer, and Krepresents the rate of change of volume when the conversion is 100%.The conversion (C%) has a linear relationship with the volume contraction:1C%V K V ?= Where 0V is the original volume of the system, and V ?denotes the contraction value ofvolume.The dilatometer consists of two parts: the lower part is the reactor, and the upper one iscalibrated capillary. By measuring the volume contraction value at different time, we can get the conversion change with time, and get the polymerization rate.Chapter 21、 What are basic features of living polymerization systems?● Constant number of polymer chains;● No permanent chain stopping reactions;● Control of chain growth;● Dormant and active states;● Narrow molecular weight distribution;● The plot of Mn versus monomer conversion is linear;● Synthesis of block copolymers, star polymers and comb polymer;● Synthesis of telechelic polymers (control of end groups).2、Please list the main types of “living”/controlled radical polymerization.●Reversible hemolytic cleavage: NMP (nitroxide-mediated polymerization, a special kindof SFRP, stable free-radical polymerization) and ATRP (atom transfer radical polymerization);●Chain transfer process: addition fragmentation, RAFT (reversible addition-fragmentationchain transfer polymerization), CCTP (catalytic chain transfer polymerization);●Iniferters methods;●Organotellurium and boroxyl-based initiators.3、Please list the basic mechanism and application of ATRP.ATRP is a kind of transition metal mediated living radical polymerization, and its mechanism is shown below:OrApplications of ATRP:●To prepare well-defined macromolecules with predetermined Mw and lowpolydispersity (1.04< Mw/Mn <1.50, 300< Mn <200,000);●To control macromolecular architecture (linear, star, polymer brush, dendritic);●To control microstructure of macromolecules (homopolymer, alternating, block, graft);●To prepare macromonomers and functionalized polymers with COOH, OH, NR1R2andvinyl groups (telechelic, multifunctional, end-functionalized).4、Please list the basic mechanism and application of RAFT polymerization, and describe theprimary roles of Z and R groups of RAFT agent.Mechanism:Application:●Synthesis of block copolymer, gradient copolymer, and graft copolymer;●Synthesis of polymers with different architectures, like telechelic copolymer, starcopolymer, hyperbranched copolymer, and polymers with network;●Introducing functionalities into polymers.Primary roles of Z and R:Z serves as stabilizing groups, like phenyl, alkyl groups; R serves as reinitiating groups, and should be cleavable, like isopropyl phenyl group.Chapter 51、Take Na-naphthalene based anionic polymerization of styrene for example, please describethe basic mechanism and application of living anionic polymerization.Mechanism:Application:●To synthesize a monodisperse polymer;●To measure the anionic polymerization rate;●To prepare a block copolymer;●To prepare a telechelic polymer.2、Please describe main subclasses of dendritic polymers.Dendrimers、dendrons、hyperbranched polymers、dendrigraft polymers、dendronized polymers.3、What is dendrimer? How about its main applications?Dendrimer is repetitively branched molecule, which is typically symmetric around the core, and often adopts a sphericalthree-dimensional morphology.Dendrimer has lot of applications: suprachemistry, catalyst, drug delivery, gene delivery, optics, sensors, blood substitution, nanoparticles, and other fields.4、Please list three types of dendrimers. What is the repeating unit of Tomalia-typepoly(amidoamine) dendrimer?Tomalia-type poly(amidoamine) (PAMAM)、Newkome’s arborol dendrimers、Phosphorus containing dendrimers、Fréchet-type poly(benzylether).Repeating unit of PAMAM dendrimers:5、Please list the main methods to synthesize dendrimers.●Divergent synthesis: multiplicative growth from a central core;●Convergent synthesis: preparation starting from what will become the periphery of themolecule and progressing inward;● Click chemistry: preparation based on Diels-Alder reactions, thiol-ene reactions, andazide-alkyne reactions.6、 By assuming the core functionality is m, and each branching point has three linking positions,please calculate the surface functionality of dendrimer with generation.*3n n f m =7、 Please describe the advantage of synthesis of dendrimers via orthogonal strategy.Chemoselective, reduced number of reaction steps, high generation can be achieved, high yield, multifunctional.8、 Please describe the similarity and difference of dendrimer and hyperbranched polymer. Howto calculate the degree of branching?Similarity: highly branched macromolecules, high solubility in organic solvents, low viscosity, regular structure, high functionalities on the surface of the molecules, Tg is unaffected by molecular structure;Difference: dendrimers are perfectly branched globular macromolecules, and have two kinds of repeating units (DB=1), and their applications are usually drug delivery, gene delivery and sensors; hyperbranched polymers are imperfect dendrimers, and have three kinds of repeating units (DB<1), and their applications are usually coatings. Besides, their synthesis methods are also different.D T DB D T L+=++ Where L is imperfectly branched unit (linear unit), T is terminal unit, and D is perfectly branched unit.Chapter 61、 Please list four types of morphologies of diblock copolymers via self-assembly in bulk.Spherical, cylindrical, lamellar, and gyroid.2、 Please list three types of morphologies observed in polymer aggregates.Spheres, cylinders, bilayers, and vesicles.3、 Please describe the main driving forces of self-assembly.● Forces of chemical bonding: covalent, ionic, Van der Waals, hydrogen;● Other forces: magnetic, electrostatic, fluidic;● Polar/Nonpolar: hydrophobicity;● Shape: configurational;● Templates: guided self-assembly;● Kinetic conditions: e.g., diffusion limited.4、 Please describe the differences between hairy micelle and crew cut micelle.● Component: when hydrophobic segment is larger than hydrophilic segment, crew cutmicelle forms; when hydrophilic segment is larger than hydrophobic segment, hair micelle forms;● Preparation:Hairy micelle: the block copolymer is directly immersed into selective solvents;Crew cut micelle: one method is that the block copolymer is immersed intocosolvent first, then selective solvent is added slowly with stirring, when theamount of water is up to certain level, the hydrophobic segment combines to formmicelle, and dialysis is used to remove cosolvent; the second method is that theblock copolymer is dissolved in the mixture of organic solvents and water withdifferent ratio, then selective solvent is added slowly with faster and severeragitation, and dialysis is used to remove the cosolvent;●Shape: for crew cut micelle, different kinds of shapes (spherical, lamellar and others)can be obtained at different conditions; while for hairy micelle, the spherical shape iscommon;●Investigation and application: the hairy micelle is widely investigated and has wideapplications compared with crew cut micelle.Chapter 71、At room temperature, which types of polymers will act as glassy polymers, rubbery orleathery polymers, and liquid polymers? Please give two individual examples of these polymers.Glass polymers: poly(chlorotrifluroethylene)(PCTFE), polyacrylonitrile (PAN), polystyrene (PS);Rubbery of leathery polymers: polyisobutene(PIB), poly(vinylidene fluoride)(PVDF), poly(ethylene oxide)(PEO); Liquid polymers: polydimethylsiloxane, polybutadiene(PB).2、Please list three polymers which can crystalline.poly(hexamethylene adipamide)(Nylon-66), poly(vinyl fluoride)(PVF), poly(vinylidene fluoride)(PVDF),poly(tetrafluoroethylene)(PTFE).3、Please describe the main factors to affect the crystallizability of polymers.●Complexity of the chain: crystallization is easiest for simple polymers (e.g. polyethylene)and harder for complex polymers (e.g. with large side groups, branches);●Cooling rate: slow cooling allows more time for the chains to align;●Annealing: heating to just below the melting temperature can allow chains to align andform crystals;●Degree of polymerization: it is harder to crystallize longer chains;●Deformation: slow deformation between T g and T m can straighten the chains allowingthem to get closer together.4、Notations: glass transition temperature, melting temperature, thermoplastic elastomer,thermoplastic polymer, and thermosetting polymer.Glass transition temperature: the temperature at which the amorphous domains of a polymer take on the characteristic properties of the glassy state—brittleness, stiffness, and rigidity.Melting point: the temperature at which a solid changes state from solid to liquid at atmospheric pressure, and is also the temperature at which the whole macromolecule becomes easily detached and begin to move;Thermoplastic elastomer: sometimes referred to as thermoplastic rubbers, are a special class of elastomers, and a class of copolymers of a physical mix of polymers (hard and soft mers, usually plastic and rubber) which consist of materials with both thermoplastic and elastomeric properties (recyclable, and do not employ covalent crosslinks);Thermoplastic polymer: a plastic material or polymer (usually linear) that becomes pliable ormoldable above a specific temperature and solidifies upon cooling. It can be reshaped by heating and are typically used to produce parts by various polymer processing techniques like injection molding, compression molding, and extrusion;Thermosetting polymer: also known as a thermoset, is a very highly cross-linked polymer that forms a three-dimensional network and irreversible chemical bonds during the curing process. They cannot be reformed once formed.Chapter 81、Please list main types of polyethylene.HDPE(high density), LLDPE(linear low density), LDPE(low density), and high pressure copolymers( AA, VA, MA, EA).2、Notations: filling modification, surface modification, chemical modification.Filling modification: the modification of polymers by adding some inorganic fillings like calcium powder, talcum powder, or silica, to change the properties of polymers or to reduce cost;Surface modification: the act of modifying the surface of a material by bringing physical, chemical, or biological characteristics (roughness, hydrophilicity, surface charge, surface energy, biocompatibility, and reactivity) different from the ones originally found on the surface of a material;Chemical modification: the act of modifying the chemical composition of polymer surfaces by direct chemical reaction with a given solution (wet treatment) or by the covalent bonding of suitable macromolecular chains to the sample surface (grafting).3、What is solution blending? What the features of solution blending?Solution blending is the method of getting blends by adding blending components in the cosolvent with agitation to form uniform solution, followed by heating to remove the solvent, or by nonsolvent coprecipitation. The advantages are that the viscosity of the solution is low when blending, and good performance for systems with good compatibility; the disadvantages are that phase separation occurs when coprecipitating components with poor compatibility, solvent consuming, high cost, and environmentally unfriendly. It applies to polymer systems with cosolvent, blending components that are easily dissolved, investigation for compatibility, and when solution state is directly used.4、What is blending modification? Please describe its features, classifications, and techniques.Blending modification is the process of mixing of two or more kinds of polymers by physical or/and chemical methods to form macroscopically homogeneous and continuous materials.Features:●It can improve physical and mechanical properties of polymers, like heat resistance,toughness, abrasive resistance, dimensional stability, and some other properties;●It can improve the processability of polymers, like melt fluidity and control ofcrystallization behavior of crystalline polymer;●It can reduce the cost on the premise of maintaining its performance;●It can impart some special properties to polymer, like flame resistance, conductivity anddamping property.Classifications●Physical blending: melt blending, solution blending, dry powder blending, and emulsionblending;●Chemical blending●Physicochemical blending.Techniques:●Techniques: simple blending(~1950), grafting technique, multilayer emulsiontechnique(1950~1970), IPN technique, dynamic vulcanization technique, molecular complexation technique, compatilizer technique (1970~), polymer alloy technique (1985~);●Equipment: banbury mixer, two-roll mill, ball mill, high speed mixer, ribbon-blender.5、Please describe main methods and principles of polymer modification.Methods: blending modification, filling modification, composition modification, chemical modification, and surface modification;Principles:●Adding inorganic or organic materials into polymers through physical and mechanicalmethods;●Blending different kinds of polymers;●Copolymerization, grafting, blocking, crosslinking of polymers through chemicalmethods;●Combination of grafting, blocking, crosslinking, and copolymerization;●To reduce the cost, and impart special properties to materials.Chapter 91、Please describe main polymer processing methods.Extrusion, spinning, coating, injection molding, transfer & compression molding, blow molding & rotational molding, thermoforming, casting, and polymer foaming & shaping.2、What is extrusion molding?How about its features and applications?Definition: a compression process in which the material is forced to flow through a die orifice to provide long, continuous product with regular shape controlled by the orifice shape.Features:●Able to create very complex cross-sections;●Work materials that are brittle;●The extrusion machine forms the basis of nearly all other polymer processes;●Basically involves melting polymer pellets and extruding them out through a twodimensional die;●Produce long, thin products;●Extrusion may be continuous (theoretically producing indefinitely long material) orsemicontinuous (producing many species);●The extrusion process can be done with the material hot or cold;●Extrusion defects may occur.Applications:●Food: certain pastas, breakfast cereals, premade cookie dough, some French fries;●Drug carriers: anti-cancer drug Doxorubicin in liposome delivery;●Biomass briquette;●Coating for electrical wire;●Fishing line;●Tubes and bars.3、What is injection molding?How about its features and applications?Definition: a manufacturing process for producing parts by injecting material into a mould.Features:●Injection moulding can be performed with a host of materials, including metals, glasses,elastomers, confections, and most commonly thermoplastic and thermosetting polymers;●It the most widely used process;●The injection molding process depends on the injection pressure, injection velocity, melttemperature, mold temperature, and holding time;● A high molding speed adapted for mass production is possible;●There is a wide choice of thermoplastic materials providing a variety of usefulproperties;●Short processing cycle and high efficiency;●Automation is easily achieved;●High stability of the products.Applications: wire spools, packaging, bottle caps, pocket combs, storage containers, mechanical parts (including gear), and most other thermoplastic products available.4、What is reaction injection molding?How about its features and applications?Definition: a process of mixing two highly reactive liquids or prepolymers and injected them immediately into the cavity to create thermosets typically of large size.Features:●Production of parts with large size;●Low energy requirement;●Equipment and mold cost are less than injection molding;●Good process reliability;●Wide choice of chemical systems;●Slow cycle times;● A high-density skin is formed with a low-density core. Applications: automotive bumpers, air spoilers, and fenders.。

  1. 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. 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. 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)。

1. 聚合物共混改性的主要目的有哪些?物性(谋求新的功能提高性能):功能化、高性能化、耐久性成型加工性:流动性、收缩性、离型性、尺寸稳定性、结晶性、结晶速度、热熔融强度等经济性:增量、代用、省资源、循环利用等2. 聚合物共混改性的主要方法有哪些?物理共混:是指两种或两种以上聚合物材料、无机材料以及助剂在一定温度下进行机械掺混,最终形成一种宏观上均匀的新材料的过程。

化学共混:聚合物的化学共混改性是通过聚合物的化学反应,改变大分子链上的原子或原子团的种类及其结合方式的一类共混改性方法。

物理/化学共混:是在物理共混的过程中发生某些化学反应3. 简述混合的基本方式及其特点。

基本方式:分配混合(分布混合、层流混合)、分散混合特点:在混合中仅增加粒子在混合物中分布均匀性而不减小粒子初始尺寸的过程,称为分配混合。

分布混合:只改变分散相的空间分布状况,增加分散相分布的随机性。

分散相物料主要通过对流作用来实现;层流混合:是分布混合的一种特定形式,其理论基于一种假设,即在层流混合的过程中,层与层之间不发生扩散。

分散混合: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。

4. 试述聚合物共混物的形态及特点。

海-岛结构:是一种两相体系,一相为连续相,另一相为分散相,分散相分散在连续相中,亦即单相连续体系。

海-海结构:也是一种二相体系,但两相皆为连续相,相互贯穿,亦即两相连续体系。

两相互锁或交错结构:也是一种二相体系,这种结构中没有一相形成贯穿整个试样的连续相,而且两相相互交错形成层状排列,难以区分连续相和分散相。

梯度结构:为二相体系,特殊的共连续体系(两相连续体系)其组成在空间上互为增减。

阶跃结构:为二相体系,特殊的共连续体系(两相连续体系),在极小过渡区域内,其组成在空间上互为增减。

单相连续体系:海-岛结构、两相互锁或交错结构共连续体系:海-海结构、梯度结构、阶跃结构5. 影响熔融共混的主要因素有哪些?(1)聚合物两相体系的熔体黏度(比值)及熔体弹性。

(2)聚合物两相体系的界面张力。

(3)聚合物两相体系的组分含量以及物料的初始状态。

(4)流动场形式和强度。

(5)共混时间。

1. 试述聚合物共混的概念。

聚合物共混是指将两种或两种以上聚合物材料、无机材料以及助剂在一定温度下进行机械掺混,最终形成一种宏观上均匀,而且力学、热学、光学、电学及其他性能得到改善的新材料的过程,这种混合过程称为聚合物的共混改性,所得到的新的共混产物称为聚合物共混物,简称共混物。

2. 共混物的形态学要素有哪些?分散相和连续相、分散相的分散状况、两相体系的形貌、相界面3. 简述分散相颗粒分散过程的两种主要机理。

液滴分裂机理:分散相的大粒子,分裂成两个较小的粒子,然后,较小的粒子在进一步分裂,这一过程不断重复,直至平衡。

细流线破裂机理:分散相的大粒子,在拉伸应力下变形为细流线,细流线再在瞬间破裂成细小的粒子。

4. 依据“液滴模型”,讨论影响分散相变形的因素。

Weber数: We很小时,σ占据主导作用,形成稳定的液滴。

“液滴模型”认为,对于特定的体系和在一定条件下,We可以有特定的Wecrit,当We < Wecrit,液滴稳定; We>Wecrit,液滴会变得不稳定,进而破裂。

γ&γ&:↑→We ↑→ D ↑。

粒径:大粒子易变形。

连续相黏度:ηm↑→ We ↑→ D ↑界面张力:σ↓→ We ↑→ D ↑熔体弹性:流动场:对于牛顿流体,拉伸流动比剪切流动更能有效地促使液滴破裂。

ηm<<ηd,拉伸流动起主导作用。

两相粘度比:5. 依据“双小球模型”,讨论影响分散相破碎的因素。

K值的影响:剪切应力(外力)、分散相内力与分散相颗粒破碎分散密切相关。

增大τ或降低Fr可以促进分散相颗粒的破碎。

K值超过某个临界值时,粒子破碎。

K决定于——外力,内力r*值的影响:r*取决于分散相熔体颗粒的伸长变形能力,即分散相聚合物的性能,与共混时熔体温度有关。

初始位置(分散相粒径)的影响:初始距离(粒径)大,易于破碎。

分散相颗粒的破碎分散过程,亦是分散相粒径自动均化过程。

亦即破碎分散和粒径均化是同时进行的。

6. 采用哪些方法,可以对聚合物熔体黏度进行调控。

调节共混温度:根据共混组分的黏温曲线,通过调节共混温度来调控共混体系的熔体黏度比值。

调节剪切应力:根据聚合物切力变稀的流变特性,通过调节剪切应力来调控共混体系的熔体黏度比值通过助剂调节:填充剂、软化剂、增塑剂等均可以调节物料的熔体黏度。

调节共混组分的相对分子量:聚合物的相对分子量也是影响熔体黏度的重要因素。

1.试述相容性和混溶性的概念。

热力学相容性,是亦称互溶性或溶解性。

是指满足热力学相容条件,在任何比例混合时,都能形成分子分散的、热力学稳定的均相体系。

聚合物之间的相容性,就是表示聚合物混合系形成单一相(分子量级的混合)的能力。

亦是指聚合物之间相互溶解的能力,代表热力学相互溶解。

混溶性,是指共混物各组分之间彼此相互容纳的能力。

表示了共混组分在共混中相互扩散的分散能力和稳定状态,是指非相容聚合物共混物中各成分物质的界面结合能力。

2. 聚合物共混物相图的意义和作用?相图就是用来表示材料相的状态和温度及成分关系的综合图形,它反映了成分及温度变化时所可能发生的变化;相图可直观地描述聚合物共混物的相容性;相图在生产中,可以作为制定材料混炼和热处理等工艺,分析性能的重要依据。

3. 试述聚合物共混物的玻璃化转变温度与相容性的关系。

如果两种聚合物共混后,形成的共混物具有单一的Tg则可以认为该共混物为均相体系。

两种聚合物的共混物具有两个Tg,且两个Tg峰较每一种聚合物自身的Tg峰更为接近,为部分相容体系不相容:不相容聚合物的共混物也有两个Tg峰,但两个Tg蜂的位置与每一种聚合物自身的Tg峰是基本相同的。

4. 试述界面层的性质Bare研究发现,界面层的玻璃化温度介于两种聚合物组分玻璃化温度之间。

当分散相的比表面积小于25μm-1时,共混物有两个明显的力学损耗峰;比表面积大于25μm-1时,只有一个明显的力学损耗峰。

Kaplan指出,当分散相颗粒直径大于μm时,共混物有两个明显的玻璃化温度,分别对应于两聚合物组分的玻璃化温度;当粒径在~μm时,两个玻璃化温度相互靠拢;当粒径小于μm的时候共混物只表现一个宽广的玻璃化转变区域。

这是由于随着分散相颗粒的减小,界面层体积分数增大的缘故。

渐变型IPN可视为全部由界面层构成的材料。

上述事实表明,界面层的力学松弛性能与本体相是不同的;界面层及其所占的体积分数对共混物的性能有显著影响。

这也解释了相畴尺寸对共混物性能有明显影响的事实。

无论就组成而言,还是就结构和性能而言,界面层都可看作是介于两种聚合物组分单独相之间的第三相5. 试述SD和NG分相的异同。

亚稳分相(NG):具有近似于平衡值|φ’-φ”|的浓度差;仅仅成长至一定的大小(临界核)后,通过临界核进行相分离;浓度差是一定的,但分散相的大小随时间成长(增大),可得到球状分散相。

不稳分相(SD):最初产生一定的波长和细微的浓度差;浓度差和波长随时间成长(增大);浓度差成长至平衡值|φ’-φ”|时,相分离结构仅仅是大小(波长)的生长。

6. 试述聚合物共混体系界面层的的类型和特征。

两种聚合物共混时,相互接触的界面层可能出现三种情况:由于具有热力学混溶性的两种聚合物是完全互溶的,两种大分子链段强烈相互扩散,在强大的机械剪切力作用下,彼此结合成为一种物质,这时已无相的界面存在,形成单相均一状态。

聚合物的大分子链段相互扩散能力差,仅仅进行接触表面的扩散,此时界面比较明显。

在界面上形成过渡层,大分子链段相互扩散,彼此可以进入对方内部一定范围,形成在两者界面上一定厚度范围内同时存在两种大分子链段,通常把这一定的厚度范围称为过渡层。

1. 分析并理解Flory相互作用参数χ12与热力学相容性的关系。

2. 分析聚合物共混物热力学相容条件及均相结构稳定的条件。

3. 为什么不稳分相和亚稳分相所获得的相分离形态不同。

SD:由于这一微小的浓度差,使得A浓度稍高的部分A成分不断凝集,最终A充分在这里富集。

另一方面使得B浓度稍高的部分B成分不断凝集。

其结果必然导致这种偏析不断扩大。

中期过程——伴随着时间的经过,其波长和偏移逐渐成长后期过程——在浓度偏移增大的同时,分离相自己相似地粗大化。

最终形成相互包络的特殊的高次结构(海-海结构)。

NG:在A的核生成后,由于核从周围的混合物中吸收A成分,其结果就是在A的周围几乎只剩下B成分。

由于在聚合物共混体系中重力几乎不起作用,A相不能充分凝集,而是形成均匀分散结构4. 是什么原因导致均相结构发生相分离,其相分离类型有哪些?5. 试述界面层的结构组成和独立相区的差别①界面层内两种分子链的分布是不均匀的,从相区内到界面形成一浓度梯度;②界面层内分子链比各自相区内排列松散,因而密度稍低于两相聚合物的平均密度;③界面层内往往易聚集更多的表面活性剂及其他添加剂等杂质,分子量较低的聚合物分子也易向界面层迁移。

这种表面活性剂等低分子量物越多,界面层越稳定,但对界面粘结强度不利。

6. 改善界面层相容性的方法有哪些?通过共聚改变某聚合物的极性;通过化学改性的方法,在一组分或两组分上引入极性基团或反应基团;在某聚合物上引入特殊作用基团;加入第三组分进行增容;两相之间产生部分交联,形成物理或化学缠结;形成互穿网络结构(IPN);改变加工工艺,施加强烈的力剪切作用等。

1.发生相逆转的原因是什么?试述其特点。

聚合物共混物可在一定的组成范围内发生相的逆转,原来是分散相的组分变成连续相,而原来是连续相的组分变成分散相。

在相逆转的组成范围内,常可形成两相交错、互锁的共连续形态结构,使共混物的力学性能提高。

这就为混合及加工条件的选择提供了一个重要依据。

2.试述相逆转与SD分离的区别。

SD起始于均相的、部分相容的体系,经过冷却而进入旋节区从而产生相分离。

相逆转是在混溶共混物体系中形态结构的变化。

SD可发生于任意浓度,而相逆转仅限于较高的浓度范围。

SD产生的相畴尺寸微细,在最初阶段为纳米级,而相逆转导致较粗大的相畴,尺寸为一10µm。

与相逆转相比,SD可在更宽的浓度范围内对聚合物共混物性能进行更好的控制,但仅限于部分相容体系。

而相逆转是混溶聚合物共混物的一般现象,通常发生于高浓度范围。

3. 结晶/非晶聚合物共混物的形态特征有哪些?(1)晶粒分散在非晶区中;(2)球晶分散在非晶区中;(3)非晶态分散在球晶中;(4)非晶态聚集成较大的相区分散在球晶中。

4. 结晶/结晶聚合物共混物的形态特征有哪些?(1) 球晶几乎充满整个共混体系(为连续相),非晶聚合物分散于球晶与球晶之间(2)球晶被轻度破坏,成为树枝晶并分散于非晶聚合物之间(3)两种晶粒分散在非晶区中(4)球晶和晶粒分散在非晶区中(5)分别生成两种不同的球晶(6)共同生成混合型球晶5. 影响海-岛结构形态的因素有哪些?影响连续相、分散相形成的因素:共混组分的配比、熔体黏度、黏度与配比的综合影响影响分散相粒径的因素:黏度比、界面张力、剪切应力的综合影响影响分散相粒子形貌的因素:制备方法的影响、流动场形式和加工工艺的影响、熔体黏度的影响1. 应力-应变曲线反映了聚合物材料的哪些力学性能?扬氏模量、屈服应力(屈服强度)σY、屈服伸长εY、断裂强度(抗拉强度)σB、断裂伸长εB弹性模量刚性、屈服点弹性、断裂伸长延性、屈服应力强度、应力应变曲线下部的面积韧性、弹性线下部的面积回弹性2. 剪切带形成的两个主要原因是什么?1)必须存在某种结构上的缺陷或结构上的不均匀性从而产生应力集中,造成应变的不均匀性;2)必须存在应变软化现象。

相关文档
最新文档