材料添加剂化学-复习-真·补充版

第十二章 相容化剂
1、相容剂由含有和聚合物共混组分相同或相似的链段构成的嵌段或接枝共聚物，其分子中含有能和共混组分发生化学反应或生成共价键、氢键的基团。
聚合物合金通过简单的工艺过程把两种或两种以上的均聚物或共聚物或不同分子量、不同分子量分布的同种聚合物混合而成的聚合物材料
反应挤出
相容化作用
2、例举两种进行聚合物相容性表征的方法并试述其原理
（2）有机发泡剂所产生的气体主要是N2。而无机发泡剂可以产生CO2、CO、NH3、H2O、H2和O2等许多种气体。而因为N2对聚合物的透过率最小，所以有机发泡剂的发泡效率比较高。
有机发泡剂自身优点
（1）聚合物中的分散性好
（2）热分解温度窄，易于控制
（3）所产生的氮气不燃烧、不爆炸、不易液化、扩散速度小，并且发泡效率高。
K(T)=A*e-E/RT
ln ti=a + b*1/Ti
机理
（1）聚合物的自氧化机理
聚烯烃的自氧化循环
（2）抗氧剂1010和168在抑制聚合物自氧化过程中的协同作用机理。
链终止性抗氧剂能够迅速终止动力学链，以阻止自动氧化链反应的增长，但同时会生成过氧化物，这又是自由基的来源，而预防型抗氧剂能与过氧化物反应，切断了产生自由基的根源，所以两种抗氧剂并用有很高的协同作用。
（4）热稳定剂应该具备的基本功能
一、置换活泼、不稳定的取代基；
二、吸收并中和PVC加工过程中放出的HCL，消除HCL的自动催化降解作用；
三、中和或钝化对降解起催化作用的金属离子及其他有害杂质；
四、通过多种形式的化学反应可阻断不饱和键的继续增长，抑制降解着色；
五、最好对紫外光有防护屏蔽作用。
合成：三嗪类光稳定剂的作用机理
红外光谱法
相容性很好的合金体系的IR谱图会偏离单组分IR谱图的平均值。因为不同聚合物之间存在较强的相互作用，导致有关基团的红外吸收谱带发生移动或峰形不对称加宽。此外IR法可以发现聚合物合金中氢键的存在，进而表征相容性。
第十五章
发泡现象一非连续的相，即空气或其他气体分散在一连续相中的现象
发泡剂一类能使处于一定黏度范围内的液态或塑性状态的橡胶、塑料形成微孔结构的物质。
紫外线吸收剂：能强烈地、选择性地吸收高能量紫外光，并以能量转换形式，将吸收的能量以热能或无害的低能辐射释放出来或耗掉。
猝灭剂能转移聚合物分子因吸收紫外线后所产生激发态能，从而防止了聚合物因吸收紫外线而产生的游离基。
自由基捕获剂几乎不吸收紫外线，但通过捕获自由基、分解过氧化物、传递激发态能量等多种途径，赋予聚合物以高度的稳定性。光屏蔽剂、紫外线吸收剂和猝灭剂所构成的光稳定过程都是从阻止光引发的角度赋予聚合物光稳定性功能，而自由基捕获剂作为第四道防线则是以清除自由基、切断自动氧化链反应的方式实现光稳定目的。
热稳定剂是指那些用来提高能发生非链断裂热降解的聚合材料热稳定性的物质。
简答
（1）简述聚氯乙烯的热降解机理
（2）简述光屏蔽剂、紫外线吸收剂、猝灭剂和自由基捕获剂的作用机理。
光屏蔽剂使高分子材料着色，着色后，聚合物能够反射紫外光，使之不能进入聚合物的内部，它的存在象是在聚合物和光源之间设立了一道屏障，使光在达到聚合物的表面时就被吸收或反射，阻碍了紫外线深入聚合物内部，从而有效地抑制了制品的老化。
简述多胺类物质的交联作用机理
第十一章
1、偶联剂偶联剂是这样的一类化合物，它们的分子两端通常含有性质不同的基团，一端的基团与增强体表面发生化学作用或物理作用，另一端的基团则能和基体发生化学作用或物理作用，从而使增强体和基体很好地偶联起来，获得良好的界面粘结，改善了多方面的性能，并有效地抵抗了水的侵蚀。
第七章
概念：玻璃化转变温度表征聚合物性能的重要指标。意味着链断运动解冻的温度，即高聚物由玻璃态进入能产生很大形变的高弹态。
增塑剂
增塑剂是一种加入高分子聚合体系中能增加它们的可塑性、柔韧性或膨胀性的物质。
思考题
增塑剂的作用机理是什么？
削弱聚合物分子间的次价键，即范德华力，从而来增加聚合物分子链的移动性，降低了聚合物分子链的结晶性，即增加了聚合物的塑性，表现为聚合物的硬度、模量、转化温度和软化温度的下降，以及伸长率、挠曲性和柔韧性的提高。
（3）自由基捕获型：醌、炭黑、多核芳烃2、辅助抗氧剂（1） Nhomakorabea机硫化物
（2）亚磷酸酯
3、加工稳定剂：苯并呋喃酮、双酚单丙烯酸酯
抗氧剂性能评价方法
分子量变化的表征
寿命的表征
颜色的表征
概念：
抗氧剂，抗氧剂是一类能延缓或一定程度上抑制聚合物氧化降解的物质。
老化
老化是指聚合物在一定环境条件下发生的各种不可逆的化学变化和可逆的物理变化的总称
第三章
高分子材料的氧化过程
抗氧剂的分类和主要作用机理
将抗氧剂分为两大类。
能终止氧化过程中自由基链的传递与增长的抗氧剂称作链终止型抗氧剂,又称主抗氧剂。那些能够除去易产生自由基的物质（主要是氢过氧化物）的抗氧剂称作预防型抗氧剂，又称作辅助抗氧剂。
1、主抗氧剂
（1）氢给予体型：受阻酚
（2）电子给予型：胺类
填料：降低制品的成本、改善其功能的物质
增强剂：显著提高聚合物的力学性能
增量剂：增加重量降低成本
2、硅烷偶联剂的通式以及偶联作用机理
RnSiX4-n
硅烷偶联剂处理玻璃纤维通常经历四个阶段：
①开始时在偶联剂Si上的三个不稳定的x基团发生水解；
②随后缩合成低聚体；
③这些低聚体与基质表面上的-OH形成氢键;
R’是长链分子基团，起缠绕作用，能与热塑性树脂缠绕结合在一起，改善冲击性能；
Y为胺基、丙烯酸、经基及末端氢原子等；
m、n为官能团数。n＞2时为多官能团的钛酸酯，可与多官能团的热塑性及热固性树脂起作用。
4、单烷氧基型钛酸酯偶联剂的作用机理
5、螯合型100和200的偶联作用机理
螯合200型与填料表面的反应式:
泡沫塑料由大量气体微孔分散于固体塑料中而形成的一类高分子材料，具有质轻、隔热、吸音、减震等特性
无机发泡剂和有机发泡剂的主要优缺点是什么？
（1）有机发泡剂的分解反应放热，达到一定的温度即可急剧分解，且发气量比较稳定，发泡剂用量和发泡率的关系可以预测。
而无机发泡剂的分解多为吸热反应，分解速度缓慢，发炮率难以控制。
极限氧指数
2、材料的燃烧过程
加热阶段由外部热源产生的热量给予聚合物，使聚合物的温度逐渐升高，升温的速度取决于外界供给热量的多少，接触聚合物的体积大小，火焰温度的高低等；同时也取决于聚合物的比热容和导热系数的大小。
降解阶段聚合物被加热到一定温度，变化到一定程度后，聚合物分子中最弱的键断裂，即发生热降解，这取决于该键的键能大小。
保护膜阻燃机理
阻燃剂在燃烧温度下形成了一层不燃烧的保护膜，覆盖在材料上，隔离空气而阻燃。
④最后在干燥或固化过程中与基质表面形成共价键并伴随着少量的水。
3、钛酸酯偶联剂的结构通式及意义
(RO)m Ti - (OX-R’-Y)n
(RO)为钛酸酯和无机填料进行化学结合的官能团；
-Ti(Ox)部分为钛酸酯的有机骨架，与聚合物的羧基之间进行相互交换，起酯基和烷基转移反应；
—X该部分是和分子核心软相结合的基团，对钛酸酯的性质有着重要影响；
点燃阶段当分解阶段所产生的可燃性气体达到一定浓度，且温度也达到其燃点或闪点，并有足够的氧或氧化剂存在时，开始出现火焰，这就是“点燃”，燃烧从此开始。
燃烧阶段燃烧释放出的能量和活性游离基引起的链锁反应，不断提供可燃物质，使燃烧自动传播和扩展，火焰越来越大。
3、阻燃剂的作用机理是什么
冷却阻燃机理
阻燃剂能使聚合物材料的固体表面在较低温度下熔化，吸收潜热或发生吸热反应，大量消耗掉热量，从而阻止燃烧继续进行。此类阻燃剂的代表有氢氧化铝和氢氧化镁。
(1)合金体系只出现一个且Tg，为完全相容体系；
(2)合金体系出现两个Tg (Tg1’和Tg2’ )，且Tg1’ = Tg1、Tg2’ = Tg2,为完全不相容体系；
(3)合金体系出现两个Tg (Tg1’和Tg2’ )，且，Tg1< Tg1’ < Tg2< Tg2，为部分相容体系。
显微镜法
只要两相的折光指数存在微小差异就可以观察到不相容体系的分离形态。电子显微镜法主要指透射电镜(TEM)法和扫描电镜(SEM)法，ＴEM的分辨率小于10ｎｍ，配以适当的染色技术，可成为观察相区尺寸、形状和相界面最直观的方法。
增塑剂的结构特征是什么？
问答：PVC塑料制品是否适合承装月饼？
第十章
交联是在两个高分子的活性位置上生成一个或数个新的化学键，将线型高分子转变成体型（三维网状结构）高分子的反应。
化学交联指在光、热、高能辐射、机械力、超声波和交联剂等作用下，大分子链间通过化学键联结起来，形成网状或体形结构高分子的过程。
共同溶剂法
这种方法是用同一种溶剂将两种聚合物溶解，配制成一定浓度的溶液。在一定温度下放置，如果此溶液可以长期稳定、不发生分层现象，则为相容体系。反之，放置一段时间后若出现分层，则为不相容体系。
玻璃化转变温度法
这是表征聚合物间相容性最常使用的方法之一。测定的方法有热分析法:差示扫描量热(DSC)法、动态热机械分析(DMA)法、介电松弛法、膨胀计法等。
（3）简述二苯甲酮类、水杨酸酯类、苯并三唑类、三嗪类和取代丙烯腈类光稳定剂的结构特征以及紫外吸收原理。
二苯甲酮类紫外线吸收剂中，必须要有一邻位的羟基。
水杨酸酯类在吸收一定能量后，由于发生分子重排，形成了吸收紫外线能力强的二苯甲酮结构，从而产生强的光稳定作用。
苯并三唑类稳定剂分子中也存在氢键螯合环，由羟基氧与三唑基上的氮所形成。当吸收紫外光后，氢键破坏或变为光互变异构体，把有害的紫外光能变成无害的热能。
分解阶段当温度上升达到一定程度时，除弱键断裂外，主键也断裂，即发生裂解，产生下列低分子物：①可燃性气体，H2、CH4、C2H6、CH2O、CH3COCH3、CO等；②不燃性气体，CO2、HCl、HBr等；③液态产物，聚合物部分解聚为液态产物；④固态产物，聚合物可部分焦化为焦炭，也可不完全燃烧产生烟尘粒子（可形成烟雾，危害很大）等。聚合物不同，其分解产物的组成也不同，但大多数为可燃烃类，而且所产生的气体较多是有毒或带有腐蚀性的。