高分子材料复习整理

8．橡胶的塑炼及原因
橡胶的塑炼：橡胶受外力作用产生变形，当外力消除后仍能保持其形变的能力叫可塑性，通过机械力、化学作用及热作用，生胶的大分子长链断裂，分子量下降，从而使橡胶可塑性增加的工艺过程称为塑炼。
塑炼的原因：使橡胶具有必要的可塑性在工艺上极为重要：
（1）橡胶有恰当的可塑性才能在混炼时与各种配合剂均匀混合；
19．晶态、非晶态聚合物的应力-应变曲线，描述其过程
（1）非晶态聚合物的应力应变曲线
弹性形变区
OA段，为符合虎克定律的弹性形变区，应力－应变呈直线关系变化，直线斜率 相当于材料弹性模量。
屈服应变
越过A点，应力－应变曲线偏离直线，说明材料开始发生塑性形变，极大值Y点称材料的屈服点，其对应的应力、应变分别称屈服应力（或屈服强度） 和屈服应变 。
胶粘剂、填料、增强剂
13．橡胶的配方及作用（P145~147）
14.涤纶的合成方法（P162）
15．试建立纤维名称的对等关系。
聚酰胺纤维（酰胺纤维、尼龙、锦纶）；聚酯纤维（涤纶、涤丝、的确良）；聚丙烯腈纤维（腈纶、奥纶、人造羊毛、人造丝）；聚丙烯纤维（丙纶）；聚间苯二甲酰间苯二胺纤维（芳纶1313）；聚对苯二甲酰对苯二胺纤维（芳纶1414）；聚四氟乙烯纤维（氟纶）；聚乙烯醇纤维（维纶、维尼纶）；聚酰胺4（锦纶4）；聚氨酯弹性纤维（氨纶）；氯乙烯和丙烯腈共聚纤维（腈氯纶）；氯乙烯和聚乙烯醇接枝共聚纤维（维氯纶）。
（2）有恰当的可塑性才能在压延加工时易渗入纺织物中；
（3）才能在压型、注压时具有较好的流动性
（4）塑炼能使橡胶的性质均匀，便于控制生产过程。
注意：过度塑炼会降低硫化橡胶的强度、弹性、耐磨性等性能
9.与低分子化合物相比较，高分子化合物有哪些特点？（P81）
10．酚醛树脂的结构、合成（P140~141）
（2）聚甲醛的生产工艺路线分为以甲醛为单体和以三聚甲醛为单体两种。均聚甲醛的端基—OH受热后易发生解聚，所以通常要进挤出、吹塑、冷加工等。
17．天然橡胶的优缺点（P147~148）
优点：天然橡胶具有一系列优良的物理机械性能，是综合性能最好的橡胶。
以酚类化合物与醛类化合物塑聚而得到的树脂称为酚醛树脂，其中主要是苯酚和甲醛缩聚物。
苯酚与甲醛的缩聚反应可在强酸性条件下、弱酸性、近于中性或碱性条件下进行，生成的树脂结构因此有所差别。强酸性和弱酸性条件下合成的酚醛树脂可称为酸法树脂，而碱性条件下的称为碱法树脂。
11.写出聚甲醛（P139）、聚碳酸酯（P139）、聚酰胺（P137）的分子结构式，并简要说明它们的性能。
4.产量大、应用广的工程塑料主要有哪些？（P136~137）
产量大、应用广的工程塑料有聚酰胺（PA）：开发最早的工程塑料，产量首位；聚碳酸酯（PC），应用广泛；聚甲醛（POM）：产量位居第三位。
5．高聚物高弹性的特点（P95）
高弹性即橡胶弹性，同一般的固体物质所表现出的普弹性相比，有如下特点：
（1）弹性模量小，形变大。一般固体的形变量最多1%，橡胶的高弹形变可拉伸5~10倍，而橡胶的弹性模量只有固体物质的万分之一左右。
聚酰胺（PA）：
结构式：
或
（二元胺、二元酸型）（内酰胺型）
聚酰胺具有良好的力学性能，刚性逊于金属，但比抗拉强度高于金属，比抗拉强度与金属相近。尼龙有吸湿性，随吸湿量的增加，屈服强度下降，屈服伸长率增大。疲劳强度随分子量增大而提高，随吸水率的增大而下降。尼龙具有优良的耐摩擦性和耐磨耗性。使用温度一般是－40~100℃。具有优良的阻燃性。在湿度较高的条件下也具有较好的电绝缘性。耐油、耐溶剂性好。缺点是吸水性较大，影响尺寸的稳定性。
（4）具有耐寒性
（5）优良的气密性、防水性、电绝缘性和绝热性能
缺点：耐油性差，耐臭氧老化性、耐热氧老化性差。天然橡胶为非极性橡胶。因此，易溶于汽油和苯等非极性有机溶剂，天然橡胶含有不饱和双键，因此化学性能活泼。在空气中易于氧进行自动催化氧化的连锁反应，使分子断链或过度交联，使橡胶发生粘连或龟裂，即发生老化现象，未加防老剂的橡胶曝晒4~7天即出现龟裂；与臭氧接触几秒钟内即发生裂口。加入防老剂可以改善其耐老化性能。
（1）按照受热加工时流变特性的不同
在分子内旋转的作用下，大分子链具有很大的柔曲性，可采取各种可能的形态，每种形态所对应原子及键的空间排列称为构象。构象是由分子内部热运动而产生的，是一种物理结构。
3．ABS树脂的结构，每个组分的作用
ABS树脂是由苯乙烯、丁二烯和丙烯腈三种成分构成的共混物。最初以机械共混法制备，现在多采用接枝共聚-共混法。
聚碳酸酯（PC）：
结构式：
性能：
玻璃化温度为145~150℃，脆化温度－100℃，最高使用温度为135℃.热变形温度为115℃~127℃（马丁耐热）。PC呈微黄色，刚硬而韧，具有良好的尺寸稳定性，耐蠕变性，耐热性及电绝缘性。缺点是制品容易产生应力开裂，耐溶剂、耐酸碱性能差，高温易水解，摩擦系数大，无自润滑性，耐磨性和耐疲劳性较低。
12．不饱和聚酯的合成过程中各原料的作用、配比等（P142~P143）
不饱和聚酯塑料是以不饱和聚酯树脂为基础的塑料
不饱和聚酯树脂亦称聚酯树脂，经玻璃纤维增强后的塑料称玻璃钢
不饱和聚酯通常由不饱和二元酸以一定量的饱和二元酸与饱和二元醇塑聚获得线型初聚物，再在引发剂作用下固化交联形成体形结构。
不饱和二元酸：顺丁二烯二酸酐、反丁二烯二酸酐
发生屈服时，试样上某一局部会出现“细颈”现象，材料应力略有下降，发生“屈服软化”。
非晶聚合物的强迫高弹形变
随着应变增加，在很长一个范围内曲线基本平坦，“细颈”区越来越大。直到拉伸应变很大时，材料应力又略有上升（成颈硬化），到达B点发生断裂。与B点对应的应力、应变分别称材料的拉伸强度（或断裂强度） 和断裂伸长率 ，它们是材料发生破坏的极限强度和极限伸长率。
制品柔软，透气性、透明性高，电绝缘性良好，且不受温度和频率的影响。其力学性能也良好，热性能、透气性、耐老化性等也都不错
刚度、拉伸强度、抗蠕变性等皆优于LDPE
应用
LDPE主要用作制造农用膜和日用包装材料，少部分用作各种轻、重包装膜、涂层、各种管材、电线、电缆绝缘护套及电器部件等
适于制成各种管材、片材、包装容器及丝束等。HDPE可经受多次热和机械作用，一般可反复加工10次以上还能保持基本性能。
低
低
低
高
易
有
橡胶、LDPE、软PVC、聚四氟乙烯
(e)硬而韧
高
高
高
高
难
有
聚酰胺、聚碳酸胺、聚丙烯、ABS
21.塑料是由树脂和添加剂两种组分组成。
22.自由基聚合中影响分子量的因素（P25~29）
链转移反应的程度
歧化终止与偶合终止的比例
反应物单体的浓度
反应时间
23．根据不同的要求对塑料的分类，并举例说明。（P124）
18. HDPE、LDPE的比较
比较项目
LDPE
HDPE
合成方法
乙烯在高温高压下经短时聚合而成的，用偶氮化合物或有机过氧化物或氧作为引发剂，按气相本体聚合法反应聚合而得
采用齐革勒催化剂，其聚合条件较高压法聚乙烯简单得多，只需低温低压条件即可合成。
结构特征
存在大量的支链结构，呈树枝状
呈线型结构
机械强度
饱和二元酸：邻苯二甲酸、邻苯二甲酸酐
饱和二元醇：丙二醇、丁二醇（一般用丙二醇）
加入饱和二元醇的目的是降低交联密度和控制反应活性
各种助剂：
引发剂：引发树脂与交联单体的交联反应
加速剂：又称促进剂，促进引发剂的引发反应
阻聚剂：延长不饱和聚酯初聚物的存放时间
触变剂：用量1%~3%，使树脂在外力（搅拌等）作用下变成流动性液体，当外力消失时又恢复到高粘度的不流动状态，防止大尺寸制品成型时垂直或斜面树脂流胶。
20.画图说明高聚物五种类型的σ-ε曲线，简述其性能特点，并分别举两例聚合物。
σ-ε曲线类型
弹性模量
屈服强度
强度极限
断裂伸长
形变产生
屈服现象
典型高聚物
(a)软而弱
低
低
低
中
易
有
聚合物凝胶、低分子量树脂等
(b)硬而脆
高
高
中
低
难
无
PS、PMMA、固化酚醛树脂等
(c)硬而强
高
高
高
中
难
有
硬聚氯乙烯等
(d)软而韧
（2）弹性模量和绝对温度成正比，而一般固体的模量随温度的提高而下降
（3）形变时有热效应，伸长时放热回缩时吸热
（4）在一定条件下，高弹形变表现出明显的松弛现象。
6．从结晶与否的角度分析材料的应用，并比较材料的力学性能、热性能、光学性能等（PP、PS、PA、PE、PVC）。
7．举例五大合成材料
塑料、橡胶、纤维、涂料、胶黏剂
聚甲醛（POM）：HOCH2—(CH2O)n—CH2OH
聚甲醛是一种无支化的线型高分子，制品外观呈白色，有光泽，极似白色象牙，是一种高熔点、高结晶的热塑性工程塑料，分共聚甲醛和均聚甲醛两种。均聚物和共聚物的长期使用温度各是104℃和99℃，均聚甲醛的机械性能略优，但热稳定性差，容易热分解，耐酸碱性能差。聚甲醛的物理性能优良，是塑料中机械性能最接近金属材料的品种，具有与金属材料相接近的比强度与比刚性。有较高的弹性模量，高的硬度与刚性，较好的冲击强度与蠕变性。有良好的绝缘性，不受湿度的影响，耐水、耐沸，有自润滑性
苯乙烯：贡献是刚性、表面光洁性和易加工性
丁二烯：贡献是柔顺性、高抗冲性和耐低温性
丙烯腈：贡献是耐化学药品性、热稳定性和老化稳定性
ABS塑料的具体性能决定于三种单体的比例和形态结构
ABS塑料存在有两相，连续相成称为基体（由苯乙烯或其烷基衍生物和丙烯腈的共聚树脂所组成），以丁二烯为基础形成的弹性体为分散相
（1）具有良好的弹性，弹性模量约为钢铁的3万分之一，而伸长率为钢铁的300倍。回弹率在0~100℃范围内可达50%~80%以上。伸长率最大可达1000%