高分子材料基础题

第一章材料科学概述

1高压PE：支链多、密度小、结晶度低；低压PE：支链少、密度大、结晶度高

2 高分子材料：三大：塑料、纤维、橡胶二小：涂料、粘合剂

3复合材料：由两种或两种以上，物理化学性质不同的物质，用适当的工艺方法组合起来，而得到的具有复合效应的多相固体材料。

4 非晶态结构：无规线团结构，无固定的熔点、物理性质各向同性。

5

7作业1：

1、什么是材料？它和物质有什么联系？

具有满足指定工作条件下使用要求的形态和物理性状的物质称为材料。材料都是由物质构成的：可以一种或多种，如橡胶、塑料。

同一种物质，可以制备成不同的材料

2、材料按照常用的分类方法可分为几类？各举两个例子。

3、什么是复合材料？有什么特点？

4树脂和塑料的区别？

第二章高分子材料的结构与性能

1结构：近程&远程

空间排列方式：几何异构&旋光异构，全同、间规、无规立构

几何形状：线型、支链型（星形、梳形、枝形等）、网状、梯形

序列结构：交替、嵌段、接枝、无规

形态：伸直链、折叠链、螺旋形链、无规线团

2晶态结构模型：缨状微束模型、折叠链模型

液晶态结构：近晶型、向列型、胆甾型

取向态结构：单轴&双轴取向，分子&晶粒取向

3分子运动的特点：多重性、松弛

4热导率：热量扩散快慢的一种量度。

5电击穿（击穿电压）：电场强度超过临界值时，电解质丧失其绝缘性能。

介电强度（击穿电场强度）：击穿电压/电解质厚度。

6反射

透过光强（无吸收）：T＝1－2R T＝(1－R)2

问题：计算PMMA（n＝1.5）和PS（n＝1.59）的最高透光率。

7反渗透设施的关键：1 有选择性的膜（半透膜）：透水,不透离子、有机小分子、微生物等2足够的外加压力

反渗透：低浓度侧加压，超过渗透压，则由低浓度到高浓度扩散。

8燃烧三要素：可燃物、空气和热源。

阻燃：材料着火后，其自身的燃烧热不足以使未燃部分继续燃烧，即不能维持燃烧。

化学机理：高活性的• OH自由基参与，自由基连锁反应过程。

9氧指数

在规定的条件下，试样在氧气和氮气的混合气流中维持稳定燃烧所需的最低氧气浓度。作业2：

1、比较下列材料的热导率，并简单分析原因：

（1）金属______聚合物，因为：________________________；

（2）无定形二氧化硅______石英，因为：________________；

（3）石墨______金刚石，因为：________________________；

（4）聚合物______微孔聚合物，因为：__________________。

2、根据聚合物热导率变化的一般规律，用↑和↓表示热导率的变化趋势：

主价键结合____，次价键结合____；结晶聚合物比非晶聚合物____；非晶聚合物的分子量越大____；沿分子链传递____，分子间传递____；加入增塑剂____；如发生取向，则沿取向方向____；聚合物中产生大量微孔____。

3、计算PMMA（n＝1.5）和PS（n＝1.59）的最高透光率。

4、聚合物材料的透明性和结晶性之间是怎样的关系？什么情况下结晶的材料透明？

作业3：

1、填空：

（1）导电聚合物根据导电机理分为________和________两种，前者包括聚乙炔、聚苯撑等，后者有碳黑填充聚乙烯等。

（2）聚合物的化学反应包括____、____、____、____等四种。

2、名词解释：热导率、氧指数

3、简答：

(1)什么叫高分子材料的老化？高分子老化的原因有哪些？

(2)什么是阻燃？阻燃的机理是怎样的？

第三章塑料

1塑料：以聚合物为主要成分，在一定条件下（T、P）可塑制成一定形状且在常温下保持其形状不变的材料。

内聚能密度介于纤维与橡胶之间使用温度在Tb

2 4种添加剂：

（1）有助于加工的润滑剂、热稳定剂和脱模剂；

（2）改进力学性能的填料、增塑剂、增强剂和抗冲改性剂；

（3）改善耐燃性的阻燃剂；

（4）耐老化的各种稳定剂。

3 增强：提高强度，GF、石棉纤维；CF、石墨纤维和硼纤维。

填料：降低成本和收缩率，硅石（石英砂）、硅酸盐、碳酸钙、炭黑、白炭黑（二氧化硅）。偶联剂：将聚合物和填料或增强剂紧密结合起来的物质－浆糊的作用。

4增塑剂：改善加工流动性、制软制品。沸点高、不易挥发、与聚合物有良好混溶性的低分子

油状物。分布在大分子链间，可降低高分子材料的玻璃化温度。

主要品种：邻苯二甲酸二丁酯（DBP）、邻苯二甲酸二辛酯（DOP），环氧类、磷酸酯类、癸二酸酯类、氯化石蜡。

5抗氧剂：消除过氧自由。

热稳定剂：主要用于PVC，吸收加工过程中放出的HCl

6成型加工方法

热塑性塑料：挤出、注射、压延、吹塑

热固性塑料：模压、铸塑、传递模塑

7聚烯烃塑料包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯和聚丁烯。其中聚乙烯的产量最大，也是当前产量最大的塑料品种之一。其单体来源丰富，价格低廉。

8 PE玻璃化温度为-125℃。

易燃烧，火焰上黄下蓝，有熔融滴落现象；

透水率低，有机蒸气透过率高；

透明性：结晶度大，降低；退火，不透明；淬火，透明；

9 LDPE以氧气或有机过氧化物为引发剂，按自由基聚合机理使乙烯聚合而得到。长支链

的存在限制了PE的结晶能力。结晶度与支链含量有关。结晶度提高使LDPE的刚性、耐化学药品性、阻隔性、拉伸强度和耐热性增加，但抗冲强度、撕裂强度和耐应力开裂能力降低。

HDPE1) 低压法（齐格勒法）离子聚合机理反应制得。

2) 中压法（菲利浦法）按离子聚合机理反应制得。

LLDPE气相硫化床低压法

因支链较短，堆积较为紧密，结晶度比LDPE高；熔点比LDPE高

LDPE HDPE LLDPE

合成方法150～300MPa，

180～200℃，引

发剂：O2或有机

过氧化物

低压法：Al(Et)3＋TiCl4体系在烷烃中的浆状

液为催化剂，1.3MPa、100℃。

中压法：过渡金属氧化物（如氧化铬）为催

化剂、烷烃为溶剂，1.5～8MPa、130～270℃。

气相硫化床低

压法

聚合机理自由基聚合离子聚合配位聚合

结构特征大量的长支链

结构；分子量较

低（2.5万）

分子量较高（10-35万），支链短且少

乙烯与少量的

α-烯烃共聚，短

支链均匀分布

密度

g/cm3

0.91～0.93 0.92～0.97 0.92～0.935 结晶度55～65％，80～95％比LDPE高

熔点108～125℃126～136℃比LDPE高10～15℃