高分子材料剖析习题

1影响高分子材料密度的因素有哪些？

分子结构元素种类与含量有如下规律只含C、H的多半比水小（含芳环的除外）

含O及其他杂原子的一般>1 含Cl、F、S、等较重原子的一般>1.34，其中含F原子的多半>2 含填料的一般>1.34 1.0～1.34之间为多种含C、H、O或N的高材泡沫制品或试样中有汽泡，<0.79

2.影响高材溶解性的因素有哪些？

化学组成分子量、等规度、结晶度升高，溶解性降低；温度升高溶解性增大，交联度增大溶解性降低分子链形状；添加剂

3.“塑料王”指的是哪种高材？“万能溶剂”指什么？水溶性高分子有哪些？

聚四氟乙烯PTFE只溶于热的氟烃四氢呋喃THF能溶解大多数高分子，是万能溶剂；水能溶解的高分子只有少数几种：PVA、聚乙烯基，甲醚，聚丙烯酸，聚丙烯酰胺，聚乙二醇，（羧），甲基纤维素，未固化的酚醛树脂与氨基树脂等。

4软化点？熔点？杂质、助剂、填料对高材的软化点和熔点有何影响？

软化点：无定形高分子加热到玻璃化温度时开始变软，由于结构的复杂性，常是较宽的温度范围，称为熔限。

熔点：部分结晶高分子加热到结晶开始熔化时的温度。

（1）杂质的存在，即使少量也会明显降低熔点，所以工业品的熔点值<文献值。

（2）有机增塑剂将会降低软化点，无机填料将会提高软化点。

5.吡啶显色试验用于鉴别哪一类高分子？吉布斯靛酚显色试验和铬变酸显色试验分别用于哪一类高分子的鉴别？

含氯高分子铬变酸显色试验鉴别含甲醛共聚物可用于鉴别裂解时有甲醛放出的高聚物（紫色）：酚醛树脂，呋喃树脂，脲醛树脂，蜜胺树脂，POM，聚乙烯醇缩甲醛，PMMA等；含酚高聚物——吉布斯靛酚显色试验 PS：一氯和二氯醋酸显色试验用于鉴别单烯类高分子

有一种未知高分子试样，在燃烧试验中用热钉子可熔化（热塑性塑料），小颗粒试样可点燃，下滴，可自熄（含有卤素、氮等元素)，有烧头发气味（丝/毛/尼龙），密度试验中样品不能浮于水面上（尼龙密度大于水），试判断是何种高材？（PA 尼龙）

7. 影响高分子材料透明性的因素有哪些？

（1）试样厚薄：厚时为半透明，薄时为透明，如PE、PP、PA等。（2）颜料、填料：有机颜料对透明性影响不大，无机颜料影响明显。玻璃纤维添加量大时会使透明高分子变成白色。（3）结晶性：PET结晶度低时透明，高时为白色。（4）共聚组成：EVA共聚物中，VAc含量>15％时，破坏E的结晶有序性而不易结晶，材料从不透明变为完全透明。

8. 常作为塑料薄膜使用的材料有哪些？是说明其对应的用途。

PE、PP、PVC、CA（醋酸纤维素，也叫玻璃纸）、PET、PVA、PS、PA等 PP-HDPE-LDPE复合薄膜提高强度，阻隔性，耐热性。双轴拉伸薄膜：BOPP用于香烟包装；PET用于磁带、胶卷等。单轴拉伸薄膜：PE、PP，用于包扎带。尼龙，PTFE,PI（聚酰亚胺）用于电容器，密封等。

9常见泡沫塑料的成分是什么？

（1）聚苯乙烯泡沫这是应用最广的硬质闭孔型泡沫塑料。由于它是经低沸点液体浸渍后的可发性小珠粒，预发泡再热压成型的，因而一般的聚苯乙烯泡沫体由许多白色泡沫圆粒组成，用手可轻易掰开。（2）聚氨酯泡沫聚氨酯泡沫分为软质，半硬质，硬质三种。软质聚氨酯泡沫塑料外观像海绵，刚出厂时为白色，但很容易氧化变黄。有时聚氨酯泡沫表面有一层耐冲击的硬质皮层，实际上与内层具有同一组成，只不过在加工中，通过控制一定条件而形成了这种稠密表面和泡沫内部的双重结构，这种聚氨酯软泡沫称为结皮聚氨酯泡沫。硬质和半硬质品种主要用于工业上。还有PVC PE EVA PP等等

10.什么是氧指数？表征的是高材的什么性能？

着火后刚能维持试样燃烧的氧在氧/氮混合气体中的最小分数表征可燃性 PS：由于空气中的氧的浓度为21%，所以OI值低于0.21的高材很容易在空气中点着和燃烧；OI值大于0.27被认为是难燃的，OI值在0.22-0.27属于自熄性材料。

11. 试分别答出不同元素组成与结构的高分子材料进行燃烧试验时，（1）可燃性规律？（2）发烟性规律？（3）结焦性规律？

1可燃性规律：与所含元素有关，C、H、S可燃元素；卤素、P、N、Si、B难燃元素，含量越多，阻燃性好，根据元素组成将高分子材料分为三类：（1）不燃的含F、Si的高分子热固性树脂：酚醛树脂、脲醛树脂等（2）难燃自熄的含Cl，如PVC及其相关共聚物含N，如PA，酪朊树脂含阻燃剂，溴化物，磷化物等

易燃的：含C、H、S的高分子材料2发烟性规律:（1）Cl、P含量越高，发烟量越大（2）交联密度越小，发烟量越大（脂肪族高分子一般不发烟）（3）芳香族发烟受基团影响：主链含芳香基团（PC、PPO、PSF）属于中等发烟量，随主链芳香基团的增加，发烟量下降。含芳香侧基的高分子（PS等）易发烟，大量黑色烟炱。3.结焦性规律:（1）脂肪烃由于C上有H，裂解时易汽化，不易结焦；（2）带芳香环的特别是取代苯环的易结焦。

12.干馏试验的原理是什么？如何判断？

热裂解的三种反应（1）主链不断裂，侧基消除,如：HCl脱除率可达95％，进一步交联反应使材料变硬、变脆；PVAc HAc；甲基丙烯酸叔丁酯异丁烯（2）主链断裂生成单体－－解聚反应PMMA MMA，单体生成率>90％聚甲基苯乙烯>90％聚异丁烯20％～50％通常，含有季C原子的，单体产率较高（3）主链无规断裂PE、PP、PAN、PMA 单体生成率<1％，其他为分子的较大碎片。固态残留物在较高温度下会进一步逐渐炭化。

13萃取法的目的是什么？怎样选择溶剂？

从固体高分子中抽提出添加剂成分，通常为增塑剂等有机化合物。溶剂应该不与试样中的组分进行反应例如：丙酮可与NR中的促进剂反应，可选用异丙醇，避免部分溶解高分子或被高分子强烈吸附；

14. 溶解-沉淀的和萃取法有何异同点？溶解-沉淀法的原理是什么？

目的相同：分离有机添加剂；不同点：前者分离有机添加剂成分可回收，后者只能溶解，溶剂中不能分离。原理：选择适当溶剂将高分子完全溶解→过滤或离心除去不溶的无机填料、颜料等→加入过量（5～10倍）的沉淀剂→过滤或离心分离→(↑高分子沉淀溶有有机添加成分的溶剂)→蒸去溶剂→有机添加剂

16. 可以采用何种方法确定环氧乙烷－环氧丙烷共聚物共聚组成，原理是什么？

试样+铬硫酸H2CrSO7→(氧化)－CH2CH2O－/－CH2CHOCH3→(氧化）2molCO2/1molCO2+1mol HAC→测定、计算

如何快速鉴别甲基纤维素和羧甲基纤维素？

利用溶解性鉴别：甲基纤维素——只溶于冷水，不溶于热水，加热时溶液会产生凝胶；羧甲基纤维素钠——既溶于冷水，又溶于热水。利用特殊反应鉴别：

甲基纤维素——与I2的KI溶液反应产生紫棕色溶液，加入浓NaOH 溶液时颜色消失；羧甲基纤维素钠加入过量浓HCl会沉淀出游离酸，加入多价金属盐（如CuCl2），沉淀出羧甲基纤维素金属盐。

17. 常用于鉴别PC的化学方法有哪些？

（1）碳酸酯的鉴别皂化，产生碳酸钾结晶，过滤酸化释放出CO2（2）对二甲胺基苯甲醛显色试验（3）吉布斯靛酚显色试验（鉴别含酚聚合物）（4）PC中双酚A的鉴别

18.高分子中常用的添加剂有哪些种类？

加工添加剂加工稳定剂：PVC稳定剂，抗氧剂，金属钝化剂

加工助剂：润滑剂，脱模剂，触变剂（防淌剂）

功能添加剂稳定化添加剂：抗氧剂，光稳定剂，阻燃剂，防腐剂等

改性剂：增塑剂、增韧剂、增强剂，填料，颜料，荧光增白剂，交联剂，促进剂，发泡剂，成核剂，抗静电剂等

18.在填料定量分析中灰化条件有何影响？怎样选择？

灰化法—适用于无机填料；灰化条件重要高分子材料试样在裂解管内，惰性气氛下，高温焙烧，高分子被烧掉，留下无机填料。灰化温度：填料在高温下有质量损失灰化气氛：测定C黑必须在N2气氛下进行一般填料应在空气中灼烧，以完全除掉高分子材料。高材加热分解，首先产生碎片，有的不能挥发则成为残渣，炭化成碳黑，空气灼烧下完全氧化成CO2而除掉

22、增塑剂的功能有哪些？

改善高分子柔性、延展性、加工性能；降低材料弹性模量、熔体粘度、Tg，不影响其他性能。

23.对于某一未知高分子试样中的填料作元素分析，发现此填料组成很复杂，含有C、Si、AL、Fe、Ca、Mg、B、Na、O等多种元素，试推断可能是哪一种无机填料？玻璃纤维

24.红外光谱分析的制样过程中应注意哪些问题？对样品有何要求？

样品厚度——影响最大a.太薄峰弱，有些峰会被基线噪音掩盖。b.太厚峰形变宽，甚至产生截顶。}c.理想厚度：10～30um左右，2～3个强峰100％吸收d.不同样品，厚度应不同：含O基团吸收强，不应超过30um；饱和聚烯烃可以稍厚，控制在300um以下，