汽车工程材料复习资料剖析.docx

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汽车工程材料复习资料剖析

汽车工程材料总复习

基本知识

⏹五大通用塑料和五大工程塑料指？

通用塑料:

PE、PP、PVC、PS及ABS

工程塑料:

PA、PC、POM、PPO、PBT

⏹四大合成纤维:

涤纶、腈纶、丙纶、锦纶

⏹常见聚合物的中文简介、英文缩写及结构式

⏹聚合物按用途，分五大类

塑料、橡胶、纤维、涂料、胶粘剂

⏹常见塑料和橡胶的英文简写、中文简称及结构式

见上表

⏹高分子分子量多分散性的表示

以分子量分布指数表示，即重均分子量与数均分子量的比值，Mw/Mn

⏹结晶对透明性和力学性能的影响

结晶度对聚合物性能的影响

结晶度提高，拉伸强度增加，而伸长率及冲击强度趋于降低；相对密度、熔点、硬度等物理性能也有提高。

一般地说弹性模量也随结晶度的提高而增加。

但冲击强度则不仅与结晶度有关，还与球晶的尺寸大小有关，球晶尺寸小，材料的冲击强度要高一些。

结晶对透明性的影响

物质折光率与密度有关，因此高聚物中晶区和非晶区折光率不同。

光线通过结晶聚合物时，在晶区界面上必然发生折射和反射，故通常呈乳白色，不透明，如PE、PA等。

结晶度减小，透明度增加，完全非晶的高聚物，通常是透明的，如PMMA、PS。

通用塑料

⏹通用塑料和工程塑料的概念

通用塑料：

产量大、用途广、价格低，但性能一般，主要用于非结构材料

工程塑料：

能承受一定外力作用，具有良好的机械性能和耐高、低温性能，可以用作工程结构的塑料，如PC、PA、POM、PPO、PBT

⏹LDPE、LLDPE和HDPE在制备方法、结构及性能上的差异？

高密度聚乙烯（HDPE）：

低温低压法

低密度聚乙烯（LDPE）：

高温高压法

线性低密度聚乙烯（LLDPE）:

乙烯与α-烯烃共聚

LDPE：

20~30个侧甲基/1000个主链C

HDPE：

5个侧甲基/1000个主链C

LDPE含有更多的支链（乙基、丁基或更长的支链）

⏹聚丙烯的三种空间异构及其相应的性能

按结构分为等规、间规、无规三种

等规PP占到90%以上，熔点160-176℃

无规PP呈粘稠状，不能用于塑料，只用于改性载体

间规PP属于高弹性塑料。

⏹聚丙烯的缺陷、主要添加剂及改性方法。

聚丙烯的主要添加剂

抗氧剂

成核剂：

使聚合物结晶温度提高，球晶数目增加和球晶尺寸减小。

如苯甲酸钠和碱性二甲酸铝

其它如光稳定剂、着色剂、填充剂、增强剂、阻燃剂等

聚丙烯的缺陷：

低温脆性大

耐热氧老化、不易染色

热形变温度低

收缩率大

改性方法：

聚丙烯合金（与HDPE、乙丙橡胶、PA、热塑性弹性体共混——韧性、耐寒性）

填充聚丙烯（CaCO3、CaSO4、滑石粉等各种填料）

硬度、热形变温度、成型收缩率及线膨胀系数都有所改善

增强聚丙烯（玻璃纤维）

⏹如何提高PVC的热稳定性？

稳定剂：

提高PVC分解温度

增塑剂:

降低熔融温度

⏹PS的缺点？

HIPS的组成、制备方法？

缺点：

韧性差、耐热性低、易氧化降解

HIPS组分：

PS和橡胶

HIPS制备方法：

机械共混—直接在挤出机共混

接枝共聚—顺丁、丁苯橡胶溶在St单体中进行本体或悬浮聚合

⏹ABS的结构及各组份作用？

结构——两相的三元共聚物：

一个是苯乙烯-丙烯腈的连续相，另一个是聚丁二烯橡胶分散相。

A：

耐化学腐蚀、表面强度高

B：

极好的韧性；

S：

刚性、透明性、着色性、电绝缘性及加工性能

⏹SBS的结构及优点？

SBS组分：

苯乙烯、丁二烯、苯乙烯三元嵌段共聚物

特点：

具备橡胶的高弹性和塑料的高强度及易加工性，良好耐低温性、透气性和抗湿滑性，易于加工成型，加工时工艺简单，无需硫化，能耗低，容易着色，边角料可以回收。

⏹通用塑料

通用塑料：

综合性能较好，力学性能一般、产量大、应用广泛、价格低廉的一类树脂。

⏹PMMA结构式？

透明性？

刚性无色透明材料，光学性能优异；

⏹UF、MF指？

脲甲醛树脂UF

氨基树脂MF

⏹酚醛模压塑料时，加了哪些添加剂，所起作用？

添加剂:

树脂、固化剂、填充材料、稀释剂、脱模剂、着色剂

树脂：

可用热塑性或热固性酚醛树脂；

固化剂：

最常用六次甲基四胺，对热固性酚醛树脂而言，固化剂可加速其固化；

填充材料：

碳酸钙、滑石粉、高岭土等

⏹环氧值和环氧当量的定义？

计算方法？

环氧值：

100g环氧树脂中含环氧基团当量数，[当量/100克]

环氧当量：

1当量环氧基的环氧树脂克数，单位[克/当量]

例：

以二酚基丙烷型环氧树脂为例，求环氧值和环氧当量？

分子量为：

392环氧基的个数：

2

环氧值＝100/196＝2*100/392＝0.51

环氧当量＝392/2＝196

⏹环氧树脂采用多元胺类固化剂和酸酐类固化剂固化时，所需的胺和酸酐的用量？

⏹不饱和聚酯的合成原料有哪些？

引发剂的特性采用什么表示？

不饱和二元酸（酸酐）与多元醇

引发剂一般为有机过氧化物，特性通常用临界温度（指有机过氧化物具有引发活性的最低温度）和半衰期（给定条件下，有机过氧化物分解一半所需要的时间）表示。

⏹聚氨酯的合成原料有哪些？

异氰酸酯与含活泼H的化合物（如醇、胺、酸和水等）

工程塑料

⏹通用工程塑料和特种工程塑料定义

通用工程塑料：

使用量大、长期使用温度为在100-150、可作为结构材料使用的塑料材料

特种工程塑料：

使用量较小、价格高、长期使用温度在150度以上的塑料材料。

⏹PA6、PA66、PA610结构式？

PA高强高韧原因？

吸水性对性能影响？

拉伸强度随温度和湿度的增加而减小；冲击性能随温度和吸水率增加而上升；硬度随含水率的增加而下降。

低温和干燥条件下电绝缘性良好，潮湿条件下显著降低

⏹双酚A型PC结构式？

PC高强高韧原因？

存在缺陷，如何改性？

PC合金

PC/PE：

改善加工流动性、耐应力开裂性及耐沸水性，但耐热性有所降低

PC/ABS：

良好机械性能、加工流动性、耐低温

PC/PET共混

形成非晶/结晶聚合物体系；PC、PET结构相似，相容性好

共混物：

耐油性、溶剂性能、加工流动性、耐热性能大大提高、降低成本、表面光泽性好

PC/PA共混

改善PC耐油性，耐化学药品性，应力开裂及加工性能；保持PC良好韧性和耐热性。

用于高强度和高耐油机械部件

⏹聚苯醚结构式？

存在缺陷？

存在缺陷：

流动性差、加工性能差、制品易开裂、价格昂贵等。

⏹PET和PBT结构式？

性能对比？

PET：

PBT：

PET

无色透明（无定形）或乳白色半透明（结晶型）固体，密度1.3-1.33g/cm3；对O2、H2、CO2阻隔

很好的拉伸强度、刚度和硬度、耐磨性、耐蠕变性，PET的拉伸强度是PE膜的9倍，PC和PA膜的3倍；

优良的热性能：

熔融温度255~260℃，长期使用温度120℃；

虽有极性酯基，仍有优良电绝缘性；

不耐强酸强碱，在水蒸气作用下也会水解；

吸水率很低，尺寸稳定性好，且具有优良的耐候性

PBT

乳白色结晶固体，密度1.31g/cm3

与PET相比，PBT脂肪烃链节更长一些，柔性会更好一些，Tg和Tm均会低一些，刚性也小一些；

结晶速度较快，只有薄膜制品是无定形态；

力学性能一般，80%品种都是改性品种

Tg为51℃，熔融温度225～230℃

虽有极性酯基，仍有优良电绝缘性；

不耐强酸强碱及苯酚类化学试剂，在热水中可引起水解而使力学性能下降

⏹聚苯硫醚的结构式及高强高韧原因。

苯环提供刚性；硫醚键提供柔顺性，结晶度可达75%，长期使用温度200℃～240℃，熔点285℃

⏹请从分子结构角度分析PTFE为什么具有耐高低温、耐腐蚀和不黏附的特点？

分子链规整性和对称性极好，且为线性结构，几乎没有支链——结晶性聚合物（55~75%）；

氟原子对主链产生屏蔽作用，且C-F键的键能较高——优良耐腐蚀性能和耐热性；

氟原子完全对称——非极性聚合物，优异电绝缘性能；

整个分子对称排列，非极性——大分子之间及与其他物质分子间吸引力很小——表面自由能很低，高度的不黏附性和极低的摩擦系数；

橡胶

⏹橡胶中存在哪些组份，以及各组分作用？

以生胶为主要成分，添加各种配合剂和增强材料制成的。

生胶：

指无配合剂、未经硫化的橡胶。

按原料来源有天然橡胶和合成橡胶。

⏹橡胶混炼时各组分添加顺序及原因。

原因：

用量少、难分散的配合剂先加，用量大、易分散的配合剂后加；为防止焦烧，硫磺和超速促进剂最后加。

⏹如何改善橡胶耐热性及耐寒性。

3、改变交联键的结构；

⏹NR（天然橡胶和古塔胶结构式区别）、SBR、BR结构式

NR：

SBR:

BR:

⏹什么叫集成橡胶？

采用St、异戊二烯（Ip）、丁二烯（Bd）作为单体合成

⏹IIR、EPM、CR、NBR、26型氟橡胶的结构式

IIR:

EPM:

CR:

NBR:

26型氟橡胶:

⏹硅橡胶结构通式？

高韧、耐热及耐寒性优的原因

分子主链由Si和O交替组成，主链高度饱和，Si-O键的键能（165kJ/mol）比C-C键能（84kJ/mol）大得多；

Si-O柔顺性好，分子内、分子间的作用力小，硅橡胶属于一种半无机的饱和、杂链、非极性弹性体；

优异的耐高、低温性能，工作温度范围（-100~350℃）；

优异的耐老化（热氧、臭氧、气候）性能，极好的疏水性及电绝缘性，并具有低表面能和表面张力；

纤维（填空）

⏹四大合成纤维指？

主要成份及结构式

涤纶（聚酯纤维）、腈纶（聚丙烯腈纤维）、丙纶（聚丙烯纤维）、锦纶（聚酰胺）

⏹合成纤维的制造过程包括二步？

纺丝工艺分为？

聚合物制备、纺丝

纺丝工艺：

溶液纺丝、熔体纺丝

胶粘剂（简答）

⏹胶粘剂中含有哪些组份及相应作用？

固化剂：

增加胶层内聚强度；

催化剂：

加速固化，缩短时间，降低反应温度；

防老剂：

提高耐大气老化、热老化、电弧老化、臭氧老化性能；

填料：

提高强度，降低成本；

增塑或增韧剂：

降低胶层刚性，增加韧性；

稀释剂：

改善工艺性、降低粘度；

溶剂

⏹简述常用粘接工艺？