共混改性原理试题Word格式文档下载.docx
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五、简述影响辐照改性效果的因素。
1、加料顺序。
直接辐射法：
将聚合物和单体在辐射前混合在一起，共同辐射，在生成接枝共聚物的同时也生成均聚物。
预辐射法：
先辐射聚合物，使之产生捕集型自由基，再用乙烯型单体继续对聚合物处理，得到接枝共聚物。
预辐射法虽然接枝点少，但接枝效率高均聚物少。
2、辐射剂量。
辐射剂量过大导致主链断裂，必须控制在一定范围内，但因此会导致自由基产生量少。
六、以滑石粉填充聚丙烯体系为例，简述硅烷偶联剂在聚合物/无机填料复合体系的作用原理。
硅烷偶联剂分子中的X部分首先在水中水解成反应性活泼的多羟基硅醇，然后与滑石粉表面的羟基缩合而牢固结合，偶联剂的另一端Y基于聚丙烯大分子长链形成物理缠结。
七、以碳酸钙填充聚乙烯体系为例，简述钛酸酯偶联剂在聚合物/无机填料复合体系的作用原理。
烷氧基与碳酸钙表面的羰基结合，亲有机端的长链R基于聚乙烯大分子长链发生缠结，从而使填料与聚合物偶联。
八、填料的表面处理剂主要有哪几类，常用的表面方法有哪些？
表面活性剂、偶联剂、有机高分子和无机物。
表面报复法，包括干法、湿法和现场加工处理法。
其他表面处理法有：
1、填料的表面聚合处理，2、等离子体处理，3、辐照处理。
九、请解释下列名词：
热塑性弹性体、互穿聚合物网络（IPN）、银纹化
热塑性弹性体：
常温下具有橡胶的弹性，高温下具有可塑化成型的一类弹性体，结构特征是硬段形成物理交联点，使软段形成交联网络。
IPN：
有两种或两种以上聚合物通过分子链段网络的相互贯穿缠结并以化学键合方式各自交联而形成的一种网络状聚合物共混物。
银纹化：
玻璃态聚合物在应力作用下会产生应力发白，应力发白的原因是产生了银纹，这种产生银纹的现象叫银纹化。
十、聚合物共混物形态结构的基本类型有哪些？
并简述各自的特点？
1、单相连续结构，一相连续，另一相分散在连续相中；
2、两相连续结构，两组分构成连续相；
3、两相交错或互锁结构，没有一相形成贯穿整个试样的连续相，而且两相相互交错形成排列，难以区分连续相和分散相。
十一、聚合物共混物大形变的形变机理有哪些？
并简述其影响因素。
大形变包括两种可能过程：
一是剪切形变过程，而是银纹化过程。
剪切形变包括弥散型剪切屈服形变和形成局部剪切带，影响因素：
1、外力超过屈服应力，2、聚合物的应力软化作用，3、结构上的缺陷或其它的原因造成的应力集中。
银纹化影响因素：
1、分子量，分子量高时银纹强度大，不易破裂成裂纹；
2、分子取向，平行于取向施加应力银纹化受抑制，产生大量细而短的银纹，垂直方向上，易于产生银纹，产生少量而粗的银纹；
3、环境的影响。
十二、影响聚合物共混物的因素有哪些？
如何影响？
此题范围太广，阐述主要因素即可。
相容性。
相容性最主要影响共混物的力学性能，相容性差，界面粘结不良，相容性好界面粘结紧密，能够综合各组分的优良性能。
影响相容性的因素有溶度参数、共聚物组成、极性、表面张力、结晶能力、粘度和分子量。
制备方法。
共混物制备技术主要影响混合效果，得到不同程度相容性的共混物，从而影响力学性能、加工流动性等性能。
填充改性。
通过填充物的性能、种类、用量、分散效果及与树脂基体的结合情况影响聚合物的各种性能，如增韧增强。
十三、聚合物共混物相容性分哪两类？
各自的定义是什么？
画出聚合物共混物的UCST、LCST相图。
分为热力学相容性和机械相容性。
热力学相容性：
指在任何比例混合时，聚合物都能形成分子分散的，热力学稳定的均相体系，即在平衡态下聚合物大分子达到分子水平或链段水平的均匀分散。
机械相容性：
聚合物各组分之间存在一定的相界面亲和力，且分散较均匀，分散相粒子尺寸不太大，具有良好的物理机械性能。
图略。
十四、聚合物共混物的制备方法有那些？
各有什么特点？
1、简单机械混合，直接将两种聚合物进行混合，聚合物均是完全相容体系，物料的混合过程通常依靠扩散、对流和剪切三种作用完成，通常只有物理变化，包括干粉共混发、熔体共混法、溶液共混法和乳液共混法。
2、反应性共混技术：
混炼过程中同时伴随一种或多种聚合物的化学反应，最终导致聚合物之间产生化学键接，包括反应性密炼和反应性挤出。
3、共聚-共混法:
首先制备一种聚合物，然后将其溶于另一种聚合物的单体中，形成均匀溶液后引发单体与原先的聚合物发生接枝共聚，同时单体还会发生均聚作用。
4、IPN技术：
每种聚合物必须在另一种聚合物直接存在下进行聚合或交联或者既聚合又交联。
十五、填料的主要表面处理剂有哪些种类？
以水解型硅烷偶联剂为例简述偶联剂在填充聚合物中的作用机理。
硅烷偶联剂分子中的X部分首先在水中水解成反应性活泼的多羟基硅醇，然后与填料表面的羟基缩合而牢固结合，偶联剂的另一端Y基于聚合物大分子长链形成物理缠结或化学结合。
十六、用于短纤维增强的热塑性聚合物的双螺杆挤出机的螺杆可分为哪些区段？
排气区的螺杆构型有何特点？
答:
固体输送区、熔融区、混合区、排气区和熔体输送区。
排气区入口位置设立反螺纹或反向捏合块，将熔体密封，建立起高压；
排气区采用大导程螺纹元件，以形成低充满度和薄的熔体层，使物料有可暴露的自由表面，或采用多头小导程螺纹元件，增加熔体表面的更新速度，以利于气体的排除与挥发。
十七、结合聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料的结构，简述聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料的性能特点。
部分聚合物填充于层状硅酸盐的层间间隙，具有纳米尺度效应和很强的有机-无机界面结合力，并且大分子链在层间有一定取向。
由于硅酸盐刚性比聚合物打和大分子链取向，材料具有高模量；
插层的聚合物能够吸收能量，阻止裂纹扩展，减少应力集中点从而具有高强度；
大分子被限制在夹层内，链段热运动受阻，故材料表现出优良的耐热性和稳定性。
十八、简述聚合物纳米复合材料的定义及其主要的制备方法。
两相或多相的含聚合物混合物中至少有一相的一维尺度小于100nm量级的复合材料。
1、溶胶-凝胶法：
将前驱物溶于水或有机溶剂形成均质溶液，溶质发生水解反应生成纳米级粒子并形成溶胶，溶胶经蒸发干燥转变为凝胶，包括原位溶胶法、溶胶-原位聚合法和有机无机同步聚合法。
2、原位聚合法：
应用在位填充使纳米粒子在单体中均匀分散，然后在一定条件下就地聚合。
3、共混法：
首先合成出各种形态的纳米粒子，再通过各种方式将其与有机聚合物混合，包括溶液、乳液、熔融和机械共混法。
4、插层法：
利用层状无机物为无机相，将有机物作为另一相插入无机相的层间，制得聚合物/层状纳米复合材料的方法，包括原位插层聚合法、溶液插层法、熔体插层法、剥离-吸附法和模板聚合法。
补充题
一、名词解释
剪切带：
在一定的条件下，聚合物产生明显的局部剪切形变，形成所谓的剪切带。
胞状共混形态：
分散粒子似胞状，胞壁由连续相成分构成，胞本身由分散相成分构成，包内又包含连续相成分。
相反转：
制备聚合物共混物的过程中，原分散相转变为连续相，原连续相转变为分散相的过程。
填料：
填料是一种固体材料，她具有通过自身的物理特性和表面相互作用或没有表面相互作用，来改变材料的物理和化学性质的能力。
表面活性剂：
指极少量即能改变物质表面或界面性质的物质。
二、试描述二元相图（UCST和LCST）中典型的三个区域的相容性情况。
说明UCST和LCST的概念和意义。
在UCST以上或LCST以下的温度，二元共混物以所有比例完全混容。
在UCST以下或LCST以上的温度只有当体系中一个组分含量较小时才能实现两组分的完全相容，即只观察到单一相。
在中间组成范围内，则发生相分离即不能相容。
UCST，最高临界互容温度，低温分相，高温互容；
LCST，最低临界互容温度，低温互容，高温分相。
三、判断聚合物共混物相容性有哪些表征方法。
简述各自的原理。
1、目测法：
一种稳定的均相混合物，通过改变温度、压力或组成都能实现由透明到混浊的转变，浊点相当于这一转变点，也就是相分离开始点。
2、Tg测定法：
不相容的两组分，共混物呈现两个未发生变化的Tg，不同相容性的共混物，测得的Tg有不同程度的偏移。
3、光学显微镜法：
利用光的散射、透射及干涉等来推断两相结构。
4、电子显微镜法：
利用电子束射线的相互作用来对物质的组成和表面进行观察。
5、散射法：
利用体系对不同波长的辐射的散射，测定体系内部某种水平上的不均匀性，以此推断相容性和分散程度。
四、简述影响橡胶增韧聚合物的因素。
1、树脂基体特性：
增加分子量可提高冲击强度，而增加低分子量组分使冲击强度大幅度下降；
在其它条件形同时，基体的韧性越大，制品的冲击强度越高。
2、橡胶相：
橡胶含量增加时，银纹的引发、支化及终止速率亦增加，冲击强度随之提高；
橡胶粒径小于临界尺寸时，增韧效果不明显，反之冲击强度成倍提高；
粒径分布、粒子间距、玻璃化温度、相容性、胶粒内树脂含量和交联度。
3、橡胶相与基体树脂间的粘合力。
五、简单描述动态硫化技术的原理和产品特点。
指在混炼过程中共混物的化学反应主要是橡胶组分的交联反应，橡胶组分成为分散相，塑料相成为连续相。
动态硫化可使橡胶产生部分或全部交联的结构，赋予共混物良好的物理机械性能如兼具弹性和高强高模，具有良好的耐候性、耐老化性、耐化学腐蚀性。
六、橱柜台所用的“人造石”实际上是不饱和聚酯树脂中掺混大量填料。
为提高台面强度、刚度和耐热性，应用那种空间结构的填料较好？
试任意举一种填料。
为使“人造石”有尽可能高的强度、刚度和耐热性，可以选用哪些种类处理剂对所选的填料进行表面处理，这些处理剂应具有哪些官能团？
这种处理有什么意义?
球形结构。
碳酸钙。
可选用钛酸酯偶联剂对碳酸钙填料进行表面处理。
亲无机端应具有短链烷氧基，短链烷氧基水解与碳酸钙填料表面的羰基结合，亲有机端应具有较长链的酰氧基或烷氧基与聚酯发生化学结合。
通过偶联剂的这种作用，填料与树脂基体很好的相容，从而提高了材料的力学性能。
七、P70图表，从结构与性能的角度，分析SBS和BSB三嵌段共聚物的性能产生差异的原因。
两种共聚物中的PB和PS嵌段链都产生相分离。
在SBS中，PS嵌段构成了苯乙烯相区，此相区对PB嵌段起着物理交联点的作用，从而使整个体系形成弹性链网络，因而SBS具有高弹性。
在BSB中，中间嵌段形成的苯乙烯相区对PB嵌段并不具有物理交联点的作用，两端的PB嵌段能够自由运动，并且不同分子的PB嵌段之间不存在化学交联，因而在体系中没有形成弹性链网络，其性能类似于为交联的橡胶，性能比SBS差。
八、影响聚合物共混物相容性的因素有哪些？
1、溶度参数，高分子间溶度参数越相近，其相容性越好。
2、共聚物组成，共聚物组成不同导致不同的分子间和分子内作用力，从而影响共混物的相容性。
3、极性，高分子的极性愈相近，其相容性愈好极性越大，分子间作用力越大。
4、表面张力，共混组分的表面张力愈接近，两相间的浸润、接触和扩散愈好，界面结合愈好。
5、结晶能力，高分子结晶能力愈大，分子间内聚力愈大，共混组分的结晶能力愈相近，其相容性愈好。
6、粘度，高分子的粘度愈相近，其相容性愈好。
7、分子量，减小分子量，可增大相互作用参数即增加相容性；
增加分子量，体系粘度增大，也不利于相容的动力学过程进行。
分章节补充的内容
第一章
1、亚稳态是指聚合物共混在达到平衡状态之前，因动力学的原因或局部能量低处于暂时稳定的状态。
第二章
1、聚合物共混物是将两种或两种以上的聚合物按适当的比例，通过共混，以得到单一聚合物无法达到的性能的材料。
第三章
1、单相连续结构：
分散相形状不规则；
分散相形状规则；
分散相为胞状或香肠状结构。
2、结晶/非晶体系形态结构：
晶粒分散在非晶区中；
球晶分散在非晶区中；
非晶态分散在球晶中；
非晶态聚集成较大的相区分散在球晶中。
3、结晶/结晶体系形态结构：
两种晶粒分散在非晶区；
球晶和晶粒分散在非晶区；
分别生成两种不同的球晶；
共同生成混合型球晶。
4、制备ABS乳液法、本体-悬浮法和接枝共混法的异同。
区别：
橡胶粒子的形状和内部结构不一样。
本体-悬浮法：
橡胶粒子一般为球形，包容物较多；
粒径大，尺寸分布不易控制；
杂质少，成本低。
乳液法：
球形粒子，包容物少，包容物直径小；
粒径尺寸分布易控制，须洗涤引发剂中的金属离子。
接枝共混法：
橡胶粒子为不规则形状。
5、嵌段聚合物相分离形态：
球状微区；
棒状微区；
交错层状微区。
6、IPN的形态特征：
胞状结构；
界面互穿；
双相连续。
7、影响IPN形态的因素：
相容性：
两组分间的相容性越大，IPN相区尺寸越小；
交联度：
交联密度增加，相区尺寸减小；
制备方法和组成比。
第四章
1、界面相的作用：
连接、传递，应力的传递、阻断裂纹扩展、吸收能量。
2、非反应型增容剂的作用：
降低相间界面能；
帮助两种高聚物共混时的分散性；
防止宏观相分离，提高稳定性；
增加相间界面的粘接性。
3、反应型增容共混物应具特点：
共混物应具有足够的混合度；
两种组分间具有彼此可反应的官能团；
反应能在短时间内完成。
4、反应型增容的四种反应：
链劈裂反应，所产生的产物是嵌段或无规共聚物；
一种聚合物的端基官能团与另外一种聚合物主链上的官能团反应，生成接枝共聚物；
两种聚合物主链上的官能团相互反应，生成接枝共聚物或交联共聚物；
两种聚合物间彼此形成离子键化合物。
5、影响界面相结构的因素：
溶度参数；
界面张力；
分子量。
第五章
1、影响TPV性能的因素：
橡塑配比；
橡胶相的交联程度；
橡胶相的粒径；
配合体系的组成；
共混方式及加工条件。
2、成型加工形态学实验方法：
粘温转变法；
形态法；
浊度法；
荧光法；
小角X射线散射法；
小角中子散射法；
小角激光散射法。
第八章
1、填料几何形状分为球形、无定形、片状、纤维状等。
2、碳酸钙形态及特点：
无色、无味、无毒、白色且白度大；
分为轻质、重质和胶质（轻质活性）；
用途：
增量，降低成本；
提高耐热性；
遮光，消光；
改善制品的电镀性能或印刷性能；
提高尺寸稳定性。
3、滑石粉的形态及特点：
片状或鳞片状，含水，具有层状结构，硬度小，有柔软滑腻感。
提高材料刚度，在高温下的抗蠕变性能；
提高耐热性。
举例说明动态硫化技术的原理及过程。
如何提高PE的韧性或刚性，提出你的设计方法和原理。
有机硅烷偶联剂的通式、种类及其各自的结构特点（总之这个知识点要仔细看）
HIPS（仔细看）
两相交错或互锁结构的结构特点，形成这种结构的影响因素。
名词解释
机械共混物：
相逆转：
胞状结构：
IPN结构：
问答题
1、简介三种IPN结构。
2、试说明目测法判断聚合物共混体系相容性的原理，分析其优缺点。
目测法：
3、聚合物共混物的的形态结构类型有哪些？
并简述其特点。
P59
4、以SBS三嵌段共聚物的结构为例，说明热塑性弹性体具有较高的强度，良好的弹性和热塑性的原因。
5、影响聚合物共混物相容性的因素有哪些？
6、从相分离动力学角度出发，如何有液-液分离的过程得到双连续结构的相形态？
具体的形态演变过程是怎样的？
7、试分析两种聚合物的相容性的不同对其共混体系的形态结构与改性效果有何影响？
8、一般采有PP熔融接枝MAH单体，并通过反应挤出制备PP/PA6共混物，请阐明PP接枝MAH对共混物的形态结构及性能有何影响。
9、“在橡胶增韧塑料中，大粒径的橡胶颗粒对诱发银纹有利，小粒径的橡胶颗粒对诱发剪切带较为有利”，其原因是什么？
1.简述双螺杆挤出机生产玻纤增强PP时的螺杆各段的结构特点和功能。
2.为什么制备玻纤增强热塑性塑料时要控制玻纤长度？
3.填料填充聚合物后聚合物流动性和力学性能（拉伸强度、模量、硬度、抗冲击韧性、断裂伸长率）一般有什么变化？
填料的表面处理有什么作用？
流动性：
一般情况下填料的加入都会增加聚合物的熔体粘度，赋予产品非牛顿流体的流动特性，这对于加工过程特别是挤出加工来说是一个很严重的问题。
力学性能：
填料的加入，使填充聚合物的弹性模量增大，拉伸强度下降，断裂伸长率下降，抗冲击韧性降低，硬度下降。
填料的表面处理作用：
A、对无机填料表面进行适当的处理，通过化学反应或物理方法使其表面极性接近所填充的高分子树脂，改善其相容性。
B、填料的表面处理，如脂肪酸，非常有利于降低聚合物的熔体粘度。
C、通过表面处理，填料与基体树脂的界面粘合得好，承受外界负荷的有效截面增加，填充体系的拉伸强度将会高于基体的拉伸强度。
D、表面处理可以增大与基体之间的粘合，可减小因填料加入带来的冲击强度降低幅度。
4.制备纳米复合材料主要有哪些方法？
溶胶-凝胶法、原位聚合法、共混法、插层法。
5.简述如何用插层法制备聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料。
采用熔体插层法，将聚合物与层状硅酸盐回合后加热至聚合物的软化温度以上。
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