高分子材料复习整理版Word格式.docx

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MIF升高

e耐化学药性优异

f电性能：

优异的电绝缘性（>

1016Ωm）可做高频高压绝缘材料

g加工性能：

吸水率低，加工前不必干燥分子量和支化度度熔体速率有很大的影响，分子量提高，MFI下降，分子量相同，支化程度上升，MFI上升熔体流动LDPE>

挤出成型：

UHMWPE:

力学性能优良，良好的塑性工程塑料 结晶度比HDPE低，

70~80%密度比HDPE低熔体的粘度很高 工程塑料中抗冲击强度最高 即使在低温下也可以保持韧性和很高的耐磨性

对于LDPEM升高，结晶度提高

（4）应用：

LDPEHDPELLDPE:

不承载复合或在使用温度不高下承载较小的负荷的塑料制品。

包装膜，管，板，电线电缆包覆层和绝缘层，容器

不黏耐磨自润滑的零件。

导轨轴承密封圈等，人体内部器官高性能纤维。

UHMWPE增强的复合材料

（3）什么是PP的等规度，分析等规度和分子量对PP力学性能的影响。

（1）PP等规度指等规聚合物所占重量百分比，一般指用正庚烷回流萃取，

去掉无规聚合物及低分子量聚合物所剩余物所占的百分比。

（2）A：

分子量小时，等规度增大，结晶度增大，力学性能提高。

分子量大时，等规度增大，结晶度不变，力学性能变化不大。

B：

分子量增大时，结晶度降低，抗冲性能增强，材料变软，拉伸强度、刚度下降。

等规度增大，结晶度升高分子链的规整性增大，排列紧凑，结晶性能高，拉伸强度、刚度增大，抗冲强度下降

（5）PP主要性能缺陷是什么？

常用的改性方法有哪些？

（1）性能缺陷：

低温脆性大，热变形温度低，收缩率大。

厚壁制品易产

生缺陷。

（2）A聚丙烯共聚物（丙烯与乙烯）

无规：

较好的光透明性，柔顺性，较好的熔融温度。

高抗冲性，但硬度刚度蠕变性能低。

嵌段：

较好的刚性，低温韧性

B聚丙烯合金（共混物）

a与高密度聚乙烯共混提高韧性，抗冲击性能。

提高成型流动性

b与乙丙橡胶，热塑性弹性体共混改善韧性和耐寒性

c与聚酰胺共混耐热、耐磨、抗冲击性、染色性

（6）从分子结构的角度分析PS脆性大、力学性能对温度敏感的原因，指出改性的方法。

（1）PS是几乎无规的高分子，不易有序排列；

PS是线形高分子，存在着

少量的短支链，侧苯基具有很大的空间位阻，造成PS分子链很僵硬，使得PS

硬而脆，当温度升高时，分子链运动变得容易，力学性能下降，对温度敏感。

（2）通过共混共聚制备高抗冲PS，与丙烯腈、丁二烯制的三元共聚物

ABS

（9）说明合成树脂与塑料的区别，以及PVC塑料的主要组成成分，阐述各个组分的作用。

（1）树脂是单体在引发剂或光热作用下聚合而成的聚合物。

塑料是以树

脂为基料，与稳定剂、增塑剂、填料、着色剂及改性剂等多种助剂混合经塑化成型加工而成。

（2）主要成分：

PVC 树脂基料，稳定剂，增塑剂，填料，着色剂及改性剂等多种助剂。

组分作用：

PVC树脂基料：

形成PVC链结构。

添加剂：

改变

PVC的性能及加工条件。

a稳定剂：

减少热降解和老化降解b增塑剂：

增塑

c润滑剂：

润滑d填料及其他添加剂：

填料的加入可以提高制品的硬度改善电性能，降低成本

（14）比较PE、PP、PVC和PS四种通用树脂的分子结构特征及聚集态特征的异同。

根据它们微观结构特征的异同分析比较、它们性能特点上的异同。

性能特点包括：

拉伸强度、抗冲击性能、耐热性（抗热变形能力）、热稳定性、透明性、绝缘性、耐溶剂和化学药品性和阻燃性。

PE：

线性低密度聚乙烯膜透明性较差，大棚塑料耐大多数酸碱，吸水性

小

PP：

聚丙烯无规共聚物高度透明、无毒、耐水气食品包装、医疗用品

PVC：

PVC树脂、稳定剂有毒，易降解不溶于水酒精汽油日用品包装阻燃

性好，电绝缘性好

（15）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？

为什么各项力学性能很低？

（1）a、CF键能很高，487kJ/mol,C—C键的键能为387kJ/mol使其有极高

的化学稳定性。

b、F原子的半径是0.064nm，而C—C键的键长是0.136nm，通过螺旋形构象形成的F原子“筒状外壳”严密的屏蔽了分子骨架碳原子。

c、PTFE的表面自由能很低，几乎和所有的材料都无法黏附。

d、结晶度高

（16）不同的降温速度会影响PTFE的聚集态结构，对性能的影响如何？

降温速率会影响PTFE的聚集态结构，降温越快，PTFE分子链的规整性和

对称性影响越大，分子排列整齐度下降越大，从而影响到性能。

PTFE耐腐蚀和耐热，节电性能和电绝缘性能，不粘附性和基底的摩擦系数都会不同程度的下降

（17）当通过破坏PTFE分子结构的规整性提高其加工流动性后，其抗“冷流性”将如何变化，为什么？

PTFE是螺旋形构象，刚性很强，难弯曲，大分子链难缠结。

抗冷流性弱。

破坏规整型，产生支链，分子间缠结，结晶度降低。

分子间作用力大，抗冷流性增强

（19）影响尼龙吸水率的主要因素是什么？

为什么尼龙吸水后、力学性能会发生显著的变化？

（1）主要因素是酰胺基之间的亚甲基链节的长短，CH2/CONH比值，（密

度）比值越大，吸水性越小。

吸水率：

PA6>

PA66>

PA610>

PA1010>

PA11>

PA12

（2）尼龙吸水后，原有的羰基中的氧与羰基中的氢形成的氢键被水中的氧和氢形成的新的氢键代替，减弱了大分子的作用力。

所以拉伸强度下降，抗冲击强度上升

（21）写出POM的分子结构式，分析性能特点，指出典型应用领域。

（1）-（-CH2-O-）n-

（2）性能特点：

聚甲醛具有很好的力学性能，最突出的是高弹性模量硬度和刚度。

冲击强度高，耐磨性，具有自润滑性。

POM具有良好的耐疲劳性能。

规整性很高的线性聚合物，结晶度很高>

75%。

（3）典型应用：

代替有色金属，制造各种机械零件，被称作“塑料金属”，

如：

汽车上的仿金属配件，POM打印机齿轮，POM手柄，POM齿轮

（24）什么是熔体流动指数、维卡软化点、氧指数、热变形温度，塑料的常用成型方法有哪些？

（1）熔体流动指数MIF：

在规定的温度压力下，式样熔体每10min通过

标准出料抹空的总重量。

单位g/min。

MIF大小与分子量成反比。

（2）维卡软化点：

维卡温度（VSTvicatsofteningtemperature）是指测定高分子材料在适合的液体传热介质中，在一定的负荷，一定的等速升温条件下，式样被1平方毫米压针头压入一毫米时的温度。

（3）氧指数（OI,oxygenindex）是指在规定的条件下，材料在氧氮混合气流中进行有焰燃烧所需要的最低氧浓度。

（以氧的体积百分数的数值来表示。

氧指数高表示材料不易燃烧，氧指数低表示材料容易燃烧。

一般认为氧指数<

22属于易燃材料。

氧指数在22~27之间属于可燃材料。

氧指>

27属于难燃材料）

（25）写出常用的3种透明高分子材料、2种阻燃高分子材料、写出3种常用的耐磨材料，写出2种低摩擦系数的树脂材料。

透明高分子材料:

PMMAPET（熔融淬火）PSPCUF（透明半透明）

阻燃高分子材料:

PVCPTFEPA（不易燃）PF

耐磨高分子材料：

POMUHMWPEPA

低摩擦系数树脂|：

PTFEUHMWPE

（30）天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶性能上各有哪些优缺点？

试从结构上加以分析。

说明载重轮胎和轿车轮胎中主要应用的橡胶品种是什么？

（1）性能上的优缺点：

A天然橡胶：

-（-CH2-C（CH3）=CH-CH2-）- 优点：

a双键相邻的CC

键容易内旋转，分子脸上的侧甲基数量少。

NR非极性分子间作用力低，所以

Tg约为-72摄氏度。

导致天然橡胶分子链在常温下呈无定形状态，分子链柔性好，具有很好的弹性。

b具有优良的力学性能。

天然橡胶的分子量很大，可在外力作用下拉伸结晶。

是一种结晶性橡胶。

具有自补强性。

NR纯胶硫化后，强度高达25MPa；

用炭黑增强高达35MPa且撕裂强度很高，高达98KN/m。

c由于极性小，侧基无大基团。

分子链高柔顺性所以滞后，损失小生热低，具有良好的疲劳性能。

耐磨性优异。

由于侧链堆积紧密，具有很好的气密性和耐水性

d非极性橡胶所以具有很好的电绝缘性

e分子量分布为双峰分布，所以具有良好的加工性能。

缺点：

a由于分子主链上含有大量双键，所以耐臭氧老化耐热老化性能差。

b天然橡胶为非极性橡胶。

耐油性差，与烃类油相容性高等。

B丁苯橡胶：

丁二烯和苯乙烯的共聚物。

分子式为

优点：

a主链上双键含量及反应活性比天然橡胶低。

所以耐热氧老化性、耐臭氧性能、耐磨性（高温长时间）优于NR，SBR的使用上限温度比NR高

10~20℃。

但硫化速度较天然橡胶慢。

因为SBR的双键浓度低和苯环的体积位

阻效应。

不易发生烧焦和过硫。

b分子结构中苯环和侧乙烯基的存在使大分子柔顺性较差。

使其耐热性、刚度提高。

c随着苯乙烯含量的增加，硫化胶的定伸应力、拉伸强度、撕裂强度和耐磨性都有所增加。

而抗压缩永久变形的能力和抗屈挠龟裂性降低。

d为非极性二烯类橡胶有很好的电绝缘性。

a存在大量的分子侧基（苯乙烯、乙烯基），分子链较僵硬。

弹性和耐寒性较差。

内耗大，动态生热和滚动阻力高于天然胶。

b非结晶性橡胶，不具备自增强性。

纯硫化橡胶的强度只有2~3MPa，必须使用增强填料补强。

耐撕裂性能和耐曲挠强度也比天然橡胶差。

c非极性，耐油性差。

d加工性能比NR差，尤其是SSBR包辊性差，自粘互粘性差。

C顺丁橡胶：

顺1.4结构高达96~98%的丁二烯橡胶。

-（-CH2-CH=CH-CH2-）-n

分子链结构规整。

分子链高度柔顺。

所以具有高弹性，耐寒性好，耐动态疲劳，动态内耗生热低。

耐磨性能优异，摩擦系数低等优点。

a分子链作用低。

虽可拉伸结晶，但是结晶度很低（不能自增强）拉伸强度和撕裂强度均比NR和SBR低

b抗湿滑性能差

c主链上存在大量的不饱和双键，所以耐臭氧老化和耐热老化性差。

d耐烃类油性能差：

非极性橡胶。

与NR和SBR相似。

e加工性能不好。

使用开炼机时包辊性差。

自粘和互粘性差。

生胶在常温下因自重而发生流动，冷流现象，储存时要注意。

载重轮胎：

天然橡胶轿车轮胎：

丁苯橡胶

（31）二元乙丙橡胶、三元乙丙橡胶、丁基橡胶的主要性能特点是什么？

（1）二元乙丙橡胶

优良的耐老化性能，耐候性，耐臭氧性：

优于IIR和CR。

高耐热性，耐化学腐蚀性。

弹性和耐低温性能好：

仅次于NR和BR。

电绝缘性能好；

耐水性，耐热水，耐水蒸气性优良。

密度低，是所有橡胶中最低的，还具有高填充性，可大量填充油和填充剂。

但硫化速度慢，不能用硫磺硫化。

加工性能不好，自粘和互粘性能差。

耐烷烃油差，易燃，气密性不好。

（2）三元乙丙橡胶

虽引入了不饱和基团，单双建位于侧链上，故三元乙丙橡胶既保持了各种优良特性，有实现了用硫磺硫化的目的。

（3）丁基橡胶 IIR \

属于结晶非极性橡胶，耐热性高，耐气候性优良，耐臭氧性优良，耐透气性和耐透水性优异，内摩擦大，内耗高，适合用于阻尼减震材料，自粘性和互粘性差，与其他通用橡胶相容性低。

（33）论述以下三类热塑性弹性体的结构性能特点，苯乙烯、聚氨酯、TPV。

（1）苯乙烯:

苯乙烯类嵌段共聚型热塑性弹性体的结构为S—D—S。

S

为聚苯乙烯硬段，其聚集微区为无定形玻璃态——物理交联点；

D为聚二烯烃或氢化聚丁二烯软段，在常温下处于高弹态——提供橡胶的弹性。

（3）TPV

（37）简述橡胶制品加工工艺过程中分子结构变化。

塑炼：

大分子链断裂。

链长由长变短。

混炼：

分子链的聚集状态有所改变。

硫化：

线性→网状

（40）热塑性酚醛树脂、热固性酚醛树脂的合成条件，合成反应及固化反应。

（44）试从分子结构的角度，简要对比分析酚醛树脂、环氧树脂和不饱和聚酯三种热固性树脂的性能特点，各举出一个典型应用例子。

（46）常用塑料材料和橡胶材料的中文名称及相应英文缩写，以《高分子材料》教材表1-1和5.1.3橡胶分类中的为准。

塑料树脂

ABS丙烯腈-丁二烯-聚乙烯共聚物

EP环氧树脂

HDPE高密度聚乙烯

HIPS高抗冲聚苯乙烯

LDPE低密度聚乙烯

MF密胺树脂

PA聚酰胺

PAN聚丙烯腈

PC聚碳酸酯

PE聚乙烯

PET聚对苯二甲酸乙二醇酯

PF酚醛树脂

PMA聚丙烯酸甲酯

PMMA聚甲基丙烯酸甲酯

POM聚甲醛

PPO聚苯醚

PP聚丙烯

PS聚苯乙烯

PTFE聚四氟乙烯

PU聚氨酯

PVC聚氯乙烯

UF脲醛树脂

UHMWPE超高分子量聚乙烯

UP 不饱和树脂

橡胶：

T聚硫橡胶

2碳链橡胶：

不饱和非极性橡胶：

NRSBRBRIR

饱和非极性橡胶：

EPMEPDMIIR

不饱和极性橡胶：

NBRCR

饱和极性橡胶：

FPMCPECSMACM

杂链橡胶:

SiRPUCOT

（48）简述天然纤维、化学纤维、人造纤维和合成纤维几个概念区别与联系。

天然纤维是指自然界中天然的纤维材料，像雪白的棉花、强韧的苎麻、卷

曲的羊毛、光亮的蚕丝等等，都是天然纤维。

化学纤维是用化学方法加工制成的纤维。

按照所用的原料和化学加工方法的不同，化学纤维又分成人造纤维和合成纤维两大类。

人造纤维一般是用不能直接纺纱的纤维素材料（木材、棉籽短绒、甘蔗等）作原料，经过化学处理和机械加工而生产出来的。

像粘胶纤维、铜氨纤维、醋酸纤维和富强纤维等，都是人造纤维。

人造纤维实质上都是天然纤维素经过溶解后“再生”的，所以也称为“再生”纤维。

合成纤维是人工合成的高分子物质纺制成的纤维，即先从简单的低分子物质，如天然气、石油、煤、石灰石等物质或棉籽壳、玉米芯、蓖麻油、糠醛等农副产品中提炼出简单的有机化合物，经过复杂的化学“合成”作用，制成高分子物质，再利用纺丝设备纺成各种纤维。

合成纤维品种很多，有涤纶、锦纶、腈纶、维纶、丙纶、氯纶等等。

（49）涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维纶、氨纶分别是由什么高分子材料纺丝制备的？

试从微观结构角度分析上述各纤维的性能特点。

涤纶是聚对苯二甲酸乙二醇酯分子式[-OC-Ph-COOCH2CH2O-]n

腈纶是聚丙烯腈 [-C-C（CN）-]n

锦纶一般指尼龙-6 [-（CH2）5-CO-NH-]n

丙纶是聚丙烯 [-C-C（CH3）-]

氯纶是聚氯乙烯 [-C-C（Cl）-]

（52）何谓涂料？

涂料的主要组成和作用是什么？

为何涂料所用的聚合物分子量一般低于塑料、橡胶和纤维？

列举出常用的四类涂料。

（1）涂饰在物体表面而形成的具有保护装饰或特殊作用（如绝缘、防腐、

标志等）

的膜层材料。

涂料旧称油漆，是一种涂覆在物体表面并能形成牢固附着的连续薄膜的配套工程材料。

涂料在使用前是一种有机高分子溶液（如清漆）、胶体（如色漆）或粉末，通过添加或不添加颜料后调制而成

（2）一般包含成膜物质、颜填料、溶剂、助剂四个部分。

成膜物质：

是构成涂料的基础，能够粘接涂料中的颜料并牢固的黏附在底材表面。

颜填料：

对涂料的储存稳定性、涂色现象、涂膜的光泽、着色力、保护色等有影响。

助剂：

改善涂料性能，提高漆膜性能，赋予涂料特殊功能。

溶剂：

用于溶解树脂和调节涂料粘度的低粘度溶液。

（3）保护作用：

使材料在其使用过程中具有防腐保护性功能，，增加物品表面硬度，提高其耐磨性和抗伤性等性能。

装饰作用：

可增加物品表面的色彩和光泽，修饰表面的粗糙和缺陷，改善物品的外观质量，提高其商品价值。

特殊作用：

绝缘、防污、抗菌、防霉、阻尼、阻燃、示温、导电、导磁、防辐射、防静电、隐身等特殊功能

（4）1.醇酸树脂涂料

2.丙烯酸树脂涂料

3.聚氨酯树脂涂料

4.环氧树脂涂料

（53）黏合剂按固化方式如何分类？

黏合剂的主要组成及作用是什么？

（1）按固化方式分类：

1）水基蒸发型胶粘剂

2）溶剂挥发型胶粘剂

3）热熔型

4）化学反应型

5）压敏型

（2）主要组成作用

基料——一般为高聚物、预聚物或活性单体；

黏合剂的主要成膜物质，是胶层的骨架，决定着胶层的性能。

固化剂——使黏合剂交联固化l

催化剂——使单体聚合转变为大分子l硫化剂——橡胶类黏合剂的交联剂l促进剂——加快化学交联反应的助剂l

偶联剂——提高与被粘物表面的化学键接l

增韧增塑剂——降低脆性、提高抗冲击性l

填料——降低成本、提高尺寸稳定性、耐热性l

溶剂——溶解主料、调节黏度l

其他——稀释剂、偶联剂。