树脂配方原理复习试题.docx

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树脂配方原理复习试题

一、填空（每空1分，共20分）

1.增强可以改善材料的性能，如：

力学性能，热性能，尺寸稳定性。

2..配方设计方法是确定配方中各种助剂加入量的方法。

3.偶联剂的作用机理：

化学键理论，表面浸润理论，变层理论和拘束层理论等。

4.硅烷类偶联剂是开发最早应用最广的一类偶联剂，早期主要用于热固性塑料与玻璃纤维之间，现在广泛用于热塑性树脂与硅性填料之间。

5.相容剂按分子量可分为高分子相容剂和低分子相容剂；按作用性质可分为反应型相容剂和非反应性形容剂。

6.配方中各组分的相互关系有协同作用，对抗作用和加合作用。

7.配方的计量方法主要有：

份数法，百分比法及比例法等，前两种最常用

8.四种通用热塑性塑料包括：

PE，PVC，PS，PP。

9.PVC树脂可分为疏松型和紧密型两种

10.五种常见的通用工程塑料是指：

PA，PC，POM，PPO，PBT。

11.常见的透明材料主要有PMMA，PS，PC。

12.内、外润滑剂的区分主要依其与树脂的相容性大小。

内润滑剂与树脂亲和力大，其作用主要是降低分子间作用力；外润滑剂与树脂的亲和力小，其作用是降低树脂与机械之间的摩擦。

13.饱和烃类润滑剂按照分子量大小可分为：

液体石蜡（C16-C21）；固体石蜡（C26-C32）；微晶石蜡（C32-C70）；低分子量聚乙烯蜡（分子量1000-10000）。

14.高发泡塑料，制品密度大于0.4g/cm3；中发泡塑料，制品密度0.1-0.4g/cm3；低发泡塑料，制品密度小于0.1g/cm3。

15.泡沫塑料的特点：

轻质，隔热，隔音，防震，回弹性高。

16.常见泡沫材料：

PU,PS,PVC,PE和PP等

17.加工助剂的作用原理：

促进树脂熔融；熔体流变改性及赋予润滑剂功能。

18.常见的泡沫塑料的成型方法有：

机械发泡，物理发泡，化学发泡，合成发泡和组合发泡。

19.物理发泡剂包括三类：

压缩惰性气体、可溶性易升华固体、低沸点挥发性液体，其中低沸点液体最为常用。

20.AC发泡剂是偶氮类中应用最广泛的一类发泡剂，其分解温度可用发泡促进剂进行调整，一般可调整到150-205°C范围。

21.对于热塑性树脂而言，发泡剂的分解温度应稍高于树脂的熔融温度；对于热固性树脂，发泡剂的分解温度要稍高于树脂的固化温度。

22.塑料改性配方：

为改善树脂本性而设计的一类配方。

23.塑料的抗冲击性能也称韧性，是指抵御外来冲击力的能力，一般用冲击强度表示。

24.氧、热及可燃气是燃烧的三个基本要素。

阻燃剂对材料的阻燃行为主要通过冷却（降低热量），隔绝（隔绝氧气），以及终止反应（消灭可燃气体）等几个方面实现的。

25.有机硅阻燃剂阻燃机理，塑料在燃烧时，加入其中的有机硅生成碳化硅，形成隔热层，可以阻止可燃气体外逸，隔绝氧气与树脂的接触，防止熔体滴落。

26.膨胀型阻燃剂阻燃体系主要由碳源（淀粉，季戊四醇等多羟基化合物），酸源（磷酸，多聚磷酸），气源（三聚氰胺，脲醛树脂，尿素）组成。

27.塑料消烟原理：

加入无机消烟剂，从而改变聚合物降解方式，抑制形成碳微粒，而使之形成炭焦

28.防降解剂主要包括：

抗氧剂，光稳定剂，金属离子钝化剂。

29.塑料增强用材料主要有纤维类，片状类和特殊粉状填料三大类。

30.抗静电剂可分为：

离子型抗静电剂、非离子型抗静电剂、亲水型高分子聚合物三大类。

31.即可以作增塑剂又可以做阻燃剂的是：

磷酸酯、氯化石蜡。

32.矿泉水瓶是由PET制成，饮水机水桶是由PC制成。

33.着色剂分为：

颜料和染料。

34.四大耐磨材料：

PA、POM、PTFE、UHMWPE。

35.聚碳酸酯的合成方法：

光气法、酯交换法。

36.眼镜树脂材料是由PC和PMA制成。

37.四大耐磨材料”PA、PTFE、UHMWPE、POM

二、写出下列聚合物或助剂的中文名称（每个1分，共15分）

TCP:

三氯苯酚LDPE:

低密度聚乙烯UP:

不饱和聚酯

EP:

环氧树脂HDPE:

高密度聚乙烯LLDPE:

线型低密度聚乙烯

TPP:

亚磷酸三苯酯POM:

聚甲醛PC:

聚碳酸酯

PA610:

聚癸二酰己二胺PA1010:

聚癸二酰癸二胺PET:

聚对苯二甲酸乙二醇酯

PBT:

聚对苯二甲酸丁二醇酯PF:

酚醛树脂AF:

氨基树脂

UF:

脲醛树脂MF：

三聚氰胺甲醛树脂/蜜胺树脂OI:

氧指数

PMMA:

聚甲基丙烯酸甲酯PU:

聚氨基甲酸酯TDI:

甲苯二异氰酸

MDI:

二苯基甲烷二异氰酸酯PPO:

聚苯醚UHMWPE:

超高分子量聚乙烯

PPS:

聚苯硫醚PEEK:

聚醚醚酮PVDC:

聚偏二氯乙烯

PBI:

聚苯并咪唑PI：

聚酰亚胺SI:

有机硅树脂

EVOH:

乙烯/乙烯醇共聚物PPP:

聚苯基磷酸酯PPY:

聚吡咯

PAN:

聚丙烯腈DIOP:

邻苯二甲酸二异辛酯DMP:

邻苯二甲酸二甲酯

DBP:

邻苯二甲酸二丁酯DEP:

邻苯二甲酸二乙酯TPU:

热塑性聚氨酯弹性体橡胶

MDI:

二苯基甲烷二异氰酸酯TDI:

甲苯二异氰酸酯HDI:

异氰酸酯

DBDPO:

十溴代

（二）苯醚OBDPO:

八溴二苯醚DOP:

邻苯二甲酸二辛酯

ADH：

氢氧化铝MDH：

氢氧化镁ATO：

氧化锑

MAO：

甲基铝氧烷DBTL：

二月桂酸二丁基锡UV-9：

2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮

ACR：

甲基丙烯酸共聚物BHT：

2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚HK-550：

γ-氨丙基三乙氧基硅烷

UV-531：

2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮发泡剂H：

N,N’-二亚硝基五次甲基四胺发泡剂AC：

偶氮二甲基酰胺

抗氧剂1010：

四[3-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）]丙酸季戊四醇酯HK-570:

γ—（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷

三、名词解释（每题3分，共15分）抗氧剂H：

N,N’-二苯基对苯二胺

1.配方：

是指为达到某种目的，在树脂中混入其它物质而形成的复合体系。

2.配方设计：

在树脂中加入何种助剂，并确定其加入量大小的一个过程，是选择合理配方的必要手段。

3.偶联剂：

也称为表面处理剂，它是一种在无机材料与有机材料或不同有机材料之间，通过化学作用，使两者亲和性得到改善的一种有机化合物。

4.相容剂：

是指借助于分子间的键合力，使不相容的两类聚合物组分结合在一起，从而形成相容共混体系的一类化合物。

相容剂也称增溶剂或助容剂，主要用于两种有机材料之间。

。

7.协同作用：

是指塑料配方中两种或两种以上的添加剂一起加入时的效果高于其单独加入的平均值。

8.阻隔性树脂：

对小分子气体，如O2、CO2、H2O及气味等有一定阻透能力的一类树脂。

9.发泡剂：

是指在塑料中形成泡孔结构而添加的一类助剂，按气体产生方式，可分为物理发泡剂和化学发泡剂两大类。

10.发泡助剂：

是一类与发泡剂并用，可调节发泡剂分解温度与分解速度，并能改进发泡工艺、稳定泡沫结构和提高泡沫质量的助剂。

按作用不同分为发泡促进剂、发泡抑制剂、泡沫稳定剂及催化剂。

11.塑料改性配方：

为改善树脂本性而设计的一类配方。

12.冲击强度：

是指试样受到冲击破坏时，单位面积上所消耗的功。

13.阻燃剂：

是一类能够阻止塑料引燃或抑制火焰传播的助剂。

14.抗氧剂：

是一类能抑制或延缓聚合物自动氧化反应速度的一类物质。

用于塑料称为抗氧化剂，而用于橡胶称为防老剂。

15.光老化：

在日照光的照射下，吸收紫外线，引发自动氧化反应，使聚合物大分子链断裂的现象，称为光老化。

16.塑料的增强：

在树脂中加入纤维或其它形状材料，使其力学性能大大提高的过程。

17.氧指数（OI），又称极限氧指数，指材料在N2-O2混合气体中能维持燃烧，所需的最少氧气体含量。

18.增塑剂：

增加塑料体系塑性同时，不影响聚合物本体特征各种性质。

19.热稳定剂：

是一类能防止和减少聚合物在加工和使用过程中受热而发生降解或交联，延长复合材料使用寿命的添加剂。

20.光稳定剂：

一种能够抑制或减弱光对塑料的降解作用，提高塑胶原料耐光性的物质。

21.稳定剂：

防止塑料在加工和使用过程中由于受热而降解的一类助剂。

22.着色力：

着色剂与树脂混合后所能赋予产品浓淡及色光能力。

23.遮盖力：

着色剂阻止光线穿过制品，遮盖塑料本色的能力。

24.氨基树脂：

含氨基的有机物与醛类化合物缩聚而成的一类树脂，称为氨基树脂。

25.环氧树脂：

分子结构中含有2个或2个以上环氧基，并在适当试剂存在下形成三维网状化合物。

26.环氧当量（EEW）:

1mol环氧基的环氧树脂质量。

27.环氧值：

100gEP中环氧基的摩尔数。

四、简答题（每题5分，共20分）

1.塑料配方设计基本原则：

根据制品的用途设计，制品的透明性，根据加工方法，助剂与树脂的形容性，助剂的耐加工性，助剂的毒性，助剂的来源与成本

2.化学键合理论：

该理论认为，偶联剂分子中有两种不同性质的基团，其中一种可以与无机材料表面分子作用，形成化学键；而另一种基团可以与有机材料（树脂）分子键合，从而在无机与有机相之间起到桥梁和联结作用。

3.阻燃剂的冷却机理：

利用阻燃剂热分解反应所需热量和塑料热降解所需的汽化热，降低塑料表面温度，从而阻止塑料的热降解反应，防止可燃物体的产生，从而达到阻燃效果。

如金属氢氧化物

4.阻燃剂的稀释机理：

通过阻燃剂受热分解而产生大量不可燃气体，如H2O,CO2,NH3,N2等，以冲淡塑料分解产生的可燃气体的浓度，使之降低到着火浓度以下，从而达到阻燃的目的。

如含N阻燃剂

5.阻燃剂的终止连锁反应机理：

阻燃剂分解产生能捕捉自由基的物质，从而消灭燃烧链反应中产生的自由基，达到阻燃。

如卤系阻燃剂

6.Sb2O3的阻燃机理：

Sb2O3本身阻燃效果并不好，与卤化物协同并用后，两者可发生反应，生成SbX3和HX气体，稀释可燃气体，并能捕获自由基，达到阻燃效果。

7.老化或降解：

聚合物在加工、贮存及使用过程中，由于受到光、热、氧、水、微生物、臭氧及机械力作用，从而引起聚合物大分子链断裂，分子量下降，塑料制品性能有不同程度下降，因而影响其使用寿命，聚合物的这种现象统称为老化（或降解）。

8.主抗氧剂的防老化机理：

为捕获和清除自动氧化生成的活性过氧自由基，使其转化成氢过氧化物，从而达到阻止自动氧化的目的。

主抗氧剂也称链终止剂。

9.辅助抗氧剂的防老化机理：

辅助抗氧剂又称氢过氧化物分解剂，可以使请过氧化物转变为稳定物质。

辅助抗氧剂单独加入无抗氧化作用，只有同主抗氧剂一同加入，才会有抗氧效果。

10.硅烷偶联剂的结构通式可以写成：

RnSiX4-n，R，X各表示什么？

答：

R表示非水解有机官能团，如氨基、环氧基乙烯基等。

X表示为可水解基团，如甲氧基、乙酰氧基，乙氧基和氯等。

11.PVC可分为疏松型和紧密型两种，各有什么特点？

疏松型粒径为50-100微米，表面不规则，多孔，呈棉花球状，易吸收增塑剂，一般用于软制品生产，但强度低于紧密型。

紧密型粒径为5-10微米，表面规则，实心，呈乒乓球状，不易吸收增塑剂，但制品强度好于疏松型，一般用于硬制品生产。

12.不饱和聚酯原料中饱和二元酸的作用？

增加聚酯分子链中双键的间距，降低树脂交联密度。

从而增加韧性，降低脆性。

13.ABS中各个成分所起到的作用？

答：

丁二烯赋予ABS良好的韧性和和冲击强度；苯乙烯赋予了刚性和已加工性；丙烯腈赋予了耐化学腐蚀性，高的表面硬度和耐热性，较高的表面光洁度。

14.LDPE、LLDPE、HDPE之间的区别？

低密度聚乙烯LDPE是自由基聚合，而线性低密度聚乙烯LLDPE和高密度聚乙烯HDPE是配位聚合；LDPE结晶度65%，支链多而长，半透明，抗冲击强度高，HDPE结晶度85%-95%，极少量支链，不透明，抗溶剂性强，LLDPE密度与LDPE类似，通过共聚单体的数量来控制密度。

15.聚酰胺分子中亚甲基含量的奇偶效应及原因？

亚甲基为偶数时，PA的熔点比亚甲基奇数时的熔点高。

原因：

（1）、含偶数亚甲基的PA分子间形成的氢键密度大；

（2）、结晶结构不同

16.PC的结构与性能的关系？

（1）、苯环：

刚性基团，力学性能和耐化学稳定性，提高玻璃化温度和熔融温度，耐热性；

（2）、氧基：

醚键，增大柔曲性，赋予柔性和冲击性能；

（3）、取代基对称，无极性，减少分子间作用力，赋予韧性和熔融加工型。

（4）、

：

极性较大，增加了分子间作用力，易水解断裂。

17.聚苯醚结构与性能关系？

（1）、

：

刚性，内旋转困难，Tg上升，熔点增加，粘度增加。

侧甲基封闭了三个活性点，热稳定性增加；

（2）、-O-：

柔顺性；（3）、分子链无极性基团，耐水性好，不易水解。

五、分析论述（每题10分，共30分）

1.说明下列参考配方中各组分的用途？

对于有少量组分的配方，怎样才能混合均匀？

LLDPE（基体树脂）100kg，钼红（着色剂）0.015kg，

钛白（着色剂）0.005kg，硬脂酸盐（润滑剂）0.004kg，白油（助混剂）30ml.

答：

（1）加入助容剂形成相互混合体系，

（2）预混合使组分混合更加均匀，（3）升温促进物料对流。

2.PVC制品的基本配方成份组成及各自作用？

参考：

建筑排水管

PVC（SG-4）100（基体树脂）金属皂类1.5（稳定剂、润滑剂）

三碱式硫酸铅3ACR3（加工助剂）

二碱式亚磷酸铅1（热稳定剂）PE蜡0.6（润滑剂）

DOP5（增塑剂）CPE5（抗冲击助剂）

环氧大豆油2（增塑剂）轻质CaCO34（填料）

3.指出下列材料配方组分的作用？

那些具有协同作用？

PVC（SG-2）100（基体树脂）氯化石蜡Cl>77%8（阻燃剂）

三碱式硫酸铅5（稳定剂）Sb2O33（阻燃剂）

二碱式亚磷酸铅2.5（稳定剂）BaSt2（润滑剂）

偏苯三酸三辛酯35（增塑剂）双酚A0.5（抗氧剂）

双十二酯10（增塑剂）滑石粉4（填料）

4.判断下列配方各组分的作用？

这是什么材料？

调整配方什么组分可以制备不同硬度类型的材料？

聚醚类多元醇（分子量400）100有机硅泡沫稳定剂1.5

一氟二氯甲烷40二月桂酸二丁基锡0.3

丙二酮0.6三亚乙基二胺0.3

答：

这是一种聚氨酯泡沫材料。

多元醇，甲苯二异氰酸酯是泡沫材料的结构成份；一氟二氯甲烷、丙二酮是发泡剂；有机硅泡沫稳定剂；二月桂酸二丁基锡和三亚乙基二胺是锡类和胺类催化剂。

可以调整多元醇的分子量和羟基数目，选用异构体含量不同的TDI，选用MDI或PAPI都可以调整泡沫材料的强度和硬度。

5.LDPELLDPEHDPE的聚合机理和分子结构有什么区别？

答：

LDPE是自由基聚合机理；分子链有很多支链，100个链节中有20-30个支链；，是由于自由基聚合活性中心向分子链转移造成的；LLDPE配位聚合物机理；分子链有小的短支链，是由第二单体造成的，如1-丁烯；HDPE是配位聚合物机理，分子链几乎没有支链，100个链节中有2-3个支链。

6.PVC软制品和硬制品在配方组成上有那些差别？

（1）PVC树脂牌号上，软要求高分子量，如SG123等，硬制品要求低分子量

（2）硬制品增塑剂少，0-5份；软制品增塑剂量大，润滑剂可以适当减少。

7.PVC树脂为什么需要增塑剂，热稳定剂和加工助剂？

答：

增塑剂可以消弱PVC分子间作用力，增加分子移动性，降低加工温度；热稳定剂可以抑制PVC脱HCl反应，提高热分解温度；加工助剂可改善PVC加工生产中的熔体破裂，改善制品表面光洁度。

8.热稳定剂的主要作用？

答：

捕捉PVC树脂热分解产生的HCL，从而防止HCL的催化作用；置换活泼的烯丙基氯原子；与自由基反应，终止自由基的传递；与共轭双键加成作用，抑制共轭链的长度；分解氢过氧化物，减少自由基的数目；钝化催化作用的金属离子。

9.详述加工助剂的作用原理？

促进树脂熔融：

熔体流变改性：

赋予润滑剂功能：

10.为什么热塑性材料发泡比较困难，易发泡失败?

可采取那些措施保障发泡成功?

热塑性树脂在气泡形成后，体系温度继续上升，使气泡体积不断膨胀，而熔体粘度随温度上升急剧下降，泡孔之间的泡孔壁强度也在不断下降，从而导致形成的分散气泡穿破泡壁相互聚集成大泡，并很容易逸出熔体而使气泡失败。

一般采取两种方式：

一是加压发泡，在热塑性熔体中施加压力，使熔体内气体不逸出容体外，固定在熔体内而形成气孔。

二是交联发泡，发泡配发中加入交联剂，在熔体中气泡形成时交联剂分解，熔体开始交联，抑制熔体粘度急剧下降，增大泡孔壁强度，防止泡孔穿破熔体、泡孔壁相互聚集。

11.下列是高发泡PE泡沫卷材配方组成，指明各组分的作用，怎么判断是高发泡材料？

LDPE（基体树脂）100,AC（发泡剂）15,DCP（交联剂）0.6，ZnO（发泡助剂）3,ZnSt（润滑剂）1

答：

如PE配方中，AC的含量为15可以认为是高发泡材料，是否为高发泡剂材料主要看发泡剂含量。

12.材料的韧性与聚合物本身结构的关系？

答：

聚合物的韧性或脆性与分子链的柔性有关系，分子链柔性越大，聚合物脆性越小。

因此影响分子链柔性的因素就能影响材料的韧性或脆性。

这些因素有：

主链因素，取代基的因素，聚合度，交联度，玻璃化温度

13.超细粉状无机填料增韧其机理：

（1）无机粒子均匀分散于树脂基体，当受到冲击力时，填料粒子与基体树脂之间产生微裂纹即银纹；同时填料粒子之间树脂基体产生塑性形变，吸收冲击能，从而达到增韧效果。

如果无机粒子进一步减小，则冲击时产生的银纹更小更多，塑性形变增大，增韧效果更好。

（2）当无机粒子含量增加时，无机粒子之间相互靠近，引发的银纹相互叠加，而形成裂纹，进而发展到破坏。

特别是无机粒子之间团聚，更加引起应力集中现象，反而起不到增韧效果。

无机粒子增韧的缺点：

添加量不多，少于5%；韧性提高幅度不高。

14.论述燃烧过程的三个阶段

1.热引发过程：

外部热源或火源的作用下，高分子材料发生相态变化（固态转化为液态）和化学变化。

2.热降解过程：

吸热过程，当材料吸收的热量足以克服分子内原子间某些弱小的键能时，材料开始发生降解反应。

是在空气存在下的一种自由基链式反应，反应结果产生气相可燃物。

3.引燃过程：

当第二阶段热降解反应生成可燃物的浓度达到着火极限后，与大气中的氧气相遇；当环境温度升高到足以使可燃气体自燃时，从而引发材料燃烧。

燃烧部分所产生的热量通过传导，辐射和对流传递给相邻的部分，相邻部分吸收热量后，导致热降解并产生可燃物，开始燃烧。

15.聚合物的抗老化性能与其化学结构的关系？

（1）.键能越低，抗老化效果越差。

因此C-N，C-Br，O-O，C-S等化学键键能比较低，其断裂几率大，含有此化学键的聚合物不耐老化。

（2）.分支机构，聚合物中支链机构存在，会降低其化学键能，降低其耐氧化能力。

支链的存在使仲氢，叔氢键能降低。

（3）.某些官能团，双键，羰基等官能团的存在影响其耐老化性能。

（4）.空间位阻，对于活性氢，其周围空间位阻越大，抗老化性越好。

（5）.杂质的影响，特别是金属杂质，如铜，铁，钛，钴，锰等离子会促进聚合物的热氧化降解。

16.增塑机理:

增塑剂分子插入到聚合物分子链之间，削弱聚合物分子之间的次价健，即范德华力，从而增加了聚合物分子链的移动性，降低了聚合物分子链的结晶，即增加了聚合物的塑性，表现为聚合物的硬度、模量、软化温度和脆化温度下降，而伸长率、曲挠性柔韧性提高。

从而使聚合物塑性增加。

17.反增塑的概念：

当增塑剂的用量减少到一定程度后反而会引起高分子材料硬度的增大，伸长率减小，冲击力强度降低的现象。

18.偶联剂的作用机理：

①与硅原子相连的SiX基水解，生成SiOH；②Si—OH之间脱水缩合，生成含Si—OH的低聚硅氧烷；③低聚硅氧烷中的SiOH与基材表面的OH形成氢键；④加热固化过程中，伴随脱水反应而与基材形成共价键连接。

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