中山大學(xué)塑料膠體考試題答案

1、 思考題答案 第三章（出現(xiàn)溶脹的原因：聚合物分子和溶劑小分子運(yùn)動(dòng)速）溶脹：溶劑小分子滲透進(jìn)入聚合物內(nèi)部，使之體積膨脹。1.（1 ）度差別懸殊，小分子擴(kuò)散快，進(jìn)入到大分子內(nèi)部。 無(wú)限溶脹和有限溶脹。 （2）溶解：溶質(zhì)分子分散到了溶劑分子當(dāng)中，以分子狀態(tài)存在。形成的溶液是處于熱力學(xué)平衡狀態(tài)的真溶液。 ）聚合物的溶解過(guò)程：非結(jié)晶線形結(jié)構(gòu)的聚合物，先溶脹，再溶解；（3 結(jié)晶聚合物，先熔融，再溶解 對(duì)于交聯(lián)聚合物，只溶脹，不溶解。 2/1?)(V?E? 溶度參數(shù)：，內(nèi)聚能密度的平方根。2.1 表示：高分子與溶劑分子之間的相互作用能力大小的參數(shù)。 兩溶度參數(shù)越相近越容易溶解。（將不同系列的溶劑溶解了高分如

2、何測(cè)定溶度參數(shù)：線性聚合物：取使溶液特性粘度為極大值的溶劑的溶度參數(shù)； 子后，粘度最大的的溶劑的溶度參數(shù)即為聚合物的溶度參數(shù)）（溶脹在一系列溶劑：取平衡溶脹度最大的溶劑的溶度參數(shù)為聚合物的溶度參數(shù)；交聯(lián)聚合物 中，用溶脹度最大的溶劑的溶度參數(shù)作為它的溶度參數(shù)） 3. 非晶態(tài)高聚物：先溶脹，再溶解。 非極性晶態(tài)高聚物：先熔融，再溶解。極性晶態(tài)高聚物：由于高聚物的極性基團(tuán)與溶劑之間的強(qiáng)相互作用而放熱，破壞了晶體結(jié)構(gòu)，然后按非晶態(tài)高聚 物一樣，先溶脹，后溶解。 低交聯(lián)度的高聚物：只溶脹，不溶解。 4.溶劑選擇原則：極性相近原則；溶劑化原則；溶度參數(shù)相近原則（僅對(duì)非極性聚合物有效，對(duì)極性無(wú)效）。 溫度

3、：對(duì)每一種溶劑，均能找到使高分子與高分子，和高分子與溶劑，和溶劑與溶劑這些作用力達(dá)到平衡的溫5. 溫度；度，此溫度即為 溶劑：在一定溫度下，使高分子與高分子，和高分子與溶劑，和溶劑與溶劑這些作用力達(dá)到平衡的溶劑。 哈金斯參數(shù)，又叫相互作用參數(shù)，表示高分子與溶劑混合時(shí)相互作用能的變化大小。6. 。T，x1時(shí)，隨著和溶液性質(zhì)和溫度關(guān)系：在溶劑下，當(dāng)x1=1/2 第四章 、頻率變化，不同的運(yùn)1.高聚物的轉(zhuǎn)變：聚合物有運(yùn)動(dòng)單元的多重性，當(dāng)T 聚合物的力學(xué)性能、動(dòng)單元開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，電學(xué)性能等發(fā)生變化。 聚合物的力學(xué)狀態(tài)：三態(tài)：玻璃態(tài)；高彈態(tài)；粘流態(tài)。玻璃化轉(zhuǎn)變：玻璃態(tài)和高彈態(tài)的轉(zhuǎn)變；粘流轉(zhuǎn)變：高彈 （如右圖

4、）態(tài)和粘流態(tài)之間的轉(zhuǎn)變。區(qū)：玻璃態(tài)（剛硬的玻璃體，鏈段運(yùn)動(dòng)被凍結(jié)，1只有鍵角、鍵長(zhǎng)變化）； 2區(qū)：玻璃態(tài)高彈態(tài)轉(zhuǎn)變區(qū)（鏈段開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，松弛明顯）； 3區(qū)：高彈態(tài)（柔軟的固體，鏈段運(yùn)動(dòng)，整鏈因纏結(jié)而不動(dòng)）； 4區(qū)：高彈態(tài)粘流態(tài)轉(zhuǎn)變區(qū)（松弛明顯）； 5區(qū)：粘流態(tài)（整鏈運(yùn)動(dòng)，也有鏈段運(yùn)動(dòng)。分子流 動(dòng)，不可逆形變）。 ：塑料最高、橡膠最低使用溫度；Tg玻璃化轉(zhuǎn)變溫度 Tf：加工成型的溫度TfTd粘流溫度 高分子運(yùn)動(dòng)的時(shí)溫等效原理：升高溫度與延長(zhǎng)時(shí)間對(duì)分子運(yùn)動(dòng)時(shí)等效的；對(duì)粘彈行為也是等效的。 高溫短時(shí)。低溫長(zhǎng)時(shí)= 玻璃化溫度：玻璃化轉(zhuǎn)變對(duì)應(yīng)的溫度即為玻璃化溫度。隨著溫度的升高或降低，鏈段開(kāi)始或凍結(jié)的溫度。

5、 假塑性流體：是非牛頓流體，不符合牛頓定律。流動(dòng)曲線呈凸形。表觀粘度隨著應(yīng)力和應(yīng)變而。)TT?17.44(?g?lgT)?T6?(T51.g計(jì)算2個(gè)溫度之間的時(shí)間移動(dòng)因子的方程。WLF方程： 2.高分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)：（1）高分子運(yùn)動(dòng)單元具有多重性（2）分子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間依賴性，是一個(gè)松弛過(guò)程（3）分子運(yùn)動(dòng)的溫度依賴性，升高溫度，增加了熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能，達(dá)到所需克服的位壘，激發(fā)該運(yùn)動(dòng)；使體積膨脹，運(yùn)動(dòng)單元開(kāi)始自由運(yùn)動(dòng)。 3. 非晶態(tài)和交聯(lián)聚合物 晶態(tài)聚合物 ，有利于鏈段運(yùn)動(dòng)。 影響高聚物玻璃化溫度的因素：（高分子第9章習(xí)題3） 主鏈的柔順性；。 （飽和單鍵組成的聚合物， -C-C-，-C-N-，-C-O-

6、，-Si-O-等，柔順性較好；主鏈中引入孤立雙鍵，Tg；主鏈中引入共軛雙鍵、芳環(huán)或芳雜環(huán)，Tg） 取代基；側(cè)基極性弱，位阻小，對(duì)稱性好，柔性側(cè)鏈越長(zhǎng)Tg。 分子量；（當(dāng)分子量足夠大時(shí)，分子量與T無(wú)關(guān)）。 g 交聯(lián)度，分子鏈運(yùn)動(dòng)受約束的程度，分子鏈柔順性，T。 g 鏈間的相互作用； 外力作用，Tg 實(shí)驗(yàn)速率慢/外力作用慢，Tg 增塑劑，Tg； 共混，兩組分相容1個(gè)Tg；不相容兩個(gè)；部分相容兩個(gè)Tg接近； ；Tg個(gè)1共聚，無(wú)規(guī)共聚物只有 嵌段共聚物和接枝共聚物兩相相容則1個(gè)Tg；不相容則2個(gè)。 TTgg的聚合物外，還可通過(guò)增塑、共聚、交聯(lián)和共混等的不同要求，除了選擇適當(dāng)為了滿足各種用途對(duì)聚合物Tg

7、 在一定范圍內(nèi)改變。途徑使某種聚合物的 值不可以互相比較，因?yàn)椴ＡЩ瘻囟仁擎湺伍_(kāi)始的溫度，鏈段的運(yùn)動(dòng)是個(gè)松弛過(guò)程，并非熱力Tg5.不同方法測(cè)得的 學(xué)相變，松弛過(guò)程與與升溫速度、測(cè)量方法有關(guān)。條件不同時(shí)，玻璃化溫度不同。 6.結(jié)晶融化：是個(gè)熱力學(xué)平衡過(guò)程，有相變；與升溫速度和測(cè)量方法無(wú)關(guān)。 玻璃化轉(zhuǎn)變：鏈段運(yùn)動(dòng)，松弛過(guò)程。非熱力學(xué)平衡過(guò)程，無(wú)相變；與有關(guān)。類似二級(jí)相變，但是不是。 凸型。先出現(xiàn)玻璃化轉(zhuǎn)變，然后結(jié)晶，再溶化?？焖倮鋮s時(shí)不結(jié)晶。7. 是非極性的，時(shí)間短，很PSPMMA是個(gè)極性聚合物，分子間相互作用力強(qiáng)，在高彈態(tài)維持的時(shí)間長(zhǎng)；聚苯乙烯8.因?yàn)?快就會(huì)發(fā)生分子鏈運(yùn)動(dòng)，起到物理交聯(lián)點(diǎn)（極性

8、基團(tuán)）的作用，限制分子鏈的運(yùn)動(dòng)。 增塑降低了鏈段與鏈段之間的相互作用，降低了玻璃化溫度，使得鏈段容易運(yùn)動(dòng)。共聚后，難以規(guī)整的排列進(jìn)入晶9. 格。增塑不會(huì)影響熔點(diǎn)，因?yàn)樗鼉H僅降低了作用，讓分子更易運(yùn)動(dòng)，所以分子更易結(jié)晶，則不會(huì)影響熔點(diǎn)。 以下，自由體積被凍結(jié)，只有占有體積的收縮，斜率發(fā)Tg10.在Tg 以上，占有體積和自由體積同時(shí)膨脹或收縮，在 生改變。體積分?jǐn)?shù)是%。 第五章 1.。高聚物的流動(dòng)機(jī)理：通過(guò)鏈段的逐步位移過(guò)程來(lái)完成整個(gè)分子的位移（只需鏈段大小的空穴） ；分子量增加到一定程度時(shí)，玻璃化溫度不改變；一開(kāi)始：相對(duì)分子質(zhì)量，Tg 相對(duì)分子質(zhì)量流動(dòng)溫度一直。 Tf，若作用力的作用時(shí)間不同，2

9、.熱機(jī)械曲線測(cè)粘流溫度Tf值有變化。原因：粘流溫度是指整個(gè)分子鏈的運(yùn)動(dòng)，是個(gè)松；時(shí)弛過(guò)程，與作用力的作用時(shí)間有關(guān)。作用時(shí)間長(zhǎng)，Tf 。間短，Tf （根據(jù)右圖加以描述）43.聚合物熔體粘性流動(dòng)的特征：個(gè)。 熔融4.聚合物熔體流動(dòng)速率指數(shù)：在一定溫度，規(guī)定負(fù)荷下，內(nèi)規(guī)定直徑和長(zhǎng)度的標(biāo)準(zhǔn)毛細(xì)管中流10min狀態(tài)的聚合物在 出的質(zhì)量。指數(shù)越大，流動(dòng)性越好。與熔體的粘度、分子量的關(guān)系：粘度越大，分子量越大，指 數(shù)越小。 第六章 1.屈服：課件 冷拉： 脆性斷裂： 韌性斷裂：有屈服過(guò)程，應(yīng)變較大，使得應(yīng)力和應(yīng)變的面積大 應(yīng)力集中：缺陷附近的應(yīng)力遠(yuǎn)大于施加 強(qiáng)迫高彈性： 。處在玻璃態(tài)的聚合物，竟能在外力的作

10、用下，產(chǎn)生百分之幾百的大形變 ，無(wú)法恢復(fù)外力去除后，雖然形變 回復(fù)以上，形變也可自動(dòng)。但加熱到Tg 拉伸強(qiáng)度： 最低使用溫度：Tb脆化溫度。2.塑料的最高使用溫度：Tg； 23.（1）應(yīng)變速率快，脆性斷裂；適當(dāng)，屈服和冷拉；慢，）（ 4.拉伸彈性模量：線性應(yīng)力和應(yīng)變之比。 ）；斷裂功材料的脆韌物理意義：材料的軟硬。（拉伸強(qiáng)度材料的強(qiáng)弱 剪切彈性模量）一種聚合物E=3G的條件是什么（E拉伸,G 聚合物屈服的形變機(jī)理：5. 6. 聚合物拉伸的應(yīng)力應(yīng)變曲線有幾種類型相應(yīng)的拉伸行為如何 5種。 第七章 高聚物的高彈性 1、 高彈性的特點(diǎn)是什么實(shí)質(zhì)是什么如何得到這一認(rèn)識(shí)的 1）形變大（ 實(shí)質(zhì)是分子鏈由卷

11、曲變?yōu)樯煺埂?）（2 ）熵增，吸熱；熵減，放熱（3 試用高彈形變的機(jī)理解釋高彈性的特點(diǎn) 分子鏈的卷曲、伸展、分子運(yùn)動(dòng)的劇烈程度、構(gòu)象熵2、 交聯(lián)橡膠彈性統(tǒng)計(jì)理論的根據(jù)是什么寫(xiě)出由它得出的交聯(lián)橡膠的狀態(tài)方程，并說(shuō)明狀態(tài)方程的意義。3、 依據(jù)理想橡膠的假定，根據(jù)高斯鏈等假設(shè)。?1RTf11?kT?nRT?N?0222?MA ?c 第一次由構(gòu)象 是什么如何應(yīng)用物理意義交聯(lián)橡膠狀態(tài)方程的 、4 ?1RTf11?N?kT?nRT?0222?MA 宏觀的力學(xué)性能與微觀相關(guān)聯(lián)。?c 5、 由橡膠高彈性熱力學(xué)和橡膠狀態(tài)方程解釋下列問(wèn)題： （1） 掛有一個(gè)固定重量物體的已拉伸的橡皮帶，當(dāng)溫度升高時(shí)其長(zhǎng)度減??；

12、?l? ()13NkT(?3NkT?l)?1l?(), l, T000?lkTN300（2） 交聯(lián)程度不同的同一橡膠品種，它們的模量、拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率不相等； ?1RT?)(NkT?3E? ，2?M?c（3）已被溶劑溶漲了的橡膠試樣更符合理想橡膠理論方程。 被溶劑溶脹的狀態(tài)下，橡膠分子的分布更符合高斯分布，符合假定，符合理想的橡膠理論。 o6、 某種硫化的天然橡膠，已知其網(wǎng)鏈平均分子量為10000，其密度為1g/cm3，問(wèn)在298K時(shí)，拉伸一倍需要多大的注意單位） 張力（ 33?KT?300m?10kg/5000M?時(shí)將其拉伸一倍，求試樣的回，密度,現(xiàn)于例子：某硫化橡膠的網(wǎng)鏈摩爾質(zhì)量c22

13、?mNN/m/E （）（注意單位）縮應(yīng)力）與彈性模量 答：?2? 拉伸一倍時(shí)，?RT1000?8.314?30052?2?(2?0.25()?8)?.7?10(N/m)?； 應(yīng)力?3M5000?10c?RT3?1000?8.314?30062)?mN/.349?10(?1E? 模量?3M5000?10c第八章 高聚物的粘彈性 1、 熵彈性 粘彈性 蠕變 應(yīng)力松弛 滯后現(xiàn)象 力學(xué)內(nèi)耗 力學(xué)松弛 時(shí)溫等效原理 2、 什么是蠕變現(xiàn)象和應(yīng)力松弛現(xiàn)象其松弛的本質(zhì)是什么這些現(xiàn)象對(duì)高聚物的使用性能有什么利弊 3、 若分別對(duì)高聚物（線性的和交聯(lián)的）施加較長(zhǎng)時(shí)間的恒定應(yīng)力，將產(chǎn)生一大形變（蠕變），分別討論： （

14、1） 它可能包含有那幾種形變，為什么 普彈形變，高彈形變，不可逆形變 -t/ ）逐步恢復(fù)；不可恢復(fù)e1（e）t（e瞬時(shí)恢復(fù)； 怎樣鑒定這幾種形變 ）2（ 交聯(lián)橡膠在動(dòng)態(tài)應(yīng)力應(yīng)變行為中出現(xiàn)滯后和力學(xué)損耗現(xiàn)象，是典型的動(dòng)態(tài)粘彈性力學(xué)行為，試說(shuō)明：4、 （1）回縮時(shí)的應(yīng)變大于拉伸時(shí)的應(yīng)變的原因； 鏈段運(yùn)動(dòng)有滯后，有個(gè)滯后角， ；（2） 拉伸、回縮曲線以及滯后圈所包圍面積的物理意義 ） 舉例說(shuō)明力學(xué)損耗在實(shí)際中的應(yīng)用，并闡明力學(xué)損耗大小與頻率及溫度的關(guān)系（3 減震息聲 -t/，而應(yīng)變開(kāi)始半小e）若已知平衡應(yīng)變值為600）e（15、 某高聚物的蠕變行為可近似用下式表示：e（t 300，試求：時(shí)后可達(dá)到

15、高聚物蠕變的推遲時(shí)間；（1） t。） 應(yīng)變量達(dá)到400時(shí)需要的時(shí)間（2 、寫(xiě)出麥克斯韋爾模型、開(kāi)爾文模型的運(yùn)動(dòng)方程。這兩種模型可以模擬什么樣的聚合物的何種力學(xué)松弛行為6 說(shuō)明時(shí)溫等效原理在研究聚合物力學(xué)性能中的作用。 7、短時(shí)間內(nèi)測(cè)試，移動(dòng)，某一溫度較長(zhǎng)的曲線。 8、 說(shuō)明利用動(dòng)態(tài)力學(xué)試驗(yàn)方法研究聚合物多重轉(zhuǎn)變的基本原理。 高分子材料部分 1、 有哪幾種主要的通用塑料 聚丙烯PP、聚乙烯PE、聚苯乙烯PS、聚氯乙烯PVC、聚氨酯PU 2、 通用塑料與工程塑料的主要區(qū)別是什么 通用塑料：使用量大，面廣、價(jià)格便宜、性能一般； 工程塑料：使用量小、性能優(yōu)。力學(xué)性能、介電性能、化學(xué)性能、電性能、耐熱性

16、、耐腐蝕、耐磨性、耐老化性能?？梢岳迷诤芏喔叨祟I(lǐng)域，如戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，生物醫(yī)藥、新能源汽車。 通用工程塑料：PA尼龍、POM聚甲醛、PC聚碳酸酯、PPO聚苯醚、PET聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（熱塑性）、PBT聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯。 特種工程塑料：PI、PSF、PES聚醚砜、PPS聚苯硫醚、PEEK聚醚醚酮、PTFE聚四氟乙烯、PVDF、PBI。 3、 LDPE與HDPE在制備方法、結(jié)構(gòu)及性能上的差異 低密度聚乙烯:高壓自由基聚合 ；支鏈結(jié)構(gòu)；熔點(diǎn)低、性能差。 高密度聚乙烯:低壓配位聚合，使用催化劑；線性結(jié)構(gòu)；熔點(diǎn)高，結(jié)晶度高，性能好。 4、 塑料有幾種主要的加工方法 （注射、擠出、吹塑、壓制、模

17、壓、澆注等工藝） 5、 熱塑性塑料與熱固性塑料的分子結(jié)構(gòu)上區(qū)別是什么加工工藝的區(qū)別 加工工藝：注射、擠出、吹塑、壓制 前者：線性聚合物，加熱時(shí)可以熔化；可溶可熔，可反復(fù)加工成型； 澆注和模壓后者：網(wǎng)狀聚合物，不溶也不熔；不可反復(fù)加工成型； 環(huán)氧樹(shù)脂是如何固化的、 6 胺和酸酐，反應(yīng)型固化；若加入催化劑，陰離子和陽(yáng)離子的固化。 聚氯乙烯加工時(shí)為什么必須加入增塑劑和熱穩(wěn)定劑、 7 ，不加的話在流動(dòng)之前就分解。只有加了才能加工得到。度，分解溫度140流動(dòng)溫度是160 引發(fā)劑等。自由基機(jī)理，加入苯乙烯，DPO、 不飽和聚酯如何固化 8 尼龍、聚碳酸酯、聚苯醚、PET 寫(xiě)出3種工程塑料的名稱 9、 是怎

18、樣合成的 6和尼龍66 10、尼龍：己二酸和己二胺的縮合，必須先制成己二酸和己二胺的鹽，保證比例；尼龍666：己內(nèi)酰胺開(kāi)環(huán)聚合 尼龍 一致，再經(jīng)行縮合。 芳香族的聚酰胺為什么比脂肪族的性能好11、 苯環(huán)，力學(xué)強(qiáng)度大。 與PET分子結(jié)構(gòu)的區(qū)別是什么12、 PC PC聚碳酸酯聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯 PET 什么是特種工程塑料，舉例說(shuō)明13、 不粘鍋，聚苯硫醚價(jià)格貴、聚四氟乙烯，聚苯醚，聚苯硫醚，聚醚砜。 聚四氟乙烯的分子結(jié)構(gòu)為什么特別耐腐蝕為什么具有不粘性、 14 天然橡膠的分子結(jié)構(gòu)人工能合成出天然橡膠嗎、15 1,2；還有一些非橡膠。不能模仿出來(lái)。:聚異戊二烯，合成時(shí)會(huì)生成1,4；單體為異戊二烯。

19、不能，天然 16順丁、丁苯、聚異戊二烯的的名稱 合成橡膠、 寫(xiě)出3種通用 寫(xiě)出173種特種合成橡膠的的名稱 、丁腈、硅橡膠、氟橡膠 橡膠為什么要硫化硫化的原理是什么、18 硫化：膠料在一定壓力和溫度下，橡膠大分子由線性結(jié)構(gòu)變?yōu)榫W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的交聯(lián)過(guò)程。 原因：變成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)可以保持彈性和形狀。 原理：硫和生成二硫鍵，和雙鍵反應(yīng)，得到網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。 橡膠的加工工藝是什么、19 塑煉、混煉、壓延、壓出、成型、硫化等工藝 、 氯丁橡膠為什么常用作粘合劑20 可以結(jié)晶，可以作為交聯(lián)點(diǎn)，可以作為粘合劑。 是極性的，和油相斥。其中的-CN21、 丁腈橡膠為什么具有良好的耐油性 PP、是塑料，而乙丙是橡膠乙丙橡膠的分子結(jié)構(gòu)為什么PE、22 二元乙丙橡膠是完全飽和的，三元乙丙橡膠主鏈為飽和結(jié)構(gòu)，側(cè)鏈帶不飽和基團(tuán)。 PP規(guī)整，結(jié)晶。乙丙橡膠為無(wú)定形橡膠，在較寬溫度范圍內(nèi)保持良好的柔性和彈性，不結(jié)晶。而PE、 、23簡(jiǎn)述硅橡膠的分子結(jié)構(gòu)和特性 由硅氧烷與其他有機(jī)硅單體共聚而成，分子鏈兼有無(wú)機(jī)和有機(jī)性質(zhì)的高分子彈性體。 /低溫、耐老化性能。Si-O鍵的鍵能比C-C鍵能大得多，所以硅橡膠具有優(yōu)異的耐高 、24什么是熱塑性彈性體 常溫下具有橡膠的彈性，高溫下具