《材料導(dǎo)論》復(fù)習(xí)題_第1頁(yè)
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1、材料導(dǎo)論期末考試復(fù)習(xí)題一:基礎(chǔ)知識(shí)1生物和生命科學(xué)、納米技術(shù)、能源與環(huán)境、電子與信息、材料是目前科學(xué)技術(shù)的七大熱點(diǎn)和重點(diǎn)領(lǐng)域。2材料、能源和信息并列成為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的三大支柱。3. 材料的分類:金屬(金屬、金屬合金)、非金屬(有機(jī)高分子材料、無(wú)機(jī)非金屬材料)4高分子材料的定義:包含由小分子通過(guò)共價(jià)鍵形成長(zhǎng)鏈的天然或人工合成的材料。5.高分子材料的分類:彈性體、熱固性及熱塑性樹(shù)脂。6材料技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì):從均質(zhì)材料向復(fù)合材料發(fā)展、由結(jié)構(gòu)材料往功能材料、多功能材料并重的方向發(fā)展、材料結(jié)構(gòu)的尺度向越來(lái)越小的方向發(fā)展、由被動(dòng)性材料向具有主動(dòng)性的智能材料方向發(fā)展、通過(guò)仿生途徑來(lái)發(fā)展新材料。7塑料:塑料是以

2、合成樹(shù)脂為主要成分,另加有(或不加)改性用的添加劑或加工助劑,在一定溫度、壓力條件下可塑化成型、并在常溫下保持其形狀的材料。有時(shí)還包括塑料的半成品,如壓塑粉、注塑粒料等。經(jīng)過(guò)成型加工,可制成具有特定形狀又具有實(shí)用價(jià)值的塑料制品。&塑料的分類:合成塑料、天然塑料(按來(lái)源);熱塑性塑料、熱固性塑料(按熱行為);通用塑料、工程塑料(使用范圍和用途)。9塑料的特性:質(zhì)輕、耐腐蝕、電絕緣、加工性能好;不耐熱、易變形、不耐老化、易燃、原料受石化資源制約10常用的塑料加工方式:擠出成型、注射成型、壓延成型。11橡膠的定義:橡膠是一類線形柔性高分子聚合物。其分子鏈柔順性好,在外力作用下可產(chǎn)生較大的變形

3、,除去外力后能迅速恢復(fù)原狀。12橡膠的分類:天然橡膠、合成橡膠(按來(lái)源);熱固性橡膠、熱塑性橡膠(按加工性)。13橡膠配方的五大體系:生膠、填充補(bǔ)強(qiáng)、硫化促進(jìn)、防老、軟化增塑體系。14纖維的定義:指長(zhǎng)度比直徑大很多倍并且有一定的柔韌性的纖細(xì)物質(zhì)。15涂料的定義和組成:涂料是合成樹(shù)脂另一種應(yīng)用形式,用來(lái)涂覆物體表面,形成保護(hù)或裝飾膜層。主要有三種組分:成膜物、顏料、溶劑。16黏合劑的定義:黏合劑也稱膠黏劑,是一種把各種材料緊密地結(jié)合在一起的物質(zhì)。黏合劑一般是多組分體系。17熔體流動(dòng)指數(shù)(MFI):在規(guī)定的溫度和壓力下,試樣熔體每lOmin通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)出料模孔的總重量(克)。單位:g/1Omin。18

4、熱變形溫度(HDT):塑料試樣在靜彎曲負(fù)荷作用下,浸入一種等速升溫的液體(或空氣)傳熱介質(zhì)中,當(dāng)試樣受熱變形,變形量達(dá)到一定時(shí)的溫度。19維卡溫度:是指測(cè)定高分子材料在合適的液體傳熱介質(zhì)中,在一定的負(fù)荷、一定的等速升溫條件下,試樣被1毫米2壓針頭壓入1毫米時(shí)的溫度。20高密度聚乙烯(HDPE):通過(guò)乙烯均聚-Ziegler-Natta法制備。只有少量的短支鏈。低密度聚乙烯(LDPE):通過(guò)乙烯均聚-自由基法制備。存在大量的長(zhǎng)支鏈和短支鏈。線性低密度聚乙烯(LLDPE):通過(guò)乙烯與少量a-烯烴共聚制備。短支鏈數(shù)目與LDPE相當(dāng),但沒(méi)有長(zhǎng)支鏈。21. PE的性能:優(yōu)異的耐化學(xué)藥品性、優(yōu)異的電絕緣性

5、、柔韌性好;耐熱性差、力學(xué)性能較低、環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂現(xiàn)象嚴(yán)重。22. PE的交聯(lián):輻射交聯(lián)、過(guò)氧化物交聯(lián)和有機(jī)硅烷交聯(lián)23聚丙烯(PP):Zieglar-Natta催化劑催化的陰離子配位聚合制成等規(guī)PP。分為等規(guī)、間規(guī)和無(wú)規(guī)三種不同立體構(gòu)型。24.PP的性能:較好的耐熱性、優(yōu)異的電絕緣性、優(yōu)良的耐化學(xué)藥品性、優(yōu)異的抗彎曲疲勞性;耐老化性差、抗沖擊,特別低溫沖擊性差。25聚氯乙烯(PVC):聚氯乙烯樹(shù)脂是氯乙烯單體在過(guò)氧化物、偶氮化合物等引發(fā)劑;或在光、熱作用下按自由基聚合反應(yīng)機(jī)理聚合而成的聚合物。一般可通過(guò)懸浮、乳液、本體、溶液法聚合制備。26. PVC的性能:電絕緣性較好、耐溶劑性和耐腐蝕性較好

6、、阻燃性較好、力學(xué)性能一般;熱敏性明顯、耐熱性差、加工性能較差。27. PVC的降解和穩(wěn)定:降解機(jī)理:PVC分子鏈中的“缺陷”是導(dǎo)致降解的主要內(nèi)因。熱、光、機(jī)械應(yīng)力是導(dǎo)致PVC降解的外因。PVC的穩(wěn)定:與其他單體共聚;加入化學(xué)穩(wěn)定劑。28. 聚苯乙烯(PS):聚苯乙烯樹(shù)脂是由苯乙烯單體通過(guò)自由基聚合而成的聚合物??赏ㄟ^(guò)本體、懸浮、乳液、溶液聚合制備。29. PS的結(jié)構(gòu):無(wú)軌線性分子,存在少量短支鏈;為無(wú)定型聚合物。30. PS的性能:拉伸強(qiáng)度和彎曲模量都很高,但抗沖擊性和耐低溫性差;耐熱性差、導(dǎo)熱率低、線膨脹系數(shù)大;具有良好的電絕緣性;化學(xué)穩(wěn)定性較好;加工性好,但加工時(shí)易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。31. P

7、S的改性:PS與順丁或丁苯橡膠共聚或共混制備高抗沖PS。32. ABS樹(shù)脂:ABS樹(shù)脂是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯的三元共聚物。33聚酰胺(PA):分子主鏈上含有酰胺基團(tuán)(-NHCO-)的高分子化合物。分為脂肪族(P型和mp型)、芳香族和透明PA。其中p型聚酰胺的聚合可以通過(guò)氨基酸的縮聚或內(nèi)酰胺的開(kāi)環(huán)聚合。mp型PA是通過(guò)二元胺與二元酸縮合而成的。34.PA的性能:良好的力學(xué)性能,且具有很好的耐磨性;電絕緣性在干燥的條件下良好;熔融溫度比較高,但熱變形溫度低;具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和耐溶劑性。35透明PA:透明PA就是在PA分子鏈上引入側(cè)基,破壞鏈的規(guī)整性,使其不能結(jié)晶。例如聚對(duì)苯二甲酰三甲基己二胺

8、和聚22雙(4-氨基環(huán)己基)丙烷-壬二酸-己二酸三元共聚物。36聚碳酸酯(PC):分子主鏈中含有碳酸酯基的聚合物統(tǒng)稱為聚碳酸酯,可看作二羥基化合物與碳酸的縮聚產(chǎn)物??赏ㄟ^(guò)光氣法和酯交換法制備。37. PC的性能:良好的力學(xué)性能,具有優(yōu)異的抗沖擊性能;具有較好的耐熱性和耐寒性;有較好的電絕緣性;耐化學(xué)藥品性一般;具有良好的耐臭氧性。38. PC的改性:制品殘余內(nèi)應(yīng)力大、不耐溶劑、高溫易水解;不耐磨損。一般用纖維增強(qiáng)和制成合金來(lái)改性。39聚四氟乙烯(PTFE):四氟乙烯的均聚制備。可通過(guò)本體、懸浮、乳液聚合制備。40.PTFE的性能:力學(xué)性能不高,但有良好的自潤(rùn)滑性;具有優(yōu)異的耐熱性和耐寒性;具有

9、極高的化學(xué)穩(wěn)定性。電絕緣性良好;表面自由能很低,幾乎和所有的材料都無(wú)法黏附。但加工性不好,不能采用一般熱塑性塑料的加工方式。41酚醛樹(shù)脂(PF):酚類化合物與醛類化合物經(jīng)縮聚而得到的樹(shù)脂統(tǒng)稱為酚醛樹(shù)脂。其中以苯酚和甲醛縮聚而得得樹(shù)脂最為重要,是目前應(yīng)用最廣泛得一類熱固性樹(shù)脂41. PF的固化:熱塑性PF(六次甲基四胺固化);熱固性PF(熱固化、酸固化)。42. PF的性能:力學(xué)性能較好,但抗沖擊性能差;耐化學(xué)藥品性優(yōu)良;電絕緣性良好;阻燃性好,吸水率高;43環(huán)氧樹(shù)脂(ER):環(huán)氧樹(shù)脂是指分子中含有兩個(gè)或兩個(gè)以上環(huán)氧基團(tuán)的線性有機(jī)高分子化合物。一般分為縮水甘油醚、縮水甘油酯、縮水甘油胺、脂環(huán)脂肪

10、族類。44. ER的固化:一般使用反應(yīng)性固化劑(固化劑本身可以與ER上的環(huán)氧基和叔羥基反應(yīng))或催化性固化劑(身不能與ER反應(yīng)但可催化環(huán)氧基間聚合)固化。ER的固化毒性小,反應(yīng)活性低,樹(shù)脂儲(chǔ)存期長(zhǎng);固化速度慢,可加催化劑改善;固化產(chǎn)物具有良好的力學(xué)性能、電性能、更高的熱穩(wěn)定性;45. ER的性能:綜合力學(xué)性能優(yōu)良;化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)良;具有優(yōu)良的電性能;尺寸穩(wěn)定高。46不飽和聚酯(UP):不飽和聚酯是由二元酸(飽和二元酸和不飽和二元酸)同二元醇,經(jīng)過(guò)縮聚反應(yīng)而成的一種線型聚合物,通常采用直接酯化或酯交換反應(yīng)制備。47. UP的固化交聯(lián)體系:包括引發(fā)劑、交聯(lián)劑、促進(jìn)劑和阻聚劑。48. UP的性能:通過(guò)調(diào)

11、節(jié)UP的化學(xué)組成,可以在很大范圍上調(diào)整UP的性能,滿足不同的需要。49. 橡膠與熱塑性彈性體:橡膠指具有可逆形變的高彈性聚合物材料。在室溫下富有彈性,在很小的外力作用下能產(chǎn)生較大形變,除去外力后能恢復(fù)原狀。橡膠屬于完全無(wú)定型聚合物,它的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)低,分子量往往很大,大于幾十萬(wàn)。熱塑性彈性體指在室溫下富有彈性,在很小的外力作用下能產(chǎn)生較大形變,除去外力后能恢復(fù)原狀,常溫下具有橡膠的彈性,高溫下可塑化成型的一類彈性體。IR、NBR、CR;特種橡膠:SiR、50.通用橡膠:NR、SBR、BR、EPDM、ACM、FKM51.橡膠彈性的來(lái)源于高分子鏈的熵彈性:當(dāng)高分子材料受到外力發(fā)生較大的形

12、變時(shí),其分子鏈通過(guò)分子內(nèi)旋轉(zhuǎn)發(fā)生變形,整體的熵值減少。當(dāng)外力去除,變形了的高分子鏈有向熵值較高的原始狀態(tài)自發(fā)回復(fù)的趨勢(shì)。52.彈性體材料對(duì)結(jié)構(gòu)的要求:1.大分子鏈要有足夠的柔性;2.在使用溫度下要不結(jié)晶或結(jié)晶很少;3.在使用溫度下分子鏈間相對(duì)滑移要小,否則制品會(huì)產(chǎn)生很大的永久變形。53.橡膠材料的不同分類方法54.橡膠的配合指為了滿足橡膠制品的性能、加工工藝和成本的要求,確定橡膠以及各種配合劑的種類和用量。55.橡膠配合的5大體系及其作用:(1)生膠體系母體和基體材料(2)硫化體系使橡膠產(chǎn)生交聯(lián)(3)填充增強(qiáng)體系提高力學(xué)性能、降低成本(4)軟化增塑體系提高加工性能、提高制品柔軟度和耐寒性(5)

13、防護(hù)體系提高橡膠的耐老化性能56.拉伸強(qiáng)度,斷裂伸長(zhǎng)率,定伸應(yīng)力,硬度,撕裂強(qiáng)度,疲勞性能,耐磨性能的定義57.NR的分子量分布呈雙峰分布規(guī)律,低分子量部分有利于NR的加工,高分子量的部分使NR具有較高的強(qiáng)度。58.NR的結(jié)構(gòu)組成及各個(gè)組成部分的作用:橡膠烴,丙酮抽出物,蛋白質(zhì),灰分,水分。59.分析NR的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與其性能的關(guān)系。60丁苯橡膠是丁二烯和苯乙烯的共聚物,SBR是用量最大的一種合成橡膠。61.SBR的宏觀結(jié)構(gòu)參數(shù):?jiǎn)误w比例,平均分子量、分子量分布、分子結(jié)構(gòu)的線性程度、凝膠含量;微觀結(jié)構(gòu)參數(shù):丁二烯鏈段中順1,4;反1,4和1,2結(jié)構(gòu)的比例;苯乙烯、丁二烯單元的分布(嵌段共聚/無(wú)規(guī)共

14、聚)。62.SBR中苯乙烯單體比例對(duì)于丁苯橡膠各項(xiàng)性能的影響:隨著苯乙烯含量的提高,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度提高,模量(定伸強(qiáng)度)提高、彈性下降、加工性能變好。苯環(huán)還具有分散應(yīng)力提高耐磨性的作用。耐熱氧老化性能提高,耐寒性下降。綜合各種性能,普通SBR的苯乙烯含量一般為23.5%。63乳聚SBR和溶聚SBR結(jié)構(gòu)性能對(duì)比SBR品種高溫E-SBR低溫E-SBRS-SBR數(shù)均分子量100000100000100000枝化大量中等少量分子量分布系數(shù)7.5461.52.0苯乙烯含量23.523.52025順式179.53436反式46553829乙烯基1412810序列特征無(wú)規(guī)無(wú)規(guī)無(wú)規(guī)與嵌段低溫ESBR比高溫ES

15、BR具有更好的綜合性能。與低溫ESBR相比,SSBR的彈性高、內(nèi)耗低,滾動(dòng)阻力?。荒湍バ阅芴岣?、抗?jié)窕圆蛔兓蛏杂刑岣?。但S-SBR突出缺點(diǎn)是加工性能不好。注意:除了橡膠本身的結(jié)構(gòu),增強(qiáng)填料與橡膠間的相互作用強(qiáng)弱及其在橡膠中分散的均勻性也對(duì)材料最終的動(dòng)態(tài)損耗特性起到了決定性的作用。64聚丁二烯(BR)的結(jié)構(gòu)對(duì)性能的影響:1).乙烯基:含量增大,也會(huì)導(dǎo)致Tg增大,彈性下降、加工性能、橡膠與地面的摩擦系數(shù)提高,橡膠抗?jié)窕蕴岣?;但耐磨性能?huì)略有下降。2).順式1,4結(jié)構(gòu):分子鏈的回彈性高;其含量增高會(huì)導(dǎo)致彈性增大、加工性能與強(qiáng)度的下降。3).反式1,4結(jié)構(gòu):分子鏈的對(duì)稱性高,分子間排布較緊密;其含

16、量增多,彈性減小、模量和加工性能變好。65.順丁橡膠的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及性能66丁基橡膠是異丁烯與少量異戊二烯的共聚物??s寫HR。是在低溫下(-100-90oC)下,通過(guò)陽(yáng)離子聚合機(jī)理得到的。67.IR的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn),HR高耐熱性、耐透氣性和阻尼減振性優(yōu)異的結(jié)構(gòu)各是什么?68氯丁橡膠由2-氯10-丁二烯通過(guò)乳液自由基聚合而來(lái)的橡膠??s寫CR。其性能特點(diǎn)為:結(jié)晶性橡膠純膠強(qiáng)度高,交聯(lián)純膠的強(qiáng)度略高于交聯(lián)純NR。彈性低、動(dòng)態(tài)內(nèi)耗大、耐寒性差。含有大量Cl取代基團(tuán)阻燃性、耐烷烴油好、黏和強(qiáng)度高、但電絕緣性差。cC1和c=c的共扼耐熱性、耐候性和耐03性優(yōu)異,但低于IIR和EPDM。69. 乙丙橡膠是乙烯

17、與丙烯在齊格勒納塔型催化劑催化下的無(wú)規(guī)共聚物。根據(jù)是否加入第三種雙烯類共聚單體分為:二元乙丙橡膠(縮寫EPM)和三元乙丙橡膠(縮寫EPDM)。70. 乙丙橡膠的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及性能影響:高飽和性,乙烯丙烯比例,分子量和分子量分布。71. 乙丙橡膠的性能優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。72. 丁腈橡膠通過(guò)丁二烯和丙烯腈單體乳液自由基聚合而制得的高分子彈性體??s寫NBR。是在耐油橡膠中用量最大的一種。73. NBR中,丙烯腈、丁二烯的含量及結(jié)構(gòu)對(duì)于NBR性能是如何影響的?74. HNBR的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和性能。75硅橡膠(SiR)是一種分子鏈兼具無(wú)機(jī)和有機(jī)性質(zhì)的高分子彈性材料,其分子主鏈由硅原子和氧原子交替組成(一Si0Si)分

18、子側(cè)鏈?zhǔn)桥c硅原子相連接的碳?xì)浠蛉〈細(xì)涞挠袡C(jī)基團(tuán)。硅橡膠屬于一種半無(wú)機(jī)的飽和、雜鏈、非極性彈性體。76氟橡膠(FuoroRubber)是指主鏈或側(cè)鏈上的碳原子上含有氟原子的一種合成高分子彈性體。分子主鏈高度飽和;氟原子的原子半徑小,極性非常大,分子間作用力大。屬于碳鏈飽和極性橡膠。77. 氟橡膠優(yōu)點(diǎn):優(yōu)異的耐油性能,在所有橡膠中最好;優(yōu)異的耐高溫性能,長(zhǎng)期使用250°C,短期350°C;良好的阻燃性;耐高真空性,氣密性優(yōu)于IIR。缺點(diǎn):彈性差、低溫性能差、加工性能差;耐水性和極性物質(zhì)性能較差;需要二段硫化;價(jià)格高。78. 聚丙烯酸是一種結(jié)晶性的塑料或纖維材料。但經(jīng)過(guò)醇酯化后

19、,烷基屏蔽了極性基,降低了分子間作用力,提高了分子鏈的柔性,可以用作彈性體。丙烯酸酯橡膠是由丙烯酸酯(主要是烷基酯),與少量供交聯(lián)反應(yīng)的活性單體共聚而成的彈性體??s寫ACR。79.熱塑性彈性體是指在常溫下具有橡膠的彈性,高溫下具有可塑化成型的一類彈性體材料。熱塑性彈性體可以采用類似熱塑性樹(shù)脂的加工工藝來(lái)反復(fù)加工和回收再利用。80共聚型TPE是采用嵌段共聚的方式將柔性鏈(軟段)同剛性鏈(硬段)交替連接成大分子。81. TPU由二異氰酸酯和聚醚或聚酯多元醇以及低分子量二元醇類擴(kuò)鏈劑反應(yīng)而的。氨基甲酸酯鏈段(硬段)間可形成氫鍵硬段的聚集微區(qū)呈結(jié)晶態(tài)。82. TPU性能:由于物理交聯(lián)點(diǎn)為結(jié)晶微區(qū)TPU

20、具有優(yōu)異的力學(xué)性能(2570MPa)、耐磨性、抗撕裂性能。耐非極性溶劑、但不耐水和極性溶劑;最高使用溫度為120oC硬段結(jié)晶熔點(diǎn)。聚酯型TPU具有更好的力學(xué)強(qiáng)度和耐磨性、耐非極性溶劑性;聚醚型TPU具有更好的彈性、低溫性能、熱穩(wěn)定性、耐水性和耐生物降解性。83高性能TPV的本質(zhì)特征:高彈性、優(yōu)良的熱塑流動(dòng)性和可反復(fù)加工及使用性能。84長(zhǎng)絲(Continuousfilament):長(zhǎng)度很長(zhǎng)(一般以千米計(jì))的單根或多根連續(xù)的化學(xué)纖維絲條;單絲(Monofil):根單纖維的連續(xù)絲條,用單孔噴絲頭紡成;也包括36根單絲的少孔絲;鬃絲:較粗的合成纖維單絲(直徑0.082mm);復(fù)絲(Multi-fila

21、ment):由數(shù)十根單纖維組成的絲條。化學(xué)纖維的復(fù)絲一般8100根單纖維組成。簾線絲:用于輪胎簾子線的復(fù)絲,一般由一百多根到幾百根單纖維經(jīng)拉伸、加捻、合股制成。85異形纖維:經(jīng)一定的幾何形狀(非圓形)的噴絲孔紡制的具有特殊橫截面形狀的化學(xué)纖維,也稱“異形截面纖維”。貫通纖維軸向具有空腔的化學(xué)纖維稱為中空纖維(Hollowfiber),一般也歸入異形纖維。86復(fù)合纖維:“雙組分纖維”或“多組分纖維”,由兩種或兩種以上聚合物用復(fù)合紡絲法紡制而成。(將兩種或兩種以上的紡絲液,分別輸入同一紡絲組件,在適當(dāng)部位匯合,從同一噴絲孔噴出形成一根纖維。)87. 共混纖維:是指通過(guò)兩種或多種聚合物混合后紡成的化

22、學(xué)纖維。88. 高性能纖維:超高分子量聚乙烯纖維、高強(qiáng)維綸、芳香族聚酰胺纖維、芳香族聚酯纖維、碳纖維、聚苯并咪唑纖維、酚醛樹(shù)脂纖維、聚四氟乙烯纖維、碳化硅纖維、氧化鋁纖維、硼纖維等。89. 高性能纖維特點(diǎn):高強(qiáng)高模,耐高溫,耐化學(xué)藥品。90. 功能纖維:在一般纖維具有的物理機(jī)械性能基礎(chǔ)上,具有某種特殊功能的纖維。物理、力學(xué)、物理化學(xué)、反應(yīng)化學(xué)、生物等功能:防水、防火、防油、防污、防臭、防蛀、抗皺、抗起球、抗紫外線、抗紅外線、抗靜電、抗微波、耐疲勞、耐腐蝕、耐冷、耐壓及高強(qiáng)、高亮、高彈性、高透氣、高吸濕、高保暖性。91. 成纖聚合物的一般要求:大分子必須是線型的、能伸直的分子,支鏈盡可能少,沒(méi)有

23、龐大側(cè)基;分子之間有適當(dāng)?shù)南嗷プ饔昧Γ蚓哂幸欢ㄒ?guī)律性的化學(xué)結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu);具有適當(dāng)高的平均分子量和較窄的分子量分布;具有一定的熱穩(wěn)定性,其熔點(diǎn)或軟化點(diǎn)應(yīng)比允許使用溫度高得多。92. 纖維重要的機(jī)械性能定義:初始模量,屈服點(diǎn)及屈服應(yīng)力/應(yīng)變,斷裂強(qiáng)力,斷裂強(qiáng)度,斷裂長(zhǎng)度,強(qiáng)度極限等。93. 聚酯纖維是由大分子鏈中的各鏈節(jié)通過(guò)酯基相連的成纖高聚物紡制而成的合成纖維,目前,聚酯纖維通常是指聚對(duì)苯二甲酸乙二酯纖維。94聚丙烯腈纖維(acrylicfibers)是指由聚丙烯月青或丙烯月青含量占85%以上的線型聚合物所紡制的纖維。我國(guó)聚丙烯腈纖維的商品名稱為腈綸。95涂料定義:涂布在物體表面而形成的具有

24、保護(hù)裝飾或特殊作用(如絕緣、防腐、標(biāo)志等)的膜層材料。96涂料作用:保護(hù)作用,裝飾作用,標(biāo)志作用,特殊作用。97涂料組成:一般包含成膜物質(zhì)、顏料和溶劑三種組分,此外還包括催干劑、填充劑、增塑劑、增稠劑和稀釋劑等98成膜物質(zhì):也稱基料,是涂料的最主要成分。其性質(zhì)對(duì)涂料的性能(如保護(hù)性能、力學(xué)性能等)起主要作用。成膜物質(zhì)應(yīng)能溶解于適當(dāng)?shù)娜軇?,而且必須與物體表面和顏料具有良好的結(jié)合能力。與塑料、橡膠、纖維等所用聚合物最大差別是,涂料所用聚合物的平均分子量一般較低。99顏料:主要起遮蓋、賦色和裝飾作用,并對(duì)表面起抗腐蝕的保護(hù)作用。一般分兩種,一種為無(wú)機(jī)顏料,常見(jiàn)的鈦白粉,鉻黃等,還有種為有機(jī)顏料,如炭

25、黑,大紅粉等。100.溶劑:用以溶解成膜物質(zhì)的易揮發(fā)性有機(jī)液體。常用的有甲苯、二甲苯、丁醇、丁酮和乙酸乙酯等。溶劑的揮發(fā)是涂料對(duì)大氣污染的主要根源,溶劑的安全性、對(duì)人體的毒性也是選擇溶劑時(shí)應(yīng)該考慮的。目前以水作為溶劑的水性涂料很大程度降低了污染和對(duì)人的毒性。101.醇酸樹(shù)脂涂料是以醇酸樹(shù)脂為成膜物質(zhì)的一類涂料。醇酸樹(shù)脂是由多元醇、多元酸與一元酸經(jīng)酯化縮聚反應(yīng)制得的涂料用樹(shù)脂。原料:多元醇、多元酸和單元酸(油)。102.丙烯酸樹(shù)脂涂料以丙烯酸樹(shù)脂為主要成膜物質(zhì)的涂料。103.凡是用異氰酸酯或其反應(yīng)產(chǎn)物為原料的涂料都統(tǒng)稱為聚氨酯涂料。104.環(huán)氧樹(shù)脂涂料是以環(huán)氧樹(shù)脂為基料的涂料。105.聚酯樹(shù)脂是

26、由二元醇、三元醇和二元酸縮聚得到的線形樹(shù)脂,主要品種為羥基過(guò)量的端羥基樹(shù)脂,羧基過(guò)量的聚酯用于制備粉末涂料。106.硝基漆(硝酸纖維素漆)是以硝酸纖維素(硝化棉)為主要成膜物、并加入不干性醇酸樹(shù)脂和改性松香甘油酯以及增韌劑、溶劑、顏料等混合調(diào)配而成。107粘合劑(Bondingagent)又稱膠黏劑,是通過(guò)粘附作用使被粘物結(jié)合在一起的物質(zhì),是最重要的輔助材料之一。能將同種或兩種或兩種以上同質(zhì)或異質(zhì)的制件(或材料)連接在一起,固化后具有足夠強(qiáng)度的有機(jī)或無(wú)機(jī)的、天然或合成的一類物質(zhì),習(xí)慣上簡(jiǎn)稱為膠。10&合成膠粘劑由主劑和助劑組成,主劑又稱為主料、基料或粘料;主劑是膠粘劑的主要成分,主導(dǎo)膠

27、粘劑粘接性能,同時(shí)也是區(qū)別膠粘劑類別的重要標(biāo)志。主劑一般由一種或兩種,甚至三種高聚物構(gòu)成,要求具有良好的粘附性和潤(rùn)濕性等;助劑有固化劑、稀釋劑、增塑劑、填料、偶聯(lián)劑、引發(fā)劑、增稠劑、防老劑、阻聚劑、穩(wěn)定劑、絡(luò)合劑、乳化劑等,根據(jù)要求與用途還可以包括阻燃劑、發(fā)泡劑、消泡劑、著色劑和防霉劑等成分。109粘接(膠結(jié))是用粘合劑將被粘物表面連接在一起的過(guò)程。要達(dá)到良好的粘接,必須具備兩個(gè)條件:1)粘合劑要能很好地潤(rùn)濕被粘物表面;2)粘合劑與被粘物之間要有較強(qiáng)的相互作用;涉及理論:吸附理論;化學(xué)鍵形成理論;擴(kuò)散理論;靜電理論;機(jī)械作用力理論。二:綜合知識(shí)1. 簡(jiǎn)述聚丙烯等規(guī)度和分子量對(duì)于拉伸強(qiáng)度和抗沖擊

28、強(qiáng)度的影響,并分析其微觀結(jié)構(gòu)的原因;(2)在加工過(guò)程中采用什么措施可以減小聚丙烯球晶的尺寸。(1)分子量較低時(shí),等規(guī)度增加,結(jié)晶度增加;分子量較高時(shí),等規(guī)度增大,結(jié)晶度不變。分子量增加,結(jié)晶度下降,材料變軟,拉伸強(qiáng)度降低,抗沖擊性能提高。這是因?yàn)殡S著分子量的增加,分子纏結(jié)嚴(yán)重,從而使結(jié)晶度下降。等規(guī)度增大,分子鏈的規(guī)整性增大,排列緊湊,結(jié)晶性能提高。拉伸強(qiáng)度提高,抗沖擊強(qiáng)度下降。(2)a.降低熔融溫度,縮短熔融時(shí)間;b. 采用中等降溫速率;c. 提高加工時(shí)的剪切應(yīng)力;d. 增加成核劑用量。2. (1)聚氯乙烯熱穩(wěn)定性差的原因是什么?簡(jiǎn)述鉛鹽類熱穩(wěn)定劑提高聚氯乙烯熱穩(wěn)定性的機(jī)理。(2)說(shuō)明為什么

29、PVC硬制品要采用低分子量PVC;而PVC軟制品要采用高分子量PVC。(1)原因:分子鏈中的缺陷和支鏈?zhǔn)菍?dǎo)致熱穩(wěn)定性差的主要內(nèi)因,分子中這些薄弱結(jié)構(gòu),特別是烯丙基氯,分解產(chǎn)生氯自由基,氯自由基向聚氯乙烯分子轉(zhuǎn)移,從中吸取氫原子,形成氯化氫和鏈自由基,聚氯乙烯鏈自由基脫除氯自由基,在大分子中形成雙鍵或烯丙基,雙鍵的形成將使鄰近單元活化,其中的烯丙基氫更易被新生的氯自由基所奪取,即發(fā)生所謂的“拉鏈?zhǔn)健边B鎖脫氯化氫反應(yīng);氧易使聚氯乙烯中的烯丙基氫或叔氫原子氧化,增加了氯原子的不穩(wěn)定性,故熱穩(wěn)定機(jī)理:PVC分解過(guò)程中發(fā)生氧化斷鏈放出HC1,鉛鹽類熱穩(wěn)定劑能和放出的HC1反應(yīng),清除HC1,提高PVC穩(wěn)定

30、性。(2)在合成PVC時(shí),主要通過(guò)控制聚合反應(yīng)的溫度來(lái)控制PVC的分子量,在較低聚合反應(yīng)溫度下生產(chǎn)的PVC,分子量高,結(jié)晶度高,顆粒為疏松性;在較高聚合反應(yīng)溫度下生產(chǎn)的PVC,分子量低,結(jié)晶度低,顆粒為緊密型;從加工性能,高分子量PVC顆粒疏松,吸收增塑劑的能力強(qiáng),塑性好,更易制作軟制品;從力學(xué)性能,高分子鏈鏈長(zhǎng),分子鏈間的纏結(jié)點(diǎn)多,更具有類似橡膠的結(jié)構(gòu),更軟更韌更適合制軟制品。反之亦然3. (1)寫出熱塑性和熱固性酚醛樹(shù)脂的合成反應(yīng)式及各自的反應(yīng)條件。(2)寫出使用六甲基次胺固化熱塑性酚醛樹(shù)脂的反應(yīng)式。1)熱塑性酚醛樹(shù)脂OHOHOHOHCH陽(yáng)+CTIp一.|條件:甲醛:苯酚1,酸性條件下強(qiáng)酸

31、-通用性酚醛樹(shù)脂;弱酸-高鄰位酚醛樹(shù)脂熱固性酚醛樹(shù)脂第一步:甲醛與苯酚的加成反應(yīng)iHIICHXCHjOHCH.OHCHH卜CHQCH.OH+ch3oOHr&HO也打廠產(chǎn)C叫OHTCHjOH第二步:羥甲基酚的縮聚反應(yīng),兩種可能的縮聚反應(yīng)CHtOGHiCH,OH+HIKEIbOFI*CH"HOn,門JILOH*-Ht條件:甲醛:苯酚1,堿性條件下,含有可反應(yīng)羥甲基,不需固化劑,加熱即可固化(2)熱塑性酚醛樹(shù)脂+(CH)N2644. 在汽車工業(yè)中,可以采用聚碳酸酯和聚苯乙烯制造大燈罩,但目前多采用聚碳酸酯,請(qǐng)從分子結(jié)構(gòu)與性能特點(diǎn)關(guān)系角度分析其原因。5. 請(qǐng)從分子結(jié)構(gòu)角度分析PTFE

32、為什么具有耐高低溫、耐腐蝕和不黏附的特點(diǎn)?(2)為什么各項(xiàng)力學(xué)性能很低?(3)請(qǐng)分析通過(guò)共聚改性后的氟樹(shù)脂的冷流性的變化趨勢(shì)。6. 從分子結(jié)構(gòu)上加以分析天然橡膠、丁苯橡膠、順丁橡膠性能上各有哪些優(yōu)缺點(diǎn)?天然橡膠:優(yōu)點(diǎn)a主鏈含孤立雙鍵,鍵的內(nèi)旋轉(zhuǎn)位壘低,分子間互相作用力不大,使得大分子的柔性好,彈性高b在低溫、拉伸條件下均可使天然膠結(jié)晶,具有相當(dāng)高的拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度c天然橡膠為非極性橡膠,具有良好的電絕緣性能缺點(diǎn)a主鏈含有不飽和鍵使得橡膠大分子結(jié)構(gòu)單元中的a氫原子,具有較高的反應(yīng)活性,所以抗熱氧老化性能不好b非極性橡膠,耐油性不好丁苯橡膠優(yōu)點(diǎn)a主鏈雙鍵含量及反應(yīng)活性比天然橡膠低,耐熱氧老化、耐

33、臭氧性能、耐磨性好b分子結(jié)構(gòu)中苯環(huán)和側(cè)乙烯基的存在使大分子柔順性較差,耐熱性好剛度高c隨著苯乙烯含量增加,硫化膠的定伸應(yīng)力、拉伸強(qiáng)度增加d非極性橡膠,電絕緣性好缺點(diǎn)a存在大量分子側(cè)基,彈性和耐寒性較差b非結(jié)晶性橡膠,不具備自增強(qiáng)性c非極性橡膠,耐油性差順丁橡膠優(yōu)點(diǎn)a分子鏈結(jié)構(gòu)規(guī)整,高度柔順、高彈性、耐寒性好、耐動(dòng)態(tài)疲勞、摩擦系數(shù)低缺點(diǎn)a分子鏈作用低,拉伸強(qiáng)度低b主鏈上存在大量不飽和雙鍵,耐臭氧老化和耐熱老化性差c抗?jié)窕圆頳加工性能不好e非極性橡膠,耐油性差7. (1)試敘述丁基橡膠、乙丙橡膠、氯丁橡膠結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系;(2)并比較這三種橡膠的強(qiáng)度、回彈性、耐磨性、耐熱氧老化性、動(dòng)態(tài)生熱、

34、耐油性。(1)丁基橡膠:是異丁烯和少量異戊二烯的共聚物。a.主鏈上只有少量的異戊二烯雙鍵,飽和度很高,因此耐熱性、耐候性、耐臭氧性能均良好。缺點(diǎn)是交聯(lián)速度慢;b.聚異丁烯段結(jié)構(gòu)規(guī)整、對(duì)稱性高,是結(jié)晶性橡膠,純膠強(qiáng)度高;c.主鏈上側(cè)甲基多,填補(bǔ)了分子鏈間的空隙,耐透氣性和耐透水性優(yōu)異;d主鏈上側(cè)甲基多,分子鏈相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),內(nèi)摩擦大,內(nèi)耗高,適合用于阻尼減震材料。氯丁橡膠:碳氯鍵和碳碳雙鍵的共軛結(jié)構(gòu),使反應(yīng)活性降a結(jié)晶性橡膠;b.彈性低、動(dòng)態(tài)內(nèi)耗大、耐寒性差;c含有大量氯取代基,阻燃性、耐油性好;d共軛結(jié)構(gòu),耐寒性、耐候性、耐臭氧性優(yōu)異,但低于IIR和EPDM.乙丙橡膠:乙烯丙烯共聚物。是飽和的非極

35、性的分子主鏈。a.具有高耐熱性;b耐候性和耐臭氧性突出;c耐化學(xué)腐蝕性好;d彈性和低溫性好;e耐烷烴油性差,氣密性不好。(2)強(qiáng)度:CR>IIR>EPM回彈性:EPM>IIR>CR耐磨性:EPM>IIR>CR耐熱氧老化性:EPM>IIR>CR動(dòng)態(tài)生熱:IIR>CR>EPM耐油性:CR>IIR>EPM8. 簡(jiǎn)述橡膠回收的途徑和發(fā)展趨勢(shì)。主要途徑有:(1)廢舊輪胎原形直接利用。(2)直接燃燒,回收熱能。(3)熱分解。廢輪胎在高溫下分離提取燃?xì)?、油、炭黑、鋼鐵等。(4)舊輪胎翻新。舊輪胎翻新不僅可以延長(zhǎng)輪胎使用壽命、節(jié)約能源、降低成本,還可以減少污染。5)利用物理和化學(xué)再生技術(shù),使不熔不溶的橡膠重新獲得可塑性,形成可再加工利用的彈性體材料,生產(chǎn)再生橡膠。(6)生產(chǎn)硫化膠粉。未來(lái)發(fā)展趨勢(shì):1.高值化利用2低溫環(huán)保3節(jié)能減排9. 綠色纖維的概念,與粘膠纖維相比,Lyocell纖維有哪些優(yōu)點(diǎn)?綠色環(huán)保纖維,從生態(tài)學(xué)角度看應(yīng)滿足以下三個(gè)條件:(1)原料采用可再生資源,不會(huì)破壞生態(tài)平衡和導(dǎo)致資源枯竭;(2)生產(chǎn)過(guò)程中不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染,符合節(jié)能環(huán)保要求,產(chǎn)品穿著健康舒適;(3)制成品廢棄后可回收利用或可在自然條件下降解。與粘膠纖維相比,

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