高分子材料考試

緒論塑料的定義？塑料是以合成樹脂為主要成分,在一定條件下可塑成一定形狀并在常溫下保持其形狀的材料。通用塑料、工程塑料的定義？通用塑料：產(chǎn)量大、用途廣、價格低、加工易的塑料。工程塑料：較高力學(xué)性能、較寬的溫度范圍、較苛刻的環(huán)境條件并能長期使用、能替代金屬制造機械零件和工程構(gòu)件的塑料。塑料的優(yōu)點及不足？優(yōu)點：1、質(zhì)輕2、電氣絕緣性好3、力學(xué)強度范圍寬4、優(yōu)良的防腐性5、隔熱性能好6、成型加工性能好不足：1、使用溫度不寬、耐熱性低。2、 強度、剛性較低。3、 熱膨脹系數(shù)較大，導(dǎo)熱系數(shù)小。4、 不易加工成型精密尺寸的制品，易產(chǎn)生蠕變、冷流、疲勞、結(jié)晶。阻隔性材料應(yīng)具有什么結(jié)構(gòu)特性？聚乙烯總結(jié)LDPE、HDPE和LLDPE結(jié)構(gòu)性能區(qū)別。LDPE主鏈上存在大量長支鏈和短支鏈；HDPE主鏈含少量短支鏈；LLDPE主鏈上存在大量短支鏈（與LDPE相當(dāng)）。由于支鏈的存在及支化程度的不同，導(dǎo)致性能上的差異。支鏈的存在影響分子鏈的反復(fù)折疊和緊密堆砌，導(dǎo)致密度降低，結(jié)晶度減小，熔點，強度，拉伸模量降低。從微觀結(jié)構(gòu)因素分析，為什么交聯(lián)PE的力學(xué)性能有大幅度的提高。PE力學(xué)性能低主要是由于分子間作用低，而交聯(lián)的PE只要是用化學(xué)（過氧化物交聯(lián)或硅烷交聯(lián)）或輻射方法通過交聯(lián)，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的熱固性塑料，分布越集中，分子間作用力提高，使密度增大，相對分子量變大，支化變少，從而抗沖擊，抗蠕動抗應(yīng)力好。從LLDPE的分子結(jié)構(gòu)特征分析為什么LLDPE的耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能要高于HDPE和LDPE。所謂環(huán)境應(yīng)力開裂（ESC）是指材料在環(huán)境因素和應(yīng)力因素協(xié)同作用下發(fā)生開裂的情況。影響聚乙烯耐環(huán)境應(yīng)力開裂（ESCR）性能的因素很多，主要有：分子量及其分布，密度和結(jié)晶度，分子鏈結(jié)構(gòu)。①分子量及其分布。一般認為PE的分子量越大（熔體流動速率越小），分子鏈越長，晶片間系帶分子數(shù)越多，ESCR性越好。②密度和結(jié)晶度。PE密度越大，結(jié)晶度越高，晶片間的系帶分子數(shù)愈少，將導(dǎo)致ESCR性能下降。另一方面,結(jié)晶度愈高,晶粒間結(jié)合的密度大,環(huán)境介質(zhì)不易滲透到無定形區(qū)而使系帶分子不易解纏和松弛,有利于ESCR性能的提高。③分子鏈結(jié)構(gòu)。增加鏈的支化度也可以提高PE的耐開裂性能。當(dāng)PE分子帶有支鏈時能大大提高PE的ESCR性能。氯化聚乙烯、乙烯共聚物的結(jié)構(gòu)性能特點，英文縮寫。氯化聚乙烯（CPE）-高密度聚乙烯或低密度聚乙烯中仲碳原子上的氫原子被氯原子部分取代的一種無規(guī)聚合物。常用含氯量30%—40%。氯化聚乙烯分子鏈含側(cè)氯原子且無規(guī)分布，破壞了分子鏈的對稱性，結(jié)晶度降低，材料變軟，類似橡膠的彈性。氯含量增加，彈性降低。氯化聚乙烯具有優(yōu)良的沖擊性能、阻燃性能、耐熱性能（長時間使用溫度達耐候性、耐油性、耐臭氧老化性好，耐磨性高，電絕緣性好。乙烯-乙酸乙烯共聚物（EVA）共聚物的性能與乙酸乙烯脂的含量有很大關(guān)系：當(dāng)乙酸乙烯脂的含量增加時，共聚物的回彈性、柔韌性、粘合性、透明性、耐應(yīng)力開裂、沖擊性能都會提高；當(dāng)降低乙酸乙烯脂的含量時，共聚物的剛性、耐磨性、電絕緣性會增加。側(cè)鏈極性的乙酸乙烯脂提高了共聚物在溶劑中的溶解度，時期耐化學(xué)藥品性變差。LLDPE的流變性能如何？流變學(xué)特征為剪切變硬、拉伸變軟。聚乙烯高壓聚合與低壓聚合的反應(yīng)原理、反應(yīng)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)特點。LDPE—高壓聚乙烯一自由基機理一本體聚合HDPE—低壓或中壓一離子型機理一溶液聚合LLDPE—低壓或中壓一離子型機理一溶液聚合提高耐環(huán)境應(yīng)力的方法（1） 提高分子量；（2） 減少分子量分布；（3）交聯(lián)；（4）結(jié)晶度降低；聚丙烯什么是PP的等規(guī)度？PP中等規(guī)聚合物所占的重量百分比。請分析為什么PP大球晶（需要自查文獻）會對性能造成不利的影響，如何避免？因為球晶邊界是連接最弱的區(qū)域，而PP球晶結(jié)構(gòu)為大球晶，球晶之間有明顯的界面，在界面處易產(chǎn)生應(yīng)力集中，會減弱斷裂伸長、韌性、抗沖擊性、剛性、彈性模量、拉伸強度等性能。大球晶的直徑遠大于可見光波長，且晶區(qū)與非晶區(qū)的折射率相差較大，導(dǎo)致產(chǎn)生表面光的散射，導(dǎo)致透明性下降。可以采用降低熔體溫度，縮短熔融時間；中等降溫速度；增大加工剪切應(yīng)力；加入成核劑等方法避免大球晶的產(chǎn)生以改善PP的性能。分析PP結(jié)構(gòu)特征，PP的結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系？PP改性的方法有那些？各種方法對PP性能的影響么？1、 共聚改性，例如與乙烯共聚可以得到無規(guī)共聚物和嵌段共聚物；可以增韌、提高耐寒性；但強度和耐熱性降低。2、 共混改性，例如PP與HDPE共混，PP與EPR和TPE共混，可以增韌、提高耐寒性；但強度和耐熱性降低；與聚酰胺共混，可以增韌、提高耐熱、耐磨和強度。3、 填充改性，例如粉末狀礦物填料填充PP，可以提高耐熱性、剛度、硬度；降低收縮和熱膨脹。4、 增強改性，例如用玻璃纖維增強PP，可以大幅度提高耐熱性、剛度、硬度；降低收縮和熱膨脹。為何PP容易氧化降解，請查閱資料，簡要闡述其機理。分析PP與PE性能的相同點和異同點相似性：因PP和PE的結(jié)構(gòu)相似，和PE一樣，PP分子中無極性基因，雖電性能好，溶脹性能相似，但印刷性差。異同性：（1） 由于PP主鏈碳原子上交替存在甲基，從而使主鏈顯得僵硬些，熔融溫度升高；同時破壞分子對稱性，熔融溫度下降。兩者抵消的結(jié)果是，最規(guī)整的PP比最規(guī)整的PE高50°C。（2） 側(cè)甲基的存在，分子鏈剛性大，強度及耐熱性高（3） 側(cè)甲基的存在，使叔碳原子活化，對氧敏感，耐氧化性差；（4） 鏈柔曲性差（0?10C就要脆折）。為什么PP為工程化的通用材料具有較高的耐熱性，玻纖增強后的強度較高。聚氯乙烯簡要分析一下為什么高分子量的PVC（小牌號）適合用作軟質(zhì)PVC;而低分子量（大牌號）的PVC適合用作硬質(zhì)PVC?答：在合成PVC時，主要是通過控制聚合反應(yīng)的溫度來控制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，顆粒為疏松型。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。從性能來講，軟質(zhì)PVC中由于添加了大量的增塑劑（含量超過40％）已使其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低于室溫，是一種彈性材料。采用高分子量的PVC來制備，由其結(jié)晶度較高，可以提供較多的物理交聯(lián)點，有利于獲得較好的力學(xué)性能。從加工角度來件，高分子量PVC多為疏松型顆粒，利于大量吸收增塑劑，適合用來制備軟質(zhì)PVC制品。而低分子量的PVC多為緊密型顆粒，吸收增塑劑能力低，適合用來制造添加增塑劑量很少的PVC硬制品。簡要分析PVC結(jié)構(gòu)特征及結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系？PVC熱不穩(wěn)定性的原因？（1） 大分子末端雙鍵，往往是放出HCl的首要地點（2） 支鏈的存在（3） 烯丙基氯原子聚苯乙烯比較PE、PP、PVC和PS四種樹脂的分子結(jié)構(gòu)特征及聚集態(tài)特征的異同。根據(jù)它們微觀結(jié)構(gòu)特征的異同分析比較、它們性能特點上的異同。性能特點包括：（1）拉伸強度；（2）抗沖擊性能；（3）耐熱性（抗熱變形能力）；⑷透明性；（5）絕緣性；（6）耐溶劑和化學(xué)藥品性；（7）阻燃性。PE結(jié)構(gòu)單元對稱，結(jié)構(gòu)規(guī)整，分子鏈柔順且有一定支化。在使用溫度下，PE聚集態(tài)由大量結(jié)晶相和少量無定形結(jié)構(gòu)組成。聚丙烯結(jié)構(gòu)簡單，與聚乙烯相比，主鏈上多了重復(fù)側(cè)甲基，因此有三種不同的立體構(gòu)型（等規(guī)，間規(guī)，無規(guī)PP）o等規(guī)PP常溫下是大量結(jié)晶和少量無定形結(jié)構(gòu)共存。間規(guī)PP，無規(guī)PP結(jié)晶度下降，力學(xué)性能也變差。PVC結(jié)構(gòu)和PP類似，甲基變成了氯原子，穩(wěn)定性變差，受熱或輻射易分解放出HCl。PVC主鏈以頭尾結(jié)構(gòu)為主，常溫下是含少量結(jié)晶結(jié)構(gòu)的無定形聚合物°PS主鏈含大量剛性的苯環(huán)，有較大的空間位阻，分子鏈柔性較差，是一種線性無規(guī)高分子，是完全無定形的聚合物。（1）拉伸強度：硬質(zhì)PVC~PS〉PP〉PE（硬質(zhì)PVC的拉伸強度與PS相近）（2）抗沖擊性能：PE和軟質(zhì)PVC抗沖擊性能都較好，聚丙烯和聚苯乙烯沖擊強度較低（3）耐熱性（抗熱變形能力）：PP耐熱性最好，PE，PVC，PS耐熱性較差（4）熱穩(wěn)定性：PVC受熱易分解，熱穩(wěn)定性差，其他穩(wěn)定性較好（5）透明性：PVC,PS透明性較好，PE通常為半透明或不透明，PP為白色蠟狀固體（6）絕緣性：四種塑料絕緣性都較好，PP高頻絕緣性好，PVC中低頻絕緣性好（7）耐溶劑和化學(xué)藥品性：PE,PP耐溶劑和化學(xué)藥品性能優(yōu)異；PVC與PS耐酸堿性相近，都不耐氧化性酸。PVC不耐極性溶劑，PS不耐非極性溶劑。（8）阻燃性：PVC由于含鹵素原子具有較好的阻燃性，其他三種塑料都易燃。簡要分析PS結(jié)構(gòu)特征及結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系？PS脆性的原因？ABSABS是什么，它的三個部分各有什么功能？ABS是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯的三元共聚物，丙烯腈使聚合物耐化學(xué)腐蝕且具有一定表面強度；丁二烯使聚合物呈現(xiàn)橡膠狀韌性；苯乙烯使聚合物顯現(xiàn)熱塑性塑料的加工特性，即好的流動性。影響ABS性能的因素？樹脂相的組成、橡膠相的組成及比例、橡膠與樹脂界面的相容性以及接枝率等因素都會影響樹脂的性能。影響HIPS性能的因素？ABS透明性的改進方法？A、 用混煉的方法使聚合物透明?；炀毧墒箻渲拖鹉z的折射率在一定范圍內(nèi)相近。B、 或者使橡膠粒子必須小到不引起可見光散射的程度。ABS耐候性的改進方法？A、 將丁二烯橡膠用不含雙鍵的其他彈性體代替。B、 加入抗老化和抗氧化的光穩(wěn)定劑等，雖然不能從根本上解決問題，是通常采用的方法。ABS耐熱性的改進方法？主要手段就是導(dǎo)入剛性分子，提高主鏈剛性、減弱對稱性，增加側(cè)鏈位阻。氟塑料請從分子結(jié)構(gòu)角度分析PTFE為什么具有耐高低溫、耐腐蝕和不黏附的特點？為什么各項力學(xué)性能很低？答：PTFE的C-F鍵的鍵能高（487kJ/mol,C—C鍵的鍵能為387kJ/mol），F(xiàn)原子的半徑是0.064nm，而C一C鍵的鍵長是0.136nm，通過螺旋形構(gòu)象形成的F原子“筒狀外殼”嚴密的屏蔽了分子骨架碳原子。F原子的范德華半徑0.135nm,在PTFE中兩個F原子的距離是0.27nm，因此PTFE螺旋形構(gòu)象鏈的剛性很強，難彎曲。PTFE的分子量高,且?guī)缀鯚o支鏈,具有極高的化學(xué)穩(wěn)定性,可以耐高低溫、耐腐蝕和不粘附。PTFE是非極性聚合物，分子間或與其他分子間的物理吸引作用力很小，PTFE螺旋形構(gòu)象鏈的剛性很強，難彎曲，大分子間的纏結(jié)難發(fā)生，導(dǎo)致力學(xué)性能不高。PTFE改性品種？當(dāng)通過破壞PTFE分子結(jié)構(gòu)的規(guī)整性提高其加工流動性后，其抗“冷流性”將如何變化，為什么？答：抗“冷流性”會提高。因為當(dāng)分子結(jié)構(gòu)的規(guī)整性被破壞后，其規(guī)整性下降，大分子纏結(jié)增加，導(dǎo)致“冷流性”減弱。簡要分析PTFE結(jié)構(gòu)特征及結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系？聚四氟乙烯稱為“塑料王”的原因？優(yōu)異的耐化學(xué)腐蝕和老化性能。聚酰胺尼龍結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系。查閱文獻了解什么是澆鑄尼龍、其英文縮寫及含意是什么，與一般尼龍相比其特點是什么？澆鑄尼龍-又稱單體澆鑄尼龍或MC尼龍(MomomerCastingNylon)，指在常壓下將熔融的以內(nèi)酰胺單體用強堿性物質(zhì)作催化劑，與助催化劑等助劑一起，經(jīng)真空脫水后直接注入到已預(yù)熱至一定溫度的模具中，物料在模具中發(fā)生快速聚合反應(yīng)凝固成的固體胚料。澆鑄尼龍作為一種工程塑料,具有質(zhì)量輕，運轉(zhuǎn)時噪音小，機械性能好，回彈性好，耐磨性好，自潤滑等特點。影響尼龍吸水率的主要因素是什么？為什么尼龍吸水后、力學(xué)性能會發(fā)生顯著的變化？影響尼龍吸水率的主要因素是分子鏈中酰胺鍵的含量，即CH2/CONH的比值。尼龍因含有大量極性的酰胺鍵而具有吸水性，水分及其含量對尼龍力學(xué)性能有很大影響。水分子進入尼龍分子間，降低了分子間作用力，使鏈段活動能力增強；同時水分子能與酰胺鍵結(jié)合形成氫鍵，取代原來分子鏈間氫鍵，減小了分子鏈間氫鍵密度，使尼龍力學(xué)性能下降。芳香族聚酰胺具有高強度、高模量及耐高溫的原因芳香族聚酰胺分子中苯環(huán)與酰胺鍵交替排列，苯環(huán)自身具有剛性，與酰胺基團又存在共軛作用，并且酰胺基團上的氫能夠與另一個分子酰胺基團羰基上的氧結(jié)合形成氫鍵。氫鍵的形成使得聚酰胺的結(jié)構(gòu)易發(fā)生結(jié)晶化，而且分子間的氫鍵作用力較大，所以聚酰胺具有高強度、高模量及耐高溫的優(yōu)異性能。透明聚酰胺的原理是什么？透明聚酰胺是聚酰胺的一個新品種，通常的聚酰胺是結(jié)晶型聚合物，而透明聚酰胺幾乎無結(jié)晶或結(jié)晶速度非常慢。通常采用向分子鏈中引入側(cè)基的辦法來破壞分子鏈的規(guī)整性，抑制晶體的形成，從而獲得透明聚酰胺。常見的透明聚酰胺有聚對苯二甲酰三甲基己二胺。聚甲醛（POM）POM的主要性能、共混改性和加工特性。分析均聚和共聚聚甲醛分子結(jié)構(gòu)組成與其性能的差異。均聚甲醛的大分子是由 鍵連續(xù)構(gòu)成的，而共聚甲醛則在若干鍵主鏈上分布有少量的鍵，而 較 鍵穩(wěn)定，在發(fā)生降解的過程中， 鍵可能成為終止點，所以，共聚甲醛的耐熱穩(wěn)定性和耐化學(xué)穩(wěn)定性好，成型加工溫度范圍更寬；而均聚甲醛的密度和力學(xué)強度更高。聚碳酸酯（PC）聚碳酸酯的定義及分類？是分子主鏈中含有 基團的線性聚合物分析比較造成PE、PS和PC容易發(fā)生應(yīng)力開裂原因的異同點。答：相同點：在外界環(huán)境作用下，在材料加工過程中有殘余應(yīng)力存在，使材料在遠遠低于屈服應(yīng)力時就發(fā)生開裂。不同點：PE中大量結(jié)晶相和少量無定形結(jié)構(gòu)并存，晶區(qū)與非晶區(qū)間接觸薄弱，容易產(chǎn)生應(yīng)力開裂。PS是因為分子鏈容易取向，但在制品冷卻定型時，