高分子材料試題及答案

1、05年高分子材料導(dǎo)論試卷答案及評分標(biāo)準(zhǔn)一、填空題（20分,每空1分）：1、材料按所起作用分類,可分為功能材料和結(jié)構(gòu)材料兩種類型。2、按照聚合物和單體元素組成和結(jié)構(gòu)變化,可將聚合反應(yīng)分成加成聚合反應(yīng)和縮合聚合反應(yīng)兩大類。3、大分子鏈形態(tài)有伸直鏈、折疊鏈、螺旋鏈、無規(guī)線團(tuán)四種基本類型。4、合成膠粘劑按固化類型可分為化學(xué)反應(yīng)型膠粘劑、熱塑性樹脂溶液膠粘劑、熱熔膠粘劑三種。5、原子之間或分子之間的系結(jié)力稱為結(jié)合鍵或價鍵。6、高分子聚合物溶劑選擇的原則有極性相近、溶解度參數(shù)相近、溶劑化原則。7、液晶高分子材料從應(yīng)用的角度分為熱致型和溶致型兩種。8、制備高聚物/粘土納米復(fù)合材料方法有插層聚合和插層復(fù)合兩種

2、。二、解釋下列概念（20分,每小題4分）：1、            材料化過程：由化學(xué)物質(zhì)或原料轉(zhuǎn)變成適于一定用場的材料,其轉(zhuǎn)變過程稱為材料化過程或稱為材料工藝過程。2、            復(fù)合材料：由兩種或兩種以上物理和化學(xué)性質(zhì)不同的物質(zhì),用適當(dāng)?shù)墓に嚪椒ńM合起來,而得到的具有復(fù)合效應(yīng)的多相固體材料稱之為復(fù)合材料。3、    &#

3、160;      聚合物混合物界面：聚合物的共混物中存在三種區(qū)域結(jié)構(gòu)：兩種聚合物各自獨立的相和兩相之間的界面層,界面層也稱為過渡區(qū),在此區(qū)域發(fā)生兩相的粘合和兩種聚合物鏈段之間的相互擴(kuò)散。4、            共混法則：共混物的性能與構(gòu)成共混物的組成均質(zhì)材料的性能有關(guān),一般為其體積分?jǐn)?shù)或摩爾分?jǐn)?shù)與均質(zhì)材料的性能乘積之和?；蚴堑箶?shù)關(guān)系。5、        

4、;   納米復(fù)合材料：是指復(fù)合材料結(jié)構(gòu)中至少有一個相在一維方向上是納米尺寸。所謂納米尺寸是指1nm100nm的尺寸范圍。納米復(fù)合材料包括均質(zhì)材料在加工過程中所析出納米級尺寸增強(qiáng)相和基體相所構(gòu)成的原位復(fù)合材料、納米級尺寸增強(qiáng)劑的復(fù)合材料以及剛性分子增強(qiáng)的分子復(fù)合材料等。三、比較下列各組聚合物的柔順性大小,并說明理由（5分,每小題2.5分）：1、            聚丙烯與聚苯烯聚丙烯>聚苯烯,原因：隨著長鏈上側(cè)基體積的增大,限制了分子鏈的運動,分子的柔性降低

5、。2、            聚乙烯、氯化聚乙烯和聚氯乙烯聚乙烯>氯化聚乙烯>聚氯乙烯,原因：隨著長鏈上氯原子的增加,分子間作用力增強(qiáng),分子的柔性降低。四、比較下列各組聚合物的Tg大小,并說明理由（5分,每小題2.5分）：1、            聚丙烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇和聚丙烯腈聚丙烯<聚氯乙烯<聚乙烯醇<聚丙烯腈,原因：隨著分子鏈上側(cè)基的極

6、性增強(qiáng),分子鏈產(chǎn)生的內(nèi)旋轉(zhuǎn)受到限制越大,是其Tg增高。 2、            聚（3、3-二甲基1-丁烯）、聚苯乙烯和聚乙烯基咔唑聚（3、3-二甲基1-丁烯）<聚苯乙烯<聚乙烯基咔唑,原因：隨著分子鏈上側(cè)基體積的增大,分子運動越困難,所以Tg增高。五、按照給出條件鑒別高分子材料（6分,每小題3分）：1、序號密度（g/cm3）洛氏硬度軟化溫度沖擊強(qiáng)度J/m10.95R351222720.92R211104330.94R3813382請指出1、2、3分別是HDP

7、E、LDPE、UHMWPE中的哪一種聚合物？答案：1、2、3分別是HDPE、LDPE、UHMWPE。2、序號拉伸強(qiáng)度斷裂伸長率彎曲模量沖擊強(qiáng)度J/m156902.20640215987.65105請指出1、2分別是PC、HIPS中的哪一種聚合物？答案：1、2分別是PC、HIPS。六、寫出制備下列高分子材料的單體名稱及反應(yīng)式（8分,每小題2分）：1、         錦綸6T 答案：單體是對苯二甲酸和己二胺         &#

8、160;        （分）反應(yīng)式：   （分）2、          PIP 答案：單體是異戊二烯                          

9、60;   （分）反應(yīng)式：   （分）3、          芳綸1313答案：單體是間苯二甲酸和間苯二胺                 （分）反應(yīng)式：     （分）4、        

10、  ABS答案：單體是丙烯腈、苯苯乙烯和丁二烯                 （分）反應(yīng)式：              （分）               &

11、#160;      七、回答下列問題（36分,每小題6分）：1、          高分子材料與小分子化合物相比具有什么特點？答案：高分子是一種許許多多原子由共價鍵聯(lián)結(jié),且鏈上的成鍵原子都共享成鍵電子的相對分子質(zhì)量很大（104107,甚至更大）的化合物。如果把一般的小分子化合物看作為“點”分子,則高分子恰似“一條鏈”。正是由于高分子的長鏈結(jié)構(gòu),使其與小分子物質(zhì)相比具有種種高分子的特性,歸納如下：1）高分子是由很大數(shù)目的結(jié)構(gòu)單元組成,每一結(jié)構(gòu)單元相當(dāng)于一個

12、小分子,它可以是一種均聚物,也可以是幾種共聚物。結(jié)構(gòu)單元以共價鍵相連結(jié),形成線性分子、支化分子、網(wǎng)狀分子等等。2）一般高分子的主鏈都有一定的內(nèi)旋轉(zhuǎn)自由度,可以使主鏈彎曲而具有柔性。并由于分子的熱運動,柔性鏈的形狀可以不斷改變,如化學(xué)鍵不能作內(nèi)旋轉(zhuǎn),或結(jié)構(gòu)單元間有強(qiáng)烈的相互作用,則形成剛性鏈,而且有一定的形狀。                 3）高分子是由很多結(jié)構(gòu)單元所組成,與小分子相比,其分子間的范德華力超過了組成大分子的化學(xué)鍵能,不

13、易汽化,或用蒸餾法進(jìn)行純化。4）只要高分子鏈中存在交聯(lián),既是交聯(lián)度很小,高聚物的物理力學(xué)性能也會發(fā)生很大變化,最主要的是不溶解和不熔融。5）高聚物的聚集態(tài)有晶態(tài)和非晶態(tài)之分,高聚物的晶態(tài)比小分子晶態(tài)的有序差很多,存在很多缺陷。但高聚物的非晶態(tài)卻比小分子液態(tài)的有序程度高。6）要將高聚物加工成為有用的材料,往往要在樹脂中加入填料、各種助劑、色料等。當(dāng)兩種以上高聚物共混改性時,高分子材料的織態(tài)結(jié)構(gòu)是決定材料的性能的重要因素。2、          PC性能有哪些優(yōu)缺點？答案：PC的優(yōu)良性能： 

14、0; （1）力學(xué)性能 PC具有均衡的剛性和韌性,拉伸強(qiáng)度高達(dá)6170MPa,有突出的沖擊強(qiáng)度,在一般工程塑料中居首位,抗蠕變性能優(yōu)于聚酰胺和聚甲醛。   （2）熱性能 與聚酰胺和聚甲醛不同,PC是非結(jié)晶性塑料,但由于主鏈中存在苯環(huán),使PC具有較高的耐熱性,它的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和軟化溫度分別高達(dá)150和240,最高使用溫度可達(dá)135。PC具有優(yōu)良的耐寒性,脆化溫度為100,因此可在100130的范圍內(nèi)使用。   （3）透明性 PC的透光率為8791,由于它兼具抗沖擊性和耐熱性,因此綜合性能優(yōu)于聚苯乙烯、有機(jī)玻璃等其它透明塑料。（4）其它性能 吸水率低、成型收

15、縮率小、尺寸精度高,并在廣泛的溫度范圍內(nèi)具有良好的電性能。還具有優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕性以及自熄、易增強(qiáng)、阻燃、元毒、易著色等優(yōu)點。PC的主要缺點：    熔體粘度大,流動性差,使成型制件的殘余應(yīng)力大,容易產(chǎn)生應(yīng)力開裂；    耐溶劑、耐堿性差；高溫時易水解；    摩擦因數(shù)大、無自潤滑性、不耐磨損、耐疲勞性差。3、          用銀紋剪切帶空穴理論解釋PS中加入丁苯橡膠后沖擊強(qiáng)度提高的現(xiàn)象。答案：銀紋-剪切帶-空穴

16、理論認(rèn)為,橡膠顆粒的主要增韌機(jī)理包括三個方面：引發(fā)和支化大量銀紋并橋接裂紋兩岸；引發(fā)基體剪切形變,形成剪切帶；在橡膠顆粒內(nèi)及表面產(chǎn)生空穴,伴之以空間之間聚合物鏈的伸展和剪切并導(dǎo)致基體的塑性變形。在中加入了丁苯橡膠后,橡膠顆粒充作應(yīng)力集中中心（假定橡膠相與基體有良好的粘合）,誘發(fā)大量銀紋,而且還能支化銀紋,另外能夠?qū)︺y紋進(jìn)行橋接。橡膠顆粒的另一個重要作用是引發(fā)剪切帶的形成,剪切帶可使基體剪切屈服,吸收大量形變功。此外剪切帶不僅是消耗能量的重要因素,而且還終止銀紋使其不致發(fā)展成破壞性的裂紋。此外,剪切帶也可使已存在的小裂紋轉(zhuǎn)向或終止。（分）在沖擊應(yīng)力作用下,橡膠顆粒發(fā)生空穴化作用,這種空穴化作用將

17、裂紋或銀紋尖端區(qū)基體中的三軸應(yīng)力轉(zhuǎn)變成平面剪切應(yīng)力,從而引發(fā)剪切帶。剪切屈服吸收大量能量,從而大幅度提高抗沖擊強(qiáng)度。綜上所述,PS中加入丁苯橡膠后沖擊強(qiáng)度提高。、聚合物共混改性的優(yōu)點有哪些？答案：聚合物共混是獲得綜合性能優(yōu)異的高分子材料的卓有成效的途徑,共混已成為高分子材料改性的極重要的手段,其主要優(yōu)點體現(xiàn)在以下幾個方面。1）綜合均衡各聚合物組分的性能,取長補(bǔ)短,消除各單一聚合物組分性能上的弱點,獲得綜合性能優(yōu)異的高分子材料。 2）使用少量的某一聚合物可以作為另一聚合物的改性劑,改性效果顯著。 3）通過共混可改善某些聚合物的加工性能。 4）聚合物共混可滿足某些特殊性能的需要,制備一系列具有嶄新

18、性能的高分子材料。5、力降解可導(dǎo)致聚合物哪些性能的變化？答案：聚合物在塑煉、破碎、擠出、磨碎、拋光、一次或多次變形以及聚合物溶液的強(qiáng)力攪拌中,由于受到機(jī)械力的作用,大分子鏈斷裂、分子量下降的力化學(xué)現(xiàn)象稱為力降解。力降解的結(jié)果使聚合物性能發(fā)生顯著變化： 聚合物分子量下降,分子量分布變窄 產(chǎn)生新的端基及極性基團(tuán),力降解后大分子的端基常發(fā)生變化。非極性聚合物中可能生成極性基團(tuán),堿性端基可能變成酸性,飽和聚合物中生成雙鍵等。 溶解度發(fā)生改變 例如高分子明膠僅在40以上溶于水,而力降解后能完全溶于冷水。溶解度的變化是分子量下降、端基變化及主鏈結(jié)構(gòu)改變所致。 可塑性

19、改變 例如橡膠經(jīng)過塑煉可改善與各種配合劑的混煉性以便于成型加工。這是分子量下降引起的。    其它,如大分子構(gòu)型、力學(xué)強(qiáng)度、物理、化學(xué)性質(zhì)都可能改變。另外,某些聚合物如PMMA,在一定條件下還會降解產(chǎn)生單體和齊聚物。 力結(jié)構(gòu)化和化學(xué)流動 某些帶有雙鍵、-次甲基等的線型聚合物在機(jī)械力作用下會形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò),稱為力結(jié)構(gòu)化作用。根據(jù)條件的不同,可能發(fā)生交聯(lián)或者力降解和力交聯(lián)同時進(jìn)行。例如聚氯乙烯在180塑煉時,同時發(fā)生力化學(xué)降解和結(jié)構(gòu)化。6、解釋聚四氟乙烯稱為“塑料王”的原因？聚四氟乙烯分子結(jié)構(gòu)具有以下特點：1、碳-氟鍵是鍵能很高的一種鍵,因

20、此,碳-氟鍵的斷裂需要很高的能量。從加熱提供熱能角度看,即使加熱至500也不會斷裂；2、氟原子半徑為0.68,比氫原子（半徑0.28）大得多。碳-碳鍵的鍵長約1.31,由此可知,氟原子正好很嚴(yán)密地把碳包圍在其中,使碳鏈難以遭受其它元素的攻擊；    3、氟原子的電負(fù)性很大,氟原子間有很大的排斥力。因而,氟-碳鍵不能像氫-碳鍵那樣容易自由旋轉(zhuǎn)。整個分子比較僵硬,加上對稱性好,所以易于結(jié)晶；    4、PTFE分子是對稱排列,分子沒有極性,大分子間及與其它物質(zhì)分子間吸引力都很小,使其摩擦因數(shù)很小。上述分子結(jié)構(gòu)使PTFE是性能很優(yōu)異的一種材

21、料。外表呈透明或不透明的蠟狀不親水粉料,密度為2.142.20g/cm3,在塑料中密度最大。結(jié)晶呈六方晶形（19以上）或三斜晶形（ 19以下）,熔點為320345。其突出的性能優(yōu)點表現(xiàn)在四個方面：    1、優(yōu)良的耐高低溫性,PTFE的使用溫度在200260之間,短期甚至可達(dá)300,大大高于其他塑料；    2、優(yōu)異的耐化學(xué)腐蝕和老化性能,除金屬鈉、氟元素及其化合物對它有侵蝕作用外,其它諸如強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、油脂、有機(jī)溶劑等對它均無作用。它沒有溶劑,即使在王水、純氧化劑、濃NaOH及原子工業(yè)中的強(qiáng)腐蝕五氟化鈾中都不會被腐蝕,化學(xué)穩(wěn)定性超過了

22、玻璃、陶瓷、不銹鋼和金屬。甚至比金、鉑還穩(wěn)定。因此有“塑料王”之稱。在光線和大氣中老化2030年仍無任何變化；    3、摩擦因數(shù)低,低粘附性。PTFE的動、靜摩擦因數(shù)相等,對鋼為0.04,自身為0.010.02,是摩擦因數(shù)最小的塑料。由于它的表面自由能很低,幾乎所有材料均無法和它粘附它的表面可永保光潔、干凈。當(dāng)然,無法和其它材料粘合也是很大的缺點。乙醚和石油醚等表面張力小的溶劑可潤濕其表面；    4、優(yōu)異的介電性能,其介電性能不隨頻率和溫度的變化而變化。0.025mm的薄膜可耐500V的高壓。PTFE具有較高的沖擊強(qiáng)度,但是拉伸強(qiáng)

23、度、耐磨耗和耐蠕變性能低于其它工程塑料,有時可加入玻璃纖維、青銅、碳和石墨,以提高比力學(xué)強(qiáng)度。因此PTFE稱為“塑料王”。高分子材料基礎(chǔ)08年春季試卷（B）參考答案  一、概念解釋（20分,每小題2分）1. 材料化過程：由化學(xué)物質(zhì)或原料轉(zhuǎn)變成適于一定用場的材料,其轉(zhuǎn)變過程稱為材料化過程。2. 納米復(fù)合材料：是指復(fù)合材料結(jié)構(gòu)中至少有一個相在一維方向上是納米尺寸。所謂納米尺寸是指1nm100nm的尺寸范圍。納米復(fù)合材料包括均質(zhì)材料在加工過程中所析出納米級尺寸增強(qiáng)相和基體相所構(gòu)成的原位復(fù)合材料、納米級尺寸增強(qiáng)劑的復(fù)合材料以及剛性分子增強(qiáng)的分子復(fù)合材料等。3.動力學(xué)鏈長：將每個活性

24、中心從引發(fā)到終止所與之反應(yīng)的單體數(shù)定義為動力學(xué)鏈長。4.纖維支數(shù)：單位重量（以克計）的纖維所具有的長度。對于同一種纖維,支數(shù)越高,表示纖維越細(xì)。5.熔融指數(shù)：指在一定的溫度下和規(guī)定負(fù)荷下,10min內(nèi)從規(guī)定直徑和長度的標(biāo)準(zhǔn)毛細(xì)管內(nèi)流出的聚合物的熔體的質(zhì)量,用MI表示,單位為g/10min。6.力化學(xué)性能：指在機(jī)械力作用下所產(chǎn)生的化學(xué)變化,包括大分子鏈的斷裂、支化、接枝、交聯(lián)等。7.工程塑料：指在較廣的溫度范圍內(nèi),在一定的機(jī)械應(yīng)力和較苛刻的化學(xué)、物理環(huán)境中能長期作為結(jié)構(gòu)材料使用的一類塑料,如尼龍、聚碳酸酯、聚酰亞胺等。8.熱塑性彈性體：指在高溫下能塑化成型,而在常溫下顯示橡膠彈性的一類聚合物材料

25、。9.偶聯(lián)劑：指分子結(jié)構(gòu)中帶有兩種性能不同的極性基團(tuán),可與不同性能的材料結(jié)合,通過其使兩種材料牢固連接,稱具有此種性能的物質(zhì)為“偶聯(lián)劑”。10.聚合物共混物：是指兩種或兩種以上聚合物通過物理的或化學(xué)的方法共同混合而形成的宏觀上均勻、連續(xù)的固體高分子材料。 二、填空題（20分,每空1分）1.高分子材料按性能與用途可分為塑料、橡膠、纖維、涂料、膠粘劑等。2.研究材料工藝過程可從熱力學(xué)和動力學(xué)兩個基本點出發(fā),其中熱力學(xué)是解決過程進(jìn)行的可能性、方向及限度。3.Tf是高彈態(tài)向粘流態(tài)的轉(zhuǎn)變溫度,是加工成型的下限溫度。4.聚合物共混物中的連續(xù)相可看作分散介質(zhì),稱為基體,其它的相分散于連續(xù)相中,稱為

26、分散相。5.聚合物結(jié)晶與小分子結(jié)晶比較,一般具有晶體不完善、熔點范圍寬及結(jié)晶速度慢等特點。6.擠出機(jī)按料筒內(nèi)螺桿的數(shù)目可分為單螺桿擠出機(jī)和雙螺桿擠出機(jī)。7.紡絲方法可分為溶液紡絲、熔融紡絲；腈綸由于分解溫度低的原因,通常采用溶液紡絲法。 三、寫出以下聚合物的結(jié)構(gòu)式及其合成單體（20分,每小題4分）1.PET: 單體名稱：對苯二甲酸,乙二醇（2分） 結(jié)構(gòu)式： （2分） 2.PVC: 單體名稱：氯乙烯（2分） 結(jié)構(gòu)式： （2分） 3.PMMA: 單體名稱：甲基丙烯酸甲酯（2分） 結(jié)構(gòu)式： （2分） 4.錦綸6T: 單體名稱：對苯二甲酸和己二胺 （2分）結(jié)構(gòu)式： （2分

27、）5.熱塑性彈性體Hytrel: 單體名稱：對苯二甲酸二甲酯、聚四亞甲基乙二醇醚和1,4-丁二醇（2分）結(jié)構(gòu)式： （2分）四、論述題（40分,每題8分）1.簡述力降解可導(dǎo)致聚合物哪些性能的變化。答： 聚合物分子量下降,分子量分布變窄,可塑性變化。（2分） 產(chǎn)生新的端基及極性基團(tuán),力降解后大分子的端基常發(fā)生變化。非極性聚合物中可能生成極性基團(tuán),堿性端基可能變成酸性,飽和聚合物中生成雙鍵等。（2分） 溶解度發(fā)生改變 例如高分子明膠僅在40以上溶于水,而力降解后能完全溶于冷水。溶解度的變化是分子量下降、端基變化及主鏈結(jié)構(gòu)改變所致。（2分） 力結(jié)構(gòu)化和力化學(xué)流動 某些帶有雙鍵、-次甲基等的線

28、型聚合物在機(jī)械力作用下會形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò),稱之為力結(jié)構(gòu)化作用。根據(jù)條件的不同,可能發(fā)生交聯(lián)或者力降解和力交聯(lián)同時進(jìn)行。例如聚氯乙烯在180塑煉時,同時發(fā)生力化學(xué)降解和結(jié)構(gòu)化。力降解使不溶的交聯(lián)聚合物可變成可溶狀態(tài)并能發(fā)生流動,生成分散體,這種現(xiàn)象稱為力化學(xué)流動。但由于分散粒子為交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的片斷,其在新的狀態(tài)下可重新結(jié)合成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò),其結(jié)果是在宏觀上產(chǎn)生不可逆流動。此種現(xiàn)象稱為力化學(xué)流動。（2分） 2.簡述聚合物力學(xué)三態(tài)的分子運動特點。答：玻璃態(tài)：溫度低,鏈段的運動處于凍結(jié),只有側(cè)基、鏈節(jié)、鏈長、鍵角等局部運動,形變小；（3分）高彈態(tài)：鏈段運動充分發(fā)展,形變大,可恢復(fù)；（3分）粘流態(tài)：鏈段運動

29、劇烈,導(dǎo)致分子鏈發(fā)生相對位移,形變不可逆。（2分） 3.高分子材料強(qiáng)度的影響因素。答：a.有利因素 （1）高分子材料自身的結(jié)構(gòu)（1分）（2）結(jié)晶和取向：結(jié)晶和取向可使分子鏈規(guī)整排列,增加強(qiáng)度,但結(jié)晶度過高,可導(dǎo)致抗沖強(qiáng)度和斷裂伸長率降低,使材料變脆。（2分）（3）共聚和共混：共聚和共混都可使聚合物綜合兩種以上均聚物的性能,可有目的地提高高分子材料的性能。（2分）（4）材料復(fù)合：高分子材料的強(qiáng)度可通過在聚合物中添加增強(qiáng)材料得以提高。如纖維增強(qiáng)復(fù)合材料之一-玻璃鋼。（1分）b.不利因素 應(yīng)力集中 ：若材料中存在某些缺陷,受力時,缺陷附近局部范圍內(nèi)（2分） 4. 聚合物共混改性的優(yōu)點有哪些

30、？答：綜合均衡各聚合物組分的性能,取長補(bǔ)短,消除各單一聚合物組分性能上的弱點,獲得綜合性能優(yōu)異的高分子材料。 （2分）使用少量的某一聚合物可以作為另一聚合物的改性劑,改性效果顯著。 （2分）通過共混可改善某些聚合物的加工性能。 （2分）聚合物共混可滿足某些特殊性能的需要,制備一系列具有嶄新性能的高分子材料。（2分） 5.橡膠增韌塑料影響因素很多,試簡述之。答：（1）樹脂基體的影響； （2分）（2）橡膠相的影響,包括以下幾方面： 組分含量與尺寸大小,（1分）兩相相容性,（1分）玻璃化溫度,（1分）橡膠粒子形態(tài)結(jié)構(gòu)與交聯(lián)程度；（1分）（3）橡膠相與基體樹脂之間粘合力的影響。（2分）09年

31、高分子材料基礎(chǔ)試卷參考答案A卷 一、概念解釋（20分,每小題2分）1. 材料化過程：由化學(xué)物質(zhì)或原料轉(zhuǎn)變成適于一定用場的材料,其轉(zhuǎn)變過程稱為材料化過程。2. 塑料脆化溫度：在玻璃態(tài)聚合物屈服應(yīng)力及斷裂強(qiáng)度與溫度的關(guān)系圖中,兩曲線相交時的臨界溫度稱為聚合物的脆化溫度,脆化溫度是塑料使用的下限溫度。3.互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物（IPNs）：是用化學(xué)方法將兩種或兩種以上的聚合物相互貫穿成交織網(wǎng)絡(luò)狀的一類新型復(fù)相聚合物共混材料。4.纖維支數(shù)：單位重量（以克計）的纖維所具有的長度。5.熔融指數(shù)：指在一定的溫度下和規(guī)定負(fù)荷下,10min內(nèi)從規(guī)定直徑和長度的標(biāo)準(zhǔn)毛細(xì)管內(nèi)流出的聚合物的熔體的質(zhì)量。6.納米復(fù)合

32、材料：是指復(fù)合材料結(jié)構(gòu)中至少有一個相在一維方向上是納米尺寸。所謂納米尺寸是指1nm100nm的尺寸范圍。7.氧指數(shù)：在規(guī)定的條件下,試樣在氧氣和氮氣的混合氣流中維持穩(wěn)定燃燒所需的最低氧氣濃度。8.熱塑性彈性體：指在高溫下能塑化成型,而在常溫下顯示橡膠彈性的一類聚合物材料。9.塑煉：塑煉是使生膠由彈性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂锌伤苄誀顟B(tài)的工藝過程。10.聚合物共混物：是指兩種或兩種以上聚合物通過物理的或化學(xué)的方法共同混合而形成的宏觀上均勻、連續(xù)的固體高分子材料。 二、填空題（20分,每空1分）1. 力學(xué)松弛現(xiàn)象最基本的類型有：蠕變、應(yīng)力松弛、滯后和力學(xué)損耗。2. 由兩種聚合物構(gòu)成的兩相聚合物共混物

33、,按照相的連續(xù)性可分成三種基本類型：單相連續(xù)結(jié)構(gòu)、兩相互鎖或交錯結(jié)構(gòu)及相互貫穿的兩相連續(xù)結(jié)構(gòu)。3.聚合物的分子運動具有哪些特點（1）運動單元的多重性（2）運動的時間依賴性（3）分子運動的溫度依賴性4.所謂復(fù)合效應(yīng)就是指通過復(fù)合所得的產(chǎn)物性能要優(yōu)于組成它的材料或具有新的性能特點,多相體系和復(fù)合效應(yīng)是復(fù)合材料區(qū)別于化合材料和混合材料的兩大特點。5.（1）材料硬而脆（2）材料硬而強(qiáng)（3）材料強(qiáng)而韌（4）材料軟而韌（5）材料軟而弱（6）材料弱而脆6.紡絲方法可以分為熔融紡絲法、溶液紡絲法。三、寫出以下聚合物的結(jié)構(gòu)式及其合成單體（20分,每小題4分）1. PA66:   單體名稱：己

34、二酸,己二胺（2分）結(jié)構(gòu)式： m=n=6（2分） 2. PBI: 單體名稱：1,2,4,5-四苯胺,對苯二甲酸（2分）          結(jié)構(gòu)式： Z為N（2分） 3. PTFE: 單體名稱：四氟乙烯（2分）        結(jié)構(gòu)式：（2分） 4. ABS:單體名稱：丙烯腈、苯乙烯和丁二烯（2分）. 0.0結(jié)構(gòu)式：    （2分）5.聚酯型熱塑性彈性體（TPEE）: 單體名稱：對

35、苯二甲酸二甲酯、聚四亞甲基乙二醇醚和1,4-丁二醇（2分）結(jié)構(gòu)式：（2分）四、論述題（40分）1.橡膠增韌塑料的機(jī)理。（4分）答：銀紋-剪切帶-空穴理論認(rèn)為（1分）,橡膠顆粒的主要增韌機(jī)理包括三個方面：引發(fā)和支化大量銀紋并橋接裂紋兩岸；（1分）引發(fā)基體剪切形變,形成剪切帶；（1分）在橡膠顆粒內(nèi)及表面產(chǎn)生空穴,伴之以空間之間聚合物鏈的伸展和剪切并導(dǎo)致基體的塑性變形。（1分） 2.聚合物溶解過程的特點。（4分）答：1.   溶解過程緩慢（1分）,且先溶脹再溶解（1分） 2.   非晶態(tài)聚合物比結(jié)晶聚合物易于溶解（1分） 3.  

36、 交聯(lián)聚合物只溶脹,不溶解（1分）  3.聚合物基復(fù)合材料的性能優(yōu)點。（10分）答： 比強(qiáng)度、比模量大 例如高模量碳纖維/環(huán)氧樹脂的比強(qiáng)度為鋼的5倍、為鋁合金的4倍,其比模量為銅、鋁的4倍。（2分）     耐疲勞性能好 金屬材料的疲勞破壞常常是沒有明顯預(yù)兆的突發(fā)性破壞。而聚合物基復(fù)合材料中,纖維與基體的界面能阻止裂紋的擴(kuò)展,破壞是逐漸發(fā)展的,破壞前有明顯的預(yù)兆。大多數(shù)金屬材料的疲勞極限是其拉伸強(qiáng)度的3050%,而聚合物基復(fù)合材料如碳纖維/聚酯,其疲勞極限可達(dá)拉伸強(qiáng)度的7080%。（2分）  &

37、#160;  減震性好 復(fù)合材料中的基體界面具有吸震能力,因而振動阻尼高。（2分）     耐燒蝕性能好 因其比熱大、熔融熱和氣化熱大,高溫下能吸收大量熱能,是良好的耐燒蝕材料。（2分）     工藝性好 制造制品的工藝簡單,并且過載時安全性好。（2分） 4.與橡膠相比,熱塑性彈性體有哪些優(yōu)缺點？(10分)答：與橡膠相比,熱塑性彈性體具有如下優(yōu)點：    加工工藝簡單,工序少,加工周期短,生產(chǎn)效率高,可節(jié)省加工費用,降低最終產(chǎn)品的成本；

38、（1.5分）    加工助劑和配合劑較少,可節(jié)省產(chǎn)品質(zhì)量控制和檢測的環(huán)節(jié)和費用；（1.5分）    材料可反復(fù)使用,可以說生產(chǎn)中無廢料；（1.5分）    產(chǎn)品尺寸精度高,質(zhì)量輕。（1分）    但是,熱塑性彈性體也有自身的缺點,部分限制了其應(yīng)用：    對于橡膠加工廠來說,須添置新的設(shè)備才能進(jìn)行熱塑性彈性體的加工；（1.5分）    熱塑性彈性體加工前須干燥,這也是一般橡膠加工廠所不熟悉的；（1.5分） 

39、   熱塑性彈性體適合于大批量的生產(chǎn),小批量生產(chǎn)時,加工成本偏高。（1.5分） 5.聚碳酸酯（PC）性能有哪些優(yōu)缺點。（12分）答：PC的優(yōu)良性能：   （1）力學(xué)性能 PC具有均衡的剛性和韌性,拉伸強(qiáng)度高達(dá)6170MPa,有突出的沖擊強(qiáng)度,在一般工程塑料中居首位,抗蠕變性能優(yōu)于聚酰胺和聚甲醛。（2分）   （2）熱性能 與聚酰胺和聚甲醛不同,PC是非結(jié)晶性塑料,但由于主鏈中存在苯環(huán),使PC具有較高的耐熱性,它的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和軟化溫度分別高達(dá)150和240,最高使用溫度可達(dá)135。PC具有優(yōu)良的耐寒性,脆化溫度為100,因

40、此可在100130的范圍內(nèi)使用。（2分）（3）透明性 PC的透光率為8791,由于它兼具抗沖擊性和耐熱性,因此綜合性能優(yōu)于聚苯乙烯、有機(jī)玻璃等其它透明塑料。（2分）（4）其它性能 吸水率低、成型收縮率小、尺寸精度高,并在廣泛的溫度范圍內(nèi)具有良好的電性能。還具有優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕性以及自熄、易增強(qiáng)、阻燃、元毒、易著色等優(yōu)點。（2分）PC的主要缺點：    熔體粘度大,流動性差,使成型制件的殘余應(yīng)力大,容易產(chǎn)生應(yīng)力開裂；（1分）耐溶劑、耐堿性差；（1分）高溫時易水解；（1分）摩擦因數(shù)大、無自潤滑性、不耐磨損、耐疲勞性差。（1分） 高分子材料基礎(chǔ)試卷參考答案B卷

41、 一、概念解釋（20分,每小題2分）1. 材料化過程：由化學(xué)物質(zhì)或原料轉(zhuǎn)變成適于一定用場的材料,其轉(zhuǎn)變過程稱為材料化過程。2. 結(jié)構(gòu)單元：構(gòu)成大分子鏈的與單體有關(guān)的最大結(jié)構(gòu)。3.彈性模量：彈性模量是指在彈性形變范圍內(nèi)單位應(yīng)變所需應(yīng)力的大小。4. 蠕變：在恒溫下施加較小的恒定外力時,材料的形變隨時間而逐漸增大的力學(xué)松弛現(xiàn)象。5. 玻璃化轉(zhuǎn)變溫度：玻璃態(tài)開始向高彈態(tài)轉(zhuǎn)變的溫度稱為玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。6.撕裂強(qiáng)度：橡膠耐撕裂性的好壞,試樣在單位厚度上所承受的負(fù)荷KN/m。7.硫化：硫化是膠料在一定的壓力和溫度下,經(jīng)過一定的時間橡膠大分子由線型結(jié)構(gòu)變?yōu)榫W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的交聯(lián)過程。8.塑料合金：聚合物共混

42、物是指兩種或兩種以上聚合物通過物理的或化學(xué)的方法混合而形成的宏觀上均勻、連續(xù)的固體高分子材料,一般是指塑料與塑料的共混物以及在塑料中摻混橡膠的共混物,在工業(yè)上常稱之為高分子合金或塑料合金。9.線密度：指一定長度纖維所具有的重量,單位名稱為特克斯,單位符號為tex,其110稱為分特克斯,單位符號為dtex。10.納米復(fù)合材料：納米復(fù)合材料是指復(fù)合材料結(jié)構(gòu)中至少有一個相在一維方向上是納米尺寸（1nm100nm的尺寸范圍）。二、填空題（20分,每空1分）1.高分子化合物結(jié)構(gòu)特點：a、分子量高b、由重復(fù)結(jié)構(gòu)單元組成c、重復(fù)單元由共價鍵連接。2.聚合物的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)可分為晶態(tài)結(jié)構(gòu)、非晶態(tài)結(jié)構(gòu)、液晶態(tài)結(jié)構(gòu)和

43、取向態(tài)結(jié)構(gòu)。3.密度是決定HDPE性能的關(guān)鍵因素。4.塑煉過程實質(zhì)上就是使橡膠的大分子斷裂,大分子鏈由長變短的過程。5.紡絲方法可以分為熔融紡絲法、溶液紡絲法。腈綸由于分解溫度低的原因,通常采用溶液紡絲法。6.（1）分子鏈結(jié)構(gòu)（2）溫度（3）應(yīng)力（4）分子量（5）雜質(zhì)7.溶解過程一般為溶劑小分子先滲透、擴(kuò)散到大分子之間,削弱大分子間相互作用力,使體積膨脹,稱為溶脹。三、寫出以下聚合物的結(jié)構(gòu)式及其合成單體（20分,每小題4分）1. PVAc:   單體名稱：醋酸乙烯（2分）        

44、0; 結(jié)構(gòu)式： （2分） 2.PMMA: 單體名稱：甲基丙烯酸甲酯（2分）        結(jié)構(gòu)式： （2分） 3. PTFE: 單體名稱：四氟乙烯（2分）        結(jié)構(gòu)式：（2分） 4. ABS:單體名稱：單體是丙烯腈、苯乙烯和丁二烯（2分）結(jié)構(gòu)式：    （2分）5.聚酯型熱塑性彈性體（TPEE）: 單體名稱：對苯二甲酸二甲酯、聚四亞甲基乙二醇醚和1,4-丁二醇（2分）結(jié)構(gòu)式：（2分）四、問答題（1

45、0分,每題2.5分）1.     比較下列各組聚合物的柔順性大小,并說明理由聚乙烯、氯化聚乙烯和聚氯乙烯答：聚乙烯>氯化聚乙烯>聚氯乙烯,原因：隨著長鏈上氯原子的增加,分子間作用力增強(qiáng),分子的柔性降低。2. 比較下列各組聚合物的Tg大小,并說明理由聚（3、3-二甲基-1-丁烯）、聚苯乙烯和聚乙烯基咔唑答：聚（3、3-二甲基1-丁烯）<聚苯乙烯<聚乙烯基咔唑,原因：隨著分子鏈上側(cè)基體積的增大,分子運動越困難,所以Tg增高。 3.     按照給出條件鑒別高分子材料序號等規(guī)度密度g/c

46、m3結(jié)晶度熔點1950.9260176250.85無定形75250.9160150請指出1、2、3分別是全同PP、間同PP、無規(guī)PP中的哪一種聚合物？答：1、2、3分別是全同PP、無規(guī)PP、間同PP。4.下列哪些物質(zhì)屬于高聚物,并說明原因。（1）硬脂酸十八醇酯（2）羊毛（3）纖維素（4）丁苯橡膠答：（4）屬于高聚物。（1）是小分子,（2）（3）為天然高分子。五、論述題（30分,每題10分）1. 用銀紋剪切帶空穴理論解釋PS中加入丁苯橡膠后沖擊強(qiáng)度提高的現(xiàn)象。答：銀紋-剪切帶-空穴理論認(rèn)為,橡膠顆粒的主要增韌機(jī)理包括三個方面：引發(fā)和支化大量銀紋并橋接裂紋兩岸；引發(fā)基體剪切形變,形成剪切帶；在橡膠顆粒內(nèi)及表面產(chǎn)生空穴,伴之以空間之間聚合物鏈的伸展和剪切并導(dǎo)致基體的塑性變形。（6分）在中加入了丁苯橡膠后,橡膠顆粒充作應(yīng)力集中中心（假定橡膠相與基體有良好的粘合）,誘發(fā)大量