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文檔簡介

1、材料導論期末考試復習題一:基礎知識1.生物和生命科學、納米技術、能源與環(huán)境、電子與信息、材料是目前科學技術的七大熱點和重點領域。2.材料、能源和信息并列成為現(xiàn)代科學技術的三大支柱。3.材料的分類:金屬(金屬、金屬合金)、非金屬(有機高分子材料、無機非金屬材料)4.高分子材料的定義:包含由小分子通過共價鍵形成長鏈的天然或人工合成的材料。5.高分子材料的分類:彈性體、熱固性及熱塑性樹脂。6.材料技術的發(fā)展趨勢:從均質(zhì)材料向復合材料發(fā)展、由結構材料往功能材料、多功能材料并重的方向發(fā)展、材料結構的尺度向越來越小的方向發(fā)展、由被動性材料向具有主動性的智能材料方向發(fā)展、通過仿生途徑來發(fā)展新材料。7.塑料:

2、塑料是以合成樹脂為主要成分,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。有時還包括塑料的半成品,如壓塑粉、注塑粒料等。經(jīng)過成型加工,可制成具有特定形狀又具有實用價值的塑料制品。8.塑料的分類:合成塑料、天然塑料(按來源);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

3、大的變形,除去外力后能迅速恢復原狀。12.橡膠的分類:天然橡膠、合成橡膠(按來源);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、填充補強、硫化促進、防老、軟化增塑體系。14.纖維的定義:指長度比直徑大很多倍并且有一定的柔韌性的纖細物質(zhì)。15.涂料的定義和組成:涂料是合成樹脂另一種應用形式,用來涂覆物體表面,形成保護或裝飾膜層。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合在一起的物質(zhì)。黏合劑一般是多組分體系。17.熔體流動指數(shù)(MFI):在規(guī)定的溫度和壓力下,試樣熔體每10min通過標準出料??椎目傊亓?克)。單位:

4、g/10min。18.熱變形溫度(HDT):塑料試樣在靜彎曲負荷作用下,浸入一種等速升溫的液體(或空氣)傳熱介質(zhì)中,當試樣受熱變形,變形量達到一定時的溫度。19.維卡溫度:是指測定高分子材料在合適的液體傳熱介質(zhì)中,在一定的負荷、一定的等速升溫條件下,試樣被1毫米2壓針頭壓入1毫米時的溫度。20.高密度聚乙烯 (HDPE):通過乙烯均聚-Ziegler-Natta法制備。只有少量的短支鏈。低密度聚乙烯 (LDPE):通過乙烯均聚-自由基法制備。存在大量的長支鏈和短支鏈。線性低密度聚乙烯(LLDPE):通過乙烯與少量-烯烴共聚制備。短支鏈數(shù)目與LDPE相當,但沒有長支鏈。21.PE的性能:優(yōu)異的耐

5、化學藥品性、優(yōu)異的電絕緣性、柔韌性好;耐熱性差、力學性能較低、環(huán)境應力開裂現(xiàn)象嚴重。22PE的交聯(lián):輻射交聯(lián)、過氧化物交聯(lián)和有機硅烷交聯(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)和無規(guī)三種不同立體構型。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):聚氯乙烯樹脂是氯乙烯單體在過氧化物、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機理聚合而成的聚合物。一般可通過懸浮、乳液、本體、溶液法聚合制備。26.PVC的性能:電絕緣性較好

6、、耐溶劑性和耐腐蝕性較好、阻燃性較好、力學性能一般;熱敏性明顯、耐熱性差、加工性能較差。27.PVC的降解和穩(wěn)定:降解機理:PVC分子鏈中的“缺陷”是導致降解的主要內(nèi)因。熱、光、機械應力是導致PVC降解的外因。PVC的穩(wěn)定:與其他單體共聚;加入化學穩(wěn)定劑。28.聚苯乙烯(PS):聚苯乙烯樹脂是由苯乙烯單體通過自由基聚合而成的聚合物??赏ㄟ^本體、懸浮、乳液、溶液聚合制備。29.PS的結構:無軌線性分子,存在少量短支鏈;為無定型聚合物。30.PS的性能:拉伸強度和彎曲模量都很高,但抗沖擊性和耐低溫性差;耐熱性差、導熱率低、線膨脹系數(shù)大;具有良好的電絕緣性;化學穩(wěn)定性較好;加工性好,但加工時易產(chǎn)生內(nèi)

7、應力。31.PS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樹脂:ABS樹脂是丙烯腈、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(-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氨基酸的縮聚或內(nèi)酰胺的開環(huán)聚合。mp型PA是通過二元胺與二元酸縮合而成的。34.PA的性能:良好的力學性能,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分子鏈上引入側基,破壞鏈的規(guī)整性,使其不能結晶。例如聚對苯二

8、甲酰三甲基己二胺和聚2,2-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^光氣法和酯交換法制備。37.PC的性能:良好的力學性能,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)應力大、不耐溶劑、高溫易水解;不耐磨損。一般用纖維增強和制成合金來改性。39.聚四氟乙烯(PTFE):四氟乙烯的均聚制備。可通過本體、懸浮、乳液聚合制備。40.PTFE的性能:力學性能不高,但有良好的自潤滑性;具有優(yōu)異的

9、耐熱性和耐寒性;具有極高的化學穩(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.酚醛樹脂(PF):酚類化合物與醛類化合物經(jīng)縮聚而得到的樹脂統(tǒng)稱為酚醛樹脂。其中以苯酚和甲醛縮聚而得得樹脂最為重要,是目前應用最廣泛得一類熱固性樹脂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:力學性能較好,但抗沖擊性能差;耐化學藥品性優(yōu)良;電絕緣性良好;阻燃性好,吸水率高;43.環(huán)氧樹脂(ER):環(huán)氧樹脂是指分子中含有兩個或兩個以上環(huán)氧基團的線性有機高分子化合物。一般分為縮水甘油醚、縮水甘油酯、

10、縮水甘油胺、脂環(huán)脂肪族類。44.ER的固化:一般使用反應性固化劑(固化劑本身可以與ER上的環(huán)氧基和叔羥基反應)或催化性固化劑(身不能與ER反應但可催化環(huán)氧基間聚合)固化。ER的固化毒性小,反應活性低,樹脂儲存期長;固化速度慢,可加催化劑改善;固化產(chǎn)物具有良好的力學性能、電性能、更高的熱穩(wěn)定性;45.ER的性能:綜合力學性能優(yōu)良;化學穩(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)過縮聚反應而成的一種線型聚合物,通常采用直接酯化或酯交換反應制備。47.UP的固化交聯(lián)體系:包括引發(fā)劑、交聯(lián)劑、促進劑和阻聚劑。48.UP

11、的性能:通過調(diào)節(jié)UP的化學組成,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,除去外力后能恢復原狀。橡膠屬于完全無定型聚合物,它的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)低,分子量往往很大,大于幾十萬。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。50.通用橡膠:NR、SBR、BR、 EPDM、IIR、NBR、CR;特種橡膠:SiR、ACM、FKM51.橡膠彈性的來源于高分子鏈的熵彈性:當高分子材料受到

12、外力發(fā)生較大的形變時,其分子鏈通過分子內(nèi)旋轉(zhuǎn)發(fā)生變形,整體的熵值減少。當外力去除,變形了的高分子鏈有向熵值較高的原始狀態(tài)自發(fā)回復的趨勢。52.彈性體材料對結構的要求:1.大分子鏈要有足夠的柔性;2. 在使用溫度下要不結晶或結晶很少;3. 在使用溫度下分子鏈間相對滑移要小,否則制品會產(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)填充增強體系提高力學性能、降低成本(4)軟化增塑體系提高加工性能、提高制品

13、柔軟度和耐寒性(5)防護體系提高橡膠的耐老化性能56.拉伸強度,斷裂伸長率,定伸應力,硬度,撕裂強度,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具有較高的強度。58.NR的結構組成及各個組成部分的作用:橡膠烴,丙酮抽出物,蛋白質(zhì),灰分,水分。59.分析NR的結構特點與其性能的關系。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的宏觀結構參數(shù):單體比例,平均分子量、分子量分布、分子結構的線性程度、凝膠含量;微觀結構參數(shù):丁二烯鏈段中順1,4;反1,4和1,2結構的比例;苯乙烯、丁二烯單元的

14、分布(嵌段共聚/無規(guī)共聚)。62.SBR中苯乙烯單體比例對于丁苯橡膠各項性能的影響:隨著苯乙烯含量的提高,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度提高,模量(定伸強度)提高、彈性下降、加工性能變好。苯環(huán)還具有分散應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結構性能對比低溫ESBR比高溫ESBR具有更好的綜合性能。與低溫ESBR相比,SSBR的彈性高、內(nèi)耗低,滾動阻力??;耐磨性能提高、抗?jié)窕圆蛔兓蛏杂刑岣?。但S-SBR突出缺點是加工性能不好。注意:除了橡膠本身的結構,增強填料與橡膠間的相互作用強弱及其在橡膠中分散的均勻性也對材料最

15、終的動態(tài)損耗特性起到了決定性的作用。64.聚丁二烯(BR)的結構對性能的影響: 1). 乙烯基:含量增大,也會導致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?;但耐磨性能會略有下降?2). 順式1,4結構:分子鏈的回彈性高;其含量增高會導致彈性增大、加工性能與強度的下降。 3). 反式1,4結構:分子鏈的對稱性高,分子間排布較緊密;其含量增多,彈性減小、模量和加工性能變好。65.順丁橡膠的結構特點及性能66.丁基橡膠是異丁烯與少量異戊二烯的共聚物??s寫IIR。是在低溫下(-100-90oC)下,通過陽離子聚合機理得到的。67.IIR的結構特點及優(yōu)缺點,IIR高耐熱

16、性、耐透氣性和阻尼減振性優(yōu)異的結構各是什么?68.氯丁橡膠由2-氯1,3-丁二烯通過乳液自由基聚合而來的橡膠。縮寫CR。其性能特點為:結晶性橡膠純膠強度高,交聯(lián)純膠的強度略高于交聯(lián)純NR。彈性低、動態(tài)內(nèi)耗大、耐寒性差。含有大量Cl取代基團阻燃性、耐烷烴油好、黏和強度高、但電絕緣性差。CCl和CC的共扼耐熱性、耐候性和耐O3性優(yōu)異,但低于IIR和EPDM。69.乙丙橡膠是乙烯與丙烯在齊格勒納塔型催化劑催化下的無規(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.乙丙橡膠的結構特點及性能影響:高飽和性,乙烯丙烯比例,分子量和分子量分布。7

17、1.乙丙橡膠的性能優(yōu)點和缺點。72.丁腈橡膠通過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。縮寫NBR。是在耐油橡膠中用量最大的一種。73.NBR中,丙烯腈、丁二烯的含量及結構對于NBR性能是如何影響的?74.HNBR的結構特點和性能。75.硅橡膠(SiR)是一種分子鏈兼具無機和有機性質(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(SiOSi)。分子側鏈是與硅原子相連接的碳氫或取代碳氫的有機基團。硅橡膠屬于一種半無機的飽和、雜鏈、非極性彈性體。76.氟橡膠(Fluoro Rubber)是指主鏈或側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

18、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: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,長期使用250,短期350;良好的阻燃性;耐高真空性,氣密性優(yōu)于IIR。缺點: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;價格高。78.聚丙烯酸是一種結晶性的塑料或纖維材料。但經(jīng)過醇酯化后,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。

19、熱塑性彈性體可以采用類似熱塑性樹脂的加工工藝來反復加工和回收再利用。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鏈劑反應而的。氨基甲酸酯鏈段(硬段)間可形成氫鍵硬段的聚集微區(qū)呈結晶態(tài)。82.TPU性能:由于物理交聯(lián)點為結晶微區(qū)TPU具有優(yōu)異的力學性能(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硬段結晶熔點。聚酯型TPU具有更好的力學強度和耐磨性、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

20、.高性能TPV的本質(zhì)特征:高彈性、優(yōu)良的熱塑流動性和可反復加工及使用性能。84.長絲(Continuous filament):長度很長(一般以千米計)的單根或多根連續(xù)的化學纖維絲條;單絲(Monofil):一根單纖維的連續(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);復絲(Multi- filament):由數(shù)十根單纖維組成的絲條?;瘜W纖維的復絲一般8100根單纖維組成。簾線絲:用于輪胎簾子線的復絲,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纖維,也稱

21、“異形截面纖維”。貫通纖維軸向具有空腔的化學纖維稱為中空纖維(Hollow fiber),一般也歸入異形纖維。86.復合纖維:“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:是指通過兩種或多種聚合物混合后紡成的化學纖維。88.高性能纖維:超高分子量聚乙烯纖維、高強維綸、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:高強高模,耐高溫,耐化學藥品。90.功能纖維

22、:在一般纖維具有的物理機械性能基礎上,具有某種特殊功能的纖維。物理、力學、物理化學、反應化學、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、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,沒有龐大側基;分子之間有適當?shù)南嗷プ饔昧Γ蚓哂幸欢ㄒ?guī)律性的化學結構和空間結構;具有適當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,其熔點或軟化點應比允許使用溫度高得多。92.纖維重要的機械性能定義:初始模量,屈服點及屈服應力/應變,斷裂強力,斷裂

23、強度,斷裂長度,強度極限等。93.聚酯纖維是由大分子鏈中的各鏈節(jié)通過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苯二甲酸乙二酯纖維。94.聚丙烯腈纖維(acrylic fibers)是指由聚丙烯腈或丙烯腈含量占85以上的線型聚合物所紡制的纖維。我國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保護裝飾或特殊作用(如絕緣、防腐、標志等)的膜層材料。96.涂料作用:保護作用,裝飾作用,標志作用,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

24、。其性質(zhì)對涂料的性能(如保護性能、力學性能等)起主要作用。成膜物質(zhì)應能溶解于適當?shù)娜軇冶仨毰c物體表面和顏料具有良好的結合能力。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,并對表面起抗腐蝕的保護作用。一般分兩種,一種為無機顏料,常見的鈦白粉,鉻黃等,還有種為有機顏料,如炭黑,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)是涂料對大氣污染的主要根源,溶劑的安全性、對人體的毒性也是選擇溶劑時應該考慮的。目前以水作為溶劑的水性涂料很大程度降低了污染和對人

25、的毒性。101.醇酸樹脂涂料是以醇酸樹脂為成膜物質(zhì)的一類涂料。醇酸樹脂是由多元醇、多元酸與一元酸經(jīng)酯化縮聚反應制得的涂料用樹脂。原料:多元醇、多元酸和單元酸(油)。102.丙烯酸樹脂涂料以丙烯酸樹脂為主要成膜物質(zhì)的涂料。103.凡是用異氰酸酯或其反應產(chǎn)物為原料的涂料都統(tǒng)稱為聚氨酯涂料。104.環(huán)氧樹脂涂料是以環(huán)氧樹脂為基料的涂料。105.聚酯樹脂是由二元醇、三元醇和二元酸縮聚得到的線形樹脂,主要品種為羥基過量的端羥基樹脂,羧基過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。

26、107.粘合劑(Bonding agent)又稱膠黏劑,是通過粘附作用使被粘物結合在一起的物質(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,固化后具有足夠強度的有機或無機的、天然或合成的一類物質(zhì),習慣上簡稱為膠。108.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,主導膠粘劑粘接性能,同時也是區(qū)別膠粘劑類別的重要標志。主劑一般由一種或兩種,甚至三種高聚物構成,要求具有良好的粘附性和潤濕性等; 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、絡合劑、乳化劑等,根據(jù)要求與用途還可以包括阻

27、燃劑、發(fā)泡劑、消泡劑、著色劑和防霉劑等成分。109.粘接(膠結)是用粘合劑將被粘物表面連接在一起的過程。要達到良好的粘接,必須具備兩個條件:1)粘合劑要能很好地潤濕被粘物表面;2)粘合劑與被粘物之間要有較強的相互作用;涉及理論:吸附理論;化學鍵形成理論;擴散理論;靜電理論;機械作用力理論。二:綜合知識1.簡述聚丙烯等規(guī)度和分子量對于拉伸強度和抗沖擊強度的影響,并分析其微觀結構的原因;(2)在加工過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,等規(guī)度增加,結晶度增加;分子量較高時,等規(guī)度增大,結晶度不變。分子量增加,結晶度下降,材料變軟,拉伸強度降低,抗沖擊性能提高。這是因為隨著

28、分子量的增加,分子纏結嚴重,從而使結晶度下降。等規(guī)度增大,分子鏈的規(guī)整性增大,排列緊湊,結晶性能提高。拉伸強度提高,抗沖擊強度下降。(2)a降低熔融溫度,縮短熔融時間; b采用中等降溫速率; c提高加工時的剪切應力; 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?簡述鉛鹽類熱穩(wěn)定劑提高聚氯乙烯熱穩(wěn)定性的機理。(2)說明為什么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是導致熱穩(wěn)定性差的主要內(nèi)因,分子中這些薄弱結構,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

29、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“拉鏈式”連鎖脫氯化氫反應;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)定性差。機理:PVC分解過程中發(fā)生氧化斷鏈放出HCl,鉛鹽類熱穩(wěn)定劑能和放出的HCl反應,清除HCl,提高PVC穩(wěn)定性。(2)在合成PVC時,主要通過控制聚合反應的溫度來控制PVC的分子量,在較低聚合反應溫度下生產(chǎn)的PVC,分子量高,結晶度高,顆粒為疏松性;在較高聚合反應溫度下生產(chǎn)的PVC,分子量低,結晶度低,顆粒為緊密型;從加工性能,高分子量PVC顆粒疏松,吸收增塑

30、劑的能力強,塑性好,更易制作軟制品;從力學性能,高分子鏈鏈長,分子鏈間的纏結點多,更具有類似橡膠的結構,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脂的合成反應式及各自的反應條件。(2)寫出使用六甲基次胺固化熱塑性酚醛樹脂的反應式。(1)熱塑性酚醛樹脂條件:甲醛:苯酚1,堿性條件下,含有可反應羥甲基,不需固化劑,加熱即可固化(2)熱塑性酚醛樹脂(CH2)6N44.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,請從分子結構與性能特點關系角度分析其原因。5. (1) 請從分子結構角度分析PTFE為什么具有耐高低溫、耐腐蝕和不黏附的特點?(2) 為什

31、么各項力學性能很低?(3) 請分析通過共聚改性后的氟樹脂的冷流性的變化趨勢。6. 從分子結構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?天然橡膠:優(yōu)點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晶,具有相當高的拉伸強度和撕裂強度c天然橡膠為非極性橡膠,具有良好的電絕緣性能缺點a主鏈含有不飽和鍵使得橡膠大分子結構單元中的氫原子,具有較高的反應活性,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a主鏈雙鍵含量及反應活性比天然橡膠低,耐熱氧老化、耐臭氧性能、耐磨性好b分子結構中苯環(huán)和側乙烯基的存在

32、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,硫化膠的定伸應力、拉伸強度增加d 非極性橡膠,電絕緣性好缺點a 存在大量分子側基,彈性和耐寒性較差b 非結晶性橡膠,不具備自增強性c 非極性橡膠,耐油性差順丁橡膠優(yōu)點a 分子鏈結構規(guī)整,高度柔順、高彈性、耐寒性好、耐動態(tài)疲勞、摩擦系數(shù)低缺點a 分子鏈作用低,拉伸強度低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、氯丁橡膠結構與性能之間的關系;(2)并比較這三種橡膠的強度、回彈性、耐磨性、耐熱氧老化性、動態(tài)生熱、耐油性。(1)丁基橡膠:是異丁

33、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。缺點是交聯(lián)速度慢;b.聚異丁烯段結構規(guī)整、對稱性高,是結晶性橡膠,純膠強度高;c.主鏈上側甲基多,填補了分子鏈間的空隙,耐透氣性和耐透水性優(yōu)異;d主鏈上側甲基多,分子鏈相對運動時,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構,使反應活性降. a結晶性橡膠;b.彈性低、動態(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 共軛結構,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。是飽和的非極性的分子主鏈。a.具有

34、高耐熱性;b 耐候性和耐臭氧性突出;c 耐化學腐蝕性好;d 彈性和低溫性好;e 耐烷烴油性差,氣密性不好。(2)強度:CRIIREPM 回彈性:EPMIIRCR 耐磨性:EPMIIRCR 耐熱氧老化性:EPMIIRCR 動態(tài)生熱:IIRCREPM 耐油性:CRIIREPM8. 簡述橡膠回收的途徑和發(fā)展趨勢。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氣、油、炭黑、鋼鐵等。(4)舊輪胎翻新。舊輪胎翻新不僅可以延長輪胎使用壽命、節(jié)約能源、降低成本,還可以減少污染。 (5)利用物理和化學再生技術,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。未來發(fā)展趨勢: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? 綠色環(huán)保纖維,從生態(tài)學角度看應滿足以下三個條件:(1) 原料采用可再生資源,不會破壞生態(tài)平衡和導致資源枯竭;(2)生產(chǎn)過程中不會對環(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,Lyocell纖維有以下優(yōu)點:(1)生產(chǎn)原料和生產(chǎn)過程對環(huán)境污染很小,NMMD的毒性小

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