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高分子材料


1.按照与树脂的相容性,增塑剂可以分为三类: 1)主增塑剂,它与被增塑物相容性良好,质量相容比几乎可达 1:1。 2)辅助增塑剂,它与被增塑物相容性良好,重量相容比可达 1:3。 3)增量剂,它与被增塑物相容性较差,重量相容比低于 1:20。 2.聚丙烯合成工艺有本体工艺,浆液法工艺,气相法工艺三种。 3.聚苯乙烯类聚合物主要包括通用聚苯乙烯(GPPS)、抗冲聚苯乙烯(IPS)、可生发性 聚苯乙烯、其他共聚聚苯乙烯。 4.三大通用热固性树脂:不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂。 5.通用热塑性塑料:聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯。 6.乙烯共聚物:氯化聚乙烯 CPE、茂金属聚乙烯、乙烯丙烯酸酯。 7.诺贝尔化学奖获得者:阿瑟·哈登、保罗·伯格、钱永健、罗伯特·鲁宾逊。 8.高分子材料发展趋势:高功能化、高性能化、复合化、精细化、智能化。 9.高分子材料按来源分为天然高分子、合成高分子,按用途分为塑料、橡胶、纤维、 涂料、粘合剂。 10.助剂:稳定型助剂:热稳定剂、光稳定剂、抗氧稳定剂。 提高机械性能助剂:增强剂、填料。 改善加工性能助剂:增塑剂、润滑剂。 改善表面性能助剂:偶联剂、抗静电剂。 其他助剂:阻燃剂、发泡剂、着色剂、防雾剂。 11.聚丙烯:等规 PP(结晶度高) 、间规 PP、无规 PP。 12.四大塑料:PE、PP、PVC、PS。PP 相对密度低,是四大塑料中最轻的。 13.酚醛树脂 PF,俗称电木。酸性条件下,酚:醛>1 酚法 PF. 碱性条件下,酚:醛<1 热塑性 PF+CH2O ??? ?? 热固性 PF
碱性条件 酸性条件

碱法 PF。

交联

?? 热塑性 PF 热固性 PF+C6H5OH ??? 14.环氧树脂 EP,分子结构中含有 环氧基 环氧树脂的种类缩水甘油醚类: 缩水甘油酯类: 缩水甘油胺类: 线型脂肪族类: 脂环族类: 15.氨基树脂 AF,是由含有氨基或酰胺基团的化合物与醛类化合物缩聚的产物。 16.工程塑料通用工程塑料:PA、PC、POM、PPO。特种工程塑料:PTFE、PI。 17.聚甲醛 POM 聚苯醚 PPO 18.聚对苯二甲酸乙二醇酯 PET 聚酰胺 PA 19.聚对苯二甲酸丁二酸酯 PBT 聚碳酸酯 PC 20.聚酰亚胺 PI 21.通用合成纤维:聚酰胺纤维、聚酯纤维。 22.热稳定剂:能够改善聚合物热稳定性的助剂。 23.塑料:以聚合物为主要成分,在一定程度下可塑成一定形状,并且在常温下保持 其形状不变和一定强度的材料。 24.塑性:在外力作用下,材料能稳定地发生永久变形而不破坏其完整性的能力。 25.增塑剂:能够改善聚合物塑性的助剂。 26.纤维:长度比直径大千倍以上且具有一定柔韧性和强力的纤细物质统称为纤维。 27.人造纤维:以天然聚合物为原料,经过化学处理和机械加工得到的纤维。 28.合成纤维:由合成的聚合物得到的纤维。 29.环氧值:每 100 克环氧树脂中含有的环氧基的当量数。 30.环氧当量:含有 1g 当量环氧基的环氧树脂的质量(g) 。 31.工程塑料:物理机械性能及热性能比较好、可以当作结构材料使用的且在较宽的温度范围内 可承受一定的机械应力和较苛刻的化学、物理环境中使用的塑料材料。 32.树脂:未经过任何加工的高聚物,主要指制造塑料所用的高分子材料。 33.蠕变:固体材料在保持应力不变的条件下,应变随时间延长而增加的现象。 34.聚酰胺纤维:用主链上含有酰胺键的高分子聚合物纺制的合成纤维。 35.助剂:指在加工塑料制品时,为防止加工时的热降解或者防止制品在长期使用过程中老化而 添加的物品。

36.复合材料:由两种或两种以上的材料经过复合工艺而制备的多相材料。 37.拉链效应:在聚乙烯高聚物中,在外界环境作用下,高聚物分解释放出 HCl 气体,已放出 的 HCl 对未放出的起促进作用,即拉链效应。 38.ABS 有哪些单体合成?结构是什么?并说明各自赋予了什么特性。 答:ABS 是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物,结构式为 ABS 树脂兼具三种组分的共同性能,成为具有“坚韧、质硬、刚性”的材料。丙烯晴能使 聚合物耐化学腐蚀,具有一定的表面强度。丁二烯使聚合物呈现胶状韧性。苯乙烯使聚合物 呈现热塑性塑料的加工特性,即有较好的流动性。ABS 树脂具有耐热、抗冲击强度高、表 面硬度高、尺寸稳定、耐化学药品性及电性能良好等优点。 39.为什么说 PVC 是多组分塑料?从结构分析。 答:由于 Cl 原子存在,PVC 极性强,黏熔温度较高,给加工成型带来困难,所以要加增塑 剂,降低分子间作用力,增加其柔韧性;又因为树脂中含有反应中残留的双键、支链及引发 剂残留基团,加上相邻碳原子之间 Cl 与 H 易受光和热的作用脱去 HCl,发生降解反应,所 以加工成型时必须加入稳定剂;为了改善 PVC 制品性能,还需加入润滑剂、表面改性剂填 料等,所以 PVC 是多组分塑料制品。 40.合成纤维聚合物要具有什么结构特征? 答:1)聚合物长链必须线性的,尽可能无支链,无交联。因为纤维沿纵深取向才可能获得高 强度纤维;2)聚合物应有适当的分子量,分子量分布要窄。分子量低的不能成纤维,分子 量太高纺丝加工困难;3)聚合物结构要等规,易结晶,最好形成部分结晶结构,晶体存在 使取向稳定,非结晶态存在可提高染色性和纤维韧性;4)聚合物要含有极性基团,可提高 分子间作用力,使其机强度增加;5)聚合物的熔点和软化点要比纤维使用温度高很多;6) 热稳定性高,易于加工,才具有实用价值。 41.主要纺丝方法有哪些?适用于哪些聚合物? 答:熔体纺丝:直接纺丝、切片纺丝,适用于 PE、PP、PAC、PET 等; 溶液纺丝:湿法纺丝,适用于 PAN、PVC;干法纺丝,适用于 PAN、PVC、PU。 42.双酚 A 型 EP(环氧树脂)合成结构对其性能影响。 答:1)环氧基和羟基赋予树脂反应性,使树脂固化物具有很强的内聚力和粘接力; 2)醚键和羟基是极性基团,有助于提高浸润性和粘附力; 3)醚键和 C-C 键使大分子具有柔顺性; 4)苯环赋予聚合物以耐热性和刚性; 5)异丙基也赋与大分子一定的刚性; 6)-C-O-键的键能高,从而提高了耐碱性。 43.简述 LDPE、HDPE、LLDPE、UHMWPE。 答:LDPE:结构特点:由于采用自由基聚合,易发生链转移反应,故含有较多支链,无规 则,呈树枝状,相对分子质量不高,分子量分布相对 HDPE 宽。性能:LDPE 为非极性材料, 由于支化度很大,密度小,其力学性能差,但冲击性能较好,此外由于结晶度低,其透明性 好,无毒,制品柔软。 HDPE:结构特点:支化度低,结构 比较规整,易结晶,分子量高,分子量分布窄。性能: 耐低温韧性、刚性优于 LDPE,其力学性能比 LDPE 优越,冲击强度比 LDPE 差,耐化学性 好,热导率高,不宜做绝热 材料,耐应力开裂性及耐渗透性优于 LDPE。 LLDPE:结构特点:具有规整的短支链结构,熔点与 HDPE 相似,短支链比 HDPE 多,长 支链比 LDPE 少,结晶度与密度与 LDPE 相似。性能:LLDPE 与 HDPE 共混,耐应力开裂 性,抗张强度,抗冲强度提高,耐 污染性,热封性好,用于生产食品袋购物袋,也用于缠 绕材料。 UHMWPE:结构特点:分子量约为 50 万~500 万,链长为普通 PE 的 20 倍,其分子结构与 HDPE 基本相似,为线型结构,分子间作用力大,结晶度高,熔融指数约为 0。性能:耐低 温性能好,耐磨性、自润滑性好,耐冲击性能好,比 ABS 高 6 倍,耐腐蚀性好,具有突出 的高模量,高韧性以及耐环境开裂性,同时还具有优异的化学稳定性和抗疲劳性。 44.PTFE 具有“塑料王”之称,请从它的分子结构上分析说明它的优异性能和用途。 答:PTFE 的侧基全部为氟原子,分子链的规整性和对称性极好,大分子为线型结构,几乎 没有支链,容易形成有序排列,所以 PTFE 为一种结晶聚合物,结晶度较大。氟原子对骨架 碳原子有屏蔽作用,而且氟-碳键具有较高的键能,是很稳定的化学键,因此使分子链很难 破坏,所以 PTFE 具有很好的耐腐蚀性和耐热性。由于 PTFE 分子链上与碳原子连接的 2 个 氟原子完全对称,因此它为非极性聚合物,具有优异的介电性能和电绝缘性能。此外,PTFE 分子是对称排列,分子没有极性,大分子间及与其他物质分子间相互吸引力都很小,其表面

自由能很低,因此它具有高度的不黏附性和极低的摩擦系数。 用途:在防腐材料方面:蒸馏塔、反应器。阀门;在摩擦防损方面:活塞环、密封环;在绝 缘材料方面:高频电缆、电容器线圈;在医用材料方面:人工心脏、人工食道;在不粘材料 方面:不粘锅、食品加工机器。 45.试写出 PA、PC、PET、POM、PPO 各自的特征基团及性能。 答:PA:由于分子主链中重复出现的酰胺基团是一个带极性的基团,这个基团上的氢能与另 一个酰胺基团上的羰基结合成牢固的氢键,使聚酰胺的结构发生结晶化,从而使其具有良好 的力学性能、耐油性、耐溶剂性等。 PC:PC 分子主链上的苯环是 PC 具有很好的力学性能、刚性、耐热性能,而醚键又使 PC 的 分子链具有一定的柔顺性,所以 PC 既刚又韧。由于 PC 分子主链的刚性及苯环的体积效应, 使它的结晶能力较差,具有优良的透明性。PC 分子主链上的酯基对水很敏感,尤其在高温下 易水解。 PET:PET 的分子链由刚性的苯基、极性的酯基和柔性的脂肪烃基组成,所以其大分子既刚硬, 又具有一定的柔顺性,所以 PET 具有优越的力学性能和摩擦、磨损性能。同时其支化度很低, 分子结构工作规整,属结晶高聚物,但其结晶度不高,所以透明性比较好。 POM:POM 的分子主链上具有—(—CH2O—)—重复单元,是一种无侧链、高密度、高结晶度 的线型聚合物,具有优良的综合性能,例如它具有较高的强度、模量、耐疲劳性、耐蠕变性、 电绝缘性、耐溶剂性、加工性等。 PPO:PPO 分子主链中含有大量的酚基芳香环,使 PPO 的熔点升高,熔体黏度增加,熔体流动 性大,加工困难;分子链中的两个甲基封闭了酚基两个邻位的活性点,可使 PPO 的刚性增加、 稳定型增强、耐热性和耐化学腐蚀性提高。由于 PPO 分子链中无可水解的基团,因此其耐水性 好、吸湿性低、尺寸稳定性好、电绝缘性好。PPO 由于分子链的端基为酚氧基,因而耐热氧化 性能不好。

1.双酚 A 的环氧氯丙烷的合成。

2.合成酚醛环氧树脂。

3.PA-6 的合成。

4.PC 的合成。

5.PA66 的合成。


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