材料科学基础高分子材料习题综述

一、解释概念一、解释概念 高分子材料高分子材料是由高分子化合物或以高分子化合物为主、 辅以各种添 加剂和填料等物质经加工而成的一种材料。 均聚物均聚物均聚物是指由一种单体通过共价键连接起来构成的聚合物. 共聚物共聚物由两种或两种以上单体聚合而成的聚合物。 共混物共混物由两种或两种以上聚合物通过机械或溶液混合在一起的物 质。 取向取向在外力作用下，分子链沿外力方向平行排列。 氧指数氧指数在规定条件下，固体材料在氧、氮混合气流中，维持平稳燃 烧所需的最低氧含量。 热塑性材料热塑性材料 受热时软化或熔融、 冷却后硬化， 韧性好， 可反复成型。 它包括聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚苯醚、聚四氟乙烯等。 热固性塑料热固性塑料在加热、加压并经过一定时间后即固化为不溶、不熔的 坚硬制品，不可再生。具有更好耐热性和抗蠕变能力。常用热固性塑 料有酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂、有机硅树脂等。 挤出成型挤出成型聚合物（一般为热塑性）与各种助剂混和均匀后，在挤出 机料筒内受到螺杆机械剪切力作用产生摩擦热和外热的作用使之熔 融塑化，再在螺杆的推送下，通过过滤网、多孔板，进入口模成型连 续制品的方法。 注射成型注射成型又称注射模塑或注塑，是将塑料加热熔融塑化后，在螺杆 （或柱塞）加压下，物料通过机筒前端的喷嘴快速注入温度较低的闭 合模具内，经过冷却定型后，开启模具即得制品的方法。 简述塑料的基本特点简述塑料的基本特点质轻,相对密度 0.9-2.3,泡沫塑料 0.01-0.05 电绝缘好,体积电阻率 1016-18 ,介电损耗 10-4 力学强度范围宽 防腐 隔热 成型加工性能好 减震,消音,透光 不足耐热差,力学强度小于金属,导热差,膨胀系数大,易变形,易燃,蠕 变,冷流,疲劳等。 简述塑料的组成与作用简述塑料的组成与作用 I 树脂60-100 决定塑料基本性能 粘结作用 II 助剂提高性能、降低成本 A 热稳定剂金属盐类,皂类,有机锡,环氧化油 光稳定剂UV 吸收剂,光屏蔽剂,猝灭剂,自由基捕捉剂 B 增塑剂邻苯二甲酸酯,磷酸酯类 C 润滑剂硬脂酸酯,石蜡 D 填充剂/增强剂碳酸钙,滑石粉,木粉,短纤维 E 偶联剂ACR,MBS F 固化剂胺类 G 其他如发泡,阻燃,抗静电,着色等 树脂塑料的主要组分。 增塑剂用于提高塑料的可塑性和柔软性。 填充剂（填料）用于提高塑料的力学、电学性能或降低成本等。 稳定剂用于提高塑料对热、光、氧等的稳定性，延长使用寿命。 增色剂用于赋予塑料制品各种色彩。 润滑剂提高塑料在加工成形过程中的流动性和脱模能力，同时可 使制品光亮美观。 固化剂与树脂发生交联反应，使受热可塑的线型结构变成热稳定 好的体型结构。 其它还有发泡剂、抗静电剂、阻燃剂等。 简述通用塑料的结构与性能简述通用塑料的结构与性能 PE聚乙烯是线性聚合物，由于 C-C 链是柔性链，因而 PE 是柔性很 好的热塑性聚合物。 性能③韧性、耐寒性好；呈半透明或不透明状，且随结晶度提高 而下降。 ④良好的电绝缘性和介电性能，耐化学腐蚀；较低的摩擦系数； ⑤ 不易吸水但透气性好，适合防潮包装； ⑥ 不耐热，不耐大气老化，易燃，氧指数 17.4。 PP聚丙烯 ch2chch3，聚丙烯有等规聚丙烯IPP、无规聚丙烯APP 和间规聚丙烯SPP三种。 性能无毒、无味、无嗅、半透明蜡状固体。密度小，力学性能高于 聚乙烯；耐热性、耐水性良好，化学稳定性好；但不耐芳香族和氯化 烃溶剂，耐寒性差，易老化。质轻、在高温下的流动性好、薄膜在定 向拉伸后的强度很高， 伸长率变小、 具有良好的化学稳定性和耐热性、 有较高的强度、具有良好的电绝缘性。 PVC聚氯乙烯 ch2chcl 性能较高的力学性能、耐热性能不高、较好的电性能、优良的化学 性能、阻燃性能 PS聚苯乙烯 ch2ch苯环 性能良好的透明度和表面光泽，易加工、较好的刚性、耐腐蚀、优 良的电性能，低吸湿性。 简述工程塑料的结构与性能 PA聚酰胺树脂 性能优良的力学性能、自润性、耐摩擦性好、优良的耐热性、优异 的电绝缘性能、耐气候性、吸水性。 PC聚碳酸酯 性能透光性好、具有很高的抗冲性、较宽的使用温度 简述热固性塑料的结构与性能 PF酚醛树脂 性能成型性较好、模温对流动性影响较大、硬化速度一般比氨基塑 料慢。 二、解释概念二、解释概念 再生胶再生胶是废硫化橡胶经化学、热及机械加工处理后所制得的，具有 一定可塑性，可重新硫化的橡胶材料。 橡胶的老化橡胶的老化橡胶在加工、贮存和使用过程中，由于受到各种外界因 素（如热、氧、臭氧、金属离子、电离辐射、光、机械力等）的作用， 而逐步失去其原有的优良性能，以至最后丧失了使用价值。 热塑性橡胶热塑性橡胶指在常温下显示橡胶弹性， 在高温下能够塑化成型的高 分子材料。其产品既具备传统交联硫化橡胶的高弹性、耐老化、耐油 性各项优异性能， 同时又具备普通塑料加工方更、 加工方式广的特点。 简述橡胶的共性简述橡胶的共性具有橡胶状弹性、有缓冲减震作用、对温度依赖性 大 、具有电绝缘性、有老化现象、需进行硫化、必须加入配合剂。 简述橡胶结构与性能的关系简述橡胶结构与性能的关系 1、弹性和强度 分子链柔顺性越大，橡胶的弹性就越大。 分子量越高，橡胶的弹性和强度越大。 交联使橡胶形成网状结构，可提高橡胶的弹性和强度。 2、耐热性和耐老化性能 橡胶的耐热性主要取决于主链上化学键的键能。 不饱和橡胶主链上的双键易被臭氧氧化，因而耐老化性差。 3、耐寒性 当温度低于玻璃化温度Tg时，或者由于结晶，橡胶将失去弹性。 因此，降低其 Tg 或避免结晶，可以提高橡胶材料的耐寒性。 4、化学反应 一是可进行有利的反应，如交联反应或进行取代等改性反应； 另一是有害的反应，如氧化降解反应等。 5、加工性能 橡胶的分子量分布一般较宽，其中高分子量部分提供强度，而低分 子量部分起增塑剂作用，可提高胶料流动性和粘性，增加胶料混炼效 果，改善混炼时胶料的包辊能力。 简述橡胶的原料和工艺简述橡胶的原料和工艺 原材料 1、生胶和再生胶 生胶包括天然橡胶和合成橡胶。 再生胶是废硫化橡胶经化学、 热及机械加工处理后所制得的， 具有一 定可塑性，可重新硫化的橡胶材料。 配合剂 A、硫化剂目的在一定条件下使橡胶发生交联。 B、硫化促进剂 目的降低硫化温度，缩短硫化时间，改善硫化胶 的物理机械性能。 C、补强剂 目的提高硫化橡胶的拉伸强度、定伸强度、耐磨性等 物理机械性能。 D、填充剂 目的增加胶料的容积，从而降低生产成本或改善加工 性能。 E、软化剂和增塑剂 目的改善橡胶的加工和成型性能，增加橡胶的 塑性。 F、防老剂 目的抑制橡胶的老化现象。 加工工艺 A、硫化体系 硫化体系是以橡胶（生胶）为主体，加以多种辅助 材料而成的合成体、 （辅助材料有几大体系、填充补强、硫化、防护、 增塑、特殊物质加入剂，而硫化是包覆绝缘层或护套层以后的一种 处理方法、其目的就是让辅助体系里的硫化体系发生作用， 使橡胶永 久交联、增加弹