高分子材料答案,考试必备

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1、塑料的定义和分类 1塑料是以聚合物为主要成分，在一定条件(温度、压力等)下可塑造 成一定形状，并在常温下能保持其形状不变的高分子有机材料。 （1） 按塑料的物理化学性能分：热塑性塑料、热固性塑料（2）按塑料用 途分：通用塑料、工程塑料、特种塑料（3）按塑料成型方法分：注 射、挤出和吹塑塑料、模压塑料、层压塑料 2塑料有什么特点？ （1）质轻、比强度高（2）优异的电绝缘性能（3）优良的化学稳定 性能（4）减摩、耐磨性能好（5）透光及防护性能（6）减震、消音 性能优良。不足：耐热性差、易老化、易燃 3了解塑料的组分及其作用。 4塑料常用的成型方法有哪些？ 挤出成型、注射成型、压延成型、模压成型、吹

2、塑成型、滚塑成型一、名词解释 1.共聚物：由两种或两种以上单体经过加聚反应生成的产物称为共聚 物。 2.热塑性树脂：加热时软化甚至熔化，冷却后硬化但不起化学变化， 不论重复多少次，均能 保持这种性质的树脂（或受热时软化，冷却时硬化，但不起化学反应， 能够反复多次的树脂） 。 3.热固性树脂：加热时软化，同时产生化学反应（或交联）而固化， 以再加热时不再软化也不熔化、不溶解的塑料称为热固性树脂。 4.塑料的老化：塑料在使用条件下，受到热、氧、阳光、电等作用， 塑料中聚合物的组成和结构发生变化，使塑料的性能恶化的现象或过 程称为塑料的老化（或塑料在使用过程中，在热、氧、阳光、电等作 用下，塑料逐步

3、失去弹性，变硬，变脆，出现龟裂的现象；或塑料逐 步失去刚性，发粘，出现蠕动等的现象） 。 5. 橡胶的硫化：在橡胶中加入硫化剂（或交联剂） ，使橡胶由线性分 子结构交联成为网体型分子结构弹性体的过程。 6.橡胶的再生：使废旧橡胶经机械粉碎、氧化解聚等，使其结构由大 的网体结构转变为小的网体结构和少量的线型结构的过程。 7.玻璃化温度： 使聚合物大分子链和链段均被固定，热运动处于停 止状态，而使高分子呈玻璃状态（或呈硬脆玻璃体状态）时的温度。 8. 树脂的固化剂：使线型聚合物交联成体型聚合物的化学物质。 9.纤维增强塑料（聚合物基纤维增强材料）：以树脂（塑料）为基体， 以纤维为增强材料的复合材料

4、。 二、填空 1. 由单体聚合成聚合物的反应有加聚反应和 缩聚 反应两种类型。 2. 玻璃化温度是 塑料 的最高使用温度。 3. 在塑料的各组成中，主要决定塑料性能和使用范围的成分是树脂 4.在塑料的各组成中，能提高塑料的硬度、耐热性，并能降低塑料成 本的组分是 （填料） 。 5.在塑料组成中，增塑剂能使塑料的硬度和脆性 降低。 6. 在塑料的组成中，填料不仅能降低塑料的成本，扩大使用范围，而 且还能提高塑料的机械强度（或硬度、或耐热性） 7.在塑料的组成中，能延缓塑料老化的成分是 稳定剂（或抗老化剂） 8.在橡胶的组成中，硫化剂的作用是使橡胶由线型分子交联成体型 （或网型）分子 9. 既不溶

5、于溶剂也不会熔融的高聚物属于体型高聚物。 10. 既可溶于适当的溶剂，又会熔融的高聚物属于线型高聚物。 11. 聚氯乙烯属于热塑性树脂。 12. 环氧树脂属于热固性树脂。 13.体型树脂较线型树脂的硬度高。 14.线型树脂较体型树脂的弹性和塑性大。 15.高聚物的结晶度越高，则其强度越高。 16.塑料的玻璃化温度较橡胶高。 17.胶粘剂对被粘物体的浸润程度越高，则粘结力越高。 18.热固性树脂属于体型高分子。 19.通常热塑性树脂胶粘剂的粘结强度较热固性树脂胶粘剂小。 20.玻璃纤维增强塑料的强度较纯塑料高。 21. 塑料产品的最高使用温度为玻璃化温度。 22. 玻璃化温度是橡胶产品的最低使用

6、温度。 1、PC 的优良性能： （1）力学性能 PC 具有均衡的刚性和韧性,拉伸强度高达 6170MPa, 有突出的冲击强度,在一般工程塑料中居首位,抗蠕变性能优于聚酰胺 和聚甲醛。 （2）热性能 与聚酰胺和聚甲醛不同,PC 是非结晶性塑料,但由于主链 中存在苯环,使 PC 具有较高的耐热性,它的玻璃化转变温度和软化温度 分别高达 150和 240,最高使用温度可达 135。PC 具有优良的耐 寒性,脆化温度为100,因此可在100130的范围内使用。 （3）透明性 PC 的透光率为 8791,由于它兼具抗冲击性和耐热 性,因此综合性能优于聚苯乙烯、有机玻璃等其它透明塑料。 （4）其它性能 吸

7、水率低、成型收缩率小、尺寸精度高,并在广泛的温 度范围内具有良好的电性能。还具有优良的耐化学腐蚀性以及自熄、 易增强、阻燃、元毒、易着色等优点。 PC 的主要缺点： 熔体粘度大,流动性差,使成型制件的残余应力大,容易产生应力开裂； 耐溶剂、耐碱性差；高温时易水解； 摩擦因数大、无自润滑性、不耐磨损、耐疲劳性差。 2、解释聚四氟乙烯称为“塑料王”的原因？ 聚四氟乙烯分子结构具有以下特点： 1）碳-氟键是键能很高的一种键,因此,碳-氟键的断裂需要很高的能量。 从加热提供热能角度看,即使加热至 500也不会断裂； 2）氟原子半径为 0.68,比氢原子（半径 0.28）大得多。碳-碳键的键 长约 1.

8、31,由此可知,氟原子正好很严密地把碳包围在其中,使碳链难以 遭受其它元素的攻击； 3）氟原子的电负性很大,氟原子间有很大的排斥力。因而,氟-碳键不能 像氢-碳键那样容易自由旋转。整个分子比较僵硬,加上对称性好,所以 易于结晶； 4）PTFE 分子是对称排列,分子没有极性,大分子间及与其它物质分子 间吸引力都很小,使其摩擦因数很小。 上述分子结构使 PTFE 是性能很优异的一种材料。外表呈透明或不透 明的蜡状不亲水粉料,密度为 2.142.20g/cm3,在塑料中密度最大。结 晶呈六方晶形（19以上）或三斜晶形（ 19以下）,熔点为 320345。其突出的性能优点表现在四个方面： 1)优良的耐

9、高低温性,PTFE 的使用温度在200260之间,短期甚至 可达 300,大大高于其他塑料；2)优异的耐化学腐蚀和老化性能,除金属钠、氟元素及其化合物对它有 侵蚀作用外,其它诸如强酸、强碱、油脂、有机溶剂等对它均无作用。 它没有溶剂,即使在王水、纯氧化剂、浓 NaOH 及原子工业中的强腐蚀 五氟化铀中都不会被腐蚀,化学稳定性超过了玻璃、陶瓷、不锈钢和金 属。甚至比金、铂还稳定。因此有“塑料王”之称。在光线和大气中 老化 2030 年仍无任何变化； 3)摩擦因数低,低粘附性。PTFE 的动、静摩擦因数相等,对钢为 0.04,自 身为 0.010.02,是摩擦因数最小的塑料。由于它的表面自由能很低

10、,几 乎所有材料均无法和它粘附它的表面可永保光洁、干净。当然,无法 和其它材料粘合也是很大的缺点。乙醚和石油醚等表面张力小的溶剂 可润湿其表面； 4)优异的介电性能,其介电性能不随频率和温度的变化而变化。 0.025mm 的薄膜可耐 500V 的高压。 PTFE 具有较高的冲击强度,但是拉伸强度、耐磨耗和耐蠕变性能低于 其它工程塑料,有时可加入玻璃纤维、青铜、碳和石墨,以提高比力学 强度。 因此 PTFE 称为“塑料王” 。概念：通用塑料：产量大、用途广、价格低、性能一般，主要用于非 结构材料，如：聚乙烯（PE） 、聚丙烯（PP） 、聚氯乙烯（PVC） 、聚 苯乙烯（PS） 。 工程塑料：具有

11、较高的力学性能，能够经受较宽的温度变化范围和较 苛刻的环境条件，并在此条件下长时间使用，可作为结构材料。 树脂：树脂通常是指受热后有软化或熔融范围，软化时在外力作用下 有流动倾向，常温下是固态、半固态，有时也可以是液态的有机聚合 物。广义地讲，可以作为塑料制品加工原料的任何聚合物都称为树脂。热塑性塑料：受热熔融、可进行各种成型加工，冷却时硬化。再受热 又可熔融、加工。具有多次重复加工性。 热固性塑料：受热熔化，成型的同时发生固化发应，形成高分子立体 网状结构，再受热不熔融，也不在溶剂中溶解。 第二章 一、各种热塑性树脂的微观结构特点： PE PE 的结构特征: 分子链非常柔顺, 结构单元对称、

12、规整,故 PE 非常容 易结晶、而且结晶度很高，聚乙烯的强度主要是其结晶结构提供的 分子量升高 MFI 下降 分子量相同， 支化度上升 ，MFI 上升 支化度对结晶的影响：支化度减小链规整性提高、结晶度提高、密度 提高、熔点提高 分子量对结晶的影响：HDPE：提高分子量对结晶度几乎没有影响。 LDPE：提高分子量会导致结晶度略有提高。 因为分子量提高会增大分子间的缠结从而提高分子间的相互作用。 ？PE 的耐环境开裂性能差的原因：因为在外界环境的作用下（例如溶 剂、氧气等） ，PE 塑料材料加工过程中有残余内应力存在，使得材料 在远远低于屈服应力值。 ？查阅相关文献分析 LLDPE 的耐环境应力

13、开裂性能要高于 HDPE 和 LDPE 的原因 LLDPE，LDPE 虽同属线型聚乙烯，但 LLDPE 完全是由乙烯与 a-烯 烃共聚而成，所含共聚单体比 LDPE 多， ，因而线型主链上有很多 的短支链，使结晶度，密度低，提高环境应开裂的性质PE 优点: 优异的耐化学药品性, 优异的电绝缘性, 柔韧性好 缺点: 耐热性差, 拉伸强度比较低，硬度不高，抗蠕变性差，环境应 力开裂现象严重 ？从微观结构因素分析，为什么交联 PE 的力学性能有大幅度的提高 PE 力学性能低主要是由于分子间作用低，而交联的 PE 只要是用化学 或辐射方法通过交联，形成网状结构的热固性塑料，使密度增大，相 对分子量变大

14、，支化变少，从而抗冲击，抗蠕动抗应力好。 （不知道 是否正确，大家看着办，查不到，如果谁查到啦就共享哈）交联聚乙烯的应用：交联 PE 的力学性能、耐热性和耐环境应力开 裂性大幅度改善。交联 PE 广泛应用在电线、电缆、热水管、热收 缩膜等。 交联 PE 不能再热塑性加工PP 什么是 PP 的等规度：等规 PP 的等规度（等规指数）：等规聚合物所 占的重量百分比 相对分子质量对性能的影响：课本 等规度增大，分子量较低时（MFI 大） ，结晶度上升，强度、刚度、 硬度提高、抗冲击性下降，分子量较大时（MFI 小） ，结晶度不变； 等规度增大，耐热性增强；等规 PP 具有优异的电绝缘性 分子量增大（

15、MFI 减小） ，结晶度下降，强度、刚度、硬度降低、抗 冲击性能提高大球晶结构对 PP 性能的影响及其尺寸的工艺方法：大尺寸球晶对性 能不利：断裂伸长、韧性、抗冲击性下降、透明度下降，这是因为大 球晶的空隙恒大，受力面积大，已招到破坏，另外只要破坏少量的球 晶，对整个聚合物的破坏性也很大。 影响球晶结构因素：（1）熔融温度和时间：熔体温上升，晶核数 下降，球晶尺寸增大 熔融时间增长晶核下降球晶尺寸就增大；冷却速率：速度慢导 致生成大球晶， 骤冷，严重“皮心”结构，加工剪切应力增强晶核上升球晶尺寸就 下降。成核剂上升晶核数多且大，故球晶尺寸就小。聚丙烯加入成 核剂后，能促进分子的结晶过和和加快结

16、晶速度，使分子具有微晶结 构，这样不但有利于提高产品的抗冲击强度、屈服强度，而且对产品 的外观及加工均有一定影响。 ？为什么 PE 低温冲击强度低？抗冲击强度与 Tg 有关系。低温时，分 子运动被冻结，自由体积小，集合物连段不能自由运动，来不及改变 构象来抵抗冲击力。等规 PP 的性能优势：较好的耐热性，优异的电绝缘性，优良的耐化 学药品性，优异的抗弯曲疲劳性。很好的耐环境应力开裂性能 等规 PP 的性能缺点：耐老化性差，抗冲击，特别低温冲击性差，PP 受热易氧化 ？PP 改性的方法有那些？各种方法对 PP 性能的影响是什么 共聚：与乙烯共聚：无规共聚嵌段共聚。共混：PP 合金：与 HDPE 共混 与 EPR 和 TPE 共混-以上的方法可以增韧、提高耐寒性；但强度 和耐热性降低 与聚酰胺共混-增韧、提高耐热、耐磨和强度。填充：粉末状矿 物填料填充 PP -提高耐热性、刚度、硬度；降低收缩和热膨胀。增强：用玻璃纤 维增强 PP-大幅度提高耐热性、刚度、硬