高分子材料基礎

2021-09-20 09:04:09 字數 5266 閱讀 4442

思考題1:簡要說明材料與物質的區別

具有滿足指定工作條件下使用要求的形態和物理性狀的物質稱為材料。

2 舉例說明材料的主要類別

化學組成:金屬材料,無機材料,高分子材料,複合材料

3 舉例說明功能材料與結構材料

功能高分子材料有三大類:

1,物理功能高分子材料:導電高分子、高分子半導體、光導電高分子、壓電及熱電高分子、磁性高分子、光功能高分子、液晶高分子和資訊高分子材料等

2,化學功能高分子材料:反應性高分子、離子交換樹脂、高分子分離膜、高分子催化劑、高分子試劑及人工臟器等

3,生物功能和醫用高分子材料:生物高分子、模擬器、高分子藥物及人工骨材料

思考題1 寫出聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丁二烯和尼龍-6,6的英文縮寫和分子式。

聚氯乙烯pvcp20頁}

聚苯乙烯psp20頁}

聚丁二烯pbp20頁}

尼龍-66 pa66p20頁}

2 均聚物和共聚物有何不同?舉例說明。

均聚物(homopolymer):只含有一種重複單元的聚合物。

由一種單體聚合而成的聚合物成為均聚物

例如:聚乙烯,聚氯乙烯,聚苯烯等

共聚物(copolymer):含有兩種以上重複單元的聚合物。

包括:無規共聚物(random copolymer)

交替共聚物(alternative copolymer)

嵌段共聚物(block polymer)

接枝共聚物(graft copolymer)

例如:尼龍-66,滌綸,環氧樹脂,脲醛樹脂等

3 寫出有機玻璃、滌綸、電木的化學名稱和英文縮寫。

有機玻璃:聚甲基丙烯酸甲酯 pmma

滌綸:聚對苯二甲酸乙二酯纖維 petp

電木:酚醛樹脂 pf

4 聚合物的分類方法有哪些?

可根據**、效能、結構、用途等不同角度對聚合物進行分類。

1. 按**分類: 天然高分子和合成高分子

2. 按功能分類:通用高分子、工程材料高分子、功能高分子、仿生高分子等

3. 按聚合物主鏈結構劃分:

碳鏈聚合物:主鏈上的原子均為碳原子的聚合物。–c–c–、–c=c–

雜鏈聚合物:聚合物主鏈中不僅含有碳原子還含有氮、氧、硫、磷等雜原子。

元素有機聚合物:大分子主鏈中沒有碳原子,而是由矽、硼等無機原子和氮、氧、硫、磷構成。

4.根據高分子的使用用途劃分:塑料(plastics),橡膠(rubbers),纖維(fiber),塗料(coating) ,粘合劑(adhesive),功能高分子(functional polymer)

根據高分子的實際用途可分為:塑料,橡膠,塗料,化學纖維,粘合劑,功能高分子

5 高分子與高分子材料涵義的區別

高分子材料也稱為聚合物材料,它是以聚合物為基體組分的材料

高分子:當乙個化合物的相對分子量足夠大,以致多乙個鏈節或少乙個鏈節不會影響其基本效能時,稱為高分子

高分子材料是通過各種適當的成型加工工藝而製成製品的

思考題1, 塑料如何分類?塑料的組成及其作用

1.按塑料受熱後性質分類:

a熱塑性塑料:受熱時軟化或熔融、冷卻後硬化,韌性好,可反覆成形。它包括聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚醯胺、聚苯醚、聚四氟乙烯等。

b熱固性塑料:在加熱、加壓並經過一定時間後即固化為不溶、不熔的堅硬製品,不可再生。具有更好耐熱性和抗蠕變能力。常用熱固性塑料有酚醛樹脂、環氧樹脂、氨基樹脂、有機矽樹脂等

2按塑料的功能和用途分類:

a通用塑料:產量大用途廣**低的塑料。主要包括聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、酚醛塑料、氨基塑料等,產量佔塑料總產量的75%以上。

b工程塑料:具有較高效能,能替代金屬製造機械零件和工程構件的塑料。聚醯胺、abs、聚甲醛、聚碳酸酯、聚碸、聚四氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、環氧樹脂等。

c功能(特種)塑料:導電塑料、導磁塑料、感光塑料等。

組成及其作用

3按組分分類:單組分:聚乙烯,聚四氟乙烯

多組分:聚氯乙烯

填料如何分類?各舉出一些例子

分類: 1按化學成分:無機類、有機類。

2按**:礦物填充劑、植物填充劑、合成填充劑。

3按外觀形狀:粉狀、粒狀、薄片狀、纖維狀、樹脂狀、中空微球等

2, 增塑劑如何分類?對增塑劑效能有何要求?

1, 按相容性的差異分類:

主增塑劑(溶劑型增塑劑):能和樹脂充分相容的增塑劑。既能進入樹脂分子鏈的無定型區,也能插入分子鏈的結晶區,因此不會滲出而形成液滴,液膜,也不會噴霜而形成表面結晶。可單獨使用

輔助增塑劑:一般不能進入樹脂分子鏈的結晶區,只能與主增塑劑配合使用

2, 按作用方式分類:

內增塑劑:在聚合過程中加入的第二單體,進行共聚對聚合物進行改性,它進入聚合物的分子結構中,降低了聚合物分子鏈的有規度。實際上是聚合物分子的一部分

外增塑劑:一般為低分子量的化合物或聚合物,通常是高沸點難揮發的液體或低熔點固體,不與聚合物起化學反應。與聚合物的相互作用主要是在公升溫的時候溶脹作用,與聚合物形成一種固體溶液。

3按分子量差異分為:

單體型:有固定的分子量。如鄰苯二甲酸酯類,脂肪酸二元酸酯類等增塑劑

聚合型:分子量不固定。如二元酸與二元醇縮聚得到的聚酯類增塑劑

4,按增塑劑的應用特性分為:

a通用型:效能較為全面,但沒有特效的效能

b特殊型:除增塑作用外,好有其他功能

5,按化學結構分類:

苯二甲酸,脂肪族二元酸酯,脂肪酸單酯,二元醇脂肪酸酯,磷酸酯,環氧化物,聚酯,含氯化合物,苯多酸酯,石油酯等

基本要求

1, 增塑劑和聚合物樹脂有良好和相容性

相容性是增塑劑在聚合物是分子鏈之間處於穩定狀態下相互摻混的效能,是作為增塑劑最主要的基本條件

2,塑化效率高

增塑劑的塑化效率是指樹脂達到某一柔軟程度

的用量,他和相容性是兩個概念塑化效率是乙個相對比較值,通常以鄰苯二甲酸二辛脂(dop)為基準以100%模數來表示,用來比較增塑劑的塑化效果

3, 低揮發性

特別是對汽車內部裝飾塑料製品,電線電纜等用的增塑劑要求更高

4, 耐寒性好

北方地區的製品,更有其重要性

5, 耐老化性好

抗老化主要是指對光,熱,氧,輻射等的耐受力。由於增塑劑在聚合物中的加入量很大,所以增塑劑的耐老化能力直接影響到塑化製品的耐老化性

6耐久性好

這裡說的耐久性是指增塑劑的揮發,抽出和遷移等的損失而引起塑料的老化

7, 點絕緣性能好

8, 具有難燃效能

大量聚合物材料已廣泛應用於工農業生產於人民生活中,如建築,交通,電氣,紡織品等許多場合都要求製品具有難燃效能

9, 要求盡可能是無色,無臭,無味,無毒

10,耐黴菌性強

像電線電纜農用薄膜土建器材

之類的塑料製品,在使用過程中會接觸到自然界中的各種微生,由於微生物的侵害兒造成老化.因此上述這些用途的塑料製品應該具有耐菌性

11良好的耐化學品和耐汙染性好

12**低廉

10, pvc中最常用的增塑劑有哪些?解釋增塑機理

苯二甲酸酯類,聚酯增塑劑

機理:增塑劑分子的滲入,降低了聚合物分子間的范德華力,使高聚物分子間距離增大,藉以增加製品的柔順性。

增塑劑的主要作用是削弱聚合物分子之間的次價健力,從而增加了聚合物分子鏈的移動性,降低了聚合物分子鏈的結晶性,即增加了聚合物的塑性,表現為聚合物的硬度、模量、軟化溫度和脆化溫度下降,而伸長率、曲撓性和柔韌性提高。

11, 抗氧劑的分類、作用機理與選用原則。

選用原則:

1溶解性

抗氧劑在其所用的聚合物中的溶解性,不噴霜.除此以外,抗氧劑也不應該在水中或溶劑中被抽出,或發生向固體表面遷移的現象,如果出現這些現象就會降低抗氧性

2揮發性

抗氧劑的揮發性很大程度上取決於其本身的分子結構與分子量.溫度高低,暴露表面大小和空氣流動狀況等對揮發性也有不同程度的影響

3穩定性

抗氧劑應該對光,熱,氧,水等外界因素很穩定.耐候性好

4變色和汙染性

一般,胺類抗氧劑有較強的變色性和汙染性,而酚類抗氧劑則可用於無色和淺色的高分子材料中,而胺類抗氧劑往往抗氧效率高,因而在橡膠工業,電線電纜和機械零件上用的很多

6. 舉出主/輔抗氧劑協同應用的例子,並說明其機理。

抗氧劑1010和抗氧劑168的(1/2)複合物

鏈終止型抗氧劑(主抗氧劑)□有不穩定的h原子,可與自由基或增長鏈發生作用,阻止自由基或增長鏈從聚合物中奪取h原子,使氧化降解被終止□→→氫過氧化物分解劑□使氫過氧化物分解成非自由基型的穩定化合物,從而避免因氫過氧化物分解成自由基而引起的一系列降解反應□→→金屬離子鈍化劑□能阻止重金屬離子催化氧化降解反應□

7. pvc中常用熱穩定劑有哪些?各舉出一些例子。

pvc常用穩定劑包括:鉛鹽穩定劑、鋇鎘類穩定劑、鈣鋅類穩定劑、有機錫類熱穩定劑、環氧類穩定劑(通常作為輔助穩定劑),此外近年來還出現了稀土類穩定劑和水滑石系穩定劑

8. 熱穩定劑的作用機理是什麼?

無論是鹽基性鉛鹽,金屬皂類或其他各類熱穩定劑,所以能起到熱穩定化得作用,主要是他們都有著乙個共同的特點,均屬***得接受體,能夠捕捉pvc降解時所脫出的***

9. 無毒熱穩定劑有哪些?

有機銻穩定劑,鈣鋅復合熱穩定劑,光穩定劑

10. 光遮蔽劑種類有哪些?作用機理分別什麼?

光遮蔽劑:炭黑、zno,鋅鋇白等

指能夠吸收或反射紫外光的物質。其作用就像光源和聚合物之間的一道屏障,使紫外光在射到聚合物分子之前就被吸收或反射出去,阻礙紫外線向聚合物內部滲入

11. 潤滑劑分類依據是什麼?舉出應用的例子。

內、外潤滑劑之分只是相對而言,並無嚴格劃分標準。

在極性不同的樹脂中,內、外潤滑劑的作用有可能發生變化。

例如硬脂酸醇、硬脂酸醯胺、硬脂酸丁脂及硬脂酸單甘油酯對極性樹脂如pvc及pa而言,起內潤滑作用;但對於非極性樹脂(如pe及pp)而言,則顯示外潤滑劑作用。

相反,高分子石蠟等與極性樹脂相容性差,如在極性pvc中用做外潤滑劑,而在pe及pp等非極性樹脂中則為內潤滑劑。

在不同加工溫度下,內、外潤滑劑的作用會發生變化。

如硬脂酸和硬脂醇用於pvc壓延成型初期,由於加工溫度低,與pvc相容性差,主要起外潤滑作用;當溫度公升高後,與pvc相容性增大,則變為起內潤滑劑作用

按化學結構分類:

——飽和烴類

飽和烴類按極性可分為非極性烴(如聚乙烯蠟和聚丙烯蠟)、極性烴(如氯化石蠟及氧化聚乙烯等)。主要用於pvc無毒外潤滑劑。

a、液體石蠟俗稱白油,為無色透明液體。

b、固體石蠟又稱為天然石蠟,白色固體。

c、微晶石蠟又稱為高熔點石蠟,外觀為白色或淡黃色固體,因結晶微細而稱為微晶石蠟。潤滑效果和熱穩定性好於其它石蠟。

d、低分子量聚乙烯又稱聚乙烯蠟,外觀為白色或淡黃色固體,透明性差。

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