第一章高分子材料学

第一章高分子材料学1、影响高分子材料性能的化学因素有哪些？答：高分子材料的化学结构，即构成元素的种类及其连接方式（重复结构单元的特性）、端基、支化与交联、结构缺陷、基团的空间位置等是决定其性能的主要化学因素。2、按高分子材料的主链构成元素可将其分成哪几类？试举例。答：（1）碳链高分子主链以碳－碳共价键相联结而成，大多由加聚反应制得，分子间主要以次价力（范德华力）或氢键相吸引而显示一定强度，耐热性较低，不易水解。如PE、PP、PVC、PS、PMMA等。（2）杂链高分子由碳－氧、碳－氮、碳－硫等以共价键相联结而成，主要是由缩聚反应或开环聚合制得。特点是链刚性较大，耐热性和力学性能较高，但一般易水解、醇解或酸解。如PET、PA、PF、POM、PSF、PEEK等。（3）元素有机高分子主链中常含硅、磷、硼等，常见的为有机硅高分子化合物，热稳定性好，具有较好的弹性和塑性，高耐热性是其特征。3、影响高分子材料性能的物理因素有哪些？答：一、相对分子质量及其分布；二、结晶性；三、粒径与粒度分布；四、成型过程中的取向；五、熔体粘度与成形性4、相对分子质量对高分子材料制品的哪些性能影响较大，哪些性能影响较小？答：受相对分子量影响大的性能有：拉伸强度、弯曲强度、弹性模量、冲击强度、玻璃化转变温度、熔点、热变形温度、熔融粘度、溶液粘度、溶解性、溶解速度等。受相对分子量影响较小的性能有：比热、热传导率、折射率、透光性、吸水性、透气性、耐化学药品性、热稳定性、耐候性、燃烧性等。5、高分子材料相对分子质量分布与其成型性及制品性能的关系任何？为兼顾成型性和制品的性能，可采取什么措施？答：对于塑料制品，一般要求相对分子量分布较窄，这样成型加工性和制品性能都较均一。相对分子量分布过宽说明其中存在相对分子量偏低和过高部分。当相对分子量偏低部分所占比例过高时，有利于改善加工性能，但力学性能、耐热性、热稳定性、电气绝缘性能和耐老化性能均有下降；而当相对分子量过高的部分比例过高时，则塑化困难，影响制品的内在质量，降低外观质量，甚至出现象“鱼眼”一样的未塑化颗粒。对于塑料的成型加工来说，相对分子量分布可适当宽些。往往采用双峰分布的树脂，其相对分子量高的部分赋予制品优良的机械性能，而相对分子量低的部分则提供足够的成型加工流动性。对于合成纤维，则希望相对分子量分布尽可能窄些。6、高分子化合物的哪些链结构因素有利于其结晶？答：有利于结晶性的因素有：1）链结构简单，重复结构单元较小，相对分子量适中；2）主链上不带或只带极少的支链；3）主链化学对称性好，取代基不大且对称；4）规整性好；5）高分子链的刚柔性及分子间作用力适中。各种高分子化合物的结晶形态不同，但以斜方晶型、单斜晶型、三斜晶型为主。7、熔融温度和熔融时间对制品的结晶度有何影响？为提高制品的机械性能和热变形温度，应采用怎样的熔融温度和时间？答：熔体中残存的晶核数量和大小与成型温度有关，也影响结晶速度。成型温度越高，即熔融温度高，如熔融时间长，则残存的晶核少，熔体冷却时主要以均相成核形成晶核，故结晶速度慢，结晶尺寸较大；反之，如熔融温度低，熔融时间短，则残存晶核多，熔体冷却时会引起异相成核作用，结晶速度快，结晶尺寸小而均匀，有利于提高机械性能和热变形温度。8、为了改善高分子材料制品的结晶度和尺寸稳定性，应对成型后的制品做何处理？并简述处理方法的实质。而为了提高制品的冲击韧性，应对制品如何处理？简述处理方法的实质。答9、液晶聚合物注射注射成型制品的哪一层面取向度最高？哪一层面取向度最低？答：表层最高，中心层最低10、加工温度对聚合物的熔体粘度有何影响？为降低聚合物的熔融粘度，采用升高温度的办法对于PMMA和PP哪个更有效？答：温度升高，可使高分子链热运动和分子间的间距增加，从而使熔体粘度下降。通常温度升高10℃，熔体粘度降低1/2～1/3。同升高40℃后，PP熔体粘度比为1.5，PMMA为4.1，故对PMMA更有效。11、画图说明相对分子质量、压力、填充剂、温度和增塑剂对高分子化合物熔体粘度的影响，并做简要说明。12、高分子共混物可分为几种型式？什么型式的为高分子合金？画出示意图说明。答：宏观上分相型高分子共混物（分散相粒径1µm）共混物微观分相型高分子共混物（分散相的粒径在0.1～1µm）完全相容型高分子共混物微观分相型高分子共混物高分子合金完全相容型高分子共混物13、简述高分子合金化的制造技术，并画出高分子合金制造的通用流程。答：（1）简单共混技术—完全相容型体系有效；不相容体系效果很差。（2）接枝共聚技术—HIPS、ABS；嵌段共聚物也是一种高分子合金，如SBS、SEBS等。（3）多层乳液技术—乳液聚合，形成核、壳结构不同的多层乳胶微粒。（4）相容剂技术—可制得具有稳定微观分相型结构、性能优良的高分子合金。已较广泛应用。（5）互穿聚合物网络技术（IPN）—如PU/EP、PU/UP、PU/POM、PU/PVC等。（6）反应挤出技术—如PA/EPDM超韧尼龙、PP/EPDM热塑性弹性体等。（7）分子复合技术—刚性高分子化合物均匀分散在柔性或半刚性链的高分子化合物基体中，形成分子水平的复合。（8）力化学技术—利用高剪切力作用下，高分子链的断裂或交联而形成接枝、嵌段或交联高分子。14、聚合物填充剂分为哪几类？试举例说明。答：15、填充剂与高分子化合物复合化时，为什么要对填充剂进行处理？答：采用偶联剂进行表面处理，改善高分子化合物与填充剂的界面张力16、对于纳米颗粒填充剂常采用哪些方法使其在高分子化合物中分散均匀？答：（1）层间插入法—高分子化合物插入层状分子层间。（2）就地聚合法（3）溶胶－凝胶法（4）超细粒子直接分散法17、乙烯、丙稀共聚物的性能特点。答：