《材料导论》复习题

《材料导论》期末考试复习题一：基础知识1.生物和生命科学、纳米技术、能源与环境、电子与信息、材料是目前科学技术的七大热点和重点领域。2.材料、能源和信息并列成为现代科学技术的三大支柱。3.材料的分类：金属（金属、金属合金）、非金属（有机高分子材料、无机非金属材料）4.高分子材料的定义：包含由小分子通过共价键形成长链的天然或人工合成的材料。5.高分子材料的分类：弹性体、热固性及热塑性树脂。6.材料技术的发展趋势：从均质材料向复合材料发展、由结构材料往功能材料、多功能材料并重的方向发展、材料结构的尺度向越来越小的方向发展、由被动性材料向具有主动性的智能材料方向发展、通过仿生途径来发展新材料。7.塑料：塑料是以合成树脂为主要成分，另加有（或不加）改性用的添加剂或加工助剂，在一定温度、压力条件下可塑化成型、并在常温下保持其形状的材料。有时还包括塑料的半成品，如压塑粉、注塑粒料等。经过成型加工，可制成具有特定形状又具有实用价值的塑料制品。8.塑料的分类：合成塑料、天然塑料（按来源）；热塑性塑料、热固性塑料（按热行为）；通用塑料、工程塑料（使用范围和用途）。9.塑料的特性：质轻、耐腐蚀、电绝缘、加工性能好；不耐热、易变形、不耐老化、易燃、原料受石化资源制约10.常用的塑料加工方式：挤出成型、注射成型、压延成型。11.橡胶的定义：橡胶是一类线形柔性高分子聚合物。其分子链柔顺性好，在外力作用下可产生较大的变形，除去外力后能迅速恢复原状。12.橡胶的分类：天然橡胶、合成橡胶（按来源）；热固性橡胶、热塑性橡胶（按加工性）。13.橡胶配方的五大体系：生胶、填充补强、硫化促进、防老、软化增塑体系。14.纤维的定义：指长度比直径大很多倍并且有一定的柔韧性的纤细物质。15.涂料的定义和组成：涂料是合成树脂另一种应用形式，用来涂覆物体表面，形成保护或装饰膜层。主要有三种组分：成膜物、颜料、溶剂。16.黏合剂的定义：黏合剂也称胶黏剂，是一种把各种材料紧密地结合在一起的物质。黏合剂一般是多组分体系。17.熔体流动指数（MFI）：在规定的温度和压力下，试样熔体每10min通过标准出料模孔的总重量(克)。单位:g/10min。18.热变形温度（HDT）：塑料试样在静弯曲负荷作用下，浸入一种等速升温的液体(或空气)传热介质中，当试样受热变形，变形量达到一定时的温度。19.维卡温度：是指测定高分子材料在合适的液体传热介质中，在一定的负荷、一定的等速升温条件下，试样被1毫米2压针头压入1毫米时的温度。20.高密度聚乙烯(HDPE)：通过乙烯均聚-Ziegler-Natta法制备。只有少量的短支链。低密度聚乙烯(LDPE)：通过乙烯均聚-自由基法制备。存在大量的长支链和短支链。线性低密度聚乙烯（LLDPE）：通过乙烯与少量α-烯烃共聚制备。短支链数目与LDPE相当，但没有长支链。21.PE的性能：优异的耐化学药品性、优异的电绝缘性、柔韧性好；耐热性差、力学性能较低、环境应力开裂现象严重。22．PE的交联：辐射交联、过氧化物交联和有机硅烷交联23.聚丙烯（PP）：Zieglar-Natta催化剂催化的阴离子配位聚合制成等规PP。分为等规、间规和无规三种不同立体构型。24.PP的性能：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；耐老化性差、抗冲击，特别低温冲击性差。25.聚氯乙烯（PVC）：聚氯乙烯树脂是氯乙烯单体在过氧化物、偶氮化合物等引发剂；或在光、热作用下按自由基聚合反应机理聚合而成的聚合物。一般可通过悬浮、乳液、本体、溶液法聚合制备。26.PVC的性能：电绝缘性较好、耐溶剂性和耐腐蚀性较好、阻燃性较好、力学性能一般；热敏性明显、耐热性差、加工性能较差。27.PVC的降解和稳定：降解机理：PVC分子链中的“缺陷”是导致降解的主要内因。热、光、机械应力是导致PVC降解的外因。PVC的稳定：与其他单体共聚；加入化学稳定剂。28.聚苯乙烯（PS）：聚苯乙烯树脂是由苯乙烯单体通过自由基聚合而成的聚合物。可通过本体、悬浮、乳液、溶液聚合制备。29.PS的结构：无轨线性分子，存在少量短支链；为无定型聚合物。30.PS的性能：拉伸强度和弯曲模量都很高，但抗冲击性和耐低温性差；耐热性差、导热率低、线膨胀系数大；具有良好的电绝缘性；化学稳定性较好；加工性好，但加工时易产生内应力。31.PS的改性：PS与顺丁或丁苯橡胶共聚或共混制备高抗冲PS。32.ABS树脂：ABS树脂是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯的三元共聚物。33.聚酰胺（PA）：分子主链上含有酰胺基团（-NHCO-）的高分子化合物。分为脂肪族（P型和mp型）、芳香族和透明PA。其中p型聚酰胺的聚合可以通过氨基酸的缩聚或内酰胺的开环聚合。mp型PA是通过二元胺与二元酸缩合而成的。34.PA的性能：良好的力学性能，且具有很好的耐磨性；电绝缘性在干燥的条件下良好；熔融温度比较高，但热变形温度低；具有良好的化学稳定性和耐溶剂性。35.透明PA：透明PA就是在PA分子链上引入侧基，破坏链的规整性，使其不能结晶。例如聚对苯二甲酰三甲基己二胺和聚2,2-双（4-氨基环己基）丙烷-壬二酸-己二酸三元共聚物。36.聚碳酸酯（PC）：分子主链中含有碳酸酯基的聚合物统称为聚碳酸酯，可看作二羟基化合物与碳酸的缩聚产物。可通过光气法和酯交换法制备。37.PC的性能：良好的力学性能，具有优异的抗冲击性能；具有较好的耐热性和耐寒性；有较好的电绝缘性；耐化学药品性一般；具有良好的耐臭氧性。38.PC的改性：制品残余内应力大、不耐溶剂、高温易水解；不耐磨损。一般用纤维增强和制成合金来改性。39.聚四氟乙烯（PTFE）：四氟乙烯的均聚制备。可通过本体、悬浮、乳液聚合制备。40.PTFE的性能：力学性能不高，但有良好的自润滑性；具有优异的耐热性和耐寒性；具有极高的化学稳定性。电绝缘性良好；表面自由能很低，几乎和所有的材料都无法黏附。但加工性不好，不能采用一般热塑性塑料的加工方式。41.酚醛树脂（PF）：酚类化合物与醛类化合物经缩聚而得到的树脂统称为酚醛树脂。其中以苯酚和甲醛缩聚而得得树脂最为重要，是目前应用最广泛得一类热固性树脂41.PF的固化：热塑性PF（六次甲基四胺固化）；热固性PF（热固化、酸固化）。42.PF的性能：力学性能较好，但抗冲击性能差；耐化学药品性优良；电绝缘性良好；阻燃性好，吸水率高；43.环氧树脂（ER）：环氧树脂是指分子中含有两个或两个以上环氧基团的线性有机高分子化合物。一般分为缩水甘油醚、缩水甘油酯、缩水甘油胺、脂环脂肪族类。44.ER的固化：一般使用反应性固化剂（固化剂本身可以与ER上的环氧基和叔羟基反应）或催化性固化剂（身不能与ER反应但可催化环氧基间聚合）固化。ER的固化毒性小，反应活性低，树脂储存期长；固化速度慢，可加催化剂改善；固化产物具有良好的力学性能、电性能、更高的热稳定性;45.ER的性能：综合力学性能优良；化学稳定性优良；具有优良的电性能；尺寸稳定高。46.不饱和聚酯（UP）：不饱和聚酯是由二元酸（饱和二元酸和不饱和二元酸）同二元醇，经过缩聚反应而成的一种线型聚合物，通常采用直接酯化或酯交换反应制备。47.UP的固化交联体系：包括引发剂、交联剂、促进剂和阻聚剂。48.UP的性能：通过调节UP的化学组成，可以在很大范围上调整UP的性能，满足不同的需要。49.橡胶与热塑性弹性体：橡胶指具有可逆形变的高弹性聚合物材料。在室温下富有弹性，在很小的外力作用下能产生较大形变，除去外力后能恢复原状。橡胶属于完全无定型聚合物，它的玻璃化转变温度（Tg）低，分子量往往很大，大于几十万。热塑性弹性体指在室温下富有弹性，在很小的外力作用下能产生较大形变，除去外力后能恢复原状，常温下具有橡胶的弹性，高温下可塑化成型的一类弹性体。50.通用橡胶：NR、SBR、BR、EPDM、IIR、NBR、CR；特种橡胶：SiR、ACM、FKM51.橡胶弹性的来源于高分子链的熵弹性：当高分子材料受到外力发生较大的形变时，其分子链通过分子内旋转发生变形，整体的熵值减少。当外力去除，变形了的高分子链有向熵值较高的原始状态自发回复的趋势。52.弹性体材料对结构的要求：1.大分子链要有足够的柔性；2.在使用温度下要不结晶或结晶很少；3.在使用温度下分子链间相对滑移要小，否则制品会产生很大的永久变形。53.橡胶材料的不同分类方法54.橡胶的配合指为了满足橡胶制品的性能、加工工艺和成本的要求，确定橡胶以及各种配合剂的种类和用量。55.橡胶配合的5大体系及其作用：（1）生胶体系——母体和基体材料（2）硫化体系——使橡胶产生交联（3）填充增强体系——提高力学性能、降低成本（4）软化增塑体系——提高加工性能、提高制品柔软度和耐寒性（5）防护体系——提高橡胶的耐老化性能56.拉伸强度，断裂伸长率，定伸应力，硬度，撕裂强度，疲劳性能，耐磨性能的定义57.NR的分子量分布呈双峰分布规律，低分子量部分有利于NR的加工，高分子量的部分使NR具有较高的强度。58.NR的结构组成及各个组成部分的作用：橡胶烃，丙酮抽出物，蛋白质，灰分，水分。59.分析NR的结构特点与其性能的关系。60.丁苯橡胶是丁二烯和苯乙烯的共聚物，SBR是用量最大的一种合成橡胶。61.SBR的宏观结构参数：单体比例，平均分子量、分子量分布、分子结构的线性程度、凝胶含量；微观结构参数：丁二烯链段中顺1，4；反1，4和1，2结构的比例；苯乙烯、丁二烯单元的分布（嵌段共聚/无规共聚）。62.SBR中苯乙烯单体比例对于丁苯橡胶各项性能的影响：随着苯乙烯含量的提高，玻璃化转变温度提高，模量（定伸强度）提高、弹性下降、加工性能变好。苯环还具有分散应力提高耐磨性的作用。耐热氧老化性能提高，耐寒性下降。综合各种性能，普通SBR的苯乙烯含量一般为～23.5％。63.乳聚SBR和溶聚SBR结构性能对比SBR品种高温E-SBR低温E-SBRS-SBR数均分子量100000100000～100000枝化大量中等少量分子量分布系数7.54～61.5～2.0苯乙烯含量%23.523.520~25顺式％~179.534～36反式％～465538～29乙烯基％～14128～10序列特征无规无规无规与嵌段低温ESBR比高温ESBR具有更好的综合性能。与低温ESBR相比，SSBR的弹性高、内耗低，滚动阻力小；耐磨性能提高、抗湿化性不变或稍有提高。但S-SBR突出缺点是加工性能不好。注意：除了橡胶本身的结构，增强填料与橡胶间的相互作用强弱及其在橡胶中分散的均匀性也对材料最终的动态损耗特性起到了决定性的作用。64.聚丁二烯(BR)的结构对性能的影响：1).乙烯基：含量增大，也会导致Tg增大，弹性下降、加工性能、橡胶与地面的摩擦系数提高，橡胶抗湿滑性提高；但耐磨性能会略有下降。2).顺式1，4结构:分子链的回弹性高；其含量增高会导致弹性增大、加工性能与强度的下降。3).反式1，4结构:分子链的对称性高，分子间排布较紧密；其含量增多，弹性减小、模量和加工性能变好。65.顺丁橡胶的结构特点及性能66.丁基橡胶是异丁烯与少量异戊二烯的共聚物。缩写IIR。是在低温下（-100～-90oC）下，通过阳离子聚合机理得到的。67.IIR的结构特点及优缺点，IIR高耐热性、耐透气性和阻尼减振性优异的结构各是什么？68.氯丁橡胶由2-氯1,3-丁二烯通过乳液自由基聚合而来的橡胶。缩写CR。其性能特点为：结晶性橡胶——纯胶强度高，交联纯胶的强度略高于交联纯NR。弹性低、动态内耗大、耐寒性差。含有大量—Cl取代基团——阻燃性、耐烷烃油好、黏和强度高、但电绝缘性差。C－Cl和C＝C的共扼——耐热性、耐候性和耐O3性优异，但低于IIR和EPDM。69.乙丙橡胶是乙烯与丙烯在齐格勒—纳塔型催化剂催化下的无规共聚物。根据是否加入第三种双烯类共聚单体分为：二元乙丙橡胶（缩写EPM）和三元乙丙橡胶（缩写EPDM）。70.乙丙橡胶的结构特点及性能影响：高饱和性，乙烯丙烯比例，分子量和分子量分布。71.乙丙橡胶的性能优点和缺点。72.丁腈橡胶通过丁二烯和丙烯腈单体乳液自