湘大高分子材料考试要点总结(带答案)

1.分类、命名、中英文互称五大通用塑料的名称和缩写。PE\PP\PS\PVC\ABSLDPEHDPELLDPEUHMWPECPE(氯化聚乙烯)EVA(ethylenevinylacetatecopolymer乙烯-乙酸乙烯酯共聚物)EVOH(Ethylenevinylalcoholcopolymer乙烯-乙烯醇共聚物)PVOH(polyvinylalcohol聚乙烯醇，或PVA)aPP(atacticPP无规)sPP(syndiotacticPP间规)iPP(isotacticPP等规)mPP(茂金属PP)CPVC(氯化聚氯乙烯Chlorinated)PVDC(聚偏氯乙烯)UPVC(Unplasticizedpolyvinylchloride无增塑PVC,也称RPVC硬质PVC)DOP(Dioctylphthalate邻苯二甲酸二辛酯,简称二辛酯,是一种常用的塑化剂)DBP(Dibutylphthalate邻苯二甲酸二丁酯,增塑剂、软化剂)GPPS(GeneralPurposePolystyrene,通用聚苯乙烯)sPS(间规聚苯乙烯)HIPS(高抗冲聚苯乙烯)EPS(ExpandedPolystyrene,可发性聚苯乙烯)ABSSAN(苯乙烯-丙烯腈共聚物)AS(丙烯腈-苯乙烯树脂)PMMAPF(Phenol-Formaldehyde,酚醛树脂)AF(Animoresins,氨基树脂Formaldehyde甲醛)EP(EpoxyResin,环氧树脂)UP(unsaturatedpolyester,不饱和聚酯)PU(polyurethane,聚氨酯)聚氨酯是由多异氰酸酯（常用的是二异氰酸酯）与多元醇（包括含羟基的低聚物）反应生成的。几种常用的二异氰酸酯：MDI(Diphenylmethanediisocyanate二苯甲烷二异氰酸酯)TDI(Toluenediisocyanate甲苯二异氰酸酯)TPU(Thermoplasticpolyurethanes,热塑型聚氨酯)RIM(ReactionInjectionMolding,反应注射成型)五大工程塑料的名称和缩写。PA\PC\PPO\POM\PET.PBTMC尼龙(Monomercastingnylon,单体浇铸聚酰胺)MPPO(Modified-PPO,改性聚苯醚)特种：PPS(Polyphenylenesulfide,聚苯硫醚)PPE(PolyPhenyleneoxide,聚苯醚,或PPO)PI(Polyimide,聚酰亚胺)PSU(Polysulfone,聚砜，或PSF)PAS(polyarylsulfone,聚芳砜)PEEK(Polyetheretherketone,聚醚醚酮)PTFE(polytetrafluoroethylene,聚四氟乙烯)PVDF(Polyvinylidenefluoride聚偏氟乙烯)四大通用合成纤维：涤纶(PET,聚酯纤维)、腈纶(PAN,聚丙烯腈纤维)、锦纶(PA,聚酰胺纤维)、丙纶(PP,聚丙烯纤维)橡胶：NR(NaturalRubber,天然橡胶)通用合成：SBR(丁苯橡胶)\BR(聚丁二烯橡胶)\IIR(丁基橡胶)丁基\IR(异戊橡胶)异戊\SIBR(集成橡胶（Integralrubber）,用苯乙烯（St）、异戊二烯（Ip）、丁二烯（Bd）作为单体合成了集成橡胶SIBR（新一代溶聚丁苯橡胶）)\EPDM(Ethylene-propylene-dienecopolymer,(乙烯/丙烯/二烯)共聚物,俗称三元乙丙橡胶)\CR(氯丁橡胶)氯丁特种合成：NBR(Nitrilebutadienerubber丁腈橡胶)\SiR(硅橡胶)SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)\POE(Polyolefinelastomer,聚烯烃弹性体)\TPV(ThermoplasticVulcanizate,热塑性硫化橡胶)乙丙橡胶EPR2.基本概念：塑料：塑料是以高分子合成树脂为基本原料，加入一定量的添加剂而组成，在一定的温度和压力下可塑制成具有一定结构形状，能在常温下保持其形状不变的材料。工程塑料：是指一类可以作为结构材料，在较宽的温度范围内承受机械应力，在较为苛刻的化学物理环境中使用的高性能的高分子材料。通用塑料：指综合性能好，力学性能一般，产量大应用范围广泛、价格低廉的一类树脂。橡胶：是一类线形柔性高分子聚合物，其分子链柔性好，在外力作用下能产生较大形变，除去外力后能恢复原状。热塑性弹性体(TPE)：在常温下具有橡胶弹性、力学性能及使用性能，而在高温下具有可塑化成型的一类弹性体材料。热塑性硫化橡胶（TPV）：在热塑性树脂基体中混入橡胶，在与交联剂一起混炼的同时，能够使橡胶就地完全产生化学交联，并在高速混合和高剪切作用下，交联的橡胶被破碎成大量的微米级颗粒，分散在连续的热塑性树脂基体中，形成TPV。硬段、软段：聚氨酯存在微相分离的结构，其中，由异氰酸酯和扩链剂构成其硬段，由含多元醇的聚醚或聚酯构成软段。常温下软段处于高弹态，而硬段则处于结晶态或玻璃态。蠕变：在恒温下施加较小的恒定外力时，材料的形变随时间而的增加而增大的现象。应力松弛：在恒定温度和形变保持不变的情况下，聚合物内部的应力随时间而逐渐衰减的现象。环境应力开裂：聚乙烯在很多活性物质作用下会产生应力开裂，成为环境应力开裂。是聚烯烃类塑料，特别是聚乙烯的特有现象。内增塑：用化学方法在分子链上引入其他基团或链段，减弱分子之间的作用力而起到增塑，叫内增塑。通过改变高分子链化学结构所产生的增塑作用。熔融指数：在标准化熔融指数仪中于一定的温度和压力下，树脂熔料通过标准毛细管在一定时间内（一般10min）内流出的熔料克数，单位为g/10min。(熔体流动速率，原称熔融指数，用MFR表示)阿克隆磨耗：在阿克隆磨耗机上，使试样与砂轮成15°倾斜角和受到2.72kg的压力情况下，橡胶试样与砂轮磨耗1.61km时，用被磨损的体积来表征橡胶的耐磨性，单位cm3/1.61km。环氧值：在100克环氧树脂中所含环氧基的摩尔数。环氧指数：每1kg环氧树脂中含有环氧基的摩尔数。环氧当量：含有1g当量环氧基的环氧树脂的质量。羟基当量：含有1mol羟基的环氧树脂的重量克数称为羟基当量。等规度：立构规整聚合物占总聚合物的分数。稳定剂：阻止或延缓高分子材料降解的一类助剂。增塑剂：为了降低聚合物的软化温度和提高其加工性、柔韧性或延展性而加入的低挥发性的一类物质。硫化：在一定条件下能使橡胶发生交联的物质统称为硫化剂，橡胶交联过程称为硫化。硫化促进剂：凡能加快硫化速率，缩短硫化时间的物质称为硫化促进剂。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。防老剂：凡能防止和延缓橡胶老化的化学物质称为防老剂。目的：抑制橡胶的老化现象。润滑作用：润滑剂的作用是降低物料之间及物料和加工设备表面的摩擦力，从而降低熔体的流动阻力，降低熔体粘度，提高熔体的流动性，避免熔体与设备的粘附，提高制品表面的光洁度等。高分子合金：将不同种类的的聚合物加以混合从而获得理想性能的聚合物材料。高分子共混物：是指两种或两种以上聚合物通过物理的或化学的方法共同混合而形成的宏观上均匀、连续的固体高分子材料。外润滑作用与内润滑作用：内、外润滑剂的区分主要依其与树脂的相容性大小。内润滑剂与聚合物的相容性较好，因而可以降低其熔融粘度，防止由于摩擦热过大而引起树脂的分解。外润滑剂可在加工机械的表面与聚合物熔体的界面处形成润滑膜的界面层，从而起到避免相互粘着和减少摩擦的作用。内润滑剂与树脂亲和力大，其作用是降低大分子间的作用力，增加塑料的流动性；外润滑剂与树脂的亲和力小、在加工时从内部析至表面，形成一层膜，使制品与设备之间的粘结力降低。内、外润滑剂之分只是相对而言，并无严格划分标准。内润滑是减少分子与分子间的摩擦，外润滑是减少分子与加工设备之间的摩擦。极限氧指数(LOI)：纤维点燃后在氧-氮混合气体中维持燃烧所需要的最低含氧量的体积分数。外增塑：这种外加增塑剂起增塑效果的方法叫外增塑。稀释剂：降低树脂的黏度，增加成型料的流动性，使得填充料能够与树脂具有较好的浸润能力。三大透明材料：PS、PC、PMMA四大耐磨材料：PTFE、UHWMPE、POM、PA三大阻隔树脂：PA、EVOH、PVDC两相结构结晶与非晶密度最低、热稳定、耐光老化性能最好的通用橡胶——EPDM最早工业化、产量最大的合成橡胶——SBR弹性与耐寒性最好的——BR集成橡胶——SIBR热塑性酚醛树脂制备\固化：凝胶速度、固化速度不饱和聚酯树脂固化过程三阶段：凝胶、定型、熟化酚醛树脂缩聚反应的终点判断与控制：甲阶酚醛树脂：为线型结构，分子量较低，具有可溶可熔性，并具有较好的流动性和湿润性，能满足胶接和浸渍工艺的要求，因此一般合成的酚醛树脂胶粘剂均为此阶段的树脂，通过粘度控制反应终点。乙阶酚醛树脂：是甲阶酚醛树脂进一步缩聚得到含支链的、不溶但可熔的聚合物，可部分地溶于丙酮及乙醇等溶剂，并具有溶胀性，加热可软化，可拉伸成丝，冷却后即变成脆性的树脂，通过测定反应程度控制终点。丙阶酚醛树脂：是乙阶酚醛树脂继续反应缩聚而得到的最终产物。此阶段的树脂为不溶不熔的体型结构，具有很高的机械强度和极高的耐水性及耐久性。环氧树脂的粘接性能：环氧树脂的一个很重要的性能就是其粘结性很好。主要是因环氧树脂中含有许多的极性大的羟基（COH）和醚键（—C—O—C—），基团的极性使树脂分子和相邻界面产生了电磁键的吸引力，特别是主链上的具有很高反应活性的环氧基，因它可和表面（例如金属表面）上的活泼氢起反应形成化学键，极大地增强了结合力；另外还因为环氧树脂可以相当平稳地从液态变成固态，仅有轻微收缩，故能保持原有的键合作用。所以环氧树脂能够粘结从非金属到金属的多种材料，常称为“万能胶”。3.结构-性能1)为什么PVC加工过程中需加入增塑剂\热稳定剂？答：由于PVC分子间作用力大，其Tf很高，而分子结构中存在不稳定的结构，因此Td较低，因此必须加入增塑剂以降低粘流温度，同时加入稳定剂提高它的分解温度，从而防止PVC在加工时分解出氯化氢使得材料丧失了化学稳定性和物理性能。2)为什么聚苯乙烯树脂中需要加入抗氧化剂？答：由于苯基的存在，主链上α氢原子活化，易于被空气中的氧氧化，制品长期户外使用变黄变脆。3)合成环氧树脂最常用的原料是什么？为什么环氧树脂固化是用多元酸酐而不用多元酸？答：合成环氧树脂最常用的原料是双酚A和环氧氯丙烷。环氧树脂固化中，多元酸与环氧树脂的反应和酸酐相似，但多元酸反应时要放出较多的水，固化时容易起泡，故通常不用多元酸。4)为什么PET的结晶速率小？答：由于在结晶过程中往往改变了PET大分子链的立体化学结构。无定形的大分子中，原具有顺式构型而结晶后，则变成反式构型所以结晶速率小。5)为什么聚甲醛加工过程中需要补料？答：聚甲醛的结晶度高，熔程很窄，熔融或冷凝速度快，从无定形转变为结晶形时有较大的体积变化。收缩率高达3.5%，因此注射成型中的保压、补料很重要，否则制品的缩孔和凹痕会很明显。聚甲醛不单成型收缩率大，而且制品在使用过程中会随时间的增加，结晶度增大而进一步收缩，造成尺寸的不稳定。6)在成型加工前，PET为什么必须进行严格干燥？答：由于PET大分子中含有酯基，具有一定的吸水性，在20℃时最大吸水率为0.13%，它的吸湿性小，吸湿后制品性能变化不大。但其原料在熔融状态下，含水量超过规定极限值会发生水解，导致分子量大幅度下降，制品发脆。同时，对增强物而言，由于树脂分子量下降，粘度下降，成型过程中玻纤容易与树脂分离，使玻纤留在料筒内，而树脂流出，影响制品性能等。因此在成型加工前，树脂必须进行严格干燥。7)试结合iPP、sPP、aPP的结构，简要分析这三种聚合物在力学强度上的差异？答：iPP主链只有一种旋光异构体，故结晶温度高，力学强度在三种聚合物中是最好的；sPP主链由两种旋光异构体相间链接而成，由于其结晶速率极慢，故结晶度低，透明性好，其力学强度低于iPP。aPP主链由两种旋光异构体完全无规的构成，因而失去了结晶性，