高分子材料加工原理重点要点
嘉兴学院高分子系吴伯程整理
第四章聚合物流体的流变性
研究应力作用下，聚合物产生弹性、塑性、黏性形变的行为及这些行为与各因素之间的关系。
第一节聚合物流体的非牛顿剪切黏性
非牛顿流体，是指不满足牛顿黏性实验定律的流体，即其剪应力与剪切应变率之间不是线性关系的流体。
一、聚合物流体的流动类型
1.层流、湍流
2.稳定流动、不稳定流动
一切影响流体流动的因素都不随时间而改变的流动称为稳定流动；影响流动的
各种因素都随时间而变动的流动称为不稳定流动。
3.等温流动、非等温流动
4.一维流动、二维流动、三维流动
5.拉伸流动、剪切流动
二、非牛顿流体的表征
1.聚合物流体的流动行为
对于非牛顿流体，流体剪切应力σ12与剪切速率γ以及表观黏度ηa之间的关系：σ12=ηa*γ n=dlnσ12/dlnγ当n<1时，ηa随γ增大而减
小，这种流体称为假塑性流体或切力变稀流体，大部分聚合物熔体或其浓
溶液属于这种流体；当n>1时，表观黏度ηa随γ的增大而增大，这种流
体称为胀流性流体或切力增稠流体，少数聚合物溶液、一些固体含量高的
聚合物分散体系和碳酸钙填充的聚合物熔体属于这种流体。
另外，宾汉流体：必须克服某一临界剪切应力σy才能使其产生牛顿流动，流动产生之后，剪切应力随剪切速率线形增加，其流动方程为：
σ=σy+ηpγσ12>σy式中，ηp为宾汉黏度，其临界应力值σy称为屈
服应力，在屈服应力以下流体不流动。此流体为宾汉（Bingham）流体，牙
膏、油漆是典型的宾汉流体。
2.非牛顿流体的流动曲线
当剪切速率γ趋紧于0时，流体流动性质与牛顿型流体相仿，黏度趋于常
数，称为零切黏度η0.这一区域为线性流动区，称第一牛顿区。零切黏度η
0是一个重要材料常数，与材料的平均分子量、黏流活化能相关，是材料最
大松弛时间的反映。
3.切力变稀的原因
切力变稀的原因在于
①大分子链间发生的缠结。当线形大分子的相对分子质量超过某一临界值
Mc时，大分子链间形成了缠结点。这种缠结点具有瞬变性质。缠结点
不断地拆散和重建，并在某一特定条件下达到动态平衡。缠结浓度与给
定的条件有关，随着剪切应力的改变，动态平衡相应地发生移动。当剪
切应力增大时，部分缠结点被拆除，缠结点浓度下降，使表观黏度降低。
②时间因素。剪切速率γ增大时，缠结点间链段中的应力来不及松弛，链
段在流场中发生取向。链段取向效应导致大分子链在流层间传递动量的
能力减小，表观黏度下降。
③对于聚合物浓溶液来说，切力变稀还有一个原因，当剪切应力增大时，
大分子链发生脱溶剂化，因为脱溶剂化使大分子链的有效尺寸变小，这
也会引起黏度下降。
4.切力增稠的原因
切力增稠的原因是剪切速率或剪切应力增加到某一数值时流体中有某种新
的结构形成。静止状态时，流体中的固体粒子处于堆砌得很紧密的状态，
粒子间空隙很小并充满了液体，这些液体有一定的润滑作用。当剪切速率
或剪切应力很低时，固体粒子在溶液的润滑作用下会产生相对滑动，并能
在大致保持原有堆砌密度的情况下使整个悬浮体系沿受力方向移动，表现
出牛顿流动行为；当剪切速率或剪切应力增加到某一数值时，粒子的移动
速度较快，粒子间碰撞机会增多，流动阻力增大，同时粒子也不能保持静
止状态时的紧密堆砌，粒子间的空隙增大，悬浮体系总体积增加，原来那
些勉强充满粒子间空隙的液体已不能再充满增大了的空隙，粒子间移动时
的润滑作用减小，阻力增大，表观黏度增大。
三、影响聚合物流体剪切黏性的因素
（三）温度对黏度的影响
黏流活化能是流动过程中，流动单元（对聚合物流体而言即链段）用于克服位
垒，由原位置跃迁到附近“空穴”所需的最小能量（单位J/mol）。
第三节聚合物流体的弹性
一、聚合物流体弹性的表征
孔口胀大效应（也称挤出胀大效应或Barus效应、巴拉斯效应）
指聚合物流体被强迫挤出口模时，挤出物尺寸大于口模尺寸，截面形状也发生
变化的现象。
第四节聚合物流体在管道中的流动
二、聚合物流动过程中的弹性效应
（二）不稳定流动与熔体破裂
熔体破裂：在高剪切应力或剪切速率时，液体中的扰动难以控制并易发展成不
稳定流动，引起液流破坏，这种在高剪切速率或剪切应力下，挤出物产生表面
出现不规则现象，甚至使内在质量遭到破坏的现象称为“熔体破裂”。
6.有哪些因素影响聚合物流体的流动性能？如何影响？P119
答：聚合物的流动性能与聚合物流体的剪切黏性、拉伸黏性有关，所以影响聚合物流体剪切黏性、拉伸黏性的因素亦是影响聚合物流体的流动性能的因素。
影响聚合物流体剪切黏性的因素（内因、外因）：
（一）聚合物分子结构特征对黏度的影响
1.链结构的影响
聚合物分子链柔性越大，缠结点越多，链的解缠和滑移越困难，聚合物流动时
非牛顿性越强。
2.相对分子质量的影响
相对分子质量增大，不同链段偶然位移相互抵消的机会增多，因此分子链重心
转移减慢，要完成流动过程就需要更长的时间和更多的能量，所以聚合物的相
对分子质量增大，其表观黏度增加。
3.相对分子质量分布的影响
①聚合物熔体的黏度随相对分子质量分布宽度的增加而迅速下降，流动性及
加工行为改善，因为此时分子链发生相对位移的温度范围变宽，尤其低分
子量级分起到内增塑作用，使物料开始发生流动的温度跌落。
②相对分子质量分布宽的试样，其非牛顿流变性较为显著。
（二）聚合物溶液浓度对黏度的影响
聚合物溶液浓度增大，体系大分子数增多，分子缠结的概率增大，流体黏度增大。（三）温度对黏度的影响
温度上升，分子热运动加剧，分子间距增大，较多的能量使材料内部形成更多的“空穴”（自由体积），使链段更易于活动，分子间的相互作用减小，黏度下降。
（四）溶剂性质对黏度的影响
所用的溶剂本身黏度越大，同样浓度聚合物溶液的黏度也越大。
（五）混合对黏度的影响
1.共混物组成对黏度的影响
2.粒子填充剂对黏度的影响
一般固体物质的加入会使聚合物的剪切黏度有所增大，增大的程度与流体中粒
子填充剂体积分数ψ及剪切速率有关。
3.小分子增塑剂
一般认为，软化增塑剂加入后，可增大分子链之间的间距，起到稀释作用和屏
蔽大分子中的极性基团，减少分子链间的相互作用力。另外，低分子量的软化
—增塑剂掺在大分子链间，使发生缠结的临界分子量提高，缠结点密度下降，
体系的非牛顿性减弱。
（六）流体静压
在此压力作用下，大分子之间的距离减小，链段活动范围减小，分子间距离缩小，分子间的作用力增加，致使链间的错动更为困难，表现为整体黏度增大。
影响拉伸黏性的因素：
1.拉伸应变速率的影响
（1）有些聚合物流体的拉伸黏度几乎与拉伸应力的变化无关，近似为常数值
（2）有些聚合物流体的拉伸黏度随着拉伸应力增大而增大
（3）聚合物流体的拉伸黏度随着拉伸应力的增大而减小
（4）聚合物流体的拉伸黏度随着拉伸应力先增大再减小
2.温度的影响
聚合物流体的拉伸黏度随温度的提高而降低
3.相对分子质量及其分布的影响
聚合物的相对分子质量越大，拉伸黏度越大
4.混合的影响
7.聚合物流体有几种流动类型？切力变稀流体随γ增加黏度下降的原因是什么？P119
答：流动类型：假塑性流体（切力变稀流体）、胀流性流体（切力增稠流体）、宾汉（Bingham）流体、谢尔—布尔克利流体。切力变稀流体随γ增加黏度下降的原因（见上）
10.有哪些因素影响拉伸黏度？如何影响？P119
答：（见上）
第五章化学纤维成型加工原理
第一节概述
一、化学纤维成型加工的基本过程
（一）基础阶段
（二）成型阶段
1.熔体纺丝
工艺过程：切片在螺杆挤出机中熔融后或由连续聚合制成
的熔体，送至纺丝箱体中的各纺丝部位，再经纺丝泵定量
压送到纺丝组件，过滤后从喷丝板的毛细孔中压出而成为
细流，并在纺丝甬道中冷却成型。初生纤维被卷绕成一定
形状的卷袋或均匀落入盛丝桶中。
2.湿法纺丝
3.干法纺丝
（也需溶剂）
（三）后成型阶段（了解P122）
二、化学纤维的品质指标
(一)线密度
纤维的形态尺寸之一，表示纤维的粗细程度。通常以单位长度
的重量，即线密度（Tt，旧称纤度或细度）来表示，其法定单
位为特克斯，简称特，符号为tex；其1/10称分特克斯，简称
分特，符号为dtex。1000m长纤维重量的克数即为纤维的特数。
旦尼尔（简称旦）和公制支数（简称公支）为非法定计量单位，
今后不单独使用。它们之间的换算关系如下：
Tt=1000/公制支数Tt≈0.11*旦尼尔数
单纤维越细，手感越柔软，光泽柔和且易变形加工。
线密度对纤维制品的品质影响很大。其数值越小，单纤维越细，
则纤维成型过程进行得越均匀，纤维及制品对变形的稳定性就
越高，也越柔软。
三、化学纤维成型基本原理
(二)纺丝过程的基本规律
纺丝线：是对熔体挤出细流和固化初生纤维的总称。
(五)挤出细流的类型
1.液滴型
如何调整成理想化类型：液滴型不连续，无法形成纤维。
α/η值越大，越易形成液滴型（α：流体表面张力；η：
黏度）。因此，喷丝孔径Ro和挤出速度V o减小时，形成
液滴的可能性增大。在实际纺丝过程中，通常通过降低温
度使η增大，或增加泵供量使V o增大而避免液滴型细流
出现。
2.浸流型
3.胀大型
4.破裂型
第四节干法纺丝原理
干法纺丝工艺的特点：
1.纺丝溶液的浓度比湿法高，相应的黏度也高，能承受比湿纺更大的喷丝头拉伸，易制得
比湿纺更细的纤维。
2.纺丝线上丝条受到的力学阻力远比湿纺小，故纺速比湿纺高，但由于受到溶剂挥发速度
的限制，干纺速度总比熔纺低。
3.喷丝头孔数远比湿纺少，这是因为干法固化慢，固化前丝条易粘连，而湿纺短纤维的喷
丝头孔数高达数万至十余万孔。因此干法单个纺丝位的生产能力远低于湿纺，干纺一般适于生产长丝。
第五节化学纤维拉伸原理
四、拉伸过程中应力—应变性质的变化
（四）拉伸条件的影响（纤维成型过程中）
影响初生纤维应力—应变行为最重要的条件是拉伸温度、湿度和拉伸
速率。
1.拉伸温度
初生纤维拉伸时，适当地提高拉伸温度到Tg以上是必要
的，而且多级拉伸时，温度要逐级提高。显然，拉伸温度
应低于非结晶聚合物的黏流温度或结晶聚合物的熔点，否
则，不可能进行有效的拉伸取向。
2.拉伸速度
根据时温等效原理，拉伸速度增大时，对应力—应变曲线
的影响与降低温度的影响相类似。对于部分结晶的初生纤
维，拉伸速度不宜太快或太慢。
3.低分子物
初生纤维中存在的水、溶剂、单体等低分子物可使大分子
间距离增大，减少大分子间的相互作用力，降低松弛活化
能，使链段和大分子链的运动变得容易，从而使聚合物的
Tg降低，起到增塑作用。增塑作用对纤维拉伸行为的影响
与提高温度相似。
1.PA66单纤维支数为4500公支，在不断增加的负荷作用下，当负荷为8g时，纤维被拉
断，试求：（1）旦数D；（2）特数Tt；（3）绝对强力P；（4）相对强度P D；（5）断裂长度L P；（6）强度极限σ（ρ=1.14g/cm3）。
解：线密度Tt=1000/公支≈0.11旦
（1）D=1000/（公支*0.11）=1000/（4500*0.11）=2旦
（2）T t=1000/公支=1000/4500=0.22tex
（3）P=9.8N/kg*8*10-3kg=0.0784N
（4）P D=P/Tt=0.0784N/0.22tex=0.3528N/tex
（5）L P=负荷/Tt=8g/0.22tex=36km
（6）
3.已知某纤维厂生产涤纶长丝，规格为128公支/36根，试计算：
（1）该长丝的旦数，50m的卷重。
（2）单根纤维的旦数、公支数。
（3）单根纤维的断面直径是多少？（PETρ=1.38g/cm3）
解：Tt=1000/公支≈0.11旦
（1）D=1000/0.11公支=1000/（0.11*128）=71旦
50m的卷重=(1000/128)*50*10-3km=0.39g
（2）单根纤维的旦数
D1=71/36=1.97旦
单根纤维的公支数=128公支*36根=4608
（3）
第六章塑料成型加工原理
加工成型方式：一次成型、连续成型
第一节概述
二、塑料成型加工的基本过程及分类
连续法加工技术有以下特点：
（1）加工成型过程为连续运作方式，生产的任一环节或步骤在运行期间均不产生任何间断，加工物料按预定程序和运行时间从前一工序自动地进入
下一工序。
（2）每一种制品具有各自制定的，且生产过程中均保持不变的断面形状和尺寸，而制品的长度是连续形成的，且不受限制。但根据产品用途和为运
输方便在生产过程中被切取成所需长度。
（3）加工过程各生产环节或工序始终只起到各自的特殊作用，实现物料在该位置上的加工或特定的转变，如物料的混合、输送、加热、熔融、混炼、
致密化、赋型、定型、冷却和产品切取等，某些过程还具有拉伸、热处
理或退火等作用。
第二节口模成型
口模成型是指物料在熔融设备中通过加热、混合、加压，使物料以流动状态连续通过口模进行成型的方法。
一、螺杆挤出机
（一）单螺杆挤出机的基本结构
螺杆长径比（L/D）
（二）双螺杆挤出机（工作特征）
1.强制输送作用
2.混合作用
3.自洁作用
第三节模塑和铸塑
一、注射成型（非连续过程）
（三）注塑成型工艺参数
1.温度
影响流涎的因素有：喷嘴构造，喷嘴温度以及注射压力。一般来讲，降低喷嘴温度可降低物料粘度，从而减小流涎现象。适当减小注射压力，也可减少流涎现象发生的几率。
改造喷嘴装置，也可减小流涎现象。如加入止流阀，能在非注射时间内靠弹簧关闭喷嘴通道杜绝流涎现象。
2.压力
3.注射周期和注射速度
第四节压延成型
一、概述
压延成型是塑料成型加工中生产薄膜和片材的主要方法，它是将接近黏流温度的物料通过一系列相向旋转着的平行辊筒的间隙，使其受到挤压和延展作用，成为具有一定厚度和宽度的薄片状制品。
四、影响压延制品质量的因素
（一）压延效应（影响因素）
压延效应的大小受到压延温度、辊筒转速与速比、辊隙存料量、制品厚度以及物料的性质等因素的影响。
第七章橡胶成型加工原理
第一节概述
二、橡胶的品质指标
（五）耐磨性能（三个磨耗的特点）
1.NBS测试：试样在砂纸轮上磨耗
2.54mm（1/10英寸）时砂纸轮转动的圈数与
标准试片在砂纸轮上磨耗2.54mm时转动圈数之比的百分数即为耐磨系数。数
值越大，耐磨性能越好。
2.DIN测试：橡胶试样在砂纸轮上走完规定距离所磨耗的体积（mm3）即为磨
耗值，数值越小，耐磨性能越好。
3.阿克隆磨耗：以橡胶试样在砂轮上走完1.61km所磨耗的体积（cm3）表示，
数值越小，耐磨性能越好。
（六）与加工性能有关的品质指标
3.门尼焦烧时间
门尼焦烧时间用门尼黏度计测定，采用的温度一般为120℃，胶料在模腔内预
热1min后开动转子，当用大转子试验时，从试验开始到胶料黏度下降至最小
值后再上升5个门尼值所对应的时间为门尼焦烧时间，以分钟计。当用小转子
试验时，从试验开始到胶料黏度下降至最小值后再上升3个门尼值所对应的时
间为门尼焦烧时间。
4.焦烧时间和正硫化时间
混炼胶的焦烧时间和正硫化时间使用硫化仪测定，使用的温度为产品的硫化温
度。焦烧时间一般以T10表示，即硫化仪扭矩上升到最大扭矩的10%所对应的时
间，此为胶料在模型中流动充模的时间。正硫化时间以T90表示，即硫化仪扭矩
上升到最大扭矩的90%所对应的时间。
第三节橡胶配方设计
一、配方设计方法
(一)配方设计的原则
（7）要使产品性能满足使用的要求或给定的指标
（8）在保证满足使用性能的情况下，尽量节约原材料和降低成本，或
在不提高产品成本的情况下提高产品的质量。
（9）要使胶料适合于混炼、压延、挤出、硫化等工艺操作以及有利于
提高设备的生产率。
（10）对于多层或多部件产品，要考虑产品各部件不同胶料的整体配
合，使各部件胶料在硫化速度上和硫化胶性能上达到协调。
（11）在保证质量的前提下，应尽可能地简化配方。
第四节橡胶胶料的加工
一、生胶的塑炼
塑炼：具有弹性的生胶变成具有可塑性的胶料的工艺过程。
如何控制橡胶可塑度：
第二章聚合物流体的制备
数均分子量Mn=m/∑n i=∑x i M i重均分子量Mw=∑m i M i/∑m i=∑w i M i
溶度参数（δ）相近原则
缠结点越多，非牛顿性越明显，越柔顺。
主链相同的情况下，有短支链的黏度低。
第一节聚合物的熔融
一、聚合物的熔融方法
1.无熔体移走的传导熔融
2.有强制熔体移走的传导熔融
3.耗散混合熔融
4.利用电、化学或其他能源的耗散熔融方法
5.压缩熔融
6.振动诱导熔融
二、聚合物的熔融热力学
ΔF=ΔH-TΔS
式中：ΔF为系统自由能；ΔH为系统熔融热；ΔS为熔融熵；T为材料所处的环境绝对温度。
聚合物熔化过程中系统的ΔF=0，T对应于材料的熔融的平衡熔融温度（平衡熔点）即：Tm=ΔH/ΔS
4.聚氯乙烯的δ值与氯仿和四氢呋喃都接近，但为什么四氢呋喃能很好地溶解聚氯乙烯，而与氯仿却不能混溶？由此可以得出什么结论？
答：四氢呋喃与聚氯乙烯之间能形成氢键，而聚氯乙烯与氯仿之间不能形成氢键。
5.聚乙烯—醋酸乙烯共聚物的δ值为21.28（J/cm3）1/2，乙醚和乙腈的δ值为15.14（J/cm3）1/2和24.35（J/cm3）1/2，两者单独使用是否能溶解共聚物？如果乙醚及乙腈的摩尔分数接近相等，并且按33/67的比例混合，是否能溶解该共聚物，由此可以得出什么结论？
答：乙醚和乙腈的单独使用不能溶解聚乙烯—醋酸乙烯共聚物；按33/67的比例混合，21.31，可以溶解聚乙烯—醋酸乙烯共聚物。
（15.14*33+24.35*67）/（33+67）=21.3107≈21.31（J/cm3）1/2
第三章混合
第一节混合的基本概念和原理
二、混合机理
1.分子扩散
2.涡旋扩散
3.体积扩散
三、混合过程发生的主要作用
1.剪切
剪切的作用是把高黏度分散相粒子或凝聚体分散于其他分散介质中。
2.分流、合并和置换
利用器壁对流动进行分流，即在流体的流道中设置突起板或隔板状的剪切片进行分流。
3.挤压
如物料在承受剪切前先经受压缩，使物料的密度提高，这样剪切时，剪切应力作用大，可提高剪切效率。
4.拉伸
拉伸可以使物料产生变形，减小料层厚度，增加界面，有利于混合。
5.聚集
在混合过程中，已破碎的分散相在热运动和微粒间相互吸引力的作用下，又重新聚集。
第二节高分子材料混合加工的原料配方设计
二、添加剂之间的相互作用
1.添加剂的协同作用
协同作用是指配方中两种或两种以上的添加剂一起加入时的效果高于其单独加入效果的平均值。不同添加剂之间产生协同作用的原因主要是它们之间产生了物理或化学作用。
第四节高分子材料混合加工的基本过程
一、非分散混合（与分散混合的联系与区别）
(三)液体—液体分散（液滴破裂机理、影响因素、如何影响）
表面张力越大，越不易破裂。因为表面张力有使液滴保持在一起的趋势。
当横过界面产生的压力降超过表面张力时，液滴将破裂。两种液体之间的相容
性越小，则共混物中分散的液滴粒径就越大。
在连续相黏度不变的条件下，分散相的黏度越大，λ（分散相黏度μd与连续相黏度μc之比为λ）越大，形变越小，液滴难以破裂。临界破裂时，黏
度比>4，或黏度比<0.005，液滴均不易破裂。
剪切应力越大，Ca（毛细管系数）越大，液滴越易破裂。有一个临界剪切应力，在此应力下液滴破裂，低于此应力，则不破裂。
弹性对分散状态的影响比黏性对分散状态的影响更敏感。当液滴发生破裂时，连续相的弹性趋于增加最小液滴尺寸和临界剪切速率。而连续相的黏度增
加有一个相反的作用。
温度增加，液滴尺寸减小，这可能是由于温度的增加引起黏度减小的缘故。
第一章绪论
一、概述
高分子的分类是个比较复杂的问题。其中，按照材料的性能，可分为通用高分子材料和新型高分子材料。
二、通用高分子材料的主要种类和概念
纤维、塑料、橡胶、胶黏剂和涂料等几大类。
1.纤维
纤维是一种细长形状的物体，其长度对其最大平均横向尺寸比，至少为10：1，其截面
积小于0.05mm2，宽度小于0.25mm.长度与直径之比一般大于1000：1，具有一定的柔曲性、强度、模量、伸长和弹性等。按原料来源不同，纤维可分为天然纤维和化学纤维。
2.塑料
塑料是以高分子化合物为主要成分，在一定条件下可加工成一定形状并且在常温下保持其形状不变的材料。
塑料根据原料来源分为合成塑料和半合成塑料。根据塑料的热可塑性不同，塑料可分为热塑性塑料和热固性塑料。热塑性塑料主要有聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯（包括ABS树脂）、聚丁烯、氯化聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、纤维素等塑料。热固性塑料主要有酚醛塑料、氨基塑料、呋喃塑料、环氧树脂、不饱和聚酯塑料和有机硅塑料等。按使用性不同，塑料可分为通用塑料和工程塑料。
3.橡胶
橡胶是有机高分子弹性化合物，在很宽的温度（-50~150℃）范围内具有优异的弹性，所以又称为高弹体。
根据原料来源，橡胶可分为天然橡胶和合成橡胶两类。合成橡胶按用途可分为通用合成橡胶和特种合成橡胶。
天然橡胶是从天然植物中采集出来的一种乳白色液体，经加工制成的高弹性材料，天然橡胶的主要成分橡胶烃是异戊二烯的聚合物。通用合成橡胶主要有聚丁二烯橡胶、聚异戊二烯橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶、聚异丁烯橡胶和乙丙橡胶等。
4.胶黏剂
能把各种材料紧密地结合在一起的物质，称为胶黏剂，又称黏合剂。
胶黏剂通常由几种材料配制而成，这些材料按其作用不同，一般分为主体材料和辅助材料两大类。按照胶黏剂主体材料的来源，可分为天然胶黏剂和合成胶黏剂两类。按照黏结度特性，可分为结构胶黏剂、非结构胶黏剂和次结构胶黏剂三类。
5.涂料
涂料是指涂布在物体表面能形成具有保护和装饰作用膜层的材料。过去，由于涂料都是用植物油和天然树脂熬炼而成，其作用又同我国的生漆差不多，因此一直被叫做油
漆。
三、新型高分子材料的主要种类和概念
1. 高性能高分子材料
指材料的机械性能、耐热性、耐久性、耐腐蚀性等功能有较大提高的高分子材料。
2.功能高分子材料
指高分子的主链或侧链上具有反应性能官能团，因而具有特定功能的高分子。
3.智能高分子材料
指能随着外部条件的变化，而进行相应动作的高分子材料。
4.生态高分子材料
生态高分子材料与其他新兴高分子材料的区分不是其性能，而是其与环境的关系。
磁性塑料的综述
1磁性塑料的介绍~~~~~~~ 磁性塑料是高分子磁性材料中的一种。高分子磁性材料是一种具有记录声、光、电等信息并能重新释放的功能高分子材料，是现代科学技术的重要基础材料之一。 有机高分子磁性材料作为一种新型功能材料，在超高频装置、高密度存储材料、吸波材料和微电子等需要轻质磁性材料的领域具有很好的应用前景。 磁性高分子材料的出现大大改善了烧结磁体的这些缺点,它具有重量轻、有柔性、加工温度不高、结构便于分子设计、透明、绝缘、可与生物体系和高分子共容、成本低等优点,但是磁性高分子材料的磁性能较低,如何提高其磁性能成为磁性高分子材料研究的主要热点。磁性高分子材料广泛应用于冰箱、冷藏柜、冷藏车的门封磁条,标识教材,广告宣传,电子工业以及生物医学等领域,是一种重要的功能材料 特点：有机磁性材料的优点：a、结构种类的多样性；b、可用化学方法合成；c、可得 到磁性能与机械、光、电等方面的综合性能；d、磁损耗小、质轻、柔韧性好、加工性能优越；用于超高频装置、高密度存储材料、吸波材料、微电子工业和宇航等需要轻质磁性材料的领域 2磁性塑料的分类及举例 高分子磁性材料分为结构型和复合型两种：结构型磁性材料是指高分子材料本身具有强性；复合型磁性材料是指以塑料或橡胶为黏结剂与磁粉混合黏结加工而制成的磁性体。 结构型磁性材料：结构型高分子磁性材料的种类主要有：高自旋多重度高分子磁性材料；自由基的高分子磁性材料；热解聚丙烯腈磁性材料；含富勒烯的高分子磁性材料；含金属的高分子磁性材料；多功能化高分子磁性材料等. 复合型磁性材料：复合型磁性塑料是指在塑料中添加磁粉和其他助剂，塑料起黏结剂作用。磁性塑料根据磁性填料的不同可以分为铁氧体类、稀土类和纳米晶磁类。根据不同方向磁性能的差异，又可以分为各向同性和各向异性磁性塑料。 3磁性材料的应用 3.1磁性橡胶 磁性橡胶铁氧体填充橡胶永磁体曾大量用于制造冷藏车、电冰箱、电冰柜门的垫圈。北京化工研究院曾研制出专用于风扇电机的磁性橡胶，应用于计算机散热风扇。日本铁道综合技术研究所开发出利用磁性橡胶的磁性复合型减振材料。德国大陆轮胎公司将磁粉混入轮胎侧胶料形成磁性胶条，再通过轮胎胎侧扭力测量装置采用传感器从旋转轮胎胎侧的磁性胶条上采集信号，以获取大量有关汽车和路面之间力的有用数据，有利于驾驶员在不同路况下对车的控制。 3.2磁性塑料 磁性塑料又称塑料磁铁，兼有磁性材料和塑料的特性。根据填充磁粉类型可分为铁氧体类磁性塑料和稀土类磁性塑料。由于磁性塑料机械加工性能好、易成型，且尺寸精度高、韧性好、重量轻、价格便宜、易批量生产，因此对电磁设备的小型化、轻量化、精密化和高性能化有重大意义。它可以记录声、光、电信息，因而广泛用于电子电气、仪器仪表、通讯、日用品等诸多领域，如制造彩色显像管会聚组件、微电机磁钢、汽车仪器仪表、分电器垫片和气动元件磁环等。 3．3医学、诊断学领域的应用 磁性高分子微球能够迅速响应外加磁场的变化，并可通过共聚赋予其表面多种功能基团(如
高分子材料成型加工考试重点复习内容
第二章高分子材料学 1、热固性塑料：未成型前受热软化，熔融可塑制成一定形状，在热或固化剂作用下，一次硬化成型。受热不熔融，达到一定温度分解破坏，不能反复加工。在溶剂中不溶。化学结构是由线型分子变为体型结构。举例：PF、UF、MF 2、热塑性塑料：受热软化、熔融、塑制成一定形状，冷却后固化成型。再次受热，仍可软化、熔融，反复多次加工。在溶剂中可溶。化学结构是线型高分子。举例：PE聚乙烯，PP聚丙烯，PVC聚氯乙烯。 3、通用塑料：是指产量大、用途广、成型性好、价格便宜的塑料。 4、工程塑料：具有较好的力学性能，拉伸强度大于50MPa，冲击强度大于6kJ/m2，长期耐热温度超过100度的、刚性好、蠕变小、自润滑、电绝缘、耐腐蚀可作为结构材料。举例：PA聚酰胺类、ABS、PET、PC 5、缓冷：Tc=Tmax，结晶度提高，球晶大。透明度不好，强度较大。 6、骤冷（淬火）：Tc
8、二次结晶：是指一次结晶后，在一些残留的非晶区和结晶不完整的部分区域，继续结晶并逐步完善的过程。 9、后结晶：是指聚合物加工过程中一部分来不及结晶的区域，在成型后继续结晶的过程。 第三章添加剂 1、添加剂的分类包括工艺性添加剂（如润滑剂）和功能性添加剂（除润滑剂之外的都是，如稳定剂、填充剂、增塑剂、交联剂） 2、稳定剂：防止或延缓高分子材料的老化，使其保持原有使用性能的添加剂。针对热、氧、光三个引起高分子材料老化的主要因素，可将稳定剂分为热稳定剂、抗氧剂（防老剂）、光稳定剂。 热稳定剂是一类能防止高分子材料在成型加工或使用过程中因受热而发生降解或交联的添加剂。主要用于热敏性聚合物（如PVC聚氯乙烯树脂），是生产PVC塑料最重要的添加剂。 抗氧剂是可抑制或延缓高分子材料自动氧化速度，延长其使用寿命的物质。 光稳定剂是指可有效抑制光致降解物理和化学过程的一类添加剂。 3、热稳定剂分为
高分子材料加工成型原理作业
高分子材料加工成型原理作 业 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
《高分子材料加工成型原理》主要习题 第二章聚合物成型加工的理论基础 1、名词解释：牛顿流体、非牛顿流体、假塑性流体、胀塑性流体、拉伸粘度、剪 切粘度、滑移、端末效应、鲨鱼皮症。 牛顿流体：流体的剪切应力和剪切速率之间呈现线性关系的流体，服从牛顿黏性定律的流体称为非牛顿流体。 非牛顿流体：流体的剪切应力和剪切速率之间呈现非线性关系的流体，凡不服从牛顿黏性定律的流体称为非牛顿流体。 假塑性流体：是指无屈服应力,并具有黏度随剪切速率或剪切应力的增大而降低的流动特性的流体，常称为“剪切变稀的流体”。 胀塑性流体：是指无屈服应力,并具有黏度随剪切速率或剪切应力的增大而升高的流动特性的流体，常称为“剪切增稠的流体”。P13 拉伸粘度：用拉伸应力计算的粘度，称为拉伸粘度，表示流体对拉伸流动的阻力。 剪切粘度：在剪切流动时，流动产生的速度梯度的方向与流动方向垂直，此时流体的粘度称为剪切粘度。 滑移：是指塑料熔体在高剪切应力下流动时，贴近管壁处的一层流体会发生间断的流动。P31端末效应：适当增加长径比聚合物熔体在进入喷丝孔喇叭口时，由于空间变小，熔体流速增大所损失的能量以弹性能贮存于体系之中，这种特征称为“入口效应”也称"端末效应"。鲨鱼皮症：鲨鱼皮症是发生在挤出物表面上的一种缺陷，挤出物表面像鲨鱼皮那样,非常毛糙。如果用显微镜观察,制品表面是细纹状。它是不正常流动引起的不良现象,只有当挤出速度很大时才能看到。 6、大多数聚合物熔体表现出什么流体的流动行为为什么P16 大多数聚合物熔体表现出假塑性流体的流动行为。假塑性流体是非牛顿型流体中最常见的一种，聚合物熔体的一个显著特征是具有非牛顿行为，其黏度随剪切速率的增加而下降。此外，高聚物的细长分子链，在流动方向的取向粘度下降。 7、剪切流动和拉伸流动有什么区别？ 拉伸流动与剪切流动是根据流体内质点速度分布与流动方向的关系区分，拉伸流动是一个平面两个质点的距离拉长，剪切流动是一个平面在另一个平面的滑动。 8、影响粘度的因素有那些是如何影响的 剪切速率的影响：粘度随剪切速率的增加而下降； 温度的影响：随温度升高，粘度降低； 压力的影响：压力增加，粘度增加； 分子参数和结构的影响：相对分子质量大，粘度高；相对分子质量分布宽，粘度低；支化程度高，粘度高； 添加剂的影响：加入增塑剂会降低成型过程中熔体的粘度；加入润滑剂，熔体的粘度降低；加入填料，粘度升高。 12、何谓熔体破裂产生熔体破裂的原因是什么如何避免高聚物熔体在挤出过程中，当挤压速率超过某一临界值时挤出物表面出现众多的不规则的结节、扭曲或竹节纹，甚至支离和断裂成碎片或柱段，这种现象称为熔体破裂。 原因：一种认为是由于熔体流动时，在口模壁上出现了滑移现象和熔体中弹性恢复所引起；另一种是认为在口模内由于熔体各处受应力作用的历史不尽相同，因而在离开口模后所出现的弹
磁性高分子材料的制备及应用
磁性高分子材料的制备及应用 摘要 磁性高分子材料分为复合型和结构型两类,分别阐述了复合型和结构型磁性高分子材料的研究和应用现状,强调了磁性高分子材料的发展意义,本文旨在探讨有关高分子磁性材料制备、性质及应用的最新研究成果。并对其理论和应用领域的开拓前景进行了展望。 关键字磁性高分子功能材料制备方法应用 前言 磁性材料是古老而用途十分广泛的功能材料，最早人们使用的磁性材料大多由天然磁石制成的,后来开始利用磁铁矿烧结成磁性材料,其中以含铁族和稀土元素为主,由于其资源丰富、价格低廉、磁性能好等原因,目前仍在工业电器以及电动设备中得到广泛应用,但是因其密度大、脆硬、变形大、难以制成精密制品等缺点,所以对高分子磁性材料的研究成为一个重要方向。近来对结构型磁性高分子材料的研究取得了进展,合成了许多有机磁性高分子材料磁性聚合物微球自70年代中后期以来便受到了国内外学者的普遍关注，有关磁性聚合物微球的制备和应用的研究论文逐年增加，国外学者针对磁性聚合物微球的制备及在生物医药工程靶向药物临床医学等领域的应用也申请了不少的专利，有些已经商品化。 磁性高分子材料的分类 磁性高分子材料通常可分为复合型和结构型两种。复合型磁性高分子材料是已实现商品化生产的重要磁性高分子材料,能够作为功能材料应用的主要有磁性橡胶、磁性塑料、磁性高分子微球磁性聚合物薄膜等。复合型磁性高分子材料中的磁性无机物主要是铁氧体类磁粉和稀土类磁粉。稀土磁粉出现后,树脂粘结磁体飞速发展。作粘结剂的高分子主要是橡胶、热固性树脂和热塑性树脂。橡胶类粘结剂主要用于柔性复合磁体的制造,但与塑料相比,一般成型加工困难。热固性粘结剂一般用环氧树脂、酚醛树脂。磁性高分子微球所采用的高分子材料主要是蛋白质、生物多糖、脂类等生物高分子和人工合成的接有各式各样功能基团的合成高分子。目前国内外研究较多的是以核径迹蚀刻膜为基板的纳米磁性材料,它实际上是采用模板法,以聚碳酸酷核径迹蚀刻膜为基体,在其中电沉积磁性粒子,利用其规整膜孔来控制得到的有序纳米磁性材料。 磁性高分子材料的研究现状 1复合型磁性高分子材料 复合型磁性高分子材料主要是指在塑料或橡胶中添加磁粉和其他助剂,均匀混合后加工而成的一种复合型材料。复合型磁性高分子材料根据磁性填料的不同可以分为:铁氧体类、稀土类和纳米晶磁粒类。根据不同方向上的磁性能的差异,又可以分为各向同性和各向异性磁性高分子材料。能够作为功能材料应用的主要有磁性橡胶、磁性塑料、磁性高分子微球、
高分子材料复习要点
UP 定义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，通常以该化合物在烯烃类活性单体（如苯乙烯）中的溶液形式出现。 1.力学性能:分子量--分子量增大，树脂强度硬度、抗弯强度增大。不饱和键的 数目--越多，交联密度越大、刚度增大、耐磨性提高。聚酯分子链结构规整性—越规整，树脂分子排布越有序，有利于提高拉伸强度。 2.耐化学药品性:增加不饱和二元酸的量;提高分子的有序性 3.电性能:脂肪烃的比例增多——电性能提高。提高缩聚反应程度——减少未反 应的羧基含量可提高电性能。 4.UP的广泛应用领域: （1）用量最大的热固性树脂 （2）玻纤增强UP（聚酯玻璃钢)比强度高于铝合金 ①通过手糊成型或喷涂成型制造各类型的船体.②通过袋压成型法制造船体、安全帽、机器外罩等. ③采用真空袋压法生产飞机部件、雷达罩.④采用整体模压成型法生产卫生洁具.(2)非玻纤增强UP:浇注UP:可制成人造玛瑙、等装饰性材料;人造大理石；墙面和地面装饰砖。柔性UP，常用滑石粉、木粉等做填料，制造仿木家具。作为涂层材料 PA 1.聚酰胺（俗称尼龙）是指分子主链上含有酰胺基团（-NHCO-）的高分子化合 物。 2.聚酰胺的前30年是作为合成纤维材料，尼龙（Nylon）的俗称就是来自与此。 尼龙的最早发明商——美国杜邦公司曾宣传：尼龙比蜘蛛丝还细、比钢铁还强。 3.脂肪族聚酰胺是线形高分子材料，由亚甲基链段和极性基团（酰胺基）有规 律交替链接而成。 4.聚酰胺中的氢键结构对其聚集态结构和最终的性能起到了决定性的作用 5.脂肪族PA微观结构与性能的关系——氢键的重要作用、酰胺基团的密度、 亚甲基的奇偶性？
有机高分子磁性材料研究综述
有机磁性材料研究综述 摘要:有机磁性材料是最近二十多年发展起来的新型的功能材料,因为其结构的多样性,可用化学方法合成,相比传统磁性材料具有比重低、可塑性强等等优点，因此在新型功能材料方面有着广阔的应用前景。本文综述了高分子有机磁性化合物的发展和研究近况，及其有机高分子磁性材料的分类及其应用前景。 关键词：有机磁性材料结构型复合型 Review on the research of organic magnetic material Abstract: organic magnetic material is a new functional material in recent twenty years, because of the diversity of its structure, synthetized by chemical method , compared with the traditional magnetic materials with a low specific gravity, high plasticity, and so on, so it has a broad application prospect in the new functional materials.This paper reviews the development and research status of high polymer organic magnetic materials’compounds, classification and its application prospect. Key word: organic magnetic material intrinsic complex
高分子材料复习总结
高分子材料复习总结 1、乳白色半透明的蜡质状,易燃烧,离火后能继续燃烧,密度为0、85～ 1、0g/cm 32、熔层：105℃～137℃、脆化温度(Tb)低于-50℃、最高使用温度100℃,最低使用温度-70℃、3、产量居塑料首位,约占塑料总量的1/ 3、4、分子呈非极性,其吸水性低,小于0、01%,加工前可以不进行干燥、合成：自由基聚合：偶氮类如偶氮二异丁腈(AIBN)、过氧类如过氧化二苯甲酰(BPO)配位聚合：Zieger-Natta 引发体系、茂金属引发体系分类：低密度聚乙烯LDPE0、91～0、94g／cm3高密度聚乙烯HDPE0、94～0、99g／cm3中密度聚乙烯MDPE线性低密度聚乙烯LLDPE超高分子量聚乙烯UHMWPE和茂金属聚乙烯mPE 1、LDPE：高压法、压力150～250Mpa,温度180～300℃,在微量氧的存在下,氧气与乙烯作用可能生成乙烯过氧化氢 (CH2=CHOOH),分解后产生自由基,引发自由基聚合、易产生支链,影响了分子的对称性和空间规整性,结晶度小,密度低、2、HDPE：离子型聚合、分子量高,支链短而少,结晶度大,密度高、采用Ziegler-Natta型引发剂或钼、镍、铬的氧化物、知识点：
1、在HDPE,LDPE和LLDPE中,HDPE的透气性能最好,且对油、脂的阻隔性能也最高、 2、 LLDPE：是乙烯与含量约8%的高级α 烯烃(如1-丁烯、1-己烯和1-辛烯等)的共聚物、3、聚乙烯主链基本是饱和的脂肪烃长链,分子链上有甲基、短的或较长的烷基支链、不同类型的双键、4、在低压法获得的HDPE含有较多的双键,而在低密度聚乙烯中还存在有羰基和醚基、5、结晶性高聚 物,LDPE结晶能力64%,HDPE结晶能力高87%～93%,LLDPE的结晶度略高于LDPE,远低于HDPE、6、高分子量聚乙烯(HMWHDPE)和超高分子量聚乙烯(UHMWPE)仍属高密度聚乙烯,分子结构和普通HDPE 相同,1) 耐磨性能、优于PTFE、MC尼龙、POM等、2) 冲击强度、工程塑料中最高的,远高于ABS、PC和尼龙等材料3) 自润滑性能、摩擦系数极低,与PTFE相当、4) 耐化学腐蚀性能、分子链上不存在可反应的基因,且结晶度较高,具有良好的化学稳定性 7、几种聚乙烯的结构： 8、 PE在空气中会被氧化,在高温下更容易被氧化,因此,在加工过程中应避免与空气接触；或者在PE中加入抗氧剂、9、 PE的结晶能力强,结晶度高,成型收缩率大,一般在 1、0～ 3、5%内,对于HDPE的成型收缩率可达5%、
表面含羧基磁性高分子复合微球的制备
第22卷第4期高分子材料科学与工程Vol.22,No.4 2006年7月POLYMER MAT ERIALS SCIENCE AND ENGINEERING Jul.2006表面含羧基磁性高分子复合微球的制备 赵吉丽1,韩兆让1,王 莉1,刘春丽1,余 娜1,张群利2 (1.吉林大学化学学院,吉林长春130023;2.东北林业大学包装工程系,黑龙江哈尔滨150040) 摘要:用化学共沉淀法制备了F e3O4纳米微粒,并对F e3O4微球表面进行改性,以磁性Fe3O4为核,通过苯乙烯和丙烯酸的乳液共聚,制备了粒径均匀、以苯乙烯和丙烯酸共聚物为壳、表面含有一定羧基的磁性高分子纳米复合微球。测定了此微球的形态、结构和粒径,探讨了聚合单体、乳化剂等因素对微球合成的影响。 关键词:纳米Fe3O4;乳液聚合;核壳粒子;磁性高分子复合微球 中图分类号:T Q316.33+4 文献标识码:A 文章编号:1000-7555(2006)04-0204-04 近几十年来,性质特殊的磁性高分子复合微球备受关注[1]。它是一种高分子生物材料,既保留了高分子的特性,又具有超顺磁性,因此可方便地利用磁场进行定位。当微球经过共聚或表面改性后,其表面可引入不同的功能基团(如-COOH、-NH2、-OH、-SO3H、-CH3Cl 等),从而使材料获得了新的性能,例如,可在室温下形成Schiff碱共价结合蛋白质、酶和细胞等生物活性物质,还可用于磁场分离,因而在细胞分离核酸分离、免疫检测以及靶向药物等生物化学和生物医学方面有着广泛的应用前景。 目前,人们已采用分散聚合[2]、悬浮聚合、乳液聚合、微乳液聚合[3]、双乳液聚合[4]、反相乳液聚合[5]等方法对磁性高分子微球的制备进行了广泛的研究。本文利用改进的乳液聚合法制备了磁性高分子微球,并对其制备过程的影响因素进行了考察。 1 实验部分 1.1 材料 FeCl2 4H2O:分析纯;FeCl3 6H2O:分析纯;无水Na2CO3:分析纯;十二烷基苯磺酸钠(SDBS):化学纯;油酸:化学纯;苯乙烯(St):分析纯;丙烯酸(AA):化学纯,单体经减压蒸馏除去阻聚剂;偶氮二异丁腈(AIBN):分析纯,重结晶后使用;二乙烯苯(DVB):分析纯;经碱洗除去阻聚剂;氨水(质量分数为25%～28%):分析纯;蒸馏水。 1.2 磁性高分子微球的合成 1.2.1 油酸改性的磁性Fe3O4的制备[3,6,7]:在500mL三口瓶中,加入27g FeCl3 6H2O和12 g FeCl2 4H2O,用100mL蒸馏水溶解,激烈搅拌下,快速加入80mL质量分数为25%～28%的浓氨水,反应10m in,然后加入11mL油酸,加热到70℃反应30min,继续加热到110℃,以除去水蒸汽和未反应的氨水,静置,冷却至室温,多次用蒸馏水(每次用150mL)洗涤,干燥,保存。 1.2.2 羧基磁性高分子微球的制备:将0.5g 上述制备的磁性纳米粒子(M P)、0.5m LDVB、0.1g无水Na2CO3和0.4g SDBS依次加入体积为60mL的蒸馏水中,在N2气氛下移入250 m L三颈圆底烧瓶中,充分搅拌乳化30min,升温至70℃,加入0.04g AIBN,保持N2气氛,加热到75℃时,滴加含有0.06g AIBN和体积比为10∶1的St与AA的混合液11mL,以300r/min的速度搅拌,反应10h。所得乳液呈棕色。 收稿日期:2005-06-20;修订日期:2005-09-08 联系人:韩兆让,主要从事高分子纳米材料与仿生材料研究,E-mail:hanz r@https://www.360docs.net/doc/dc11763633.html,
高分子实验复习要点
复习提纲： 1、市售的单体一般需要蒸馏精制后才能参与聚合反应，为什么？ 答：对于一个化学反应必须接触才能进行反应，而市售试剂单体为了防止其聚合变质，必须降低其浓度来阻止反应，所以要加入稀释剂使其不能接触。从而使该单体长时间保存，当然用的时候要把稀释剂除去（一般采用蒸馏法）后才能发生反应。 2、在悬浮聚合中如何控制悬浮聚合产物颗粒的大小。 答：悬浮聚合产物的颗粒尺寸大小与搅拌速度、分散剂用量及油水比（单体与水的体积比）成反比，主要通过控制反应温度，搅拌速度，以及调节分散剂用量来加以控制悬浮聚合粒径。 3、聚合物的分子量与其熔体流动速率有什么关系？为什么熔体流动速率不能在结构不同的聚合物之间进行比较？ 答：熔体流动速率(MFR)是指在一定的温度和压力下，聚合物在单位时间内通过规定孔径的量，用g/min来表示熔体流动速率。一般来说，同一类的聚合物如聚乙烯，聚合度越大即分子量越大，分子链之间作用力越大，链缠结越严重，导致聚合物熔体流动阻力增大，它的熔体流动速率越小；同样分子量的聚合物，由于它们的化学结构不同，它的熔体流动速率也不一样，这主要跟它们分子间的滑动系数有关。 由于不同聚合物测定时的标准条件不同，因此不具有可比性。 4、本体聚合的工业生产分两个阶段，先与预聚合到一定转化率，再进入第二阶段聚合。试解释采取上述步骤的原因。 答：如何排散聚合热，维持聚合温度恒定是实施本体聚合时必须考虑和解决的主要问题。本体聚合的生产分段进行，是为了先在较低温度下使单体以较低聚合速率转化，有利于聚合热的排散；同时由于转化率不高，聚合体系的粘度低，也有利于排散自动加速效应带来的集中放热，以避免由局部过热导致产物分子量分布较宽以及由温度失控而引起爆聚。在聚合塔中逐渐升温聚合是为了逐渐提高单体转化率，尽量使单体完全转化，减少残余单体。 5、与其他聚合方法相比较，乳液聚合的特点是什么？有何缺点？在乳液聚合中如何控制乳胶颗粒的大小和数目？ 答：优点：(1)易散热。与本体聚合不同;乳液聚合体系的连续相是水，聚合反应发生在分散于水相中的乳胶粒内荨，尽管乳胶粒内黏度很高，但整个反应体系的黏度并不高，基本上接近于连续相水的黏度，并且在聚合过程中体系黏度也不会发生大幅度的变化，因为同本体聚合相比，乳液聚合体系易散姜，不会出现局部过热，更不易发生爆聚。 同乳液聚合体系中的介质水类似，在溶液聚合中要加入溶剂，介质和溶剂的稀释作用均可降妓热强度[kJ/(min·m3)]。但是乳液聚合体系的散热要比溶液聚合容易得多。这一方面是由于乳液聚合体系要比溶液聚合体系黏度低，前者黏度一般小于100mPa·s，而后者可达几万毫啦·秒;另一方面是由于水的比热容要比溶剂大，水的比热容为4.18kJ/(kg·℃)，而有机溶蔫的比热容一般在1.05～2.51kJ/(kg·℃)范围内，故放热量相同时，乳液聚合体系要比溶液爱合体系温升幅度小。 尽管悬浮聚合和乳液聚合有相似之处，即它们的反应中心都是分散在介质水中的粒子中，但是芤液聚合要比悬浮聚合更易散热。对悬浮聚合来说，聚合反应发生在分散于水中的单体珠滴中，单体珠滴的直径一般在100～1000gm范围之内。而在乳液聚合体系中，反应中心乳胶粒直弪一般在O.05～O.1ktm之间。若把悬浮聚合体系中的珠滴比作一个10m直径的大球，那么，乳爱粒则仅相当于一颗绿豆粒。所以从乳胶粒内部向水相传热要比从悬浮聚合的珠滴内部向水相传姜容易得多。故乳胶粒中的温度分布要比悬浮聚合的珠滴中均匀得多。如果说在悬浮聚合中常常因为珠滴向外传热不良而导致“鱼眼”、黑点、红点及烧芯现象出现的话，那么可以认为在乳液藿合体系的乳胶粒中不存在因温度不均而导致的产品质量问题。 综上所述，乳液聚合不仅比本体聚合容易散热，而且也比溶液聚合和悬浮聚合更容易散热。
高分子有机磁性材料
高分子有机磁性材料 1 引言 磁性材料是一簇新兴的基础功能材料。虽然早在3000多年前我国就已发现磁石相互吸引和磁石吸铁的现象, 并在世界上最先发明用磁石作为指示方向和校正时间的应用, 在《韩非子》和东汉王充著的《论衡》两书中所提到的“司南”就是指此, 但毕竟只是单一地应用了天然的磁性材料。人类注意于磁性材料的性能特点、制造、应用等的研究、开发的发展历史尚不到100年时间。经过近百年的发展, 磁性材料已经形成了一个庞大的家族,按材料的磁特性来划分, 有软磁、永磁、旋磁、记忆磁、压磁等; 按材料构成来划分, 有合金磁性材料, 铁氧体磁性材料, 分类情况如下: 上述材料尽管种类繁多, 庞杂交叉, 但都属于无机物质的磁性材料或以无机物质为主的混合物质磁性材料。 近年来, 由于一种全新的磁性材料的面世, 使磁性材料家族喜添新成员, 这就是高分子有机磁性材料,其独特之处在于它属于纯有机物质的磁性材料。过去
一般认为, 有机高分子化合物是难于具有磁性的, 因此本身具有磁性的有机高分子化合物的出现, 就是高分子材料研究领域的一个重大突破。有机高分子磁性材料的发现被国内外专家认为是80年代末科学技术领域最重要的成果之一, 它的发现在理论和应用上可与固体超导和有机超导相提并论。有可能在磁性材料领域产生一系列新技术。 2高分子有机磁性材料的主要性能特点 由于高分子有机磁性材料既属于高分子有机材料, 又属于磁性材料, 对这类材料的研究属于交叉科学,人们对这类新型材料的研究和认识尚处于起步阶段,因此尽管专家们已对其进行了多方面的测量、试验和分析、研究, 但对其特性的认识仍很不系统、很不准确、很不全面。从现已了解到的一些测试数据和分析情况可以初步看出其主要的性能特点: (1) 该材料是采用与过去所有磁性材料的制备方法完全不同的高分子化工工艺制成的高分子有机物质,是高分子有机物再加上二茂铁的络合物, 分子量高达数千。该类材料和元件制备的主要工艺流程如图1。 有机物的主要构成元素是碳、氢、氮,结构和化学性能十分稳定。将磁粉加工
材料加工原理作业答案
作业 第一章液态金属的结构与性质 1、如何理解实际液态金属结构及其三种“起伏”特征？ 理想纯金属液态结构能量起伏和结构起伏；实际纯金属液态结构存在大量多种分布不均匀、存在方式（溶质或化合物）不同的杂质原子；金属（二元合金）液态结构存在第二组元时，表现为能量起伏、结构起伏和浓度起伏；实际金属（多元合金）液态结构相当复杂，存在着大量时聚时散，此起彼伏的原子团簇、空穴等，同时也含有各种固态、气态杂质或化合物，表现为三种起伏特征交替；能量起伏指液态金属中处于热运动的原子能量有高有低，同一原子的能量也会随时间而不停变化，出现时高时低的现象。结构起伏指液态金属中大量不停“游动”着的原子团簇不断分化组合，由于“能量起伏”，一部分金属原子（离子）从某个团簇中分化出去，同时又会有另一些原子组合到该团簇中，这样此起彼伏，不断发生着的涨落过程，似乎团簇本身在“游动”一样，团簇的尺寸及内部原子数量都随时间和空间发生着改变的现象。浓度起伏指在多组元液态金属中，由于同种元素及不同元素之间的原子间结合力存在差别，结合力较强的原子容易聚集在一起，把别的原于排挤到别处，表现为游动原子团簇之间存在着成分差异，而且这种局域成分的不均匀性随原子热运动在不时发生着变化的现象 2、根据图1-8及式（1-7）说明动力学粘度的物理意义和影响粘度的因素，并讨论粘度在材料成形中的意义 动力学粘度的物理意义：表示作用于液体表面的外加切应力大小与垂直于该平面方向上的速度梯度的比例系数。是液体内摩擦阻力大小的表征 影响粘度的因素：1）液体的原子之间结合力越大，则内摩擦阻力越大，粘度也就越高；2）粘度随原子间距δ增大而降低，与δ3成反比；3）η与温度T 的关系总的趋势随温度T 而下降。（实际金属液的原子间距δ也非定值，温度升高，原子热振动加剧，原子间距随之而增大，因此η会随之下降。）4）合金组元（或微量元素）对合金液粘度的影响，如果混合热H m为负值，合金元素的增加会使合金液的粘度上升（H m 为负值表明异类原子间结合力大于同类原子，因此摩擦阻力及粘度随之提高）如果溶质与溶剂在固态形成金属间化合物，则合金液的粘度将会明显高于纯溶剂金属液的粘度，这归因于合金液中存在异类原子间较强的化学结合键。通常，表面活性元素使液体粘度降低，非表面活性杂质的存在使粘度提高 粘度在材料成形中的意义： 1）粘度对铸件轮廓的清晰程度将有很大影响：在薄壁铸件的铸造过程中，流动管道直径较小，雷诺数值小，流动性质属于层流。此时，为提高铸件轮廓清晰度，可降低液体粘度，此时应适当提高过热度或者加入表面活性物质等；2）影响热裂、缩孔、缩松的形成倾向：由于凝固收缩形成压力差而造成的自然对流均属于层流性质，此时粘度对流动的影响就会直接影响到铸件的质量；3）影响精炼效果及夹杂或气孔的形成：粘度η较大时，夹杂或气泡上浮速度较小，会影响精炼效果；铸件及焊缝的凝固中，夹杂物和气泡难以上浮排除，易形成夹杂或气孔；4、影响钢铁材料的脱硫、脱磷、扩散脱氧：而金属液和熔渣中的动力学粘度η低则有利于扩散的进行，从而有利于脱去金属中的杂质元素；5、熔渣及金属液粘度降低对焊缝的合金过渡的进行有利；6、对缩孔、缩松、晶粒大小和偏析的影响，即η愈大，铸件内部缩孔或缩松倾向增大。另外，η大时，将使凝固过程中对流困难而造成晶粒粗化；影响凝固界面前端的熔点物质向后扩散而导致区域偏析
磁性高分子材料的分类
磁性高分子材料的分类 磁性高分子材料通常可分为复合型和结构型两种。前者是指以高分子材料与各种无机磁性物质通过混合粘结、填充复合、表面复合、层积复合等方式加工制得的磁性体，如磁性橡胶、磁性树脂、磁性薄膜、磁性高分子微球等；后者是指不用加入无机磁性物，高分子结构自身具有强磁性的材料，由于比重小、电阻率高，其强磁性来源与传统无机磁性材料很不相同,因此具有重要的理论意义和应用前景。 1、复合型磁性高分子材料 复合型磁性高分子材料主要是指在塑料或橡胶中添加磁粉和其他助剂，均匀混合后加工而成的一种复合型材料。复合型高分子磁性材料分为树脂基铁氧体类高分子共混磁性材料和树脂基稀土填充类高分子共混磁性材料两类，简称为铁氧体类高分子磁性材料和稀土类高分子磁性材料，目前以铁氧体类高分子磁性材料为主。 （1）铁氧体类高分子磁性材料 铁氧体类高分子磁性材料具有质轻、柔韧、成型后收缩小、制品设计灵活等特点，可制成薄壁或复杂形状的制品。但是其磁性不仅比烧结磁铁的差,也比稀土类磁性塑料的差。如果大量填充磁粉，制品的加工性和强度都会下降。所以铁氧体类高分子磁性材料主要用于家电和日用品。 （2）稀土类高分子磁性材料 填充稀土类磁粉制作的高分子磁性材料属于稀土高分子磁性材料。它与烧结型稀土类磁铁相比，虽然在磁性和耐热性方面较差，但
其成型性和力学性能优良，组装和使用方便，废品率低。稀土类高分子磁性材料的磁性虽不如稀土类烧结磁铁，但优于铁氧体类烧结磁铁，其力学强度、耐热性能和磁性能均优于铁氧体类高分子磁性材料。稀土类高分子磁性材料的加工性能较出色，可以满足电子工业对电子电气元件小型化、轻量化、高精密化和低成本的要求，可应用于小型精密电机、通讯设备传感器、继电器、仪器仪表、音响设备等多种领域，将成为今后高分子磁性材料发展的方向。 （3）复合型磁性高分子材料的粘结剂 目前磁性塑料的粘结剂主要是橡胶、热固性树脂和热塑性树脂。橡胶类粘结剂包括天然橡胶和合成橡胶，主要用于柔性复合磁体制造；热固性粘结剂一般用环氧树脂和酚醛树脂；热塑性粘结剂主要为聚酰胺(PA)、聚丙烯和聚乙烯等,其中PA类最常见，目前最常用的PA基体是尼龙6、尼龙66和尼龙12等。 （4）影响复合型磁性高分子材料性能的影响因素 影响复合型高分子材料磁性能的主要是磁粉的用量和粒径。磁性高分子材料的磁性能基本上不受高分子种类的影响，而主要取决于磁粉的性质和用量；磁粉的粒径对磁性高分子材料的磁性能有较大的影响，一般如果磁粉粒径较大，粒度分布不均匀，则其在复合材料中的分散不均匀，导致内退磁现象增强，还会造成应力集中，降低物理机械性能。磁粉粒径较小时，磁粉在高分子材料中分散均匀，且退磁能力也越小。当粒径足够小时，各颗粒成为单畴，这样当磁粉的粒径接近磁畴的临界晶粒直径时，磁性材料的矫顽力会大大增加。因此从理
常用高分子材料汇总
常用高分子材料汇总
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常用高分子材料总结 塑料：1、热固性塑料 2、热塑性塑料：①通用塑料（五大通用塑料） ②工程塑料（通用工程塑料特种工程塑料） 工程塑料具有更高的力学强度，能经受较宽的温度变化范围和较苛刻的环境条件，具有较高的尺寸稳定性， 五大通用工程塑料为：聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、热塑性聚酯、聚苯醚。 分 类 名称概述性能特点加工性能主要应用 酚醛树脂（PF）酚类和醛类缩聚而 成的合成树脂的总 称。最常用的是苯 酚和甲醛 力学强度高；性能稳定；坚硬耐磨； 耐热、阻燃、耐腐蚀；电绝缘性良好； 尺寸稳定性好；价格低廉；色深，难 于着色 本身很脆，成型时需排气，须加入纤 维或粉末状填料。有层压和模压 电绝缘材料（俗称电 木）、家具零件、日用品、 工艺品、耐酸用的石棉 酚醛塑料 3
热固性塑不饱和聚酯 （UP） 由二元酸(或酸酐) 与二元醇经缩聚而 制得的不饱和线型 热固性树脂 力学强度高，强度接近钢材，可用作 结构材料，可在常温常压下固化 在不饱和聚酯中加入苯乙烯等活性 单体作为交联剂（影响其性能），并 加入引发剂和促进剂，可以在低温或 室温下交联固化形成。 主要用途是玻璃纤维增 强制成玻璃钢，大型化 工设备及管道，飞机零 部件，汽车外壳小型船 艇，透明瓦楞板，卫生 盥洗器皿、 氨 基 塑 料 脲甲醛 树脂UF 氨基模塑料俗称电 玉粉，是由氨基树 脂为基质添加其他 填充剂、脱模剂、 固化剂、颜料等， 经过一定塑化工艺 制成 （UF）坚硬耐刮伤、有较好的耐电 弧性和一定的机械强度，有自熄性、 无臭、无味、耐热性、耐水性比酚醛 塑料稍差，外观美丽鲜艳，耐霉菌， 制造电器开关、插座、照明器具 （MF）的吸水性比脲醛树脂要低， 而且耐沸水煮，耐热性也优于脲醛塑 料一般可在150-200℃范围内使用， 并有抗果汁、洒类饮料的沾污，密胺 餐具而出名 （UMF）制品具有优良 的耐电弧性能和很高的 机械强度，以及良好的 电绝缘性和耐热性；耐 电弧防爆电器设备配 件，要求高强度的电器 开关和电动工具的绝缘三聚氰 胺甲醛 树脂MF 脲三聚 氰胺甲 4
磁性高分子微球的制备及应用
作者简介:吴颉,1978年生,硕士研究生,研究方向为高分子材料化学。 开发与应用 磁性高分子微球的制备及应用 吴 颉 王 君 景晓燕 张密林 (哈尔滨工程大学化学工程系,哈尔滨 150001) 摘 要 本文对新型功能材料磁性高分子微球的组成、制备方法、应用及其发展前景进行了 简要介绍。 关键词 磁性高分子微球,磁性载体,固定化酶 The preparation and utilization of magnetic microspheres Wu Jie Wang J un Jing Xiaoyan Zhang Milin (Department of Chemical Engineering ,Harbin Engineering University ,Harbin 150001)Abstract The composition ,preparation ,application and development prospect of magnetic microspheres are re 2 viewed in this article 1 K ey w ords magnetic microspheres ,magnetic carrier ,immobilized enzyme 磁性高分子微球是最近发展起来的一种新型功 能高分子材料。它兼具磁性粒子和高分子粒子的特性,既可方便地从介质中分离,又可对其表面进行修饰从而赋予其表面多种功能团。因为其具有优异的特性,得以广泛地应用于精细化工、生物医学、生物工程学、细胞学等诸多领域。近年来适应不同要求的磁性高分子微球已成为一个新的研究热点。本文就磁性高分子微球的制备及应用作简要介绍。 1 磁性高分子微球的制备 111 组成材料 目前制备的磁性高分子微球主要有核-壳式结构和壳-壳-核结构。核-壳式结构中,核既可为 磁性材料,也可由聚合物组成,壳则相应为聚合物或无机物。通过单体共聚可以在磁性微球表面载上一定的功能团,实现磁性微球的表面功能化。如果单体共聚反应困难或表面无功能团,则可通过功能团 的转化得到所需的功能团。 制备磁性微球通常应用的磁性物质有:纯铁粉、羰基铁、磁铁矿、正铁酸盐、铁钴合金等,尤以Fe 3O 4磁流体居多。与磁性材料结合的高分子材料中天然高分子材料有壳聚糖、明胶、纤维素等,合成高分子材料最常用的是聚丙烯酰胺(PAM )和聚乙烯醇(PVA )。其中天然高分子材料因具有价廉易得、生物相容性好、可被生物降解等优点,得到了广泛的研究和应用。112 制备方法 磁性高分子微球的制备方法主要有包埋法、单体聚合法、化学转化法、生物合成法等。11211 包埋法 包埋法是运用机械搅拌、超声分散等方法使磁性粒子均匀悬浮于高分子溶液中,通过雾化、絮凝、沉积、蒸发等手段制得磁性高分子微球。磁性粒子表面与亲水性高分子之间存在一定的亲和力,所以 第30卷第8期 化工新型材料 Vol 130No 182002年8月 N EW CHEMICAL MA TERIAL S Aug.2002
高分子材料复习提纲答案
高分子材料 定义：以聚合物或以聚合物为主，辅以各种添加剂等物质经加工而成的材料。 分类按化学组成：金属材料 无机非金属材料 有机高分子材料 复合材料 按材料用途分类： 塑料 (Plastics) 弹性体 (Elastomer) 纤维 (Fiber) 涂料 (Coating) 胶粘剂 (Adhesive) 复合材料(Composite) 按主链结构分类：碳链、杂链、元素有机高分子 第三章塑料材料 1、名词解释：极限氧指数、受阻酚、工程塑料、热变形温度 2、请指出提高增塑剂的耐久性的方法。 4、请解释磷系阻燃剂的凝聚相阻燃机理。 5、请说明Al(OH)3的阻燃作用。 6、给出下述聚合物的中文全称和重复单元结构： PF(酚醛树脂), 聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET ）, POM （聚甲醛树脂）。 8、为什么UHMWPE 的密度介于LDPE 和HDPE 之间，却可以作为工程塑料使用？分子之间的缠结非常强烈。 9、请分析HDT 热变形温度的变化趋势：HDPE 、LLDPE 、LDPE ，并说明原因。 10、为什么PVC 塑料拖鞋夏天穿着感觉柔软、而冬天感觉坚硬呢？ ? 热塑性塑料和热固性塑料在结构与性能上区别。 ● 热塑性塑料：线型或支化聚合物。分子链之间主要以次价力或氢键相吸引而显示一定强度，同时表现出弹性和塑性。 “可溶、可熔”。可反复成型。 ● 热固性塑料：起初是热固性树脂（一般是分子量不高的预聚物或齐聚物），经过“固化反应”而得，为三维体型（网状）结构。 “不溶、不熔”。一次成型，不可再塑。 耐热性能、力学性能、耐化学品性能高于热塑性塑料。 ? 塑料用加工助剂（添加剂）的种类及作用。 ● 塑料用加工助剂为改善塑料的使用性能或加工性能而添加的物质。 ● 主要包括：填料及增塑剂、稳定剂（防霉剂、抗氧化剂、光稳定剂、热稳定剂）、润滑剂、抗静电剂、阻燃剂、偶联剂、着色剂、固化剂······ 1. 增塑剂：改进高分子材料加工性，提高制品柔软性的一类物质。 （消弱分子间作用力，
高分子纳米材料及其应用
高分子纳米材料（论文）题目：高分子纳米材料及其应用 化工学院学院高分子材料与工程专业 学号0502110202 学生姓名 指导教师 二〇〇一四年十一月
高分子纳米材料及其应用 摘要：高分子纳米材料是一门新兴并且发展迅速的一门科学。其具有很多独特 的性质，应用前景非常广阔。本文主要介绍了高分子材料的性质，同时介绍了高分子纳米复合材料常见的制备方法及其在各个领域的应用。 关键词：性质；纳米复合材料；制备方法；应用 Abstract: Polymer nano-materials is an emerging and rapidly developing research direction. It has many unique properties and broad application. This paper describes the properties of polymer materials, and also introduced preparation method of the polymer nano-composite materials .The paper also introduces its application in various fields. Key words:Properties; Nano-composite materials; Preparation method; Application 1 引言 纳米材料科学是一门新兴的并正在迅速发展的材料科学。由于纳米材料体系具有许多独 特的性质，应用前景广阔，而且涉及到原子物理、凝聚态物理、胶体化学、配位化学、化学 反应动力学和表面、界面科学等多种学科，在实际应用和理论上都具有极大的研究价值，所 以成为近些年来材料科学领域研究的热点之一，被誉为“21世纪最有前途的材料”。[1, 2] 纳米作为一个材料的衡量尺度，其大小为1 nm (纳米) =10~9 m (米)，即十亿分之一米， 大约是10个原子的尺度。最初定义的纳米材料仅仅是指1~100 nm 尺度范围的纳米颗粒及 由他们构成的纳米固体和薄膜。目前，在广义上定义的纳米材料是指三维空间尺度里至少有 一维是纳米尺寸或者由它们作为结构基本单元的材料；根据定义按照空间维度可以将纳米材 料分为三类：(1) 维度为零的纳米材料，是指纳米颗粒、原子团簇等三维空间尺度均在纳米 尺寸的材料；(2) 维度为一的纳米材料，是指纳米线、纳米管等三维空间尺度中有两维是纳 米尺度的材料；(3) 维度为二的纳米材料，是指纳米膜、超晶格等三维空间尺度中仅有一维 是纳米级的材料；[3] 2 纳米材料的性质[4, 5] 物质的尺寸一旦与原子尺寸在同一量级时，其表面电子结构和晶体结构就会发生变化， 导致纳米材料会具备一些表面效应、小尺寸效应等优异特性。 (1)量子尺寸效应。量子尺寸效应又称量子限域效应，当粒子尺寸下降到一定程度时，金属 费米能级附近的电子能级由准连续能级变为离散能级，以及能隙变宽现象均为量子尺寸 效应。材料或物质的物理性质在很多方面都是由材料的电子结构决定的，当材料尺寸小