聚合物改性考试试题题

聚合物改性考试试题题
聚合物改性考试试题题

一、名称解释 20分

聚合物共混改性:

答:是以聚合物(聚合物或者共聚物)为改性剂,加入到被改性的聚合物材料(合成树脂,又叫基体树脂)中,采用合适的加工成型工艺,使两者充分混合,从而制得具有新颖结构特征和新颖性能的改性聚合物材料的改性技术。

相逆转:

答:聚合物共混物可在一定的组成范围内发生相的逆转,原来是分散相的组分变成连续相,而原来是连续相的组分变成分散相。在相逆转的组成范围内,常可形成两相交错、互锁的共连续形态结构,使共混物的力学性能提高。

热塑性塑料:

答:热塑性塑料是指加热后软化、可塑,冷却后硬化,再次加热可熔融软化,固化成型,具有反复可加工成型的特点。

增容作用:

答:使聚合物之间易于相互分散,能够得到宏观均匀的共混体系。改善聚合物之间相界面的性能,增加两相间的粘合力,使P-P共混物具有长期稳定的性能。

二、聚合物共混物的形态结构及特点 10分

答:单相连续结构:构成聚合物共混物的两个相或者多个相中只有一个相连续,其他的相分散于连续相中。单相连续结构又因分散相相畴的形状、大小以及与连续相结合情况的不同而表现为多种形式。

两相互锁或交错结构:这种结构中没有一相形成贯穿整个试样的连续相,而且两相相互交错形成层状排列,难以区分连续相和分散相。有时也称为两相共连续结构,包括层状结构和互锁结构。

相互贯穿的两相连续结构:共混物中两种组分均构成连续相,互穿网络聚合物(IPNs)是两相连续结构的典型例子。

三、聚合物共混物相容性分哪两类?各自的定义是什么?画出聚合物共混物的UCST、LCST相图。15分

答:分为热力学相容性和工艺相容性两类。

热力学相容性是指相互混合的组分以任意比混合,都能形成均相体系,这种相容性叫热力学相容性。

工艺相容性是指对于一些热力学相容性不太好的共混高聚物,经适当加工工艺,形成结构和性能稳定的共混高聚物,则称之为工艺相容性。

相图略

四、界面层的结构组成和独立相区的区别 10分

答:①界面层内两种分子链的分布是不均匀的,从相区内到界面形成一浓度梯度;

②界面层内分子链比各自相区内排列松散,因而密度稍低于两相聚合物的平均密度;

③界面层内往往易聚集更多的表面活性剂及其他添加剂等杂质,分子量较低的聚合物分子也易向界面层迁移。这种表面活性剂等低分子量物越多,界面层越稳定,但对界面粘结强度不利。

五、以PC/PP共混体系为例,举例说明哪些手段可以用来加强体系的相容性?10分

答:1. 通过共聚改变某聚合物的极性;

2. 通过化学改性的方法,在一组分或两组分上引入极性基团或反应基团;

3. 在某聚合物上引入特殊作用基团;加入第三组分进行增容;

4. 两相之间产生部分交联,形成物理或化学缠结;

5. 形成互穿网络结构(IPN);

6. 改变加工工艺,施加强烈的力剪切作用。

六、一般采有PP熔融接枝MAH单体,并挤出制备TPU/PP共混物,请阐明PP接枝MAH对共混物的形态结构及性能有何影响。为什么?10分

答:采用PP-g-MAH作为增容剂,熔融法制备TPU/PP共混物。发现,马来酸酐接枝聚丙烯是聚氨酯与聚丙烯共混体系有效的增容剂,有效地改善

了共混物的形态和力学性能。

原因:机理:PP-g-MAH中的酸酐基团可能一部分与TPU中羟基反应,另一部分是与N-H基团发生氢键作用,从而有效降低了表面张力,提高了表面粘结力。

七、聚合物共混物的制备方法有那些?各有什么特点?10分

答:1. 物理共混法,简单机械共混技术简单的机械共混技术也称为单纯共混技术,它是在共混过程中,直接将两种聚合物进行混合制得聚合物混合材料。又包括:粉料(干粉)共混,熔体共混,溶液共混,乳液共混

2. 共聚-共混法

特点:特点:共聚—共混法制取聚合物共混物是一种化学方法,这一点是与机械共混法显然不同的。

3. 互穿聚合物网络法

八、增容作用的本质是什么?通常采用哪些增容方法?15分

答:增容作用的物理本质:降低共混组分之间的界面张力,促进分散程度的提高;提高相结构的稳定性,使得共混塑料的性能得以提高;改善共混组分之间的界面粘结,有利于传递外力。

常用的增容方法:

1. 利用氢键作用导致相容

2. 利用离子间相互作用

3. 利用电荷转移作用

4. 加入增容剂

5. 混合过程中化学反应所引起的增容作用

6. 共聚物/均聚物共混体系

7. 共溶剂法和IPN法

一、图1和图2是某科研工作者对蛋白石填充高密度聚乙烯不同体系的的测试结果,请对此两图进行分析,写出分析结果和其原因。(处理剂为表面处理剂)

注:目=1平方英寸(2.54cm×2.54cm)内的孔数

答:未经处理的蛋白石填充HDPE降低树脂的拉伸强度和冲击强度,蛋白石粒径大小对这两种性能的影响相当。由于未经过表面处理剂处理,蛋白石不能与树脂较好地相容,两相间粘合力小,不能很好地传递应力,故拉伸强度和冲击强度降低。

经过处理的蛋白石填充HDPE能够提高树脂的拉伸强度和冲击强度。硬脂酸处理的蛋白石比钛酸酯处理的更能提高拉伸强度,并且粒径小的效果好;对于冲击强度,前者效果不如后者,且粒径大的更能提高冲击强度。经表面处理剂处理后的蛋白石与树脂基体相容性好,界面相粘结力强;硬脂酸处理的蛋白石相容性更好,使得其拉伸强度更高,但粘合紧密反而导致应力传递快,能量吸收少,冲击强度提高较少。填充物粒径小,粘结紧抗拉伸能力强,但是对于钛酸酯处理的蛋白石,粒径小冲击强度反而低,可能是因为蛋白石颗粒分散不均匀导致。

二、一般采有PP熔融接枝MAH单体,并通过反应挤出制备PP/PA6共混物,请阐明PP接枝MAH对共混物的形态结构及性能有何影响。为什么?

答:PA6与PP是不相容体系,其共混物一般呈现相分离的双相结构,PP粒子呈球状简单地分散在PA6基体中,并且分布不均匀,粒径大,粒径分布宽,界面粘接不良;当体系中加入增容剂后,PP 粒子均匀地分散在PA6 基体中,粒径变小,粒径分布窄, PA6与PP 两相界面无明显分相情况。PP接枝MAH降低了PP在PA6中的界面张力,增加了两相的相容性。

形态结构:从反应过程可知,通过PP和MAH熔融接枝和MAH和PA6的酰胺化反应,生成了PP和PA6的A-B型嵌段共聚物,同时在线生成了增容剂,细化了粒子结构,增强了相容性。

性能:使共混物具有PA6的高强度和高模量,又具有PP的抗湿性和尺寸稳定性,韧性提高。因为分散相粒径变小且分散均匀,拉伸强度、抗弯强

度和断裂伸长率均有显著提高,由于增加了两相间的相容性,界面粘结力强,抗冲击性能也明显提高。

三、简述影响HDPE/CaCO3体系性能的因素,并从结构设计的角度出发,提出一些改善HDPE/CaCO3体系性能的方法及手段。

答:影响因素:两相相容性,碳酸钙种类、用量及粒径,共混方法等。

方法:对填料进行表面处理,应用有机高分子、无机物、表面活性剂或偶联剂,降低其表面能使其与树脂相容性变好。手段:干法,填料在干态下借高速混合作用和一定温度下使处理剂均匀地作用于填料表面,形成一个极薄的表面层;湿法,填料在处理剂的水溶液或水乳液中,通过填料表面吸附作用或化学作用使处理剂分子结合于填料表面;加工现场处理法。

四、针对PP/PA体系,有哪些增容手段可用来改善体系的物理化学性能?

答:加入带反应性官能团的增容剂与PA6和PP共混,如MAH接枝PP,EVA与MAH接枝共聚物,MAH与乙丙橡胶共聚物,等离子体表面处理。

五、简述影响辐照改性效果的因素。

答:1、加料顺序。直接辐射法:将聚合物和单体在辐射前混合在一起,共同辐射,在生成接枝共聚物的同时也生成均聚物。预辐射法:先辐射聚合物,使之产生捕集型自由基,再用乙烯型单体继续对聚合物处理,得到接枝共聚物。预辐射法虽然接枝点少,但接枝效率高均聚物少。2、辐射剂量。辐射剂量过大导致主链断裂,必须控制在一定范围内,但因此会导致自由基产生量少。

六、填料的表面处理剂主要有哪几类,常用的表面方法有哪些?

答:表面活性剂、偶联剂、有机高分子和无机物。表面包覆法,包括干法、湿法和现场加工处理法。其他表面处理法有:1、填料的表面聚合处理;2、等离子体处理;3、辐照处理。

七、请解释下列名词:热塑性弹性体、互穿聚合物网络(IPN)、银纹化

答:热塑性弹性体:一种兼有塑料盒橡胶特性,高温下具有可塑化成型,常温下具有橡胶的弹性,实现了高弹、强度、热塑性的完美结合的材料。IPN:有两种或两种以上聚合物通过分子链段网络的相互贯穿缠结并以化学键合方式各自交联而形成的一种网络状聚合物共混物。

八、聚合物共混物形态结构的基本类型有哪些?并简述各自的特点?

答:1、单相连续结构,一相连续,可以看作是分散介质,又称为基体,另一相分散在连续相中,称为分散相,又称为相微区;2、两相连续结构,两组分构成连续相;3、两相交错或互锁结构,没有一相形成贯穿整个试样的连续相,而且两相相互交错形成排列,难以区分连续相和分散相。

十二、影响聚合物共混物的因素有哪些?如何影响?

此题范围太广,阐述主要因素即可。

答:(1)相容性:相容性最主要影响共混物的力学性能,相容性差,界面粘结不良,相容性好界面粘结紧密,能够综合各组分的优良性能。影响相容性的因素有溶度参数、共聚物组成、极性、表面张力、结晶能力、粘度和分子量。

(2)制备方法:共混物制备技术主要影响混合效果,得到不同程度相容性的共混物,从而影响力学性能、加工流动性等性能。

(3)填充改性。通过填充物的性能、种类、用量、分散效果及与树脂基体的结合情况影响聚合物的各种性能,如增韧增强。

十三、聚合物共混物相容性分哪两类?各自的定义是什么?画出聚合物共混物的UCST、LCST相图。

答:分为热力学相容性和机械相容性。热力学相容性:指在任何比例混合时,聚合物都能形成分子分散的,热力学稳定的均相体系,即在平衡态下聚合物大分子达到分子水平或链段水平的均匀分散。机械相容性:聚合物各组分之间存在一定的相界面亲和力,且分散较均匀,分散相粒子尺寸不太大,具有良好的物理机械性能。图略。

十四、聚合物共混物的制备方法有那些?各有什么特点?

答:1、简单机械混合,直接将两种聚合物进行混合,聚合物均是完全相容体系,物料的混合过程通常依靠扩散、对流和剪切三种作用完成,通常只有物理变化,包括干粉共混法、熔体共混法、溶液共混法和乳液共混法。

2、反应性共混技术:两种或者多种聚合物在混炼过程中同时伴随一种或多种聚合物的化学反应,最终导致聚合物之间产生化学键接,包括反应性密炼和反应性挤出。

3、共聚-共混法:首先制备一种聚合物,然后将其溶于另一种聚合物的单体中,形成均匀溶液后引发单体与原先的聚合物发生接枝共聚,同时单体还会发生均聚作用。

4、IPN技术:它含有两种聚合物材料,其中每一种聚合物都是网状结构,每种聚合物必须在另一种聚合物直接存在下进行聚合或交联或者既聚合又交联。包括顺序IPN、同时互穿网络SIN、互穿弹性体网络IEN。

相反转:制备聚合物共混物的过程中,原分散相转变为连续相,原连续相转变为分散相的过程。

表面活性剂:指极少量即能改变物质表面或界面性质的物质。

机械共混物:是通过采用双辊素炼、密炼,挤出机挤出等方式,将两种聚合物在熔融状态下机械混合制备的共混物。

二、试描述二元相图(UCST和LCST)中典型的三个区域的相容性情况。说明UCST和LCST的概念和意义。

答:在UCST以上或LCST以下的温度,二元共混物以所有比例完全混容。在UCST以下或LCST以上的温度只有当体系中一个组分含量较小时才

能实现两组分的完全相容,即只观察到单一相。在中间组成范围内,则发生相分离即不能相容。

UCST,最高临界互容温度,低温分相,高温互容;LCST,最低临界互容温度,低温互容,高温分相。

三、判断聚合物共混物相容性有哪些表征方法。简述各自的原理。

答:1、目测法:一种稳定的均相混合物,通过改变温度、压力或组成都能实现由透明到混浊的转变,浊点相当于这一转变点,也就是相分离开始点。

2、T g测定法:不相容的两组分,共混物呈现两个未发生变化的T g,不同相容性的共混物,测得的T g有不同程度的偏移。

3、光学显微镜法:利用光的散射、透射及干涉等来推断两相结构。

4、电子显微镜法:利用电子束射线的相互作用来对物质的组成和表面进行观察。

5、散射法:利用体系对不同波长的辐射的散射,测定体系内部某种水平上的不均匀性,以此推断相容性和分散程度。

四、简述影响橡胶增韧聚合物的因素。

答:1、树脂基体特性:增加分子量可提高冲击强度,而增加低分子量组分使冲击强度大幅度下降;在其它条件形同时,基体的韧性越大,制品的冲击强度越高。

2、橡胶相:橡胶含量增加时,银纹的引发、支化及终止速率亦增加,冲击强度随之提高;橡胶粒径小于临界尺寸时,增韧效果不明显,反之冲击强度成倍提高;粒子间距减小,银纹终止速率增加;橡胶相玻璃化温度Tg越低增韧效果越好;橡胶与基体树脂的相容性太差时两相粘合力不足,相容性太好时,橡胶粒子尺寸太小,形成均相体系也不会产生良好的增韧效果;橡胶粒内树脂含量使橡胶相的有效体积增加,因而可在橡胶的重量分数较低的前提下达到较高的冲击强度;橡胶相的交联度有最适宜的范围,交联度过大则橡胶相模量过大,就会失去橡胶的特性,难于发挥增韧效果,交联度过小,加工时在剪切力的作用下容易破裂。

3、橡胶相与基体树脂间的粘合力,只有在橡胶相与基体树脂有良好的粘合力时,橡胶相粒子才能有效地引发、终止银纹并分担施加的负荷,粘合力不足则不能很好地发挥上如三种功能,因而冲击强度就低。

六、橱柜台所用的“人造石”实际上是不饱和聚酯树脂中掺混大量填料。为提高台面强度、刚度和耐热性,应用那种空间结构的填料较好?试任意举一种填料。为使“人造石”有尽可能高的强度、刚度和耐热性,可以选用哪些种类处理剂对所选的填料进行表面处理,这些处理剂应具有哪些官能团?这种处理有什么意义?

答:球形结构。碳酸钙。可选用钛酸酯偶联剂对碳酸钙填料进行表面处理。亲无机端应具有短链烷氧基,短链烷氧基水解与碳酸钙填料表面的羰基结合,亲有机端应具有较长链的酰氧基或烷氧基与聚酯发生化学结合。通过偶联剂的这种作用,填料与树脂基体很好的相容,从而提高了材料的力学性能。

七、P70图表,从结构与性能的角度,分析SBS和BSB三嵌段共聚物的性能产生差异的原因。

答:两种共聚物中的PB和PS嵌段链都产生相分离。在SBS中,PS嵌段构成了苯乙烯相区,此相区对PB嵌段起着物理交联点的作用,从而使整个体系形成弹性链网络,因而SBS具有高弹性;同时在苯乙烯相区在SBS中又可以起到的增强的作用,使其具有较高的强度;一旦苯乙烯相区被破坏,则物理交联的弹性网络结构也被破坏,因此升高到较高温度,又可以发生塑性流动,表现出热塑性。

在BSB中,中间嵌段形成的苯乙烯相区对PB嵌段并不具有物理交联点的作用,两端的PB嵌段能够自由运动,并且不同分子的PB嵌段之间不存在化学交联,因而在体系中没有形成弹性链网络,其性能类似于为交联的橡胶,性能比SBS差。

八、影响聚合物共混物相容性的因素有哪些?如何影响?

答:1、溶度参数,高分子间溶度参数越相近,其相容性越好。

2、共聚物组成,共聚物组成不同导致不同的分子间和分子内作用力,从而影响共混物的相容性。

3、极性,高分子的极性愈相近,其相容性愈好极性越大,分子间作用力越大。

4、表面张力,共混组分的表面张力愈接近,两相间的浸润、接触和扩散愈好,界面结合愈好。

5、结晶能力,高分子结晶能力愈大,分子间内聚力愈大,共混组分的结晶能力愈相近,其相容性愈好。

6、粘度,高分子的粘度愈相近,其相容性愈好。

7、分子量,减小分子量,可增大相互作用参数即增加相容性;增加分子量,体系粘度增大,也不利于相容的动力学过程进行。

1、亚稳态是指聚合物共混在达到平衡状态之前,因动力学的原因或局部能量低处于暂时稳定的状态。

1、聚合物共混物是将两种或两种以上的聚合物按适当的比例,通过共混,以得到单一聚合物无法达到的性能的材料。

1、单相连续结构:分散相形状不规则;分散相形状规则;分散相为胞状或香肠状结构。

2、结晶/非晶体系形态结构:晶粒分散在非晶区中;球晶分散在非晶区中;非晶态分散在球晶中;非晶态聚集成较大的相区分散在球晶中。

3、结晶/结晶体系形态结构:两种晶粒分散在非晶区;球晶和晶粒分散在非晶区;分别生成两种不同的球晶;共同生成混合型球晶。

4、制备ABS乳液法、本体-悬浮法和接枝共混法的异同。区别:橡胶粒子的形状和内部结构不一样。本体-悬浮法:橡胶粒子一般为球形,包容物较多;粒径大,尺寸分布不易控制;杂质少,成本低。乳液法:球形粒子,包容物少,包容物直径小;粒径尺寸分布易控制,须洗涤引发剂中的金属离子。接枝共混法:橡胶粒子为不规则形状。

5、嵌段聚合物相分离形态:球状微区;棒状微区;交错层状微区。

6、IPN的形态特征:胞状结构;界面互穿;双相连续。

7、影响IPN形态的因素:相容性:两组分间的相容性越大,IPN相区尺寸越小;交联度:交联密度增加,相区尺寸减小;制备方法和组成比。

1、界面相的作用:连接、传递,应力的传递、阻断裂纹扩展、吸收能量。

2、非反应型增容剂的作用:降低相间界面能;帮助两种高聚物共混时的分散性;防止宏观相分离,提高稳定性;增加相间界面的粘接性。

3、反应型增容共混物应具特点:共混物应具有足够的混合度;两种组分间具有彼此可反应的官能团;反应能在短时间内完成。

4、反应型增容的四种反应:链劈裂反应,所产生的产物是嵌段或无规共聚物;一种聚合物的端基官能团与另外一种聚合物主链上的官能团反应,生成接枝共聚物;两种聚合物主链上的官能团相互反应,生成接枝共聚物或交联共聚物;两种聚合物间彼此形成离子键化合物。

5、影响界面相结构的因素:溶度参数;界面张力;分子量。

聚合物改性的定义,改性的方法。

答:聚合物改性:通过各种化学的、物理的或二者结合的方法改变聚合物的结构,从而获得具有所希望的新的性能和用途的改性聚合物的过程。主要方法:共混改性、填充改性、复合材料、化学改性、表面改性。共混改性指两种或两种以上的聚合物经混合制成宏观均匀的过程。填充改性指人们在聚合物中添加填充剂有时只是为了降低成本,但也有很多时候是为了改善聚合物的性能。复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料,通过物理或化学的方法,在宏观上组成具有新性能的材料。化学改性是通过化学反应改变聚合物的物理、化学性质的方法。表面改性:改善工件表面层的机械、物理或化学性能的处理方法。

1、共混物与合金的区别。

答:高分子合金不能简单等同于聚合物共混物,高分子合金是指含多种组分的聚合物均相或多相体系,包括聚合物共混物、嵌段和接枝共聚物,而且一般言,高分子合金具有较高的力学性能。

2、共混改性的分类(熔融、乳液、溶液和釜内)

答:按照共混时物料的形态:熔融共混:机械共混的方法,最具工业价值,是共混改性的重点。溶液共混:用于基础研究领域,工业上用于涂料和黏合剂的制备。乳液共混:共混产品以乳液的形式应用。斧内共混:是两种或两种以上聚合物单体同在一个反应釜中完成其聚合过程,在聚合的同时也完成了共混。

3、共混物形态研究的重要性。

答:共混物的形态与共混物的性能密切相关,而共混物的形态又受到共混工艺条件和共混物组分配方的影响,所以,共混物的形态研究就成了研究共混工艺条件和共混组分分配与共混物性能的关系的重要中间环节。

4、共混物形态的三种基本类型——均相体系、非均相体系(海岛结构、海海结构)

答:一是均相体系。二是非均相体系(两相体系):包括“海-岛结构”------连续相+分散相。“海-海结构”------两相均连续,相互贯穿。

5、相容性对共混物形态结构的影响。

答:在许多情况下,热力学相容性是聚合物之间均匀混合的主要推动力。两种聚合物的相容性越好就越容易相互扩散而达到均匀的混合,过渡区也就宽广,相界面越模糊,相畴越小,两相之间的结合力也越大。有两种极端情况,其一是两种聚合物完全不相容,两种聚合物链段之间相互扩散的倾向极小,相界面很明显,其结果是混合较差,相之间结合力很弱,共混物性能不好。第二种极端情况是两种聚合物完全相容或相容性极好,这时两种聚合物可相互完全溶解而成为均相体系或相畴极小的微分散体系。这两种极端情况都不利于共混改性的目的(尤其指力学性能改性)。一般而言,我们所需要的是两种聚合物有适中的相容性,从而制得相畴大小适宜、相之间结合力较强的复相结构的共混产物。

6、与形态有关的因素:相容性、分散度和均一性的概念和作用。

答:相容性(compatibility)----共混物各组分彼此互相容纳,形成宏观均匀材料的能力。作用:通过相容性的大小,可以反映共混物聚合物之间的相互容纳能力和共混物的形态。

分散度:两相体系中分散相物料的破碎程度,常用分散相颗粒的大小和平均粒径来表示。均一性:分散相物料分散的均匀程度,亦即分散相浓度的起伏大小。作用:分散度和均一性都是用于表征分散相的分散状况。

7、相容性的概念和相容性的8种判据。

答:A)溶解度参数(δ)相近原则:△H=0,最小,表明此时聚合物对相容性最好;

δ是聚合物内聚能密度的平方根,δ越相近的聚合物对相容性越好。

B)共同溶剂原则(试验法):通过实验确定聚合物相容性,方法简单,但是受到温度和浓度的影响较大,不够精确。

C)浊点法则:共混物由均相体系变为非均相体系时,共混物的透光率会发生变化,把该相转变点称为“浊点”。所以通过一定的方法测定浊点,可判断聚合物的相容性。

D)薄膜法:不同的聚合物折射率不同,将共混物制成均相溶液后制成薄膜,如果薄膜的透明度差且脆,则为不相容;反之,弱薄膜透明且有韧性,则相容性良好。缺点:误差较大,对折射率相同的聚合物,不能用此法。

E)显微镜法:目前分析共混物相容性的最准确,最直观,最有用的技术。对不相容或部分相容的体系,还可以进一步确定出分散相的颗粒大小、分布、形态和包藏结构等信息。用透射电镜观察共混物的相结构发现:即使是相容的共混体系,在微观下也是两相分布,而不是达到分子水平的混合。

F)Tg法则:比较科学、常用的方法,关键在于Tg的测定。Tg的测定方法:

动态力学法(DMA)(利用力学性质的变化)机械分析法(利用力学性质的变化)差热分析法(DTA)(利用热力学性质的变化)

示差量热扫描法(DSC)(利用热力学性质的变化)膨胀计法(利用体积变化的方法,是广泛使用的经典方法)介电法(利用电磁性质变化)

热管分析法

G)红外光谱法:组分之间发生相互作用,组分的红外谱带与共混物的谱带不同,会发生位移,偏移一般发生在一些反应性基团的谱带位置上。特别是组分之间生成氢键时,偏移会更加明显。所以通过分析聚合物的红外光谱,可判断聚合物相容性。

H)反相色谱法:主要测定共混组分的相分离行为。一般无法用浊点法测定的体系可以有此法测定。

8、形态研究的方法——SEM和TEM的差别(分辨率和制样方法的差别)

答:SEM图象的放大范围广,分辨率也比较高。可放大十几倍到几十万倍,它基本上包括了从放大镜、光学显微镜直到透射电镜的放大范围。分辨率介于光学显微镜与透射电镜之间,可达3nm。制样方法:针对显微镜法。第一步:取样----过程中、过程后。第二步:处理。TEM需要通过染色、蚀刻或抽提加以强化。SEM SEM的景深较大,这很适于检测表面起伏较大的试样。

9、共混物对分散相粒径和分布的要求(应有一个最佳值和分布应该窄点)

答:为使得聚合物共混物有预期的性能,要求共混物分散相组分的分散具有良好的均一性。分散相的平均粒径和粒径分布应控制在一定的范围内。一般粒径应有一最佳值且粒径分布窄些为宜。

11、形态研究的主要内容——相属、分散相的分布和大小、相界面。

答:分散相与连续相(相属);分散相颗粒分散的均匀性;颗粒的大小和粒径分布;相界面

12、影响形态因素——组分配比、组分粘度、共混设备和工艺条件。

答:1)共混组分的配比:经验法:一般情况下,含量多的通常为连续相,少的通常为分散相。由于影响共混物形态的因素很多,在实际的共混

物中,含量多的未必就一定为连续相,而含量少的未必就一定是分散相。理论推导—74/26法则:当某组分的含量大于74%时则定为连续相,当小于26%时则定为分散相。而介于26%~74%之间时,相属还取决于其它因素,如组分的熔体粘度。

2)熔体粘度:软包硬法则:粘度低的一相倾向于形成连续相,而粘度高的一相倾向于形成分散相。即粘度高的一般为硬相,而粘度低的一般为软相。

3)粘度和配比的综合影响:等粘点—A组分与B组分的粘度相等的一点。此时分散相的颗粒尺寸最小。

4)粘度比、剪切应力和界面张力的综合影响:粘度比等于1时,颗粒尺寸最小;增大剪切力,分散相粒径降低;降低界面张力,分散相粒径降低。

5)其它因素如温度,加料顺序(一段法和二段法)等:温度影响粘度,进而影响形态。加料顺序:一段法:“”母粒共混法,适用于分散相容易分散的体系。二段法:适用于分散相容难分散的体系。

1、玻璃化转变的性能(表征方法、基本规律、影响因素和均相聚合物的区别)

答:用Tg表征玻璃化转变。用损耗角正切tgδ峰的强弱表示玻璃化转变的强度,有以下的一般规律:

(1) 构成连续相的组分其tgδ峰较强,构成分散相的组分其tgδ峰较弱;

(2) 在其它条件相同时,分散相tgδ峰随其含量增加而变强;

(3) 分散相tgδ峰的强弱与其形态结构有密切关系。一般而言,起决定作用的是分散相的体积分数。当分散相重量分数不变时,分散相的体积分数越大,其tgδ峰越强。

影响因素:聚合物共混物玻璃化转变的特性主要决定于两组分的相容性:

A 如果两组分完全相容,那么共混物就只有一个玻璃化温度,其值介于两共混组分的Tg之间,并与两组分的组成(体积分数)有关。

B 对于不相容的共混体系,由于存在着两相结构,因此共混物存在两个Tg值,且保持与两组分的Tg相同。

C 对于部分相容的共混体系,共混物将呈现出两个或三个Tg。两个Tg均偏离原组分的Tg值而相互靠拢,玻璃化转变的温度范围加宽。相容性越好,则相互就越靠拢,并取决于两组分的混合比例关系。

与均相聚合物相比,聚合物共混物的玻璃化转变有两个主要特点:一般有两个玻璃化温度;玻璃化转变区的温度范围有不同程度的加宽。

6、制备高抗冲共混物的三个条件。

答:(1)所用橡胶的Tg必须远低于室温或远低于材料的使用温度;(2)橡胶不溶于基体树脂中以保证形成两相结构;(3)橡胶与树脂之间要有适度的相容性以保证两相之间有良好的粘合力。

7、影响橡胶增韧塑料冲击强度的因素(树脂基体的影响——分子量和分布,特性和组成;橡胶相的影响——橡胶的含量,粒径大小,橡胶的玻璃化温度,与树脂的相容性,次包裹物含量的影响,交联度的大小和橡胶粒子间距的影响;橡胶相和树脂间结合力的影响)

答:(1)树脂基体特性的影响:①基体树脂分子量及其分布的影响:增加分子量可提高冲击强度,而增加低分子量级分使冲击强度大幅度下降。

②基体组成及特性的影响:在其它条件相同时,基体的韧性越大,制品的冲击强度越高。(2)橡胶相的影响:①橡胶含量的影响:橡胶含量增加时,银纹的引发、支化及终止速率亦增加,冲击强度随之提高。②橡胶粒径的影响:不同的品种,橡胶粒径的最佳值不同,取决于基体树脂的特性。在橡胶增韧塑料中,大粒径的橡胶颗粒对诱发银纹有利,小粒径颗粒对诱发剪切带较为有利。大小粒径以适当比例混合后除改进冲击性能外还能改进加工性能。③橡胶相玻璃化温度的影响:橡胶相的玻璃化温度Tg越低,增韧效果越好。橡胶相的Tg要比室温低40~60℃才能有显著的增韧效应,一般Tg在-40℃以下为好。④橡胶与基体树脂相容性的影响:相容性太差时,两相粘合力不足;相容性太好时,橡胶颗粒太小,甚至形成均相体系,也不会产生很好的增韧效果。⑤胶粒内树脂包容物含量的影响:橡胶颗粒内树脂包容物使橡胶相的有效体积增加,因而可在橡胶的重量含量较低的情况下(—般为6~8%)达到较高的冲击强度。⑥橡胶交联度的影响:橡胶的交联程度也有一最适宜的范围。交联程度过大,橡胶相模量过高,这会失去橡胶的特性,难于发挥增韧作用。⑦橡胶粒子间距的影响:对于一定的橡胶含量,存在着一临界尺寸dc。橡胶粒子直径大于此值时,体系的冲击强度低;反之粒子的直径小于此值时,体系的冲击强度高。(3)橡胶相与基体树脂间结合力的影响:只有在橡胶相与基体之间有良好的粘合力时,橡胶颗粒才能有效地引发、终止银纹并分担施加的负荷。粘合力弱则不能很好地发挥上述三种功能,因而冲击强度就低。

9、IPN的概念。

答:由两种或多种相互贯穿的交联聚合物组成的共混物,其中至少有一种组分是紧邻在另一种组分存在下聚合或交联的,叫做互穿聚合物网络(IPN)。

11、共混过程中物料受到的三种作用力——剪切、对流和扩散作用。

答:剪切作用:剪切力作用下,分散相产生形变以至破裂,粒径变小,分布变化。剪切是产生分散混合的条件。

对流作用:简单混合中,物料通过对流而增加分布的随机性。

扩散作用:主要在界面处,产生相互扩散的过渡层。

13、影响共混物性能的工艺因素——时间、温度、加料方式。

答:1、共混时间---分散和粒径大小、分布。2、共混温度---粘度和分散3、加料顺序和混合方式---一段法和两阶法。

14、调控共混物熔体黏度的方法——温度、分子量、助剂。

答:调控熔体粘度的方法:温度(最有效)、助剂、分子量等来调节。

第三章:

2、填料的基本特征参数——填料的形状、粒径、表面结构和相对密度。

答:填料的基本特性包括:填料的形状、粒径、表面结构、相对密度等。

1、填料的细度是填充剂最重要的性能指标之一。

2、填料的形状:形状包括: 球形、片状,针状、柱状等。片状:薄片对提高塑料的刚性有利。

3、填料的表面特性光滑、粗糙、多孔等特性。一般填料都需要经过表面处理(偶联剂处理等)。

4、填料的密度和硬度:密度应小为宜,有利于减轻制品的质量。硬度过大可以提高材料的硬度,但对设备有损害。

5、填料的其它特性:含水量、色泽等。含水量过高会影响制品的耐热性能。一般填充改性前都需要充分干燥。

聚合物改性

主要复习题 1.在聚合物共混物中,控制分散相粒径的方法有哪些?答:P36 2.写出共混物熔体粘度与剪切速率的关系式,并画出共混物熔体的粘度与剪切 速率的关系曲线的三种基本类型。答:P23 3.聚合物共混物的形态与哪些因素有关?答:P15 4.PVC/ABS 共混体系的制品较纯PVC和纯ABS制品具有哪些优越性?P53 答:ABS为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物,具有冲击性能较高、易于成型加工、手感良好以及易于电镀等特性。PVC则具有阻燃、耐腐蚀、价格低廉等特点。将PVC与ABS共混,可综合二者的优点。 5.简述共混物形态研究的染色法、刻蚀法及低温折断法三种制样方法。P9 6.PET、PC、ABS、PPO、POM、PPS、PES、PSF、PP、PE、BR、PMMA、CR、CPE分 别代表什么聚合物? 答:PES--聚苯醚砜;PSF--聚砜;BR--1,2-聚丁二烯橡胶;PMMA--聚甲基丙烯酸甲酯;CR--氯丁橡胶。 7. PVC、CPE、MBS、NBR、SBS、TPU、ABS、EPDM、PC、PET分别 代表什么聚合物? 8.鉴于PE对烃类溶剂的阻隔性差,为提高PE的阻隔性,可采用PE/PA共混的 方法,简述其阻隔原理。答:P59 9.简述在PP/PE共混体系中,PE使PP冲击性能得到提高的机理。答:P57 10.互穿聚合物网络(IPN)可分为哪几种类型?请简述之。答:P108 11.聚合物填充改性的主要填充剂品种有哪些?答:P78 12.什么是结晶性聚合物和非结晶性聚合物?指出PS, ABS, PC, PO, PA, PET, PSF, PAR, PBT, POM, PPS这些聚合物品种中哪些可归属于结晶性聚合物品种? 13.如何区分两相共混物中不同相之间的相容性? 14.工业上应用最广的硅橡胶为甲基硅橡胶,简述它的制备原理 并写出它的化学反应式。怎样解决甲基硅橡胶的力学性能较低和耐油性差的问题。

聚合物改性考试考试试题题

名称解释 20分 物共混改性: 是以聚合物(聚合物或者共聚物)为改性剂,加入到被改性的聚合物材料(合成树脂,又叫基体树脂)中,采用合适的加工成型工艺,使两者充分混合,从有新颖结构特征和新颖性能的改性聚合物材料的改性技术。 转: 聚合物共混物可在一定的组成范围内发生相的逆转,原来是分散相的组分变成连续相,而原来是连续相的组分变成分散相。在相逆转的组成范围内,常可形错、互锁的共连续形态结构,使共混物的力学性能提高。 性塑料: 热塑性塑料是指加热后软化、可塑,冷却后硬化,再次加热可熔融软化,固化成型,具有反复可加工成型的特点。 作用: 使聚合物之间易于相互分散,能够得到宏观均匀的共混体系。改善聚合物之间相界面的性能,增加两相间的粘合力,使P-P共混物具有长期稳定的性能。 二、聚合物共混物的形态结构及特点 10分 单相连续结构:构成聚合物共混物的两个相或者多个相中只有一个相连续,其他的相分散于连续相中。单相连续结构又因分散相相畴的形状、大小以及与连情况的不同而表现为多种形式。 互锁或交错结构:这种结构中没有一相形成贯穿整个试样的连续相,而且两相相互交错形成层状排列,难以区分连续相和分散相。有时也称为两相共连续结层状结构和互锁结构。 贯穿的两相连续结构:共混物中两种组分均构成连续相,互穿网络聚合物(IPNs)是两相连续结构的典型例子。 聚合物共混物相容性分哪两类?各自的定义是什么?画出聚合物共混物的UCST、LCST相图。15分 分为热力学相容性和工艺相容性两类。 学相容性是指相互混合的组分以任意比混合,都能形成均相体系,这种相容性叫热力学相容性。 相容性是指对于一些热力学相容性不太好的共混高聚物,经适当加工工艺,形成结构和性能稳定的共混高聚物,则称之为工艺相容性。 略 界面层的结构组成和独立相区的区别 10分 ①界面层内两种分子链的分布是不均匀的,从相区内到界面形成一浓度梯度; 面层内分子链比各自相区内排列松散,因而密度稍低于两相聚合物的平均密度; 面层内往往易聚集更多的表面活性剂及其他添加剂等杂质,分子量较低的聚合物分子也易向界面层迁移。这种表面活性剂等低分子量物越多,界面层越稳界面粘结强度不利。 以PC/PP共混体系为例,举例说明哪些手段可以用来加强体系的相容性?10分 . 通过共聚改变某聚合物的极性; . 通过化学改性的方法,在一组分或两组分上引入极性基团或反应基团; . 在某聚合物上引入特殊作用基团;加入第三组分进行增容; . 两相之间产生部分交联,形成物理或化学缠结; . 形成互穿网络结构(IPN); . 改变加工工艺,施加强烈的力剪切作用。 一般采有PP熔融接枝MAH单体,并挤出制备TPU/PP共混物,请阐明PP接枝MAH对共混物的形态结构及性能有何影响。为什么?10分 采用PP-g-MAH作为增容剂,熔融法制备TPU/PP共混物。发现,马来酸酐接枝聚丙烯是聚氨酯与聚丙烯共混体系有效的增容剂,有效地改善了共混物的形态能。 :机理:PP-g-MAH中的酸酐基团可能一部分与TPU中羟基反应,另一部分是与N-H基团发生氢键作用,从而有效降低了表面张力,提高了表面粘结力。 聚合物共混物的制备方法有那些?各有什么特点?10分 . 物理共混法,简单机械共混技术简单的机械共混技术也称为单纯共混技术,它是在共混过程中,直接将两种聚合物进行混合制得聚合物混合材料。又

聚合物改性期末复习题

聚合物改性期末复习题 一填空题: 1 高分子聚合物的改性方法多种多样,总体上可划分为共混改性、填充改性、复合材料、化学改性、表面改性几大类。 2 广义的共混包括物理共混、化学共混和物理/化学共混。 3 第一个实现工业化生产的共混物是1942年投产的聚氯乙烯与丁腈橡胶的共混物。 4 1964年,四氧化锇染色法问世,应用于电镜观测,使人们能够从微观上研究聚合物两相形态,成为聚合物改性研究中的重要里程碑。 5 共混改性的方法又可按共混时物料的状态,分为熔融共混、溶液共混、乳液共混等。 6 通常所说的机械共混,主要就是指熔融共混。 7 共混物的形态是多种多样的,但可分为三种基本类型:均相体系、“海-岛结构”两相体系和“海-海结构”两相体系。 8 在共混过程中,同时存在着“破碎”与“凝聚”这两个互逆的过程。当集聚过程与破碎过程达到动态平衡时,分散相粒子的粒径达到一个平衡值,这一平衡值称为“平衡粒径” 9 塑料大形变的形变机理,包含两种可能的过程,其一是剪切形变过程,其二是银纹化过程。 10 塑料基体可分为两大类:一类是脆性基体,以PS、PMMA为代表;另一类是准韧性基体,以PC、PA为代表。

11 对于脆性基体,橡胶颗粒主要是在塑料基体中诱发银纹;而对于有一定韧性的基体,橡胶颗粒主要是诱发剪切带。 的中间产物,这也是两阶共混不海结构-海两阶共混历程的关键是制备具有12 同于一般的“母粒共混”的特征所在。 13 相容剂的类型有非反应性共聚物、反应性共聚物等,也可以采用原位聚合的方法制备。 14 聚合物共混物,从总体上来说,可以分为以塑料为主体的共混物和以橡胶为主体的共混物两大类。 15 在PVC硬制品中添加CPE,主要是起增韧改性的作用;而在PVC 软制品中添加CPE是用作增塑剂,以提高PVC软制品的耐久性。 16 为改善共混体系的透光性,通常有两种可供选择的途径,其一是使共混物组成间具有相近的折射率;其二是使分散相粒子的粒径小于可见光的波长。 17 用在PVC制品中的ACR有两种类型,其一是用作加工流动改性剂的;其二是用作抗冲改性剂的。 18 共混性热塑性弹性体的形态,是以橡胶为分散相,塑料为连续相。 19 碳酸钙是用途广泛而价格低廉的填料,因制造方法不同,可分为重质碳酸钙和轻质碳酸钙。 20 热固性树脂基纤维增强复合材料大多以玻璃纤维作为增强材料,所以俗称玻璃钢。 21 在橡胶工业中,炭黑是用量最大的填充剂和补强剂。

聚合物共混改性-a(答案)知识讲解

聚合物共混改性2007-A(答案)

四川大学期考试试题(闭卷)A (2006 ——2007学年第 2 学期) 课程号:30004720 课序号:课程名称:聚合物共混改性原理任课教师:成绩: 适用专业年级: 2004级学生人数:印题份数:学号:姓名:

5、根据下图分析啮合型同向旋转双螺杆挤出机可分为哪几个工作区段?各段的作用是什么? 答:1、固体输送区。作用:(1)输送物料;(2)将松散的粉状物料压实或提高粒状物料在螺杆中的充满度,以促进物料在下一区的熔融塑化。(2分) 2、熔融和混合。物料经输送区受到一定的压缩后开始熔融,并发生混合。(2分) 3、混合区(第二混合段)。将组分尺寸进一步细化与均化;侧加料,加入添加剂等。(2分) 4、脱挥、排气。完全熔融状态的物料经压缩后突然减压,可挥发性物料在真空条 件下迅速挥发,脱离熔体。(2分) 5、熔体输送、增压挤出。物料必须建立起一定的压力,使模口处物料有一定的致 密度,一般来说,在此区,物料可进一步混合,主要功能是输送与增压。(2分) 6、简述影响聚合物共混物形变的因素。(10分) 答:1、基体性质。聚合物共混物屈服形变时,银纹和剪切形变两种成分的比例在很大程度上取决于连续相基体的性质。一般而言,连续相的韧性越大,则剪切成分所占的比例越大。(2分) 2、应力的影响。a. 应力大小(1分):形变中银纹成分的比例随应力和形变速率 的增加而增加;b. 形变速率(1分):增加形变速率会使银纹成分的比例提高;c. 应力性质的影响(1分):由于银纹化伴随着体积的增加,所以压应力抑制银纹,张应力则促进银纹的生成。 3、大分子取向的影响。大分子取向常常减小银纹成分的比例。例如橡胶增韧塑 料,拉伸时基体大分子取向,橡胶颗粒会变成椭球状,结果应力集中因子减小。取向的结果使剪切成分的比例增加而银纹化成分的比例下降。(2分)

聚合物改性复习题

1、聚合物改性的定义,改性的方法。 答:聚合物改性:通过各种化学的、物理的或二者结合的方法改变聚合物的结构,从而获得具有所希望的新的性能和用途的改性聚合物的过程。主要方法:共混改性、填充改性、复合材料、化学改性、表面改性。共混改性指两种或两种以上的聚合物经混合制成宏观均匀的过程。填充改性指人们在聚合物中添加填充剂有时只是为了降低成本,但也有很多时候是为了改善聚合物的性能。复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料,通过物理或化学的方法,在宏观上组成具有新性能的材料。化学改性是通过化学反应改变聚合物的物理、化学性质的方法。表面改性:改善工件表面层的机械、物理或化学性能的处理方法。 2、化学改性(改变分子链结构)和物理改性(高次结构)的本质区别。 答: 第二章:基本观点: 1、共混物与合金的区别。 答:高分子合金不能简单等同于聚合物共混物,高分子合金是指含多种组分的聚合物均相或多相体系,包括聚合物共混物、嵌段和接枝共聚物,而且一般言,高分子合金具有较高的力学性能。 2、共混改性的分类(熔融、乳液、溶液和釜内) 答:按照共混时物料的形态:熔融共混:机械共混的方法,最具工业价值,是共混改性的重点。溶液共混:用于基础研究领域,工业上用于涂料和黏合剂的制备。乳液共混:共混产品以乳液的形式应用。斧内共混:是两种或两种以上聚合物单体同在一个反应釜中完成其聚合过程,在聚合的同时也完成了共混。 3、共混物形态研究的重要性。 答:共混物的形态与共混物的性能密切相关,而共混物的形态又受到共混工艺条件和共混物组分配方的影响,所以,共混物的形态研究就成了研究共混工艺条件和共混组分分配与共混物性能的关系的重要中间环节。 4、共混物形态的三种基本类型——均相体系、非均相体系(海岛结构、海海结构) 答:一是均相体系。二是非均相体系(两相体系):包括“海-岛结构”------连续相+分散相。“海-海结构”------两相均连续,相互贯穿。 5、相容性对共混物形态结构的影响。 答:在许多情况下,热力学相容性是聚合物之间均匀混合的主要推动力。两种聚合物的相容性越好就越容易相互扩散而达到均匀的混合,过渡区也就宽广,相界面越模糊,相畴越小,两相之间的结合力也越大。有两种极端情况,其一是两种聚合物完全不相容,两种聚合物链段之间相互扩散的倾向极小,相界面很明显,其结果是混合较差,相之间结合力很弱,共混物性能不好。第二种极端情况是两种聚合物完全相容或相容性极好,这时两种聚合物可相互完全溶解而成为均相体系或相畴极小的微分散体系。这两种极端情况都不利于共混改性的目的(尤其指力学性能改性)。 一般而言,我们所需要的是两种聚合物有适中的相容性,从而制得相畴大小适宜、相之间结合力较强的复相结构的共混产物。 6、与形态有关的因素:相容性、分散度和均一性的概念和作用。 答:相容性(compatibility)----共混物各组分彼此互相容纳,形成宏观均匀材料的能力。作用:通过相容性的大小,可以反映共混物聚合物之间的相互容纳能力和共混物的形态。 分散度:两相体系中分散相物料的破碎程度,常用分散相颗粒的大小和平均粒径来表示。均一性:分散相物料分散的均匀程度,亦即分散相浓度的起伏大小。作用:分散度和均一性都是用于表征分散相的分散状况。 7、相容性的概念和相容性的8种判据。 答:A)溶解度参数(δ)相近原则:△H=0,最小,表明此时聚合物对相容性最好; δ是聚合物内聚能密度的平方根,δ越相近的聚合物对相容性越好。 B)共同溶剂原则(试验法):通过实验确定聚合物相容性,方法简单,但是受到温度和浓度的影响较大,不够精确。 C)浊点法则:共混物由均相体系变为非均相体系时,共混物的透光率会发生变化,把该相转变点称为“浊点”。所以通过一定的方法测定浊点,可判断聚合物的相容性。 D)薄膜法:不同的聚合物折射率不同,将共混物制成均相溶液后制成薄膜,如果薄膜的透明度差且脆,则为不相容;反之,弱薄膜透明且有韧性,则相容性良好。缺点:误差较大,对折射率相同的聚合物,不能用此法。 E)显微镜法:目前分析共混物相容性的最准确,最直观,最有用的技术。对不相容或部分相容的体系,还可以进一步确定出分散相的颗粒大小、分布、形态和包藏结构等信息。用透射电镜观察共混物的相结构发现:即使是相容的共混体系,在微观下也是两相分布,而不是达到分子水平的混合。 F)Tg法则:比较科学、常用的方法,关键在于Tg的测定。Tg的测定方法: 动态力学法(DMA)(利用力学性质的变化) 机械分析法(利用力学性质的变化)

高分子材料成型原理期末复习资料

名称: 2015秋高分子材料成型原理期末复习资料 第一章 一、选择题 1、( B )属于化学合成高分子。 a、甲壳素 b、聚乳酸 c、淀粉 d、细菌纤维素 2、( D )属于高性能纤维。 a、粘胶纤维 b、聚酯纤维 c、聚丙烯腈纤维 d、碳纤维 3、( D )属于功能纤维。 a、粘胶纤维 b、聚酯纤维 c、聚丙烯腈纤维 d、导电纤维 第二章 一、选择题 1、“溶解度参数相近原则”适用于估计( B )的互溶性。 A、非极性高聚物与极性溶剂 B、非极性高聚物与非极性溶剂 C、极性高聚物与极性溶剂 D、极性高聚物与非极性溶剂 2.纤维素黄酸酯-氢氧化钠水溶液体系的平衡相图具有( C )特征,( )温度有利于纤维素黄酸酯溶解度的提高。 a、下临界混溶温度升高 b、上临界混溶温度升高 c、下临界混溶温度降低 d、上临界混溶温度降低 二、简答题 1、简述聚合物熔融的主要方法。 2、简述聚合物在螺杆挤压机中熔融的能量来源。 答:(1)装在机筒外壁的加热器,使能量在机筒沿螺槽深度方向自上而下传导。 (2)随着螺杆的转动,筒壁上的熔膜被强制刮下来移走,而使熔融层受到剪切作用,使部分机械能转变为热能。 3、简述选择聚合物溶剂的基本原则。 答:聚合物溶剂的选择原则: (1)聚合物与溶剂的极性相近 规律相似相溶:聚合物与溶剂的极性越接近,越容易互溶。 (2)溶度参数理论 对于非极性聚合物尽可能找到聚合物溶度参数δ相近的非极性溶剂对于极性较高或者易形成氢键的聚合物或者溶剂,只有当聚合物与溶剂的δd、δp、δh分别接近时才能很好地混溶。 (3)高分子-溶剂相互作用参数(哈金斯参数)…Χ1 Χ1越小,溶剂的溶解能力越大,一般Χ1<0、5为良溶剂。 4、聚氯乙烯的溶解度参数δ值与氯仿与四氢呋喃接近,但为什么四氢呋喃能很好地溶解聚氯乙烯而氯仿不能与聚氯乙烯混溶? 第三章 一、选择题 1.在聚合物物理改性的混合过程中,其混合机理不包括( B )作用。 a、剪切 b、弯曲 c、拉伸 d、分流、合并与置换 二、简答题 1、简述混合过程的三种基本运动形式及其聚合物加工中的作用。 2.根据Brodkey混合理论,聚合物共混体系与聚合物—添加剂体系涉及的混合机理有何差别? 3、简述分散混合过程中发生的作用。

聚合物共混改性-作业题答案

1. 聚合物共混改性的主要目的有哪些? 物性(谋求新的功能提高性能):功能化、高性能化、耐久性 成型加工性:流动性、收缩性、离型性、尺寸稳定性、结晶性、结晶速度、热熔融强度等 经济性:增量、代用、省资源、循环利用等 2. 聚合物共混改性的主要方法有哪些? 物理共混:是指两种或两种以上聚合物材料、无机材料以及助剂在一定温度下进行机械掺混,最终形成一种宏观上均匀的新材料的过程。 化学共混:聚合物的化学共混改性是通过聚合物的化学反应,改变大分子链上的原子或原子团的种类及其结合方式的一类共混改性方法。 物理/化学共混:是在物理共混的过程中发生某些化学反应 3. 简述混合的基本方式及其特点。 基本方式:分配混合(分布混合、层流混合)、分散混合 特点:在混合中仅增加粒子在混合物中分布均匀性而不减小粒子初始尺寸的过程,称为分配混合。 分布混合:只改变分散相的空间分布状况,增加分散相分布的随机性。分散相物料主要通过对流作用来实现;层流混合:是分布混合的一种特定形式,其理论基于一种假设,即在层流混合的过程中,层与层之间不发生扩散。分散混合:在混合过程中发生粒子尺寸减小到极限值,同时增加相界面和提高混合物组分均匀性的混合过程。 4. 试述聚合物共混物的形态及特点。 海-岛结构:是一种两相体系,一相为连续相,另一相为分散相,分散相分散在连续相中,亦即单相连续体系。 海-海结构:也是一种二相体系,但两相皆为连续相,相互贯穿,亦即两相连续体系。 两相互锁或交错结构:也是一种二相体系,这种结构中没有一相形成贯穿整个试样的连续相,而且两相相互交错形成层状排列,难以区分连续相和分散相。 梯度结构:为二相体系,特殊的共连续体系(两相连续体系)其组成在空间上互为增减。 阶跃结构:为二相体系,特殊的共连续体系(两相连续体系),在极小过渡区域内,其组成在空间上互为增减。 单相连续体系:海-岛结构、两相互锁或交错结构 共连续体系:海-海结构、梯度结构、阶跃结构 5. 影响熔融共混的主要因素有哪些? (1)聚合物两相体系的熔体黏度(比值)及熔体弹性。(2)聚合物两相体系的界面张力。(3)聚合物两相体系的组分含量以及物料的初始状态。(4)流动场形式和强度。(5)共混时间。 1. 试述聚合物共混的概念。 聚合物共混是指将两种或两种以上聚合物材料、无机材料以及助剂在一定温度下进行机械掺混,最终形成一种宏观上均匀,而且力学、热学、光学、电学及其他性能得到改善的新材料的过程,这种混合过程称为聚合物的共混改性,所得到的新的共混产物称为聚合物共混物,简称共混物。 2. 共混物的形态学要素有哪些? 分散相和连续相、分散相的分散状况、两相体系的形貌、相界面 3. 简述分散相颗粒分散过程的两种主要机理。 液滴分裂机理:分散相的大粒子,分裂成两个较小的粒子,然后,较小的粒子在进一步分裂,这一过程不断重复,直至平衡。细流线破裂机理:分散相的大粒子,在拉伸应力下变形为细流线,细流线再在瞬间破裂成细小的粒子。 4. 依据“液滴模型”,讨论影响分散相变形的因素。 Weber数:We很小时,σ占据主导作用,形成稳定的液滴。“液滴模型”认为,对于特定的体系和在一定条件下,We可以有特定的Wecrit,当We < Wecrit,液滴稳定;We>Wecrit,液滴会变得不稳定,进而破裂。 γ γ :↑→We ↑→D ↑。

聚合物共混改性考试试题及答案

聚合物共混改性考试试卷 一、名称解释 20分 聚合物共混改性: 答:是以聚合物(聚合物或者共聚物)为改性剂,加入到被改性的聚合物材料(合成树脂,又叫基体树脂)中,采用合适的加工成型工艺,使两者充分混合,从而制得具有新颖结构特征和新颖性能的改性聚合物材料的改性技术。 相逆转: 答:聚合物共混物可在一定的组成范围内发生相的逆转,原来是分散相的组分变成连续相,而原来是连续相的组分变成分散相。在相逆转的组成范围内,常可形成两相交错、互锁的共连续形态结构,使共混物的力学性能提高。 热塑性塑料: 答:热塑性塑料是指加热后软化、可塑,冷却后硬化,再次加热可熔融软化,固化成型,具有反复可加工成型的特点。 增容作用: 答:使聚合物之间易于相互分散,能够得到宏观均匀的共混体系。改善聚合物之间相界面的性能,增加两相间的粘合力,使P-P共混物具有长期稳定的性能。 二、聚合物共混物的形态结构及特点 10分 答:单相连续结构:构成聚合物共混物的两个相或者多个相中只有一个相连续,其他的相分散于连续相中。单相连续结构又因分散相相畴的形状、大小以及与连续相结合情况的不同而表现为多种形式。 两相互锁或交错结构:这种结构中没有一相形成贯穿整个试样的连续相,而且两相相互交错形成层状排列,难以区分连续相和分散相。有时也称为两相共连续结构,包括层状结构和互锁结构。 相互贯穿的两相连续结构:共混物中两种组分均构成连续相,互穿网络聚合物(IPNs)是两相连续结构的典型例子。 三、聚合物共混物相容性分哪两类?各自的定义是什么?画出聚合物共混物的UCST、LCST 相图。15分 答:分为热力学相容性和工艺相容性两类。 热力学相容性是指相互混合的组分以任意比混合,都能形成均相体系,这种相容性叫热力学相容性。 工艺相容性是指对于一些热力学相容性不太好的共混高聚物,经适当加工工艺,形成结构和性能稳定的共混高聚物,则称之为工艺相容性。 相图略 四、界面层的结构组成和独立相区的区别 10分 答:①界面层内两种分子链的分布是不均匀的,从相区内到界面形成一浓度梯度; ②界面层内分子链比各自相区内排列松散,因而密度稍低于两相聚合物的平均密度; ③界面层内往往易聚集更多的表面活性剂及其他添加剂等杂质,分子量较低的聚合物分子也易向界面层迁移。这种表面活性剂等低分子量物越多,界面层越稳定,但对界面粘结强度不利。 五、以PC/PP共混体系为例,举例说明哪些手段可以用来加强体系的相容性?10分 答:1. 通过共聚改变某聚合物的极性; 2. 通过化学改性的方法,在一组分或两组分上引入极性基团或反应基团; 3. 在某聚合物上引入特殊作用基团;加入第三组分进行增容;

聚合物共混改性原理及应用

聚合物共混改性原理及应用 ``````` 4057 一.名词解释(每题5分,共20分) 1.聚合物共混 答:共混改性包括物理共混、化学共混和物理/化学共混三大类型。其中,物理共混就是通常意义上的“混合”。如果把聚合物共混的涵义限定在物理共混的范畴之内,则聚合物共混是指两种或两种以上聚合物经混合制成宏观均匀物质的过程。 2.分布混合和分散混合 答:分布混合,又称分配混合。是混合体系在应变作用下置换流动单元位置而实现的。分散混合是指既增加分散相空间分布的随机性,又减少分散相粒径,改变分散相粒径分布的工程。 分布混合和分散混合在实际的共混工程中是共生共存的,分布混合和分散混合的驱动力都是外界施加的作用力。 3.总体均匀性和分散度 答:总体均匀性是指分散相颗粒在连续相中分布的均匀性,即分散相浓度的起伏大小。分散度则是指分散相颗粒的破碎程度。对

于总体均匀性,则采用数理统计的方法进行定量表征。分散度则以分散相平均粒径来表征。 4.分散相的平衡粒径 答:在分散混合中,由于分散相大粒子更容易破碎,所以共混过程是分散相粒径自动均化的过程,这一自动均化的过程的结果,是使分散相例子达到一个最终的粒径。即“平衡粒径”。 二.选择题(每题分,共15分) 1.热力学相容条件是混合过程的吉布斯自由能( A ) A.小于零 B 大于零 C 等于零 D 不确定 2.共混物形态的三种基本类型不包括( D ) 3. A.均相体系 4. B 海-岛结构 5.C 海--海结构 6. D 共混体系 3.影响熔融共混过程的因素不包括(B )

A 聚合物两相体系的熔体黏度 B 聚合物两相体系的表面张力 C 聚合物两相体系的界面张力 D 流动场的形式和强度 4.共混物形态研究的主要内容不包括( D ) A 连续相和分散相祖分的确定 B 两相体系的形貌 C 相界面 D 分散相的物理性能 5.熔体黏度调节的方法不包括(B) A 温度 B 时间 C 剪切应力 D 用助剂调节 6.聚合物共混物的使用性能影响要素不包括( A ) A 结晶时间 B 结晶温度 C 结晶速度

最新聚合物改性考试试题题

一、名称解释 20分 聚合物共混改性: 答:是以聚合物(聚合物或者共聚物)为改性剂,加入到被改性的聚合物材料(合成树脂,又叫基体树脂)中,采用合适的加工成型工艺,使两者充分混合,从而制得具有新颖结构特征和新颖性能的改性聚合物材料的改性技术。 相逆转: 答:聚合物共混物可在一定的组成范围内发生相的逆转,原来是分散相的组分变成连续相,而原来是连续相的组分变成分散相。在相逆转的组成范围内,常可形成两相交错、互锁的共连续形态结构,使共混物的力学性能提高。 热塑性塑料: 答:热塑性塑料是指加热后软化、可塑,冷却后硬化,再次加热可熔融软化,固化成型,具有反复可加工成型的特点。 增容作用: 答:使聚合物之间易于相互分散,能够得到宏观均匀的共混体系。改善聚合物之间相界面的性能,增加两相间的粘合力,使P-P共混物具有长期稳定的性能。 二、聚合物共混物的形态结构及特点 10分 答:单相连续结构:构成聚合物共混物的两个相或者多个相中只有一个相连续,其他的相分散于连续相中。单相连续结构又因分散相相畴的形状、大小以及与连续相结合情况的不同而表现为多种形式。 两相互锁或交错结构:这种结构中没有一相形成贯穿整个试样的连续相,而且两相相互交错形成层状排列,难以区分连续相和分散相。有时也称为两相共连续结构,包括层状结构和互锁结构。 相互贯穿的两相连续结构:共混物中两种组分均构成连续相,互穿网络聚合物(IPNs)是两相连续结构的典型例子。 三、聚合物共混物相容性分哪两类?各自的定义是什么?画出聚合物共混物的UCST、LCST相图。15分 答:分为热力学相容性和工艺相容性两类。 热力学相容性是指相互混合的组分以任意比混合,都能形成均相体系,这种相容性叫热力学相容性。 工艺相容性是指对于一些热力学相容性不太好的共混高聚物,经适当加工工艺,形成结构和性能稳定的共混高聚物,则称之为工艺相容性。 相图略 四、界面层的结构组成和独立相区的区别 10分 答:①界面层内两种分子链的分布是不均匀的,从相区内到界面形成一浓度梯度; ②界面层内分子链比各自相区内排列松散,因而密度稍低于两相聚合物的平均密度; ③界面层内往往易聚集更多的表面活性剂及其他添加剂等杂质,分子量较低的聚合物分子也易向界面层迁移。这种表面活性剂等低分子量物越多,界面层越稳定,但对界面粘结强度不利。 五、以PC/PP共混体系为例,举例说明哪些手段可以用来加强体系的相容性?10分 答:1. 通过共聚改变某聚合物的极性; 2. 通过化学改性的方法,在一组分或两组分上引入极性基团或反应基团; 3. 在某聚合物上引入特殊作用基团;加入第三组分进行增容; 4. 两相之间产生部分交联,形成物理或化学缠结; 5. 形成互穿网络结构(IPN); 6. 改变加工工艺,施加强烈的力剪切作用。 六、一般采有PP熔融接枝MAH单体,并挤出制备TPU/PP共混物,请阐明PP接枝MAH对共混物的形态结构及性能有何影响。为什么?10分 答:采用PP-g-MAH作为增容剂,熔融法制备TPU/PP共混物。发现,马来酸酐接枝聚丙烯是聚氨酯与聚丙烯共混体系有效的增容剂,有效地改善

聚合物共混改性

1.高分子的来源是来自天然高分子、半天然高分子、以及合成高分子。而其中天然高分子是自然界存在的高分子 2.共混方法:物理方法:机械混合溶液混合胶乳混合粉末混合 化学方法:接枝共聚(组分间有化学反应)嵌段共聚(组分间有化学应) 互穿网络(组分间没有化学反应)渐变处理(组分间没有化学反应) 3.高分子材料共混技术进展 相容剂技术(见离聚体进展报告) 互穿聚合物网络技术(见第五章内容) 动态硫化技术(见第三章) 反应挤出成型技术 形态结构研究 增韧机理研究 4.反应挤出成型技术特点: 可连续且小批量的生产; 投资少; 不使用溶剂,节省能源和减少公害; 对制品和原料有较大选择余地; 可方便地进行混炼、聚合等操作,简化脱挥发物、造粒和成型加工等过程,并可使其一体化; 在控制化学结构的同时还可控制微相等物理结构,以制备具有良好性能的新物质。 5.弹性体增韧理论 a 多重银纹理论 Mertz等人首次提出了聚合物的增韧理论。该理论认为,作增韧体的部分橡胶粒子会横跨在材料变形所产生的很多微细的裂缝上,阻止其迅速发展,而橡胶在变形过程中消耗了能量,从而提高了材料的韧性。此理论的主要弱点是注意了橡胶而忽视了母体。后来Newman等人计算了拉伸断裂过程中橡胶断裂所耗散的能量仅占总能量的10%,这说明该理论并未真正揭示橡胶增韧的本质原因。 Bucknall等人发展了Mertz等人的微缝理论,提出了多重银纹理论。该理论认为,在橡胶增韧塑料体系中,橡胶相颗粒起了应力集中的作用。当材料受到冲击时,它能引发大量的银纹,但由于大量银纹之间的应力场的相互干扰并且如果生产着的银纹前峰处的应力集中低于临界值或银纹遇到另一橡胶颗粒时,则银纹就会终止,橡胶相粒子不仅能引发银纹而且能控制银纹。材料受到冲击时产生的大量银纹可吸收大量的冲击能量,从而保护了材料不受破坏 6.弹性体增韧和非弹性体增韧两种理论比较 a 增韧剂种类不同:前者是橡胶或热塑性弹性材料,模量低、易于挠曲、流动性差;后者是脆性塑料或刚性无机粒子,模量高,几乎不发生塑性形变,流动性好。 b 增韧对象不同:前者可增韧脆性或韧性材料;后者则要求基体本身有—定韧性。 c 增韧剂含量变化的效果不同:前者随加入量的增加韧性一直增加;后者有一合适的增韧范围,超过这一范围后无增韧效果。 d 复合体系性质不同:前者在提高材料韧性的同时,材料的模量、强度和热变形温度等大幅度降低;后者则在提高材料韧性的同时,提高材料的模量、强度和热变形温度,不过,前者对基体韧性提高幅度大;后者则通常不能大幅度提高韧性。

聚合物改性复习题

聚合物改性目的:改善高分子材料的某些物理机械性能,改善高分子材料的加工性能,降低成本,赋予高分子材料某些特殊性能。 聚合物共混:指两种或两种以上聚合物经混合制成宏观均匀物质的过程。 高分子合金:指含多种组分的聚合物均相或多相体系,包括聚合物共混物和嵌段 接枝高聚物? 干粉共混法:将两种或两种以上品种不同的细粉状高聚物在各种通用的塑料混合设备中加以混合,形成均匀分散的粉状高聚物的方法。 聚合物共混改性:是以聚合物为改性剂,加入到基体中,采用合适的加工成型工艺,使 两者充分混合,从而制得具有新颖结构特征和新颖性能的改性聚合物的聚合物改性技 术。 高分子聚合物的改性:共混改性,填充改性,复合材料,化学改性,表面改性。共混改 性的基本方法{广义上的}:物理改性,化学改性,物理I化学改性。 共混改性按共混时物料的状态分为:熔融改性,溶液改性,乳液改性。 熔融改性:是将聚合物组分加热到熔融状态后进行共混。 乳液改性:是将两种或两种以上的聚合物乳液进行共混的方法。 溶液改性:是将聚合物组分溶于溶剂后,进行共混。 海-岛结构:是一种两相体系,一相为连续相,另一相为分散相,分散相分散在 连续相中,就好像海岛分散在大海中一样。 海-海结构:也是一种两相体系,但两相皆为连续相,相互贯穿。 二相体系:海-岛结构,海-海结构,两相互锁或交错结构,梯度结构,阶跃结构单相连 续体系:互锁或交错型相结构,海-岛型相结构。 共连续体系:海-海结构,梯度结构,阶跃结构。 聚合物共混物形态结构的主要研究方法:1,力学松弛法[玻璃化转变法,动态粘弹响 应],2,直接观察法[光学显微镜法,电子显微镜法{透射电镜,扫描电镜儿相容性:是指 共混物各组分彼此互相容纳,形成宏观均匀材料的能力 (1)均相共混体系:P二 (2)“海-岛”结构两相体系 [20 页] 1 P 1 P P1 2 P 2 I 1 2 1 AB 2 B 2 (3)“海-海”结构两相体系P1n P2n

聚合物共混改性(小字)

1.试述聚合物共混改性的目的:获得预期性能的共混物。 2.试述共混改性的方法:1.熔融共混;2.溶液共混; 3.乳液共混; 4.釜内共混。 1、共混物形态的三种基本类型(1)均相体系 (2)两相体系①海—岛结构 ②海—海结构 答:其一是均相体系;其二被称为“海-岛结构”,这是一种两相体系,且一相为连续相,一相为分散相,分散相分散在连续相中,就好像海岛分散在大海中一样;其三被称为“海-海结构”,也是两相体系,但两相皆为连续相,相互贯穿。 2.均相体系的判定:如果一种共混物具有类似于均相材料所具有的性能,该共混物就可以认为是具有均相结构的共混物.在大多数情况下,可以用玻璃化转变温度(Tg)作为判定的标准.如果两种聚合物共混后, 形成的共混物具有单一的Tg,则就可以认为该共混物为均相体系. 3、简述分布混合与分散混合的概念 分布混合:又称分配混合,是混合体系在应变作用下置换流动单元位置而实现的. 分散混合:既增加分散相空间分布的随机性,又减小分散相粒径,改变分散相粒径分布过程. 4 P17— 18 , 一个分散相大粒子(大液滴)分裂成两个较小较小的粒子再进一步分裂。展示的分散过程是逐步进行的重复破裂过程。 (大液滴)先变为细流线,细流线再在瞬间破裂成细小的粒。其展示的分散过程是在瞬间完成的。 5、影响共混过程的5答:a. 调控共混温度,改变剪 ,使We 值增大,进而使形变增大; ,使We 值增大,易于变形.液滴的变形到达,使We 值增大,进而使液滴(分散相)的形变增大; σ下降,使We 值增大,进而使液滴的形变增大; 的影响; ⑥熔体弹性; ⑦液滴破碎的判据:τ(19λ+16)/16(λ+1) > σ/R ,式中τ为剪切应力. ⑧流动场形式的影响 (2)双小球模型: ①剪切应力、分散相内力:增大剪切应力或降低分散相内力有利于分散相颗粒的破碎分散; ②粒径大的分散相颗粒易破碎分散,发生分散相粒径的自动均化过程; ③在分散相的破碎分散过程中,分散相颗粒会发生伸长变形和转动.当伸长变形的分散相颗粒转动到剪切应力平行的方向时,就难以进一步破碎了。 7、采用哪些方法,可以对聚合物熔体黏度进行调控 P35—37 答:①调节共混温度; ②调节剪切应力; ③用助剂进行调节; ④改变相对分子质量. 8、简述总体均匀性与分散度概念 总体均匀性:分散相颗粒在连续相中分布的均匀性,即分散相浓度的起伏大小。 分散度:分散相颗粒的破碎程度;用分散相平均粒径表征。 9、简述影响分散相粒径的因素 P54 答:熔体黏度与组分配比是影响分散相粒径的重要因素;共混过程中共混体系所受到的外力作用(通常是剪切应力),对分散相粒径也有重要影响;两相之间界面张力对分散相物料的分散过程产生影响,进而影响分散相粒径。 10、简述聚合物表面张力的影响因素 (1)温度 表面张力的本质是分子间相互作用。由于分子间力随温度升高而下降,且与温度呈线性关系。聚合物的表面张力也随温度升高而下降,且与温度呈线性关系。 (2)聚合物物态 结晶性聚合物发生结晶或熔融时,密度发生变化。根据Macled 方程,密度变化会引起表面张力变化,密度增大,表面张力也增大;因而,结晶性聚合物发生相变时,表面张力会发生相应的变化。结晶体的密度高于熔体的密度,相应的,结晶体的表面张力高于熔体的表面张力。这种变化,会使表面张力与温度的线性关系受到影响。 (3)相对分子质量 ;分子量大,表面张力也大。 (4)内聚能密度及溶解度参数 内聚能密度 2i ii C δ=;表面张力和内聚能密度都与分子间相互作用有关,两者彼此有关联; 溶解度参数 14.043 .0m V K δφσ =;表面张力随溶解度参数的增大而增大。 11、简述共混体系界面张力、界面层厚度与相容性的关系 答:溶解度参数接近的体系,或者B 参数较小的体系,相容性相应的较好,界面张力较低,界面层厚度也较厚。 12、共混体系的相容剂有哪些类型? 两类,非反应性共聚物,反应性共聚物。 13、试述影响共混体系熔融流变性能的因素 答:因素主要有:剪切速率、温度、粘弹性、共混物组分含量、第三组分(调节剂)。 答:(1)玻璃纤维的直径的影响:用于PA 增强的玻璃纤维直径在10—20μm 左右; (2)玻纤长度的影响;(3)玻璃纤维表面处理的影响;(4)玻纤含量的影响 16、表面处理作用机理 答:(1)提高碳纤维的表面能(实质是提高碳纤维表面的含氧量),减少纤维与基体、树脂表面能之差值,以达到改善基体与纤维间的浸润性,实现纤维与基体间的有关粘结; (2)通过一定处理后,可在碳纤维表面形成大量可与基体形成化学键及氢键或范德华力结合的活性基团,可明显提高CFRP 层间剪切强度; (3)改善碳纤维表面物理状态,及增加表面粗糙或在纤维表面生成凹凸结构,以通过机械契合或者说“锚固效应”达到好的界面性能 17、如何提高极性尼龙和非极性聚烯烃弹体的相容性?给出至少3种表征PA/POE 共混物相容性的方法。 答:(1)添加相容剂,作用机理是富集在两相界面处,改善两相之间的界面结合。 (2)固体物性表征:热分析法(DSC)、膨胀计法、动态力学分析法(DM)。热力学表征:熔点降低法,吸附探针法和反气相色谱法等. 18、试述聚合物表面改性的必要性及其意义。 答:表面改性技术是采用化学的、物理的方法改变材料或工件表面的化学成分或组织结构以提高机器零件或材料性能的一类热处理技术。它包括化学热处理(渗氮、渗碳、渗金属等);表面涂层(低压等离子喷涂、低压电弧喷涂、激光重熔复合等门薄膜镀层(物理气相沉积、化学气相沉积等)和非金属涂层技术等。这些用以强化零件或材料表面的技术,赋予零件耐高 温、防腐蚀、耐磨损、抗疲劳、防辐射、导电、导磁等各种新的特性。使原来在高速、高温、高压、重载、腐蚀介质环境下工作的零件,提高了可靠性、延长了使用寿命,具有很大的经济意义和推广价值。 1.试述聚合物共混改性的目的:获得预期性能的共混物。 2.试述共混改性的方法:1.熔融共混;2.溶液共混; 3.乳液共混; 4.釜内共混。 1、共混物形态的三种基本类型(1)均相体系 (2)两相体系①海—岛结构 ②海—海结构 答:其一是均相体系;其二被称为“海-岛结构”,这是一种两相体系,且一相为连续相,一相为分散相,分散相分散在连续相中,就好像海岛分散在大海中一样;其三被称为“海-海结构”,也是两相体系,但两相皆为连续相,相互贯穿。 2.均相体系的判定:如果一种共混物具有类似于均相材料所具有的性能,该共混物就可以认为是具有均相结构的共混物.在大多数情况下,可以用玻璃化转变温度(Tg)作为判定的标准 .如果两种聚合物共混后,形成的共混物具有单一的Tg,则就可以认为该共混物为均相体系。 3、简述分布混合与分散混合的概念 分布混合:又称分配混合,是混合体系在应变作用下置换流动单元位置而实现的. 分散混合:既增加分散相空间分布的随机性,又减小分散相粒径,改变分散相粒径分布过程. 4 P17—18 ,一个分散相大粒子(大液滴)分裂成两个较小较小的粒子再进一步分裂。展示的分散过程是逐步进行的重复破裂过程。 (大液滴)先变为细流线,细流线再在瞬间破裂成细小的粒。其展示的分散过程是在瞬间完成的。 5、影响共混过程的5 答:a. 调控共混温度,改变剪,使We 值增大,进而使形变增大; ,使We 值增大,易于变形.液滴的变形到达,使We 值增大,进而使液滴(分散相)的形变增大; σ下降,使We 值增大,进而使液滴的形变增大; 的影响; ⑥熔体弹性; ⑦液滴破碎的判据:τ(19λ+16)/16(λ+1) > σ/R ,式中τ为剪切应力. ⑧流动场形式的影响 (2)双小球模型: ①剪切应力、分散相内力:增大剪切应力或降低分散相内力有利于分散相颗粒的破碎分散; ②粒径大的分散相颗粒易破碎分散,发生分散相粒径的自动均化过程; ③在分散相的破碎分散过程中,分散相颗粒会发生伸长变形和转动.当伸长变形的分散相颗粒转动到剪切应力平行的方向时,就难以进一步破碎了。 7、采用哪些方法,可以对聚合物熔体黏度进行调控 P35—37 答:①调节共混温度; ②调节剪切应力; ③用助剂进行调节; ④改变相对分子质量. 8、简述总体均匀性与分散度概念 总体均匀性:分散相颗粒在连续相中分布的均匀性,即分散相浓度的起伏大小。 分散度:分散相颗粒的破碎程度;用分散相平均粒径表征。 9、简述影响分散相粒径的因素 P54 答:熔体黏度与组分配比是影响分散相粒径的重要因素;共混过程中共混体系所受到的外力作用(通常是剪切应力),对分散相粒径也有重要影响;两相之间界面张力对分散相物料的分散过程产生影响,进而影响分散相粒径。 10、简述聚合物表面张力的影响因素 (1)温度 表面张力的本质是分子间相互作用。由于分子间力随温度升高而下降,且与温度呈线性关系。聚合物的表面张力也随温度升高而下降,且与温度呈线性关系。 (2)聚合物物态 结晶性聚合物发生结晶或熔融时,密度发生变化。根据Macled 方程,密度变化会引起表面张力变化,密度增大,表面张力也增大;因而,结晶性聚合物发生相变时,表面张力会发生相应的变化。结晶体的密度高于熔体的密度,相应的,结晶体的表面张力高于熔体的表面张力。这种变化,会使表面张力与温度的线性关系受到影响。 (3)相对分子质量 ;分子量大,表面张力也大。 (4)内聚能密度及溶解度参数 内聚能密度 2i ii C δ=;表面张力和内聚能密度都与分子间相互作用有关,两者彼此有关联; 溶解度参数 14.043.0m V K δφσ=;表面张力随溶解度参数的增大而增大。 11、简述共混体系界面张力、界面层厚度与相容性的关系 答:溶解度参数接近的体系,或者B 参数较小的体系,相容性相应的较好,界面张力较低,界面层厚度也较厚。 12、共混体系的相容剂有哪些类型? 两类,非反应性共聚物,反应性共聚物。 13、试述影响共混体系熔融流变性能的因素 答:因素主要有:剪切速率、温度、粘弹性、共混物组分含量、第三组分(调节剂)。 答:(1)玻璃纤维的直径的影响:用于PA 增强的玻璃纤维直径在10—20μm 左右; (2)玻纤长度的影响;(3)玻璃纤维表面处理的影响;(4)玻纤含量的影响 16、表面处理作用机理 答:(1)提高碳纤维的表面能(实质是提高碳纤维表面的含氧量),减少纤维与基体、树脂表面能之差值,以达到改善基体与纤维间的浸润性,实现纤维与基体间的有关粘结; (2)通过一定处理后,可在碳纤维表面形成大量可与基体形成化学键及氢键或范德华力结合的活性基团,可明显提高CFRP 层间剪切强度; (3)改善碳纤维表面物理状态,及增加表面粗糙或在纤维表面生成凹凸结构,以通过机械契合或者说“锚固效应”达到好的界面性能 17、如何提高极性尼龙和非极性聚烯烃弹体的相容性?给出至少3种表征PA/POE 共混物相容性的方法。 答:(1)添加相容剂,作用机理是富集在两相界面处,改善两相之间的界面结合。 (2)固体物性表征:热分析法(DSC)、膨胀计法、动态力学分析法(DM)。热力学表征:熔点降低法,吸附探针法和反气相色谱法等. 18、试述聚合物表面改性的必要性及其意义。 答:表面改性技术是采用化学的、物理的方法改变材料或工件表面的化学成分或组织结构以提高机器零件或材料性能的一类热处理技术。它包括化学热处理(渗氮、渗碳、渗金属等);表面涂层(低压等离子喷涂、低压电弧喷涂、激光重熔复合等门薄膜镀层(物理气相沉积、化学气相沉积等)和非金属涂层技术等。这些用以强化零件或材料表面的技术,赋予零件耐高温、防腐蚀、耐磨损、抗疲劳、防辐射、导电、导磁等各种新的特性。使原来在高速、高温、高压、重载、腐蚀介质环境下工作的零件,提高了可靠性、延长了使用寿命,具有很大的经济意义和推广价值。

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