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，破坏结晶区。

）降低粘度η，改善加工性能；玻璃化转变温度下降，弹性模量下降，降低T f，提高聚合物的可塑性。

e.g. 邻苯二甲酸酯类。

高沸点、难挥发；与高分子基质有一定的相容性，但不与其发生化学反应。

2.抗氧氧剂：能够有效抑制聚合物自氧化作用，从而延长其使用寿命的添加剂。

e.g. 酚类。

3.阻燃剂Flame retardant：LOI越小，燃烧所需O2浓度越低，材料越易燃。

吸热效应、覆盖效应、稀释效应、抑制效应（捕捉自由基）。

无机、有机阻燃剂（e.g.磷系中的双酚A双（二苯基磷酸酯）BDP）。

4.抑烟剂：广义上讲，能够减少聚合物燃烧时的发烟量的助剂均可称为抑烟剂。

5.填料及增强剂：降低成本、增强、改善成型加工性，赋予塑料制品特殊的性能。

6.抗静电剂：防止产生静电。

7.着色剂：（1）提高塑料制品的商品价值；（2）改善耐候性、光学性能及各种特殊用途（标志、标识、标牌；废旧塑料回收料（垃圾袋——黑色）；塑料墨镜等）。

✓热塑性塑料和热固性塑料的成型加工工艺。

1.热塑性塑料：挤出、注射、压延、吹塑及模压2.热固性塑料：模压、铸塑及传递模塑第四章弹性体（橡胶）材料作业：名词解释1、再生胶；2、硫化橡胶；3、热塑性弹性体问答题：4、分析氯丁橡胶和天然橡胶在结构和性能上的差异。

●简述橡胶的结构与其性能之间的关系。

结构特征与性能：1.大分子链具有足够的柔性；玻璃化温度比室温低。

柔性越好，弹性越好；2.使用条件下不结晶或结晶度很小。

适当结晶度可以提高橡胶的强度，但结晶度过高，使橡胶的弹性变差。

3.使用条件下无分子间相对滑动，分子适当交联，形成网络结构。

于是，不溶不熔，仅溶胀。

交联度越高，强度越高，但太高则弹性变差。

●高温橡胶的加工工艺有哪些？橡胶加工是指由生胶（即未交联）及其配合剂经过一系列化学与物理加工制成橡胶制品的过程。

硫化是成形品在一定温度、压力下形成网络结构的过程，其结果是使半成品失去塑性，同时获得高弹性和足够强度。

●热塑性弹性体：高温下能反复塑化成型，常温下能显示橡胶弹性的材料硬段为不连续相分散在柔性链段中，存在微相分离结构；具可逆性交联结构。

e.g.氨基甲酸酯链段间形成氢键 物理交联第五章纤维材料✓成纤聚合物的结构特征。

（1）分子结构1.成纤高聚物均为线型高分子2.成纤维高聚物具有适宜的分子量和分布，高者不易加工，低者性能不好。

3.成纤高聚物的分子链间必须有足够的次价力4.成纤高聚物应具有可溶性和熔融性5.成纤高聚物高分子链立体结构具有一定的规整性（2）形态结构①纤维多重原纤结构和表面形态a.多重原纤结构b.表面形态②纤维横截面形状和皮芯结构③纤维中的孔洞✓纤维的加工工艺以及后处理的目的和后加工过程。

1.将成纤聚合物的熔体或浓溶液，用纺丝泵(或称计量泵)连续、定量而均匀地从喷丝头(或喷丝板)的毛细孔挤出，而成为液态细流，再在空气、水或特定的凝固浴中固化成为初生纤维的过程称作“纤维成型”，或称“纺丝”。

工业上常用的纺丝方法主要有两大类：熔体纺丝法和溶液纺丝法。

在溶液纺丝法中，根据凝固方式的不同，又分为湿法纺丝和干法纺丝。

化学纤维生产中绝大部分采用上述三种纺丝方法。

此外，还有一些特殊的纺丝方法，如乳液纺丝、悬浮纺丝、干湿法纺丝、冻胶纺丝、液晶纺丝、相分离纺丝和反应纺丝法等，用这些方法生产的纤维量很少。

2.后处理的目的由上述各种方法得到的纤维，分子链排列不规整，物理力学性能差，不能直接用于织物加工。

为此，必须进行一系列后加工，以改进纤维结构，提高其性能。

后加工过程：⑴短纤维的后处理：集束，牵伸，水洗，上油，干燥，热定性，卷曲，切断，打包等⑵长丝后处理：拉伸，加捻，复捻，热定性，络丝，分级，包装等。

⑶弹力丝的加工-假捻法⑷膨体纱的加工第六章涂料和胶粘剂✓粘合剂的组成有哪些？固化剂（交联）：又称硬化剂。

其作用是使液态的高分子化合物（主体）变成固体，从而使粘接具有一定的机械强度和稳定性。

例如用环氧树脂做主体时，必须使用乙二胺做固化剂，才能使环氧树脂固化，起粘接作用。

增韧剂：它能提高胶粘剂的柔韧性，改善胶结层抗冲击的能力。

稀释剂：用于降低胶粘剂的粘度，便于施工和操作，很多都是如乙醇、丙酮、丁醇、甲苯、二甲苯等常用的溶剂。

填料：可提高胶粘剂的粘接强度、耐热性和尺寸稳定性，并可降低成本。

例如加入玻璃纤维和石棉纤维可提高胶粘剂的耐冲击强度；加入石英粉和瓷粉可提高硬度和抗压性；加入石墨粉可提高抗磨性；加入氧化铝和钛白粉，可提高粘接力。

✓要达到良好的胶接，须具备的条件。

✓胶粘剂要能很好的润湿被粘物的表面：表面扩散→表面微孔→表面空气→点接触→面接触✓粘合剂与被粘物之间需要较强的相互作用力。

✓粘合剂的胶接工艺。

✓涂料的组成及作用。

组成：成膜物质、颜料、溶剂、增塑剂、催干剂、增稠剂、稀释剂等。

作用：涂料主要有三大基本功能：一是保护功能，起着避免外力碰伤、摩擦，防止腐蚀的作用；二是装饰功能，起着使制品表面光亮美观的作用；三是特殊功能，可作为标志使用，如管道、气瓶和交通标志牌等。

第七章功能高分子材料✓功能高分子材料的概念、分类、性能及应用。

功能高分子是指当有外部刺激时，能通过化学或物理的方法做出相应的高分子材料。

1. 力学功能材料1) 强化功能材料，如超高强材料、高结晶材料等；2) 弹性功能材料，如热塑性弹性体等。

2. 化学功能材料1) 分离功能材料，如分离膜、离子交换树脂、高分子络合物等；2) 反应功能材料，如高分子催化剂、高分子试剂；3) 生物功能材料，如固定化酶、生物反应器等。

3. 物理化学功能材料1) 耐高温高分子，高分子液晶等；2) 电学功能材料，如导电性高分子、超导高分子，感电子性高分子等；3) 光学功能材料，如感光高分子、导光性高分子，光敏性高分子等；4) 能量转换功能材料，如压电性高分子、热电性高分子等。

4. 生物化学功能材料1) 人工脏器用材料，如人工肾、人工心肺等；2) 高分子药物，如药物活性高分子、缓释性高分子药物、高分子农药等；3) 生物分解材料，如可降解性高分子材料等。

国内一般采用按其性质、功能或实际用途划分特种和功能高分子材料的划分普遍采用的方法，具体可划分为8种类型。

1. 反应性高分子材料，包括高分子试剂、高分子催化剂和高分子染料，特别是高分子固相合成试剂和固定化酶试剂等。

2. 光敏型高分子，包括各种光稳定剂、光刻胶，感光材料、非线性光学材料、光导材料和光致变色材料等。

3. 电性能高分子材料，包括导电聚合物、能量转换型聚合物、电致发光和电致变色材料以及其他电敏感性材料等。

4. 高分子分离材料，包括各种分离膜、缓释膜和其他半透性膜材料、离子交换树脂、高分子螯合剂、高分子絮凝剂等。

5. 高分子吸附材料，包括高分子吸附性树脂、高吸水性高分子、高吸油性高分子等。

6. 高分子智能材料，包括高分子记忆材料、信息存储材料和光、磁、pH、压力感应材料等。

7. 医药用高分子材料，包括医用高分子材料、药用高分子材料和医药用辅助材料等。

8. 高性能工程材料，如高分子液晶材料，耐高温高分子材料、高强高模量高分子材料、阻燃性高分子材料和功能纤维材料、生物降解高分子等。

✓ 简单阐述感光性高分子的结构特点。

感光性高分子的结构特点：感光基团直接连接在高分于主链上，在光作用下激发成活性基团，能进一步形成交联结构。

✓ 对医用高分子材料有何要求，种类、特点。

体外使用：化学稳定性毒、副作用生物相容性✓ 离子交换树脂的类型及结构特点。

离子交换树脂的结构：离子交换树脂是一类带有可离子化基团的三维网状高分子材料，其外形一般为颗粒状，不溶于水和一般的酸、碱，也不溶于普通的有机溶剂，如乙醇、丙酮和烃类溶剂。

常见的离子交换树脂的粒径为0.3～1.2nm 。

一些特殊用途的离子交换树脂的粒径可能大于或小于这一范围。

吸附树脂的结构：吸附树脂的外观一般为直径为0.3～1.0 mm 的小圆球，表面光滑，根据品种和性能的不同可为乳白色、浅黄色或深褐色。

吸附树脂的颗粒的大小对性能影响很大。

粒径越小、越均匀，树脂的吸附性能越好。

但是粒径太小，使用时对流体的阻力太大，过滤困难，并且容易流失。

粒径均一的吸附树脂在生产中尚难以做到，故目前吸附树脂一般具有较宽的粒径分布。

离子交换树脂的分类：（1） 按交换基团的性质分类可将离子交换树脂分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂两大类。

（2） 按树脂的物理结构分类，可将离子交换树脂分为凝胶型、大孔型和载体型三类。

吸附树脂的分类：（1）非极性吸附树脂：指树脂中电荷分布均匀，在分子水平上不存在正负电荷相对集中的极性基团的树脂。

代表性产品为由苯乙烯和二乙烯苯聚合而成的吸附树脂。

（2）中极性吸附树脂：这类树脂的分子结构中存在酯基等极性基团，树脂具有一定的极性。