功能高分子材料的特点2
功能高分子材料的特点：具有一定的力学性能，还具有某些特定功能的高分子材料。
材料的一次功能：当向材料输入的能量和信息与从材料输出的能量和信息属于同一形式时，即材料仅起能量和信息传递作用时，材料的这种功能成为一次功能。
材料的二次功能：当向材料输入和输出的能量不同形式时，材料起能量转换作用，这种功能称为二次功能。有人把只具有二次功能的材料称为功能材料。
功能高分子材料按功能性的分类：磁，热，声，机械，生物，化学，光，电
功能高分子材料和功能高分子的区别：功能高分子包括功能高分子材料。
官能团和功能高分子材料功能性的关系：1.官能团的性质对高分子的功能起主要作用。2.聚合物与官能团协同作用。3.聚合物骨架起作用。4.官能团起辅助作用。
功能高分子材料的制备：1.通过高分子或小分子的化学反应。2.通过特殊加工。3.通过普通聚合物与功能材料复合。
吸附树脂：是一类多孔性的，适度交联的高分子聚合物。
吸附树脂的成孔：1。惰性溶剂制孔。2.线性高分子制孔。3.后交联成孔。
吸附选择性：1.水溶性不大的有机化合物容易被吸附，且在水中的溶解性越差越容易被吸附。2.吸附树脂难于吸附溶于有机溶剂中的有机物。3.当化合物的极性基团增加时，树脂对其吸附能力也随之增加，如果树脂和化合物之间能发生氢键作用，吸附作用也将加强。4.在同一树脂中，树脂对体积较大的化合物的吸附作用较强。
最早的离子交换功能树脂：甲醛与苯酚和甲醛与芳香胺的缩聚产物。
树脂的物理结构分类：凝胶型，大孔型和载体型离子交换树脂。
交联聚苯乙烯球粒的制备：制备交联聚苯乙烯球粒所用的单体为苯乙烯和二乙烯苯，在热引发剂的作用下将他们在水箱中进行悬浮聚合，得到珠状苯乙烯-二乙烯苯共聚物。
树脂的外形为球形的颗粒，颗粒的大小将会影响到它的使用性能。因此树脂颗粒的直径是其重要的性能指标。。
均一系数：表示粒径均一程度的参数，其数值越小，表示颗粒大小越均匀。
树脂的含水量：水的存在一方面是树脂的离子化集团和要交换的化合物分子离子化，以便进行交换;另一方面是树脂溶胀，产生内部的凝胶孔，以利于离子能以适当的速度在其中扩散。但如果含水量太大，则会降低离子交换树脂的机械强度和体积交换容量。离子交换树脂的含水量一般为：30%~80%，随树脂的种类和用途而变。
树脂的交换容量：离子交换树脂的交换容量是指单位质量或单位体积数值在一定条件下表现出的可进行离子交换的例子集团的量。
离子交换树脂对价数较高的例子的选择性较大。离子交换树脂的性能劣化：当离子交换树脂使用一段时间后，会发生处理液的纯度下降与收得量下降等现象，这是由于离子交换树脂的性能下降造成的。其原因可能有离子交换机的化学分解，有机物及腐蚀生成物等不纯物的污染，离子交换树脂的物理破碎。
离子交换树脂在重金属的提取，水处理，化学反应的催化方面均有重要的应用。
高吸水性树脂分类（原料）：天然淀粉类，纤维类衍生物，合成树脂。
合成树脂：聚丙稀酸盐系，聚乙烯醇系，聚氧化乙烯系。
什么叫絮凝剂：能吸收污染物以及待吸收物的高分子液剂。
絮凝剂分类:无机高分子絮凝剂，微生物絮凝剂，有机高分子絮凝剂。
絮凝剂的作用方式：1。带电的絮凝剂可以与带相反电荷的微粒作用使电荷中和，降低微粒的双电层厚度，促进微粒间的相互碰撞。2.一个分散微粒可以同时吸附两个以上的高分子连，在高分子链间起吸附架桥的作用，由于高分子链包覆使微粒变大而加速沉降。3.一个高分子链也可以同时吸附两个以上的微粒，高分子可以在多处与微粒结合一同下降。
影响有机高分子絮凝剂絮凝效果的因素：1.分子链结构的影响。2.悬浮体系的性质。3.使用方法的影响。
高分子分离膜的分类：分离膜分离时所选择的球粒的大小,还可分为微滤膜，超滤膜，纳滤膜，反渗透膜。
结构的分类：对称膜和不对称膜，每种膜又可由
均质膜和多孔膜或两者共同组成。
不对称膜：结合了致密膜和高选择性和多孔膜的
高渗透速率的优点。
膜的材料性能：在膜分离技术上的实现，还必须
以合理的膜组件作为载体。
分离膜的指标：选择性和透过性。分离作用主要
依靠过筛作用和溶解扩散作用两种。
多孔膜的分离机理：主要是筛分原理。
致密膜的传质和分离机理是溶解-扩散激励，即
在膜上有的溶质分子或气体分子溶解于高分子
膜界面，按扩散定律通过膜层，在下游界面脱溶。
提高透过量：增加表面积，增加膜的渗透系数和
减小膜的厚度的方法来提高膜的透过量。
高分子分离膜的材料：纤维素衍生物，聚砜类，
聚酰胺类及聚酰亚胺类，聚酯类，聚烯烃类，乙
烯基类高聚物，有机硅聚合物，含氟聚合物，甲
壳素类，高分子合金膜，液晶复合高分子膜。
高分子分离膜的制备：烧结法，拉伸法，径迹蚀
刻法，相转化法。
压力驱动膜过程:微滤，超滤，纳滤，反渗透。
浓度差驱动的膜分类：1.气体分离膜。2.渗透蒸
发膜。
材料的导电性能：材料在电场作用下能产生电流
是由于介质中存在能自由迁移的带电质点，这种
带点质点被称为载流子。
高分子材料的到点特点：导电高分子材料具有质
量轻，易成型，电阻率可调节，克通过分子设计
合成出具有不同特性的导电性等特点。
离子电导和电子电导区分：电导率的压力依赖性
来区分。
导电高分子材料分类：按照材料的结构与组成，
可分为结构性和复合型
结构性导电高分子材料主要有：1.π共轭系高分
子。2.电荷转移型高分子络合物。
复合型导电高分子材料得导电机理：随着填料浓
度增加，填料颗粒接触机会增多，电导率逐步上
升。当填料浓度达到某一临界值时，体系内的填
料颗粒相互接触形成无线电网。这个无线电网就
像金属网贯穿于高聚物中，形成导电通道，电导
率急剧上升，使聚合物成为导体。
金属填充型导电高分子材料的导电性的影响因
素：1.金属性质。2.金属含量。3.金属颗粒形状
与大小。4.外磁场。5.聚合物与金属颗粒的相容
性。
含碳黑聚合物导电性的影响因素：1.电场强度对
导电性的影响.2.温度对导电性的影响。3.加工方
法对导电性的影响。
结构型导电高分子材料：纯粹的结构型导电高分
子材料至今只有-聚氮化硫-（SN）X 一类。
按高分子材料的结构特征和导电机理分类：共轭
体系聚合物，高分子电解质，电荷转移络合物和
金属有机螯合物。
具有结构性共轭体系必须具备以下条件：1.分子
轨道能够强烈离域。2.分子轨道能够够互相重
叠。
共轭高聚物的导电机理：在电子导电聚合物的导
电过程中，载流子是聚合物中的自由电子或空
穴，导电过程需要载流子在电场作用下能够在聚
合物内作定向迁移形成电流。
有机聚合物成为导体的必要条件：应有能使其内
部某些电子或空穴具有跨建离域移动能力的大
共轭结构。
导电性：随着共轭高分子链的延长，π电子数增
多，高聚物的导电性能提高。
受阻共轭：共轭分子轨道上存在缺陷。
掺杂的方法：化学掺杂和物理掺杂
影响掺杂共轭高聚物导电性能的因素：1，掺杂
剂的用量及种类。2.温度的影响。聚合物电导率
与分子中共轭链长度之间的关系。
离子导电高聚物：作为固体的，必须对离子化合
物具有溶剂化作用。
材料的压电效应及表征：是不对称晶体再外加机
械力的作用下能发生极化，从而产生电压；反之，
变种晶体在高电场作用下也能产生机械的现象。
超导态特征：电阻为零；超导体内部的磁场为零；
超导电只有在临界温度以下才会出现；超导现象
存在临界磁场，磁场强度超越临界值，则超导现
象消失。
光化学第二定律：一个分子只有在吸收了一个光
量子之后，才能发生光化学反应。
光引发剂和光敏剂的异同：二者均能促进光化学
反应的进行。不同在于-光引发剂吸收光能侯跃
迁到激发态，当激发态能量高于键断裂所需的能
量时，光敏剂吸收光能后跃迁到激发态，然后发
生分子内或分子间能量转移，将能量传递给另一
个分子。光敏剂回到基态。光敏剂的作用类似于
化学反应的催化剂。
光敏剂的作用机理：能量转移激励，夺氢机理和
生成电荷转移复合物机理。
光敏涂料体系的构成：主要由光敏预聚物，光引
发剂和光敏剂，活性稀释剂以及其他添加剂等构
成。
活性稀释剂：1.单丙烯酸脂类，2。双。3.三。4.
四。
增塑性稀释剂用途：改善涂层的韧性及流动性。
光致抗蚀剂和光刻胶：在化学腐蚀阶段对氧化层
起保护作用，这一方法称为光刻工艺。具有这种
性能的感光高分子材料为题。
聚合物抗老化的基本措施和基本原理：1.对有害
光线进行屏蔽，吸收或者将光能转化成无害形
式，防治自由基的产生；2.切断光老化链式反应
的进行路线，使其对聚合物主链不产生破坏力。
高分子光稳定剂的种类：1.光屏蔽剂。2.激发态
猝灭剂。3.抗氧剂。4.聚合物型光稳定剂。
光致变色原理：1.化学过程：变色现象大多与聚
合物吸收光后的结构变化有关系。2。物理过程:
通常是有机物质吸收光而激发生成分子激发态，
主要是形成激发三线态。而某处处于激发三线态
的物质允许进行三线态。-三线态的跃迁，此时
伴随有特征的吸收光谱变化而导致光致变色。
光导电性特性一般用电导率表示。
光导电性：材料在无光照的情况下呈现电解质的
绝缘性质。电阻率非常高，而在受到一定波长的
光照射后，电阻率下降，呈现到导体或半导体性
质的现象。
载体判断：测定材料光照射面试加正电压，如果
电流增加，可以认为空穴是主要载流子；反之，
则电子是主要载流子。
光导电机理：材料内部原本处在束缚状态下的电
子，因为受到特定波长的照射后产生载流子。同
时吸收了光相对应的能量后，表现出导电能力。
形成载流子过程：第一步时光活性高分子中的基
态电子吸收光能后至激发态，即价带中的电子进
入导带。第二步再外加电场的作用下，电子-空
穴对发生解离，产生自由电子或空穴成为载流
子。
提高光导电体性能：1.在光照条件下，光激发效
率越高，激发态分子越多。2.降低辐射合肥辐射
耗散速率。3.加大电场强度。
静电复印过程：充电-光照呈像-静电显影-图像转
移，定影，加热。
静电复印：在复印过程中光导体在光的控制下收
集和释放电荷，通过静电作用吸附带相反电荷的
油墨。
生物相容性概念：是生物医用材料与人体之间相
互作用产生各种复杂的生物，物理，化学反应的
一种概念。
聚氨酯：一类物理性质变化范围广的高分子材
料。
液晶:处于液态和晶态之间的中间态称为液晶
态，处于液晶态的物质称为液晶。
液晶分类：1.向列型液晶。2.近晶型液晶态。3.
胆淄型液晶。
主链高分子液晶特点：1.主链液晶高分子具有高
强度，高模量，自增强性能。2.具有突出的耐热
性，优异的耐冷热交变性能。3.具有优良的耐腐
蚀性。4.阻燃性能好。5.优异的电性能。6.优良
的成型加工性能。7.线膨胀系数极小。8.具有优
异的耐辐射性能和对微波的良好透明性。
形成液晶的分子的条件：1.分子具有不对称的几
何形状。2.分子应含有苯环，杂环，多重键等刚
性结构。3.分子间要有适当大小的作用力。
溶致液晶：当溶解在溶液中的液晶分子的浓度达
到一定值时，分子在溶液中能够按一定有序排
列，呈现部分晶体性质。当溶解的是高分子液晶
时，称为容致型高分子液晶。
纳米材料：在三维空间上至少有一位处于纳米尺
度范围的物质。
纳米效应的表现：1.小尺寸效应。2.表面效应。
3.宏观量子隧道效应。
纳米复合材料特点：1，具有同步的增韧增强效
果。2.加入少量的纳米粒子可以大幅度提高材料
的强度和模量。3.利用纳米复合材料可以开发新
的功能性的材料。
纳米复合材料的制备：共混法，溶胶-凝胶法，
抽层法
。
高分子材料论文
高分子材料与成形 14商贸2班梅文祥10号 摘要： 高分子，即高分子化合物，是由千百万个原子彼此以共价起来的大分子，因此又称为高聚物或聚合物。髙分子的特点是分子量大，高达104～106，并且分子量具有多分散性，其相对分子质量一般都在几万到几百万。通常把相对分子质量在一万以上的分子称为高子。高分子是用相对分子质量、聚合度（重复的结构单元数）或分子链的长度来描述的。高分子材料的性能不仅与聚合物的化学性质有关，而且还与诸如结晶的程度和分布，高分子链长的分布，添加剂（如填料，增强剂和增塑剂等）的性质和用量等许多因素有关。 关键词：塑料、纤维、增塑剂、聚合物 前言：高分子，即高分子化合物，是由千百万个原子彼此以共价起来的大分子，因此又称为高聚物或聚合物。髙分子的特点是分子量大，高达104～106，并且分子量具有多分散性，其相对分子质量一般都在几万到几百万。通常把相对分子质量在一万以上的分子称为高分子。高分子是用相对分子质量、聚合度（重复的结构单元数）或分子链的长度来描述的。高分子材料的性能不仅与聚合物的化学性质有关，而且还与诸如结晶的程度和分布，高分子链长的分布，添加剂（如填料，增强剂和增塑剂等）的性质和用量等许多因素有关。 高分子材料的分类有：塑料、橡胶、纤维等；
高分子材料的添加剂有：增塑剂、防老剂、填充剂、阻燃剂等。 正文： 1-1 高分子材料的分类 一、塑料 塑料分为热塑性和热固性塑料。热塑性塑料是指在一定温度围具有可反复加热软化、冷却后硬化定型的塑料。常用的热塑性塑料有聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等。热固性塑料是指经加热（或不加热）就变成永久的固定形状，一旦成形，就不可能再熔融成形的塑料。常用的热固性塑料有酚醛塑料、脲醛塑料等。塑料按使用情况又分为通用塑料、工程塑料及特种塑料。通用塑料价格便宜、产量大、成型性好，广泛用于日用品、包装、农业等领域，如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛和脲醛塑料。工程塑料指能承受一定的外力作用，具有较高的强度和刚度并具有较好的尺寸稳定性，如聚甲醛、聚砜、聚碳酸酯、聚酰胺、ABS等。特种塑料具有如耐热、自润滑等特异性能，可用于特殊要求如氟塑料、有机硅塑料、聚酰亚胺等。 二、橡胶 橡胶具有高的弹性、电绝缘性和缓冲减振性。橡胶可分为天然橡胶和合成橡胶。天然橡胶的弹性好、强度高、耐屈挠性好、绝缘性好。这些性能都是合成橡胶所不及。因此，天然橡胶至今仍是最重要的一种橡胶。天然橡胶的加工性、粘合性、混合性良好。合成橡胶的种类很多，按其性能和用途可分为通用合成橡胶和特种合成橡胶。通用合成橡胶一般用以代替天然橡胶来制造轮胎及其它常用橡胶制品，如丁
1高分子材料拉伸强度测定
实验1 高分子材料拉伸强度测定 一、实验目的 1、测定聚丙烯材料的屈服强度、断裂强度和断裂伸长，并画应力—应变曲线； 2、观察结晶性高聚物的拉伸特征； 3、掌握高聚物的静载拉伸实验方法。 二、实验原理 1、应力—应变曲线 本实验是在规定的实验温度、湿度及不同的拉伸速度下，在试样上沿轴向方向施加静态拉伸负荷，以测定塑料的力学性能。 拉伸实验是最常见的一种力学实验，由实验测定的应力—应变曲线，可以得出评价材料性能的屈服强度，断裂强度和断裂伸长率等表征参数，不同的高聚物，不同的测定条件，测得的应力—应变曲线是不同的。 结晶性高聚物的应力—应变曲线分三个区域，如图1所示。 （1）OA段曲线的起始部分，近似直线，属普弹性变形，是由于分子的键长、键角以及原子间的距离改变所引起的，其形变是可逆的，应力与应变之间服从胡克定律。即： σ=?ε 式中σ——应力，MPa； ε——应变，%； Ε——弹性模量，MP 。 A为屈服点，所对应力屈服应力或屈服强度。 （2）BC段到达屈服点后，试样突然在某处出现一个或几个“细颈”现象，出现细颈现象的本质是分子在该自发生取向的结晶，该处强度增大，拉伸时细颈不会变细拉断，而是向两端扩展，直至整个试样完全变细为止，此阶段应力几乎一变，而变形增加很大。 （3）CD段被均匀拉细后的试样，再长变细即分子进一步取向，应力随应变的增大而
增大，直到断裂点D，试样被拉断，D点的应力称为强度极限，即抗拉强度或断裂强度σ，是材料重要的质量指标，其计算公式为： σ=P/（b×d） (MPa) 式中P——最大破坏载荷，N； b——试样宽度，mm； d——试样厚度，mm； 断裂伸长率ε是试样断裂时的相对伸长率，ε按下式计算： ε=（F-G）/G×100% 式中 G——试样标线间的距离，mm； F——试样断裂时标线间的距离，mm。 三、实验设备、用具及试样 1、电子式万能材料试验机WDT-20KN。 2、游标卡尺一把 3、聚丙烯（PP）标准试样6条，拉伸样条的形状（双铲型）如图2所示。 L——总长度（最小），150mm； b——试样中间平行部分宽度，10±0.2mm； C——夹具间距离，115mm； d——试样厚度，2~10mm； G——试样标线间的距离，50±0.5mm； h——试样端部宽度，20±0.2mm； R——半径，60mm。 四、实验步骤 准备两组试样，每组三个样条，且用一种速度，A组25mm/min，B组5mm/min。 1、熟悉万能试验机的结构，操作规程和注意事项。 2、用游标卡尺量样条中部左、中、右三点的宽度和厚度，精确到0.02mm，取平均值。 3、实验参数设定 接通电源，启动试验机按钮，启动计算机； 双击桌面上“MCGS环境”进入系统主界面；分别点击“试验编号”、“试样设定”、“试样参数”、“测试项目”等按扭，设定参数。 设定试验编号；注意试验编号不能重复使用；
高分子材料加工工艺考试题库
《高分子材料加工工艺学》复习提要 一、填空题 1. 现代材料科学的范围定义为研究材料性质、结构和组成、合成和加工、材料的性能这四个要素以及它们之间的相互关系。 2. 高分子材料按照来源分类，主要分为天然高分子材料和合成高分子材料。 3. 按照材料学观点：高分子材料分为结构高分子材料和功能高分子材料。 4. 长度一般为35～38mm，称为棉型短纤维；长度一般为75～150mm，称为毛型短纤维。 5. 聚酯纤维（涤纶或称的确良），聚酰胺纤维（锦纶）、聚丙烯纤维（丙纶）、聚丙烯腈纤维（腈纶）。 6. 高分子材料加工过程一般包括四个阶段：1）原材料准备；（2）使原材料产生变形或流动，并成为所需的形状；（3）材料或制品的固化；（4）后加工和处理。 7. 溶液纺丝根据纺丝时所使用的凝固介质不同，可分为湿法和干法两种。 8. 切片中的水分为两部分：一是粘附在切片表面的非结合水，另一是与高分子链上以氢键结合的结合水。 9. 切片的含水率均随干燥时间延长而逐步降低。在干燥前期为恒速干燥阶段，这时除去的主要是切片中的非结合水；干燥后期为降速干燥阶段，主要去除结合水。 10. 转鼓干燥机主要由有转鼓部分、抽真空系统和加热系统三部分组成。 11. 组合式干燥设备主要包括预结晶器、充填干燥器及热风循环系统三部分组成。 12. 喷丝孔的几何形状是直接影响熔体的流动特性，其通常由导孔和毛细孔构成。 13. 丝条冷却吹风形式有两种：侧吹风和环形吹风，而针对短纤维主要采用环形吹风。 14. 聚酯短纤维的后加工工艺，主要包括集束、拉伸、卷曲、热定形及切断打包。 15. 纤维的拉伸倍数应根据卷绕丝的应力－应变曲线确定，选择在自然拉伸倍数和最大拉伸倍数之间。 16.长纤的后加工工艺主要为拉伸加捻工艺、假捻变形工艺及空气变形工艺。 17. 长纤的拉伸加捻后加工工艺，其在喂入辊和第一导丝盘间进行一段拉伸，在
高分子材料常见知识简答
简单题： 1.超高分子量聚乙烯的性能特点，加工特点？ 答：超高分子量聚乙烯为线型结构，其具有极佳的耐磨性，突出额高模量，高韧性，优良的自润滑性以及耐环境应力开裂性，摩擦系数低，同时还具有优异的化学稳定性和抗疲劳性。由于其相对分子质量极高，因而它的熔体粘度就极大，熔体流动性能非常差，几乎不流动，所以其不宜采用注射成型，宜采用粉末压制烧结。其与中相对分子质量聚乙烯、低相对分子质量聚乙烯、液晶材料或助剂共混后，具有了流动性。 2.硅烷交联两步法（水解、接枝） 两步法的原理是首先将乙烯基硅烷在熔融状态下接枝到聚乙烯分子上，在接枝过程中通常采用有机过氧化物作为引发剂。过氧化物受热分解产生的自由基能夺取聚乙烯分子链上的氢原子，所产生的聚乙烯大分子链自由基就能与硅烷分子中的双键发生接枝反应。接枝后的硅烷可通过热水或水蒸气水解而交联成网状的结构。 3.论述聚丙烯结构与性能特点，加工特性？ 聚丙烯具有优良的抗弯曲疲劳性，强度、刚度、硬度比较高，具有优异的电绝缘性能，主要用于电信电缆的绝缘和电气外壳，具有良好的耐热性，在室温下不溶于任何溶剂，但可在某些溶剂中发生溶胀。耐候性差，易燃烧。 加工性能：
①其吸水率低，因此成型加工前不需要对粒料进行干燥处理。 ②聚丙烯的熔体接近于非牛顿流体，粘度对剪切速率和温度都比较敏感，提高压力或增加温度可以改善其熔体流动性。 ③聚丙烯是结晶类聚合物，所以成型收缩率比较大，且具有较明显的后收缩性。 ④聚丙烯受热时容易氧化降解，在高温下对氧特别敏感，为防止其在加工过程中发生热降解，一般在树脂合成时即加入抗氧剂。 ⑤聚丙烯一次成型性优良，几乎所有的成型加工方法都可适用，其中最常采用的是注射成型和挤出成型。 4.简述聚1-丁烯与其它聚烯烃相比，聚1-丁烯的特点？ 1、具有刚性 2、较高的拉伸强度 3、好的耐热性 4、良好的化学腐蚀性以及抗应力开裂性，在油、洗涤剂和其它溶剂中，不会像高密度聚乙烯等其它聚烯烃一样产生脆化，只有在98%浓硫酸，发烟硝酸，液体溴等强度氧化剂的作用下，才会产生应力开裂。 5、优良的抗蠕变性，反复绕缠而不断，即使在提高温度时，也具有特别好的抗蠕变性 6、具有超高相对质量聚乙烯相媲美的非常好的耐磨性 7、可容纳大量的填料，在90-100℃下可长期使用。 5.论述聚氯乙烯结构与性质的关系？
高分子材料拉伸性能实验
高分子材料拉伸性能实验 1. 实验目的 了解高分子材料的拉伸强度、模量及断裂伸长率的意义和测试方法，通过应力－应变曲线，判断不同高分子材料的性能特征。 2. 实验原理 拉伸强度是用规定的实验温度、湿度和作用力速度，在试样的两端以拉力将试样拉至断裂时所需的负荷力，同时可得到断裂伸长率和拉伸弹性模量。 将试样夹持在专用夹具上，对试样施加静态拉伸负荷，通过压力传感器、形变测量装置以及计算机处理，测绘出试样在拉伸变形过程中的拉伸应力－应变曲线，计算出曲线上的特征点如试样直至断裂为止所承受的最大拉伸应力（拉伸强度）、试样断裂时的拉伸应力（拉伸断裂应力）、在拉伸应力－应变曲线上屈服点处的应力（拉伸屈服应力）和试样断裂时标线间距离的增加量与初始标距之比（断裂伸长率，以百分数表示）。 3. 实验材料 实验原料：GPPS、PP、PC。 （1）拉伸样条：哑铃型样条，测试标准：ASTM D638。样条如下：
4. 实验设备 万能材料实验机及夹具 5. 实验条件 不同的材料由于尺寸效应不同，故应尽量减少缺陷和结构不均匀性对测定结果的影响，按表2选用国家标准规定的拉伸试样类型以及相应的实验速度。 表 2 拉伸试样类型以及相应的实验速度 ①Ⅲ试样仅用来测试拉伸强度 实验速度为以下九种： A: 1mm/min ±50% B: 2mm/min ±20% C: 5mm/min ±20% D: 10mm/min ±20% E: 20mm/min ±10% F: 50mm/min ±10% G: 100mm/min ±10% H: 200mm/min ±10% I: 500mm/min ±10% 6.实验步骤 （1）实验环境：温度23℃，相对湿度50％，气压86～106KPa。 （2）测量试样中间平行部分的宽度和厚度，精确到0.01mm，每个试样测量三点，取算术平均值。
高分子材料加工技术
实训1 海带中海藻酸钠的提取 1.实训目的 1.1巩固常用基本仪器的操作 1.2巩固几种常用溶液的配制 1.3巩固EDTA标准溶液的配制与标定方法 1.4掌握EDTA测定溶液中钙离子的测定 1.5掌握茚三酮溶液与蛋白质颜色反应的原理和方法 1.6掌握从虾壳中提取甲壳素的原理和方法 2.实训原理 甲壳素的提取方法主要有酸碱法、EDTA脱钙法和酸碱交替法等，其中酸碱交替法具有可提高反应温度、反应时间短，无需脱色处理等优点而为本文采用。 原理：盐酸处理溶去其中的碳酸钙；碱煮处理去除与甲壳素共价交联的蛋白质；虾壳中含有的虾红素在碱煮过后，仍有大部分存在，故甲壳素显现红色，须用氧化还原的方法来处理虾红素。 3.实训原料、仪器、药品 3.1实训材料 虾壳、蟹壳 3.2实训仪器 序号名称规格数量备注 1 烧杯100、250 、500 mL 10、5、5个按顺序 2 锥形瓶250mL 6个 3 移液管5、10、25、50mL 各一支
4 容量瓶100、250mL 各3个 5 酸性滴定管25mL 一支 6 数显恒温水浴箱一台 7 电子天平 8 电热恒温烘干箱 9 玻璃棒数支 10 滤纸若干 11 量筒10、50、100mL 各一支 3.3实训药品 序号名称规格数量备注 1 浓盐酸（体积百分数 为35~38%） 2 NaOH 3 30％过氧化氢 4 高锰酸钾 5 亚硫酸氢钠 6 酸性络蓝K K—B指示剂的 7 萘酚绿B 配制 8 EDTA EDTA的配制与 9 ZnO 滴定 10 氨水（1:1） 11 1%的铬黑T（EBT） 12 茚三酮配制1%茚三酮 13 氯化亚锡 溶液
浅析高分子材料性能与组成和结构的关系分析
1.6 浅析高分子材料性能与组成、结构的关系 北京工商大学教授王锡臣 一．概述 1．高分子材料及其分类： 相对分子质量超过10000的化合物称之高分子材料，又称高聚物或聚合物。高分子材料可分天然高分子（如淀粉、纤维素、蚕丝、羊毛等）和合成高分子，通常所说高分子材料指的是后者。 按其应用来分，高分子材料可分为塑料、橡胶、化纤、涂料和粘合剂五大类，有时又将塑料和橡胶合称为橡塑。由于大量新材料的不断出现，上述分类方法并非十分合理。 2．决定高分子材料性能主要因素： （1）化学组成： 高分子材料都是通过单体聚合而成，不同单体，化学组成不同，性质自然也就不一样，如聚乙烯是由乙烯单体聚合而成，聚丙烯是由丙烯单体聚合而成的，聚氯乙烯是由氯乙烯单体聚合而成。由于单体不同，聚合物的性能也就不可能完全相同。 （2）结构： 同样的单体即化学组成完全相同，由于合成工艺不同，生成的聚合物结构即链结构或取代基空间取向不同，性能也不同。如聚乙烯中的HDPE、LDPE和LLDPE，它们的化学组成完全一样，由于分子链结构不同即直链与支链，或支链长短不同，其性能也就不同。 （3）聚集态 高分子材料是由许许多多高分子即相同的或不相同的分子以不同的方式排列或堆砌而成的聚集体称之聚体态。同一种组成和相同链结构的聚合物，由于成型加工条件不同，导致其聚集态结构不同，其性能也大不相同。高分子材料最常见的聚集态是结晶态、非结晶态，又称玻璃态和橡胶态。聚丙烯是典型的结晶态聚合物，加工工艺不同，结晶度会发生变化，结晶度越高，硬度和强度越大，但透明降低。PP双向拉伸膜之所以透明性好，主要原因是由于双向拉伸后降低了结晶度，使聚集态发生了变化的结果。 （4）分子量与分子量分布（相对分子质量与相对分子质量分布）： 对于高分子材料来说，分子量大小将直接影响力学性能，如聚乙烯虽然都是由乙烯单体聚合而成，分子量不同，力学性能不同，分子量越大其硬度和强度也就越好。如PE蜡，分子量一般为500~5000之间，几乎无任何力学性能，只能用作分散剂或润滑剂。而超高分子量聚乙烯，其分子量一般为70~120万，其强度都超过普通的工程塑料。表-1列出LDPE性能与相对分子质量的关系。 性能与数均相对分子质量（）的关系 ×
功能高分子材料的特点2
功能高分子材料的特点：具有一定的力学性能，还具有某些特定功能的高分子材料。 材料的一次功能：当向材料输入的能量和信息与从材料输出的能量和信息属于同一形式时，即材料仅起能量和信息传递作用时，材料的这种功能成为一次功能。 材料的二次功能：当向材料输入和输出的能量不同形式时，材料起能量转换作用，这种功能称为二次功能。有人把只具有二次功能的材料称为功能材料。 功能高分子材料按功能性的分类：磁，热，声，机械，生物，化学，光，电 功能高分子材料和功能高分子的区别：功能高分子包括功能高分子材料。 官能团和功能高分子材料功能性的关系：1.官能团的性质对高分子的功能起主要作用。2.聚合物与官能团协同作用。3.聚合物骨架起作用。4.官能团起辅助作用。 功能高分子材料的制备：1.通过高分子或小分子的化学反应。2.通过特殊加工。3.通过普通聚合物与功能材料复合。 吸附树脂：是一类多孔性的，适度交联的高分子聚合物。 吸附树脂的成孔：1。惰性溶剂制孔。2.线性高分子制孔。3.后交联成孔。 吸附选择性：1.水溶性不大的有机化合物容易被吸附，且在水中的溶解性越差越容易被吸附。2.吸附树脂难于吸附溶于有机溶剂中的有机物。3.当化合物的极性基团增加时，树脂对其吸附能力也随之增加，如果树脂和化合物之间能发生氢键作用，吸附作用也将加强。4.在同一树脂中，树脂对体积较大的化合物的吸附作用较强。 最早的离子交换功能树脂：甲醛与苯酚和甲醛与芳香胺的缩聚产物。 树脂的物理结构分类：凝胶型，大孔型和载体型离子交换树脂。 交联聚苯乙烯球粒的制备：制备交联聚苯乙烯球粒所用的单体为苯乙烯和二乙烯苯，在热引发剂的作用下将他们在水箱中进行悬浮聚合，得到珠状苯乙烯-二乙烯苯共聚物。 树脂的外形为球形的颗粒，颗粒的大小将会影响到它的使用性能。因此树脂颗粒的直径是其重要的性能指标。。 均一系数：表示粒径均一程度的参数，其数值越小，表示颗粒大小越均匀。 树脂的含水量：水的存在一方面是树脂的离子化集团和要交换的化合物分子离子化，以便进行交换;另一方面是树脂溶胀，产生内部的凝胶孔，以利于离子能以适当的速度在其中扩散。但如果含水量太大，则会降低离子交换树脂的机械强度和体积交换容量。离子交换树脂的含水量一般为：30%~80%，随树脂的种类和用途而变。 树脂的交换容量：离子交换树脂的交换容量是指单位质量或单位体积数值在一定条件下表现出的可进行离子交换的例子集团的量。 离子交换树脂对价数较高的例子的选择性较大。离子交换树脂的性能劣化：当离子交换树脂使用一段时间后，会发生处理液的纯度下降与收得量下降等现象，这是由于离子交换树脂的性能下降造成的。其原因可能有离子交换机的化学分解，有机物及腐蚀生成物等不纯物的污染，离子交换树脂的物理破碎。 离子交换树脂在重金属的提取，水处理，化学反应的催化方面均有重要的应用。 高吸水性树脂分类（原料）：天然淀粉类，纤维类衍生物，合成树脂。 合成树脂：聚丙稀酸盐系，聚乙烯醇系，聚氧化乙烯系。 什么叫絮凝剂：能吸收污染物以及待吸收物的高分子液剂。 絮凝剂分类:无机高分子絮凝剂，微生物絮凝剂，有机高分子絮凝剂。 絮凝剂的作用方式：1。带电的絮凝剂可以与带相反电荷的微粒作用使电荷中和，降低微粒的双电层厚度，促进微粒间的相互碰撞。2.一个分散微粒可以同时吸附两个以上的高分子连，在高分子链间起吸附架桥的作用，由于高分子链包覆使微粒变大而加速沉降。3.一个高分子链也可以同时吸附两个以上的微粒，高分子可以在多处与微粒结合一同下降。 影响有机高分子絮凝剂絮凝效果的因素：1.分子链结构的影响。2.悬浮体系的性质。3.使用方法的影响。 高分子分离膜的分类：分离膜分离时所选择的球粒的大小,还可分为微滤膜，超滤膜，纳滤膜，反渗透膜。 结构的分类：对称膜和不对称膜，每种膜又可由 均质膜和多孔膜或两者共同组成。 不对称膜：结合了致密膜和高选择性和多孔膜的 高渗透速率的优点。 膜的材料性能：在膜分离技术上的实现，还必须 以合理的膜组件作为载体。 分离膜的指标：选择性和透过性。分离作用主要 依靠过筛作用和溶解扩散作用两种。 多孔膜的分离机理：主要是筛分原理。 致密膜的传质和分离机理是溶解-扩散激励，即 在膜上有的溶质分子或气体分子溶解于高分子 膜界面，按扩散定律通过膜层，在下游界面脱溶。 提高透过量：增加表面积，增加膜的渗透系数和 减小膜的厚度的方法来提高膜的透过量。 高分子分离膜的材料：纤维素衍生物，聚砜类， 聚酰胺类及聚酰亚胺类，聚酯类，聚烯烃类，乙 烯基类高聚物，有机硅聚合物，含氟聚合物，甲 壳素类，高分子合金膜，液晶复合高分子膜。 高分子分离膜的制备：烧结法，拉伸法，径迹蚀 刻法，相转化法。 压力驱动膜过程:微滤，超滤，纳滤，反渗透。 浓度差驱动的膜分类：1.气体分离膜。2.渗透蒸 发膜。 材料的导电性能：材料在电场作用下能产生电流 是由于介质中存在能自由迁移的带电质点，这种 带点质点被称为载流子。 高分子材料的到点特点：导电高分子材料具有质 量轻，易成型，电阻率可调节，克通过分子设计 合成出具有不同特性的导电性等特点。 离子电导和电子电导区分：电导率的压力依赖性 来区分。 导电高分子材料分类：按照材料的结构与组成， 可分为结构性和复合型 结构性导电高分子材料主要有：1.π共轭系高分 子。2.电荷转移型高分子络合物。 复合型导电高分子材料得导电机理：随着填料浓 度增加，填料颗粒接触机会增多，电导率逐步上 升。当填料浓度达到某一临界值时，体系内的填 料颗粒相互接触形成无线电网。这个无线电网就 像金属网贯穿于高聚物中，形成导电通道，电导 率急剧上升，使聚合物成为导体。 金属填充型导电高分子材料的导电性的影响因 素：1.金属性质。2.金属含量。3.金属颗粒形状 与大小。4.外磁场。5.聚合物与金属颗粒的相容 性。 含碳黑聚合物导电性的影响因素：1.电场强度对 导电性的影响.2.温度对导电性的影响。3.加工方 法对导电性的影响。 结构型导电高分子材料：纯粹的结构型导电高分 子材料至今只有-聚氮化硫-（SN）X 一类。 按高分子材料的结构特征和导电机理分类：共轭 体系聚合物，高分子电解质，电荷转移络合物和 金属有机螯合物。 具有结构性共轭体系必须具备以下条件：1.分子 轨道能够强烈离域。2.分子轨道能够够互相重 叠。 共轭高聚物的导电机理：在电子导电聚合物的导 电过程中，载流子是聚合物中的自由电子或空 穴，导电过程需要载流子在电场作用下能够在聚 合物内作定向迁移形成电流。 有机聚合物成为导体的必要条件：应有能使其内 部某些电子或空穴具有跨建离域移动能力的大 共轭结构。 导电性：随着共轭高分子链的延长，π电子数增 多，高聚物的导电性能提高。 受阻共轭：共轭分子轨道上存在缺陷。 掺杂的方法：化学掺杂和物理掺杂 影响掺杂共轭高聚物导电性能的因素：1，掺杂 剂的用量及种类。2.温度的影响。聚合物电导率 与分子中共轭链长度之间的关系。 离子导电高聚物：作为固体的，必须对离子化合 物具有溶剂化作用。 材料的压电效应及表征：是不对称晶体再外加机 械力的作用下能发生极化，从而产生电压；反之， 变种晶体在高电场作用下也能产生机械的现象。 超导态特征：电阻为零；超导体内部的磁场为零； 超导电只有在临界温度以下才会出现；超导现象 存在临界磁场，磁场强度超越临界值，则超导现 象消失。 光化学第二定律：一个分子只有在吸收了一个光 量子之后，才能发生光化学反应。 光引发剂和光敏剂的异同：二者均能促进光化学 反应的进行。不同在于-光引发剂吸收光能侯跃 迁到激发态，当激发态能量高于键断裂所需的能 量时，光敏剂吸收光能后跃迁到激发态，然后发 生分子内或分子间能量转移，将能量传递给另一 个分子。光敏剂回到基态。光敏剂的作用类似于 化学反应的催化剂。 光敏剂的作用机理：能量转移激励，夺氢机理和 生成电荷转移复合物机理。 光敏涂料体系的构成：主要由光敏预聚物，光引 发剂和光敏剂，活性稀释剂以及其他添加剂等构 成。 活性稀释剂：1.单丙烯酸脂类，2。双。3.三。4. 四。 增塑性稀释剂用途：改善涂层的韧性及流动性。 光致抗蚀剂和光刻胶：在化学腐蚀阶段对氧化层 起保护作用，这一方法称为光刻工艺。具有这种 性能的感光高分子材料为题。 聚合物抗老化的基本措施和基本原理：1.对有害 光线进行屏蔽，吸收或者将光能转化成无害形 式，防治自由基的产生；2.切断光老化链式反应 的进行路线，使其对聚合物主链不产生破坏力。 高分子光稳定剂的种类：1.光屏蔽剂。2.激发态 猝灭剂。3.抗氧剂。4.聚合物型光稳定剂。 光致变色原理：1.化学过程：变色现象大多与聚 合物吸收光后的结构变化有关系。2。物理过程: 通常是有机物质吸收光而激发生成分子激发态， 主要是形成激发三线态。而某处处于激发三线态 的物质允许进行三线态。-三线态的跃迁，此时 伴随有特征的吸收光谱变化而导致光致变色。 光导电性特性一般用电导率表示。 光导电性：材料在无光照的情况下呈现电解质的 绝缘性质。电阻率非常高，而在受到一定波长的 光照射后，电阻率下降，呈现到导体或半导体性 质的现象。 载体判断：测定材料光照射面试加正电压，如果 电流增加，可以认为空穴是主要载流子；反之， 则电子是主要载流子。 光导电机理：材料内部原本处在束缚状态下的电 子，因为受到特定波长的照射后产生载流子。同 时吸收了光相对应的能量后，表现出导电能力。 形成载流子过程：第一步时光活性高分子中的基 态电子吸收光能后至激发态，即价带中的电子进 入导带。第二步再外加电场的作用下，电子-空 穴对发生解离，产生自由电子或空穴成为载流 子。 提高光导电体性能：1.在光照条件下，光激发效 率越高，激发态分子越多。2.降低辐射合肥辐射 耗散速率。3.加大电场强度。 静电复印过程：充电-光照呈像-静电显影-图像转 移，定影，加热。 静电复印：在复印过程中光导体在光的控制下收 集和释放电荷，通过静电作用吸附带相反电荷的 油墨。 生物相容性概念：是生物医用材料与人体之间相 互作用产生各种复杂的生物，物理，化学反应的 一种概念。 聚氨酯：一类物理性质变化范围广的高分子材 料。 液晶:处于液态和晶态之间的中间态称为液晶 态，处于液晶态的物质称为液晶。 液晶分类：1.向列型液晶。2.近晶型液晶态。3. 胆淄型液晶。 主链高分子液晶特点：1.主链液晶高分子具有高 强度，高模量，自增强性能。2.具有突出的耐热 性，优异的耐冷热交变性能。3.具有优良的耐腐 蚀性。4.阻燃性能好。5.优异的电性能。6.优良 的成型加工性能。7.线膨胀系数极小。8.具有优 异的耐辐射性能和对微波的良好透明性。 形成液晶的分子的条件：1.分子具有不对称的几 何形状。2.分子应含有苯环，杂环，多重键等刚 性结构。3.分子间要有适当大小的作用力。 溶致液晶：当溶解在溶液中的液晶分子的浓度达 到一定值时，分子在溶液中能够按一定有序排 列，呈现部分晶体性质。当溶解的是高分子液晶 时，称为容致型高分子液晶。 纳米材料：在三维空间上至少有一位处于纳米尺 度范围的物质。 纳米效应的表现：1.小尺寸效应。2.表面效应。 3.宏观量子隧道效应。 纳米复合材料特点：1，具有同步的增韧增强效 果。2.加入少量的纳米粒子可以大幅度提高材料 的强度和模量。3.利用纳米复合材料可以开发新 的功能性的材料。 纳米复合材料的制备：共混法，溶胶-凝胶法， 抽层法 。
高分子材料的结构特点和性能精选. - 副本
高分子材料是由相对分子质量比一般有机化合物高得多的高分子化合物为主要成分制成的物质。一般有机化合物的相对分子质量只有几十到几百，高分子化合物是通过小分子单体聚合而成的相对分子质量高达上万甚至上百万的聚合物。巨大的分子质量赋予这类有机高分子以崭新的物理、化学性质：可以压延成膜；可以纺制成纤维；可以挤铸或模压成各种形状的构件；可以产生强大的粘结能力；可以产生巨大的弹性形变；并具有质轻、绝缘、高强、耐热、耐腐蚀、自润滑等许多独特的性能。于是人们将它制成塑料、橡胶、纤维、复合材料、胶粘剂、涂料等一系列性能优异、丰富多彩的制品，使其成为当今工农业生产各部门、科学研究各领域、人类衣食住行各个环节不可缺少、无法替代的材料。 高分子材料的性能是其内部结构和分子运动的具体反映。掌握高分子材料的结构与性能的关系，为正确选择、合理使用高分子材料，改善现有高分子材料的性能，合成具有指定性能的高分子材料提供可靠 的依据。 高分子材料的高分子链通常是由103~105个结构单元组成，高分子链结构和许许多多高分子链聚在一起的聚集态结构形成了高分子材料的特殊结构。因而高分子材料除具有低分子化合物所具有的结构特征(如同分异构体、几何结构、旋转异构)外，还具有许多特殊的结构特点。高分子结构通常分为链结构和聚集态结构两个部分。链结构是指单个高分子化合物分子的结构和形态，所以链结构又可分为近程和远程结构。近程结构属于化学结构，也称一级结构，包括链中原子的种类和排列、取代基和端基的种类、结构单元的排列顺序、支链类型和长度等。远程结构是指分子的尺寸、形态，链的柔顺性以及分子在环境中的构象，也称二级结构。聚集态结构是指高聚物材料整体的内部结构，包括晶体结构、非晶态结构、取向态结构、液晶态结构等有关高聚物材料中分子的堆积情况，统称为三级结构。 1. 近程结构 (1) 高分子链的组成 高分子是链状结构，高分子链是由单体通过加聚或缩聚反应连接而成的链状分子。高分子链的组成是指构成大分子链的化学成分、结构单元的排列顺序、分子链的几何形状、高聚物分子质量及其分布。 高分子链的化学成份及端基的化学性质对聚合物的性质都有影响。通常主要是指有机高分子化合物，它是由碳-碳主链或由碳与氧、氮或硫等元素形成主链的高聚物，即均链高聚物或杂链高聚物。 高密度聚乙烯(HDPE)结构为－[CH2CH2]n－，是高分子中分子结构最为简单的一种，它的单体是乙烯，重复单元即结构单元为CH2CH2 ，称为链节，n为链节数，亦为聚合度。聚合物为链节相同，集合度不同的混合物，这种现象叫做聚合物分子量的多分散性。 聚合物中高分子链以何种方式相连接对聚合物的性能有比较明显的影响。对于结构完全对称的单体(如乙烯、四氟乙烯)，只有一种连接方式，然而对于CH2=CHX或CH2=CHX2类单体，由于其结构不对称，形成高分子链时可能有三种不同键接方式：头-头连接，尾-尾连接，头-尾连接。如下所示： 头-头(尾-尾)连接为： 头-尾连接为： 这种由于结构单元之间连接方式的不同而产生的异构体称为顺序异构体。一般情况下，自由基或离子型聚合的产物中，以头-尾连接为主。用来作为纤维的高聚物，一般要求分子链中单体单元排列规整，使 聚合物结晶性能较好，强度高，便于抽丝和拉伸。 (2) 高分子链的形态 如果在缩聚过程中有三个或三个以上的官能度的单体存在，或是在加聚过程中有自由基的链转移反应发生，
高分子材料力学性能
高分子材料的力学性能及表征方法 用途 聚合物的力学性能是高分子聚合物在作为高分子材料使用时所要考虑的最主要性能。它牵涉到高分子新材料的材料设计，产品设计以及高分子新材料的使用条件。因此了解聚合物的力学性能数据，是我们掌握高分子材料的必要前提。聚合物力学性能数据主要是模量（E），强度（σ），极限形变（ε）及疲劳性能（包括疲劳极限和疲劳寿命）。由于高分子材料在应用中的受力方式不同，聚合物的力学性能表征又按不同受力方式定出了拉伸（张力）、压缩、弯曲、剪切、冲击、硬度、摩擦损耗等不同受力方式下的表征方法及相应的各种模量、强度、形变等可以代表聚合物受力不同的各种数据。由于高分子材料类型的不同，实际应用及受力情况有很大的差变，因此对不同类型的高分子材料，又有各自的特殊表征方法、例纤维、橡胶的力学性能表征。 表征方法及原理 （1）拉伸性能的表征 用万能材料试验机，换上拉伸实验的样品夹具，在恒定的温度、湿度和拉伸速度下，对按一定标准制备的聚合物试样进行拉伸，直至试样被拉断。仪器可自动记录被测样品在不同拉伸时间样品的形变值和对应此形变值样品所受到的拉力（张力）值，同时自动画出应力－应变曲线。根据应力-应变曲线，我们可找出样品的屈服点及相应的屈服应力值，断裂点及相应的断裂应力值，样品的断裂伸长值。将屈服应力，断裂应力分别除以样品断裂处在初制样时样品截面积，即可分别求出该聚合物的屈服强度σ屈和拉伸强度（抗张强度）σ拉值。样品断裂伸长值除以样品原长度，即是聚合物的断裂伸长率ε。应力－应变曲线中，对应小形变的曲线中（即曲线中直线部分）的斜率，即是聚合物的拉伸模量（也称抗张模量）E值。聚合物试样拉伸断裂时，试样断面单维尺寸（厚或宽的尺寸）的变化值除以试样的断裂伸长率ε值，即为聚合物样品的“泊松比”（μ）的数值。 （2）压缩性能、弯曲性能、剪切性的表征。 用万能材料试验机，分别用压缩试验，弯曲试验，剪切试验的样品夹具，在恒定的温度、湿度及应变速度下进行不同方式的力学试验。并根据不同的计算公式，求出聚合物的压缩模量、压缩强度、弯曲模量、弯曲强度、剪切模量、剪切强度等数据。 （3）冲击性能的表征。
高分子材料结构特点及形成原因
高分子材料的结构特点及形成原因 刘海翔 103511072 摘要：简单综述了高分子材料的结构特点，包括高分子链结构、晶体结构和微区结构等，同时简要阐述这些结构特点是如何形成的。 关键字：高分子材料；结构特点 高分子材料也称为聚合物材料，它是以聚合物为基体组分的材料，除基本组分聚合物之外，为获得具有各种实用性能或改善其成型加工性能，一般还有各种添加剂。高分子材料之所以成为聚合物材料是由于高分子材料一般是由大量小分子化合物在一定条件下发生聚合反应，当聚合分子量达到一定值时，聚合物的性质显著改变，从而具备单独小分子化合物不可能具有的特殊性质。因此，高分子材料目前已被广泛应用于各个领域。 影响物质性能的因素有很多，其中最重要的是化学组成和结构特点。很显然，由不同的小分子聚合而成的聚合物具有不同的结构和性质。对高分子材料而言，决定其性质的主要是其结构特点，原因是高分子材料由无数小分子通过一定的形式结合在一起的过程中有多种结合方式，而不同的结合方式势必会影响到材料的性质。大多数高分子材料均具有以下结构特点：高分子材料的链结构，高分子链通常由103到105个结构单元构成；由于高分子链聚集形态的不同导致高分子材料不同的晶体结构；由于各种添加剂的加入，会使得高分子材料的局部结构发生改变，类似于普通晶体的掺杂特性。 高分子的链结构 高分子链结构是指单个高分子化合物分子的结构，链结构主要包括高分子链的组成与结构和高分子链的分子量与构象。高分子链的组成是由聚合单体决定的，通常对某一种高分子材料而言，单体的组成并不是研究的主要对象。即使高分子链具有相同的组成，材料的性能也可能不同，这可能与高分子链的形态有关。图１展示了常见的分子链形态。
(完整版)高分子材料的拉伸性能
《高分子材料的拉伸性能测试》实验指导书 一、实验目的 1、测试热塑性塑料拉伸性能。 2、掌握高分子材料的应力—应变曲线的绘制。 4、了解塑料抗张强度的实验操作。 二、实验原理 拉伸试验是材料最基本的一种力学性能试验方法，可以得到材料的各种拉伸性能，包括拉伸强度、弹性模量、泊松比、伸长率、应力-应变曲线等。拉伸试验是指在规定的温度、湿度和试验速度下，在试样上沿纵轴方向施加拉伸载荷使其破坏，此时材料的性能指标如下： 1.拉伸强度为： (1) 式中σ--拉伸强度，MPa; P---破坏载荷（或最大载荷)，N; b---试样宽度，cm; h---试样厚度，cm. 2.拉伸破坏(或最大载荷处)的伸长率为： (2) 式中ε---试样拉伸破坏(或最大载荷处)伸长率，%; ΔL0-破坏时标距内伸长量，cm; L0---测量的标距，cm, 3.拉伸弹性模量为： (3) 式中E t---拉伸弹性模量，MPa； ΔP—荷载-变形曲线上初始直线段部分载荷量，N； ΔL0—与载荷增量对应的标距内变形量，cm。 4.拉伸应力-应变曲线 如果材料是理想弹性体，抗张应力与抗张应变之间的关系服从胡克定律，即：σ = Eε 式中: E－杨氏模量或拉伸模量；σ－应力；ε－应变
聚合物材料由干本身长链分子的大分子结构持点，使其具有多重的运动单元，因此不是理想的弹性体，在外力作用下的力学行为是一个松弛过程，具有明显的粘弹性质。拉伸试验时因试验条件的不同，其拉伸行为有很大差别。起始时，应力增加，应变也增加，在A点之前应力与应变成正比关系，符合胡克定律，呈理想弹性体。A点叫做比例极限点。超过A点后的一段，应力增大，应变仍增加，但二者不再成正比关系，比值逐渐减小；当达到Y点时，其比值为零。Y点叫做屈服点。此时弹性模最近似为零，这是一个重要的材料持征点。对塑料来说，它是使用的极限。如果再继续拉伸，应力保持不变甚至还会下降，而应变可以在一个相当大的范围内增加，直至断裂。断裂点的应力可能比屈服点应力小，也可能比它大。断裂点的应力和应变叫做断裂强度和断裂伸长率。 高分子材料是多种多样的，它们的应力—应变曲线也是多样的并且受外界条件的极大影响。 材料的应力—应变曲线下的面积，表示其反抗外力时所做的功，因此根据应力－应变曲线的形状就可以大致判断出该材料的强度和韧性。
高分子材料加工工艺复习题及答案
高分子材料加工工艺复习题及答案 一、选择 1.由图形-非牛顿流体的应力-应变关系，可得出结论是（ABC ） A.剪应力和剪切速率间通常不呈比例关系； B.剪切粘度对剪切作用有依赖性； C.非牛顿性是粘性和弹性行为的综合； D.流动过程中只包含着不可逆形变 2.硫化时间以过氧化物耗尽为止来决定，一般可取预订温度下半衰期的（B）倍的时间。 A1-4 B.5-10 C.11-15 D.16-20 3. 流动中包括下述四种主要形式( ABCD ) A正流B逆流 C.横流 D.漏流 4. 天然胶采用开放式炼胶机混炼时，辊温50-60℃、用密炼机时采用一段法； 丁苯胶用密炼机混炼采用；氯丁胶采用开放式炼胶机混炼时，辊温40-50℃、用密炼机时采用；( D ) A 一段法；一段法 B 一段法；二段法 C 二段法；一段法 D 二段法；二段法 5. 氯丁胶采用（）为硫化剂。（ D ） A 氧化铜B氧化铁 C 氧化铝D氧化锌 1、聚合物在加工过程中的形变都是在（A ）和（C ）共同作用下，大分子( D )和( B ) 的结果。 A温度B进行重排C外力D 形变 4、聚合物分子量对材料热性能、加工性能的影响，下列叙述正确的是（B ） Ａ、软化温度降低Ｂ、成型收缩率降低Ｃ、粘度下降Ｄ、加工温度降低 5、同时改进塑料的流动性，减少或避免对设备的粘附，提高制品的表面光洁度助剂是（A ） A 润滑剂B增塑剂C 防老剂D偶联剂 2、下列是常用的硫化介质的有哪些（ABD） A饱和蒸汽B过热水C冷水D热空气 橡胶配方种类有哪些（BCD） A结构配方B基础配方C性能配方D生产配方 4、下列属于注射过程的是（ABCD） A脱模B塑化C注射D冷却 5、下列不属于单螺杆挤出机的基本结构的是（C） A传动部分B加料装置 C 切割装置D机头和口模 1、下面聚合物中拉伸变稀现象的聚合物有：( AB ) A.PP B.PE C. LDPE D.PS
四大高分子材料加工方法
一．挤出成型 挤出成型工艺适用于所有的高分子材料，制造各种连续制品如管材、型材、板材(或片材)、薄膜、电线电缆包覆、橡胶轮胎胎面条、内胎胎筒、密封条等。其中的塑料挤出成型几乎能成型所有的热塑性材料，也可用于少数几种热固性材料，如酚醛。 原因：因为挤出成型工艺具有以下特点： 1.连续成型，产量大，生产效率高； 2.制品连续，断面形状不变，制品外形简单； 3.制品质量均匀密实，尺寸准确较好。 二．注射成型 注射成型的应用十分广泛，几乎所有的热塑性塑料及多种热固性塑料都可用此法成型，也可以成型橡胶制品。但主要是热塑性塑料的注射。 原因：因为注射成型工艺具有以下特点： 1.成型周期短，生产效率高，易实现自动化； 2.能成型形状复杂，尺寸精确； 3.带有金属或非金属嵌件的塑料制件； 4.产品质量稳定。 三．模压成型 模压成型工艺广泛用于热固性塑料和橡胶制品的成型加工，几
乎所用的高分子材料都可用此方法来成型制品。目前主要用于：热固性塑料的成型；橡胶制品的成型；复合材料的成型。 原因：因为模压成型工艺具有以下特点： 1.与挤出和注射等成型工艺相比，模压成型工艺所需设备结构简单、制造精度不髙、制造费用低，所以投资少、见效快，为发展多品种、小批量的生产提供了有利条件； 2.在模压成型过程中，由于塑料的流动距离很短，受填料的定向影响小，所以塑件的尺寸变动小，不易变形，尺寸稳定性好，机械性能稳定； 3.相同吨位的压机可以成型较大平面的制品； 4.模压成型工艺成熟，生产过程易于控制； 5.模压成型中没有浇注系统，原材料浪费相对较少。对于不能重复利用的热固性材料来讲，节约原料尤为重要； 6.模压成型基本上适合于加工各种塑料，尤其像氨基树脂、环氧树脂和聚酰亚胺等材料，用注射成型既困难又会影响制品外观质量；对于用石棉或玻璃纤维等增强的塑料，在注射和挤出成型中，纤维易在浇口部分断裂，使制品的机械强度特别是冲击强度降低，失去增强的意义；聚酯团状和片状模塑料若采用注射成型，则需特殊的强迫加料装置，导致设备费用昂贵。模压成型是制造高强度塑件最有效的方法。
高分子材料与无机非金属金属材料的区别
高分子材料与无机非金属材料、金属材料的区别 有机高分子化合物简称高分子化合物或高分子，又称高聚物，与无机非金属材料、高分子材料并称三大材料。高分子材料一般具有以下特点: （1）力学性能：比强度高,韧性高，耐疲劳性好，但易应力松弛和蠕变; （2）反应性:大多数是惰性的，耐腐蚀，但粘连时要表面处理，加聚合物共混时需要表面处理，另外，有的高分子材料容易吸收紫外线或红外线及可见光发生降解; （3）物理性能：密度小，很高的电阻率，熔点相比金属较低，限制了使用领域高分子化合物的一般具有特殊的结构，使它表现出了非同凡响的特性。例如，高分子主链有一定内旋自由度，可以弯曲，使高分子链具有柔性；高分子结构单元间的作用力及分子链间的交联结构，直接影响它的聚集态结构，从而决定高分子材料的主要性能。 此外高分子材料可用纤维增强（复合材料）制成高性能的新型材料，可设极性大，部分性能超过金属。当前，高分子材料正趋向功能化，合金化发展，比传统材料有更大的发展空间和更广阔使用的领域。 高分子化合物固、液、气三种存在状态的变化一般并不很明显。固体高分子化合物的存在状态主要有玻璃态、橡胶态和纤维态。固体状态的高分子化合物多是硬而有刚性的物体。无定形的透明固体高分子化合物很像玻璃，故称它为玻璃态。在橡胶态下，高分子链处于自然无规则和卷曲状态，在应力作用下被拉伸，去掉应力又恢复卷曲，表现出弹性。纤维是由高分子化合物构成的长度对直径比大很多倍的纤细材料。 通常使用的高分子材料，常是由高分子化合物加入各种添加剂所形成，其基本性能取决于所含高分子化合物的性质，各种不同添加剂的作用在于更好地发挥、保持、改进高分子化合物的性能，满足不同的要求，用在更多的方面。 无机非金属材料(inorganic nonmetallic materials)是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。无机非金属材料一般具有高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨损、高强度和良好的抗氧化性等基本属性,以及宽广的导电性、隔热性、透光性及良好的铁电性、铁磁性和压电性。金属材料则一般具有导电、导热、磁性的物理性能，并能表现出一定的强度、硬度和可塑性。
高分子材料加工工艺教学内容
高分子材料加工工艺
高分子材料加工技术复习提纲 一、填空题 1.大材料包括（金属）、（非金属）、（高分子）。 2.高分子材料加工前，原料的状态可分为（粉状）、(粒料)、(溶液)、(分 散体）。 3.成型加工后进行的处理有(调温)、(调湿)、(调温调湿)。 4.塑料可分为(热塑性)塑料、（热固性）塑料两大类。 5.塑料的三态：（玻璃态）、（高弹态）、（粘流态）。 6.高分子材料热机械特性与成型加工的关系(6个空)。 二、名词解释 1.挤出成型：挤出成型时预处理过的物料经料斗加入挤出机中，在外部加热和内摩擦生热作用下以流动状态通过口模成型的方法。
2.注塑成型 ：注塑成型是将热塑性塑料先在加热机筒中均匀塑化，然后由螺杆或柱塞推压到闭合的模具型腔中，经冷却定型后得到所需的塑料制品的过程。 3.焦烧：橡胶分子在贮存和生产过程中提前硫化的现象. 4.喷霜：橡胶助剂渗出制品表面的现象。 5.塑料：相对分子量在10000以上，以高分子化合物为基本成分，添加助剂能够自由成型的一类材料的总称。 6.橡胶：橡胶是一种高弹性的高分子化合物，是无定形的高聚物。 7.弹性体：材料在受力发生大变形再撤出外力后迅速回复其近似初始形状和尺寸的材料。 8.相溶性：聚合物的共混物制品在预期的使用期内，其组分始终不析出或者不分层。 三、 简答题 1.简述塑料挤出造粒的工艺流程及影响因素。 原料预处理 配料挤出机头成型冷却 牵引造粒 2.简述塑料挤出成型的工艺流程并阐述影响注塑成型的主要因素。 3.简述橡胶配方的五大体系。 生胶体系、硫化促进活化体系、补强填充体系、防老体系、增塑体系 4.简述压缩模塑的工艺流程及其影响因素。 加料闭模排气固化脱模 清理模具 影响因素：模压压力、模压温度、模压时间。 口模 冷却定型 原料预处理电、加热、内摩擦生热