橡胶及塑料加工工艺,高分子材料加工基础,复习题青岛科技大学答案
125青岛科技大学成人高等教育期末考试橡胶制品设计与制造复习题

本卷共 2页 第 1 页 另附答题纸 张 橡胶制品设计与制造课程考试试题(A)卷拟题学院(系) 继续教育学院 拟题人适用专业 高分子材料加工技术专科 校对人(答案写在答题纸上,写在试题纸上无效)一、单选题(每题2分,共30分)1. 橡胶制品可归纳为五大类:轮胎、胶带、胶管、胶鞋和( ) 。
A . 橡胶工业制品B 杯子C 汽车反光镜D 插头2. 橡胶的加工的基本工艺过程为:塑炼、混炼、压延、压出、成型、( )A 、塑化B 、硫化C 、打磨D 、锻压3. 天然橡胶是( )、非极性、具有自补强性能橡胶。
橡胶中综合性能最好的,它具有弹 性高、强度高、加工性能好,但它耐老化性差,耐(非极性)溶剂性差A 、饱和B 、基本饱和C 、不饱和D 、以上答案均不正确4. 天然橡胶的主要成分为顺式-1,4-聚异戊二烯,含量在( )以上,此外还含有少量的蛋白质、丙酮抽出物、灰分和水分。
A 、70%B 、50%C 、90%D 、95%5. 天然橡胶的( )是橡胶中最好的,是的高级橡胶制品重要原料。
A 、延展性B 、综合性能C 、外观D 、耐磨性6. 由于天然橡胶主链结构是非极性,根据极性相似原理它不耐( )等非极性的溶剂A 、汽油、甲苯B 、汽油、水C 酒精、水D 、葡萄糖、酒精7. 橡胶的丙酮抽出物主要成分是( )物质。
A 、不饱和脂肪酸和固醇类B 、不饱和脂肪酸和非固醇类C 、脂肪酸和亚油酸D 、脂肪酸和固醇类8. 天然橡胶中含水量过多,生胶易霉变,硫化时会产生海绵等。
但( )的水分,加工过程中可除去。
A 、小于10% B 、小于1% C 、小于5% D 小于0.1%9. SBR 是 SR 中产量最大的品种,约占 50%左右。
它是丁( )的共聚产物,性 质随苯乙烯的含量不同而变化。
A 、丁二烯与苯乙烯B 、丙烯与苯乙烯C 、过氧化氢和丁二烯D 甲醛和丁二烯10. EPM 是乙烯和丙烯的定向聚合物,主链不含双键,不能用硫黄硫化,只能用( ) 硫化。
青岛科技大学《橡胶及塑料加工工艺》全书知识点整理

1、高分子链的近程结构(1)高分子链的化学组成:碳链高分子:主链全部有共价键连接的碳原子组成,不易水解,易成型加工,易燃易老化;杂链高分子:主链中除碳原子外,还有其他原子以共价键连接,易水解,耐热性好,强度高;元素高分子:耐热性和耐寒性高,弹性塑性好,可溶(2)单体单元的键合:单烯类单体和双烯类键合(3)共聚物单体的键接形式:无规、交替、嵌段、接枝(4)高分子的构型(分子中原子在空间的相对位置和排列):几何异构和旋光异构(5)高分子链的键合形状(构造)1.线型:形状:整条高分子犹如一条又细又长的线,大分子既可卷曲成团,也可舒展成直线,各种橡胶、大多数的纤维、塑料等都属线形大分子。
特点:分子间无化学键,既可溶解又可熔融,熔体粘度低,易于加工成型。
2.支链型:链分子在二维空间键合增长所形成的高聚物。
主链带有长短不一的支链(星型、梳型、无规支链型)特点:与线形大分子相比,带短支链的高聚物更易溶解和熔融,且机械强度低,硬度低,韧性高,分子上有叔碳原子,反应活性高,热稳定性差,易老化变硬变脆。
3.交联型:高分子链之间由支链通过化学键相键接,形成的三维网状大分子,热固性塑料、硫化橡胶都属于网状大分子。
2. 特点:分子间形成网状结构,整个高聚物就是一个大分子,既不溶解也不熔融,只能熔胀。
随着分子间交联程度的增加,材料的弹性降低,但机械强度和硬度都增加。
2、影响高分子链柔顺性的因素高分子的柔顺性就是高分子链能够改变其构象(单键内旋转产生分子中原子在空间的几何排布状态)的性质,单键越多,内旋转容易,构象越多,柔顺性越好(1)主链结构:主链由单键构成或含有非共轭双键,柔顺性好,含共轭双键,呈刚性(2)取代基:体积大,单键内旋转空间位阻大,极性大,分子内和分子间作用力大,内旋转受阻大,数量多,非键合原子多,内旋转阻力大,柔顺性差;对称排列,分子偶极矩小,内旋转容易,柔顺性好(3)支化和交联:短支链增大分子间距,分子间作用力低,柔顺性好,长支链增加构象,柔顺性好,支链过多,阻碍内旋转,柔顺性下降;交联密度小,对柔顺性影响不大,交联密度高,柔顺性下降(4)分子链长短:分子链越长,单键越多,构象越多,柔顺性越好(5)分子链规整性:分子链越规整,越容易结晶,柔顺性差(6)外界条件:温度升高,分子热运动能量高,内旋转容易,构象数增多,柔顺性好;外力作用慢,分子链有时间克服位阻,改变构象,柔顺性好,外力作用快,分子链来不及内旋转改变构象,柔顺性差3、结晶高聚物的性能(1)渗透性和耐热性:结晶后密度大,分子链排列规整,渗透性提高,链段不能运动,分子间作用力增大提高抵抗热破坏的能力,晶体稳定,结晶后耐热性提高(2)力学性能:结晶使链段活动空间减少,分子间力增大,冲击强度降低,拉伸强度,定伸应力,硬度增加(3)光学性能:非晶态高聚物透明,晶态高聚物为两相共存的非均型体系,光在内部折射和散射,透光率下降4、高聚物取向取向:在外力作用下,高分子链沿外力场方向有序排列的现象,三维有序,自发过程;解取向:取向分子趋向无规排列的过程,一维二维有序,被动过程(1)按外力作用方式:单轴取向:材料沿一个方向拉伸,高分子链沿拉伸方向排列双轴取向:材料沿两个垂直方向拉伸,高分子链倾向于拉伸平行面排列(2)按运动单元:对于非晶态高聚物,链段取向:高弹态下通过单键的内旋转造成链段运动实现,大分子链取向:粘流态下通过链段的协调运动实现;对于结晶高聚物,非晶区发生链段、大分子取向,晶区发生微晶取向取向对高聚物性能影响性能变化:1.取向前-各向同性;取向后-各向异性2.一般情况下,材料的力学性能(拉伸强度、弯曲强度等)在取向方向上显著增强,而在垂直于取向方向上则有所下降;3结晶聚合物,取向后材料的密度和结晶度都会增大,使材料的使用温度得到提高4由于折射率在取向方向和垂直方向上有差别,取向后的材料还会出现双折射现象5、高分子热运动特点:(1)运动单元多重性(整链运动、链段运动、支链和侧基运动、原子振动、晶区运动)(2)对时间的依赖性(力学松弛现象)(3)对温度的依赖性(时温等效原理)6、非结晶高聚物的力学形态温度-形变曲线:玻璃态:键长键角变化;形变量小且可逆,模量高,普弹性,强迫高弹;塑料;玻璃化转变区:链段解冻;形变、模量突变;玻璃化转变温度Tg高弹态:链段运动;形变量大且可逆,模量高,高弹性,松弛现象;橡胶;粘流转变区:大分子链开始运动;形变、模量突变;粘流温度Tf粘流态:大分子链运动;形变量大且不可逆,模量低;粘合剂、涂料。
2020年(塑料橡胶材料)塑料材料及加工工艺(习题+答案)

(塑料橡胶材料)塑料材料及加工工艺(习题+答案)《塑料成型工艺及模具设计》1学习和复习思考题绪论1.塑料的概念塑料是壹种以合成或天然的高分子化合物为主要成分,加入或不加入填料和添加剂等辅助成分,经加工而形成塑性的材料,或固化交联形成刚性的材料。
2.现代工业生产中的四大工业材料是什么。
钢铁、木材、高分子材料、无机盐材料3.现代工业生产中的三大高分子材料是什么?橡胶、塑料、化学纤维塑料成型基础聚合物的分子结构和热力学性能1.树脂和塑料有什么区别塑料的主要成分是树脂(高分子聚合物)。
2.高分子的化学结构组成。
高分子聚合物:由成千上万的原子,主要以共价键相连接起来的大分子组成的化合物。
3.聚合物分子链结构分为哪俩大类,它们的性质有何不同。
线型聚合物——热塑性塑料体型聚合物——热固性塑料1.线型聚合物的物理特性:具有弹性和塑性,在适当的溶剂中能够溶解,当温度升高时则软化至熔化状态而流动,且这种特性在聚合物成型前、成型后都存在,因而能够反复成型。
2.体型聚合物的物理特性:脆性大、弹性较高和塑性很低,成型前是可溶和可熔的,而壹经硬化(化学交联反应),就成为不溶不熔的固体,即使在再高的温度下(甚至被烧焦碳化)也不会软化。
4.聚合物的聚集态结构分为哪俩大类,它们的性质有何不同。
1无定形聚合物的结构:其分子排列是杂乱无章的、相互穿插交缠的。
但在电子显微镜下观察,发现无定形聚合物的质点排列不是完全无序的,而是大距离范围内无序,小距离范围内有序,即“远程无序,近程有序”。
2体型聚合物:由于分子链间存在大量交联,分子链难以作有序排列,所以绝大部分是无定形聚合物。
5.无定性聚合物的三种物理状态,以及四个对应的温度,对我们在使用和成型塑料制品时有何指导意义。
三种物理状态1.玻璃态:温度较低(低于θg温度)时,曲线基本上是水平的,变形程度小而且是可逆流的,但弹性模量较高,聚合物处于壹种刚性状态,表现为玻璃态。
物体受力变形符合虎克定律,应变和应力成正比。
高分子材料测试技术答案 青岛科技大学考试复习资料

聚合物结构与性能1.非晶体聚合物的力学三态,说明各自分子运动特点,并用曲线表示出来。
力学三态:玻璃态、高弹态和粘流态称为聚合物的力学三态玻璃态:温度低,链段的运动处于冻结,只有侧基、链节、链长、键角等局部运动,形变小;高弹态:链段运动充分发展,形变大,可恢复;粘流态:链段运动剧烈,导致分子链发生相对位移,形变不可逆。
2.晶态聚合物的力学状态及其转变在轻度结晶的聚合物中,少量的晶区起类似交联点的作用,当温度升高时,其中非晶区由玻璃态转变为高弹态,可以观察到 Tg 的存在,但晶区的链段由于受晶格能的限制难以运动,使其形变受到限制,整个材料表现为由于非晶区的高弹态而具有一定的韧性,由于晶区的存在具有一定的硬度。
若晶区的Tm>T f (非晶区),则当晶区熔融后,非晶区已进入粘流态,不呈现高弹态;若Tm<T f ,晶区熔融后,聚合物处于非晶区的高弹态,只有当温度>T f 时才进入 粘流态。
3.聚合物的分子运动具有以下特点(1)运动单元的多重性(2)聚合物分子的运动是一个松弛过程:(3)聚合物的分子运动与温度有关4.玻璃化温度的影响因素(1)聚合物的结构(a) 主链结构(b) 侧基或侧链(c) 分子量(d) 化学交联(2)共聚、共混与增塑(3)外界条件红外光谱分析思考题1.红外光谱的定义当样品受到频率连续变化的红外光照射时,分子吸收了某些频率的辐射,并由其振动或转动运动引起偶极矩的净变化,产生分子振动和转动能级从基态到激发态的跃迁,使相应于这些吸收区域的透射光强度减弱。
记录物质对红外光的吸收程度(或透过程度)与波长或波数关系曲线,就得到红外光谱 形变2.红外光谱的划分,最适于进行红外光谱的定性和定量分析是在哪个区域?为什么?(1)红外光区的划分近红外光区(0.75 ~ 2.5µm )中红外光区(2.5 ~ 25µm )远红外光区(25 ~ 1000µm )(2)中红外光区 (3)绝大多数有机化合物和无机离子的基频吸收带出现在该光区。
青岛科技大学橡胶工艺复习题

一、简答题1、何谓喷霜?何谓焦烧?其产生原因何在?答:喷霜即为某些配合剂(如硫磺、促进剂、防老剂、石蜡等)析出胶料或硫化胶表面的现象;造成这种现象的原因主要是某些配合剂用量过大,超过其常温下在橡胶中的溶解度所造成的。
焦烧是一种胶料早期硫化的现象,即胶料在硫化前的操作或停放中发生不应有的提前硫化现象;原因是配合不当,炼胶操作不当,胶料冷却停放不当。
2、何谓老化?影响橡胶老化的因素有哪些?答:橡胶或橡胶制品的在加工、贮存和使用的过程中,由于受到各种外界因素的作用,而逐步失去原有的优良性能,以致最后失去使用价值,这种现象称为橡胶老化;影响因素有热、氧、臭氧、金属离子、电离辐射、光、机械力等。
3、何谓塑炼?其目的意义何在?答:把具有弹性的生胶变成柔软的具有可塑性的胶料的工艺过程称为塑炼;生胶塑炼的目的:一、使生胶获得一定的可塑性,适合混炼、压延、挤出、成型等后续工艺操作;二、使生胶的可塑性均匀化,以便制得质量均匀的胶料。
4、何谓混炼?其目的意义何在?答:在炼胶机上将各种配合剂加入到橡胶中制成混合胶的工艺过程叫混炼;使配合剂均匀分散,制得质量均匀的混炼胶,并使胶料具有适合的可塑性;混炼不好,出现配合剂分散不均匀,可塑度过高或低、焦烧、喷霜现象,影响压延等后续工序的正常进行,还会导致产品的性能下降。
5、何谓压延?它包括哪些作业形式?答:压延工艺是利用压延机辊筒的挤压力作用使胶料发生塑性流动和变形,将胶料制成具有一定断面规格和一定断面几何形状的胶片,或者将胶料覆盖于纺织物表面制成具有一定断面厚度的胶布的工艺加工过程;作业形式:胶料的压片、压型和胶片贴合及纺织物的贴胶、擦胶和压力贴胶。
6、何谓挤出?它有何作用?答:橡胶的挤出是使胶料通过挤出机连续地制成各种不同形状半成品的工艺过程;应用于制造胎面、内胎、胶管以及各种复杂断面形状或空心、实心、包胶等半成品。
7、何谓弹性变形和塑性变形?答:弹性变形:橡胶在变形后能够恢复其原来状态的形变行为。
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.16-203. 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.PPB.PEC. LDPED.PS2、注射速度增大,下降的是( D )A冲模压力B内应力C接缝强度D表面质量3、下列哪一个不属于粘度计的主要形式(B )A转筒式B螺纹式C锥板式D平行板式4、下列哪一个不是聚合物结晶的基本特点(C )A结晶速度慢B结晶不完全C结晶后折射率高D结晶聚合没有清晰的熔点。
橡胶及塑料加工工艺,高分子材料加工基础,复习题青岛科技大学答案

橡胶及塑料加工工艺,高分子材料加工基础,复习题青岛科技大学答案名词解释链段:链段是指高分子链上划分出来的可以任意取向的最小单元。
柔顺性: 高分子链能够改变其构象的性质。
均聚物:由一种单体聚合而成的聚合物称为均聚物。
共聚物:由两种或两种以上不同单体经聚合反应而得的聚合物。
近程结构一个或几个结构单元的化学组成、空间结构及其与近程邻近基团间的键接关系。
远程结构:相距较远的原子(团)间在空间的形态及其相互作用。
取向态结构 :由于大分子链的取向而形成的聚集态结构。
聚集态结构:高分子材料中分子链与链间的排列与堆砌结构。
构象:分子中由于共价单键的旋转所表现出的原子或基团的不同空间排列。
构型:在立体化学中,因分子中存在不对称中心而产生的异构体中的原子或取代基团的空间排列关系。
松弛时间: 黏弹性材料作松弛试验时,应力从初始值降至1/e(=0.368)倍所需的时间。
普弹性:材料瞬时产生的由内能变化导致的可逆小形变的特性。
高弹性:小应力作用下由于高分子链段运动而产生很大的可逆形变的性质。
所产生的形变称为高弹形变。
强迫高弹性:玻璃态高分子在大应力作用下由熵变导致的大形变,升温后可回复。
玻璃化转变温度: 是玻璃态物质在玻璃态和高弹态之间相互转化的温度粘流温度:Tf为高弹态与粘流态间的转变温度,叫做粘流温度或软化温度。
力学松弛:由分子运动的松弛特性导致的高分子力学性能也具有时间依赖性的特性。
蠕变:恒温、恒负荷下,高聚物材料的形变随时间的延长逐渐增加的现象。
应力松弛: 恒温恒应变下,材料内部的应力随时间延长而逐渐衰减的现象。
滞后现象: 聚合物在交变应力作用下应变落后于应力的现象称为滞后现象内耗:聚合物在交变应力作用下,产生滞后现象,使机械能转变为热能的现象。
流变性:物质在外力作用下的变形和流动性质,主要指加工过程中应力,形变,形变速率和粘度之间的联系剪切变稀流体:流动时表现粘度随剪切应力或剪切速率增加而逐渐下降的流体。
挤出胀大:挤出机挤出的高聚物熔体直径比挤出模孔直径大的现象。
青岛科技大学高分子化学两套试卷及答案

假定一:链自由基的活性与链长无关,解决了增长速率方程:
Rp=kp[M·]*[M]
假定二:数均聚合度很大,引发消耗的单体忽略不计,单体消耗在增长阶段,自由基聚
合速率等于增长速率,解决了自由基聚合反应速率用增长速率表示
班
假定三:稳态假定,聚合反应初期,自由基的生成速率等于自由基的消失速率,自由基
级
浓度不变,解决了自由基浓度的表达式。
解答:原料不纯很难做到等摩尔比,工业上为制备高分子量的涤纶先制备对苯二甲酸甲酯,
与乙二醇酯交换制备对苯二甲酸乙二醇酯,随后缩聚。
工业上为制备高分子量的尼龙 66 先将两单体己二酸和己二胺中和成 66 盐,利用 66 盐在冷
热乙醇中的溶解度差异可以重结晶提纯,保证官能团的等当量。然后将 66 盐配成 60%的水
A.热引发聚合 B.光聚合 C.光敏聚合 D. 热聚合
答案( C )
2、在自由基聚合反应中,链自由基的( )是过氧类引发剂引发剂效率降低的主要原因
A.屏蔽效应 B.自加速效应 C.共轭效应 D.诱导效应
答案( D )
3、MMA(Q=0.74)与( )最容易发生共聚
A. St(1.00 ) B. VC(0.044 ) C. AN ( 0.6 ) D. B( 2.39)
假定一:体系中无解聚反应。
假定二:等活性。自由基活性与链长无关。
假定三:无前末端效应。链自由基前末端(倒数第二个)单体单元对自由基 活性无影
响
假定四:聚合度很大。引发和终止对聚合物组成无影响。
假定五:稳态假定。体系中总自由基浓度和两种自由基浓度都不变
3. 工业上为制备高分子量的涤纶和尼龙 66 常采用什么措施?(7 分)
3. 能采用阳离子、阴离子与自由基聚合的单体是( B )?A、MMA; B、St; C、
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名词解释链段:链段是指高分子链上划分出来的可以任意取向的最小单元。
柔顺性: 高分子链能够改变其构象的性质。
均聚物:由一种单体聚合而成的聚合物称为均聚物。
共聚物:由两种或两种以上不同单体经聚合反应而得的聚合物。
近程结构一个或几个结构单元的化学组成、空间结构及其与近程邻近基团间的键接关系。
远程结构:相距较远的原子(团)间在空间的形态及其相互作用。
取向态结构 :由于大分子链的取向而形成的聚集态结构。
聚集态结构:高分子材料中分子链与链间的排列与堆砌结构。
构象:分子中由于共价单键的旋转所表现出的原子或基团的不同空间排列。
构型:在立体化学中,因分子中存在不对称中心而产生的异构体中的原子或取代基团的空间排列关系。
松弛时间: 黏弹性材料作松弛试验时,应力从初始值降至1/e(=0.368)倍所需的时间。
普弹性:材料瞬时产生的由内能变化导致的可逆小形变的特性。
高弹性:小应力作用下由于高分子链段运动而产生很大的可逆形变的性质。
所产生的形变称为高弹形变。
强迫高弹性:玻璃态高分子在大应力作用下由熵变导致的大形变,升温后可回复。
玻璃化转变温度: 是玻璃态物质在玻璃态和高弹态之间相互转化的温度粘流温度:Tf为高弹态与粘流态间的转变温度,叫做粘流温度或软化温度。
力学松弛:由分子运动的松弛特性导致的高分子力学性能也具有时间依赖性的特性。
蠕变:恒温、恒负荷下,高聚物材料的形变随时间的延长逐渐增加的现象。
应力松弛: 恒温恒应变下,材料内部的应力随时间延长而逐渐衰减的现象。
滞后现象: 聚合物在交变应力作用下应变落后于应力的现象称为滞后现象内耗:聚合物在交变应力作用下,产生滞后现象,使机械能转变为热能的现象。
流变性:物质在外力作用下的变形和流动性质,主要指加工过程中应力,形变,形变速率和粘度之间的联系剪切变稀流体:流动时表现粘度随剪切应力或剪切速率增加而逐渐下降的流体。
挤出胀大:挤出机挤出的高聚物熔体直径比挤出模孔直径大的现象。
切力增稠流体:流动时表现粘度随剪切应力或剪切速率增加而逐渐增大的流体。
熔融指数:表示塑胶材料加工时的流动性的数值。
门尼粘度:反映橡胶加工性能的好坏和分子量高低及分布范围宽窄的数值。
可塑度:是指被测试样在一定外力作用下产生压缩形变的大小和除去外力后保持形变的能力。
高分子的基本概念、高分子的结构二.问答题1. 高分子有何特征?(1)分子量很高或分子链很长,这是高分子化合物最根本的特点。
(2)高分子是由很大数目的结构单元通过共价键相连接而成(均聚物,共聚物)(3)高分子的结构具有不均一性(多分散性)(4)大多数高分子的分子链具有一定的柔顺性2. 试分析线型、支链型、交联型高分子的结构和性能特点?线型:形状:整条高分子犹如一条又细又长的线,大分子既可卷曲成团,也可舒展成直线,这取决于高分子链本身的柔性及所处的外部条件。
通常各种橡胶、大多数的纤维、塑料等都属线形大分子。
2. 特点:既可溶解又可熔融,易于加工成型。
支链型:链分子在二维空间键合增长所形成的高聚物。
其主链上带有长短不一的支链,支链的形状有星型、梳型、无规支链型等几种。
2. 特点:与线形大分子相比,带短支链的高聚物更易溶解和熔融,且机械强度低此外,支链型高聚物大分子上有叔碳原子,其反应活性高,所以热稳定性差,易老化变硬变脆。
交联型:高分子链之间通过支链或某种化学键相键接,形成的三维网状大分子热固性塑料、硫化橡胶都属于网状大分子。
2. 特点:若分子间形成网状结构,则整个高聚物可看成一个大分子,既不溶解也不熔融,只能熔胀。
随着分子间交联程度的增加,材料的弹性降低,但机械强度和硬度都增加3. 以丁二烯和苯乙烯共聚物为例,说明单体共聚方式对高聚物性能的影响。
1)75%的丁二烯和25%的苯乙烯无规共聚,共聚物具有良好的弹性,是丁苯橡胶;2) 20%的丁二烯和80%的苯乙烯接枝共聚,共聚物是韧性很好的耐冲击PS塑料;3)若苯乙烯与丁二烯进行嵌段共聚生成S-B-S三嵌段共聚物,其分子链中段是聚丁二烯,两端是聚苯乙烯链段,则为热塑性弹性体。
4. 说明下列各组高分子链柔顺性的差别并说明原因.1) PE(聚乙烯) PP(聚丙烯) PS(聚苯乙烯)2) PP> PVC > PAN 取代基极性大小,极性越大,链的柔顺性越小3) 氯丁橡胶 PVC PP4) BR SBR NR 主链结构,主链上含有非共轭的双键,则高分子链的柔顺性好5. 什么叫结晶度?结晶度的大小对高聚物性能有哪些影响?定义:结晶高聚物中结晶部分所占的百分数。
影响:1)力学性能:模量↑;硬度↑;伸长率↓;冲击强度↓;拉伸强度—(非晶区处于高弹态)↑; 2) 其它性能:耐热性能↑;耐溶剂性↑;溶解性能↓;抗气透性↑;密度↑;光学透明性↓6. 取向方式有哪些?对材料的力学性能各产生哪些影响?取向方式:链段取向,整链取向。
影响:1性能变化:取向前-各向同性;取向后-各向异性2一般情况下,材料的力学性能(拉伸强度、弯曲强度等)在取向方向上显著增强,而在垂直于取向方向上则有所下降;3结晶聚合物,取向后材料的密度和结晶度都会增大,使材料的使用温度得到提高4由于折射率在取向方向和垂直方向上有差别,取向后的材料还会出现双折射现象高聚物的弹性和力学松弛现象二. 问答题1高弹性的特点1)弹性模量小。
2)形变量大。
3)弹性模量随温度上升而增大。
4)高弹形变有时间依赖性——力学松弛特性。
5)形变过程有明显的热效应。
2画出线形高聚物和交联高聚物的应力松弛曲线和蠕变曲线。
应力松弛曲线蠕变曲线3从分子运动的角度解释高聚物的蠕变、应力松弛、滞后及力学损耗产生的原因。
蠕变和应力松弛的根本原因:外力作用下,高分子链自身产生的缓慢构象重排和分子链的滑移。
影响因素:1)分子结构:分子链的柔顺性:高,应力松弛速度快,抗蠕变性差;分子间作用力:高,应力松弛速度慢,抗蠕变性好;交联或结晶:应力松弛速度慢,抗蠕变能力好。
2)温度:只有当温度在Tg附近几十度的范围内,链段在外力作用下可以运动。
但运动时受到内摩擦阻力较大,链段只能缓慢的改变去构象,应力松弛及蠕变现象才比较明显。
3)外力作用速度:只有在外力作用时间基本接近或等于应力松弛时间,方可观察到明显的应力松弛现象。
滞后的原因:受到外力作用时,链段运动要受到内摩擦阻力的作用,链段通过热运动达到新平衡需要时间,由此引起应变落后于应力的现象。
内耗的原因:分子链的结构:对于柔性的高分子,一般是分子的极性越高,取代基数目越多,取代基体积越大,则分子间相互作用力越大,分子运动时受到的内摩擦阻力越大,则内耗就越大。
内耗大小:BR< NR< SBR< NBR <IIR 刚性链分子的滞后一般比柔性链分子的轻,在同样的力场中变形小,因此内耗低。
高聚物的流变性二. 问答题1与低分子相比,高聚物的粘性流动有何特点?1)粘度大,流动性差:高聚物熔体的粘度比小分子液体大得多 2)高分子流动是通过链段的位移运动来完成的:粘流态下大分子运动的基本结构单元不是分子整链,而是链段2.液体流动曲线有几种类型?大多数高聚物流体属于哪种类型?牛顿流体,非牛顿流体。
高分子流体不完全服从牛顿流动定律,属于非牛顿型流体3. 高聚物流动性的表征方法有哪些?1)熔体流动速率(MFR),又称为熔融指数(MI)2)门尼粘度3)可塑度4)拉伸粘度4.何为挤出胀大?产生原因是什么?如何预防?定义:挤出机挤出的高聚物熔体直径比挤出模孔直径大的现象原因:样品的弹性模量太大,在挤出时弹性模量被储存,当离开挤出机,弹性模量迅速恢复,结果造成挤出胀大。
预防:引起聚合物弹性形变储能剧烈变化区域为:模孔入口处,毛细管壁和模孔出口处。
模口设计成流线型,提高加工温度、降低挤出速率等。
高聚物的分子运动和热转变问答题高分子热运动的特点?(1)分子运动的多样性①运动单元的多样性②运动方式的多样性(2)分子运动具有时间依赖性——松弛特性(3)分子运动具有温度依赖性——时-温等效原理画出非结晶性高聚物的热机械曲线(温度-形变曲线),并从分子运动的角度对曲线各阶段特征加以解释。
影响结晶高聚物Tm的因素有哪些?(1)分子结构①主链结构的组成②分子间作用力③分子链柔性④分子链的对称性和规整性(2)结晶温度(3)拉伸(4)杂质在选择高分子材料时,Tg有何参考价值?(1)工艺意义①是非晶热塑性塑料(如PS,PMMA 和硬质PVC等)的使用温度的上限②是非晶性橡胶(如NR天然橡胶,BSR Rubber丁苯橡胶等)使用温度的下限(2)学术意义①聚合物分子链柔性②表征高聚物的特征指标试述影响高聚物玻璃化转变温度的因素。
(1)化学结构①主链②侧基结构③分子间作用力④分子量(2)交联度(3)增塑剂(4)共聚、共混的影响(5)作用力的影响(6)外力作用频率和升温速率的影响高聚物的断裂、屈服和强度1. 试画出高聚物材料典型的应力-应变曲线,并从分子运动的角度对曲线各阶段特征加以解释。
弹性形变-屈服-应变软化-冷拉-应变硬化-断裂应变软化:当应力超过屈服应力σA后,应力与应变不再保持线性关系,到达Y点,应力达到最大值,此时非晶态高聚物的链段开始运动,卷曲的分子链沿拉伸方向伸展,结晶态高聚物的微晶也进行重排,甚至某些晶体可能破裂,发生取向,出现较大应变,而应力几乎不变或先降低后不变。
应变硬化:此时应变变化不大,而应力又急剧增加,直至断裂。
配合剂1.橡胶制品为什么要使用配合剂?共分哪几大类?各自的作用是什么?配合剂的作用1改善或提高制品的物理机械性能及使用性能;2改善材料的工艺加工性能;3节约聚合物原材料或降低制品成本。
分类:分成硫化体系、补强填充体系、防护体系、增塑体系和其它专用配合剂。
硫化体系:促使橡胶大分子发生硫化(或交联反应)的配合体系。
补强填充体系补强剂亦有增容或填充作用,填充剂也有一定补强作用,二者没有严格界限,故亦将其统称为填料。
防护体系防止橡胶老化增塑体系 改善橡胶的加工工艺性能:通过降低分子间作用力,使粉末状配合剂更好地与生胶浸润并分散均匀,改善混炼工艺;通过增加胶料的可塑性、流动性、粘着性改善压延、压出、成型工艺;改善橡胶的某些物理机械性能:降低制品的硬度、定伸应力、提高硫化胶的弹性、耐寒性、降低生热等; 降低成本:价格低、耗能省2.了解各种塑料添加剂的作用?1)特性添加剂是改进塑料制品的某种特性,如物理机械性能、柔韧性、阻燃性等包括增塑剂、填充剂、增强剂、偶联剂、着色剂、阻燃剂、抗静电剂、防霉剂、冲击改性剂和降解剂等2)稳定剂延缓或防止塑料在物理(加热、光)和化学(氧、微生物)因素作用下发生降解的物质。
包括热稳定剂、光稳定剂、抗氧剂、抗微生物剂3)加工添加剂使塑料易于成型或提高成型效率的添加剂。
包括润滑剂、脱模剂。
塑炼、混炼工艺1.什么叫塑炼?塑炼的目的及其实质是什么?塑炼的定义:通过机械应力、热、氧或加入某些化学试剂等方式,使橡胶由强韧的高弹性状态转变为柔软而富有可塑性状态的工艺过程。