高分子复习思考题答案

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材料化学第八章高分子材料思考题及答案

材料化学第八章高分子材料思考题及答案

第八章高分子材料8-1.名词解释1)高聚物: 一般是指分子量在1500以上,分子长度超过5 nm的有机大分子材料。

2)低聚物: 又叫寡聚物或齐聚物。

一般是指分子量在1500以下,分子长度不超过5纳米,重复单元数只有几个到十几个的聚合物。

3)聚合度: 指聚合物大分子中重复结构单元的数目,亦称链节数,用n表示。

)4)热固性:指高分子材料在加热时不能软化和反复塑制,也不在溶剂中溶解的性能。

5)热塑性: 指高分子材料加工固化冷却以后,再次加热仍可反复加工成型的性质。

6)等规立构:指高分子侧链上取代基全部处在主链平面一侧或高分子全部由一种旋光异构单元键接而成的高分子结构。

7)间规立构: 是指取代基交替地处于平面两侧或者由两种旋光异构单元交替键接而成的高分子结构。

8)光刻胶: 又叫光致刻蚀剂,指当受到光照后即发生交联或分解反应,溶解性发生改变的一种聚合物光子材料。

9)光引发剂: 是指在紫外光区间(250~450nm)或可见光区间(400~800nm)有一定吸光能力,吸收光能后,分子从基态跃迁到活泼的激发态,经历单分子或双分子化学作用后,产生能够引发单体聚合的活性碎片,可以是自由基、阳离子、阴离子或离子自由基。

8-2.聚合物的分子量概念如何理解?一般有多少种平均分子量?它们的大小关系如何?答:聚合物的分子量大,具有多分散性的特点。

大多数聚合物的分子量都有一定的分布,是分子量不等的同系物的混合物,其分子量只是一个平均值,只有统计意义。

一般有四种平均分子量,数均分子量、重均分子量、粘均分子量和z均分子量。

其大小关系为。

8-3.聚合物分子量的多分散性含义是什么?通常如何表达分子量多分散性?, 答:聚合物分子量的多分散性的含义是指聚合物的分子量都有一定的分布,其中最大和最小的分子占少数,中间大小的分子占多数。

聚合物中高分子大小的多分散性是用分子量分布的宽窄来表示,分子量分布宽表示分子大小很不均一。

采用凝胶色谱分析,可以同时获得和,以及分子量的分布DP=/, DP 为多分散系数或分散度,一般为1.5~3。

高分子材料改性书中部分思考题参考答案

高分子材料改性书中部分思考题参考答案

书中部分思考题参考答案第二章高分子材料共混改性1. 什么是相容性,以什么作为判断依据?是指共混无各组分彼此相互容纳,形成宏观均匀材料的能力,其一般以是否能够产生热力学相互溶解为判据。

2. 反应性共混体系的概念以及反应机理是什么?是指在不相容或相容性较差的共混体系中加入(或就地形成)反应性高分子材料,在混合过程中(例如挤出过程)与共混高分子材料的官能团之间在相界面上发生反应,使体系相容性得到改善,起到增容剂的作用。

3•高分子材料体系其相态行为有哪几种形式,各自有什么特点,并举例加以说明。

(1)具有上临界混溶温度UCST,超过此温度,体系完全相容,为热力学稳定的均相体系;低于此温度为部分相容,在一定的组成范围内产生相分离。

如:天然橡胶-丁苯橡胶。

(2)具有下临界混溶温度LCST,低于此温度,体系完全相容,高于此温度为部分相容。

如:聚苯乙烯-聚甲基乙烯基醚、聚己内酯-苯乙烯/丙烯腈共聚物。

(3)同时出现上临界混溶温度UCST和下临界混溶温度LCST,如苯乙烯/ 丙烯腈共聚物-丁腈橡胶等共混体系。

(4)UCST和LCST相互交叠,形成封闭的两相区(5)多重UCST 和LCST4. 什么是相逆转,它与旋节分离的区别表现在哪些方面?相逆转(高分子材料A或高分子材料B从分散相到连续相的转变称为相逆转)也可产生两相并连续的形态结构。

(1)SD起始于均相的、混溶的体系,经过冷却而进入旋节区而产生相分离,相逆转主要是在不混溶共混物体系中形态结构的变化。

(2)SD可发生于任意浓度,而相逆转仅限于较高的浓度范围(3)SD产生的相畴尺寸微细,而相逆转导致较粗大的相畴,5. 相容性的表征方法有哪些,试举例加以说明。

玻璃化转变法、红外光谱法、差热分析(DTA)、差示扫描量热法(DSC)膨胀计法、介电松弛法、热重分析、热裂解气相色谱等。

玻璃化转变法:若两种高分子材料组分相容,共混物为均相体系就只有一个玻璃化温度,完全不溶,就有两个玻璃化温度,部分相容介于前两者之间。

高分子物理何曼君版课后思考题标准答案

高分子物理何曼君版课后思考题标准答案

高分子物理何曼君版课后思考题标准答案第二章1、假若聚丙烯的等规度不高,能不能用改变构象的办法提高等规度?说明理由。

不能。

全同立构和间同立构是两种不同的立体构型。

构型是分子中由化学键解:所固定的原子在空间的几何排列。

这种排列是稳定的,要改变构型必须经过化学键的断裂和重组。

构象是围绕单键内旋转所引起的排列变化,改变构象只需克服单键内旋转位垒即可实现。

2、末端距是高分子链的一端到另一端达到的直线距离,解:因为柔性的高分子链在不断的热运动,它的形态是瞬息万变的,所以只能用它们的平均值来表示,又因为末端距和高分子链的质心到第i个链单元的距离是矢量。

它们是矢量,其平均值趋近于零。

因此,要取均方末端距和均方回转半径;轮廓长度是高分子链的伸直长度,高分子链有柔顺性,不是刚性链,因此,用轮廓长度描述高分子尺度不能体现其蜷曲的特点。

5、解:无论是均方末端距还是均方回转半径,都只是平均量,获得的只是高分子链的平均尺寸信息。

要确切知道高分子的具体形态尺寸,从原则上来说,只知道一个均值往往是不够的。

最好的办法是知道末端距的分布函数,也就是处在不同末端距时所对应的高分子构象实现概率大小或构象数比例,这样任何与链尺寸有关的平均物理量和链的具体形状都可由这个分布函数求出。

所以需要推导高斯链的构象统计理论。

第三章1、高分子与溶剂分子的尺寸相差悬殊,两者的分子运动速度差别很大,溶剂分子能较快渗入聚合物,而高分子向溶剂的扩散缓慢。

(1)聚合物的溶解过程要经过两个阶段,先是溶剂分子渗入聚合物内部,使聚合物体积膨胀,称为溶胀;然后才是高分子均匀分散在溶剂中,形成完全溶解的分子分散的均相体系。

对于交联的聚合物,在与溶剂接触时也会发生溶胀,但因有交联的化学键束缚,不能再进一步使交联的分子拆散,只能停留在溶胀阶段,不会溶解。

(2)溶解度与聚合物分子量有关,分子量越大,溶解度越大。

对交联聚合物来说,交联度大的溶胀度小,交联度小的溶胀度大。

(3)非晶态聚合物的分子堆砌比较松散,分子间的相互作用较弱,因此溶剂分子比较容易渗入聚合物内部使之溶胀和溶解。

《高分子化学》思考题课后答案解析

《高分子化学》思考题课后答案解析

第四版习题答案(第一章)思考题1. 举例说明单体、单体单元、结构单元、重复单元、链节等名词的含义,以及它们之间的相互关系和区别。

答:合成聚合物的原料称做单体,如加聚中的乙烯、氯乙烯、苯乙烯,缩聚中的己二胺和己二酸、乙二醇和对苯二甲酸等。

在聚合过程中,单体往往转变成结构单元的形式,进入大分子链,高分子由许多结构单元重复键接而成。

在烯类加聚物中,单体单元、结构单元、重复单元相同,与单体的元素组成也相同,但电子结构却有变化。

在缩聚物中,不采用单体单元术语,因为缩聚时部分原子缩合成低分子副产物析出,结构单元的元素组成不再与单体相同。

如果用2种单体缩聚成缩聚物,则由2种结构单元构成重复单元。

聚合物是指由许多简单的结构单元通过共价键重复键接而成的分子量高达104-106的同系物的混合物。

聚合度是衡量聚合物分子大小的指标。

以重复单元数为基准,即聚合物大分子链上所含重复单元数目的平均值,以DP表示;以结构单元数为基准,即聚合物大分子链上所含结构单元数目的平均值,以n X表示。

2. 举例说明低聚物、齐聚物、聚合物、高聚物、高分子、大分子诸名词的的含义,以及它们之间的关系和区别。

答:合成高分子多半是由许多结构单元重复键接而成的聚合物。

聚合物(polymer)可以看作是高分子(macromolecule)的同义词,也曾使用large or big molecule的术语。

从另一角度考虑,大分子可以看作1条大分子链,而聚合物则是许多大分子的聚集体。

根据分子量或聚合度大小的不同,聚合物中又有低聚物和高聚物之分,但两者并无严格的界限,一般低聚物的分子量在几千以下,而高聚物的分子量总要在万以上。

多数场合,聚合物就代表高聚物,不再标明“高”字。

齐聚物指聚合度只有几~几十的聚合物,属于低聚物的范畴。

低聚物的含义更广泛一些。

3. 写出聚氯乙烯、聚苯乙烯、涤纶、尼龙-66、聚丁二烯和天然橡胶的结构式(重复单元)。

选择其常用分子量,计算聚合度。

应用化学专业高分子工程试验复习思考题

应用化学专业高分子工程试验复习思考题

应用化学专业高分子工程实验复习思考题1、高聚物熔融指数的定义熔融指数就是热塑性高聚物在一定温度,一定压力下,熔体在10分钟内通过标准毛细管的重量值,以克/10分钟表示。

2、高聚物熔融指数与聚合物分子量的关系同一种高聚物(化学结构一定),其熔融指数愈小,分子量愈大,熔融指数愈大,分子量愈小。

3、高聚物熔融指数与加工方法的关系不同用途和不同的加工方法,对高聚物的熔融指数有不同的要求,一般情况下注射成型用的高聚物熔融指数较高。

但是通常测定的【MI】不能说明注射或挤出成型的聚合物的实际流动性能,因为在荷重2160克的条件下,熔体的剪切速率约10-2~10秒-1范围,属于低剪切速率下流动远比注射或挤出成型加工中通常的剪切速率(102~104秒-1)范围为低。

4、测定PP熔融指数的实验条件温度190.荷重2160g .压强0.703MPa5、熔融指数MI在结构不同的聚合物之间能否进行分子量大小的必较?不能6、测定聚合物冲击强度可以采用哪些方法?1)摆锤式冲击试验;2)落球法冲击试验;3)高速拉伸试验。

7、摆锤式测定聚合物冲击强度时,根据试样的安放方式有哪些方法?简支梁型:试样两端固定,摆锤冲击试样的中部;悬臂梁型:试样一端固定,摆锤冲击自由端。

8、测定聚合物冲击强度时,试验温度对测试结果是否有影响?温度越高,分子链运动的松弛过程进行越快,冲击强度越高。

相反,当温度低于催化温度时,几乎所有的塑料都会失去抗冲击的能力。

当然,结构不同的各种聚合物,其冲击强度对温度的依赖性也各不相同。

9、典型高分子的拉伸曲线?应力-应变曲线。

10、在拉伸试验中,拉伸速度对材料的性能表现有什么不同?低速拉伸时,呈现韧性行为;高速拉伸时,呈脆性行为。

11、在制备有机玻璃试验中,配方中加有硬脂酸、邻苯二甲酸二丁酯和甲基丙烯酸,他们的英文代号及各自作用各是什么?甲基丙烯酸甲酯MMA;硬脂酸(十二烷基磺酸钠)ABS,是一种阴离子型表面活性剂;邻苯二甲酸二丁酯DBP,增塑剂。

高分子化学第五章答案

高分子化学第五章答案

第五章聚合方法思考题 5.1聚合方法(过程)中有许多名称,如本体聚合、溶液聚合和悬浮聚合,均相聚合和非均相聚合,沉淀聚合和淤浆聚合,试说明它们相互问的区别和关系。

答聚合方法有不同的分类方法,如下表:按聚合体系中反应物的相态考虑,本体聚合是单体加有(或不加)少量引发剂的聚合。

溶液聚合是单体和引发剂溶于适当溶剂中的聚合。

悬浮聚合一般是单体以液滴状悬浮在水中的聚合,体系主要由单体、水、油溶性引发剂、分散剂四部分组成。

按聚合体系的溶解性进行分类,聚合反应可以分成均相聚合和非均相聚合。

当单体、溶剂、聚合物之间具有很好的相溶性时,聚合为均相聚合;当单体、溶剂、聚合物之间相溶性不好而产生相分离的聚合,则为非均相聚合。

聚合初始,本体聚合和溶液聚合多属于均相体系,悬浮聚合和乳液聚合属于非均相聚合;如单体和聚合物完全互溶,则该本体聚合为均相聚合;当单体对聚合物的溶解性不好,聚合物从单体中析出,此时的本体聚合则成为非均相的沉淀聚合;溶液聚合中,聚合物不溶于溶剂从而沉析出来,就成为沉淀聚合,有时称作淤浆聚合。

思考题5.2本体法制备有机玻璃板和通用级聚苯乙烯,比较过程特征,说明如何解决传热问题、保证产品品质。

答间歇本体聚合是制备有机玻璃板的主要方法。

为解决聚合过程中的散热困难、避免体积收缩和气泡产生,保证产品品质,将聚合分成预聚合、聚合和高温后处理三个阶段来控制。

①预聚合。

在90-95℃下进行,预聚至10%~20%转化率,自动加速效应刚开始较弱,反应容易控制,但体积已经部分收缩,体系有一定的黏度,便于灌模。

②聚合。

将预聚物灌入无机玻璃平板模,在(40-50℃)下聚合至转化率90%。

低温(40~50℃)聚合的目的在于避免或减弱自动加速效应和气泡的产生(MMA的沸点为100℃),在无机玻璃平板模中聚合的目的在于增加散热面。

③高温后处理。

转化率达90%以后,在高于PMMA的玻璃化温度的条件(100~120℃)下,使残留单体充分聚合,通用级聚苯乙烯可以采用本体聚合法生产。

(完整版)功能高分子思考题及答案

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第一章绪论1.什么是功能高分子?带有特别功能基团并拥有功能性的聚合物就是功能高分子。

一般认为:其拥有一般高分子的结构性质,同时拥有必然的功能,主要指拥有物质、能量和信息的储藏、传达、转变等作用的高分子。

一次功能:当向资料输入的能量和从资料输出的能量属同种形式,资料只能起到能量传达部件的作用,这类功能称为一次功能。

(如导电、导热)二次功能:当向资料输入的能量和输出的能量是不相同形式时,资料起能量变换部件的作用,这类功能称为二次功能。

高分子的功能:( 1)化学功能-离子交换、催化、氧化还原(2)物理功能-导电、热电、压电、磁记录。

(3)生物功能-医用高分子2. 功能高分子的主要种类?( 1)离子交换树脂(2)高分子吸水资料(3)高分子功能膜( 4)液晶高分子(5)导电高分子6)医用高分子(7)感光高分子(8)其他功能高分子(智能高分子磁性高分子高分子催化剂树形高分子超疏水资料)1. 离子交换树脂是由交联结构的高分子骨架与能离解的基团两组分组成的不溶性、多孔的、高分子电解质。

? 功能:能在液相中与带相同电荷的离子进行交换,此交换反应可逆的,即可用合适的电解质冲洗,使树脂恢复到原有状态(再生),可屡次使用。

3.合成功能高分子的一般方法?经过化学也许物理的方法将功能基与高分子骨架相结合,实现预定功能。

① . 分子合成化学方法:分子结构设计、官能团设计、引入感光功能企业则赐予了资料感光性。

措施:共聚、接枝、嵌段共聚、交联、官能团的引入、模板聚合等② . 特别加工物理方法:把高分子加工成极薄的膜,把高分子纤维化,如人造羊毛(介绍其主体结构)有些功能高分子极难加工,如光缆、导电、聚丙烯③.复合手段:如将高分子中掺入银粉获取导电高分子。

复合两种或几种高分子:纤维复合、层叠复合、细粒复合、互穿网络等方法,可得新功能。

(1、功能性小分子的高分子材料化 2 、高分子资料的功能化) 聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维(PET)----涤纶丙烯腈-丙烯酸酯共聚物----腈纶聚己二酰己二胺纤维(PA66)---- 锦纶66聚乙烯醇缩甲醛----维纶聚丙烯纤维(PP)----丙纶聚胺酯弹性纤维(PU)----氨纶聚间苯二甲酰间苯二胺纤维---- 芳纶1313 聚氯乙烯纤维(PVC)---- 氯纶第二章离子交换树脂1. 什么是离子交换树脂?离子交换树脂是由交联结构的高分子骨架与能离解的基团两个基本组分所组成的不溶性、多孔的、固体高分子电解质。

高分子化学第五章答案

高分子化学第五章答案

第五章聚合方法思考题 5.1聚合方法(过程)中有许多名称,如本体聚合、溶液聚合和悬浮聚合,均相聚合和非均相聚合,沉淀聚合和淤浆聚合,试说明它们相互问的区别和关系。

答聚合方法有不同的分类方法,如下表:按聚合体系中反应物的相态考虑,本体聚合是单体加有(或不加)少量引发剂的聚合。

溶液聚合是单体和引发剂溶于适当溶剂中的聚合。

悬浮聚合一般是单体以液滴状悬浮在水中的聚合,体系主要由单体、水、油溶性引发剂、分散剂四部分组成。

按聚合体系的溶解性进行分类,聚合反应可以分成均相聚合和非均相聚合。

当单体、溶剂、聚合物之间具有很好的相溶性时,聚合为均相聚合;当单体、溶剂、聚合物之间相溶性不好而产生相分离的聚合,则为非均相聚合。

聚合初始,本体聚合和溶液聚合多属于均相体系,悬浮聚合和乳液聚合属于非均相聚合;如单体和聚合物完全互溶,则该本体聚合为均相聚合;当单体对聚合物的溶解性不好,聚合物从单体中析出,此时的本体聚合则成为非均相的沉淀聚合;溶液聚合中,聚合物不溶于溶剂从而沉析出来,就成为沉淀聚合,有时称作淤浆聚合。

思考题5.2本体法制备有机玻璃板和通用级聚苯乙烯,比较过程特征,说明如何解决传热问题、保证产品品质。

答间歇本体聚合是制备有机玻璃板的主要方法。

为解决聚合过程中的散热困难、避免体积收缩和气泡产生,保证产品品质,将聚合分成预聚合、聚合和高温后处理三个阶段来控制。

①预聚合。

在90-95℃下进行,预聚至10%~20%转化率,自动加速效应刚开始较弱,反应容易控制,但体积已经部分收缩,体系有一定的黏度,便于灌模。

②聚合。

将预聚物灌入无机玻璃平板模,在(40-50℃)下聚合至转化率90%。

低温(40~50℃)聚合的目的在于避免或减弱自动加速效应和气泡的产生(MMA的沸点为100℃),在无机玻璃平板模中聚合的目的在于增加散热面。

③高温后处理。

转化率达90%以后,在高于PMMA的玻璃化温度的条件(100~120℃)下,使残留单体充分聚合,通用级聚苯乙烯可以采用本体聚合法生产。

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高分子复习思考题答案一、名词解释链段:高分子链中能够独立运动的最小单元柔顺性:高分子长链能够不同程度地卷曲的特性叫做高分子的柔顺性碳链高分子:主链全部由碳原子组成的高分子化合物杂链高分子:主链由碳原子与其他原子以共价键连接而成的高分子化合物元素有机高分子:分子主链由碳和氧、氮、硫等以外其他元素的原子组成,或全部由其他元素的原子组成,并连接有机基团的高分子近程结构:单个高分子内一个或几个结构单元的化学结构和立体化学结构,包括构造与构型远程结构:单个高分子的大小和在空间所存在的各种形状构象:由于单键内旋转所形成的分子内各原子的空间排布构型:某一原子的取代基在空间的排列普弹性:大应力作用下,材料分子中键长、键角变化引起的小形变,形变瞬时完成,除去外力后形变立恢复称为普弹性高弹性:小应力作用下由于高分子链段运动而产生的很大的可逆形变称为高弹性强迫高弹性:玻璃态高聚物在外力作用下出现的高弹现象称为强迫高弹性蠕变:在恒温恒负荷条件下,高聚物材料的形变随时间延长而逐渐增加的现象应力松弛:在恒定温度和形变保持不变的情况下,高聚物内部的应力随时间延长而逐渐衰减的现象滞后现象:高聚物在交变力作用下,形变落后于应力变化的现象内耗:高分子材料在受到交变应力时,形变的变化落后于应力变化发生滞后现象,每个循环中所消耗的功银纹屈服:很多高聚物,尤其是玻璃态透明高聚物(PS、PMMA、PC)储存过程及使用过程中,往往会在表面出现像陶瓷的那样,肉眼可见的微细的裂纹,这些裂纹,由于可以强烈地反射可见光看上去是闪亮的,所以又称为银纹,这现象称为银纹屈服剪切屈服:高聚物在拉伸或压缩作用下,在与负荷方向成45°的截面上会产生最大的剪切力,从而引发高分子链沿最大剪切面方向产生滑动形变,从而导致材料形状扭变的现象二、问答题1. 高分子有何特征?1、分子量很高、或分子键很长.2、高分子是由很大数目的结构单元通过共价键连接而成的。

3、高分子的结构有不均一性。

4、大多数高分子的分子链具有一定得柔顺性。

2.按化学组成分类,高聚物可分成哪几类?各有什么性能特点?碳链高分子:可塑性好、易加工;耐热性差,易燃烧,易老化杂链高分子:较高的耐热性和机械强度,易水解、醇解和酸解。

元素有机高分子:较高的热稳定性和耐寒性,较高的弹性和塑性3.共聚物有哪几种键接方式?4.试分析线型、支链型、交联型高分子的结构和性能特点?线型:大分子链呈线型,可卷曲成团,也可比较舒展成直线。

点是有弹性,在加热和外力作用下,分子链之间可产生相互位移,能熔融、溶解,可抽丝、成膜。

支链型:在主链上带有侧链。

特点是易溶解、熔融,机械强度低,密度低,结晶度低,硬度、强度、耐热性、耐腐蚀性等也降低,透气性增加。

交联型:高分子链之间通过支链或某种化学键相连接形成的三维网状大分子。

特点是既不溶解也不能熔融,耐热性好,强度高,抗溶剂力强,并且形态稳定。

5.通过C-C单键的内旋转,能否将间同聚丙烯变为全同聚丙烯?6. 聚乙烯分子链的柔顺性很好,为什么不能做橡胶?7. 说明下列各组高分子链柔顺性的差别并说明原因.1) PE PP PS: 2) PP PVC PAN3) 氯丁橡胶 PVC PP 4) BR SBR NR8. 取向方式有哪些?对材料的力学性能各产生哪些影响?单轴取向:高聚物材料只沿一个方向拉伸,分子链和链段倾向于沿着与拉伸力平行的方向排列双轴取向:高聚物薄膜材料沿着它的纵横两个方向拉伸,高分子链倾向于与薄膜平面平行的方向排列影响:取向方向上:机械强度增高垂直方向:强度不能提高,甚至降低9. 高分子热运动的特点?1)运动单元的多重性:包括分子链的整体运动、链段的运动、链节侧基的运动、晶区内的运动2)高分子运动的时间依赖性3)高分子热运动的温度依赖性10. 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加以解释玻璃态:此状态下温度较低,分子热运动能量也很低,不足以克服主链内旋转的位垒,即链段处于被冻结状态,仅有分子键长、键角的变化。

此时,高聚物的宏观力学性能表现为型变量很小,难以用肉眼观察到,模量很高,应力与应变的关系符合胡克定律,故具有普弹性。

处于普弹形变状态的高聚物材料质硬如玻璃,故称为玻璃态。

玻璃化转变区:随着温度升高,分子热运动能量增大,虽然整个分子还不能运动,但链段运动被激发,其松弛时间缩短到和实验测量同一数量级高聚物达到玻璃化转变区。

高弹态:温度高于Tg后,锻炼全部解冻,并且很容易进行构像改变,在较小的外力作用下分子链就由卷曲变伸展,外力除去,大分子由伸展变回卷曲状。

材料受力后宏观表现为形变量很大模量低,同时形变与时间有关,具有松弛特性,表现为可逆的高弹形变,故称此区间为高弹态。

粘流转变区:当温度进一步升高,整个大分子链质量中心移动的松弛时间与实验的观察时间处于同一数量级时,高聚物在外力作用下开始发生粘性流动到达形变迅速增大的过渡区,即粘流转变区粘流态:温度高于Tf后,材料受力时形变量非常大,模量很低此时形变是不可逆的,这种力学性能称为粘性,具有粘性的这一力学状态称为粘流态。

11.用图形说明分子量对结晶性高聚物热机械曲线的影响并分析原因。

12. 画出交联高聚物的热机械曲线。

13. 比较下列不同材料Tg的高低:1)PE-68 PP-15 PAN104 PVC78 2) PP-15 PS100 IIR-70 3)硅橡胶-120 异戊橡胶IR 丁腈橡胶NBR-41 BR-105 SBR-6014. 在选择高分子材料时,Tg有何参考价值?Tg是表征性能的重要参数,非晶态高分子材料固有的性质,是高分子运动形式转变的宏观体现,它直接影响到材料的使用性能和工艺性能。

15. 高弹性的特点?1)弹性模量小,形变大2)弹性模量随温度的升高而增加3)高弹形变时有热效应4)形变需要时间16. 简单介绍橡胶材料拉伸时放热的原因橡胶拉伸时,熵值下降而内能不变,外力所做的功以热的形式散出来;由于分子间的内摩擦也产生热;有些橡胶拉伸时发生结晶,也会放出热量17. 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加以解释,并简单介绍一下其影响因素18. 银纹屈服与剪切屈服有什么区别?发生银纹时材料内部会形成微空穴(空穴化现象),体积略有涨大;形成剪切屈服时,材料体积不变。

剪切屈服形成的剪切带与拉伸方向成45°和135º角;而银纹屈服形成的银纹平面与拉伸方向垂直。

银纹屈服只能在拉伸作用下产生;剪切屈服可在剪切应力、拉伸应力和围压力下产生。

19. 脆性断裂与韧性断裂有何区别?发生脆性断裂时,其断裂面光滑,发生韧性断裂时,由于分子间滑移其断面较为粗糙,有凹凸不平的丝状物.20. 为什么高聚物的实际强度比理论强度低?如何提高高聚物的实际强度?因为实际高聚物的结构达不到理论假设的那样完全规整的水平,而总是存在一些缺陷,如表面划痕、杂志、微孔、晶界和微裂缝等。

当高聚物受力时,应力容易集中在这些缺陷处使缺陷处的应力远高于平均应力,以至于未达到材料的理论强度是材料先在此处破坏,这就是高聚物的实际强度总是低于理论强度的原因所在.21. 与低分子相比,高聚物的粘性流动有何特点?1)高分子流动是通过链段位移运动来完成的2)粘度大,流动困难3)高分子流动时伴有高弹形变。

高聚物在流动过程中的形变中部分可逆,流动过程中总形变不仅具有真实流动——塑性形变,而且还伴随着非真实流动——高弹形变。

22. 液体流动曲线有几种类型?各有什么特征?画图示意。

大多数高聚物流体属于哪种类型?牛顿流体:流动规律符合牛顿粘度规律非牛顿流体:流动时不服从牛顿粘度定律的流体。

大多数高聚物流体都属于非牛顿流体。

包括:滨汉姆流体——受外力时,切应力小于一定值不发生流动,当切应力大于屈服应力后,产生牛顿流动。

假塑性流体——随着剪切速率的增加,剪切应力增加的速率有所降低,即表观粘度随着剪切速率或剪切应力的增加而逐渐降低,又称为“切力变稀”流体。

胀塑性流体——随着剪切速率的增加,剪切应力增加的速率增大,即其表观粘度随着剪切应力及剪切速率的增大而增加,故又称为“切力增稠流体”。

依时性流体——在恒定温度和恒定剪切速率下,粘度随时间延长而降低的流体称为触变性流体或摇溶性流体。

23. 分析常用高聚物的普适流动曲线并从大分子链的角度加以解释第一流动区,在较低范围内流动时,τ呈线性关系,符合牛顿粘度定律。

流涎成型、糊塑料及胶乳的括涂、浸渍以及涂料的涂刷等都在这一剪切速率范围内进行。

剪切应力与剪切速率成正比,流体具有恒定的粘度,该区域称为第一牛顿区,对应的粘度称为零切粘度,用η0表示。

第二流动区,不再呈线性关系,表现出非牛顿流体的特征,其粘度随剪切应落或剪切速率的增大而降低,符合假塑性流体的特征,此时对应的粘度称为表观粘度。

粘度的变化表明在该阶段流体的内部分子结构发生了变化。

第三流动区,再呈线性关系,符合牛顿流体的特征,称为第二牛顿区。

很高时,粘度再次保持常数,此时称为“无穷切粘度”,用η∞表示。

更高的话,还会出现第四区(膨胀区)和第五区(湍流区),在极高下,流体的稳定流动遭到破坏,会引起不稳定流动和熔体破裂现象,在通常条件下只能观察到前三个区域。

24. 高聚物流动性的表征方法有哪些?熔体流动速率(MFR),门尼粘度,可塑度,拉伸粘度25. 高聚物熔体的流动弹性效应有哪些?入口效应:外力作用下,熔体由大尺寸机腔流入小尺寸口模,流速由小变大,入口区流线收敛,流动方向上产生速度梯度。

分子链受拉伸力产生拉伸弹性形变,在口型内不能完全松弛掉,出口型后外力作用消失,分子链由伸展重新成卷曲状态,发生出口膨胀。

法向应力效应:高聚物在机头及口型中流动时,受到剪切力的作用,法向应力差产生的弹性形变在出口型后恢复也引起产品膨胀。

26. 何为挤出胀大?产生原因是什么?如何预防?概念:指橡胶等高聚物熔体挤出口型后,挤出物的尺寸及断面形状与口型不同的膨胀原因:外力作用下,熔体由大尺寸机腔流入小尺寸口模,流速由小变大,入口区流线收敛,流动方向上产生速度梯度。

分子链受拉伸力产生拉伸弹性形变,在口型内不能完全松弛掉,出口型后外力作用消失,分子链由伸展重新成卷曲状态,发生出口膨胀。

高聚物在机头及口型中流动时,受到剪切力的作用,法向应力差产生的弹性形变在出口型后恢复也引起产品膨胀。

预防:1)增加模口长度,增大其长径比,这样可使由入口效应产生的弹性变形在口模内得到充分的恢复,减小挤出胀大;2)降低挤出速度,延长流体在口模内的停留时间,使其弹性形变在口模内得到及时恢复;3)升高挤出温度,从而提高大分子的运动能力,缩短松弛时间,使其弹性形变及时恢复。

28. 橡胶的配合体系主要有哪些内容?各体系主要起什么作用?生胶:基体材料,包括橡胶与其它聚合物并用硫化体系:与橡胶大分子起化学反应使橡胶由线性大分子变为三维网状结构,提高橡胶性能,稳定形状补强填充体系:提高力学性能,改善加工性能,降低成本防护体系:延缓橡胶老化,延长制品使用寿命增塑体系:降低粘度,改善加工性能,降低成品硬度特殊体系:阻燃、着色、发泡、抗静电体系等29. 各种橡胶的结构及主要性能特点?1)天然橡胶:不饱和程度高,每一个双键上都有一个侧甲基,不含有极性基团,属于不饱和、结晶性、非极性橡胶性能特点:综合性能最好的橡胶,柔顺性好,弹性较高,结晶性橡胶具有非常好的机械强度,化学反应性较高具有良好的乃屈挠疲劳性、气密性、防水性、点绝缘性、耐热氧老化、臭氧老化性和耐非极性溶性。

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