高分子材料及应用-简答-期末.ppt

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1、通用塑料和工程塑料？通用塑料和工程塑料？通用塑料和工程塑料？通用塑料和工程塑料？列举列举五大通用塑料和五大工程塑料五大通用塑料和五大工程塑料。通用塑料：通用塑料：一般是指产量大、用一般是指产量大、用途广、成型性好、价格途广、成型性好、价格低，性能低，性能一般，主要用于非结构材料一般，主要用于非结构材料，如，如聚乙烯、聚丙烯等。聚乙烯、聚丙烯等。工程塑料：工程塑料：工程塑料是指一类工程塑料是指一类具具有较高的力学性能，能够承受有较高的力学性能，能够承受较较宽的温度宽的温度变化变化范围范围（100100度度150150度）度）和和较苛刻的环境较苛刻的环境条件，并且在此条件，并且在此条件下长时间使用

2、，且条件下长时间使用，且可以作为可以作为结构材料的高分子材料结构材料的高分子材料。通用（通用（PEPE、PPPP、PVCPVC、PSPS、ABSABS）工程（工程（PAPA、PCPC、POMPOM、聚苯醚、热、聚苯醚、热塑性聚酯）塑性聚酯）通用塑料通用塑料工程塑料工程塑料工程塑料主要特性工程塑料主要特性（1）质量轻、相对密度小（2）较高的比强度（3）突出的耐磨性和自润滑性（4）优良的机械性能（5）优良的电绝缘性能（6）化学稳定性（7）优良的吸震、消音、性能（8）较好的制件尺寸稳定性（9）较高的耐热性（10）良好的加工性能1 PE性能性能缺陷缺陷改性改性加工特性加工特性1.1.吸湿性很低，除了加

3、有吸湿性添加剂外，在成型加工前原料不必干燥。2.2.选择合适的熔融流动速率，很重要。3.3.PE结晶能力高，使制品在冷却之后的收缩率高。4.4.聚乙烯熔体在空气中容易被氧化，在加工中应避免熔体与空气直接接触。5.5.原料存放或成型加工时应避免与烃类、矿物油、醇等化学药品接触，以免增加PE制品的应力开裂性应力开裂性。PE突出突出缺陷缺陷缺陷缺陷？改性改性改性改性？缺陷：缺陷：力学性能较低；易燃，耐热性，耐候性差；耐环境应力开裂现象严重。改性：改性：1.交联聚乙烯交联聚乙烯-提高分子间作用力；交联PE的力学性能、耐热性和耐环境应力开裂性大幅度改善。2.氯化聚乙烯氯化聚乙烯（CPE）-改善了材料的耐

4、候性、耐油性，进一步提高了耐化学试剂性，也使材料变成阻燃材料。3.乙烯与乙酸酯共聚物乙烯与乙酸酯共聚物（EVA）-增大了 PE 的冲击强度、印刷性、弹性、柔软性和透明性。2PMMAPMMA的光学性能和应用？的光学性能和应用？的光学性能和应用？的光学性能和应用？PMMA为刚性无色透明材料，光学性能十分优异。性能：性能：透光率可达90%-92%，折射率为1.49，0摄氏度时不大于2%，并可透过大部分紫外线和红外线。应用：应用：光线的全反射装置。PMMAPOMPOM性能性能性能性能均聚甲醛均聚甲醛：由CO键连续构成，结晶度高（75%），Tm=175.共聚甲醛共聚甲醛：少量CC键被引入分子主链，可防止

5、因半缩醛分解而产生的甲醛脱出，所以共聚甲醛的热稳定性较好，但大分子规整度变差，结晶性减弱。POM:特别适合作为轴承使用，尤其是用于某些不允许使用润滑油情况下使用的轴承、齿轮等。POM性能性能3影响弹性体增韧影响弹性体增韧影响弹性体增韧影响弹性体增韧PS PS 冲击强度的主要因素冲击强度的主要因素冲击强度的主要因素冲击强度的主要因素？1.橡胶粒子尺寸：存在一临界值Rc和一最佳值Ro。当R 小于Rc时,橡胶粒子没有增韧作用没有增韧作用;当R 大于Ro时,随着粒子直径的增加 韧性下降韧性下降;只有当R 在Ro附近时,才能获得最大的冲击韧性。2.粒子间距3.界面粘接性能及基材的缠结密度橡胶粒子和基材间

6、要达到一定的粘接强度HIPS/SBR-g-PS(SBR:HIPS/SBR-g-PS(SBR:丁苯橡胶丁苯橡胶丁苯橡胶丁苯橡胶)体系体系体系体系1.大小2种橡胶粒子具有显著的协同增韧作用协同增韧作用,HIPS中的大橡胶颗粒大橡胶颗粒引发了大量的银纹银纹,使相邻银纹间的“基基体层体层”变得很薄；2.分散于HIPS基体中的SBR-g-PS橡胶小粒子橡胶小粒子促进了这些很薄的基体层基体层发生屈服形变屈服形变,从而吸收了大量的断裂应变能,有效地实现了对HIPS的进一步增韧。弹性体弹性体增韧增韧PSHIPS/SBR-g-PS(SBR）体系体系4聚酰胺聚酰胺 (PA)酰胺基团对酰胺基团对酰胺基团对酰胺基团对

7、PAPAPAPA影响影响影响影响？1.酰胺基团上的氢能与另一个酰胺基团上的羰基形成氢键，使酰胺的结构发生结晶化，从而使其具有良好的力学性能、耐油性、耐溶剂性2.酰胺基团使得PA具有很强吸水性，酰胺键比例越大，吸水率越高。PA PA PA PA加工性能？加工性能？加工性能？加工性能？1.1.原料吸收性大，高温时易氧化变色，加料前最好在真空下干燥；2.2.熔体粘度低，流动性大；3.3.收缩率大，需修模；4.4.热稳定性差，易热分解而降低制品性能；5.5.从模具中取出的PA塑料零件，吸收少量水分后，其韧性、冲击强度和拉伸强度都会提高。调湿处理：调湿处理：调湿处理：调湿处理：将制件放于一定温度水、熔化

8、石蜡、矿物油、PVA中进行处理，使其达到吸湿平衡。5PCPCPCPC的优良性能：的优良性能：的优良性能：的优良性能：（1 1）力学性能）力学性能 PC PC具有均衡的刚性和韧性具有均衡的刚性和韧性,拉伸强度高达拉伸强度高达616170MPa,70MPa,有突出的冲击强有突出的冲击强度度,在一般工程塑料中居首位在一般工程塑料中居首位,抗蠕变性能抗蠕变性能优于聚酰胺和聚甲醛。优于聚酰胺和聚甲醛。（2 2）热性能）热性能 PC PC是非结晶性塑料是非结晶性塑料,但由于但由于主链中存在苯环主链中存在苯环,使使PCPC具有较高的耐热性具有较高的耐热性,可在可在70701 12 200的范围内的范围内长期

9、长期使用。使用。（3 3）透明性）透明性 PC PC的透光率为的透光率为87879191,由由于它兼具抗冲击性和耐热性于它兼具抗冲击性和耐热性,因此综合性能因此综合性能优于优于PSPS、PMMAPMMA等其它透明塑料。等其它透明塑料。（4 4）吸水率低、成型收缩率小、尺寸精度）吸水率低、成型收缩率小、尺寸精度高高、良好的电性能。还具良好的电性能。还具一定一定的耐化学腐的耐化学腐蚀性以及蚀性以及很好的耐候性和耐老化能力很好的耐候性和耐老化能力。PCPCPCPC的主要缺点：的主要缺点：的主要缺点：的主要缺点：熔体粘度大熔体粘度大,流动性差流动性差,使成型制件的残使成型制件的残余应力大余应力大,容易

10、产生应力开裂；容易产生应力开裂；耐溶剂、耐碱性差；高温时易水解；耐溶剂、耐碱性差；高温时易水解；摩擦因数大、无自润滑性、不耐磨损、耐摩擦因数大、无自润滑性、不耐磨损、耐疲劳性差。疲劳性差。PC性能性能 结构结构结构结构对对对对性能性能性能性能影响影响影响影响PC分子主链分子主链：柔顺的碳酸酯链与刚性的苯环相连接。苯环苯环：使PC具有很好的力学性能、刚性、耐热性能。醚键醚键：使分子链具有一定的柔顺性。因此因此：PC既刚又韧既刚又韧。PC分子主链的刚性苯环体积效应PC结晶能力较差，基本属于无定型聚合物。酯基酯基：对水很敏感PC在高温下易发生水解现象6聚氨酯聚氨酯纤维纤维纤维纤维，简称氨纶？氨纶的优

11、异性能氨纶的优异性能：突出的高回弹性；优异的抗张强度、抗撕裂强度；耐候、耐紫外线照射能力强；耐化学品、耐洗涤；与染料的亲和性好；其使用形式主要有四种其使用形式主要有四种：裸丝、包芯纱、包覆纱、合捻线。如丝袜、泳衣、舞蹈衣、服装等。PU纤维纤维（氨纶氨纶）聚氨酯聚氨酯胶粘剂胶粘剂胶粘剂胶粘剂 1.聚氨酯胶粘剂中含有很强极性和化学活泼性的异氰酸根、氨基甲酸酯基团，与含有活泼氢的基材，有优良的化学粘接力；2.具备优异的抗剪切强度和抗冲击特性，适用于各种结构性粘合领域，并具备优异的柔韧特性；备优异的橡胶特性，能适应不同热膨胀系数基材的粘合，它在基材之间形成具有软-硬过渡层，不仅粘接力强，同时还具有优异

12、的缓冲、减震功能；4.聚氨酯胶粘剂的低温和超低温性能超过所有其他类型的胶粘剂；PU胶粘剂胶粘剂聚聚氨氨酯酯7改性改性改性改性PPOPPO?PPO缺点：缺点：加工流动性差、易应力开裂、价格昂贵，限制了在工业上的应用。PPO/PS alloy一般选用HIPS，提高加工性；PPO/ABS alloy主要解决PPO耐应力开裂；PPO/PPS alloy进一步提高耐热性、加工性；PPO/PA alloy主要提高韧性；PPO/Glass-fiber主要征对力学性能改性。改性改性PPO性能性能PPOPPO结构对性能的影响结构对性能的影响结构对性能的影响结构对性能的影响?1.分子中含有大量酚基芳香环，使链段内

13、旋转困难，使PPO的Tm升高，熔体粘度增加，加工困难；2.分子链中的两甲基封闭了酚基两个邻位活性点，使PPO刚性增加、耐热性和耐化学腐蚀性提高；3.分子中无可水解基团，因此其耐水性好、吸湿性低、尺寸温度性好、电绝缘性好；4.PPO属于硬而韧给的材料，耐蠕变性好；5.PPO分子链端基为酚氧基，因而耐热氧化性能不好。性能性能性能性能：1.PPO具有很高拉伸强度、模量和抗冲击性；2.具有很好耐热性，长期使用温度为-125到120，同时具有很好阻燃性，不熔滴，具有自熄性；3.优异的电性能，他的介电常数和介电损耗很低，在工程塑料中时最低的；4.具有很好耐化学药品性和耐水性。8粘合剂粘合剂 特点特点 简述

14、涂料的主要组成和作用？简述涂料的主要组成和作用？简述涂料的主要组成和作用？简述涂料的主要组成和作用？主要组成：主要组成：成膜物质、颜料和溶剂。作用：作用：1.成膜物质也称基料，其性质对涂料的性能（如保护性能、力学性能）起主要作用；2.颜料主要起遮盖、赋色和装饰作用，并对表面起抗腐蚀的保护作用；3.溶剂通常是用来溶解成膜物质的易挥发性有机液体。粘合剂的特点？粘合剂的特点？粘合剂的特点？粘合剂的特点？1.可以黏合不同性质的材料，适用范围较广；2.可以黏合异型、复杂结构和大型薄板的结构部件；3.黏合件外形平滑美观，有利于提高空气动力学性能；4.黏合是面粘结，不易产生应力集中，接头有良好的疲劳强度，同

15、时具有优异的密封、绝缘和耐腐蚀性能。涂料涂料组成和作用组成和作用9天然橡胶天然橡胶 性能性能天然橡胶的性能？天然橡胶的性能？天然橡胶的性能？天然橡胶的性能？优点：优点：1.很好的弹性，在通用橡胶仅次于顺丁橡胶；2.较高的力学强度，在外力下拉伸结晶，有自增强性；3.具有良好耐屈挠疲劳性能，滞后损失小，生热低，并具有良好气密性、防水性、点绝缘性和隔热性。4.加工性能好，容易进行塑炼、混炼、压延、压出等。缺点：缺点：耐油性、耐臭氧老化性和耐热氧老化性差。天然橡胶具有高弹性的原因？天然橡胶具有高弹性的原因？天然橡胶具有高弹性的原因？天然橡胶具有高弹性的原因？1.其分子主链上与双键相邻的键容易旋转，分子

16、链柔性好，在常温下呈无定型状态；2.分子链上的侧甲基体积小，数目少，位阻效应小；3.天然橡胶为非极性物质，分子间作用力小，对分子链内旋转约束和阻碍小。10热塑性热塑性弹性体弹性体概念，以及与橡胶的加工区别？概念，以及与橡胶的加工区别？概念，以及与橡胶的加工区别？概念，以及与橡胶的加工区别？概念：概念：在常温下具有橡胶的弹性，高温下可塑化成型的一类弹性体材料。优点：优点：1.取消了传统橡胶的硫化过程，可采用塑料的成型方法，加工工艺简单，成型周期短，生产效率高，成本低；2.加工助剂和配合剂较少，可节省产品质量控制和检测的费用；3.材料可反复使用，有利于资源回收和保护环境；4.产品尺寸精度高，质量轻

17、。缺点：缺点：1.对于橡胶加工厂，需配置新设备才能加工热塑性弹性体；2.加工前需干燥；3.适合大批量生产，小批量生产时成本高。11应用应用应用应用1.改变聚合物表面形状与粗糙度2.提高高分子材料表面浸润性3.提高表面粘附性，制备高性能聚合物合金4.提高表面机械性能5.提高非极性材料表面的电特性6.提高医用材料生物相容性7.结合轨迹刻蚀，制造多孔膜或纳米复合膜离子束离子束辐照表辐照表面改性面改性离子束辐照表面改性离子束辐照表面改性离子束辐照表面改性离子束辐照表面改性作用机理及主要方式作用机理及主要方式1.碰撞碰撞 原子核的弹性碰撞及与电子的非弹性碰撞2.复合复合 离子注入聚合物表面，并失去能量静

18、止下来，形成复合层3.表面交联表面交联 辐照引发高分子表面分子间发生交联4.溅射溅射 高能离子对高分子表面分子链进行剪切，生成挥发性低分子碎片并发生溅射5.新基团生成新基团生成 引发表面形成新的基团或官能团6.高能离子轨道形成高能离子轨道形成 高能离子在高分子内注入后形成轨迹12高分子材料回收利用高分子材料回收利用外观外观鉴别鉴别13高分子材料回收利用高分子材料回收利用燃烧鉴别燃烧鉴别燃烧鉴别燃烧鉴别14黏合剂的选择黏合剂的选择黏合剂的选择黏合剂的选择：非结构型黏合剂，通常为橡胶型黏合剂和热塑性树脂黏合剂。大多数热熔型和压敏型都适用；黏合剂：结构型黏合剂的Tg要高于其使用温度以避免蠕变问题；：

19、橡胶与橡胶-氯丁橡胶、环氧聚酰胺和聚氨酯黏合剂；橡胶与皮革-氯丁橡胶和聚氨酯；橡胶与玻璃钢、酚醛塑料-氰基丙烯酸酯和丙烯酸酯；橡胶与塑料、玻璃或陶瓷-硅橡胶；橡胶与混凝土、石材-氯丁橡胶、环氧胶和氰基丙烯酸酯；橡胶与金属-氯丁-酚醛树脂黏合剂和氰基丙烯酸酯。：环氧、丙烯酸酯及聚氨酯；5.玻璃：玻璃：需考虑透明性和玻璃热胀系数，常用的有环氧树脂、聚乙酸乙烯酯和氰基丙烯酸酯等；：要求室温固化和高粘结强度，绝大多数用环氧树脂，荷载不大可用聚氨酯黏合剂。黏合剂黏合剂 选择选择15橡胶增韧塑料影响因素橡胶增韧塑料影响因素橡胶增韧塑料影响因素橡胶增韧塑料影响因素？1.1.树脂基体的影响；树脂基体的影响；2

20、.2.橡胶相的影响橡胶相的影响 组分含量与尺寸大小组分含量与尺寸大小两相相容性两相相容性玻璃化温度玻璃化温度橡胶粒子形态结构与交联程度；橡胶粒子形态结构与交联程度；3.3.橡胶相与基体树脂之间粘合力的影响。橡胶相与基体树脂之间粘合力的影响。橡胶橡胶增韧增韧橡胶增韧塑料的机理。橡胶增韧塑料的机理。橡胶增韧塑料的机理。橡胶增韧塑料的机理。答：银纹-剪切带-空穴理论认为橡胶颗粒的主要增韧机理包括三个方面：引发和支化大量银纹并桥接裂纹两岸；引发基体剪切形变,形成剪切带；在橡胶颗粒内及表面产生空穴,伴之以空间之间聚合物链的伸展和剪切并导致基体的塑性变形。影响无机刚性粒子增影响无机刚性粒子增影响无机刚性粒

21、子增影响无机刚性粒子增韧韧韧韧PS PS 的主要因素的主要因素的主要因素的主要因素1.是树脂基体对冲击能量的分散能力分散能力;2.是无机刚性粒子表面对冲击能量的吸收能力吸收能力。16用银纹用银纹剪切带剪切带空穴理论解释空穴理论解释PSPSPSPS中加入丁苯中加入丁苯中加入丁苯中加入丁苯橡胶后冲击强度提高橡胶后冲击强度提高橡胶后冲击强度提高橡胶后冲击强度提高的现象。的现象。1.1.答出塑料橡胶增韧机理。答出塑料橡胶增韧机理。2.2.在中加入了丁苯橡胶后在中加入了丁苯橡胶后,橡胶颗粒充作应橡胶颗粒充作应力集中中心力集中中心,诱发大量银纹诱发大量银纹,而且还能支化银纹而且还能支化银纹,另外能够对银纹

22、进行桥接。另外能够对银纹进行桥接。3.橡胶颗粒的另一个重要作用是引发剪切带的形成,剪切带可使基体剪切屈服,吸收大量形变功。4.此外剪切带不仅是消耗能量的重要因素,而且还终止银纹使其不致发展成破坏性的裂纹。此外,剪切带也可使已存在的小裂纹转向或终止。5.在冲击应力作用下,橡胶颗粒发生空穴化作用,这种空穴化作用将裂纹或银纹尖端区基体中的三轴应力转变成平面剪切应力,从而引发剪切带。剪切屈服吸收大量能量,从而大幅度提高抗冲击强度。综上所述,PS中加入丁苯橡胶后冲击强度提高。PS+丁苯丁苯橡胶橡胶17粒子束辐射表面改性主要作用机理和方式？了解表面活性剂；涂料和粘合剂的基础知识、类别、作用和组成、选择标准；通用塑料：PE、PP、PVC、PS类树脂、PS增韧机理、高抗冲PS（HIPS）、ABS树脂、丙烯酸类树脂（PMMA最突出的光学性能）、氨基树脂、聚氨酯（合成）。工程塑料：聚酰胺（吸水性）、PC（结构性能）、PEO、PPO（结构与性能）、聚砜类塑料（了解）、聚芳醚酮类塑料（了解）。天然橡胶涂料和粘合剂功能高分子18