第一章
聚合物合金的概念、合金化技术的特点？
聚合物合金：有两种以上不同的高分子链存在的多组分聚合物体系
合金化技术的特点:1、开发费用低，周期短，易于实现工业化生产。2、易于制得综合性能优良的聚合物材料。3、有利于产品的多品种化和系列化。
热力学相容性和工艺相容性的概念？
热力学相容性：达到分子程度混合的均相共混物，满足热力学相容条件的体系。
工艺相容性：使用过程中不会发生剥离现象具有一定程度相容的共混体系。
如何从热力学角度判断聚合物合金的相容性？
1、共混体系的混合自由能（ΔG
M ）满足ΔG
M
=ΔH
M
-TΔS
M
<0
2、聚合物间的相互作用参数χ
12
为负值或者小的正值。
3、聚合物分子量越小，且两种聚合物分子量相近。
4、两种聚合物的热膨胀系数相近。
5、两种聚合物的溶度参数相近。
*思考如何从改变聚合物分子链结构入手，改变聚合物间的相容性？
1、通过共聚使分子链引入极性基团。
2、对聚合物分子链化学改性。
3、通过共聚使分子链引入特殊相互作用基团。
4、形成IPN或交联结构。
5、改变分子量。
第二章
*列举影响聚合物合金相态结构连续性的因素，并说明分别是如何影响的？
组分比：含量高的组分易形成连续相；
黏度比：黏度低的组分流动性较好，容易形成连续相；
内聚能密度：内聚能密度大的聚合物，在共混物中不易分散，容易形成分散相；溶剂类型：连续相组分会随溶剂的品种而改变；
聚合工艺：首先合成的聚合物倾向于形成连续性程度大的相。
说明聚合物合金的相容性对形态结构有何影响？
共混体系中聚合物间的工艺相容性越好，它们的分子链越容易相互扩散而达到均匀的混合，两相间的过渡区越宽，相界面越模糊，分散相微区尺寸越小。完全相容的体系，相界面消失，微区也随之消失而成为均相体系。两种聚合物间完全不相容的体系，聚合物之间相互扩散的倾向很小，相界面和明显，界面黏接力很差，甚至发生宏观的分层剥离现象。
什么是嵌段共聚物的微相分离？如何控制嵌段共聚物的微相分离结构？
微相分离：由化学键相连接的不同链段间的相分离
控制溶剂、场诱导、特殊基底控制、嵌段分子量来控制
*简述聚合物合金界面层的特性及其在合金中所起的作用。
特性：1、两种分子链的分布是不均匀的，从相区到界面形成一浓度梯度；2、分子链比各自相区内排列松散，因而密度稍低于两相聚合的平均密度；3、界面层内易聚集更多的表面活性剂、其他添加剂、分子量较低的聚合物分子。
作用：力的传递效应；光学效应；诱导效应。
第三章
简述橡胶增韧塑料的形变机理及形变特点。
形变机理：银纹化和剪切带形变
特点：1、橡胶的存在有利于发生屈服形变；2、力学性能受形变机理影响
简述橡胶增韧塑料形变机理的研究方法及影响形变机理的因素。
定量研究：高精度的蠕变仪同时测定试样在张应力作用下的纵向和横向形变
影响因素：树脂基体；应力和应变速率；温度；橡胶含量；拉伸取向
简述橡胶增韧塑料的增韧机理，并列举实例加以说明。
多重银纹化增韧理论：在橡胶增韧的塑料中，由于橡胶粒子的存在，应力场不再是均匀的，橡胶粒子起着应力集中的作用。（脆性玻璃态高聚物受外力作用发生银纹形变时材料韧性很差）
银纹-剪切带增韧机理：银纹和剪切到之间存在着相互作用和协同作用。（ABS 拉伸过程中既有发白现象，又有细颈形成）
试比较橡胶增韧塑料和刚性粒子工程塑料的异同点。
1、增韧剂种类不同；
2、增韧的对象不同；
3、增韧剂含量对增韧效果的影响不同；
4、改善聚合物合金性能的效果不同；
5、增韧机理不同；
6、对两相界面黏结强度的要求是相同
第四章
简述热力学相容性体系、工艺相容体系、完全不相容体系玻璃化转变温度有何特点？
两种聚合物完全相容，共混物体系具有单一的玻璃化转变温度；完全不相容，则具有两个玻璃化转变；工艺相容，聚合共混物仍具有两个T
g
，但峰的位置更靠近。
请用自由体积模型解释传统工艺相容橡胶增韧塑料体系的玻璃化转变温度的特征。
对于工艺相容或力学相容的体系，自由体积的部分是公用化，共混物中只有局部区域（界面层）自由体积是公用的，两组分仍有不同的自由体积分数。如橡胶增韧塑料体系，由于两组分具有一定程度的相容，橡胶相中渗透有部分塑料相的分子或链段，塑料中也必然混有一些橡胶相的分子或链段。因此，橡胶相
的T
g 提高，塑料相的T
g
降低，并且，随着两种聚合物组分相容程度的增加，两
个T
g 愈加靠拢，完全相容就成为一个T
g
。
第六章
简述接枝共聚HIPS蜂窝结构形成机理。（见书83）
分散相不断生成PS，由于体系的黏度愈来愈高，并且聚合过程中形成接枝共聚物，集中于橡胶相粒子的表面，给分散相的PS向连续迁移造成困难。随着PS
含量的增大，当包容的PS超过均相的浓度极限时，分散相的PS便而发生相分离，最终形成PS蜂窝结构。
为什么接枝共聚HIPS的力学性能优于机械共混HIPS。
1、橡胶颗粒包含有相当多的PS，橡胶相体积分数大，减小橡胶颗粒间的距离，使少量的橡胶发挥着较大的橡胶相体积分数的作用，强化增韧效果；
2、两相界面分散着PB-g-PS共聚物改善了界面亲和性，提高界面黏接力，有利于力学强度、冲击韧性的提高。
3、分散相中包容有PS，其分散相模量高，使得不会因为橡胶相的存在，使模量、强度降低过多。
4、蜂窝状结构HIPS，大量银纹的形成和发展，从而吸收更多的冲击能，使冲
击强度提高。
简述ABS的相态结构及影响相态结构的因素。
相态结构：由苯乙烯/丙烯晴的无规共聚物（SAN）为连续相，聚丁二烯或丁苯
橡胶为分散相，以及“就地”接枝聚合形成的共聚物组分的两相体系。
因素：橡胶相的组成、交联度；橡胶的粒径；共聚物的接枝度，接枝层厚度
简述环氧树脂增韧的几个途径。
1、用弹性体、热塑性塑料增韧；
2、通过改变环氧树脂交联网络网络化学结构，以提高网络链分子的活动能力。
3、使弹性体和环氧树脂形成互穿网络结构；
4、通过控制分子交联状态的不均匀性，形成有利于塑性变形的非均匀结构。
用具有活性端基的液体橡胶增韧环氧树脂效果显著，但液体橡胶必须具备什么
样的条件？
1、至少带有两个可与环氧树脂反应的活性端基；
2、在固化反应前，液体橡胶
能溶于环氧树脂中，以利于两组分进行反应；3、固化反应进行到一定程度能发生相分离，形成两相结构。
简述CTBN中丙烯腈（AN）含量、CTBN的分子量、固化剂类型、固化温度等对
环氧树脂增韧的影响。（见书112）
热塑性弹性体的概念?
高分子合金的重要组成部分，一种兼备橡胶和热塑性塑料特性的材料，在室温
下显示橡胶的特性，在高温下又能塑化成型。
简述TPV相态结构形成机理。（见书131）
橡胶组分具有足够的交联程度及共混过程存在足够大的剪切力作用
第八章
简述制造碳/碳复合材料时碳纤维和基体的选择条件及依据
1、在制造碳/碳复合材料时，对碳纤维的基本要求是碱金属等杂质含量尽量低，具有高强度、高模量和较大的断裂伸长率。
2、用于耐烧蚀材料使用的碳/碳复
合材料要求钠等碱金属含量愈低愈好，因为碱金属是碳的氧化催化剂。3、采用高模中强或高强中模碳纤维制造碳/碳复合材料时，不仅强度和模量的利用率高，而且具有优异的热性能。
作为生物体材料必须满足的基本生物学要求和力学要求条件分别是什么？目前
已经研发出的生物体复合材料有哪些
1、化学性质稳定，不会因与生物组织接触而发生变化；
2、生物适应性好，包
括组织适应性和血液适应性，不产生排斥反应和凝血现象；3、不显毒性和过敏反应，无致癌和抗原性；4、不产生新陈代谢；5、生物体内不产生劣化和分解；
7、强度高，弹性好，硬度适中，耐疲劳和抗磨损。
聚合物基复合材料的特点，列举某一种材料的应用情况？
以有机聚合物为基体，纤维类增强材料为增强剂的复合材料。纤维的高强度、
高模量的特性使它成为理想的承载体。基体材料由于其黏接性能好，把纤维牢
固地黏结起来。同时，基体又能使载荷均匀分布，并传递给纤维，允许纤维承
受压缩和剪切载荷。
（例子自己找，这可是李老师点名的重点）
第九章
填充剂的基本特性有哪些？对填充剂改性体系的性能有什么影响？
填料的细度：保持基体原有的力学性能；
填料的形状：显著改善材料的刚性；
填料的表面特性：改善其表面特性；
填料的密度与硬度：密度增大，不利于材料的轻量化；
其他特性：填料的含水性和色泽
比较单螺杆挤出机和双螺杆挤出机的优缺点。
单螺杆挤出机，设计简单，制造容易，但混炼效果差，不易粉料加工，生产效率低，有较大的局限性。双螺杆挤出机，进料稳定，混合分散效果好，改性混合效果好，物料在机桶里停留时间短，产量高，机桶有自洁作用。
第十章
聚合物基复合材料的成型工艺与其他材料加工工艺相比有哪些特点？
材料的形成和制品的成型是同时完成的；基体的形状改变较大；而增强材料变化不大；工艺水平直接影响材料或制品的性能；树脂基复合材料的成型比较方便。
*简述各种成型工艺的特点。
手糊成型工艺，喷射成型工艺，带压成型工艺，模压成型工艺，拉挤成型工艺
（重点掌握1，4，5）
第十一章
请简述界面层的形成过程。目前界面层的作用机理主要有哪些?
复合材料的界面形成包括两个阶段：第一阶段是增强材料要与基体材料之间的浸渍；第二阶段是增强材料要与基体材料间通过相互作用使界面固定下来，形成固定的界面层。
作用机理：化学键理论；弱边界层理论；物理吸附理论；机械黏结理论
碳纤维的表面处理方法有哪些？各自有什么特点？
氧化法:使用的设备简单，容易实现连续化处理；
气相沉积法：工艺较复杂，不易连续化、工业化，均匀性也差；
电沉积与电聚合法：可使聚合材料的层间剪切强度、冲击强度以及韧性得到提高；
等离子处理法：反应温度低，操作简单，经济实用；
分子自组装法：实现了纤维表面官能团的可控性以及复合材料微界相区的可控
定向性
复合材料常用的界面分析技术有哪些？它们主要用于研究复合材料的哪些性质？
红外光谱法：红外辐射的能量低，不会对高聚物产生破坏；
电子显微镜法：对聚合物表面材料及复合材料的断面进行研究；
X射线光电子能谱：测定试样表面的元素组成、试样表面基团和含量
反气相色谱法：表征材料的表面活性；
原子力显微镜：测量聚合物薄膜的相分离以及界面能。
第十二章
聚合物基复合材料有哪些力学性能特点？
比强度高，各向异性，弹性模量和层间剪切强度低，性能分散性大，疲劳性能
随着静态强度的提高而增大。
聚合物基复合材料设计过程中原材料的选择应满足哪些原则？
1.比强度、比刚度高的原则
2.材料与结构的使用环境相适应的原则
3.满足结构特殊性能要求的原则
4.满足工艺性要求的原则
5.成本低、效益高的原则
聚合物基复合材料单层设计板设计时，应考虑哪些性能参数？如何确定？
单层树脂含量、刚度和强度
*举例说明复合物基复合材料在汽车、船舶、飞机、建筑、机械设备和体育用
品方面的应用。（重点）
第十三章
纳米与纳米科技的定义。
纳米：分子尺寸介于1-100nm
纳米科技：在纳米尺寸范围内认识和改造自然。
纳米复合材料的定义及分类。(分类见书270)
由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固体材料
纳米颗粒的制备方法有哪些？
1.溶胶—凝胶法（①直接将可溶性聚合物嵌入无机网络②嵌入的聚合物与无机
网络有共价键作用③有机—无机互穿网络）
2.层间插入法（①熔融插层聚合②溶液插层聚合③高聚物熔融插层④高聚物溶
液插层）
3.共混法（①溶液共混②熔融共混③乳液共混④机械共混）
4.原位聚合法
*聚合物基纳米复合材料的制备方法有哪些，并简要说明复合材料的特性。
溶胶-凝胶法；层间插入法；共混法；原位聚合法；分子的自组装及组装；辐射合成法
第十四章
聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料的制备方法主要有几种？
插层聚合法：将聚合物单体分散、插层进入层状硅酸盐片层中，然后原位聚合，利用聚合时发出的大量的热，克服硅酸盐片层间的库伦力，使用剥离，从而使
硅酸盐片层与聚合物基体以纳米尺度相复合。
聚合物插层法：将聚合物熔体或溶液与层状硅酸盐混合，利用动力学或热力学
作用使层状硅酸盐剥离成纳米尺度的片层并均匀分散在聚合物单体中
简述聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料的结构和分类。
普通型：材料中黏土片层紧密堆积，分散相状态为大尺寸颗粒状，黏土片层之
间并无聚合物插入
插层型：聚合物基体的分子链插层进入层状硅酸盐的层间，使层状硅酸盐的层
间距扩大到热力学允许的平衡距离；
剥离型：以单个片层的形式均匀分散在聚合物基体中，黏土分散水平接近于分
子水平
与常规聚合物基复合材料相比，聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料的主要特点是什么？
*可用哪些材料研究方法对聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料进行研究
透射电镜观察；广角X射线衍射；小角X射线散射
第十五章
*简述一步法合成PA6/天然黏土纳米复合材料的工艺流程
图解，见书301
PET/层状硅酸盐纳米复合材料具备哪些特点？
结晶性能：MMT能够促进PET的结晶，加快PET的结晶速率。
逐渐下降，表现出假塑性流体的特征流变性能：随着γ的增大，η
a
力学性能：拉伸强度略有下降，热变形温度提高非常明显
气液阻隔性能
*简述插层聚合法制备PP/蒙脱土纳米复合材料。
图解，见书321
生物可降解聚合物纳米复合材料的制备方法有哪些？
聚合物或预聚物溶液插层；原位插层；熔融插层
16、17、18章有名词解释，标有*需注重看
1.功能高分子概述 功能高分子材料是指那些具有独特物理特性（如光，电，磁灯）或化学特性（如反应，催化等）或生物特性（治疗，相容，生物降解等）的新型高分子材料 主要研究目标和内容：新的制备方法研究，物理化学性能表征，结构与性能的关系研究，应用开发研究。 2.构效关系分析 官能团的性质与聚合物功能之间的关系，功能高分子中聚合物骨架的作用，聚合物骨架的种类和形态的影响。 3.什么叫反应型高分子？应用特点？ 反应型功能高分子材料是指具有化学活性，并且应用在化学反应过程中的功能高分子材料，包括高分子试剂和高分子催化剂。 应用特点：具有不溶性，多孔性，高选择性和化学稳定性，大大改进了化学反应的工艺过程，且可回收再用。 4.常用的氧化还原试剂，卤代试剂，酰基化试剂分别有哪些？ 常用的氧化还原试剂：醌型，硫醇型，吡啶型二茂铁型，多核芳香杂环型。 卤代试剂：二卤化磷型，N-卤代酰亚胺型，三价碘型。 酰基化试剂（分别使氨基，羧基和羟基生成酰胺，酸酐和酯类化合物）：高分子活性酯和高分子酸酐。 5.高分子酸碱催化剂的制备及应用 阳离子交换树脂：苯乙烯与少量二乙烯基苯共聚，可得到交联聚苯乙烯，将交联聚苯乙烯制成微孔状小球，再在苯环上引入磺酸基、羧基、氨基等，可得到各种阳离子交换树脂。 CH=CH 2 CH=CH 2 CH=CH 2+CH-CH 2-CH-CH 2 CH-CH 2 CH-CH 2n CH-CH 2 CH-CH 2 CH-CH 2CH-CH 2 CH-CH 2 CH-CH 2 交联苯乙烯 P P SO 3H + H 2SO 4(发烟)+ H 2O 交联苯乙烯强酸性阳离子交换树脂水处理剂、酸性催化剂 阳离子交换树脂还能代替硫酸作催化剂，产率高，污染少，便于分离 阴离子交换树脂：在交联苯乙烯分子中的苯环上引入季铵碱基，则得到阴离子交换树脂
界面及界面改性方法 界面结合强度低，则增强纤维与基体很容易分离，在材料的断面可观察到脱粘、纤维拔出、纤维应力松弛等现象，起不到增强作用；但界面结合强度太高，则增强纤维与基体之间应力无法松弛，形成脆性断裂。 在研究和设计界面时，不应只追求界面粘结而应考虑到最优化和最佳综合性能。 1、聚合物基复合材料界面 界面结合有机械粘接与润湿吸附、化学键结合等。 大多数界面为物理粘结，结合强度较低，结合力主要来自如色散力、偶极力、氢键等物理粘结力。 偶联剂与纤维的结合（化学反应或氢键）也不稳定，可能被环境（水、化学介质等）破坏。一般在较低温度下使用，其界面可保持相对稳定。增强剂本身一般不与基体材料反应。 聚合物基复合材料界面改性原则： 1）在聚合物基复合材料的设计中，首先应考虑如何改善增强材料与基体间的浸润性。一般可采取延长浸渍时间，增大体系压力、降低熔体粘度以及改变增强体织物结构等措施。２）适度的界面结合强度 ３）减少复合材料中产生的残余应力 ４）调节界面内应力和减缓应力集中 聚合物基体复合材料改性方法 １、颗粒增强体在热塑性聚合物基体加入两性相溶剂(增容剂)，则能使液晶微纤与基体间形成结合良好的界面 ２、纤维增强体复合材料界面改善 a)纤维表面偶联剂 b)涂覆界面层 c)增强体表面改性 2、金属基复合材料界面 金属基体在高温下容易与增强体发生不同程度的界面反应，金属基体多为合金材料，在冷却凝固热处理过程中还会发生元素偏聚、扩散、固溶、相变等。 金属基复合材料界面结合方式有化学结合、物理结合、扩散结合、机械结合。总的来讲，金属基体复合材料界面以化学结合为主，有时也会出现几种界面结合方式共存。 金属基体复合材料的界面有3种类型：第一类界面平整、组分纯净，无中间相。第二类界面不平直，由原始组分构成的凸凹的溶解扩散型界面。第三类界面中含有尺寸在亚微米级的界面反应物。多数金属基复合材料在制备过程中发生不同程度的界面反应。 金属基复合材料的界面控制研究方法： 1）对增强材料进行表面涂层处理在增强材料组元上预先涂层以改善增强材料与基体的浸润性，同时涂层还应起到防止发生反应的阻挡层作用。 2）选择金属元素改变基体的合金成分，造成某一元素在界面上富集形成阻挡层来控制界面反应。尽量避免选择易参与界面反应生成脆硬界面相、造成强界面结合的合金元素 3）优化制备工艺和参数金属基体复合材料界面反应程度主要取决于制备方法和工艺参数，因此优化制备工艺和严格控制工艺参数是优化界面结构和控制界面反应的有效途径。 3、陶瓷基复合材料的界面 陶瓷基体复合材料指基体为陶瓷材料的复合材料。增强体包括金属和陶瓷材料。界面结合方式与金属基体复合材料基本相同，有化学结合、物理结合、机械结合和扩散结合，其中以化学结合为主，有时几种结合方式同时存在。 陶瓷基体复合材料界面控制方法
1功能高分子材料的特点：①产量小，产值高，制造工艺复杂 ②有与常规聚合物明显不同的物理化学性能，并具有某些特殊功 能 ③既可以单独使用，也可与其它材料复合制成构建，实现结构/ 功能一体化 一次功能：向材料输入的信息能量与从材料输出的信息能量属于同一种形式，即材料仅起能量和信息传递作用时，称这种功能为一次功能 二次功能：材料输入和输出的能量具有不同形式，材料其能量转化作用，这种功能称二次功能 2功能材料的分类：①按功能分类：物理功能高分子，化学功能高分子，生物功能和医用高 分子，其它功能高分子 ②按性质和功能分类：反应型高分子材料，光敏型高分子材料，电活性 高分子材料，膜型高分子材料，吸附性高分子材料，高性能工程材料， 医用高分子材料，其他功能高分子材料 3制备：化学法：①功能型小分子高分子化②已有通用高分子材料功能化 物理法：①聚合物包埋法 ②已有通用高分子材料的功能化的物理方法：小分子高分子共混等③功 能高分子在读功能化的物理方法 表征途径：红外，X射线衍射，透射电镜，扫描电镜 第二章 1离子交换树脂功能：离子交换功能，催化功能，吸附功能，脱水功能，脱色功能 应用：水处理，环境保护，海洋资源利用，冶金工业，原子能工业，食品工 业，化学合成 2絮凝剂特点：用量少，ph适用范围广，受盐类及环境影响较小，污泥量少，处理高效，应用广，天然絮凝剂基本元素，易老化降解，不造成二次污染 作用原理：①带电絮凝剂可与带反电荷的微粒使电荷中和，降低双电层厚度使碰撞增加 ②一个分散微粒可以同时吸附两个以上的高分子链，在高分子链间起吸附架桥 作用，由高分子链包覆使微粒变大，加速沉降 ③一个高分子链也可同时吸附两个以上微粒，高分子乐意在多出与微粒结合 一同下降 影响因素：①分子链结构的影响 ②悬浮体系的性质：固体微粒种类、粒径、电量、含量，介质ph值，温度 ③使用方法影响 3高吸水性树脂吸水机理：因为其具有天然或合成的高分子电解质三维交联结构，首先由于 树脂中亲水基团与水形成氢键，产生相互作用，水进入树脂而使 其溶胀，但交联构成的三维结构又阻止树脂的溶解，此后，吸水 后高分子中电解质形成离子相互排斥而导致分子扩展，同时产生 的由外向内的浓度差又使得更多的水进入树脂，是树脂的三维结 构扩展，但是交联结构又阻止其扩展继续，最后扩展和阻止扩展 力达到平衡，水不再进入树脂内，热吸附的水也被保持在书之内 构成了含有大量水的凝胶状物质。 吸水能力：与树脂交联密度，亲水性，电荷密度，离子交联密度等有关
1.复合材料的分类方法？ 复合材料的分类方法也很多。常见的有以下几种。 按基体材料类型分类聚合物基复合材料以有机聚合物(主要为热固性树脂、热塑性树脂及橡胶)为基体制成的复合材料。 金属复合材料以金属为基体制成的复合材料，如铝墓复合材料、铁基复合材料等。 无机非金属基复合材料以陶瓷材料(也包括玻璃和水泥)为基体制成的复合材料。 按增强材料种类分类 玻璃纤维复合材料。 碳纤维复合材料。 有机纤维(芳香族聚酰胺纤维、芳香族聚酯纤维、高强度聚烯烃纤维等)复合材料。 金属纤维(如钨丝、不锈钢丝等)复合材料。 陶瓷纤维(如氧化铝纤维、碳化硅纤维、翩纤维等)复合材料。 此外，如果用两种或两种以上的纤维增强同一基体制成的复合材料称为“混杂复合材料”。混杂复合材料可以看对免戈趁两种或多种单一纤维复合材料的相互复合，即复合材料的“复合材料”。 按增强材料形态分类 连续纤维复合材料作为分散相的纤维，每根纤维的两个端点都位于复合材料的边界处。 短纤维复合材料短纤维无规则地分散在基体材料中制成的复合材料。 粒状填料复合材料微小颗粒状增强材料分散在基体中制成的复合材料。 编织复合材料以平面二维或立体三维纤维编织物为增强材料与基体复合而成的复合材料。 按用途分类 复合材料按用途可分为结构复合材料和功能复合材料。 2.举例说明复合材料在现代工业中的应用？ <1>建筑工业中，复合材料广泛应用于各种轻型结构房屋，建筑装饰、卫生洁具、冷却塔、储水箱、门窗及其门窗构件、落水系统和地面等。 <2>化学工业中，复合材料主要应用于防腐蚀管、罐、泵、阀等。 <3>交通运输方面，如汽车制造业中，复合材料主要应用于各种车身结构件、引擎罩、仪表盘、车门、底板、座椅等；在铁路运输中用于客车车厢、车门窗、水箱、卫生间、冷藏车、储藏车、集装箱、逃生平台等。
第一章 聚合物合金的概念、合金化技术的特点？ 聚合物合金：有两种以上不同的高分子链存在的多组分聚合物体系 合金化技术的特点:1、开发费用低，周期短，易于实现工业化生产。2、易于制得综合性能优良的聚合物材料。3、有利于产品的多品种化和系列化。 热力学相容性和工艺相容性的概念？ 热力学相容性：达到分子程度混合的均相共混物，满足热力学相容条件的体系。 工艺相容性：使用过程中不会发生剥离现象具有一定程度相容的共混体系。 如何从热力学角度判断聚合物合金的相容性？ 1、共混体系的混合自由能（ΔG M ）满足ΔG M =ΔH M -TΔS M <0 2、聚合物间的相互作用参数χ 12 为负值或者小的正值。 3、聚合物分子量越小，且两种聚合物分子量相近。 4、两种聚合物的热膨胀系数相近。 5、两种聚合物的溶度参数相近。 *思考如何从改变聚合物分子链结构入手，改变聚合物间的相容性？ 1、通过共聚使分子链引入极性基团。 2、对聚合物分子链化学改性。 3、通过共聚使分子链引入特殊相互作用基团。 4、形成IPN或交联结构。 5、改变分子量。 第二章 *列举影响聚合物合金相态结构连续性的因素，并说明分别是如何影响的？ 组分比：含量高的组分易形成连续相； 黏度比：黏度低的组分流动性较好，容易形成连续相； 内聚能密度：内聚能密度大的聚合物，在共混物中不易分散，容易形成分散相；溶剂类型：连续相组分会随溶剂的品种而改变； 聚合工艺：首先合成的聚合物倾向于形成连续性程度大的相。 说明聚合物合金的相容性对形态结构有何影响？
共混体系中聚合物间的工艺相容性越好，它们的分子链越容易相互扩散而达到均匀的混合，两相间的过渡区越宽，相界面越模糊，分散相微区尺寸越小。完全相容的体系，相界面消失，微区也随之消失而成为均相体系。两种聚合物间完全不相容的体系，聚合物之间相互扩散的倾向很小，相界面和明显，界面黏接力很差，甚至发生宏观的分层剥离现象。 什么是嵌段共聚物的微相分离？如何控制嵌段共聚物的微相分离结构？ 微相分离：由化学键相连接的不同链段间的相分离 控制溶剂、场诱导、特殊基底控制、嵌段分子量来控制 *简述聚合物合金界面层的特性及其在合金中所起的作用。 特性：1、两种分子链的分布是不均匀的，从相区到界面形成一浓度梯度；2、分子链比各自相区内排列松散，因而密度稍低于两相聚合的平均密度；3、界面层内易聚集更多的表面活性剂、其他添加剂、分子量较低的聚合物分子。 作用：力的传递效应；光学效应；诱导效应。 第三章 简述橡胶增韧塑料的形变机理及形变特点。 形变机理：银纹化和剪切带形变 特点：1、橡胶的存在有利于发生屈服形变；2、力学性能受形变机理影响 简述橡胶增韧塑料形变机理的研究方法及影响形变机理的因素。 定量研究：高精度的蠕变仪同时测定试样在张应力作用下的纵向和横向形变 影响因素：树脂基体；应力和应变速率；温度；橡胶含量；拉伸取向 简述橡胶增韧塑料的增韧机理，并列举实例加以说明。 多重银纹化增韧理论：在橡胶增韧的塑料中，由于橡胶粒子的存在，应力场不再是均匀的，橡胶粒子起着应力集中的作用。（脆性玻璃态高聚物受外力作用发生银纹形变时材料韧性很差） 银纹-剪切带增韧机理：银纹和剪切到之间存在着相互作用和协同作用。（ABS 拉伸过程中既有发白现象，又有细颈形成） 试比较橡胶增韧塑料和刚性粒子工程塑料的异同点。 1、增韧剂种类不同； 2、增韧的对象不同； 3、增韧剂含量对增韧效果的影响不同； 4、改善聚合物合金性能的效果不同； 5、增韧机理不同； 6、对两相界面黏结强度的要求是相同 第四章
第一章功能高分子材料概述 1.高性能高分子材料定义：对外力有特别强的抵抗能力的高分子材料。 2.功能高分子材料定义：当受外部刺激时，能以化学或物理方式，表现出与常规高分子明显不同的物理化学性质并具有某些特殊功能的高分子。 3.功能高分子材料的构效关系：是指功能高分子材料结构变化与所引起性能变化之间的因果关系。 4.功能高分子中官能团的作用 ①功能取决于所含官能团 如：高分子氧化剂中的过氧酸基 N，N-二取代联吡啶的电致发光功能 季胺基、磺酸基的离子交换功能 ②官能团与聚合物骨架协同作用 固相合成试剂(聚对氯甲基苯乙烯) ③官能团与聚合物骨架不同区分 主链型聚合物液晶(致晶原在主链上) 导电高分子(具有线性共轭结构的聚乙炔、聚苯胺) ④官能团只起辅助作用 改善溶解性、降低Tg 5.功能高分子中聚合物骨架的作用 ①稳定作用、离子交换树脂中的三维网状高分子 ②机械支撑作用 ③模板作用,高分子骨架的空间限制立体选择合成及光学异构体的合成 6.聚乙烯醇的制备及与小分子化合物反应使其功能化的路线。 聚醋酸乙烯酯用甲醇醇解可制得聚乙烯醇。酸和碱都有催化作用。 聚乙烯醇的功能化
7.功能高分子的制备技术 ①功能性小分子的高分子化 功能性小分子的高分子化可利用聚合反应，如共聚、均聚等；也可将功能性小分子化合物通过化学键连接的化学方法与聚合物骨架连接，将高分子化合物作为载体；甚至可通过物理方法，如共混、吸附、包埋等作用将功能性小分子高分子化。 如：将小分子过氧酸引入高分子骨架后形成的高分子过氧酸，挥发性和溶解性下降，稳定性提高；N, N－二甲基联吡啶经过高分子化后，可将其修饰固化到电极表面，便可以成为固体显色剂和新型电显材料；将青霉素与乙烯醇－乙烯胺共聚物以酰胺键相结合，得到水溶性的药物高分子，这种高分子青霉素在人体内的停留时间为低分子青霉素的30～40倍。 ②已有高分子材料的功能化 利用化学反应将活性功能基引入聚合物骨架，从而改变聚合物的物理化学性质，赋予其新的功能。如，聚苯乙烯与氯甲醚反应可以得到聚对氯甲基苯乙烯，将这种氯甲基化的聚苯乙烯在二甲基亚砜中用碳酸氢钾处理，可形成聚对甲醛苯乙烯，进一步氧化则可得到高分子过氧酸。 ③多功能材料的复合及已有功能高分子的功能扩展。 如以微胶囊的形式将功能性小分子包埋在高分子材料中；又如在离子交换树脂中的离子取代基邻位引入氧化还原基团，如二茂铁基团，以该法制成的功能材料对电极表面进行修饰，修饰后的电极对测定离子的选择能力受电极电势的控制。 第二章离子交换树脂和吸附树脂 1.离子交换树脂：是指具有离子交换基团的高分子化合物。它具有一般聚合物所没有的新功能-离子交换功能，本质上属于反应性聚合物。 2.从离子交换树脂出发，还引申发展了一些很重要的功能高分子材料。如离子交换纤维、吸附树脂、螯合树脂、聚合物固载催化剂、高分子试剂、固定化酶等。 3. 离子交换纤维：是在离子交换树脂基础上发展起来的一类新型材料。其基本特点与离子交换树脂相同，但外观为纤维状，并还可以不同的织物形式出现，如中空纤维、纱线、布、无纺布、毡、纸等。 4.吸附树脂：也是在离子交换树脂基础上发展起来的一类新型树脂，是指一类多孔性的、高度交联的高分子共聚物，又称为高分子吸附剂。这类高分子材料具有较大的比表面积和适当的孔径，可从气相或溶液中吸附某些物质。 5.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，外形一般为颗粒状。树脂由三部分组成： 三维空间结构的网络骨；骨架上连接的可离子化的功能 基团；功能基团上吸附的可交换的离子。 聚苯乙烯型阳离子交换树脂的示意图
聚合物基复合材料 高分子专业考试复习资料 现已完结，另有小抄版本稍后更新 第二章增强材料 2.2玻璃纤维 2.21分类 (1)根据化学组成(含碱量)分为：1%以下的无碱纤维,2%-6%的低碱纤维,10%-16%的有碱纤维。 (2)根据外观形状分为：长纤维、短纤维、空心纤维、卷曲纤维。 (3)根据纤维特性分为：高强度(S)、高模量(M)、耐高温、耐碱(G)、普通纤维。 2.2.1成分与作用:氧化硅SiO2：物质基础、骨架 氧化铝Al2O3 ：降析晶和膨胀系数,提高稳定性和强度 氧化钙氧化镁：降低高温时粘度，促进熔化、澄清、提高拉丝速度 氧化硼B2O3 氧化铁Fe2O3 碱金属；助熔，提高流动性 2.2.2玻璃纤维物理化学性能： 物理性能：直径5~20微米，密度2.4~2.7 g/cm3；力学性能影响因素（P11）；耐热性高，绝缘性取决于组成、温度和湿度 化学性能：直径越小，稳定性越低；碱金属氧化物含量越高，稳定性越低 2.2.3玻璃纤维及制品的生产工艺：（1）坩埚法（2）池窑法 2.2. 3.1池窑法：多种原材料按不同比例混合均匀送入池窑熔化成玻璃液，玻璃液经过澄清，降温后流入支路上的铂铑合金漏板。漏板上布满了100～4000个的小孔，玻璃被拉丝机从这些小孔中拉出，即成玻璃纤维。 池窑法的优点：省去制球工艺，简化工艺流程，效率高；池窑容量大，生产能力高；对窑温、液压、压力、流量和漏板温度可实现自动化集中控制，所得产品质量稳定；适用于采用多孔大漏板生产粗玻璃；废产品易于回炉。 2.3芳纶纤维：芳香族聚酰胺树脂纺成的纤维 分类：全芳族聚酰胺纤维；杂芳族聚酰胺纤维 2.3.1芳纶纤维的制备： 2.3.2芳纶纤维的结构与性能 结构：线型刚性伸直链，分子间氢键，高度结晶，超分子结构 性能：优异的拉伸强度、拉伸模量，低密度，优良的减震性能，耐磨性、耐冲击性、抗疲劳性、尺寸稳定性，良好的耐化学腐蚀性，低膨胀、低导热、不燃、不熔以及优良的介电性能。 2.4碳纤维 2.4.1分类：聚丙烯腈基碳纤维；沥青基碳纤维；纤维素基碳纤维；酚醛基碳纤维；其它有机纤维基碳纤维 2.4.2国产碳纤维存在的主要问题：1）原丝质量与国外比还存在差距。2）大部分国产碳纤维未经过表面处理，制成复合材料层间剪切强度偏低。3）尚未形成经济规模，价格太贵，成本组成不合理。4）品种单一、规格单一，碳纤维来源大部分依赖于进口。 2.4.3碳纤维的制造方法：基本步骤：1）纤维化，聚合物熔化或溶解后制成纤维；2）稳定（氧化或热固化），200~450o C空气中进行；3）碳化，1000~2000o C惰性气体保护，含碳量85~99%；4）石墨化，2500o C以上氩气保护，含碳量99%以上 2.4.4原丝的制备：a.聚合 加入共聚单体的目的：①使原丝予氧化时既能加速大分子的环化，又能缓和纤维化学反应的激烈程度，使反应易于控制；②并可大大提高预氧化及碳化的速度；③有利于预氧化过程的牵伸。共聚单体的种类：在众多的共聚单体中，不饱和羧酸类：如甲基丙烯酸、丙烯酸、丁烯酸、顺丁烯二酸、甲基反丁烯酸等占有重要位置。
1功能高分子材料的特点：①产景小，产值高，制造丁.艺复杂 ②有与常规聚合物明显不同的物理化学性能，并具有某些特殊功 fib ③既可以单独使用，也可与M:它材料复合制成构建，实现结构/ 功 能一体化 一次功能：向材料输入的信息能量与从材料输山的信息能量属于hd—种形式，即材料仅起能量和信息传递作用时，称这种功能为一次功能 二次功能：材料输入和输出的能景具奋不同形式，材料其能量转化作川，这种功能称二次功能2功能材料的分类：①按功能分类：物理功能高分了，化学功能高分了，生物功能和民用高分子，其它功能高分子 ②按性质和功能分类：反应型高分了材料，光敏型高分了材料，电活性高 分子材料，膜型高分子材料,吸附性高分子材料,高性能工程材料，医用 高分子材料，其他功能高分子材料 3制备：化学法：①功能型小分了高分了?化②已冇通用高分了?材料功能化物理法：①聚合物包埋法 ②已有通用高分子材料的功能化的物理方法：小分子高分子共混等③功能高 分子在读功能化的物理方法 表征途径：红外，X射线衍射，透射电焼，扫描电镜 第二章 1离子交换树脂功能：离子交换功能，催化功能，吸附功能，脱水功能，脱色功能 应用：水处理，环境保护，海洋资源利用，冶金工业，原子能工业，食品工 业，化学合成 2絮凝剂特点：川量少，ph适川范围广，受盐类及环境影响较小，污泥量少，处理髙效，应用广，天然絮凝剂基本元素，易老化降解，不造成二次污染作用原理：①带电絮凝剂吋与带反电荷的微粒使电荷中和，降低双电层厚度使碰撺增加② 一个分散微粒可以同吋吸附两个以上的高分子链，在高分子链间起吸附架桥作用， 曲高分子链包覆使微粒变大，加速沉降 ③一个高分了链也可同时吸附两个以上微粒，高分了?乐意在多出与微粒结合一 同下降 影响因素：①分子链结构的影响 ②悬浮体系的性质：固体微粒种类、粒径、电量、含暈，介质ph值，温度 ③使用方法影响 3高吸水性树脂吸水机理：因为艽具冇天然或介成的岛分子电解质三维交联结构，首先由于树脂 中亲水基团与水形成鉍键，产生相互作用，水进入树脂而使其溶胀， 俏交联构成的三维结构乂阻止树脂的溶解，此后，吸水后高分子中 电解质形成离子相互排斥而导致分子扩展，同时产生的由外h'd A 的浓度差又使得更多的水进入树脂，是树脂的三维结构扩展，似足 交联结构乂阻止其扩展继续，最后扩展和阻止扩展力达到平衡，水 不再进入树脂内，热吸附的水也被保持在书之内构成了含有大量水 的凝胶状物质。 吸水能力：与树脂交联密度，亲水性，电荷密度，离子交联密度等奋关
2014学年度第 一 学期课程考试 《复合材料》本科 试卷(B 卷) 注意事项:1、 本试卷共 六 大题,满分100分,考试时间90分钟,闭卷; 2、 考前请将密封线内各项信息填写清楚; 3、 所有答案必须写在试卷上,做在草稿纸上无效; 4.考试结束,试卷、草稿纸一并交回。 一、 选择 题分,(30每题2分) 【得分: 】 1、复合材料中的“碳钢”就是( ) A 、玻璃纤维增强Al 基复合材料。 B 、玻璃纤维增强塑料。 C 、碳纤维增强塑料。 D 、氧化铝纤维增强塑料。 2、材料的比模量与比强度越高( ) A 、制作同一零件时自重越小、刚度越大。 B 、制作同一零件时自重越大、刚度越大。 C 、制作同一零件时自重越小、刚度越小。 D 、制作同一零件时自重越大、刚度越小。 3、在体积含量相同情况下,纳米颗粒与普通颗粒增强塑料复合材料( ) A 、前者成本低 B 、前者的拉伸强度好 C 、前者原料来源广泛 D 、前者加工更容易 4、Kevlar 纤维( ) A 、由干喷湿纺法制成。 B 、轴向强度较径向强度低。 C 、强度性能可保持到1000℃以上。 D 、由化学沉积方法制成。 5、碳纤维( ) A 、由化学沉积方法制成。 B 、轴向强度较径向强度低。 C 、强度性能可保持到3000℃以上。 D 、由先纺丝后碳化工艺制成。 6、聚丙烯增强塑料的使用温度一般在:( ) A 、120℃以下 B 、180℃以下 C 、250℃以下 D 、250℃以上 7、碳纤维增强环氧复合材料力学性能受吸湿影响,原因之一就是( ) A 、环氧树脂吸湿变脆。 B 、水起增塑剂作用,降低树脂玻璃化温度。
摘自课本《聚合物基复合材料》,针对的是聚合物基纳米复合材料的制备方法。 1、溶胶-凝胶法 溶胶-凝胶法是最早用来制备纳米复合材料的方法之一。所谓的溶胶-凝胶工艺过程是将前驱物在一定的有机溶剂中形成均质溶液，均质溶液中的溶质水解形成纳米级粒子并成为溶胶，然后经溶剂挥发或加热等处理使溶胶转化为凝胶。溶胶-凝胶中通常用酸、碱和中性盐来催化前驱物水解和缩合，因其水解和缩合条件温和，因此在制备上显得特别方便。根据聚合物与无机组分的相互作用情况，可将其分为以下几类： （1）直接将可溶性聚合物嵌入到无机网络中把前驱物溶解在形行成的聚合物溶液中，在酸、碱或中性盐的催化作用下，让前驱化合物水解，形成半互穿网络。（2）嵌入的聚合物与无机网络有共价键作用在聚合物侧基或主链末端引入能与无机组分形成共价键的基团，就可赋予其具有可与无机组分进行共价交联的优点，可明显增加产品的弹性模量和极限强度。在良好溶解的情况下，极性聚合物也可与无机物形成较强的物理作用，如氢键。 （3）有机-无机互穿网络在溶胶-凝胶体系中加入交联单体，使交联聚合和前驱物的水解与缩合同步进行，就可形成有机-无机同步互穿网络。用此方法，聚合物具有交联结构，可减少凝胶的收缩，具有较大的均匀性和较小的微区尺寸，一些完全不溶的聚合物可以原位生成均匀地嵌入到无机网络中。 溶胶-凝胶法的特点是可在温和条件下进行，可使两相分散均匀，通过控制前驱物的水解-缩合来调节溶胶-凝胶化过程，从而在反应早期就能控制材料的表面与界面性能，产生结构极其精细的第二相。存在的问题是在凝胶干燥过程中，由于溶剂、小分子、水的挥发可能导致材料内部产生收缩应力，从而会影响材料的力学和机械性能。另外，该法所选聚合物必须是溶解于所用溶剂中的，因而这种方法受到一定限制。 2、层间插入法 层间插入法是利用层状无机物(如粘土、云母等层状金属盐类)的膨胀性、吸附性和离子交换功能，使之作为无机主体，将聚合物(或单体)作为客体插入于无机相的层间，制得聚合物基有机-无机纳米复合材料。层状无机物是一维方向上的纳米材料，其粒子不易团聚且易分散，其层间距离及每层厚度都在纳米尺度范
聚合物基复合材料 摘要：聚合物基复合材料以其特有的性能近年来越来越受到人们的青睐。本文简单的介绍了聚合物基复合材料，描述了其作为一种新材料的性能特点，并详细描述了其发展历史及应用。 关键词：聚合物、复合材料、应用、历史 1、聚合物基复合材料 复合材料是指：两个或两个以上独立的物理相，包括粘接材料（基体）和粒料纤维或片状材料所组成的一种固体物。 (1) 复合材料的组分材料虽然保持其相对独立性，但复合材料的性能却不是各组分材料性能的简单加和，而是有着重要的改进。（2）复合材料中通常有一相为连续相，称为基体；另一相为分散相，称为增强材料。（3）分散相是以独立的形态分布在整个连续相中，两相之间存在着界面。分散相可以是增强纤维，也可以是颗粒状或弥散的填料。 聚合物基复合材料（PMC）是以有机聚合物（主要为热固性树脂、热塑性树脂及橡胶）为基体，连续纤维为增强材料组合而成的。聚合物基体材料虽然强度低，但由于其粘接性能好，能把纤维牢固地粘接起来，同时还能使载荷均匀分布，并传递到纤维上去，并允许纤维承受压缩和剪切载荷。而纤维的高强度、高模量的特性使它成为理想的承载体。纤维和基体之间的良好的结合，各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求，充分展示各自的优点，并能实现最佳结构设计、具有许多优良特性。 实用PMC通常按两种方式分类。一种以基体性质不同分为热固性树脂基复合材料和热塑性树脂基复合材料；另一种按增强剂类型及在复合材料中分布状态分类。如：玻璃纤维增强热固性塑料(俗称玻璃钢)、短切玻璃纤维增强热塑性塑料、碳纤维增强塑料、芳香族聚酰胺纤维增强塑料、碳化硅纤维增强塑料、矿物纤维增强塑料、石墨纤维增强塑料、木质纤维增强塑料等。这些聚合物基复合材料具有上述共同的特点，同时还有其本身的特殊性能。通常意义上的聚合物基复合材料一般就是指纤维增强塑料。 而聚合物基复合材料一般都具有以下特性： 1. 比强度、比模量大。比强度和比模量是度量材料承载能力的一个指标，比强度越高，同一零件的自重越小；比模量越高，零件的刚性越大。复合材料的比强度和比模量都比较大，例如碳纤维和环氧树脂组成的复合材料，其比强度是钢的
《功能高分子材料》复习题 一、功能高分子材料按其功能性可以分为几类？ 功能高分子可从以下几个方面分类： 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。 二、说明离子交换树脂的类型及作用机理？试述离子交换树脂的主要用途。 1.阳离子交换树脂。机理：解离出阳离子、并与外来阳离子进行交换； R-SO3H+M+——R-SO3M+H+ 2.阴离子交换树脂。机理：解离出阴离子、并与外来阴离子进行交换。 RN+H3OH-+X-——RN+H3X-+OH- 3.应用： 1）水处理：包括水质的软化、水的脱盐和高纯水的制备。 2）冶金工业：分离、提纯和回收铀、钍等超铀元素、稀土金属、重金属、轻金属、贵金属和过渡金属。 3）原子能工业：包括核燃料的分离、提纯、精制、回收等，还是原子能工业废水去除放射性污染处理的主要方法。 4）海洋资源利用：从海洋生物（例如海带）中提取碘、溴、镁等重要化工原料，用以海水制取淡水。 5）食品工业：制糖、酿酒、烟草、乳品、饮料、调味品等食品加工中都有广泛地应用。 6）医药工业：例如在药物生产中用于药剂的脱盐、吸附分离、中和及中草药有效成分的提取等。 7）化学工业：在化学实验、化工生产上是重要的单元操作，普遍用于多种无机、有机化合物的分离、提纯、浓缩和回收等。 8）环境保护：在废水、废气的浓缩、处理、分离、回收及分析检测上都有重要应用，已普遍用于电镀废水、造纸废水、矿冶废水、生活污水、影片洗印废水、工业废气等治理。
5-3功能高分子材料练习题 一、选择题 1．下列物质中不属于新型有机高分子材料的是( ) A．高分子分离膜 B．液态高分子材料 C．生物高分子材料 D．工程材料PVC管 答案：D 2．高分子分离膜可以让某些物质有选择地通过而将物质分离，下列应用不属于高分子分离膜的应用范围的是( ) A．分离工业废水，回收废液中的有用成分 B．食品工业中，浓缩天然果汁，乳制品加工和酿酒 C．将化学能转换成电能，将热能转换成电能 D．海水淡化 答案：C 点拨：A、B、D均是功能高分子分离膜的应用范围，而C中将化学能转换为电能的应是传感膜，将热能转换成电能的是热电膜。 3．具有单双键交替长链(如…—CH===CHCH===CHCH===CH—…)的高分子有可能成为导电塑料。2000年诺贝尔(Nobel)化学奖即授予开辟此领域的3位科学家。下列高分子中可能成为导电塑料的是( ) A．聚乙炔B．聚乙烯 C．聚丁二烯D．聚苯乙烯 答案：A 点拨：聚乙烯、聚苯乙烯的结构中不含双键；聚丁二烯的结构中也不存在单双键交替；乙炔的加聚产物聚乙炔中存在单双键交替。 4．下列有关功能高分子材料的用途的叙述中，不正确的是( ) A．高吸水性树脂主要用于干旱地区抗旱保水、改良土壤、改造沙漠 B．离子交换树脂主要用于分离和提纯物质 C．医用高分子材料可用于制造医用器械和人造器官 D．聚乙炔膜可用于分离工业废水和海水淡化 答案：D 点拨：聚乙炔膜是导电高分子材料，主要用于制造电子器件。 5．聚丙烯酸酯类涂料是目前市场上流行的墙面涂料之一，它具有弹性好、不易老化、耐擦洗、色泽亮丽等特点。下面是聚丙烯酸酯的结构简式，它属于( )
济南大学复合材料聚合物基体考试整理 复材1108班 第一章（12分） 不饱和聚酯树脂：是指不饱和聚酯在乙烯基类交联单体(例如苯乙烯)中的溶液。不饱和聚酯：是由不饱和二元酸或酸酐、饱和二元酸或酸酐，二元醇经缩聚反应合成的相对分子质量不高的聚合物。 不饱和聚酯树脂的合成方法：熔融缩聚法、溶剂共沸脱水法、减压法、加压法。不饱和聚酯树脂的合成过程包括：线型不饱和聚酯的合成、用苯乙烯稀释聚酯。不饱和聚酯树脂固化的三个阶段：凝胶、定型、熟化。 最常用的交联单体：是苯乙烯。 酸值：中和一定量的不饱和聚酯树脂所消耗的氢氧化钾的毫克数。 固化：粘流态树脂体系发生交联反应而转变成为不溶、不熔的具有体型网络结构的固态树脂的全过程。 引发剂：是能使单体分子或含双键的线型高分子活化而成为游离基并进行连锁聚合反应的物质。 有机过氧化物的通式为：R-O-O-H或R-O-O-R。其中的R基团可以是：烷基、芳基、酰基、碳酸酯基。 有机过氧化物的特性是用：活性氧含量、临界温度、半衰期来表征的。 通用型不饱和聚酯树脂具有下列技术指标：粘度、酸值、凝胶时间、固体含量。工业上生产不饱和聚酯树脂的方法有：一步法、二步法。 增粘剂：能使不饱和聚酯树脂粘度增加的物质。 阻聚剂：使单体与不饱和聚酯不能发生聚合反应的物质。 不饱和聚酯树脂的固化是一种游离基型共聚反应，具有链引发、链增长 链终止三个游离基型聚合反应的特点。 影响树脂增粘过程的因素：树脂的起始粘度、不饱和聚酯的结构、增粘剂的种类与用量、体系的水分含量、填料的种类。 常用的交联剂分为：单官能团单体、双官能团单体、多官能团单体。 酸酐中的反式双键比顺式双键活泼。 第二章（6分） 环氧树脂：指分子中含有两个或两个以上环氧基团的那一类有机高分子化合物。环氧树脂分5类：缩水甘油醚类、缩水甘油酯类、缩水甘油胺类、线型脂肪族类、脂环族类。 环氧值：是指每100g树脂中所含环氧基的克当量数。 环氧当量：含有1克当量环氧基的环氧树脂的克数。 半衰期：在给定温度下，有机过氧化物分解一半所需要的时间。 常用的脂肪族胺类固化剂有：二乙烯三胺（H2NCH2CH2NHCH2CH2NH2）、三乙烯四胺（H2NCH2CH2NHCH2CH2NHCH2CH2NH2）、四乙烯五胺（H2NCH2CH2NHCH2CH2NHCH2CH2NHCH2CH2NH2）。 用于环氧树脂的固化剂有两类：反应性固化剂、催化性固化剂。 E-44表示主要组成物质为：二酚基丙烷，环氧平均值为0.44。 稀释剂：用来降低环氧树脂的粘度。主要有两种：活性稀释剂、非活性稀释剂。增韧剂：能够改善环氧树脂固化物的抗冲击强度、耐热冲击性能。主要分为：活性增韧剂、非活性增韧剂。 第三章（4分）
大学研究生课程论文 题目聚合物基复合材料的界面研究进展成绩 专业材料工程 课程名称、代码1512011080405 年级 姓名学号 时间年月 任课教师
聚合物基复合材料的界面研究进展 【摘要】界面的好坏是直接影响复合材料性能的关键因素之一。当复合材料受到外力作用时，除增强材料和基体受力外，界面亦起着极其重要的作用。本文主要综述无机刚性粒子增强复合材料、无机纳米粒子增强复合材料、纤维增强复合材料、原位复合材料的界面特性及其改性方法，并简要介绍了各种复合材料的增强机理，界面相容性。 【关键词】聚合物；复合材料；综述；增强 1 前言 界面是复合材料极为重要的微观结构，它作为增强体与基体连接的“桥梁”，对复合材料的物理机械性能有至关重要的影响。复合材料一般是由增强相、基体相和它们的中间相(界面相)组成，它们各自都有其独特的结构、性能与作用，增强相主要起承载作用，基体相主要起连接增强相和传载作用，界面是增强相和基体相连接的桥梁，同时是应力的传递者[1]。目前对增强相和基体相的研究已取得了许多成果，但对作为复合材料三大微观结构之一的界面问题的研究却不够深入，其原因是测试界面的精细方法运用起来较困难，描述的理论尚不完整，尤其从力学的角度研究界面的性质、作用及其对复合材料力学性能的影响和破坏机理等方面的工作正在开展。界面的性质直接影响着复合材料的各项力学性能[2]，尤其是层间剪切、断裂、抗冲击等性能，因此随着复合材料科学和应用的发展，复合材料界面及其力学行为将越来越受到重视。 复合材料的强度、刚性及韧性是代表其物理机械性能的重要指标，对复合材料进行界面改性使两相界面具有合适的粘附力，形成一个相互作用匹配且能顺利传递应力的中间模量层，以提高聚合物基复合材料的力学性能一直是高分子材料科学的重要研究领域[3]。 2 无机刚性粒子增强聚合物基复合材料及其界面 无机刚性粒子增强聚合物是近年来研究的热点，它克服了以往用弹性体、热塑性树脂增韧聚合物时在韧性提高的同时刚性下降的缺点。常用的无机刚性粒子[4]有CaCO3、SiC、BaSO4、滑石、硅石灰、蒙脱土以及煤灰等。欧玉春[5]等提出刚性粒子增强增韧聚合物的界面结构模型，即在均匀分散的刚性粒子周围嵌入具有良好界面结合和一定厚度的柔性界面相，以便在材料经受破坏时能引发银纹，终止裂缝的扩展。在一定形态结构下它还可引发基体剪切屈服，从而消耗大量冲击能，又能较好地传递所承受的外应力，达到既增强又增韧的目的。 在PP/CaCO3复合体系中用酯酸类偶联剂在刚性粒子表面引入柔性或弹性界面层，降低
5-3功能高分子材料 一、选择题 1．下列物质不属于新型有机高分子材料的是() A．高分子分离膜B．液晶高分子材料 C．生物高分子材料D．有机玻璃 2．下列关于新型有机高分子材料的说法中，不正确的是() A．高分子分离膜应用于食品工业中，可用于浓缩天然果汁、乳制品加工、酿造业等 B．复合材料一般是以一种材料作为基体，另一种材料作为增强剂 C．导电塑料是应用于电子工业的一种新型有机高分子材料 D．合成高分子材料制成的人工器官都受到人体的排斥作用，难以达到生物相容的程度 3．下列说法中错误的是() A．高分子分离膜具有能够有选择地让某些物质通过而把另外一些物质分离掉的特点 B．复合材料一般具有强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀等优良性能 C．合成人工器官大都使用硅聚合物和聚氨酯等高分子材料 D．塑料、合成纤维、合成橡胶并列称为新科技革命的三大支柱 4．聚乳酸(PLA)是以有机酸乳酸为原料生产的新型聚酯材料，性能胜于现有塑料聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等材料，是新世纪最有发展前途的新型包装材料，是环保材料中的一颗明星。日本钟纺公司以玉米为原料发酵生产聚乳酸，利用聚乳酸制成生物降解性发泡材料。该材料的强度、压缩应力、缓冲性、耐药性等与聚苯乙烯塑料相同，经焚烧后不污染环境，还可肥田。下列说法不正确的是() A．聚乳酸使用后能被自然界中微生物完全降解，最终生成二氧化碳和水，不污染环境 B．聚乳酸适用于吹塑、热塑等各种加工方法，加工方便，应用十分广泛C．聚乳酸(PLA)是一种对环境友好的天然高分子聚酯材料 D．聚乳酸是以淀粉发酵(或化学合成)得到的，以乳酸为基本原料制备的一种聚酯材料 5．聚丙烯酸酯类涂料是目前市场上流行的墙面涂料之一，它具有弹性好、不易
1.聚合物基复合材料的组成 (1) 基体 热固性基体： i) 熔体或溶液粘度低，易于浸渍与浸润，成型工艺性好 ii) 交联固化后成网状结构，尺寸稳定性好耐热性好，但性脆 iii) 制备过程伴有复杂化学反应 热塑性基体： i) 熔体粘度大，浸渍与浸润困难，需较高温度和压力下成型，工艺性差 ii) 线性分子结构，抗蠕变和尺寸稳定性差，但韧性好 iii) 制备过程中伴有聚集态结构转变及取向、结晶等物理现象 (2) 增强体 主要有碳纤、玻璃纤维、芳纶纤维、硼纤维等 由于树脂基体与增强体相容性、浸润性较差，增强体多经过表面处理与表面改性，以及浸润剂、偶联剂和涂复层的使用，使其组成复杂化。 3.复合材料的界面 1)界面现象：①表面吸附作用与浸润 ②扩散与粘结（含界面互穿网络结构） ③界面上分子间相互作用力（范氏力和化学键合力） 2). 复合材料的界面形成过程 PMC、MMC、CMC等复合材料体系对界面要求各不相同，它们的成型加工方法与工艺差别很大，各有特点，使复合材料界面形成过程十分复杂，理论上可分为三个阶段。（1）第一阶段：增强体表面预处理或改性阶段。 i) 界面设计与控制的重要手段 ii) 改性层成为最终界面层的重要组成部分 iii) 为第二阶段作准备 （2）第二阶段：增强体与基体在一组份为液态（或粘流态）时的接触与浸润过程 i) 接触—吸附与浸润—交互扩散—化学结合或物理结合。化学结合可看作是一种 特殊的浸润过程 ii) 界面形成与发展的关键阶段 （3）第三阶段：液态（或粘流态）组分的固化过程，即凝固或化学反应 i) 界面的固定（亚稳态、非平衡态） ii) 界面的稳定（稳态、平衡态） 在复合材料界面形成过程中涉及： i) 界面间的相互置换：如，润湿过程是一个固-液界面置换固-气表面的过程 ii) 界面间的相互转化：如，固化过程是固-液界面向固-固界面转化的过程后处理过程：固-固界面自身完善与平衡的过程 3）复合材料界面结构与性能特点 i) 非单分子层，其组成、结构形态、形貌十分复杂、形式多样。界面区至少包括： 基体表面层、增强体表面层、基体/增强体界面层三个部分 ii ) 具有一定厚度的界面相（层），其组成、结构、性能随厚度方向变化而变化，具有“梯度”材料的性能特征
课时作业(二十一) 一、选择题1．航天科学家正在考虑用塑料飞船代替铝制飞船，进行太空探索。其依据是( ) A．塑料是一种高分子化合物，可以通过取代反应大量生产B．塑料生产中加入添加剂可得到性能比铝优良的新型材料C．塑料用途广泛，可从自然界中直接得到D．塑料是有机物，不会和强酸强碱作用解析：塑料中加入不同的添加剂可以增加强度、韧性，提高导电性等，是一种性能优异的新型材料。 答案：B 2．在某些塑料(如聚乙炔等)中加入强氧化剂或还原剂后，它们的导电性能大大提高。因为这些塑料具有金属的一般特性，所以人们称之为“人造金属”，下列对“人造金属”的说法正确的是( ) A．“人造金属”和普通金属的制取方法不同，但原料相同B．强氧化剂或还原剂是制取“人造金属”的重要材料C．“人造金属”能够导电传热，所以有金属光泽D．“人造金属”具有金属的一般特性，所以它们属于金属解析：“人造金属”与普通金属的制取方法和原料均不相同，人造金属是在某些塑料中加入强氧化剂或还原剂后制得，普通金属是用金属化合物加入还原剂还原或电解等方法制得；“人造金属”尽管有金属的一般特性，但它属于高分子化合物中的塑料。 答案：B 3．高分子分离膜可以让某些物质有选择地通过而将物质分离，下列应用不属于高分子分离膜的应用范围的是( ) A．分离工业废水，回收废液中的有用成分B．食品工业中，浓缩天然果汁、乳制品加工和酿酒 C．将化学能转换成电能，将热能转换成电能 D．海水的淡化 解析：题中分离工业废水、食品工业、海水淡化是高分子分离膜的应用，
将化学能转换成电能的传感膜和将热能转换成电能的热电膜是能量转化的高分子膜。 答案：C 4．我国科学家不久前成功合成了3 mm 长的管状定向碳纳米管，长度居世 1 界之首，这种碳纤维具有强度高、硬度(抵抗变形的能力)高、密度小(只有钢的14)、熔点高、化学稳定性好等特点，因而被称为“超级纤维”。对碳纤维的下列说法中不正确的是( ) A．它是制造飞机的理想材料B．它的主要组成元素是碳 C．它的结构与石墨相似D．碳纤维复合材料不易导电解析：“超级纤维”硬度高，与石墨不相似。 答案：C 5．下列关于复合材料的说法正确的是( ) A．将不同性质的材料经简单混合便制成复合材料B．合金就是复合材料 C．复合材料中的各部分作用相同D．复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料经特殊加工而制成的 解析：复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料经特殊加工而制成的， 不同于混合物和合金，并不是简单的混合。复合材料的两部分作用是不同的，基体起黏结作用，增强体起骨架作用。 答案：D 6．随着工业的高速发展，橡胶的产量和性能已不能满足工业生产的需要，近年来，人们合成了一种无机耐火橡胶，它的结构应是( )