833高分子材料答案12
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高分子材料试题及答案《高分子材料》试卷答案及评分标准一、填空题(20分,每空1分):1、材料按所起作用分类,可分为功能材料和结构材料两种类型。
2、按照聚合物和单体元素组成和结构变化,可将聚合反应分成加成聚合反应和缩合聚合反应两大类。
3、大分子链形态有伸直链、折叠链、螺旋链、无规线团四种基本类型。
4、合成胶粘剂按固化类型可分为化学反应型胶粘剂、热塑性树脂溶液胶粘剂、热熔胶粘剂三种。
5、原子之间或分子之间的系结力称为结合键或价键。
6、高分子聚合物溶剂选择的原则有极性相近、溶解度参数相近、溶剂化原则。
7、液晶高分子材料从应用的角度分为热致型和溶致型两种。
8、制备高聚物/粘土纳米复合材料方法有插层聚合和插层复合两种。
二、解释下列概念(20分,每小题4分):1、材料化过程:由化学物质或原料转变成适于一定用场的材料,其转变过程称为材料化过程或称为材料工艺过程。
2、复合材料:由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质,用适当的工艺方法组合起来,而得到的具有复合效应的多相固体材料称之为复合材料。
3、聚合物混合物界面:聚合物的共混物中存在三种区域结构:两种聚合物各自独立的相和两相之间的界面层,界面层也称为过渡区,在此区域发生两相的粘合和两种聚合物链段之间的相互扩散。
4、共混法则:共混物的性能与构成共混物的组成均质材料的性能有关,一般为其体积分数或摩尔分数与均质材料的性能乘积之和。
或是倒数关系。
5、纳米复合材料:是指复合材料结构中至少有一个相在一维方向上是纳米尺寸。
所谓纳米尺寸是指1nm~100nm的尺寸范围。
纳米复合材料包括均质材料在加工过程中所析出纳米级尺寸增强相和基体相所构成的原位复合材料、纳米级尺寸增强剂的复合材料以及刚性分子增强的分子复合材料等。
三、比较下列各组聚合物的柔顺性大小,并说明理由(5分,每小题2.5分):1、聚丙烯与聚苯烯聚丙烯>聚苯烯,原因:随着长链上侧基体积的增大,限制了分子链的运动,分子的柔性降低。
高分子材料基础复习题答案(总11页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--高分子复习一、名词解释1、单体单元:与单体分子的原子种类和各种原子的个数完全相同、仅电子结构有所改变的结构单元。
2、重复单元:重复组成高分子分子结构的最小的结构单元。
也称重复单元、链节。
3、构型:指分子中由化学键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。
4、构象:是指分子中的原子或原子团由于C-C单键内旋转而形成的空间排布(位置、形态),是物理结构。
5、柔顺性:高分子链能够通过内旋转作用改变其构象的性能称为高分子链的柔顺性。
6、熔体纺丝:是将聚合物加热熔融,通过喷丝孔挤出,在空气中冷却固化形成纤维的化学纤维纺丝方法。
7、胶粘剂:它是一种能够把两种同类或不同类材料紧密地结合在一起的物质。
8、生胶:没有加入配合剂且尚未交联的橡胶,一般由线型大分子或带有支链的线型大分子构成,可以溶于有机溶剂。
9、硫化胶:混炼胶在一定的温度、压力和时间作用下,经交联由线型大分子变成三维网状结构而得到的橡胶。
一般不溶于溶剂。
10、应变:材料在外力作用下,其几何形状和尺寸所发生的变化称应变或形变,通常以单位长度(面积、体积)所发生的变化来表征。
11、弹性模量:是指在弹性形变范围内单位应变所需应力的大小。
是材料刚性的一种表征。
12、塑料:塑料是以聚合物为主要成分,在一定条件(温度、压力等)下可塑成一定形状并且在常温下保持其形状不变的材料。
13、功能高分子材料:具有特定的功能作用,可做功能材料使用的高分子化合物。
14、复合材料:由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质,用适当的工艺方法组合起来,而得到的具有复合效应的多相固体材料。
15、缩聚反应:通过单体分子中的某些官能团之间的缩合聚合成高分子的反应。
16、结构单元:聚合物分子结构中出现的以单体结构为基础的原子团。
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。
1绪论Q1.总结高分子材料(塑料和橡胶)在发展过程中的标志性事件:(1)最早被应用的塑料(2)第一种人工合成树脂(3)是谁最早提出了高分子的概念(4)HDPE和PP的合成方法是谁发明的(5)是什么发现导致了近现代意义橡胶工业的诞生?1.(1)19世纪中叶,以天然纤维素为原料,经硝酸硝化樟脑丸增塑,制得了赛璐珞塑料,被用来制作台球。
(2)1907年比利时人雷奥·比克兰德应用苯酚和甲醛制备了第一种人工合成树脂—酚醛树脂(PF),俗称电木。
(3)1920年,德国化学家Dr.Herman.Staudinger首先提出了高分子的概念(4)1953年,德国K.Ziegler以TiCl4-Al(C2H5)3做引发剂,在60~90℃,0.2~1.5MPa条件下,合成了HDPE;1954年,意大利G.Natta以TiCl3-AlEt3做引发剂,合成了等规聚丙烯。
两人因此获得了诺贝尔奖。
(5)1839年美国人Goodyear发明了橡胶的硫化,1826年英国人汉考克发明了双辊开炼机,这两项发明使橡胶的应用得到了突破性的进展,奠定了现代橡胶加工业的基础。
Q2.树脂、通用塑料、工程塑料的定义。
化工辞典中的树脂定义: 为半固态、固态或假固态的不定型有机物质, 一般是高分子物质, 透明或不透明。
无固定熔点, 有软化点和熔融范围, 在应力作用下有流动趋向。
受热、变软并渐渐熔化, 熔化时发粘, 不导电, 大多不溶于水, 可溶于有机溶剂如乙醇、乙醚等, 根据来源可分成天然树脂、合成树脂、人造树脂, 根据受热后的饿性能变化可分成热定型树脂、热固性树脂, 此外还可根据溶解度分成水溶性树脂、醇溶性树脂、油溶性树脂。
通用塑料: 按塑料的使用范围和用途分类, 具有产量大、用途广、价格低、性能一般的特点, 主要用于非结构材料。
常见的有聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)。
工程塑料:具有较高的力学性能, 能够经受较宽的温度变化范围和较苛刻的环境条件, 并在此条件下长时间使用的塑料, 可作为结构材料。
河南科技大学2015年硕士研究生入学考试试题考试科目代码:833 考试科目名称:高分子材料(如无特殊注明,所有答案必须写在答题纸上,否则以“0”分计算)一、名词解释(40分)1. 聚合物基复合材料:(5分)2. 通用塑料:(5分)3. 玻璃化转变:(5分)4. 聚合物合金:(5分)5. 增塑剂:(5分)6. 热塑性弹性体:(5分)7. 硫化:(5分)8. 涂料:(5分)二、简答题(70分)1. 为什么二元乙丙橡胶不能用硫磺硫化,而三元乙丙橡胶可以用硫磺硫化?(7分)2. 日常生活中用于盛装矿泉水的透明塑料瓶是用什么高分子材料做成的?工业上采用什么加工方法制备这种瓶子?为什么不能用该塑料瓶盛装开水?(7分)3. 涂料是多组分体系,其主要由哪三种组分组成?它们各自起到什么作用?(7分)4. 聚丙烯(PP) 树脂在室外放置一段时间后颜色会逐渐变深,逐渐粉化,为什么?(7分)5. 聚甲醛(POM) 在受热时不稳定,易发生解聚反应而放出甲醛,可采用哪些方法提高其热稳定性?(7分)6. 与纯聚苯乙烯(PS) 相比,高抗冲聚苯乙烯(HIPS) 的韧性显著提高并具有优良的综合性能,为什么?工业上常采用什么方法生产HIPS?(7分)7. 与工业生产的高分子材料相比,天然高分子材料有哪些优点?常见的天然高分子材料有哪些?请至少列举出四种。
(7分)8. 共混是聚合物改性和制备独特性能聚合物的重要途径之一,其重要性体现在那几个方面?(7分)9. 请列举出高分子材料最重要及最常用的四种加工方法,并对每一种加工方法列举出两种工业产品。
(7分)10. 高分子材料的应用领域非常广泛,其优点有哪些?这类材料在使用中存在哪些问题?(7分)三、问答题(40分)1. 一个完整的橡胶配合体系主要包括哪些组成?试对其中至少四种组分的作用进行阐述。
(12分)2. 尼龙66 (PA66) 是一种应用非常广泛的合成纤维,常用于制作轮胎帘子线、降落伞、绳索、渔网和工业滤布等,其合成用的单体是什么?写出其化学反应方程式。
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高分子材料课后习题答案高分子材料课后习题答案高分子材料是一种具有重要应用前景的材料,广泛用于塑料、橡胶、纤维等领域。
学习高分子材料课程时,课后习题是巩固知识、提高理解能力的重要途径。
本文将提供一些高分子材料课后习题的答案,帮助读者更好地理解和掌握相关知识。
1. 高分子材料具有哪些特点?高分子材料具有以下特点:- 高分子材料通常具有较高的分子量和较长的分子链,因此具有较高的强度和韧性。
- 高分子材料的形态多样,可以是固态、液态或胶态,具有较好的可塑性和可加工性。
- 高分子材料具有较好的绝缘性能和耐腐蚀性能。
- 高分子材料具有较好的吸湿性和渗透性,可以通过改变分子结构来调控这些性能。
2. 高分子材料的分类有哪些?高分子材料可以根据不同的分类标准进行分类,常见的分类包括:- 按照合成方法:包括聚合物、共聚物、交联聚合物等。
- 按照化学结构:包括线性高分子、支化高分子、交联高分子等。
- 按照物理性质:包括热塑性高分子、热固性高分子、弹性体等。
- 按照用途:包括塑料、橡胶、纤维等。
3. 高分子材料的合成方法有哪些?高分子材料的合成方法主要包括以下几种:- 聚合反应:通过单体的聚合反应形成高分子链,常见的聚合反应有自由基聚合、阴离子聚合、阳离子聚合等。
- 缩聚反应:通过两个或多个小分子的反应形成高分子,常见的缩聚反应有酯化反应、醚化反应、胺化反应等。
- 交联反应:通过交联剂将线性高分子链连接起来形成交联聚合物,常见的交联反应有辐射交联、热交联等。
4. 高分子材料的性能测试方法有哪些?高分子材料的性能测试方法主要包括以下几种:- 机械性能测试:包括拉伸试验、弯曲试验、冲击试验等,用于评估材料的强度、韧性等性能。
- 热性能测试:包括热变形温度测试、热膨胀系数测试等,用于评估材料的耐热性和热稳定性。
- 热分析测试:包括差示扫描量热法(DSC)、热重分析法(TGA)等,用于研究材料的热性质和热分解行为。
- 导电性能测试:包括电导率测试、电阻率测试等,用于评估材料的导电性能。
高分子材料必备知识基础练1.下列物质不属于功能高分子材料的是()A.高分子分离膜B.液晶高分子材料C.生物高分子材料D.光导纤维,高分子分离膜、液晶高分子材料、生物高分子材料都是功能高分子材料。
2.关于高分子材料,下列说法不正确的是()A.有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)为线型结构,可溶于适当的溶剂(如氯仿)B.酚醛树脂为热固性塑料,受热变软,熔化C.聚乙烯为热塑性塑料,受热变软,熔化D.硫化橡胶为网状结构,不能溶于一般溶剂,不能加热熔融。
3.下列有关功能高分子材料的用途的叙述不正确的是()A.高吸水性树脂主要用于干旱地区抗旱保水、改造土壤等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的淡化,主要用于制造电子器件。
4.聚碳酸酯()的透光率良好,它可制作车、船、飞机的挡风玻璃,以及眼镜片、光盘、唱片等。
它可由绿色化学原料X()与另一原料Y反应制得,同时生成甲醇。
下列说法不正确的是()A.Y的分子结构中有2个酚羟基B.Y的分子式为C15H18O2C.甲醇的核磁共振氢谱有2组吸收峰D.X的同分异构体中能与NaHCO3溶液反应产生气体的有4种解析Y是,分子结构中有2个酚羟基,故A正确;Y是,分子式为C15H16O2,故B错误;甲醇CH3OH分子中有2种等效氢原子,所以核磁共振氢谱有2组吸收峰,故C正确;能与NaHCO3溶液反应产生气体,说明分子中含有羧基,的同分异构体中能与NaHCO3溶液反应产生气体的有HOCH2CH2COOH、CH3CH(OH)COOH、CH3OCH2COOH、CH3CH2OCOOH,共4种,故D正确。
5.用高分子塑料骨钉取代钛合金骨钉是医学上的一项新技术,这种塑料骨钉不仅具有相当大的强度,而且可在人体内水解,使骨科病人免遭拔钉的痛苦。
合成这种塑料骨钉的原料能与强碱溶液反应,也能在浓硫酸条件下形成环酯,则合成这种塑料骨钉的原料是()A.CH2CH—CH2ClB.CH2CH—COOHC.CH3—CH(OH)—COOHD.H2N—CH2—COOH,则应有羧基或酚羟基等;能形成环酯,则分子中同时含有—OH和—COOH。
1. 有关晶面及晶向附图2.1所示。
2. 见附图2.2所示。
3. {100}=(100)十(010)+(001),共3个等价面。
{110}=(110)十(101)+(101)+(011)+(011)+(110),共6个等价面。
{111}=(111)+(111)+(111)+(111),共4个等价面。
)121()112()112()211()112()121()211()121()211()211()121()112(}112{+++++++++++= 共12个等价面。
4. 单位晶胞的体积为V Cu =0.14 nm 3(或1.4×10-28m 3) 5. (1)0.088 nm ;(2)0.100 nm 。
6. Cu 原子的线密度为2.77×106个原子/mm 。
Fe 原子的线密度为3.50×106个原子/mm 。
7. 1.6l ×l013个原子/mm 2;1.14X1013个原子/mm 2;1.86×1013个原子/mm 2。
8. (1) 5.29×1028个矽原子/m 3; (2) 0.33。
9. 9. 0.4×10-18/个原子。
10.1.06×1014倍。
11.(1) 这种看法不正确。
在位错环运动移出晶体后,滑移面上、下两部分晶体相对移动的距离是由其柏氏矢量决定的。
位错环的柏氏矢量为b ,故其相对滑移了一个b 的距离。
(2) A'B'为右螺型位错,C'D'为左螺型位错;B'C'为正刃型位错,D'A'为负刃型位错。
位错运动移出晶体后滑移方向及滑移量如附图2.3所示。
12.(1)应沿滑移面上、下两部分晶体施加一切应力τ0,的方向应与de 位错线平行。
(2)在上述切应力作用下,位错线de 将向左(或右)移动,即沿着与位错线de 垂直的方向(且在滑移面上)移动。
第26课高分子材料1.了解合成高分子材料(塑料、纤维、橡胶)的性质和用途;2.了解功能高分子材料的结构特点和重要性能。
2.了解合成高分子化合物在高新技术领域的应用以及在发展经济、提高生活质量方面的贡献。
一、高分子材料的命名和分类1、命名(1)天然高分子一般有习惯使用的专有名称,如淀粉纤维素、蛋白质、RNA、DNA等。
(2)合成高分子的名称一般在单体名称前加上“聚”字,如聚乙烯、聚氯乙烯等。
由两种单体聚合成的高聚物的命名法:在缩合产物或两种单体前加“聚”,如聚对苯二甲酸乙二酯等;在两种单体名称后加上“树脂”,如脲醛树脂(由尿素与甲醛合成)等。
(3)合成橡胶的名称通常在单体名称后加上“橡胶”,如乙(烯)丙(烯)橡胶、顺丁(二烯)橡胶等。
(4)合成纤维的名称常用“纶”,如涤纶(聚对苯二甲酸乙二酯纤维)、氯纶(聚氯乙烯纤维)等。
2、分类二、通用高分子材料1、塑料1)塑料的成分:主要成分是合成树脂,如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛树脂、脲醛树脂等;辅助成分是改善塑料性能的加工助剂:为提高柔韧性加入增塑剂,为提高耐热性加入热稳定剂,为赋予它各种漂亮的颜色加入着色剂。
【名师提醒】合成树脂和塑料的关系1.树脂是指未加工处理的聚合物,没有添加各种加工助剂,而塑料是由合成树脂及各种加工助剂组成的,塑料的主要成分是合成树脂。
这两个名词有时也混用,因为有些塑料基本上是由合成树脂组成的,不含或含少量其他加工助剂,如有机玻璃、聚乙烯、聚苯乙烯等。
2.塑料的基本性能主要取决于树脂的性质,但加工助剂也起着重要作用。
2)塑料的分类(按树脂受热时的特征)(1)热塑性塑料:为线型结构,可以反复加热熔融加工,可以多次成型,多次使用,如聚乙烯、聚氯乙烯等制成的塑料。
(2)热固性塑料:为体型结构,不能加热熔融,只能一次成型,但加工成型后就不会受热熔化,如用具有不同结构的酚醛树脂等制成的塑料。
(3)判断方法;①根据溶解性判断:能溶于适当溶剂的高分子材料一般为线型结构,如聚乙烯、聚氯乙烯等;在溶剂中难溶解的高分子材料一般为体型结构,如酚醛塑料等。
河南科技大学2012年硕士研究生入学考试试题答案及评分标准考试科目代码:833 考试科目名称:高分子材料一、名词解释(共30分,每题5分)1、黏合剂:也称为胶黏剂,是一种把各种材料紧密地结合在一起的物质。
(5分)2、吹塑成型:为塑料材料的二次成型,它是把一次成型得到的塑料棒材、板材、片材等加热处于熔融或半熔融状态(2分),然后在压缩空气作用下通过二次加工再制成塑料制品的方法(2分),仅适用于热塑性塑料。
(1分)3、本体聚合:仅有单体和少量引发剂组成,在适当条件下引发的聚合反应称为本体聚合。
(5分)4、离子聚合:以阴离子或阳离子作为活性中心(2分)引发单体进行聚合得到高分子化合物的反应称为离子聚合。
(3分)5、热塑性弹性体:指在常温下具有橡胶的弹性,高温下具有可塑化成型的一类弹性体材料。
(3分)这类材料既具有类似橡胶的力学性能和使用性能,又能够按照热塑性塑料进行加工和回收,在塑料和橡胶之间架起了一座桥梁。
(2分)6、熔融纺丝:将可纺的聚合物树脂颗粒料在挤出机中熔融后通过纺丝机制备成合成纤维的过程称为熔融纺丝。
(5分)二、简答题(共70分,每题7分)1、什么是聚合物基复合材料?这种材料有哪些优异的性能?(7分)答:以高分子聚合物为基体,添加适当种类和用量的各种增强材料或功能材料制备的一种复合材料。
(1分)聚合物基复合材料具有如下优异的性能:(1)比强度和比模量大;(1分)(2)耐疲劳性能好;(1分)(3)减震性能好;(1分)(4)过载安全性能好;(1分)(5)耐高温性能好;(1分)(6)具有很强的可设计性能。
(1分)2、什么是热塑性塑料和热固性塑料?两者在结构和性能方面有哪些不同?(7分)答:受热时熔融,可进行各种成型加工,冷却时硬化,并且这种过程可以反复进行的塑料称为热塑性塑料。
(2分)在受热熔化成型的同时发生固化交联反应,形成立体网状结构,再受热不熔融,在溶剂中也不溶解,当温度超过分解温度时将被分解破坏,无法反复进行成型加工的塑料称为热固性塑料。
(2分)两者在结构和性能方面的区别是:前者为线型大分子结构,分子链之间仅存在范德华力和(或氢键)作用,在受热时可以熔化,在适当溶剂中能够溶解形成均相溶液,能够反复进行成型加工;(2分)后者为体型网状分子链结构,大分子链之间由化学键连接起来,在受热时不熔化,在溶剂中不能溶解,只能一次性固化成型,不能进行反复加工。
(1分)3、高分子材料的应用领域非常广泛,其优点有哪些?这类材料在使用中存在哪些问题?(7分)(1)优点:原料来源丰富、品种繁多、性能多样、成本低廉、加工容易、质轻、电绝缘性和耐化学腐蚀性优良。
(4分)(2)存在问题:力学强度和耐热温度不高、比较容易老化、大多容易燃烧,存在火灾隐患。
(3分)4、有机高分子材料在户外长期使用后为什么会老化?(7分)答:有机高分子材料的分子链结构都是由共价键组成的,共价键的键能通常与太阳光中紫外光的能量相当,聚合物制品在户外长期使用时,紫外光的持续照射会使分子链中的某些共价键发生断裂,导致聚合物分子量降低,物理机械性能下降(4分)。
同时,大气中的热量、氧气、水分等都会加速聚合物分子结构的破坏,使聚合物材料失去使用价值从而发生老化。
(3分)5、聚乙烯(PE) 的大分子链是一种非常柔顺的—C—C—线性长链,其玻璃化转变温度为-78°C,但是为什么PE不能够作为橡胶使用而只能作为塑料来使用?(7分)答:虽然聚乙烯本身的大分子链非常柔顺,玻璃化转变温度很低,但由于其分子链结构简单规整,对称性好,(2分)分子链极易结晶形成晶体结构,成型时结晶速度很快,结晶度高,(2分)导致得到的材料力学强度和耐热性能比传统的橡胶材料大大提高,弹性下降,(3分)因此材料在室温下只能作为塑料使用。
6、增塑剂在聚合物材料加工中的作用是什么?试举例说明。
(7分)答:增塑剂的主要作用是削弱聚合物分子链之间的次价健,即范德华力,从而增加聚合物分子链的移动性,降低聚合物分子链的结晶性,即增加了聚合物的塑性,表现为聚合物的硬度、模量、软化温度和脆化温度下降,而伸长率、曲挠性和柔韧性提高。
(4分)例如,不加增塑剂的硬质聚氯乙烯(UPVC)的玻璃化温度(Tg)为85°C左右,在室温下是一种质地坚硬的塑料,伸长率很小,常作为塑料门窗和管道使用,加入适当种类和用量的增塑剂后,材料的Tg可降低至-30°C,在室温下具有很大的弹性,可作为橡皮筋使用。
(3分)7、简述高分子材料的挤出成型和注射成型过程,并结合生产生活实际对每种方法列举出两种产品。
(7分)答:(1)挤出成型:它是用加热或其他方法使塑料成为流动状态,然后在机械力(压力)作用下使其通过口模而制成连续的型材。
(2分)常见的挤出成型制品有:塑料管材、单丝、塑料门窗异型材、电线电缆等。
(2分)(2)注射成型:它是将塑料颗粒经注射成型机的料斗送至加热的料筒,使其受热至流动状态,然后在柱塞或螺杆的连续加压下,熔融料被压缩至流动状态,然后熔融料被压缩并向前移动,从料筒前端的喷嘴中射出,注入一个温度较低的预先闭合好的模具中,充满模具型腔的熔融料经降温硬化,即可保持模具型腔所赋予的形状,打开模具后即可得到所需要的制品。
(2分)常见的注射成型制品有:收音机、录音机、电视机、洗衣机、各种小家电塑料外壳、手机用塑料零部件、日常生活用塑料盆及餐具、各种塑料瓶盖等。
(1分)8. 什么是通用塑料?常见的通用塑料有哪些品种,请至少列举出四种。
(7分) 答:(1)原料来源丰富、产量大、用途广泛、价格低廉、性能一般、主要用作非结构材料的塑料称为通用塑料。
(3分)(2)常见的通用塑料有聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、酚醛、脲醛、环氧、不饱和聚酯增强塑料等。
(4分)9. 什么是合成树脂?合成树脂与塑料有什么区别?(7分)(1)由单体经过聚合反应生成的分子量较高的线型聚合物称为合成树脂。
(3分)(2)合成树脂是一种线型结构的高聚物,不能直接作为产品使用。
塑料是以合成树脂为原料,添加稳定剂、着色剂、润滑剂以及增塑剂等组分得到的合成材料,可以直接作为产品应用于各个领域。
(4分)10、硬质聚氯乙烯(UPVC)常用作塑料门窗,具有很好的阻燃性能,而用作塑料软管的软质聚氯乙烯(SPVC)却很容易燃烧,为什么会有这种差别?(7分)答:这是由于UPVC 中没有添加增塑剂,聚合物大分子链上含有大量氯原子,氯原子是一种阻燃元素,材料本身具有很好的阻燃性能。
(3分)SPVC 中加入了大量易燃的增塑剂,使复合材料的阻燃性能显著降低,因而极易燃烧。
(4分)三、问答题(共50分)1、涤纶是一种具有优良性能的合成纤维,其合成用的单体是什么?用什么方法合成?写出其合成反应方程式。
为什么在纺丝加工前必须对涤纶树脂切片进行充分干燥?(15分)答:单体:对苯二甲酸和乙二醇(3分)合成方法:熔融缩聚(3分)合成反应方程式:(3分)OHnHOOC COOH + n OHCH 2CH 2OH H COOCH 2CH 2 OOC n由于涤纶树脂(PET)的大分子链上存在大量极性很强的酯基,在空气中具有较大的吸湿性,吸湿后的PET分子链在高温下容易水解,导致聚合物的分子量降低,纤维力学强减小,不能满足应用需要,因此在纺丝加工前必须对涤纶树脂切片进行充分干燥除去水分。
(6分)2、纯粹的聚氯乙烯(PVC)树脂在成型加工时很容易变色,颜色从白色逐渐变黄变红直至完全变成黑色,为什么会出现这种现象?工业生产中如何避免这种现象发生?(15分)答:由于工业生产中合成的PVC分子结构中存在一些缺陷,如引发剂残基、双键、羰基、烯丙基等(3分),在它们的影响下相邻的Cl原子活性增加,受热易分解生成HCl(3分)。
随着温度的升高,树脂分子中双键数量增多,产生“拉链”效应因而生成多烯结构,表现为颜色由白色变为淡黄色、深黄色、棕色以至黑色。
(4分)工业生产中为避免这种现象发生,通常在PVC树脂基体中加入一定数量热稳定剂,如金属铅盐化合物、金属皂类化合物、环氧化合物等,以提高树脂的热稳定性,使其能够在较高的温度下加工成型。
此外,也可加入适量增塑剂增加树脂的流动性,降低其加工温度。
(5分)3、乙烯、丙烯两种单体分别均聚后得到的聚乙烯、聚丙烯都是典型的热塑性塑料,但为什么以适当比例组成的两种单体的混合物共聚后得到的乙烯-丙烯共聚物却是一种性能优良的通用合成橡胶(乙丙橡胶)?(10分)答:这是由于聚乙烯和聚丙烯两种均聚物的大分子链都很柔顺,分子链结构简单规整,分子链结晶能力强,易于有序排列形成结晶结构,导致得到的聚合物材料的力学强度和热稳定性比传统的橡胶材料显著提高,柔韧性、耐低温性大幅下降,因此室温下只能作为塑料使用。
(5分)两种单体共聚后,共聚物的大分子链的对称性和规整性大大降低,分子链难以结晶,同时由于—C—C—线性长链柔顺性很好,玻璃化温度很低,因此乙烯-丙烯共聚物表现出弹性体的性能,是一种性能优异的合成橡胶。
(5分)4、在橡胶工业中为什么生胶必须进行硫化后才具有高弹性?汽车轮胎等橡胶制品的加工过程包括哪些方面?(10分)答:生胶是具有线型结构的高分子量聚合物,在温度高于粘流温度时会发生不可逆的塑性形变,不具有任何弹性。
经过交联后,在分子链之间形成化学键,分子链之间不能发生相对滑动,才能表现出高弹性。
(5分)以汽车轮胎为代表的橡胶制品的加工过程包括五个工序:生胶塑炼、胶料的混炼、混炼胶的压延和压出、制品成型、硫化。
(5分)。