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最新高分子基复合材料复习题精编版

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2020年高分子基复合材料复习题精编版1.复合材料的定义、特点、组成、各部分的作用复合材料的定义：由两种或两种以上不同性能的材料组元通过宏观或微观复合形成的一种新材料，组元间存在明显界面。

复合材料的特点：1.各组元保持各自的固有特性2.组分间的协同作用赋予单一材料所不具备的特殊性能，与简单混合有本质的区别（性能上）3.具有可设计性：复合时综合考虑原材料选择、组分的分布设计、工艺条件选择复合材料由基体和增强体两个相组成增强相：一般具有很高的力学性能（强度、弹性模量），及特殊的功能性。

增强体性能优越，会使材料的性能显著改善和增强。

其主要作用是承受载荷或显示功能。

基体相：保持材料的基本特性，如硬度、耐磨、耐热性等。

主要作用是将增强相固结成一个整体，起传递和均衡应力的作用。

2.玻纤按含碱量可分为？含碱量对其制备工艺和玻纤性能有何影响？按含碱量（碱性氧化物含量）分＞12%，有碱玻纤（A玻纤）,6-12%，中碱玻纤, 2-6%，低碱玻纤＜2%，无碱玻纤（E玻纤）（含碱量越高，玻璃越易熔、易抽丝、产品成本越低，但玻纤强度低）3.玻纤的性能特点？影响玻纤强度的因素？(直径、老化、化学组成)(1).力学性能• 抗拉强度：比块玻璃高一个数量级；直径d↘, 强度↗；长度↗，强度↘。

• 弹性模量：与铝相当，为钢的1/3倍。

因密度低（～2.5），比模量高。

• 断裂延伸率：低（～3% ）(2).热学性能• 导热系数：比块玻璃低1～2个数量级• 耐热性：普通Na-Ca-Si玻纤 < 500℃;耐热玻纤(石英，高硅氧) <1200℃(3). 电性能碱玻璃电绝缘性差，随温度、湿度↗，绝缘性↘。

无碱玻璃电绝缘性好。

(4). 耐蚀性纤维比表面积大，化学稳定性差。

加入网络形成体可改善耐蚀性。

• 无碱玻璃耐水性好。

• 中碱玻璃耐酸性好。

• 无碱和中碱玻纤耐碱性相近。

影响玻璃纤维强度的因素i）直径越细，强度越高ii）存放时间越长，强度越低（老化现象），原因是玻纤表面的微裂纹易吸附各种气体、水蒸气、易发生表面反应。

老化程度取决于玻纤对大气中水分等的稳定性iii）耐磨性差，怕打折4. 常用的玻纤类增强材料都有哪些？无捻粗砂，无捻粗砂方格布，短切原丝毡，连续原丝毡，其他制品。

5. （1）玻纤制品用作增强材料时，为什么要做表面处理？处理的目的和意义是什么？处理原因：玻纤表面光滑，不利于与基体相粘结；比表面积大，易吸水影响稳定性；较脆、不耐磨，纤维之间摩擦系数大，不利于纺织。

处理的目的：1.使玻纤与基体形成良好的界面粘结2.利于纺织（集束、润滑、除静电）处理的意义：i ）是提高玻璃钢性能的重要途径之一ii ）改善了玻纤及其织物的性能，增强了玻纤与基体的界面粘结iii ）改善了玻纤的界面状态（防止水分子及其它有害物质侵入、减少或消除界面弱点） （2）玻纤的表面处理分为哪两类？ 单丝表面处理，纤维及其织物的表面处理（3）以硅烷偶联剂为例说明表面处理剂的作用机理。

玻璃表面OOSi O SiOSi CH 2=CHCH 2=CH CH 2=CH CH 2=CH OSiO O SiOO OOO +3C 2H 5OH3H 2O+OOO SiOSiOH OH OH OH CH 2=CH SiH 5C 2OOC 2H 5OC 2H 5水解CH 2=CH Si HOOH1) 分子间脱水，形成在玻纤表面形成copolymer 薄膜层，保护玻纤表面；2) 与玻纤表面作用，形成使偶联剂与玻纤表面牢固结合，在玻纤表面形成有机硅单分子层、多分子层；3) 此外还有物理吸附引起的沉淀层；iiii) R 与树脂作用机理R 不同，与之反应的树脂基体的活性基团不同，如R 为CH2=CH —的硅烷偶联剂对UP 和丙烯酸树脂有效OSi OO SiCH 2=CHCH 2=CH CH 2=CHOOOCO CH=CHO CO CH-CH CO CH- C H O SiOO2树脂引发剂玻纤也可通过单体苯乙烯与UP 反应6. 碳纤维的生产工艺中要经历哪两个重要阶段？试从碳纤维结构在生产过程中的变化说明碳纤维与石墨纤维的不同。

⑴．碳化法 —— 生产长纤维碳化:1000～2000℃，保护性气氛下，有机化合物在惰性气氛中加热到1000-1500 C 时，非碳原子（氮、氢、氧等）将逐步被驱除，碳含量逐步增加，随着非碳原子的排除，固相间发生一系列脱氢、环化、交链和缩聚等化学反应，此阶段称为碳化过程，形成由小的乱层石墨晶体组成的碳纤维。

（2）石墨化： 2000～3000℃，非碳原子进一步排除，芳环平面逐步增加，排列也较规则，取向度显著提高,并由二维乱层石墨结构向三维有序结构（三维石墨结构）转化，形成聚合碳结晶，并平行于轴向，此阶段称为石墨化过程。

形成的石墨纤维弹性模量大大提高。

密度、强度也增高，热膨胀系数下降。

但温度过高强度反而下降。

碳纤维和石墨纤维的强度和模量差别很大，原因是结构不同。

碳纤维是由小的乱层石墨晶体所组成的多晶体，含碳量若为75~95%。

石墨纤维的结构与石墨相似，含碳量可达98~99%，杂质相当少。

7. 碳纤维的特点是什么？碳纤维用作增强材料时为什么要做表面处理？表面处理的目的什么？ 1.怕打折、急转弯2. 价高3.目前制造方面发展趋势：向大集束方向发展以降低成本，每束可达32万根 4.表面惰性，与树脂粘结差处理原因：CF 是沿轴向择优取向的同质多晶，与树脂粘结差，表面呈惰性，树脂难以润湿，具有自润滑性。

处理目的：增加表面粗糙度、增加表面活性基团、提高复合材料的层间剪切强度 8. PBO 纤维和超高分子量PE 纤维的突出性能特点各是什么？ PBO 具有突出的耐热性,高强、高模、耐高温、阻燃等优异特性。

超高分子量PE 纤维突出性能是耐磨性（在聚合物中最高）、耐冲击性，优异的介电性能、耐化学性能 9. UHMW-PE 纤维制备采用什么技术？制备工艺中的两个关键技术是什么？为什么？ 凝胶纺丝-超倍拉伸技术 1.凝胶溶液制备控制适当浓度，以维持一定量的缠结大分子存在溶液过稀：分子链间缠结几乎不存在，拉伸时分子链间易滑移溶液过浓：分子链内及链间缠结太多，流动性差，存在不稳定流动，难以高倍拉伸。

2.超倍拉伸技术使晶区的折叠链逐渐伸展成伸直链,非晶区的大分子逐渐被拉直 要提高纤维的强度和模量，必须提高拉伸倍数 10. UHMW-PE 表面处理的原因、目的、方法原因：i ）非极性、表面能低、表面光滑、难以浸润 ii ）无化学基团、难以与树脂间化学键合 表面处理目的：表面引入反应性基团表面处理方法： i) 低温等离子体处理：有效改善纤维表面能、引入极性基团、表面刻蚀ii ）表面沉积聚合物：如用丙烯酰胺等离子体处理UHMW-PE ，既能在纤维表面形成聚丙烯酰胺聚合物涂层，又同时生成大量的低聚物、亚胺、氰、羰基、酰胺基、氰基、醚等官能团。

iii ）火焰处理 iv) 电晕处理11. 碳化硅纤维、硼纤维的制备方法。

陶瓷纤维的制备常用先驱体法，什么是先驱体法？ SiC 纤维的生产采用化学气相沉积法和先驱体热解法B 纤维实际上是采用CVD 法在 W 丝表面沉积了一层纯度很高的B 层。

先驱体法：中，使纤维表面的1000-1500oC 具有黑色金属光泽的不熔化处理（在氧化介质Si-H 与氧作用，生成不熔的交联结构），在张力下烧结，完成有机纤维向无机纤维转变真空烧结SiC 纤维熔融纺丝成（脆、易软化易熔融）10-15um 细丝Si CH 23n有机硅烷12. 什么是不饱和聚酯树脂？不饱和聚酯树脂的特点？举出2种最常使用的不饱和聚酯树脂。

试分析不饱和聚酯的性能与聚合所用单体的类型和比例的关系。

不饱和聚酯树脂是不饱和聚酯在乙烯类交联单体（如：St ）中的溶液。

由不饱和的二元酸（酐）+饱和二元酸（酐）+二元醇 低聚物（线型）（称为不饱和聚酯树脂） 最常用的不饱和聚酯树脂：乙烯基树脂，烯丙基树脂。

性能取决于单体类型和比例。

饱和二元酸/不饱和二元酸比例越大，双键比例越小，树脂韧性越强，耐热性越差；反丁烯二酸（酐）中的反式双键使不饱和聚酯树脂有较快的固化速率和固化温度，聚酯分子链的排列也较规整；间苯二酸可使树脂固化后有较强的力学强度、坚韧性、耐热性、耐腐蚀性；用对苯二甲酸制备的不饱和聚酯的拉伸强度高；用脂肪族二元酸制备的不饱和聚酯的韧性好；用1,2-丙二醇制备的不饱和聚酯，树脂固化后具有较高的硬度，用于制备刚性聚酯；用乙二醇制备的不饱和聚酯树脂有强烈的结晶倾向。

用多元醇制备的不饱和聚酯树脂，可提高树脂的耐热性与硬度。

13.不饱和聚酯树脂所用固化剂为？固化反应的机理为？固化剂：乙烯基类单体（St、乙烯基甲苯、二乙烯基苯等）反应机理：自由基共聚合反应机理：链引发、链增长、链终止链引发——从过氧化物引发剂分解形成游离基到这种游离基加到不饱和基团上的过程。

链增长——单体不断地加合到新产生的游离基上的过程。

与链引发相比，链增长所需的活化能要低得多。

链终止——两个游离基结合，终止了增长着的聚合链。

14.不饱和聚酯树脂的固化过程分为哪三个阶段？在制备半成品的模塑料时，浸渍的树脂应处于哪个阶段？凝胶阶段：树脂从液态到失去流动性成为半固体凝胶定型阶段：从凝胶到具有一定的硬度和固定的形状（还未完全固化）熟化阶段：从定型阶段到表观上已经变硬并具有一定力学性能，经过后处理后即具有稳定的化学与物理性能可供使用。

应处于凝胶前阶段15.什么是乙烯基树脂？乙烯基树脂的特点？若以反丁烯二酸代替乙烯基树脂中的甲基丙烯酸，可以改善树脂的何项性能？1. 乙烯基树脂不饱和酸烯酸）带活性基团的低聚物（环氧树脂）含有不饱和双键的树脂，并使之溶于St乙烯基树脂结构特点：1) 乙烯基端基活性高，既能使分子间均聚，也能与交联单体共聚2) 甲基可屏蔽酯基，提高耐化学性能和耐水解性能3) 仲羟基有利于与玻纤表面粘结4) 耐水解性能比UP好（单位分子量的酯基含量比UP少）5) 环氧骨架赋予树脂韧性、耐酸性、耐腐蚀性、热机械性能乙烯基树脂性能特点：1）综合了EP和UP的优点，固化后的树脂性能类似EP2）双键位于端部，固化时不受空间障碍影响，既可自聚固化，也可与交联单体共聚固化。

工艺性能和固化性能优于EP3）耐腐蚀性能优良：耐酸性超过胺固化EP，耐碱性超过酸固化EP以及UP4）良好韧性及对玻纤的浸润性提高树脂的固化性能和热变形温度以柔性的己二酸代替甲基丙烯酸，制备柔性树脂；酸酐改性：引入羧基，提高树脂的增稠特性；异氰酸酯改性：提高耐热性和对玻纤的浸润性；橡胶改性：改善韧性16.什么是环氧树脂？环氧树脂主要有哪几大类？最常用的为哪类？什么是环氧值？环氧值与环氧当量间如何换算？环氧树脂是指分子中含有两个或两个以上环氧基团的化合物，化学性质活泼，可与多种固化剂反应。

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最新功能高分子材料复习题(1)

最新功能高分子材料复习题(1)

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 2CH=CH 2CH=CH 2+CH-CH 2-CH-CH 2 CH-CH 2 CH-CH 2nCH-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水处理剂?P P CH 2Cl 交联苯乙烯强碱性阴离子交换树脂HCHO，HCl ZnCl 2P CH 2N +(CH 3)3Cl -P CH 2N +(CH 3)3OH -N(CH 3)3NaOH阴离子交换树脂还能作为碱催化剂离子交换树脂的用途：水处理——重水软化，污水去重金属离子，海水脱盐，无离子水的制备作为酸碱催化剂的用途：酯化反应，醇醛缩合反应，环氧化反应，水解反应，重排反应6.导电的基本概念材料的导电性能通常是指材料在电场作用下传导载流子的能力，导电能力的评价采用电导（用西门S 表示）或者阻抗（在纯电阻情况下用欧姆R 表示）为物理量纲进行表述。

高分子材料改性复习题

高分子材料改性复习题

高分子改性复习题1、物理改性和化学改性的分类依据是什么？是否发生化学反应2、物理改性有哪些？有何特点吸附、混合、氢键、sharp transition by forces(力作用的急剧转变)、添加剂改性、聚合物共混、聚合物合成、聚合物间的物理交联。

特点：简单、经济、过程简单、通常采用改性方法3、化学改性有哪些？有何特点？共聚，接枝聚合，化学交联，聚合物的官能团反应。

特点：长期的影响，成本高，难以形成规模，交联改性可以在加工过程中加入交联剂。

4、表面改性有哪些特点？只在材料的表面上改造（均匀的和不均匀的），与本体改性相比成本低，具体有：化学氧化处理，表面电晕处理，表面火焰处理，表面热处理和表面接枝聚合，特点：内部属性: 没有变化;表面性质：增强（表面光泽、硬度、耐磨、防静电、阻燃、黏合性、印刷性及热合性等）5、列举几种聚合物改性的方法共混改性，化学改性，填充与纤维增强改性，表面改性，复合改性6、相容性和相容性之间的区别？compatibility 相容性；Miscibility 混溶性；thermodynamic ability to be mixed at the molecular level （在分子水平上共混的热力学能力）7、高分子体系能够混溶的热力学条件是？∆G<0和8、高密度聚乙烯和低密度聚乙烯具有相似的链结构，为何相容性不好？要想好，两者要有强的相互作用，这两者是非极性的，之间只有范德华力和色散力，所以两者间的相互作用力差，相容性不好。

9、从分子结构角度来说，如何提高聚合物体系的相容性？增大相互作用力（分子间、偶极作用）10、举例说明完全相容高分子共混物？PS/PPO, combines the heat resistance, the inflammability and the toughness of PPO with the good processability and the low cost of PS；This type of blend exhibits only one glass transition temperature (Tg), which is between the Tgs of both blend components in a close relation to the blend composition（中文部分）PS/PPO，结合了PPO的耐热性、易燃性和韧性与PS的易加工性和低成本性；这种类型的共混物仅有一个玻璃化转变温度（Tg），这个温度是介于混合组分的Tg之间，与共混组成密切相关。

高分子复习

高分子复习

1．复合材料的组成主要包括哪几部分基体相、增强相、界面相2．力降解的结果使聚合物分子量分布变窄3．力降解的结果使聚合物分子量下降4．聚合物在塑炼、破碎、挤出、磨碎、抛光、一次或多次变形以及聚合物溶液的强力搅拌中，由于受到机械力的作用，大分子链断裂、分子量下降的力化学现象称为力降解5．非极性侧基的体积越大，Tg越高6．非极性侧基的体积越大，柔顺性越差7．非极性侧基的体积越大，内旋转位阻越大8．高聚物的屈服特征是在屈服过程中有应变硬化现象和应变软化现象。

9．高聚物的屈服特征是在屈服过程中有应变软化现象和应变硬化现象。

10．平均分子量提高，高聚物的加工流动性变差11．平均分子量提高，高聚物的拉伸强度提高12．对于隔音材料，要求高聚物的内耗大13．对于轮胎，要求高聚物的内耗小14．在塑料的组成中，能降低聚合物玻璃化温度合成型温度的成分是增塑剂15．一般是指塑料与塑料的共混物以及在塑料中掺混橡胶的共混物，叫做高分子合金16．胶料在一定的压力和温度下,经过一定的时间橡胶大分子由线型结构变为网状结构的交联过程叫硫化17．两种或两种以上聚合物通过物理的或化学的方法共同混合而形成的宏观上均匀、连续的固体高分子材料叫聚合物共混物18．在固定的温度和形变下，聚合物内部的应力随时间增加而逐渐衰减的现象称为应力松弛19．试样受冲击负荷时单位截面积所吸收的能量称为冲击强度（也称抗冲强度），是衡量材料韧性的一种指标。

20．玻璃态开始向高弹态转变的温度称为玻璃化转变温度21．屈服的主要形式有引发大量银纹和形成剪切屈服带22．聚合物非晶态结构模型有无规线团模型和两相模型两种。

23．聚合物非晶态结构模型有无规线团模型和两相模型（或折叠链缨状胶束模型）24．非极性侧基的体积越大，内旋转位阻越大，柔顺性越差25．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叫构象26．晶态聚合物的结晶度愈高，聚合物的强度越高27．体型树脂较线型树脂的硬度高28．按塑料热性质分类，PF属于热固性树脂29．按塑料热性质分类，PVC属于热塑性树脂30．既可溶于适当的溶剂，又会熔融的高聚物属于线型高聚物31．在塑料组成中，增塑剂能使塑料的硬度和（脆性）降低32．在塑料的各组成中，能提高塑料的硬度、耐热性，并能降低塑料成本的组分是填料33．玻璃化温度是（）使用的下限温度。

高分子材料复习题

高分子材料复习题

《高分子材料》复习题（1）根据HDPE、LDPE、LLDPE、UHMWPE分子结构、聚集态结构的差别分析性能特点，阐明应用领域。

（2）用化学反应方程式表示PE化学交联过程，分析影响交联度的因素，论述PE交联后那些性能得到改变，可以应用于那些领域。

（3）什么是PP的等规度，分析等规度和分子量对PP力学性能的影响。

（4）试分析影响PP球晶尺寸的因素，这些改变对性能有哪些影响。

（5）PP主要性能缺陷是什么？常用的改性方法有哪些？（6）从分子结构的角度分析PS脆性大、力学性能对温度敏感的原因，指出改性的方法。

（7）论述增塑剂的定义、分类、作用、增塑方式，什么是反增塑现象？写出3种常用增塑剂的名称。

什么是PVC的反增塑效应？请判断PP和HDPE 中会有反增塑效应吗？（8）润滑剂的作用是什么？试述润滑剂的类型及其协同效应，常用的润滑剂有哪些？指出润滑剂与增塑剂的区别。

（9）说明合成树脂与塑料的区别，以及PVC塑料的主要组成成分，阐述各个组分的作用。

（10）简要分析一下为什么高分子量的PVC(小牌号)适合用作软质PVC; 而低分子量（大牌号）的PVC适合用作硬质PVC? 提示：可从加工和力学性能的角度加以分析。

（11）用化学反应方程式分析PVC热稳定差的原因。

（12）铅盐类、金属皂类热稳定剂提高PVC热稳定性的原理是什么？（13）什么是金属皂类稳定剂的协同效应，其机理是什么？（14）说明PE、PP、PVC薄膜组成、性能和应用的区别。

（15）比较PE、PP、PVC和PS四种通用树脂的分子结构特征及聚集态特征的异同。

根据它们微观结构特征的异同分析比较、它们性能特点上的异同。

性能特点包括：拉伸强度、抗冲击性能、耐热性（抗热变形能力）、热稳定性、透明性、绝缘性、耐溶剂和化学药品性和阻燃性。

（16）请从分子结构角度分析PTFE为什么具有耐高低温、耐腐蚀和不黏附的特点？为什么各项力学性能很低？（17）不同的降温速度会影响PTFE的聚集态结构，对性能的影响如何？（18）当通过破坏PTFE分子结构的规整性提高其加工流动性后，其抗“冷流性”将如何变化，为什么？（19）写出尼龙6、尼龙66、尼龙610和尼龙1010的重复链节的结构。