2016高分子材料总复习
第一部 知识提要
第一章 绪论
0.树脂：树脂通常是指受热后有软化或熔融范围，软化时在外力作用下有流动倾向，常温下是固态、半固
态，有时也可以是液态的有机聚合物。广义地讲，可以作为塑料制品加工原料的任何聚合物都称为树脂。
1.高分子：由许多简单的结构单元通过共价键重复键接而成, 高分子的分子量高达104～107。 2.共聚物：由两种或两种以上单体经过加聚反应生成的产物称为共聚物。
3.热塑性树脂：加热时软化甚至熔化，冷却后硬化但不起化学变化，不论重复多少次，均能 保持这种性质的树脂（或受热时软化，冷却时硬化，但不起化学反应，能够反复多次的树脂）。 4. 热固性树脂：加热时软化，同时产生化学反应（或交联）而固化，以再加热时不再软化也不熔化、不溶解的塑料称为热固性树脂。
5.单体：能够进行聚合反应，并构成高分子基本结构单元的小分子。即合成聚合物的起始原料。
6.高分子材料：以高分子化合物为基础的材料，包括塑料、橡胶、纤维、涂料、胶粘剂和高分子复合材料等。
7.1932年Staudinger（施陶丁格）出版了划时代的巨著《高分子有机化合物》，成为高分子化学作为一门新兴学科建立的标志。Paul J. Flory(保罗·约翰·弗洛里)——建立了高分子长链结构的数学理论（1948年） 8.Paul J. Flory(保罗·约翰·弗洛里)——建立了高分子长链结构的数学理论（1948年）
推出高分子溶液的热力学性质,使粘度、扩散、沉降等宏观性质与分子微观结构有了联系。 9.涂料涂布在物体表面而形成的具有保护和装饰作用的膜层材料，多组分体系：主要成膜物质、颜料、溶剂三种组分，此外还包括填充剂、增塑剂、增稠剂、稀释剂等；
10.玻璃化温度：使聚合物大分子链和链段均被固定，热运动处于停止状态，而使高分子呈玻璃状态（或呈硬脆玻璃体状态）时的温度。或者说通常把玻璃态与高弹态之间的转变，称为玻璃化转变，它所对应的转变温度即是玻璃化转变温度，或是玻璃化温度（Tg)。 11.高分子材料的成型主要加工方法：1.挤出成型2.注射成型3.吹塑成型4.压制成型 12.高分子与小分子的区别与联系
13.最早被应用的塑料?第一种人工合成树脂?(赛璐珞，酚醛树脂）
第二章通用塑料
1、 通用塑料：产量大、用途广、价格低、性能一般，主要用于非结构材料，如：聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、
聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS），称为塑料四烯。
2. 热塑性塑料：受热熔融、可进行各种成型加工，冷却时硬化。再受热又可熔融、加工。具有多次重复加
工性。
3.热固性塑料：受热熔化，成型的同时发生固化发应，形成高分子立体网状结构，再受热不熔融，也不在溶剂中溶解。
4.PE的结构特征:结构式，分子链非常柔顺,结构单元对称、规整,故PE非常容易结晶、而且结晶度很高，
聚乙烯的强度主要是其结晶结构提供的.分子量升高 MFI 下降分子量相同， 支化度上升 ，MFI 上升。 5.支化度对结晶的影响：支化度减小链规整性提高、结晶度提高、密度提高、熔点提高分子量对结晶的影响：HDPE：提高分子量对结晶度几乎没有影响。LDPE：提高分子量会导致结晶度略有提高。因为分子量提高会增大分子间的缠结从而提高分子间的相互作用。
6. 总结LDPE、HDPE和LLDPE结构性能区别（见习题解答）。
8. PE的耐环境开裂性能差的原因：因为在外界环境的作用下（例如溶剂、氧气等），PE塑料材料加工过程中有残余内应力存在，使得材料在远远低于屈服应力值。
9. LLDPE的耐环境应力开裂性能要高于HDPE和LDPE的原因：LLDPE，LDPE虽同属线型聚乙烯，但LLDPE完全是由乙烯与a-烯烃共聚而成，所含共聚单体比LDPE多， 因而线型主链上有很多的短支链，使结晶度、密度低，提高环境应开裂的性质。
10.交联PE的力学性能有大幅度的提高原因：PE力学性能低主要是由于分子间作用低，而交联的PE只要是用化学或辐射方法通过交联，形成网状结构的热固性塑料，增加了分子之间的化学键作用力，使其密度增大，相对分子量变大，从而抗冲击，抗蠕动抗应力好。分子量增大（MFI减小），结晶度下降，强度、刚度、硬度降低、抗冲击性能提高。
12.PE低温冲击强度低原因：抗冲击强度与Tg有关系。低温时，分子运动被冻结，自由体积小，集合物连段不能自由运动，来不及改变构象来抵抗冲击力。
13.PP的等规度：等规PP的等规度（等规指数）：等规聚合物所占的重量百分比，能画出三种等规、间规、无规的结构式
14.大球晶结构对PP性能的影响及其尺寸的工艺方法：
大尺寸球晶对性能不利：断裂伸长、韧性、抗冲击性下降、透明度下降，这是因为大球晶的空隙恒大，受力面积大，已招到破坏，另外只要破坏少量的球晶，对整个聚合物的破坏性也很大。
影响球晶结构因素：（1）熔融温度和时间：①熔体温上升，晶核数下降，球晶尺寸增大②熔融时间增长晶核下降球晶尺寸就增大；⑵冷却速率：①速度慢导致生成大球晶，②骤冷，严重“皮心”结构，⑶加工剪切应力增强晶核上升球晶尺寸就下降。⑷成核剂上升晶核数多且大，故球晶尺寸就小。聚丙烯加入成核剂后，能促进分子的结晶过和和加快结晶速度，使分子具有微晶结构，这样不但有利于提高产品的抗冲击强度、屈服强度，而且对产品的外观及加工均有一定影响。
15.等规PP的性能优势：较好的耐热性，优异的电绝缘性，优良的耐化学药品性，优异的抗弯曲疲劳性。很好的耐环境应力开裂性能。等规PP的性能缺点：耐老化性差，抗冲击，特别低温冲击性差，PP受热易氧化
16. PP改性的方法，各种方法对PP性能的影响：
⑴共聚：与乙烯共聚：①无规共聚②嵌段共聚。⑵共混：PP合金：①与HDPE共混②与EPR和TPE共混-----以上的方法可以增韧、提高耐寒性；但强度和耐热性降低③与聚酰胺共混--增韧、提高耐热、耐磨和强度。⑶填充：粉末状矿物填料填充PP---提高耐热性、刚度、硬度；降低收缩和热膨胀。⑷增强：用玻璃纤维增强PP--大幅度提高耐热性、刚度、硬度；降低收缩和热膨胀；工程塑料。 16.PP容易氧化降解原因：
聚丙烯中侧甲基的存在，使分子链上交替出现叔碳原子，而叔碳原子极易发生氧化反应，从而导致聚丙烯的耐氧化性和耐辐射性差。
17.PVC是含有少量结晶结构（短程结晶）的无定形聚合物，PVC是VCM单体多数以头-尾结构相联的线形聚合物
18.PVC聚合温度对其结构的影响：聚合反应温度上升头-头结构增多分子量下降；聚合反应温度越高，支化和缺陷就越多；随着聚合反应温度的降低，间规立构规整度提高。聚合物温度降低使PVC的立构规整性提高和PVC的支化度减少，从而导致结晶度提高
19.PE的Tg是-125°，PP的Tg=-10°，PVC的Tg=70—80。为什么pvc的TG会那么高：-Cl导致分子间作用力增强导致大分子间距小，还有-Cl导致分子链较僵硬，从而使PVC的Tg在70～80C
20.影响PVCTg的因素:聚合反应温度：越高，PVC的Tg越低。-80C聚合：Tg～100C；125C聚合：Tg～68C；加入增塑剂：通过加增塑剂可使PVC的Tg降到室温以下。
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21.软PVC：增塑剂含量>40%以上的PVC。硬PVC：不含增塑剂或增塑剂含量<10%的PVC。 22.PVC的热稳定性差的原因及改进方法：PVC分子链中的“缺陷”是导致降解的主要内因。
热、光、机械应力是导致PVC降解的外因。在热和光的作用下，支链发生脱HCI反应、多烯结构分子，当主链出现共扼双键数量不太多时;PVC树脂中存在一定数量偏低低分子量组分，降低了聚合物的热稳定性; 聚合物中如存在某种杂质，例如在聚合过程中加人的引发剂、催化剂、酸、碱等去除不尽，或在储运过程中吸收水分，都会降低聚合物的稳定性; 塑料在成型之前，在高搅、冷搅、挤出等过程中，受到剪切应力和拉伸应力的作用也会引起热降解。改进方法：加工时必须添加热稳定剂、控制成型温度、减少受热时间。 稳定PVC的方法：（1）VCM与其它单体共聚；（2）在PVC中加入化学稳定剂：中和HCl、取代不稳定Cl、与不饱和部位反、加入紫外线屏蔽和吸收剂。
23.铅盐类、金属皂类热稳定剂提高PVC热稳定性的原理：
通过捕捉PVC热分解产生的HCl，防止HCl的催化降解作用，主要按此机理作用 ，此外还有铅盐类、有机锡类、亚磷酸脂类及环氧类等。铅盐类吸收HCl，价格便宜，氯化铅不会引起PVC降解。金属皂是通过协同效应。 24. PVC改性和应用，见课件 25.聚苯乙烯、ABS树脂结构式 26.PS的抗冲击性差的原因：
27. ABS是什么，它的三个部分各有什么功能
ABS树脂是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯的三元共聚物; 丙烯腈——提高硬度、耐热性、力学强度,丁二烯——提高抗冲击性,苯乙烯——良好的热塑性、改善加工性
28. 已经商业化的ABS合金主要有几种？它们的性能特点是什么？
PC/ABS合金和 PA/ABS合金。PC与ABS共混物可以综合PC和ABS的优良性能，一方面可以提高ABS的耐热性、抗冲击和拉伸强度，另一方面可以降低PC成本和熔体粘度，提高流动性，改善加工性能，减少制品内应力和冲击强度对制品厚度的敏感性。PA/ABS是聚酰胺(PA)树脂和ABS树脂的合金。使之既具有PA的耐冲击性，耐化学药品性等，又具有ABS树脂的韧性、刚性、良成形性、二次加工性等特征。该合金广泛用于汽车和电子领域。PA/ABS合金具有冲击强度高、热稳定性和抗化学腐蚀性优良、减震和吸声性能较好等特点，在汽车等方面的应用日益广泛，此前国内市场多为进口产品。 29.热塑性PF和热固性PF的合成反应及其条件：
热塑性酚醛树脂：甲醛：苯酚<1，酸性条件下反应：a）强酸——通用性PF树脂；b）弱酸——高邻位PF树脂。不含羟甲基，不能自固化，需要固化剂。热固性酚醛树脂：甲醛：苯酚>1，碱性条件下反应。含有可反应羟甲基，不需固化剂，加热或加酸就可以固化，热塑性PF树脂不存在羟甲基侧基，只能熔融而不会自行交联，六次甲基四胺是PF常用的固化剂。 30.导致ABS透明性差的原因及改进方法
因ABS树脂的构成是AS树脂的连续相中分布橡胶粒子，这种二相不均匀体系结构中的树脂与橡胶的折射率不一样，在界面上折射、散射结果使其不透明。改善透明性的方法：A、用混炼的方法使聚合物透明。混练可使树脂和橡胶的折射率在一定范围内相近。B、或者使橡胶粒子必须小到不引起可见光散射的程度 31.聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）,俗称“有机玻璃”,结构式及用途
32.环氧树脂是指分子中含有两个或两个以上环氧基团 的线性有机高分子化合物。环氧树脂的固化剂有反应性固化剂和催化性固化剂，多元伯胺、多元羧酸、多元硫醇、多元酚等属于反应性固化剂，叔胺、三氟化硼络合物等属于催化性固化剂。多元伯胺固化机理：伯胺与环氧树脂反应转变成仲胺，仲胺再与另一个环氧基反应生成叔胺，逐步聚合交联成复杂的体型高聚物。 33. 环氧树脂的固化剂的计。
34.环氧树脂有“万能胶”之称，其粘性好，强度高。具有良好的耐热性、耐腐蚀性、尺寸稳定性，优良的电绝缘性能。