高分子聚合物改性考试复习题
一填空题：
1 高分子聚合物的改性方法多种多样，总体上可划分为共混改性、填充改性、复合材料、化学改性、表面改性几大类。
2 广义的共混包括物理共混、化学共混和物理/化学共混。
3 第一个实现工业化生产的共混物是1942年投产的聚氯乙烯与丁腈橡胶的共混物。
4 1964年，四氧化锇染色法问世，应用于电镜观测，使人们能够从微观上研究聚合物两相形态，成为聚合物改性研究中的重要里程碑。
5 共混改性的方法又可按共混时物料的状态，分为熔融共混、溶液共混、乳液共混等。
6 通常所说的机械共混，主要就是指熔融共混。
7 共混物的形态是多种多样的，但可分为三种基本类型：均相体系、“海-岛结构”两相体系和“海-海结构”两相体系。
8 在共混过程中，同时存在着“破碎”与“凝聚”这两个互逆的过程。当集聚过程与破碎过程达到动态平衡时，分散相粒子的粒径达到一个平衡值，这一平衡值称为“平衡粒径”
9 塑料大形变的形变机理，包含两种可能的过程，其一是剪切形变过程，其二是银纹化过程。
10 塑料基体可分为两大类：一类是脆性基体，以PS、PMMA为代表；另一类是准韧性基体，以PC、PA 为代表。
11 对于脆性基体，橡胶颗粒主要是在塑料基体中诱发银纹；而对于有一定韧性的基体，橡胶颗粒主要是诱发剪切带。
12 两阶共混历程的关键是制备具有海-海结构的中间产物，这也是两阶共混不同于一般的“母粒共混”的特征所在。
13 相容剂的类型有非反应性共聚物、反应性共聚物等，也可以采用原位聚合的方法制备。
14 聚合物共混物，从总体上来说，可以分为以塑料为主体的共混物和以橡胶为主体的共混物两大类。
15 在PVC硬制品中添加CPE，主要是起增韧改性的作用；而在PVC软制品中添加CPE是用作增塑剂，以提高PVC软制品的耐久性。
16 为改善共混体系的透光性，通常有两种可供选择的途径，其一是使共混物组成间具有相近的折射率；其二是使分散相粒子的粒径小于可见光的波长。
17 用在PVC制品中的ACR有两种类型，其一是用作加工流动改性剂的；其二是用作抗冲改性剂的。
18 共混性热塑性弹性体的形态，是以橡胶为分散相，塑料为连续相。
19 碳酸钙是用途广泛而价格低廉的填料，因制造方法不同，可分为重质碳酸钙和轻质碳酸钙。
20 热固性树脂基纤维增强复合材料大多以玻璃纤维作为增强材料，所以俗称玻璃钢。
21 在橡胶工业中，炭黑是用量最大的填充剂和补强剂。
22 接枝共聚物有一个主要特征是，容易和它们相应的均聚物共混。
23 制备嵌段共聚物最常用的方法有两种：活性加成聚合和缩聚合。
24 制备IPN的方法主要有三种：分布聚合法、同步聚合法和乳液聚合法。
25 聚合物表面有弱边界层，其表面能低、化学惰性、表面污染等影响表面的粘接、印刷以及其它应用。
26 生成表面接枝聚合物的首要条件是生成表面引发中心，即表面自由基。
二名词解释
1 聚合物共混：两种或两种以上聚合物经混合制成宏观均匀的材料的过程。
2 高分子合金：含多种组分的聚合物均相或多相体系，包括聚合物共混物和嵌段、接枝共聚物。而且，高分子合金材料通常应具有较高的力学性能，可用作工程塑料。
3 海-岛结构：是一种两相体系，且一相为连续相，一相为分散相，分散相分散在连续相中，就好像海岛分散在大海中一样。
4 海一海结构：也是两相体系，但两相皆为连续相，相互贯穿。
5 分散度：指“海-岛结构”两相体系中分散相物料的破碎程度，可以用分散相颗粒的平均粒径和粒径分布来
表征。
6 均一性：指分散相物料分散的均匀程度，亦即分散相浓度的起伏大小。均一性可借助于数理统计的方法进行定量表征。
7 相容性：是指共混物各组分彼此相互容纳，形成宏观均匀材料的能力。
8 分布混合：指分散相粒径大小不变，只增加分散相在空间分布的随机性的混合过程。
9 分散混合：是指既增加分散相分布的随机性，又减小粒径，改变分散相粒径分布的过程。
10 共混性热塑性弹性体：采用动态硫化方法生产的新型热塑性弹性体材料。
11 动态硫化：共混体系在共混过程中的剪切力作用下进行的硫化反应。
12 接枝效率：
13 热塑性弹性体：这种A-B-A型和型共聚物，叫做热塑弹性体，它同时具有交联橡胶的力学性能，又具有线形热塑聚合物的加工性能。
14 IPN：由两种或多种互相贯穿的交联聚合物组成的共混物，其中至少有一种组分是紧邻在另一种组分存在下聚合或交联的，叫做互穿聚合物网络。
15 等离子体聚合：是指在有机物蒸气中生成等离子体，所形成的气相自由基吸附到固体表面形成表面自由基，再与气相单体或等离子体中形成的单体衍生物在表面发生聚合反应，从而形成聚合物薄膜。
16 填充改性：在聚合物基体中添加与基体在组成和结构上不同的固体添加物。
17 “软包硬”规律：粘度低的一相总是倾向于生成连续相，而粘度高的一相则总是倾向于生成分散相。
三简答
1 相界面可以产生哪些效应？
答：相界面可以产生多种效应。包括力的传递效应、光学效应、诱导效应、以及其它效应（如声学、电学、热学效应等）。
2 用电子显微镜研究共混物形态时，可以用OsO4和RuO4对样品进行染色观察，它们的染色机理分别是什么？
答：OsO4主要用于染色具有不饱和双键的橡胶，与双键反应形成锇酸酯；RuO4是一种强氧化剂，可与含有醚键、醇基、芳香基或胺基的聚合物反应。
3 弹性体增韧塑料的机理是什么？
答：目前普遍接受的是“银纹-剪切带”理论。在橡胶（或其它弹性体）增韧塑料的两相体系中，橡胶是分散相，塑料是连续相。橡胶“小球”可以作为应力集中体，诱发大量的银纹或剪切带。外面作用于材料的能量，可以通过银纹或剪切带的形成而耗散掉，使材料的抗冲击性能明显提高。
4 对于PVC等脆性基体，如何进行非弹性体增韧？
答：非弹性体增韧的对象，必须是有一定韧性的塑科基体，如尼龙、聚碳酸酯等。对于PVC这样的脆性基体，则需要用弹性体对其进行增韧，变成有一定韧性的基体，然后再用非弹性体对其进行进一步的增韧改性。
5 非弹性体增韧塑料的机理是什么？
答：当韧性基体受到外界拉伸应力时，会在垂直于拉伸应力的方向上对脆性塑料粒子施以压应力。脆性粒子在强大的静压力作用下会发生塑料形变，从而将外界作用的能量耗散掉。
6 MBS在PVC/MBS共混体系中呈现什么形态？各种组分分别起着什么作用？
答：MBS粒子呈包含若干橡胶小球和塑料支链的“簇状结构”。
其中，橡胶小球可起到增韧改性的作用，MMA可与PVC形成良好的相容性，苯乙烯形成的刚性链段则可使共混体系具有良好的加工流动性。
7 无机刚性粒子对塑料的增韧机理是什么？
答：关于无机刚性粒子的增韧机理，一般认为，随着粒子的细微化，比表面积增大，与塑料基体的界
面也增大。当填充复合材料受到外力时，微小的刚性粒子可引发大量银纹，同时粒子之间的塑料基体也产生塑性变形，吸收冲击能量，达到增韧的效果。
8 聚合物填充改性的目的是什么？
答：聚合物填充改性的目的，有的是为了降低成本，有的是为补强或改善加工性能。还有一些填料具有阻燃或抗静电等作用。
9 热塑性弹性体的结构有什么特点？
答：热塑性弹性体是由大量的软嵌段和少量的硬嵌段组成的两相嵌段共聚物。软硬两种嵌段各有各的用处，软嵌段提供柔韧的弹性，而硬嵌段则提供物理交联点和起填料的功能。
10 偶联剂分子结构的最大特点是什么？
答：偶联剂分子结构最大的特点是分子中含有化学性质不同的两个基团，一个基团的性质亲无机物，易于与无机物表面起化学反应；另一个基团亲有机物，能与合成树脂起化学反应，生成化学键，或者能互相融合在一起。
四简答
1 简述共混物“均相”的概念，如何判断均相？
答:概括地讲，如果一种共混物具有类似于均相材料所具有的性能，这种共混物就可以认为是具有均相结构的共混物。在大多数情况下，可以用玻璃化转变温度Tg作为判定的标准。如果两种聚合物共混后，形成的共混物具有单一的Tg，则就可以认为该共混物为均相体系。
2 如何判断“完全相容”、“部分相容”和“不相容”？
答：如果某聚合物对形成的共混物具有单一的Tg，则亦可认为该聚合物对是完全相容的；部分相容的聚合物，其共混物为两相体系。聚合物对部分相容的判据，是两种聚合物的共混物具有两个Tg，且两个Tg峰较每一种聚合物自身的Tg峰更为接近；不相容聚合物的共混物也有两个Tg峰，而且，两个Tg峰的位置与每一种聚合物自身的Tg峰是基本相同的。
3 影响聚合物共混形态的因素有哪些，它们是怎样影响的？
答：①共混组分之间的配比，是影响共混物形态的一个重要因素，亦是决定哪一相为连续相，哪一相为分散相的重要因素。当两相共混体系中的某一组分含量（体积分数）大于74%时，这一组分就不再是分散相，而将是连续相。同样，当某一组分含量（体积分数）小于26%时，这一组分不再是连续相，而将是分散相。当组分含量介于26%与74%之间时，哪一组分为连续相，将不仅取决于组分含量之比，而且还要取决于其它因素，主要是两个组分的熔体粘度。
②对于熔融共混体系，共混组分的熔体粘度亦是影响共混物形态的重要因素。熔体粘度对共混物形态的影响有一个基本的规律：粘度低的一相总是倾向于生成连续相，而粘度高的一相则总是倾向于生成分散相。
③在组分含量介于26%与74%之间时，哪一相为连续相，哪一相为分散相，将取决于配比与熔体粘度的综合影响。
④粘度比、剪切应力及界面张力对分散相粒径的综合影响
⑤其他因素的影响，如加工温度、相容性等
4 剪切形变过程和银纹化过程有哪些区别？
答：在产生方向上：剪切带产生于与正应力约呈45°的斜面上，而银纹与外加应力的方向垂直；
特征：剪切屈服的特征是产生细颈，而银纹化过程的特征是应力发白现象和密度的下降；
密度：材料在产生剪切带时，密度基本不发生变化，而产生银纹时密度下降；
形成原因：剪切带的形成是由于聚合物内部结构的不均一性或某种缺陷，银纹的产生是由于内部结构的不均一性，造成应力集中。
5 对于弹性体增韧，确定橡胶颗粒粒径的合适尺度要考虑哪些方面的因素？
答：首先，要保证增韧体系中橡胶颗粒有足够多的数量，以诱发大量的小银纹或剪切带。这就要求橡胶颗粒的粒径不能太大，以保证体系中有足够数量的橡胶颗粒。
其次，从诱发银纹或剪切带考虑。较小粒径的橡胶颗粒对诱发剪切带有利，而较大粒径的橡胶颗粒对于诱发银纹有利。
第三，从终止银纹的角度考虑。对于脆性基体，由于橡胶颗粒还要起到终止银纹的作用，要求其粒径与银纹的尺度相当。太小的橡胶粒子会被银纹“淹没”，起不到终止银纹的作用。而对于有一定韧性的基体，可以靠剪切带的生成来终止银纹，而不需要依赖橡胶颗粒来终止银纹，橡胶颗粒的粒径就可以小一些。
综上所述，对于脆性基体，橡胶颗粒要引发银纹，又要终止银纹，其粒径要大一些。对于韧性基体，橡胶颗粒主要引发剪切带，又不需要其终止银纹，橡胶颗粒的粒径就要小一些
6 弹性体增韧和非弹性体增韧有什么区别？
答：非弹性体增韧与弹性体增韧在增韧改性剂、增韧对象、对性能的影响等方面，都有明显的不同。
首先，非弹性体增韧的增韧改性剂是脆性塑料（广义的非弹性体增韧还包括无机填料粒子），而弹性体增韧的增韧改性剂是橡胶或热塑性弹性体。
非弹性体增韧的对象，是有一定韧性的基体；而弹性体增韧的对象，可以是韧性基体，也可以是脆性基体。
从增韧机理来看，弹性体增韧的机理主要是由橡胶球引发银纹或剪切带，橡胶球本身并不消耗多少能量；而非弹性体增韧则是依赖脆性塑料的塑性形变，将外界作用的能量耗散掉。
从增韧剂的用量来看，对弹性体增韧体系，共混物的抗冲击性能会随弹性体用量增大而增加；而对于非弹性体增韧，脆性塑料的用量却有一个范围。在此范围内，可获得良好的抗冲改性效果，超过此范围，抗冲击性能却会急剧下降。
以非弹性体（脆性塑料）对塑料基体进行增韧的最大优越性，就在于脆性塑料在提高材料抗冲击性能的同时，并不会降低材料的刚性，而且可使加工流动性获得改善。而弹性体增韧体系，却会随着弹性体用量的增大而使材料的刚性下降，其加工流动性往往要受到橡胶加工流动性差的影响。
7 影响聚合物共混物相容性的因素有哪些？
溶解度参数：高分子间的溶解度参数越接近，其相容性越好。
共聚物的组成：对于均聚物/共聚物体系，相容性与共聚物的组成有关。
极性：高分子的极性愈相近，其相容性愈好。极性高分子共混时相容性一般较好；非（弱）极性高分子共混时相容性一般较差；极性/非极性高分子共混时一般不相容。
表面张力：共混组分的表面张力愈接近，两相间的浸润、接触和扩散愈好，界面结合愈好。
结晶能力：共混组分的结晶能力愈相近，其相容性愈好。非晶态高分子共混时常有理想的混合行为；晶态/非晶态（或晶态）高分子共混时，只有出现混晶对才相容。
粘度：高分子的粘度愈相近，其相容性愈好。
分子量：减小分子量，可增加相容性。
8 等离子体处理聚合物表面，可以明显改善哪些性能？
答：(1)表面亲、疏水性改性：一般高分子材料经NH3、O2、CO、Ar、N2、H2等气体等离子体处理后，与空气接触，会在表面引入-COOH，-CO-，-NH2，-OH等基团，使表面亲水性增加，处理时间越长，与水接触角越低，而经含氟单体如CF4、CH2F2等气体等离子体处理则可氟化高分子材料表面，增加其憎水性。
(2)增加粘接性：等离子体处理能很容易在高分子材料表面引入极性基团或活性点，它们或者与被粘合材料、粘合剂面形成化学键，或者增加了与粘合材料、粘合剂之间的范德华作用力，达到改善粘接的目的。
(3)改善印染性能：等离子体表面处理一方面能增强被处理材料表面粗糙度，破坏其非晶区甚至晶区，使处理材料表面结构松散，微隙增大，增加对即印染/油墨分子的可及区；另一方面，表面引入的极性基团，使处理表面易于以范德华力、氨键或化学键吸附染料/油墨分子，从而改善材料的印染性能。
(4)改善其它性能，如改善表面的生物相容性等。
高分子材料改性学思考题
高分子材料改性学思考题 1.聚合物熔融态化学反应有何特点？ 反应温度高，所以反应速度快，而且反应效率也高；无需使用溶剂，原材料消耗少，成本较低，无污染；可以使一些无法找到合适溶剂的反应体系进行所需的化学反应。 2.简述反应挤出的基本过程。 进行反应挤出时，将欲反应的各种原料组分如聚合物、单体、引发剂、其他助剂等一次或分次由相同或不同的加料口加入到挤出机中，借助于螺杆的旋转，实现各种原料之间的混合与输送，并在外热和剪切热作用下，使物料塑化熔融、反应。随后，移去反应过程产生的挥发物。反应充分的改性聚合物经口模被挤出，经骤冷、固化、切粒或直接挤出成型为制品。 3.简述反应挤出过程的控制要点与影响反应挤出的操作因素。 控制要点：反应挤出过程的混合、反应空间和停留时间、温度控制与传热、挥发分的脱除、输送物料和排出物料的能力、挤出过程中其他组分的加入。 影响反应挤出的操作因素：配方、挤出温度、螺杆转速、喂料速度、螺杆组合。 4.举例推算多元复合引发剂的半衰期。 ∑==n i i i f 11 ττ，i f 为各引发剂摩尔分数。 5.聚合物熔融接枝工艺的控制因素有哪些？ 接枝单体含量、引发剂及其用量、反应温度、反应时间（挤出机螺杆转速）、交联与降解的抑制（电子给予体）、共单体。 6.影响有机过氧化物交联的因素有哪些？ 聚合物分子链结构、过氧化物的品种与用量、交联温度和时间、环境气氛、抗氧剂（防老剂）、酸性物质、填充剂、助交联剂。 7.影响控制降解聚丙烯的相对分子质量与相对分子质量分布的因素有哪些？ 加工温度、时间、过氧化物品种和浓度、抗氧剂。 8.什么是偶联剂和表面处理剂？它们有什么作用？作用机理是什么？ 偶联剂是具有某些特定基团的化合物，其分子结构特点是含有两类性质不同的化学基团，一类是亲无机基团，另一类是亲有机基团。通过化学或物理作用将两种性质差异很大，原本不易结合的材料较牢固地结合起来。 表面活性剂：极少量即能显著改变物质表面或界面性质的物质。其分子结构特点是由两种不同性质的基团组成：其一是一个较长的非极性烃基，称为疏水基；另一是一个较短的极性基，称为亲水基。形成不对称的分子结构，同时具有亲油性和亲水性，并且亲油和亲水的强度必须匹配，形成“双亲结构”分子。 作用：提高填料与聚合物的亲和能力。 作用机理：表面物理作用。包括表面涂覆（或称为包覆）和表面吸附。 表面化学作用。包括化学反应、化学吸附（表面取代、水解、聚合和接枝等）。 9.填料在使用之前应如何进行预处理？ 干法：表面涂敷处理、表面反应处理、表面聚合处理。 湿法：表面吸附法、化学反应法、聚合法。 气相表面处理法。 加工现场处理法：捏合法、反应挤出处理法、研磨处理法。 10.填料在聚合物中的分散过程、影响因素和评价方法。 分散过程1在剪切流场的粘性拖曳下，将大块的固体填料破碎成较小的粒子；2聚合物在剪
聚合物改性
主要复习题 1.在聚合物共混物中，控制分散相粒径的方法有哪些？答：P36 2.写出共混物熔体粘度与剪切速率的关系式，并画出共混物熔体的粘度与剪切 速率的关系曲线的三种基本类型。答：P23 3.聚合物共混物的形态与哪些因素有关？答：P15 4.PVC/ABS 共混体系的制品较纯PVC和纯ABS制品具有哪些优越性？P53 答：ABS为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，具有冲击性能较高、易于成型加工、手感良好以及易于电镀等特性。PVC则具有阻燃、耐腐蚀、价格低廉等特点。将PVC与ABS共混，可综合二者的优点。 5.简述共混物形态研究的染色法、刻蚀法及低温折断法三种制样方法。P9 6.PET、PC、ABS、PPO、POM、PPS、PES、PSF、PP、PE、BR、PMMA、CR、CPE分 别代表什么聚合物？ 答：PES--聚苯醚砜；PSF--聚砜；BR--1,2-聚丁二烯橡胶；PMMA--聚甲基丙烯酸甲酯；CR--氯丁橡胶。 7. PVC、CPE、MBS、NBR、SBS、TPU、ABS、EPDM、PC、PET分别 代表什么聚合物？ 8.鉴于PE对烃类溶剂的阻隔性差，为提高PE的阻隔性，可采用PE/PA共混的 方法，简述其阻隔原理。答：P59 9.简述在PP/PE共混体系中，PE使PP冲击性能得到提高的机理。答：P57 10.互穿聚合物网络（IPN）可分为哪几种类型？请简述之。答：P108 11.聚合物填充改性的主要填充剂品种有哪些？答：P78 12.什么是结晶性聚合物和非结晶性聚合物？指出PS, ABS, PC, PO, PA, PET, PSF, PAR, PBT, POM, PPS这些聚合物品种中哪些可归属于结晶性聚合物品种？ 13.如何区分两相共混物中不同相之间的相容性？ 14.工业上应用最广的硅橡胶为甲基硅橡胶，简述它的制备原理 并写出它的化学反应式。怎样解决甲基硅橡胶的力学性能较低和耐油性差的问题。
聚合物改性考试考试试题题
名称解释 20分 物共混改性： 是以聚合物（聚合物或者共聚物）为改性剂，加入到被改性的聚合物材料（合成树脂，又叫基体树脂）中，采用合适的加工成型工艺，使两者充分混合，从有新颖结构特征和新颖性能的改性聚合物材料的改性技术。 转： 聚合物共混物可在一定的组成范围内发生相的逆转，原来是分散相的组分变成连续相，而原来是连续相的组分变成分散相。在相逆转的组成范围内，常可形错、互锁的共连续形态结构，使共混物的力学性能提高。 性塑料： 热塑性塑料是指加热后软化、可塑，冷却后硬化，再次加热可熔融软化，固化成型，具有反复可加工成型的特点。 作用： 使聚合物之间易于相互分散，能够得到宏观均匀的共混体系。改善聚合物之间相界面的性能，增加两相间的粘合力，使P-P共混物具有长期稳定的性能。 二、聚合物共混物的形态结构及特点 10分 单相连续结构：构成聚合物共混物的两个相或者多个相中只有一个相连续，其他的相分散于连续相中。单相连续结构又因分散相相畴的形状、大小以及与连情况的不同而表现为多种形式。 互锁或交错结构：这种结构中没有一相形成贯穿整个试样的连续相，而且两相相互交错形成层状排列，难以区分连续相和分散相。有时也称为两相共连续结层状结构和互锁结构。 贯穿的两相连续结构：共混物中两种组分均构成连续相，互穿网络聚合物（IPNs）是两相连续结构的典型例子。 聚合物共混物相容性分哪两类？各自的定义是什么？画出聚合物共混物的UCST、LCST相图。15分 分为热力学相容性和工艺相容性两类。 学相容性是指相互混合的组分以任意比混合，都能形成均相体系，这种相容性叫热力学相容性。 相容性是指对于一些热力学相容性不太好的共混高聚物，经适当加工工艺，形成结构和性能稳定的共混高聚物，则称之为工艺相容性。 略 界面层的结构组成和独立相区的区别 10分 ①界面层内两种分子链的分布是不均匀的，从相区内到界面形成一浓度梯度； 面层内分子链比各自相区内排列松散，因而密度稍低于两相聚合物的平均密度； 面层内往往易聚集更多的表面活性剂及其他添加剂等杂质，分子量较低的聚合物分子也易向界面层迁移。这种表面活性剂等低分子量物越多，界面层越稳界面粘结强度不利。 以PC/PP共混体系为例，举例说明哪些手段可以用来加强体系的相容性？10分 . 通过共聚改变某聚合物的极性； . 通过化学改性的方法，在一组分或两组分上引入极性基团或反应基团； . 在某聚合物上引入特殊作用基团；加入第三组分进行增容； . 两相之间产生部分交联，形成物理或化学缠结； . 形成互穿网络结构（IPN）； . 改变加工工艺，施加强烈的力剪切作用。 一般采有PP熔融接枝MAH单体，并挤出制备TPU/PP共混物，请阐明PP接枝MAH对共混物的形态结构及性能有何影响。为什么？10分 采用PP-g-MAH作为增容剂，熔融法制备TPU/PP共混物。发现，马来酸酐接枝聚丙烯是聚氨酯与聚丙烯共混体系有效的增容剂，有效地改善了共混物的形态能。 ：机理：PP-g-MAH中的酸酐基团可能一部分与TPU中羟基反应，另一部分是与N-H基团发生氢键作用，从而有效降低了表面张力，提高了表面粘结力。 聚合物共混物的制备方法有那些？各有什么特点？10分 . 物理共混法，简单机械共混技术简单的机械共混技术也称为单纯共混技术，它是在共混过程中，直接将两种聚合物进行混合制得聚合物混合材料。又
高分子材料复习题
1.(1)合成纤维有那几种主要纺丝方法？简述每种纺丝方法的特点。 A.熔体纺丝：将聚合直接得到的聚合物熔体或聚合物切片通过螺杆挤出机熔融成熔体以后，通过过滤、挤出到 空气中凝固成型的方法，其特点是加工方法简单，流程短，纺丝速度高，产量大，成型过程中只有传热而没有传质，是一元纺丝体系。 B.溶液纺丝： （1）湿法纺丝：将聚合物溶解在溶剂中，通过脱泡、过滤并挤出到凝固浴中成型的方法，是溶液纺丝的一种，通常适用于分解温度低于熔融温度的聚合物，其特点是流程长、纺速低，丝条必须在凝固浴中成型，成型过程既有传热又有传质，宜纺制短纤维，是三元纺丝体系。 （2）干法纺丝：属于溶液纺丝，采用的溶剂挥发性强，挤出时将纺丝溶液挤出到热空气，通过溶剂的挥发而凝固成型，特点是纺丝速度高，流程较湿法纺丝短，产量小，适于纺长丝，属于二元体系。 (2)为什么不可以采用熔体纺丝的方法加工聚丙烯腈纤维？如果你想采用熔体纺丝方法加工聚丙烯腈纤维，你 需要从原料上作那些改进？请说明原因。 A.聚丙烯腈其热分解温度200～250℃，熔点达320℃，故不能采用熔体纺丝。粘流温度太高，且是极性聚合物， 熔融粘度也很大，不利于加工。 B.想熔体纺丝需加入第二单体第三单体(在聚丙烯腈大分子上引入能形成柔性链的共聚单体，通过控制共聚物的 序列结构和分子质量来降低聚丙烯腈的熔点，以制造可熔融的聚丙烯腈树脂，通过非增塑熔融纺丝制得纤维)，降低其分子间较强的相互作用力，从而降低其粘流温度和粘度。另外，如聚乙烯醇，分解温度低于粘流温度也不可熔融纺丝。 2.（1）对比聚乙烯和聚丙烯的结构，分别阐述他们的性能和应用。 答：⑴写出聚乙烯与聚丙烯的结构式，对比两者结构上的差异。 ②聚丙烯分子链上有一侧基，侧基的存在增加了空间位阻，使分子链的柔性降低，刚性增大，所以聚丙烯的强 度、硬度、耐热性和化学稳定性比聚乙烯好，抗冲击性能和耐低温性能比聚乙烯差，所以聚丙烯比聚乙烯更适合作结构件和重型包装制品，如手柄、方向盘、风扇叶片、洗衣机外壳、电视机外壳、电话机外壳、电冰箱内衬、重包装薄膜、编织袋等。 ⑶由于聚丙烯侧基的存在，使分子链上交替出现叔碳原子，叔碳原子上的氢极易受氧的进攻，导致其耐氧化性 和耐辐射性差，即耐老化性能差，所以聚丙烯难于用于户外制品，如遮阳棚等。 ⑷由于聚丙烯侧基的存在，使分子链的距离增大，密度降低，所以聚丙烯单丝可以生产绳索和鱼网等 （2）对比聚乙烯与聚丙烯的结构、性能和用途的差异（20分）。 答：（1）书写出PE和PP的分子结构（4分）； （2）分子结构的差异，侧甲基的位阻效应，使得PP具有更高的T g和耐热性，因此PP可作为工程塑料使用，而PE则不能（8分）； （3）PP侧甲基的存在，使得PP耐低温性能差，冲击性能不佳；PE则具有较佳的低温性能。因此PE可用于低温环境（-40C），PP则不能（4分）； （4）PP侧甲基的存在，使其耐氧化性较PE差；具体应用时，一般PP需要加入抗氧剂。（4分） 3.玻璃纤维增强环氧树脂和玻璃增强不饱和树脂的主要性能和应用领域。 A.玻璃纤维增强环氧树脂：比强度高、绝热、耐烧蚀、电绝缘、抗腐蚀和成型制造方便，广泛应用于汽车、造 船、建筑、化工、航空以及各种工业电气设备、文化用品等领域，也是电气绝缘及印刷线路基板的良好材料。 B.玻璃纤维增强不饱和树脂：加工性能好，树脂中引入引发剂和促进剂后，可以在室温下固化成型，由于其中 的交联剂其稀释作用，故树脂粘度降低，可采用各种成型方法。透光性好、固化时收缩率大，耐酸、碱性稍差。 可制作大型构件，采光瓦，不宜制作耐酸碱的设备及管件。 4.水性涂料和溶剂性涂料的优缺点 总：与油性漆相比，水性漆的环保性能是其最大优势。水性漆中不含有苯、二甲苯等公认的有毒有害物质，同
聚合物改性期末复习题
聚合物改性期末复习题 一填空题： 1 高分子聚合物的改性方法多种多样，总体上可划分为共混改性、填充改性、复合材料、化学改性、表面改性几大类。 2 广义的共混包括物理共混、化学共混和物理/化学共混。 3 第一个实现工业化生产的共混物是1942年投产的聚氯乙烯与丁腈橡胶的共混物。 4 1964年，四氧化锇染色法问世，应用于电镜观测，使人们能够从微观上研究聚合物两相形态，成为聚合物改性研究中的重要里程碑。 5 共混改性的方法又可按共混时物料的状态，分为熔融共混、溶液共混、乳液共混等。 6 通常所说的机械共混，主要就是指熔融共混。 7 共混物的形态是多种多样的，但可分为三种基本类型：均相体系、“海-岛结构”两相体系和“海-海结构”两相体系。 8 在共混过程中，同时存在着“破碎”与“凝聚”这两个互逆的过程。当集聚过程与破碎过程达到动态平衡时，分散相粒子的粒径达到一个平衡值，这一平衡值称为“平衡粒径” 9 塑料大形变的形变机理，包含两种可能的过程，其一是剪切形变过程，其二是银纹化过程。 10 塑料基体可分为两大类：一类是脆性基体，以PS、PMMA为代表；另一类是准韧性基体，以PC、PA为代表。
11 对于脆性基体，橡胶颗粒主要是在塑料基体中诱发银纹；而对于有一定韧性的基体，橡胶颗粒主要是诱发剪切带。 的中间产物，这也是两阶共混不海结构-海两阶共混历程的关键是制备具有12 同于一般的“母粒共混”的特征所在。 13 相容剂的类型有非反应性共聚物、反应性共聚物等，也可以采用原位聚合的方法制备。 14 聚合物共混物，从总体上来说，可以分为以塑料为主体的共混物和以橡胶为主体的共混物两大类。 15 在PVC硬制品中添加CPE，主要是起增韧改性的作用；而在PVC 软制品中添加CPE是用作增塑剂，以提高PVC软制品的耐久性。 16 为改善共混体系的透光性，通常有两种可供选择的途径，其一是使共混物组成间具有相近的折射率；其二是使分散相粒子的粒径小于可见光的波长。 17 用在PVC制品中的ACR有两种类型，其一是用作加工流动改性剂的；其二是用作抗冲改性剂的。 18 共混性热塑性弹性体的形态，是以橡胶为分散相，塑料为连续相。 19 碳酸钙是用途广泛而价格低廉的填料，因制造方法不同，可分为重质碳酸钙和轻质碳酸钙。 20 热固性树脂基纤维增强复合材料大多以玻璃纤维作为增强材料，所以俗称玻璃钢。 21 在橡胶工业中，炭黑是用量最大的填充剂和补强剂。
聚合物共混改性-a(答案)知识讲解
聚合物共混改性2007-A(答案)
四川大学期考试试题（闭卷）A （2006 ——2007学年第 2 学期） 课程号：30004720 课序号：课程名称：聚合物共混改性原理任课教师：成绩： 适用专业年级： 2004级学生人数：印题份数：学号：姓名：
5、根据下图分析啮合型同向旋转双螺杆挤出机可分为哪几个工作区段？各段的作用是什么？ 答：1、固体输送区。作用：（1）输送物料；（2）将松散的粉状物料压实或提高粒状物料在螺杆中的充满度，以促进物料在下一区的熔融塑化。（2分） 2、熔融和混合。物料经输送区受到一定的压缩后开始熔融，并发生混合。（2分） 3、混合区（第二混合段）。将组分尺寸进一步细化与均化；侧加料，加入添加剂等。（2分） 4、脱挥、排气。完全熔融状态的物料经压缩后突然减压，可挥发性物料在真空条 件下迅速挥发，脱离熔体。（2分） 5、熔体输送、增压挤出。物料必须建立起一定的压力，使模口处物料有一定的致 密度，一般来说，在此区，物料可进一步混合，主要功能是输送与增压。（2分） 6、简述影响聚合物共混物形变的因素。（10分） 答：1、基体性质。聚合物共混物屈服形变时，银纹和剪切形变两种成分的比例在很大程度上取决于连续相基体的性质。一般而言，连续相的韧性越大，则剪切成分所占的比例越大。（2分） 2、应力的影响。a. 应力大小（1分）：形变中银纹成分的比例随应力和形变速率 的增加而增加；b. 形变速率（1分）：增加形变速率会使银纹成分的比例提高；c. 应力性质的影响（1分）：由于银纹化伴随着体积的增加，所以压应力抑制银纹，张应力则促进银纹的生成。 3、大分子取向的影响。大分子取向常常减小银纹成分的比例。例如橡胶增韧塑 料，拉伸时基体大分子取向，橡胶颗粒会变成椭球状，结果应力集中因子减小。取向的结果使剪切成分的比例增加而银纹化成分的比例下降。（2分）
聚合物共混知识点总结
1.聚合物共混：共混改性包括物理共混、化学共混和物理/化学共混三大类型。其中，物理共混就是通常意义上的“混合”。如果把聚合物共混的涵义限定在物理共混的畴之，则聚合物共混是指两种或两种以上聚合物经混合制成宏观均匀物质的过程。 2.分布混合，又称分配混合。是混合体系在应变作用下置换流动单元位置而实现的。 3.分散混合是指既增加分散相空间分布的随机性，又减少分散相粒径，改变分散相粒径分布的工程。 分布混合和分散混合在实际的共混工程中是共生共存的，分布混合和分散混合的驱动力都是外界施加的作用力。 4.总体均匀性是指分散相颗粒在连续相中分布的均匀性，即分散相浓度的起伏大小。 5.分散度则是指分散相颗粒的破碎程度。对于总体均匀性，则采用数理统计的方法进行定量表征。分散度则以分散相平均粒径来表征。 6.分散相的平衡粒径：在分散混合中，由于分散相大粒子更容易破碎，所以共混过程是分散相粒径自动均化的过程，这一自动均化的过程的结果，是使分散相例子达到一个最终的粒径。即“平衡粒径”。 7.高分子合金：（塑料合金）指含多种组分的聚合物均相或多相体系，常具有较高的力学性能，作工程塑料。 8.熔融共混：将聚合物组分加热到熔融状态后进行共混（应用广泛）。采用的设备-----密炼机、开炼机、挤出机等。本方法最具有工业价值。 9.溶液共混：将聚合物组分溶于溶剂后，进行共混。本方法主要用于基础研究领域 10.乳液共混：将不同聚合物乳液共混方法。本法可用于橡胶共混改性中；以乳液应用的产品可乳液共混改性等。 11.分散度：反映分散相物料的破碎程度；
（分散相的平均粒径和分布表征） 12.均一性：反映分散相分散的均匀程度 （分散相浓度起伏大小，用统计法） 13.相界面：连续相与分散相之间的交界面。 （界面结合好坏对共混物性能有重大影响） 14. 所谓聚合物之间的相容性（Miscibility），从热力学角度而言，是指在任何比例混合时，都能形成分子分散的、热力学稳定的均相体系，即在平衡态下聚合物大分子达到分子水平或链段水平的均匀分散。 15. 直接观测 16. 间接观测 17.界面自由能：两相体系中两组分之间具有界面自由能，直接影响共混过程. 18.界面力 19. 简答 1.简述影响热力学相容性的因素。 答：1.大分子间的相互作用 2.相对分子质量 3.共混组分的配比 4.温度
功能高分子材料复习题
《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。
高分子材料成型原理期末复习资料
名称: 2015秋高分子材料成型原理期末复习资料 第一章 一、选择题 1、( B )属于化学合成高分子。 a、甲壳素 b、聚乳酸 c、淀粉 d、细菌纤维素 2、( D )属于高性能纤维。 a、粘胶纤维 b、聚酯纤维 c、聚丙烯腈纤维 d、碳纤维 3、( D )属于功能纤维。 a、粘胶纤维 b、聚酯纤维 c、聚丙烯腈纤维 d、导电纤维 第二章 一、选择题 1、“溶解度参数相近原则”适用于估计( B )的互溶性。 A、非极性高聚物与极性溶剂 B、非极性高聚物与非极性溶剂 C、极性高聚物与极性溶剂 D、极性高聚物与非极性溶剂 2.纤维素黄酸酯-氢氧化钠水溶液体系的平衡相图具有( C )特征,( )温度有利于纤维素黄酸酯溶解度的提高。 a、下临界混溶温度升高 b、上临界混溶温度升高 c、下临界混溶温度降低 d、上临界混溶温度降低 二、简答题 1、简述聚合物熔融的主要方法。 2、简述聚合物在螺杆挤压机中熔融的能量来源。 答:(1)装在机筒外壁的加热器,使能量在机筒沿螺槽深度方向自上而下传导。 (2)随着螺杆的转动,筒壁上的熔膜被强制刮下来移走,而使熔融层受到剪切作用,使部分机械能转变为热能。 3、简述选择聚合物溶剂的基本原则。 答:聚合物溶剂的选择原则: (1)聚合物与溶剂的极性相近 规律相似相溶:聚合物与溶剂的极性越接近,越容易互溶。 (2)溶度参数理论 对于非极性聚合物尽可能找到聚合物溶度参数δ相近的非极性溶剂对于极性较高或者易形成氢键的聚合物或者溶剂,只有当聚合物与溶剂的δd、δp、δh分别接近时才能很好地混溶。 (3)高分子-溶剂相互作用参数(哈金斯参数)…Χ1 Χ1越小,溶剂的溶解能力越大,一般Χ1＜0、5为良溶剂。 4、聚氯乙烯的溶解度参数δ值与氯仿与四氢呋喃接近,但为什么四氢呋喃能很好地溶解聚氯乙烯而氯仿不能与聚氯乙烯混溶? 第三章 一、选择题 1.在聚合物物理改性的混合过程中,其混合机理不包括( B )作用。 a、剪切 b、弯曲 c、拉伸 d、分流、合并与置换 二、简答题 1、简述混合过程的三种基本运动形式及其聚合物加工中的作用。 2.根据Brodkey混合理论,聚合物共混体系与聚合物—添加剂体系涉及的混合机理有何差别? 3、简述分散混合过程中发生的作用。
聚合物共混改性-作业题答案
1. 聚合物共混改性的主要目的有哪些？ 物性（谋求新的功能提高性能）：功能化、高性能化、耐久性 成型加工性：流动性、收缩性、离型性、尺寸稳定性、结晶性、结晶速度、热熔融强度等 经济性：增量、代用、省资源、循环利用等 2. 聚合物共混改性的主要方法有哪些？ 物理共混：是指两种或两种以上聚合物材料、无机材料以及助剂在一定温度下进行机械掺混，最终形成一种宏观上均匀的新材料的过程。 化学共混：聚合物的化学共混改性是通过聚合物的化学反应，改变大分子链上的原子或原子团的种类及其结合方式的一类共混改性方法。 物理/化学共混：是在物理共混的过程中发生某些化学反应 3. 简述混合的基本方式及其特点。 基本方式：分配混合（分布混合、层流混合）、分散混合 特点：在混合中仅增加粒子在混合物中分布均匀性而不减小粒子初始尺寸的过程，称为分配混合。 分布混合：只改变分散相的空间分布状况，增加分散相分布的随机性。分散相物料主要通过对流作用来实现；层流混合：是分布混合的一种特定形式，其理论基于一种假设，即在层流混合的过程中，层与层之间不发生扩散。分散混合：在混合过程中发生粒子尺寸减小到极限值，同时增加相界面和提高混合物组分均匀性的混合过程。 4. 试述聚合物共混物的形态及特点。 海-岛结构：是一种两相体系，一相为连续相，另一相为分散相，分散相分散在连续相中，亦即单相连续体系。 海-海结构：也是一种二相体系，但两相皆为连续相，相互贯穿，亦即两相连续体系。 两相互锁或交错结构：也是一种二相体系，这种结构中没有一相形成贯穿整个试样的连续相，而且两相相互交错形成层状排列，难以区分连续相和分散相。 梯度结构：为二相体系，特殊的共连续体系（两相连续体系）其组成在空间上互为增减。 阶跃结构：为二相体系，特殊的共连续体系（两相连续体系），在极小过渡区域内，其组成在空间上互为增减。 单相连续体系：海-岛结构、两相互锁或交错结构 共连续体系：海-海结构、梯度结构、阶跃结构 5. 影响熔融共混的主要因素有哪些？ （1）聚合物两相体系的熔体黏度（比值）及熔体弹性。（2）聚合物两相体系的界面张力。（3）聚合物两相体系的组分含量以及物料的初始状态。（4）流动场形式和强度。（5）共混时间。 1. 试述聚合物共混的概念。 聚合物共混是指将两种或两种以上聚合物材料、无机材料以及助剂在一定温度下进行机械掺混，最终形成一种宏观上均匀，而且力学、热学、光学、电学及其他性能得到改善的新材料的过程，这种混合过程称为聚合物的共混改性，所得到的新的共混产物称为聚合物共混物，简称共混物。 2. 共混物的形态学要素有哪些？ 分散相和连续相、分散相的分散状况、两相体系的形貌、相界面 3. 简述分散相颗粒分散过程的两种主要机理。 液滴分裂机理：分散相的大粒子，分裂成两个较小的粒子，然后，较小的粒子在进一步分裂，这一过程不断重复，直至平衡。细流线破裂机理：分散相的大粒子，在拉伸应力下变形为细流线，细流线再在瞬间破裂成细小的粒子。 4. 依据“液滴模型”，讨论影响分散相变形的因素。 Weber数：We很小时，σ占据主导作用，形成稳定的液滴。“液滴模型”认为，对于特定的体系和在一定条件下，We可以有特定的Wecrit，当We < Wecrit，液滴稳定；We＞Wecrit，液滴会变得不稳定，进而破裂。 γ γ ：↑→We ↑→D ↑。
聚合物改性复习题
1、聚合物改性的定义，改性的方法。 答：聚合物改性：通过各种化学的、物理的或二者结合的方法改变聚合物的结构，从而获得具有所希望的新的性能和用途的改性聚合物的过程。主要方法：共混改性、填充改性、复合材料、化学改性、表面改性。共混改性指两种或两种以上的聚合物经混合制成宏观均匀的过程。填充改性指人们在聚合物中添加填充剂有时只是为了降低成本，但也有很多时候是为了改善聚合物的性能。复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观上组成具有新性能的材料。化学改性是通过化学反应改变聚合物的物理、化学性质的方法。表面改性：改善工件表面层的机械、物理或化学性能的处理方法。 2、化学改性（改变分子链结构）和物理改性（高次结构）的本质区别。 答： 第二章：基本观点： 1、共混物与合金的区别。 答：高分子合金不能简单等同于聚合物共混物，高分子合金是指含多种组分的聚合物均相或多相体系，包括聚合物共混物、嵌段和接枝共聚物，而且一般言，高分子合金具有较高的力学性能。 2、共混改性的分类（熔融、乳液、溶液和釜内） 答：按照共混时物料的形态：熔融共混：机械共混的方法，最具工业价值，是共混改性的重点。溶液共混：用于基础研究领域，工业上用于涂料和黏合剂的制备。乳液共混：共混产品以乳液的形式应用。斧内共混：是两种或两种以上聚合物单体同在一个反应釜中完成其聚合过程，在聚合的同时也完成了共混。 3、共混物形态研究的重要性。 答：共混物的形态与共混物的性能密切相关，而共混物的形态又受到共混工艺条件和共混物组分配方的影响，所以，共混物的形态研究就成了研究共混工艺条件和共混组分分配与共混物性能的关系的重要中间环节。 4、共混物形态的三种基本类型——均相体系、非均相体系（海岛结构、海海结构） 答：一是均相体系。二是非均相体系（两相体系）：包括“海-岛结构”------连续相+分散相。“海-海结构”------两相均连续，相互贯穿。 5、相容性对共混物形态结构的影响。 答：在许多情况下，热力学相容性是聚合物之间均匀混合的主要推动力。两种聚合物的相容性越好就越容易相互扩散而达到均匀的混合，过渡区也就宽广，相界面越模糊，相畴越小，两相之间的结合力也越大。有两种极端情况，其一是两种聚合物完全不相容，两种聚合物链段之间相互扩散的倾向极小，相界面很明显，其结果是混合较差，相之间结合力很弱，共混物性能不好。第二种极端情况是两种聚合物完全相容或相容性极好，这时两种聚合物可相互完全溶解而成为均相体系或相畴极小的微分散体系。这两种极端情况都不利于共混改性的目的(尤其指力学性能改性)。 一般而言，我们所需要的是两种聚合物有适中的相容性，从而制得相畴大小适宜、相之间结合力较强的复相结构的共混产物。 6、与形态有关的因素：相容性、分散度和均一性的概念和作用。 答：相容性（compatibility）----共混物各组分彼此互相容纳，形成宏观均匀材料的能力。作用：通过相容性的大小，可以反映共混物聚合物之间的相互容纳能力和共混物的形态。 分散度：两相体系中分散相物料的破碎程度，常用分散相颗粒的大小和平均粒径来表示。均一性：分散相物料分散的均匀程度，亦即分散相浓度的起伏大小。作用：分散度和均一性都是用于表征分散相的分散状况。 7、相容性的概念和相容性的8种判据。 答：A）溶解度参数（δ）相近原则：△H=0，最小，表明此时聚合物对相容性最好； δ是聚合物内聚能密度的平方根，δ越相近的聚合物对相容性越好。 B）共同溶剂原则（试验法）：通过实验确定聚合物相容性，方法简单，但是受到温度和浓度的影响较大，不够精确。 C）浊点法则：共混物由均相体系变为非均相体系时，共混物的透光率会发生变化，把该相转变点称为“浊点”。所以通过一定的方法测定浊点，可判断聚合物的相容性。 D）薄膜法：不同的聚合物折射率不同，将共混物制成均相溶液后制成薄膜，如果薄膜的透明度差且脆，则为不相容；反之，弱薄膜透明且有韧性，则相容性良好。缺点：误差较大，对折射率相同的聚合物，不能用此法。 E）显微镜法：目前分析共混物相容性的最准确，最直观，最有用的技术。对不相容或部分相容的体系，还可以进一步确定出分散相的颗粒大小、分布、形态和包藏结构等信息。用透射电镜观察共混物的相结构发现：即使是相容的共混体系，在微观下也是两相分布，而不是达到分子水平的混合。 F）Tg法则：比较科学、常用的方法，关键在于Tg的测定。Tg的测定方法： 动态力学法（DMA）（利用力学性质的变化） 机械分析法（利用力学性质的变化）
聚合物共混改性考试试题及答案
聚合物共混改性考试试卷 一、名称解释 20分 聚合物共混改性： 答：是以聚合物（聚合物或者共聚物）为改性剂，加入到被改性的聚合物材料（合成树脂，又叫基体树脂）中，采用合适的加工成型工艺，使两者充分混合，从而制得具有新颖结构特征和新颖性能的改性聚合物材料的改性技术。 相逆转： 答：聚合物共混物可在一定的组成范围内发生相的逆转，原来是分散相的组分变成连续相，而原来是连续相的组分变成分散相。在相逆转的组成范围内，常可形成两相交错、互锁的共连续形态结构，使共混物的力学性能提高。 热塑性塑料： 答：热塑性塑料是指加热后软化、可塑，冷却后硬化，再次加热可熔融软化，固化成型，具有反复可加工成型的特点。 增容作用： 答：使聚合物之间易于相互分散，能够得到宏观均匀的共混体系。改善聚合物之间相界面的性能，增加两相间的粘合力，使P-P共混物具有长期稳定的性能。 二、聚合物共混物的形态结构及特点 10分 答：单相连续结构：构成聚合物共混物的两个相或者多个相中只有一个相连续，其他的相分散于连续相中。单相连续结构又因分散相相畴的形状、大小以及与连续相结合情况的不同而表现为多种形式。 两相互锁或交错结构：这种结构中没有一相形成贯穿整个试样的连续相，而且两相相互交错形成层状排列，难以区分连续相和分散相。有时也称为两相共连续结构，包括层状结构和互锁结构。 相互贯穿的两相连续结构：共混物中两种组分均构成连续相，互穿网络聚合物（IPNs）是两相连续结构的典型例子。 三、聚合物共混物相容性分哪两类？各自的定义是什么？画出聚合物共混物的UCST、LCST 相图。15分 答：分为热力学相容性和工艺相容性两类。 热力学相容性是指相互混合的组分以任意比混合，都能形成均相体系，这种相容性叫热力学相容性。 工艺相容性是指对于一些热力学相容性不太好的共混高聚物，经适当加工工艺，形成结构和性能稳定的共混高聚物，则称之为工艺相容性。 相图略 四、界面层的结构组成和独立相区的区别 10分 答：①界面层内两种分子链的分布是不均匀的，从相区内到界面形成一浓度梯度； ②界面层内分子链比各自相区内排列松散，因而密度稍低于两相聚合物的平均密度； ③界面层内往往易聚集更多的表面活性剂及其他添加剂等杂质，分子量较低的聚合物分子也易向界面层迁移。这种表面活性剂等低分子量物越多，界面层越稳定，但对界面粘结强度不利。 五、以PC/PP共混体系为例，举例说明哪些手段可以用来加强体系的相容性？10分 答：1. 通过共聚改变某聚合物的极性； 2. 通过化学改性的方法，在一组分或两组分上引入极性基团或反应基团； 3. 在某聚合物上引入特殊作用基团；加入第三组分进行增容；
最新高分子材料改性(郭静主编)课后习题标准答案
第一章绪论 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LCST 4.什么是相逆转，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，
聚合物共混改性原理及应用
聚合物共混改性原理及应用 ``````` 4057 一．名词解释（每题5分，共20分） 1.聚合物共混 答：共混改性包括物理共混、化学共混和物理/化学共混三大类型。其中，物理共混就是通常意义上的“混合”。如果把聚合物共混的涵义限定在物理共混的范畴之内，则聚合物共混是指两种或两种以上聚合物经混合制成宏观均匀物质的过程。 2.分布混合和分散混合 答：分布混合，又称分配混合。是混合体系在应变作用下置换流动单元位置而实现的。分散混合是指既增加分散相空间分布的随机性，又减少分散相粒径，改变分散相粒径分布的工程。 分布混合和分散混合在实际的共混工程中是共生共存的，分布混合和分散混合的驱动力都是外界施加的作用力。 3.总体均匀性和分散度 答：总体均匀性是指分散相颗粒在连续相中分布的均匀性，即分散相浓度的起伏大小。分散度则是指分散相颗粒的破碎程度。对
于总体均匀性，则采用数理统计的方法进行定量表征。分散度则以分散相平均粒径来表征。 4.分散相的平衡粒径 答：在分散混合中，由于分散相大粒子更容易破碎，所以共混过程是分散相粒径自动均化的过程，这一自动均化的过程的结果，是使分散相例子达到一个最终的粒径。即“平衡粒径”。 二．选择题（每题分，共15分） 1.热力学相容条件是混合过程的吉布斯自由能（ A ） A.小于零 B 大于零 C 等于零 D 不确定 2.共混物形态的三种基本类型不包括（ D ） 3. A.均相体系 4. B 海-岛结构 5.C 海--海结构 6. D 共混体系 3.影响熔融共混过程的因素不包括（B ）
A 聚合物两相体系的熔体黏度 B 聚合物两相体系的表面张力 C 聚合物两相体系的界面张力 D 流动场的形式和强度 4.共混物形态研究的主要内容不包括（ D ） A 连续相和分散相祖分的确定 B 两相体系的形貌 C 相界面 D 分散相的物理性能 5.熔体黏度调节的方法不包括（B） A 温度 B 时间 C 剪切应力 D 用助剂调节 6.聚合物共混物的使用性能影响要素不包括（ A ） A 结晶时间 B 结晶温度 C 结晶速度
聚合物共混改性
1．高分子的来源是来自天然高分子、半天然高分子、以及合成高分子。而其中天然高分子是自然界存在的高分子 2．共混方法：物理方法：机械混合溶液混合胶乳混合粉末混合 化学方法：接枝共聚（组分间有化学反应）嵌段共聚（组分间有化学应） 互穿网络（组分间没有化学反应）渐变处理（组分间没有化学反应） 3．高分子材料共混技术进展 相容剂技术(见离聚体进展报告) 互穿聚合物网络技术(见第五章内容) 动态硫化技术(见第三章) 反应挤出成型技术 形态结构研究 增韧机理研究 4．反应挤出成型技术特点： 可连续且小批量的生产； 投资少； 不使用溶剂，节省能源和减少公害； 对制品和原料有较大选择余地； 可方便地进行混炼、聚合等操作，简化脱挥发物、造粒和成型加工等过程，并可使其一体化； 在控制化学结构的同时还可控制微相等物理结构，以制备具有良好性能的新物质。 5．弹性体增韧理论 a 多重银纹理论 Mertz等人首次提出了聚合物的增韧理论。该理论认为，作增韧体的部分橡胶粒子会横跨在材料变形所产生的很多微细的裂缝上，阻止其迅速发展，而橡胶在变形过程中消耗了能量，从而提高了材料的韧性。此理论的主要弱点是注意了橡胶而忽视了母体。后来Newman等人计算了拉伸断裂过程中橡胶断裂所耗散的能量仅占总能量的10%，这说明该理论并未真正揭示橡胶增韧的本质原因。 Bucknall等人发展了Mertz等人的微缝理论，提出了多重银纹理论。该理论认为，在橡胶增韧塑料体系中，橡胶相颗粒起了应力集中的作用。当材料受到冲击时，它能引发大量的银纹，但由于大量银纹之间的应力场的相互干扰并且如果生产着的银纹前峰处的应力集中低于临界值或银纹遇到另一橡胶颗粒时，则银纹就会终止，橡胶相粒子不仅能引发银纹而且能控制银纹。材料受到冲击时产生的大量银纹可吸收大量的冲击能量，从而保护了材料不受破坏 6．弹性体增韧和非弹性体增韧两种理论比较 a 增韧剂种类不同：前者是橡胶或热塑性弹性材料，模量低、易于挠曲、流动性差；后者是脆性塑料或刚性无机粒子，模量高，几乎不发生塑性形变,流动性好。 b 增韧对象不同：前者可增韧脆性或韧性材料；后者则要求基体本身有—定韧性。 c 增韧剂含量变化的效果不同：前者随加入量的增加韧性一直增加；后者有一合适的增韧范围，超过这一范围后无增韧效果。 d 复合体系性质不同：前者在提高材料韧性的同时，材料的模量、强度和热变形温度等大幅度降低；后者则在提高材料韧性的同时，提高材料的模量、强度和热变形温度，不过，前者对基体韧性提高幅度大；后者则通常不能大幅度提高韧性。
聚合物共混改性(小字)
1.试述聚合物共混改性的目的：获得预期性能的共混物。 2.试述共混改性的方法：1.熔融共混；2.溶液共混； 3.乳液共混； 4.釜内共混。 1、共混物形态的三种基本类型(1)均相体系 (2)两相体系①海—岛结构 ②海—海结构 答：其一是均相体系；其二被称为“海-岛结构”,这是一种两相体系,且一相为连续相,一相为分散相,分散相分散在连续相中,就好像海岛分散在大海中一样；其三被称为“海-海结构”,也是两相体系,但两相皆为连续相,相互贯穿。 2.均相体系的判定：如果一种共混物具有类似于均相材料所具有的性能,该共混物就可以认为是具有均相结构的共混物.在大多数情况下,可以用玻璃化转变温度(Tg)作为判定的标准.如果两种聚合物共混后, 形成的共混物具有单一的Tg,则就可以认为该共混物为均相体系. 3、简述分布混合与分散混合的概念 分布混合:又称分配混合，是混合体系在应变作用下置换流动单元位置而实现的. 分散混合：既增加分散相空间分布的随机性,又减小分散相粒径,改变分散相粒径分布过程. 4 P17— 18 , 一个分散相大粒子(大液滴)分裂成两个较小较小的粒子再进一步分裂。展示的分散过程是逐步进行的重复破裂过程。 (大液滴)先变为细流线,细流线再在瞬间破裂成细小的粒。其展示的分散过程是在瞬间完成的。 5、影响共混过程的5答：a. 调控共混温度,改变剪 ,使We 值增大,进而使形变增大； ,使We 值增大,易于变形.液滴的变形到达,使We 值增大,进而使液滴(分散相)的形变增大； σ下降,使We 值增大,进而使液滴的形变增大； 的影响； ⑥熔体弹性； ⑦液滴破碎的判据：τ(19λ+16)/16(λ+1) > σ/R ,式中τ为剪切应力. ⑧流动场形式的影响 （2）双小球模型： ①剪切应力、分散相内力：增大剪切应力或降低分散相内力有利于分散相颗粒的破碎分散； ②粒径大的分散相颗粒易破碎分散,发生分散相粒径的自动均化过程； ③在分散相的破碎分散过程中,分散相颗粒会发生伸长变形和转动.当伸长变形的分散相颗粒转动到剪切应力平行的方向时,就难以进一步破碎了。 7、采用哪些方法,可以对聚合物熔体黏度进行调控 P35—37 答：①调节共混温度; ②调节剪切应力; ③用助剂进行调节; ④改变相对分子质量. 8、简述总体均匀性与分散度概念 总体均匀性：分散相颗粒在连续相中分布的均匀性,即分散相浓度的起伏大小。 分散度：分散相颗粒的破碎程度；用分散相平均粒径表征。 9、简述影响分散相粒径的因素 P54 答：熔体黏度与组分配比是影响分散相粒径的重要因素；共混过程中共混体系所受到的外力作用(通常是剪切应力),对分散相粒径也有重要影响；两相之间界面张力对分散相物料的分散过程产生影响,进而影响分散相粒径。 10、简述聚合物表面张力的影响因素 （1）温度 表面张力的本质是分子间相互作用。由于分子间力随温度升高而下降，且与温度呈线性关系。聚合物的表面张力也随温度升高而下降，且与温度呈线性关系。 （2）聚合物物态 结晶性聚合物发生结晶或熔融时，密度发生变化。根据Macled 方程，密度变化会引起表面张力变化，密度增大，表面张力也增大；因而，结晶性聚合物发生相变时，表面张力会发生相应的变化。结晶体的密度高于熔体的密度，相应的，结晶体的表面张力高于熔体的表面张力。这种变化，会使表面张力与温度的线性关系受到影响。 （3）相对分子质量 ；分子量大，表面张力也大。 （4）内聚能密度及溶解度参数 内聚能密度 2i ii C δ=；表面张力和内聚能密度都与分子间相互作用有关,两者彼此有关联; 溶解度参数 14.043 .0m V K δφσ =；表面张力随溶解度参数的增大而增大。 11、简述共混体系界面张力、界面层厚度与相容性的关系 答：溶解度参数接近的体系，或者B 参数较小的体系，相容性相应的较好，界面张力较低，界面层厚度也较厚。 12、共混体系的相容剂有哪些类型？ 两类，非反应性共聚物,反应性共聚物。 13、试述影响共混体系熔融流变性能的因素 答：因素主要有：剪切速率、温度、粘弹性、共混物组分含量、第三组分（调节剂）。 答：(1)玻璃纤维的直径的影响：用于PA 增强的玻璃纤维直径在10—20μm 左右； (2)玻纤长度的影响；(3)玻璃纤维表面处理的影响；(4)玻纤含量的影响 16、表面处理作用机理 答：(1)提高碳纤维的表面能(实质是提高碳纤维表面的含氧量),减少纤维与基体、树脂表面能之差值,以达到改善基体与纤维间的浸润性,实现纤维与基体间的有关粘结； (2)通过一定处理后,可在碳纤维表面形成大量可与基体形成化学键及氢键或范德华力结合的活性基团,可明显提高CFRP 层间剪切强度； (3)改善碳纤维表面物理状态,及增加表面粗糙或在纤维表面生成凹凸结构,以通过机械契合或者说“锚固效应”达到好的界面性能 17、如何提高极性尼龙和非极性聚烯烃弹体的相容性？给出至少3种表征PA/POE 共混物相容性的方法。 答：(1)添加相容剂,作用机理是富集在两相界面处,改善两相之间的界面结合。 (2)固体物性表征：热分析法(DSC)、膨胀计法、动态力学分析法(DM)。热力学表征：熔点降低法,吸附探针法和反气相色谱法等. 18、试述聚合物表面改性的必要性及其意义。 答：表面改性技术是采用化学的、物理的方法改变材料或工件表面的化学成分或组织结构以提高机器零件或材料性能的一类热处理技术。它包括化学热处理(渗氮、渗碳、渗金属等);表面涂层(低压等离子喷涂、低压电弧喷涂、激光重熔复合等门薄膜镀层(物理气相沉积、化学气相沉积等)和非金属涂层技术等。这些用以强化零件或材料表面的技术，赋予零件耐高 温、防腐蚀、耐磨损、抗疲劳、防辐射、导电、导磁等各种新的特性。使原来在高速、高温、高压、重载、腐蚀介质环境下工作的零件，提高了可靠性、延长了使用寿命，具有很大的经济意义和推广价值。 1.试述聚合物共混改性的目的：获得预期性能的共混物。 2.试述共混改性的方法：1.熔融共混；2.溶液共混； 3.乳液共混； 4.釜内共混。 1、共混物形态的三种基本类型(1)均相体系 (2)两相体系①海—岛结构 ②海—海结构 答：其一是均相体系；其二被称为“海-岛结构”,这是一种两相体系,且一相为连续相,一相为分散相,分散相分散在连续相中,就好像海岛分散在大海中一样；其三被称为“海-海结构”,也是两相体系,但两相皆为连续相,相互贯穿。 2.均相体系的判定:如果一种共混物具有类似于均相材料所具有的性能,该共混物就可以认为是具有均相结构的共混物.在大多数情况下,可以用玻璃化转变温度(Tg)作为判定的标准 .如果两种聚合物共混后,形成的共混物具有单一的Tg,则就可以认为该共混物为均相体系。 3、简述分布混合与分散混合的概念 分布混合:又称分配混合，是混合体系在应变作用下置换流动单元位置而实现的. 分散混合：既增加分散相空间分布的随机性,又减小分散相粒径,改变分散相粒径分布过程. 4 P17—18 ,一个分散相大粒子(大液滴)分裂成两个较小较小的粒子再进一步分裂。展示的分散过程是逐步进行的重复破裂过程。 (大液滴)先变为细流线,细流线再在瞬间破裂成细小的粒。其展示的分散过程是在瞬间完成的。 5、影响共混过程的5 答：a. 调控共混温度,改变剪,使We 值增大,进而使形变增大； ,使We 值增大,易于变形.液滴的变形到达,使We 值增大,进而使液滴(分散相)的形变增大； σ下降,使We 值增大,进而使液滴的形变增大； 的影响； ⑥熔体弹性； ⑦液滴破碎的判据：τ(19λ+16)/16(λ+1) > σ/R ,式中τ为剪切应力. ⑧流动场形式的影响 （2）双小球模型： ①剪切应力、分散相内力：增大剪切应力或降低分散相内力有利于分散相颗粒的破碎分散； ②粒径大的分散相颗粒易破碎分散,发生分散相粒径的自动均化过程； ③在分散相的破碎分散过程中,分散相颗粒会发生伸长变形和转动.当伸长变形的分散相颗粒转动到剪切应力平行的方向时,就难以进一步破碎了。 7、采用哪些方法,可以对聚合物熔体黏度进行调控 P35—37 答：①调节共混温度; ②调节剪切应力; ③用助剂进行调节; ④改变相对分子质量. 8、简述总体均匀性与分散度概念 总体均匀性：分散相颗粒在连续相中分布的均匀性,即分散相浓度的起伏大小。 分散度：分散相颗粒的破碎程度；用分散相平均粒径表征。 9、简述影响分散相粒径的因素 P54 答：熔体黏度与组分配比是影响分散相粒径的重要因素；共混过程中共混体系所受到的外力作用(通常是剪切应力),对分散相粒径也有重要影响；两相之间界面张力对分散相物料的分散过程产生影响,进而影响分散相粒径。 10、简述聚合物表面张力的影响因素 （1）温度 表面张力的本质是分子间相互作用。由于分子间力随温度升高而下降，且与温度呈线性关系。聚合物的表面张力也随温度升高而下降，且与温度呈线性关系。 （2）聚合物物态 结晶性聚合物发生结晶或熔融时，密度发生变化。根据Macled 方程，密度变化会引起表面张力变化，密度增大，表面张力也增大；因而，结晶性聚合物发生相变时，表面张力会发生相应的变化。结晶体的密度高于熔体的密度，相应的，结晶体的表面张力高于熔体的表面张力。这种变化，会使表面张力与温度的线性关系受到影响。 （3）相对分子质量 ；分子量大，表面张力也大。 （4）内聚能密度及溶解度参数 内聚能密度 2i ii C δ=；表面张力和内聚能密度都与分子间相互作用有关,两者彼此有关联; 溶解度参数 14.043.0m V K δφσ=；表面张力随溶解度参数的增大而增大。 11、简述共混体系界面张力、界面层厚度与相容性的关系 答：溶解度参数接近的体系，或者B 参数较小的体系，相容性相应的较好，界面张力较低，界面层厚度也较厚。 12、共混体系的相容剂有哪些类型？ 两类，非反应性共聚物,反应性共聚物。 13、试述影响共混体系熔融流变性能的因素 答：因素主要有：剪切速率、温度、粘弹性、共混物组分含量、第三组分（调节剂）。 答：(1)玻璃纤维的直径的影响：用于PA 增强的玻璃纤维直径在10—20μm 左右； (2)玻纤长度的影响；(3)玻璃纤维表面处理的影响；(4)玻纤含量的影响 16、表面处理作用机理 答：(1)提高碳纤维的表面能(实质是提高碳纤维表面的含氧量),减少纤维与基体、树脂表面能之差值,以达到改善基体与纤维间的浸润性,实现纤维与基体间的有关粘结； (2)通过一定处理后,可在碳纤维表面形成大量可与基体形成化学键及氢键或范德华力结合的活性基团,可明显提高CFRP 层间剪切强度； (3)改善碳纤维表面物理状态,及增加表面粗糙或在纤维表面生成凹凸结构,以通过机械契合或者说“锚固效应”达到好的界面性能 17、如何提高极性尼龙和非极性聚烯烃弹体的相容性？给出至少3种表征PA/POE 共混物相容性的方法。 答：(1)添加相容剂,作用机理是富集在两相界面处,改善两相之间的界面结合。 (2)固体物性表征：热分析法(DSC)、膨胀计法、动态力学分析法(DM)。热力学表征：熔点降低法,吸附探针法和反气相色谱法等. 18、试述聚合物表面改性的必要性及其意义。 答：表面改性技术是采用化学的、物理的方法改变材料或工件表面的化学成分或组织结构以提高机器零件或材料性能的一类热处理技术。它包括化学热处理(渗氮、渗碳、渗金属等);表面涂层(低压等离子喷涂、低压电弧喷涂、激光重熔复合等门薄膜镀层(物理气相沉积、化学气相沉积等)和非金属涂层技术等。这些用以强化零件或材料表面的技术，赋予零件耐高温、防腐蚀、耐磨损、抗疲劳、防辐射、导电、导磁等各种新的特性。使原来在高速、高温、高压、重载、腐蚀介质环境下工作的零件，提高了可靠性、延长了使用寿命，具有很大的经济意义和推广价值。