高分子材料课后习题答案

篇一：高分子材料成型加工课后习题 答案 八年级地理上册填图题岩土工程勘察试题省略号的作用及举例应急救援安全知识车间5s试题及答案 】通过何种物料运动和混合操作来实现？答：?非分散混合在混合中仅增加离子在混合物中空间分布均匀性而不减小粒子初始尺寸的过程称为非分散混合或简单混合。这种混合的运动基本形式是通过对流来实现的，可以通过包括塞形流动和不需要物料连续变形的简单体积排列和置换来达到。分散混合是指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。分散混合主要是靠剪切应力和拉伸应力作用实现的。分散混合的目的是把少数组分的固体颗粒和液相滴分散开来，成为最终粒子或允许的更小颗粒或滴，并均匀地分散到多组分中，这就涉及少组分在变形粘性流体中的破裂为题，这是靠强迫混合物通过窄间隙而形成的高剪切区来完成的。2、在热固性塑料模压成型中，提高压力应相应地降低还是升高模压压力才对模压成型工艺有利？为什么？答：在一定温度范围内，模温升高，物料流动性提高，模压压力可降低，但模温提高也会使塑料的交联反应速率加速，从而导致熔融物料的粘度迅速增高，反而需要更高的模压压力。3、热固性塑料模压成型中物料的预热温度对模压压力有何影响？为什么？答：对塑料进行预热可以提高流动性，降低模压压力，但如果预热温度过高或预热时间过长会使塑料在预热过程中有部分固化，会抵消预热增大流动性效果，模压是需更高的压力来保证物料充满型腔1、什么是聚合物的结晶取向？它们有何不同？研究结晶和取向对高分子材料加工有何实际影响？答：结晶是聚合物分子在三维空间呈周期性重复排列的过程，而取向是取向单元在外力作用下择优排列的过程，取向单元可以是：基团、链段、分子链、晶粒、晶片或变形的球晶等。结晶是材料自身的性质，只发生在分子、原子、离子这些基础的单元上，取向的产生是外力作用的结果，取向单元也更多样。结晶可以影响材料的拉伸强度、弹性模量、冲击强度、耐热性、耐候性、吸水性、透明性、透气性、成型收缩性等物性。取向后的聚合物，在取向方向和垂直于取向方向上性能差异特别显著。例如，在力学性能方面，取向方向上聚合物的拉伸强度和挠曲强度显著提高。利用这些性质对材料性能的影响可以有效指导和帮助人们对材料进行何种的加工。2、为什么聚合物的结晶温度范是tg—tm？答：ttm分子热运动自由能大于内能，难以形成有序结构ttg大分子链段运动被冻结，不能发生分子重排和形成结晶结构。3、聚合物在成型过程中为什么会发生取向？成型时的取向产生的原因及形式有哪几种？取向对高分子材料制品的性能有何影响？答：聚合物发生取向是因为受到外力作用取向单元发生择优排列。按取向方式可把取向聚合物分为两类：?单轴取向,取向单元在一维方向上择优排列；?双轴取向，取向单元在二维平面上择优排列。取向后的聚合物，在取向方向和垂直于取向方向上性能差异特别显著。例如，在力学性能方面，取向方向上聚合物的拉伸强度和挠曲强度显著提高。取向后，高聚物将出现双折现象，改变其光学性能。4、分析并讨论影响热塑性塑料成型加工中熔体粘度的因素?答：影响热塑性塑料成型加工熔体粘度的因素可分为内因和外因。内因：（1）聚合物主链结构的影响：聚合物分子链柔性越大，缠结点越多，链的解缠和滑移越困难，聚合物流动时非牛顿性越强。聚合物分子链刚性增加，分子间作用力愈大，粘度对剪切速率的敏感性减小，但粘度对温度的敏感性增加，提高这类聚合物的加工温度可有效改善其流动性。聚合物分子中支链结构的存在对粘度也有很大的影响。具有短支链的聚合物的粘度低于具有相同相对分子质量的直链聚合物的粘度；支链长度增加，粘度随之上升，支链长度增加到一定值，粘度急剧增高。在相对分子质量相同的条件下，支链越多，越短，流动时的空间位阻越小，粘度越低，越容易流动。较多的长支链可增加与临近分子的缠结几率，使流体流动阻力增加，粘度增大；长支链越多，粘度升高愈多，流动性愈差。2）相对分子质量的影响：聚合物相对分子质量增大，不同链段偶然位移相互抵消的机会增多，因此分子链重心转移减慢，要完成流动过程就需要更长的时间和更多的能量，所以聚合物的粘度随相对分子质量的增大而增加。（2）剪切速率的影响：在低和高剪切速率区，高聚物熔体的剪切粘度不随剪切速率而改变，而在中间剪切速率区，粘度随着剪切速率增加而降低。柔性分子链的表观粘度随着剪切速率的增加明显下降，而刚性分子链粘度下降不多。因此可采用提高转速的方法增加剪切速率，从而降低熔体粘度。（3）（3）压力的影响：压力增加，自由体积减小，分子间的相互作用增大，熔体粘度升高。（4）添加剂的影响：增塑剂、润滑剂、稳定剂等小分子改性剂的加入，使聚合物共混物的粘度有所下降；而大量无机填料的添加会增加熔体的粘度。5、什么是牛顿型流体和非牛顿型流体？使用流变方程和流动曲线说明非牛顿型流体的类型？答：粘度不随剪切应力和切变速率的大小而改变，始终保持常数的流体，通常称为牛顿流体。反之为非牛顿流体。6、聚合物熔体在剪切流动过程中有哪些弹性表现形式？在成型过程中可采取哪些措施来减少弹性表现制品质量的不良影响？答：聚合物熔体在加工中的弹性行为主要有入口效应、离模膨胀和熔体破裂。考虑和计入入口效应的压力损失，常用贝里格方法进行修正。对于离模膨胀，可以延长熔体在模孔中停留的时间或增大模孔的长径比l/r。熔体破裂，可由加长模孔长度的方法缓解，通过减少模孔入口角和提高温度可以提高熔体出现不稳定流动的临界切变速率，避免不稳定流动现象。7、聚合物流体的离模膨胀产生的原因是什么？分析影响因素？在生产工艺和机械设计上采取哪些措施以确保挤出物尺寸的稳定性？答：产生离模膨胀的原因有取向效应、弹性变形效应、正应力效应。造成挤出物胀大至少有两种因素：?当熔体进入模孔时，由于模口处流线收缩，使熔体在流动方向受到拉伸作用，产生拉伸弹性形变。?熔体在模孔内流动时，由于切应力和法向应力的作用而产生弹性形变，出模孔后也要回复。对于离模膨胀，可以延长熔体在模孔中停篇二：《高分子材料》课后习题参考】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？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。又可分为通用工程塑料（如聚酰胺pa,聚碳酸酯pc）和特种工程塑料（如聚酰亚胺pi,聚苯硫醚pps）oq3.弹性体、天然橡胶、合成橡胶,通用橡胶、特种橡胶的定义。弹性体：是一类线形柔性高分子聚合物。特点：①在外力作用下可产生大的形变②除去外力后能迅速恢复原状天然橡胶：指从植物（巴西橡胶树,银菊,橡胶草）中获得的橡胶,主要成分顺式聚1,4-异戊二烯。合成橡胶（syntheticrubber）：以合成高分子化合物为基础的具有可逆形变的高弹性材料,包括通用合成橡胶和特种合成橡胶。通用橡胶：主要指用于轮胎制造和民用产品方面的橡胶,产量占合成橡胶的50％以上,包括顺丁橡胶,丁苯橡胶,乙丙橡胶,丁基橡胶,丁腈橡胶,氯丁橡胶。特种橡胶：指具有特殊性能和特殊用途能适应苛刻条件下使用的合成橡胶,包括硅橡胶,氢化丁腈橡胶,氟橡胶,丙烯酸酯橡胶,氯醚橡胶等。2.1聚乙烯q1■ 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf Idpe、hdpe和lldpe结构性能区别.ldpe主链上存在大量长支链和短支链；hdpe主链含少量短支链；lldpe主链上存在大量短支链（与ldpe相当）。由于支链的存在及支化程度的不同,导致性能上的差异。支链的存在影响分子链的反复折叠和紧密堆砌,导致密度降低,结晶度减小,熔点,强度,拉伸模量降低。q2■从微观结构因素分析，为什么交联pe的力学性能有大幅度的提高。通过查阅文献分析一下pe的结构对pe交联反应的影响及其机理。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（过氧化物交联或硅烷交联）或辐射方法通过交联，形成网状结构的热固性塑料，分布越集中，分子间作用力提高，使密度增大，相对分子量变大，支化变少，从而抗冲击，抗蠕动抗应力好。辐射交联光交联光交联是通过光引发剂吸收光能量后转变为激发态，然后在聚乙烯链上夺氢产生自由基而引发聚乙烯交联的。过氧化物交联【1】刘新民.交联聚乙烯的实验研究.青岛：中国海洋大学，2003.q3■通过查阅文献并结合课上所学知识，从lldpe的分子结构特征分析为什么lldpe的耐环境应力开裂性能要高于hdpe和Idpe。【1】叶昌明.hdpe耐环境应力开裂的机理影响因素和改进■塑料科技，2002,5:55-56.【2】陈祖敏,染晓明，冯新书.pe管材耐环境应力开裂的影响因素及对策.1998,26（11）:18-20.【3】陈祖敏.影响聚乙烯管材耐环境应力开裂的因素及对策.塑料科技,2000,6:27-29.q4■自学教材：了解茂金属聚乙烯、氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯、乙烯共聚物的结构性能特点，掌握其英文缩写。茂金属聚乙烯（m-pe）■乙烯由茂金属催化剂与甲基铝氧烷催化剂组成的催化体系制得。茂金属乙烯立构规整性好，支链短而少，分子量高且分布窄，制品密度低，高拉伸强度高，透明性好，冲击强度高，热封温度低，主要用于膜类产品。由于加工性能差，常与ldpe共混改性。氯化聚乙烯（cpe）■高密度聚乙烯或低密度聚乙烯中仲碳原子上的氢原子被氯原子部分取代的一种无规聚合物。常用含氯量30%—40%。氯化聚乙烯分子链含侧氯原子且无规分布，破坏了分子链的对称性，结晶度降低，材料变软，类似橡胶的弹性。氯含量增加，弹性降低。氯化聚乙烯具有优良的冲击性能、阻燃性能、耐热性能（长时间使用温度达120。0，耐候性、耐油性、耐臭氧老化性好，耐磨性高，电绝缘性好。氯磺化聚乙烯（CSM）一在S02存在条件下对聚乙烯进行氯化可制得氯磺化聚乙烯。一般氯含量27%—45%，硫含量1%—5%。由于分子链上含有侧基氯原子和体积较大的氯璜酰基，分子链柔性变差，韧性及耐寒性变差,但耐老化性、耐油性、阻燃性比聚乙烯有明显的提高。乙烯-乙酸乙烯共聚物（eva）共聚物的性能与乙酸乙烯脂的含量有很大关系：当乙酸乙烯脂的含量增加时，共聚物的回弹性、柔韧性、粘合性、透明性、耐应力开裂、冲击性能都会提高；当降低乙酸乙烯脂的含量时，共聚物的刚性、耐磨性、电绝缘性会增加。侧链极性的乙酸乙烯脂提高了共聚物在溶剂中的溶解度，时期耐化学药品性变差。2.2聚丙烯q1・什么是pp的等规度q2■分析为什么pp大球晶会对性能造成不利的影响？如何避免?因为球晶边界是连接最弱的区域，而pp球晶结构为大球晶，球晶之间有明显的界面，在界面处易产生应力集中，会减弱断裂伸长、韧性、抗冲击性、刚性、弹性模量、拉伸强度等性能。大球晶的直径远大于可见光波长，且晶区与非晶区的折射率相差较大，导致产生表面光的散射，导致透明性下降。可以采用降低熔体温度，缩短熔融时间；中等降温速度；增大加工剪切应力；加入成核剂等方法避免大球晶的产生以改善pp的性能。参考文献：1】王登飞，杜威，郭峰，等.聚丙烯成核剂的应用与研究进展.广州化工,2011,39(11):25-27.2】曹新鑫，何小芳，王海娟，等.聚丙烯成核剂及其对聚丙烯性能的影响.塑料助剂，2006.3:12-16.q3・pp的等规度和分子量对pp力学性能的影响，其机理是什么?等规度越大，则拉伸屈服强度、硬度增大，抗冲击强度则下降。这是由于等规度大的pp更整齐，有利于结晶，所以晶度越高，结晶会使拉伸屈服强度、硬度增大，抗冲击强度则下降。im分子量增大（mfi减小），拉伸屈服强度、硬度减小，抗冲击强度则增大。这是因为分子量增大，缠结严重，结晶度下降，结晶度的下降会使pp的拉伸屈服强度、硬度减小，抗冲击强度增大。q4、pp改性的方法有那些？各种方法对pp性能的影响是什么？。1共聚改性，例如与乙烯共聚可以得到无规共聚物和嵌段共聚物；可以增韧、提高耐寒性；但强度和耐热性降低。o2共混改性，例如pp与hdpe共混，pp与epr和tpe共混，可以增韧、提高耐寒性；但强度和耐热性降低；与聚酰胺共混，可以增韧、提高耐热、耐磨和强度。。3填充改性，例如粉末状矿物填料填充pp，可以提高耐热性、刚度、硬度；降低收缩和热膨胀。。4增强改性，例如用玻璃纤维增强pp，可以大幅度提高耐热性、刚度、硬度；降低收缩和热膨胀。q5、为何pp容易氧化降解，请查阅资料，简要阐述其机理。聚丙烯氧化老化是按游离基连锁反应机理进行,具体过程如下:（1）链引发大分子聚丙烯rh受光、热或氧气的作用生成游离基。1=11=1（2）链增长游离基自动催化生成过氧化物游离基和大分子过氧化物,过氧化物分解又产生游离基,使链不断增长。（3）链终止大分子游离基相结合,生成稳定的产物,使反应终止参考文献：【1】傅和青，黄洪，陈焕钦.聚丙烯抗氧剂作用机理及其研究.合成材料老化与应用，2004,33（4）：36-39.2.3聚氯乙烯q1■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。答：在合成pvc时，主要是通过控制聚合反应的温度来控制pvc的分子量。在较低聚合反应温度下生产的pvc，分子量高，结晶度高,颗粒为疏松型。在较高聚合反应温度下生产的pvc,分子量低，结晶度低，颗粒为紧密型。从性能来讲，软质pvc中由于添加了大量的增塑剂（含量超过40％）已使其玻璃化转变温度低于室温，是一种弹性材料。采用高分子量的pvc来制备，由其结晶度较高，可以提供较多的物理交联点，有利于获得较好的力学性能。从加工角度1=1来件，高分子量pvc多为疏松型颗粒，利于大量吸收增塑剂，适合用来制备软质pvc制品。而低分子量的pvc多为紧密型颗粒，吸收增塑剂能力低，适合用来制造添加增塑剂量很少的pvc硬制品。q2.pvc热稳定性差的原因是什么？答：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;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，篇三：高分子材料基础第二章课后习题】子聚合？并说明理由。ch2=chclch2=ccl2ch2=chcnch2=c(cn)2ch2=chch3ch2=c(ch3)2ch2=chc6h5cf2=cf2ch2=c(ch3)—ch=ch2答1只能进行自由基聚合。cl原子是吸电子基团，也有共轭效应,但均较弱。2能进行自由基和阴离子聚合，因为两个氯原子使诱导效应增强。3适合自由基聚合和阴离子聚合。-cn是较强的吸电子取代基，并有共轭效应4适于自由基聚合和阴离子聚合，cn是强吸电子基团5不能进行自由基、阳离子、阴离子聚合，只能进行配位聚合，因为一个甲基供电性弱，不足以使丙烯进行阳离子聚合。6只能进行阳离子聚合。-ch3为推电子取代基，-ch3与双键有超共轭效应，两个甲基都是推电子取代基，其协同作用相当于强的推电子取代基，有利于双键电子云密度增加和阳离子进攻。7可进行自由基、阳离子、阴离子聚合。因为共轭体系中电子流动性大，容易诱导极化.8适合自由基聚合。f原子体积小9可进行自由基、阳离子、阴离子聚合。因为共轭体系中电子流动性大，容易诱导极化.5，对于双基终止的自由基聚合反应，每一大分子含有1.30个引发剂残基。假定无链转移反应，试计算歧化终止与偶合终止的相对量。解:偶合终止占30%，歧化终止占70%。7何谓链转移反应？有几种形式？对聚合速率和产物分子量有何影响？什么是链转移常数？解：①问：链自由基夺取其它分子上的原子，使原来的自由基终止,同时生成一个新的自由基，这种反应称为链转移反应。②问：链转移的形式包括：向单体、溶剂、引发剂、聚合物、外来试剂的转移反应。③问：对聚合反应速率和聚合物相对分子质量影响与链增长速率常数kp、链转移反应速率常数ktr、再引发速率常数ka相对大小有关。链转移常数c=ktr/kp，为链转移反应速率常数与链增长反应速率常数之比，表示链转移剂和单体对链自由基反应的竞争能力。9试述单体进行自由基聚合时诱导期产生的原因。11.自由基聚合时,转化率和分子量随时间的变化有何特征?及其原因答：自由基聚合时，引发剂是在较长时间内逐渐分解释放自由基的，因此单体是逐次与产生的自由基作用增长的，故转化率随时间延长而逐渐增加。而对产生的一个活性中心来说，它与单体间反应的活化能很低，kp值很大，因此瞬间内就可生成高聚物。因此，从反应一开始有自由基生成时，聚合物分子量就很大，反应过程中任一时刻生成的聚合物分子量相差不大。12偶氮二异丁腈偶氮二异庚腈：ch3ch3hhh3ccch2nnch2cch3ch3cncnch3ch3hch2+n2ch3cn2ch3过氧化二苯甲酰：oocooc2co无单体2+2co少一个异丙苯过氧化氢：ch3oohch3ch3och3过氧化氢-亚铁盐体系：-3+ho-oh+fe2+foh+ho?+fe（2）（4）为油溶性（1）（3）为水溶性13解释引发效率、诱导分解和笼蔽效应。试举例说明引发效率：引发剂分解后，只有一部分用来引发单体聚合，将引发聚合部分的引发剂占引发剂分解或消耗总量的分率称为引发效率，用f表示。诱导分解：指自由基向引发剂的转移反应，反应结果为自由基总数不变，但白白消耗一个引发剂分子，使f下降。笼蔽效应：由于聚合体系中引发剂的浓度低，引发剂分解生成的初级自由基处于溶剂分子的包围中，限制了自由基的扩散，导致初级自由基在笼内发生副反应，使f下降。举例略15链长和聚合度有何影响？将每个活性种从引发阶段到终止阶段所消耗的单体数定义为动力学链长。对于无链转移的聚合反应，双基终止时，平均聚合度是动力学链长的两倍；歧化终止时，平均聚合度就是动力学链长。有链转移反应存在时：向单体、向溶剂、向引发剂向链转移发生链转移都使聚合物的动力学链长和平均聚合度下降。21在离子聚合反应中，活性中心离子和反离子之间的结合有几种形式？其存在形式受哪些因素影响？不同的存在形式对单体的聚合能力有何影响.在离子聚合反应中，活性中心离子和反离子之间的结合有以下几种形式：以上各种形式之间处于平衡状态。结合形式和活性种的数量受溶剂性质、温度及反离子等因素的影响。溶剂的溶剂化能力越大，越有理于形成松对甚至自由离子；随着温度的降低，离解平衡常数（k值）变大，因此温度越低越有利于形成松对甚至自由离子；反离子的半径越大，越不易被溶剂化，所以一般在具有溶剂化能力的溶剂中随反离子半径的增大，形成松对和自由离子的可能性减小；在无溶剂化作用的溶剂中，随反离子半径的增大。a+与b—之间的库仑引力减小，a+与b—之间的距离增大。活性中心离子与反离子的不同结合形式和单体的反应能力顺序如下共价键连接a—b一般无引发能力。25简述传统乳液聚合中单体、乳化剂和引发剂的所在场所，链引发、链增长和链终止的场所和特征，胶束、胶粒、单体液滴和速率的变化规律。答(1)传统乳液聚合中，大部分单体分散成液滴，胶束内增溶有单体，形成增溶胶束，极少量的单体溶于水中。大部分乳化剂形成胶束，单体液滴表面吸附少量乳化剂，极少量乳化剂溶于水。大部分引发剂溶于水相中。(2)单体难溶于水并选用水溶性引发剂的经典体系属于胶束成核，引发剂在水中分解成初级自由基后，引发溶于水中微量单体，增长成短链自由基，胶束捕捉水相中的初级自由基和短链自由基。自由基一旦进入胶束，就引发其中单体聚合，形成活性种。初期的单体-聚合物乳胶粒体积较小，只能容纳1个自由基。由于胶束表面乳化剂的保护作用，乳胶粒内的自由基寿命较长，允许较长时间的增长，等水相中另一自由基扩散人乳胶粒内，双基终止，第3个自由基进入胶粒后，又引发聚合。第4个自由基进入，再终止。如此反复进行下去。但当乳胶粒足够大时，也可能容纳几个自由基，同时引发增长。(3)乳液聚合过程一般分为三个阶段，第一阶段为增速期，胶束不断减少，乳胶粒不断增加，速率相应增加。单体液滴数不变，体积不断缩小。第二阶段为恒速期，胶束消失，乳胶粒数恒定，乳胶粒不断长大，聚合速率恒定，单体液滴数不断减少。第三阶段为降速期体系中无单体液滴，聚合速率随胶粒内单体浓度降低而降低。6聚乙烯分子链上无侧基,内旋转位能不大,柔顺性好,为什么聚乙烯在室温下是塑料而不是橡胶？答：这是由于聚乙烯分子对称性好，容易结晶，从而失去弹性，因而在室温下为塑料而不是橡胶。