《高分子材料习题集》Word下载.docx
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22.玻璃化温度是橡胶产品的使用温度。
三、选择题
1.由一种单体经过加聚反应生成的聚合物称为。
A.均聚物；
B.共聚物；
C.缩聚物；
D.加聚物
2.塑料在使用过程中出现变硬、变脆、失去弹性现象的原因是塑料中出现了。
A.分子的裂解；
B.分子的交联；
C.分子链的断裂；
D.分子链中支链的减少。
3.塑料在使用过程中出现变软、发粘、失去刚性现象的原因是塑料中的分子出现
了。
A.分子的交联；
B.分子的裂解；
C.分子链的增长；
D.网状结构。
4.在下列塑料中，属于热固性塑料的是塑料。
A.聚氯乙烯；
B.聚乙烯；
C.不饱和聚酯；
D.聚丙烯。
5.在下列塑料中属于热塑性塑料的是。
A.酚醛塑料；
B.聚酯树脂；
C.ABS塑料；
D.氨基塑料。
6.玻璃化温度Tg低于常温的高分子聚合物是。
A.塑料；
B.橡胶；
C.煤焦油；
D.石油沥青。
7.玻璃化温度Tg高于常温的高分子聚合物是。
A.塑料；
8.工作状态属于玻璃态的高分子聚合物是。
9.晶态聚合物的结晶度愈高，聚合物的。
A.熔点愈高，强度愈低；
B.熔点愈低，强度愈低；
C.熔点愈高，强度高；
D.熔点愈低，强度愈高；
。
10.混凝土结构修补时，最好使用（）胶粘剂。
A—环氧树脂B—不饱和聚酯树脂
C—氯丁橡胶D—聚乙烯醇
11.建筑结构受力部位修补时，需使用（）胶粘剂。
A—热固性树脂B—热塑性树脂
C—橡胶D—热固性树脂和橡胶
12.线型高聚物较体型高聚物（）。
A—弹性高、塑性好B—弹性高、硬度高
C—弹性小、硬度高D—弹性小、塑性好
13.能使线型高聚物交联为体型高聚物的称为（）。
A—固化剂B—填料
C—稳定剂D—增塑剂
14.体型高聚物的主要特性有（）。
A—不溶不熔、硬脆B—可溶不熔、硬脆
C—不溶可熔、硬脆D—可溶可熔、弹性和可塑性高
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？
Q2.树脂、通用塑料、工程塑料的定义。
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LDPE。
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。
Q3.弹性体、天然橡胶、合成橡胶，通用橡胶、特种橡胶的定义。
2.1聚乙烯
Q1.总结LDPE、HDPE和LLDPE结构性能区别.
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。
2.2聚丙烯
Q1.什么是PP的等规
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？
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？
Q4、PP改性的方法有那些？
各种方法对PP性能的影响是什么？
Q5、为何PP容易氧化降解，请查阅资料，简要阐述其机理。
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。
2.3聚氯乙烯
Q2.PVC热稳定性差的原因是什么？
Q3.铅盐类、金属皂类热稳定剂提高PVC热稳定性的原理是什么？
Q4.什么是金属皂类稳定剂的协同效应，其机理是什么？
Q5.什么是PVC的反增塑效应？
请判断PP和HDPE中会有反增塑效应吗？
Q6.润滑剂的作用是什么？
内外润滑剂各有什么特点？
2.4聚苯乙烯
Q1.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：
（1）拉伸强度；
（2）抗冲击性能；
（3）耐热性（抗热变形能力）；
（4）热稳定性；
（5）透明性；
（6）绝缘性；
（7）耐溶剂和化学药品性；
（8）阻燃性。
Q2.ABS是什么，它的三个部分各有什么功能？
Q3.请通过查阅文献回答下列问题：
（a）“ABS合金/共混物”指的是什么？
（b）目前已经商业化的ABS合金主要有几种？
它们的性能特点是什么？
从中自选一种阐述使其具备新的性能特点的原因或机制是什么？
2.5聚酰胺
Q1.写出尼龙6、尼龙66、尼龙610和尼龙1010的重复链节的结构。
查阅文献了解什么是浇铸尼龙、其英文缩写及含意是什么，与一般尼龙相比其特点是什么？
Q2.影响尼龙吸水率的主要因素是什么？
为什么尼龙吸水后、力学性能会发生显著的变化？
Q3.芳香族聚酰胺具有高强度、高模量及耐高温的原因，透明聚酰胺的原理是什么？
2.6聚碳酸酯
Q1.分析比较造成PE、PS和PC容易发生
应力开裂原因的异同点。
Q2.分析比较PC、PA、ABS和具有高抗冲击性能的微观结构原因。
2.7聚四氟乙烯
Q1、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？
Q2.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？
Q3.查阅文献回答：
具有不黏附性的PTFE如何和其他材料黏合在一起？
3.1酚醛树脂
Q1.热塑性PF和热固性PF结构上的差异及各自的合成条件。
Q2.热塑性PF和热固性PF的性能差异及原因。
3.2氨基树脂
Q1.写出合成脲醛树脂和蜜胺树脂的基本化学反应。
简单分析造成脲醛树脂与蜜胺树脂性能差异的原因。
3.3环氧树脂
Q1.写出双酚A型环氧树脂的合成反应历程和胺类固化剂的交联反应历程。
Q2.自学催化性固化反应机理，分析双酚A型ER能否应用该类固化剂进行固化。
3.4不饱和聚酯
Q1.分析UP各组分：
不饱和二元酸、饱和二元酸和二元醇、交联剂对其最终性能的贡献。
4.1弹性体基础知识
Q1.请从上分析橡胶和热塑性塑料在高分子结构区别
Q2.写出下列缩写的中文名
Q3.写出下列橡胶的英文缩写
4.2通用橡胶
Q1.NR、E-SBR、顺丁橡胶（BR）的下述各项性能排序，并从分子结构的角度说明为什么：
回弹性、拉伸强度和撕裂强度、耐寒性、耐磨耗性、耐曲挠疲劳性能、动态生热、耐烃类溶剂性、耐热氧老化性、耐臭氧老化性、加工性能。
Q2、从分子结构分析比较二元乙丙橡胶、三元乙丙橡胶、丁基橡胶和氯丁橡胶的性能特点？
（强度、回弹性、动态内耗、耐寒性、气密性、耐油性、耐热性及耐O3性）
Q3.试述丁腈橡胶结合丙烯腈含量的增加对其性能带来的优缺点？
4.3特种橡胶
Q1.试分析硅橡胶的结构与性能的关系。
Q2.试用一句话描述硅橡胶、丙烯酸酯橡胶和氟橡胶的性能特点。
Q2.试用示意图比较热固性橡胶、共聚型TPE与共混型TPE在微观结构上的区
4.4热塑性弹性体
Q1.与传统热固性橡胶相比，热塑性弹性体有何优点？
8、简述干法纺丝和湿法纺丝的区别。
9、橡胶硫化的目的是什么？
10、橡胶加工中最基础、最重要的加工过程包括哪几个阶段？
11、成纤聚合物的基本性质是什么？
12、特种胶粘剂主要有哪几种类型？
13、从组成上看，涂料一般包含哪几大部分？
14、现代涂料助剂主要有几大类？
简述之。
15、功能高分子材料主要有哪几类？
举例。
16、简述复合材料的特点。
17、构象与构型的区别是什么？
18、高聚物结构复杂的原因是什么？
19、超高分子量聚乙烯有怎样的特殊性能？
20、简述连锁聚合的特点。
21、自由基聚合主要分为几步？
每步有什么特点？
22、高分子链的近程结构主要包括哪几部分？
23、简述聚合物结晶过程的影响因素。
24、顺丁橡胶都有哪些优点？
25、复合材料的组成主要包括哪几部分？
26、复合材料都有哪些特点？
五、论述
1、影响高分子链的柔顺性因素都有哪些？
2、举例详细叙述涂料都有哪些作用？
3、详细叙述橡胶材料都有哪些特点。
4、涂料中，分散介质的种类主要有哪几种？
1）总结LDPE、HDPE和LLDPE结构性能区别。
2请查阅资料，PP改性的方法有那些？
3）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;
4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。
6）写出下列缩写的中文名：
NR、BR、SBR、EPM、EPDM、CR
7）NR、E-SBR、顺丁橡胶的下述各项性能排序，并从分子结构的角度说明为什么：
8）从分子结构分析比较二元乙丙橡胶、三元乙丙橡胶、丁基橡胶和氯丁橡胶的性能特点？
10）与传统热固性橡胶相比，热塑性弹性体有何优点？
9）试述丁腈橡胶结合丙烯腈含量的增加对其性能带来的优缺点？
《高分子材料》期末考试试题A卷（2003~2004年度第二学期）
班级姓名学号分数
一、名词解释（每小题3分，共18分）
1、反增塑现象2、环境应力开裂
3、熔体流动指数4、热塑性弹性体
5、协同效应6、硫化
二、填空题（每空1分，共25分）
1、既有长支链，又有短支链的聚乙烯是（），只有短支链的聚乙烯是（）、（）。
2、PP的拉伸强度主要受（）和（）的影响；
PE的拉伸强度主要受（）和（）的影响。
3、人类最早使用的塑料材料是（）。
4、提高PE制品的机械性能，则其熔体流动指数要（），分子量分布要（）；
对于吹塑成型的HDPE制品，则其熔体流动指数要（），分子量分布要（）。
5、可拉伸结晶的橡胶有：
（）、（）、（）。
6、具有自润滑性能的塑料是（）、（）、（）、（）。
7、热塑性酚醛树脂的合成条件为（）和（）。
8、PVC硬制品在加工中，一般要加入（），而少加入（）。
9、常用的耐油橡胶有（）、（）等。
三、判断题（正确的划√，错误的划×
，每小题2分，共10分）
1、双酚A型聚碳酸酯的分子结构具有对称性，因此它具有很高的结晶度。
（）
2、随着聚乙烯熔体流动指数的增加，则聚乙烯制品的表面光泽性变好。
3、聚乙烯可在有机过氧化物作用下产生交联，而聚丙烯也为聚烯烃类化合物，因此也可用有机过氧化物交联。
4、随着聚四氟乙烯冷却速度的减小，它的拉伸强度下降。
5、由于水份对聚酰胺有增塑作用，因此导致聚酰胺的拉伸强度和模量下降，抗冲强度上升。
四、写出双酚A型环氧树脂的合成反应与常用固化剂的类型，写出环氧树脂与间苯二胺的固化反应方程式（7分）
五、PS与PC制品为何易产生应力开裂，如何改善其耐应力开裂性能？
（7分）
六、分析PP的抗冲击性能较差的根本原因，试举出几种改善方法。
七、试叙述天然、丁苯、氯丁橡胶结构与性能之间的关系。
（8分）
八、为什么PVC硬制品要选用分子量小的PVC树脂，而PVC软制品要选用分子量大的PVC树脂。
为了减小PVC在加工中的热分解可以采用哪些措施？
九、写出PA6和PA11的重复链节的结构，分析比较他们的力学性能和电性能。
（5分）
一十、写出DCP（
）来交联聚乙烯的反应式。
LDPE与HDPE交联时，它们的交联程度是否相同，分析一下为什么？
（8分）
1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。
2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）。
3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。
4以树脂（塑料）为基体，以纤维为增强材料的复合材料。
5在橡胶中加入硫化剂（或交联剂），使橡胶由线性分子结构交联成为网体型分子结构弹性体的过程。
6使废旧橡胶经机械粉碎、氧化解聚等，使其结构由大的网体结构转变为小的网体结构和少量的线型结构的过程。
7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。
8使线型聚合物交联成体型聚合物的化学物质。
9塑料在使用条件下，受到热、氧、阳光、电等作用，塑料中聚合物的组成和结构发生变化，使塑料的性能恶化的现象或过程称为塑料的老化（或塑料在使用过程中，在热、氧、阳光、电等作用下，塑料逐步失去弹性，变硬，变脆，出现龟裂的现象；
或塑料逐步失去刚性，发粘，出现蠕动等的现象）。
（缩聚）（塑料）（树脂）（填料）（脆性）（机械强度（或硬度、或耐热性））
（稳定剂（或抗老化剂））（使橡胶由线型分子交联成体型（或网型）分子）
（体）（线）（热塑）（热固）（高）（大）（高）（高）（高）（体）（小）（高）（最低）
（玻璃化温度）
选择题答案：
ABBCCBAACAADAA
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.HermannStaudinger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。
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）。
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。
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。
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.
所谓环境应力开裂（ESC）是指材料在环境因素和应力因素协同作用下发生开裂的情况。
影响聚乙烯耐环境应力开裂（ESCR）性能的因素很多，主要有：
分子量及其分布，密度和结晶度，分子链结构，聚合物组分及成型加工工艺。
①分子量及其分布。
一般认为PE的分子量越大（熔体流动速率越小），分子链越长，晶片间系带分子数越多，ESCR性越好。
分子量分布是影响ESCR性能的另一个重要因素。
分子量分布直接反映了高聚物中大分子和小分子的含量。
大分子的含量多,晶片间的连接分子数就多,ESCR性能愈好；
而小分子的含量多对ESCR性能是极为不利的。
当分子量分布窄时,分子链长短较均匀,能生成均匀的微晶结构,低分子空隙区少,所以ESCR性能好，而LLDPE分子量分布最窄窄。
②密度和结晶度。
PE密度越大,结晶度越高,晶片间的系带分子数愈少,将导致ESCR性能下降。
另一方面,结晶度愈高,晶粒间结合的密度大,环境介质不易渗透到无定形区而使系带分子不易解缠和松弛,有利于ESCR性能的提高。
③分子链结构。
增加链的支化度也可以提高PE的耐开裂性能。
当PE分子带有支链时能大大提高PE的ESCR性能。
如在PE主链上引入弹性链段,这些弹性链段使PE大分子链具有很好的弯曲性,阻碍球晶和好的序态形成,因此比均聚物的ESCR性能好。
LLDPE由乙烯和少量α-烯烃共聚制得，引入了第二单体链段，且LLDPE含有大量的短支链，所以ESCR性能好。
【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.
1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。
2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℃），耐候性、耐油性、耐臭氧老化性好，耐磨性高，电绝缘性好。
3氯磺化聚乙烯（ＣＳＭ）－在ＳＯ２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。
4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。
Q1.什么是PP的等规度
PP中等规聚合物所占的重量百分比。
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
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