配方及改性试题.docx

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配方及改性试题

配方与改性题库

一、名词解释

1、高分子合金

含有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。

在工业应用中，高分子合金常被特指聚合物共混物。

2、黏度相近原则

为了获得较好的分散效果，两相熔体黏度的比值不可相差过于悬殊，这是大前提；在此大前提下，两相黏度接近相等可以使分散相粒径达到最小值，但对于另外一些体系，使分散相粒径达到最小值的两相黏度比却并不是很接近与相等的。

这个论述可以简称为“黏度相近原则”。

3、塑料

以树脂为主要成分，以增塑剂、填充剂、润滑剂、着色剂等助剂为辅助成分，在加工过程中能流动的塑料。

4、塑料配方

是指为满足制品成型加工和使用性能要求，合理选用树脂和助剂并科学确定其配比后形成的复合体系。

5、特种工程塑料

也叫高性能工程塑料，是指综合性能更高，长期使用温度在150℃以上的工程塑料，主要用于高科技、军事和宇航，航空等领域。

6、层压塑料

将多层浸有或涂有树脂胶液的基材叠合在一起经热压结合而成的整体塑料。

7、不饱和聚酯（UP）

是由不饱和二元羧酸（或酸酐）、饱和二元羧酸（或酸酐）与多元醇缩聚而成的线性聚合物，其主链中既含有酯键又含有不饱和双键。

8、协同效应

就是指当两种或两种以上的抗氧剂配合使用时，其效能大于单独使用时各个效能之和的现象。

9、填料

是为了降低成本或改善性能等在塑料中加入惰性物质

10、增强材料

是指加入到塑料中，能使塑料制品的力学性能显著提高的填料，一般为纤维状物质或其织物，称为增强剂。

11、表面处理剂

为了提高链接性能，用作处理塑料、填料、颜料和链节载体等表面的物质

12、相容性

热力学相容体系是满足热力学相容条件的体系，是达到了分子程度混合的均相共混物。

广义相容性：

指共混物各组分之间彼此相互容纳的能力。

13、增容剂

是指借助于分子间的键合力，促使不相容的两种聚合物结合在一体，进而得到稳定的共混物的助剂，这里是指高分子增容剂

14、湿法（表面处理技术）

也称溶液法，是将表面处理剂与偶联剂与水或低沸点溶剂配制成一定浓度的溶液，然后在一定温度下与无机填料在搅拌反应机中反应，实现无机填料的表面改性。

15、“软包硬”法则

黏度低的一相（软相）总是倾向于生成连续相，而黏度高的一相（硬相）总是倾向于生成连续相。

（因共混物的形态还要受组分配比的制约，所以黏度低的一相倾向于生成连续相，并不意味着它就一定能成为连续相；黏度高的一相倾向于生成分散相，也并不意味着它就一定能成为分散相）

二、填空

1.共混物熔体所处的流动场的形式可分为、剪切流动、拉伸流动

2、聚苯乙烯的性能可概括为、刚、硬、脆，透明ABS树脂具有良好的成型加工性能，适宜于注塑、挤出、压延、发泡、吹塑等多种成型方法。

3、聚氨酯的基本原料主要有异氰酸酯、多元醇、催化剂、泡沫稳定剂、发泡剂、交联剂等

4、常用增强材料无机纤维、有机纤维。

5、表面处理和偶联处理工艺分干法、湿法两种

6、色彩的三要素色调、明度、饱和度

7、使用增塑剂的目的有消弱聚合物分子间作用力、降低熔融温度和熔体黏度、改善成型加工性能等。

在PVC中加入增塑剂的目的是提高可塑性，UPVC增塑剂的用量为小于5份

8、在PVC鉴别中，可以根据外观、水中沉浮、受热表现、燃烧现象将其区分出来。

请填写“〉”或“〈”：

LDPE密度〈HDPE密度；LDPE透光率〉HDPE透光率；LDPE透气性〉HDPE透气性。

9、PS性能特点可用刚、硬、脆三个字概括。

10、目数其定义为：

一英寸的平方面积上的孔数目。

目数大，意味着填料的粒径小。

填料的粒径越大，意味着其比表面积越小。

11、HST和cast是经常使用的填料表面处理剂。

表面处理技术有干法和湿法两种。

12、熔融共混的设备有开炼机、密炼机、单螺杆挤出机等。

13、广义相容性可分为完全相容、部分相容、不相容三类。

相容性可以采用溶解度参数原则、极性相似原则等方法进行判断。

而界面的厚度主要取决于两聚合物的相容性。

共混物相界面的作用有力的传递效应、光学效应、诱导效应等作用。

14、熔体黏度的调控的调控方法有调节共混速度、调节剪切应力、其他方法等方法。

15、组分含量的表示方法质量份数、质量分数、体积法，工业生产中主要采用质量份数表示方法。

16、混合的方式有分布混合和分散混合两种。

采用高速混合机进行的混合属于分布混合方式。

17、塑料中加入助剂的主要目的：

提高产品性能；延长使用寿命；改善成型加工性能；降低成本。

而在PVC中加入增塑剂的目的是提高可塑性，SPVC增塑剂的用量为大于25份。

18、塑料配方设计方法单变量、多变量

19、软质PVC制品配方核心增塑体系、稳定体系

20、塑料填充的主要目的提高制品性能，降低成本塑料填充的主要目的降低成本

21、有机填充剂是指纤维素和木质素的有机物

22、常用塑料着色剂习惯上指无机颜料、有机颜料、特殊颜料

23、着色剂的使用方法干混着色法、液糊状着色、色母粒着色

24、熔体流动速率（MFR）高,材料的熔体粘度低，成型加工性能好

25、影响共混物形态结构的因素相容性、配比、黏度、内聚能密度、制备方法

26、共混物形态的三种基本类型、均相体系、海岛结构、海海结构

27、ABS燃烧现象为燃烧缓慢、离火后继续燃烧火焰呈黄色、有黑烟。

28、聚氨酯是是主链结构中含有氨基甲酸酯基团的一类高分子化合物的统称。

29、用用于耐磨件材料的塑料有POM、PA、PTFE；可用于化工管道衬里的塑料有PTFE、POM。

30、PVC塑料品种必须使用热稳定剂，其为了得到透明纸品一般采用金属皂类、有机锡类类型的热稳定剂。

31、增强填料作用可概括为桥联作用、传能作用、补强作用、增黏作用。

32、共混改性主要工作配方设计、工艺设计、共混过程、共混物评价。

33、碳酸钙（CaCO3是目前塑料工业中应用最为广泛的无机粉状填充剂，一般可分为三类：

重质碳酸钙、轻质碳酸钙、活性碳酸钙。

34、常用增强材料无机纤维、有机纤维

35、尽管PA的相对分子质量不高，但仍具有工程塑料的优良性能，是因为大分子间能形成氢键和结晶。

36、工业生产双酚A型PC主要采用的是注塑和挤出

37、塑料氧化的结果是变硬、变脆

38、共混改性主要的设备密炼机、开炼机、反应釜、高速混合机、挤出机等

39、在塑料工业中，广泛使用的是有机润滑剂，它们按化学结构可分为烃类、脂肪酸、脂肪酸酯、脂肪酸酰胺、脂肪醇、有机硅化合物。

三、问答

1、塑料配方设计的意义

（1）改善成型加工性能

（2）改善制品的使用性能（3）赋予制品新的性能（4）降低成本

2、塑料配方设计原则

（1）满足制品的使用性能要求

（2）保证制品顺利成型加工（3）充分考虑助剂与树脂及多钟助剂之间的相互联系与作用（4）合理的性能价格比

3、常用填充剂需考虑的因素，简单加以说明

答：

（1）颗粒的形状——薄片状、纤维状填充剂使加工性能变差，但力学性能优良；无定形粉状，球状则加工性能优良，力学性能比薄片状和纤维状差。

（2）颗粒大小——填充剂颗粒一般以0.1—10μm颗粒为好，细小的填充剂有利于提高制品的力学性能、尺寸稳定性及制品的表面光泽和手感。

（3）颗粒的表面积——填充剂的表面积增大有利于与表面活性剂、分散剂、表面改性剂以及极性聚合物的吸附或与填料表面发生化学反应。

4、着色剂对塑料性能有何影响

答：

（1）就力学性能而言，当颜料颗粒较大时，分散不均会引起冲击强度降低，反之则对力学性能影响较小。

（2）制品成型过程中，加入颜料会影响结晶聚合物的成核剂状态，如球晶的数量和大小会引起成型收缩率加大。

（3）颜料中的某些金属离子会促进树脂热分解。

（4）有些颜料能够产生对光的屏蔽作用，大大提高塑料制品的光稳定性和耐候性。

5、PE大分子链形状不同，可分为三种，请分别进行阐述P24-28

答：

（1）LDPE

（2）LLDPE

（3）HDPE

6、共混改性的目的

1．均衡各聚合物组分的性能，改善材料的综合性能

2．将量小的聚合物作为另一聚合物的改性剂，以获得显著的改性效果

3．改善聚合物的加工性能

4.制备具有特殊性能的聚合物材料

5．提高性能价格比

6．回收利用废弃聚合物材料

7、共混改性的方法

（1）物理共混法：

依靠聚合物分子链之间的物理作用实现共混的方法，按共混方式可分为：

机械共混法（包括干粉共混法和熔融共混法）

溶液共混法（共溶剂法）

乳液共混法；

（2）化学共混法：

在共混过程中聚合物之间产生一定的化学键，并通过化学键将不同组分的聚合物连结成一体以实现共混的方法，根据反应形式分为：

共聚-共混法,反应-共混法.

（3）IPN法

8、塑料选材应考虑的主要因素.

答：

（1）塑料材料的适用条件

（2）塑料制品的性能要求

（3）塑料材料的使用环境

（4）塑料材料的加工适应性

（5）塑料材料的经济适用性

9、双酚A型PC的分子结构简式，PC分子结构中不同基团的作用

答：

（1）

（2）碳酸酯基和氧基增加了PC大分子的柔性，使PC具有较高的冲击强度。

（3）亚苯基使PC显现出较高的力学强度，耐热性及较高的尺寸稳定性。

10、润滑剂在塑料中的应用

答：

使用要求

（1）润滑效能高而持久

（2）与树脂的相容性大小适中，内部与外部润滑作用平衡，不喷霜，不结垢。

（3）表面张力小，黏度低，在界面出的扩展性好，易形成界面层。

（4）不降低聚合物的力学性能及其他性能

（5）本身的耐热性和化学稳定性优良，在高温加工中不分解，不挥发，不与树脂或其他助剂发生有害反应

（6）不腐蚀设备，不污染制品，无毒。

11、塑料老化现象及其变表现

答：

（1）外观变化：

如变色、变暗、发粘等

（2）物理学性能变化：

如密度、热导率、Tg、Tm、折射率、溶解度、熔体流动速率等的变化。

（3）力学性能变化：

如拉伸的强度、伸长率、冲击强度、硬度耐磨性等的变化。

（4）电性能的变化：

如体积电阻率、表面电阻率、介电常数、击穿电压等性能的变化。

12、提高共混物相容性的方法

（1）利用聚合物分子链中官能团间的相互作用

（2）改变聚合物分子链结构的方法

（3）加入第三组分―增溶剂的方法

（4）通过加工工艺改善聚合物之间的相容性

13、广义相容中,如何判断完全相容、部分相容、不相容，请写出具体的方法，并用Tg图表示3种形态。

答：

（1）极性相似相容原理

（2）

溶解度参数法：

两聚合物之间溶解度参数δ越接近，其相容性越好。

实峰是共混前的

虚峰是共混后的

虚峰越靠近越好

14、光稳定剂的作用机理

答:

（1）紫外线的屏蔽和吸收

（2）氢过氧化物的非自由基分解

（3）猝灭激发态分子

（4）钝化重金属离子

（5）捕获自由基

15、熔体黏度对分散效果的影响及熔体黏度的调控方法

（1）1、

（2）熔体黏度的调控方法:

调节共混温度,调节剪切应力,调控熔体黏度的其它方法。

16、成核剂的作用机理

答：

（1）为大分子链段的成核提供成核表面，可极大增加晶核的数目，提高结晶速率；

（2）能与大分子链段存在某种化学作用力促使大分子链在表面作定向排列而改变聚合物的结晶过程和结晶形态。

17、PA的主要性能特点

答：

（1）力学性能：

硬而韧、耐磨耐疲劳。

（2）热性能：

熔点较高但长期使用温度不高。

（3）化学性能：

耐酸、耐碱性好、耐溶剂性好。

（4）电性能：

优良的电绝缘体。

（5）成型加工性能：

吸水性高，热稳定性差，尺寸稳定性差。

18、塑料氧老化的过程

答：

塑料的热氧化应具有自由基反应机理，这一机理包括链引发、链传递（链增长）和链终止三个过程。

（1）链引发：

在光照，受热和引发剂的作用下，聚合物分子中的某些弱链有可能发生均裂而产生自由基。

（2）链传递：

在引发阶段所生成的高分子烷基自由基能迅速与空气中的氧结合生成高分子过氧自由基，过氧自由基又能夺取大分子链中的氢而生成新的大分子烷基自由基和氢过氧化物。

氢过氧化物又进一步产生新的自由基，该自由基又进一步与聚合物反应而造成了链的增长。

（3）链终止：

自由基之间相互结合生成惰性产物，即为链的终止阶段。

19、热稳定剂的作用机理

答：

（1）吸收氯化氢

（2）消除不稳定氯原子

（3）其他：

捕获自由基、与共轭双键进行双烯加成、捕捉高活性金属氯化物。

四、综合题

1、黄金分割法进行配方设计

答：

设有线段为L，将它分割成两部分，长的一段为x，如果分割的比例满足以下关系：

则称这种分割为黄金分割。

其中

为比例系数。

应用该法可快速找到最佳配方。

具体做法是：

先在配方实验范围（a,b）的0.618点做第一次实验，再在其对称点（a,b）的0.382处做第二次实验，比较两点实验结果，去掉“坏点”以外的部分。

对剩余部分照上述做法继续进行实验，比较取取舍，由此，可逐步缩小实验范围，用较少的实验配方，快速找出最佳用量范围。

2、爬坡法进行配方设计

答：

爬坡法也称逐步提高法。

先根据配方者的经验估计或采用原配方的用量作为起点，在起点向助剂增加和减小的两个方向做实验，根据实验结果的好坏，向好的方向逐渐减小或增加助剂用量，直到再增减时，指标反而降低时止。

指标最大值所对应的助剂用量即为配方的最佳用量。