汽车工程材料总复习基本知识⏹五大通用塑料和五大工程塑料指?通用塑料:PE、PP、PVC、PS及ABS工程塑料: PA、PC、POM、PPO、PBT⏹四大合成纤维:涤纶、腈纶、丙纶、锦纶⏹常见聚合物的中文简介、英文缩写及结构式⏹聚合物按用途,分五大类塑料、橡胶、纤维、涂料、胶粘剂⏹常见塑料和橡胶的英文简写、中文简称及结构式见上表⏹高分子分子量多分散性的表示以分子量分布指数表示,即重均分子量与数均分子量的比值,Mw /Mn⏹结晶对透明性和力学性能的影响结晶度对聚合物性能的影响结晶度提高,拉伸强度增加,而伸长率及冲击强度趋于降低;相对密度、熔点、硬度等物理性能也有提高。
一般地说弹性模量也随结晶度的提高而增加。
但冲击强度则不仅与结晶度有关,还与球晶的尺寸大小有关,球晶尺寸小,材料的冲击强度要高一些。
结晶对透明性的影响物质折光率与密度有关,因此高聚物中晶区和非晶区折光率不同。
光线通过结晶聚合物时,在晶区界面上必然发生折射和反射,故通常呈乳白色,不透明,如PE、PA 等。
结晶度减小,透明度增加,完全非晶的高聚物,通常是透明的,如PMMA、PS。
通用塑料⏹通用塑料和工程塑料的概念通用塑料:产量大、用途广、价格低,但性能一般,主要用于非结构材料工程塑料:能承受一定外力作用,具有良好的机械性能和耐高、低温性能,可以用作工程结构的塑料,如PC、PA、POM、PPO、PBT⏹LDPE、LLDPE和HDPE在制备方法、结构及性能上的差异?高密度聚乙烯(HDPE):低温低压法低密度聚乙烯(LDPE):高温高压法线性低密度聚乙烯(LLDPE):乙烯与α-烯烃共聚LDPE:20~30个侧甲基/1000个主链CHDPE:5个侧甲基/1000个主链CLDPE含有更多的支链(乙基、丁基或更长的支链)⏹聚丙烯的三种空间异构及其相应的性能按结构分为等规、间规、无规三种等规PP占到90%以上,熔点160-176℃无规PP呈粘稠状,不能用于塑料,只用于改性载体间规PP属于高弹性塑料。
⏹聚丙烯的缺陷、主要添加剂及改性方法。
聚丙烯的主要添加剂抗氧剂成核剂:使聚合物结晶温度提高,球晶数目增加和球晶尺寸减小。
如苯甲酸钠和碱性二甲酸铝其它如光稳定剂、着色剂、填充剂、增强剂、阻燃剂等聚丙烯的缺陷:低温脆性大耐热氧老化、不易染色热形变温度低收缩率大改性方法:聚丙烯合金(与HDPE、乙丙橡胶、PA、热塑性弹性体共混——韧性、耐寒性)填充聚丙烯(CaCO3、CaSO4、滑石粉等各种填料)硬度、热形变温度、成型收缩率及线膨胀系数都有所改善增强聚丙烯(玻璃纤维)⏹如何提高PVC的热稳定性?稳定剂:提高PVC分解温度增塑剂: 降低熔融温度⏹PS的缺点?HIPS的组成、制备方法?缺点:韧性差、耐热性低、易氧化降解HIPS组分:PS和橡胶HIPS制备方法:机械共混—直接在挤出机共混接枝共聚—顺丁、丁苯橡胶溶在St单体中进行本体或悬浮聚合⏹ABS的结构及各组份作用?结构——两相的三元共聚物:一个是苯乙烯-丙烯腈的连续相,另一个是聚丁二烯橡胶分散相。
A:耐化学腐蚀、表面强度高B:极好的韧性;S:刚性、透明性、着色性、电绝缘性及加工性能⏹SBS的结构及优点?SBS组分:苯乙烯、丁二烯、苯乙烯三元嵌段共聚物特点:具备橡胶的高弹性和塑料的高强度及易加工性,良好耐低温性、透气性和抗湿滑性,易于加工成型,加工时工艺简单,无需硫化,能耗低,容易着色,边角料可以回收。
⏹通用塑料通用塑料:综合性能较好,力学性能一般、产量大、应用广泛、价格低廉的一类树脂。
⏹PMMA结构式?透明性?刚性无色透明材料,光学性能优异;⏹UF、MF指?脲甲醛树脂UF氨基树脂MF⏹酚醛模压塑料时,加了哪些添加剂,所起作用?添加剂:树脂、固化剂、填充材料、稀释剂、脱模剂、着色剂树脂:可用热塑性或热固性酚醛树脂;固化剂:最常用六次甲基四胺,对热固性酚醛树脂而言,固化剂可加速其固化;填充材料:碳酸钙、滑石粉、高岭土等⏹环氧值和环氧当量的定义?计算方法?环氧值:100g环氧树脂中含环氧基团当量数,[当量/100克]环氧当量:1当量环氧基的环氧树脂克数,单位[克/当量]例:以二酚基丙烷型环氧树脂为例,求环氧值和环氧当量?分子量为:392 环氧基的个数:2环氧值=100/196=2*100/392=0.51环氧当量=392/2=196⏹环氧树脂采用多元胺类固化剂和酸酐类固化剂固化时,所需的胺和酸酐的用量?⏹不饱和聚酯的合成原料有哪些?引发剂的特性采用什么表示?不饱和二元酸(酸酐)与多元醇引发剂一般为有机过氧化物,特性通常用临界温度(指有机过氧化物具有引发活性的最低温度)和半衰期(给定条件下,有机过氧化物分解一半所需要的时间)表示。
⏹聚氨酯的合成原料有哪些?异氰酸酯与含活泼H的化合物(如醇、胺、酸和水等)工程塑料⏹通用工程塑料和特种工程塑料定义通用工程塑料:使用量大、长期使用温度为在100- 150、可作为结构材料使用的塑料材料特种工程塑料:使用量较小、价格高、长期使用温度在150度以上的塑料材料。
⏹PA6、PA66、PA610结构式?PA高强高韧原因?吸水性对性能影响?拉伸强度随温度和湿度的增加而减小;冲击性能随温度和吸水率增加而上升;硬度随含水率的增加而下降。
低温和干燥条件下电绝缘性良好,潮湿条件下显著降低⏹双酚A型PC结构式?PC高强高韧原因?存在缺陷,如何改性?PC合金PC/PE:改善加工流动性、耐应力开裂性及耐沸水性,但耐热性有所降低PC/ABS:良好机械性能、加工流动性、耐低温PC/PET共混形成非晶/结晶聚合物体系;PC、PET结构相似,相容性好共混物:耐油性、溶剂性能、加工流动性、耐热性能大大提高、降低成本、表面光泽性好PC/PA共混改善PC耐油性,耐化学药品性,应力开裂及加工性能;保持PC良好韧性和耐热性。
用于高强度和高耐油机械部件⏹聚苯醚结构式?存在缺陷?存在缺陷:流动性差、加工性能差、制品易开裂、价格昂贵等。
⏹PET和PBT结构式?性能对比?PET:PBT:PET无色透明(无定形)或乳白色半透明(结晶型)固体,密度1.3-1.33g/cm3;对O2、H2、CO2阻隔很好的拉伸强度、刚度和硬度、耐磨性、耐蠕变性,PET的拉伸强度是PE膜的9倍,PC和PA膜的3倍;优良的热性能:熔融温度255~260℃,长期使用温度120℃;虽有极性酯基,仍有优良电绝缘性;不耐强酸强碱,在水蒸气作用下也会水解;吸水率很低,尺寸稳定性好,且具有优良的耐候性PBT乳白色结晶固体,密度1.31g/cm3与PET相比,PBT脂肪烃链节更长一些,柔性会更好一些,Tg和Tm均会低一些,刚性也小一些;结晶速度较快,只有薄膜制品是无定形态;力学性能一般,80%品种都是改性品种Tg为51℃,熔融温度225~230℃虽有极性酯基,仍有优良电绝缘性;不耐强酸强碱及苯酚类化学试剂,在热水中可引起水解而使力学性能下降⏹聚苯硫醚的结构式及高强高韧原因。
苯环提供刚性;硫醚键提供柔顺性,结晶度可达75%,长期使用温度200℃~240℃,熔点285℃⏹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?分子链规整性和对称性极好,且为线性结构,几乎没有支链——结晶性聚合物(55~75%);氟原子对主链产生屏蔽作用,且C-F键的键能较高——优良耐腐蚀性能和耐热性;氟原子完全对称——非极性聚合物,优异电绝缘性能;整个分子对称排列,非极性——大分子之间及与其他物质分子间吸引力很小——表面自由能很低,高度的不黏附性和极低的摩擦系数;橡胶⏹橡胶中存在哪些组份,以及各组分作用?以生胶为主要成分,添加各种配合剂和增强材料制成的。
生胶:指无配合剂、未经硫化的橡胶。
按原料来源有天然橡胶和合成橡胶。
⏹橡胶混炼时各组分添加顺序及原因。
原因:用量少、难分散的配合剂先加,用量大、易分散的配合剂后加;为防止焦烧,硫磺和超速促进剂最后加。
⏹如何改善橡胶耐热性及耐寒性。
3、改变交联键的结构;⏹NR(天然橡胶和古塔胶结构式区别)、SBR、BR结构式NR:SBR:BR:⏹什么叫集成橡胶?采用St、异戊二烯(Ip)、丁二烯(Bd)作为单体合成⏹IIR、EPM、CR、NBR、26型氟橡胶的结构式IIR:EPM:CR:NBR:26型氟橡胶:⏹硅橡胶结构通式?高韧、耐热及耐寒性优的原因分子主链由Si和O交替组成,主链高度饱和,Si-O键的键能(165kJ/mol)比C-C键能(84kJ/mol)大得多;Si-O柔顺性好,分子内、分子间的作用力小,硅橡胶属于一种半无机的饱和、杂链、非极性弹性体;优异的耐高、低温性能,工作温度范围(-100~350℃);优异的耐老化(热氧、臭氧、气候)性能,极好的疏水性及电绝缘性,并具有低表面能和表面张力;纤维(填空)⏹四大合成纤维指?主要成份及结构式涤纶(聚酯纤维)、腈纶(聚丙烯腈纤维)、丙纶(聚丙烯纤维)、锦纶(聚酰胺)⏹合成纤维的制造过程包括二步?纺丝工艺分为?聚合物制备、纺丝纺丝工艺:溶液纺丝、熔体纺丝胶粘剂(简答)⏹胶粘剂中含有哪些组份及相应作用?固化剂:增加胶层内聚强度;催化剂:加速固化,缩短时间,降低反应温度;防老剂:提高耐大气老化、热老化、电弧老化、臭氧老化性能;填料:提高强度,降低成本;增塑或增韧剂:降低胶层刚性,增加韧性;稀释剂:改善工艺性、降低粘度;溶剂⏹简述常用粘接工艺?。