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高分子材料目前最好的课件


4.聚乙烯分子量的大小可用熔体流动速率表示, 包括熔体质量流动速率(MFR: melt mass-flow rate)和熔体体积流动速率(MVR: melt volumeflow rate)。聚乙烯的MFR越大,则其分子量越小, 流动性越好。 熔体流动速率:在一定的温度和负荷下,熔体 每10min通过标准口模的质量或体积。单位:g/10 min。它与分子量的大小成反比。
CH2 CH2 C C H CH3
n
CH2 C C H
CH3 CH2
n
顺式
反式
顺式-1,4-聚异戊二烯适合做橡胶,其分子结构具有三个特点: (1)分子链的柔顺性较好. (2)分子链间仅有较弱的作用力. (3)分子链中一般含有容易进行交联的基团(如含不饱和双键).
8. 丁苯橡胶
丁苯橡胶(styrene-butadiene rubber,简称SBR)是 由1,3-丁二烯(1,3-butadiene)与苯乙烯 (styrene)共聚而得的高聚物,是最早工业化的合成 橡胶,是一种综合性能较好的、产量和消耗量最大 的通用橡胶,约占合成橡胶总产量的55%,橡胶总 产量的34%。 (x + y) CH CH CH CH + z CH CH
但是性能一般,主要用于非结构材料。包括聚乙 烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、酚醛塑料 和氨基塑料等六大品种。这一类塑料的特点是 产量大、用途广、价格低,它们占塑料总产量 的3/4以上,大多数用于日常生活用品。其中, 以聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯这四 大品种用途最广泛。
7.8 高分子化合物
11.ABS树脂
ABS树脂是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物,即 Acrylonitrile-butadiene-styrene ,简称ABS。
CH2 CH CN x CH2 CH CH CH2 y CH2 CH z
ABS树脂兼有三种组分的共同性能,成为具有“坚韧、 质硬、刚性”的材料。丙烯腈能使聚合物耐化学腐蚀, 且有一定的表面强度;丁二烯使聚合物呈橡胶韧性;苯 乙烯使聚合物显现热塑性塑料的加工特性,即较好的流 动性。控制A:B:S (一般为20:30:50)的比例可以调 节其性能生产出不同型号、规格的ABS树脂,以适应各 种不同需要。
二、名词解释
1. 聚合物基复合材料
复合材料:由两种或两种以上物理和化学性质不同 的材料组成的,并具有复合效应的多相固体材料。 包括基体材料和分散材料(增强材料)。 聚合物基复合材料:以高分子聚合物为基体,添加 各种增强材料制得的一种复合材料。
聚合物基复合材料具有很高的比强度及模量、耐疲 劳性能好、减震性能好、耐高温和稳定性较好。 复合材料具有很强的可设计性:通过改变纤维、基体 的种类及体积含量、纤维的排列方向、铺层次序等就 可以满足对复合材料结构与性能的各种设计要求。 聚合物基复合材料正向高性能复合材料方向发展。主 要为提高基体树脂的耐热性,开发耐热性树脂基体有 聚酰亚胺、聚芳醚酮和聚芳砜。
9.纤度(细度、线密度):指一定长度的纤
维所具有的重量,它的数值越大,表示纤维 或纱线越粗。目前常用的有特(tex)、分特 (dtex)、毫特(mtex)、旦(D)等。
三、简答
1. 高分子的特点
2、什么是树脂和塑料?二者的关系
树脂(resin):是指受热后有软化或熔融范围,软化时 在外力作用下有流动倾向,常温下是固态、半固态, 有时也可以是液态的有机聚合物。广义地讲,可以作 为塑料制品加工原料的任何聚合物都称为树脂。
2. 塑料
塑料 (根据受热行为和可否反复成型加工)
热塑性塑料
Байду номын сангаас
热固性塑料
2.1 热塑性塑料:具有多次重复加工性。受热时熔融,可
进行各种成型加工,冷却时硬化。再受热,又可熔融加工。
2.2 热固性塑料:不具有多次重复加工性。受热熔融成型
的同时发生固化反应,形成立体网状结构,再受热不熔融, 在溶剂中也不溶解,当温度超过分解温度时将分解破坏。
型)和后加工(纤维的后处理)。
纺丝(纤维成型):将成纤化合物的熔 体或浓溶液,用纺丝泵(或称计量泵) 连续、定量而均匀地从喷丝头(或喷丝 板)地毛细孔挤出,而成为液态细流, 再在空气、水或特定的凝固浴固化成为 初生纤维的过程。
包括:熔体纺丝和溶液纺丝等。
6. 聚酯(如涤纶)纤维:polyester fibre 聚酯是由饱和的二元酸与二元醇通过缩聚反应制 得的一类线性高分子缩聚物。这类缩聚物的品种因随 使用原料或中间体而异,故品种繁多数不胜数。但所 有品种均有一个共同特点,就是其大分子的各个链节 间都是以酯基“-COO-”相联,所以把这类缩聚物 通称为聚酯。涤纶以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET) 经熔融纺丝制成的合成纤维,是三大合成纤维(涤纶、 锦纶、腈纶)之一,是合成纤维的第一大品种 。
O
O C n
聚酯的结构
O (CH2)2 O
C
聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET,涤纶,”的确良“ )
典型的纤维直径约0.5mm,由数百个直径约为25μm 的单丝 组成,而单丝由直径约为10nm的原纤组成,原纤由直径为 10nm的片晶堆砌而成,片间的堆砌长度为50nm。
7.天然橡胶,其化学组成是聚异戊二烯有顺式与反式两 种构型,它们的结构简式分别为:
功能高分子
聚合物基复 合材料
10.塑料的分类: 塑料的分类体系比较复杂,各种分 类方法也有所交叉,按常规分类主要有以下三种:一 是按使用特性分类;二是按理化特性分类;三是按塑 料的组分分类。 按使用特性分类:根据名种塑料不同的使用特性,通 常将塑料分为通用塑料、工程塑料和特种塑料三种类 型。 通用塑料:一般是指产量大、用途广、成型性好、 价格便宜的塑料,如聚乙烯、聚丙烯、酚醛塑料等。
1.
高分子材料
天然 高分子材料
人造 高分子材料
合成 高分子材料
2.高分子合成方法简介
高分子的合成主要是由单体聚合及高分子的化学反应 来实现,有Carothers和Flory两种分类法。
2.1 Carothers法
按单体和聚合物在组成和结构上发生的变化分类。 分为加聚反应和缩聚反应。
Polym. nCH2 CH2 CH2 CH2 n
3. 橡胶的性能指标 拉伸强度:试样在拉伸破坏时,原横截面上单位面积上 所受的力,单位MPa。虽然橡胶很少在纯拉伸条件下使 用,但是橡胶的很多其他性能与该性能密切相关,如耐 磨性、弹性、应力松弛、蠕变、耐疲劳性等。
扯断伸长率:试样在拉伸破坏时,伸长部分的长度与 原长度之比,通常以比例(%)表示。 硬度:硬度是橡胶抵抗变形的能力的指标之一。用硬 度计来测试,最常用的是邵氏硬度计,其值的范围为 0~100。其值越大,橡胶越硬。
2 2 2
CH2
CH
CH CH2 x
CH2
CH y CH CH2
CH2
CH z n
9.高分子分类 碳链高聚物 杂链高聚物 按高分子主链结 元素有机高聚物 构分类 无机高聚物 塑料(plastics) 橡胶(rubber) 按高聚物用作分类 纤维(fiber) 涂料 黏合剂 线型高聚物 按高分子链几何形状分类 支链型高聚物 体型高聚物 按高分子链排列情况分类 结晶高聚物 非晶高聚物
12. 聚酯(如涤纶)纤维:polyester fibre 聚酯是由饱和的二元酸与二元醇通过缩聚反应制 得的一类线性高分子缩聚物。这类缩聚物的品种因随 使用原料或中间体而异,故品种繁多数不胜数。但所 有品种均有一个共同特点,就是其大分子的各个链节 间都是以酯基“-COO-”相联,所以把这类缩聚物 通称为聚酯。涤纶以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET) 经熔融纺丝制成的合成纤维,是三大合成纤维(涤纶、 锦纶、腈纶)之一,是合成纤维的第一大品种 。
2.2 Flory法
按聚合反应机理(Mechanism)和动力学(Dynamics) 分类。分为链式聚合和逐步聚合。 链式聚合(Chain polymerization):链增长聚合中 心可以是自由基、阴离子、阳离子 和配位离子 1)自由基聚合 (Free radical polymerization) 2)阴离子聚合 (Anion polymerization) 3)阳离子聚合 (Cation polymerization) 4)配位离子聚合(Coordination polymerization) 特点:有引发剂的作用 烯类单体的加成聚合反应
阻燃纤维:指与火焰接触后纤维不能燃烧,或燃烧不
充分,火源撤走后火焰能较快地自行熄灭的纤维。
5.极限氧指数(limiting oxygen index,LOI):是指 纤维点燃后在氧-氮混合气体中维持燃烧所需的最低含
氧量的体积分数。
可燃纤维:LOI≤21%;阻燃纤维: LOI≥21%。
6.通用塑料:产量大、用途广、价格低,
塑料 纤 维 高分子 材料 橡 胶 涂 料 胶粘剂
以聚合物为基础,加入(或不加)各种助剂 和填料,经加工形成的塑性材料或刚性材料。 纤细而柔软的丝状物,长度至少为直径的100 倍。 具有可逆形变的高弹性材料。
涂布于物体表面能成坚韧的薄膜、起装饰和 保护作用的聚合物材料
能通过粘合的方法将两种以上的物体连接在 一起的聚合物材料 具有特殊功能与用途但用量不大的精细 高分子材料
3.聚乙烯生产技术
目前世界上拥有LDPE技术的有7家,LLDPE技术的企 业有10家,HDPE技术的企业有12家。从技术发展情况看, 高压法生产LDPE是PE树脂生产中技术最成熟的方法,釜 式法和管式法工艺技术均已成熟,目前这两种生产工艺 技术并存。发达国家普遍采用管式法生产工艺。此外, 国外各公司普遍采用低温高活性催化剂引发聚合体系, 可降低反应温度和压力。高压法生产LDPE将向大型化、 管式化方向发展。低压法生产HDPE和LLDPE,主要采用 钛系和铬系催化剂,欧洲和日本多采用齐格勒型钛系催 化剂,而美国多采用络系催化剂。
实施方法
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