聚合物共混改性 简答题.docx

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1、1 .试述聚合物共混的概念。答:聚合物共混是指将两种或两种以上聚合物材料、无机材料以及助剂在肯定温度下进行机械掺混,最终形成一种宏观上匀称,而且力学、热学、光学、电学及其他性能得到改善的新材料的过程,这种混合过程称为聚合物的共混改性,所得到的新的共混产物称为聚合物共混物,简称共混物。2 .共混物的形态学要素有哪些?答:1.分散相和连续相;2.分散相的分散状况;3.两相体系的形貌;4.相界面。3 .简述分散相颗粒分散过程的两种主要机理。答:液滴分裂机理:分散相的大粒子,分裂成两个较小的粒子,然后,较小的粒子在进一步分裂,这一过程不断重复,直至平衡。细流线裂开机理:分散相的大粒子,在拉伸应力下变形

2、为细流线,细流线再在瞬间裂开成细小的粒子。4 .依据“液滴模型”,争论影响分散相变形的因素。答:(I)Weber数:We很小时,。占据主导作用,形成稳定的液滴。“液滴模型”认为,对于特定的体系和在肯定条件下,We可以有特定的WeCriI,当WeWecrit,液滴会变得不稳定,进而裂开。夕tfWetDt。(3)粒径:大粒子易变形。(4)连续相黏度:nmf-WeT-Df(5)界面张力:Ol-Wet-Dt(6)熔体弹性:(7)流淌场:对于牛顿流体,拉伸流淌比剪切流淌更能有效地促使液滴裂开。nmnd,拉伸流淌起主导作用。(8)两相粘度比:5 .依据“双小球模型”,争论影响分散相裂开的因素。答:K值的影

3、响:剪切应力(外力)、分散相内力与分散相颗粒裂开分散亲密相关。增大I或降低Fr可以促进分散相颗粒的裂开。K值超过某个临界值时,粒子裂开。K打算于外力,内力产值的影响:r*取决于分散相熔体颗粒的伸长变形力量,即分散相聚合物的性能,与共混时熔体温度有关。初始位置(分散相粒径)的影响:初始距离(粒径)大,易于裂开。分散相颗粒的裂开分散过程,亦是分散相粒径自动均化过程。亦即裂开分散和粒径均化是同时进行的。6 .采纳哪些方法,可以对聚合物熔体黏度进行调控。答:调整共混温度:依据共混组分的黏温曲线,通过调整共混温度来调控共混体系的熔体黏度比值。调整剪切应力:依据聚合物切力变稀的流变特性,通过调整剪切应力来

4、调控共混体系的熔体黏度比值。通过助剂调整:填充剂、软化剂、增塑剂等均可以调整物料的熔体黏度。调整共混组分的相对分子量:聚合物的相对分子量也是影响熔体黏度的重要因素。7 .影响共混物性能的因素有哪些?答:一、各组分的性能与配比的影响;二、共混物形态的影响;三、制样方法和条件的影响;四、测试方法与条件的影响8 .试述聚合物大形变时的形变机理及两种过程。答:玻璃态聚合物大形变时的形变机理包含两种可能的过程:剪切形变过程:剪切过程包括弥散型的剪切屈服形变和形成局部剪切带两种状况。剪切形变只是使物体外形转变,分子间的内聚能和物体的密度基本上不受影响,银纹化过程:银纹化过程则使物体的密度大大下降。这两种机

5、理各自所占的比重与聚合物结构及试验条件有关。9 .形成局部应变的两种缘由是什么?答:1)是纯几何的缘由(试样截面积的波动)。这种纯几何的缘由仅在肯定的负荷条件下才会产生局部应变2)应变软化(材料对应变的阻力随应变的增加而减小)。是由聚合物材料的本性引起的。10 .试述银纹的结构和性质。答:结构:银纹的平面垂直于外加应力的方向。银纹和裂纹不同,银纹是由聚合物大分子连接起来的空洞所构成。银纹肯定的力学强度。银纹是由聚合物微丝和贯穿其中的空洞所构成,类似软木塞。聚合物微丝的直径约为1040nm、这些微丝之间会有大约10-20nm的空隙。依据银纹的可渗性知道,空洞之间是相互沟通的。一般而言,银纹的厚度

6、为102103nmo银纹可区分成银纹主体和进展尖端两部分。银纹的长度不定,有时仅为样品的尺寸所限。银纹与未形变的聚合物本体之间有明显的界面,其厚度可达20A。性质:(a)密度、光学性质及渗透性-银纹体中含有大量空洞,因此银纹体的密度比未银纹化的基体的密度小,这也是银纹化后试样体积增加的缘由;由于密度小,银纹体的折光率比其四周聚合物的折光率小;银纹体中的空洞是相互沟通的,由于毛细管作用极易渗入各种流体。所以银纹体可大大增加聚合物的可渗性。(b)银纹体的应力一应变性质-银纹体性似海绵,比正常的聚合物松软并具韧性。在应力作用下,银纹体的形变是粘弹性的,所以其模量与应变过程有关,一般而言,银纹体的模量

7、约为正常聚合物模量的325%;形变可恢复,加热、卸荷有利于恢复,在7以上加热可快速地全部恢复;加热或加压可使银纹消逝,但再施加应力,银纹又在原处产生。这表明加热或加压仅是银纹的密度增加到与原来聚合物的密度大致相同,但超分子结构并未完全恢复(C)银纹的强度和生成能-在应力作用下,银纹的稳定性即银纹的强度与大分子的塑性流淌、化学键的破坏及粘弹行为有关。聚合物的分子量越大,大分子之间的物理交联键就越多,大分子的塑性流淌和粘弹松弛过程的阻力就越大,因而银纹就越稳定。同时,分子量越大,大分子超越银纹两岸的几率就越大,要使银纹裂开就需要破坏更多的化学键,而破坏化学键要比分子间的滑动消耗更多的能量。因此,聚

8、合物分子量越大,银纹的强度就越高,裂开的临界宽度就越大。银纹体形成时所消耗的能量称为银纹的生成能。形成银纹时要消耗四种形式的能量:生成银纹时的塑性功;在应力作用下银纹扩展的粘弹功;形成空洞的表面功和化学键的断裂能。IL简述银纹的形成过程,即银纹的引发、增长和终止三个阶段。答:银纹的引发:是由于存在结构的不均一性,从而产生应力集中,引发银纹。对于均相聚合物,表面缺陷、空洞及其他结构缺陷都是银纹的引发中心。聚合物共混物的两相界面是引发银纹的主要场所。特殊典型的例子是橡胶增韧塑料,其中的橡胶颗粒构成了引发银纹的中心。银纹的增长:增长速率取决于内部应力集中的状况及银纹尖端材料的性质。有时随着银纹的增长

9、,应力集中因子下降,银纹增长速率就渐渐下降。当银纹尖端应力集中因子小于临界值时银纹即终止。银纹的终止:有各种缘由,例如银纹与剪切带的相互作用银纹尖端应力集中因子的下降及银纹的支化等。银纹的进展如能被准时终止,则不致裂开成裂纹。12 .试分析影响银纹化的因素及其影响。答:(a)分子量的影响:分子量的大小对银纹的引发速率基本上无影响;对银纹强度影响甚大,分子量高时银纹强度大,不易裂开成裂纹;银纹的形态亦受分子量的影响。当分子量小于80000时银纹短而粗,且形态不规章,银纹数目少,易于裂开成裂纹导致聚合物开裂;当分子量很大时则形成大量细而长的银纹,银纹强度大,因而材料强度亦大。(b)分子取向的影响:

10、分子取向后,在平行于取向方向施加应力时,银纹化受到抑制,银纹不易产生,有也密而细短;而在垂直于取向方向施加应力时,则易于产生银纹,且少而粗长;引发银纹的应力和取向方向与应力方向之间的夹角有关,在090。之间,此夹角越大,则引发应力越小,越易形成银纹。银纹的形态亦与取向有关,平行于取向方向的应力产生大量细而短的银纹,垂直于取问方向的应力产生少量长而粗的银纹。(C)环境的影响:某些有机物可大大加速聚合物材料开裂的速度。例如苯可使中等应力的聚苯乙烯立即开裂破坏。开裂就是由银纹裂开形成裂纹并导致聚合物裂开的现象。氧化剂如臭氧等亦可导致聚合物的开裂破坏。溶剂银纹化某些液体虽不是聚合物的溶剂,但其溶解度参

11、数与聚合物的溶解度参数相近,可使形成银纹的临界形变值及临界应力值大幅度下降。有时在这类液体的作用下,内应力就足以产生银纹。这类液体还使银纹强度大大下降,因而使聚合物的强度大幅度减小。对上述现象的解释有两种理论。第一种理论认为,液体润湿聚合物表面,降低了表面能,因而易于产生新的表面,有利于银纹的形成。其次种理论则认为上述现象的缘由是液体的增塑作用,这些液体溶胀聚合物、使Tg下降,减小了聚合物塑性形变所需的应力。13 .剪切带产生的必要因素是什么?答:其一是出于聚合物的应变软化作用;其二是由于结构上的缺陷或其他缘由所造成的局部应力集中。14 .表示聚合物材料的冲击韧性的方法有哪些?答:冲击强度、应

12、力一应变曲线下的面积、特征表面裂开能以及裂开韧度等都可用来表征材料的韧性大小。15 .制备高抗冲击聚合物共混物需满意哪些条件?答:(1)所用橡胶的Tg必需远低于室温或远低于材料的使用温度;(2)橡胶不溶于基体树脂中以保证形成两相结构,即不完全相容;(3)橡胶与树脂之间要有适度的相容性以保证两相之间有良好的粘合力。16 .理解各种橡胶增韧机理及其局限性。答:能量的直接汲取理论;这种机理所汲取的能量不超过冲击能的1/10。此外,该理论也不能解释其他一些增韧现象,例如气泡以及小玻璃珠之类的分散颗粒有时也有明显的增韧效应。次级转变温度理论;作为普遍规律这种理论并不成立。屈服膨胀理论;静张力虽可对基体的

13、形变产生肯定程度的活化作用,但是并非增韧的主要机理。而且该理论没有解释剪切屈服时经常伴随的应力发白现象。裂纹核心理论;该理论有三个主要缺点,第一,未能将裂纹和银纹加以区分。其次,该理论只强调了橡胶颗粒诱发小裂纹的作用而未能允分考虑橡胶颗粒终止裂纹的作用;第三,该理论忽视了基体树脂特性的影响。银纹剪切带理论。17 .试述橡胶增韧机理之银纹.剪切带.空穴机理。答:是当前普遍接受的理论。这是基于橡胶增韧塑料的韧性不但与橡胶相有关,而且与树脂连续相的特性有关。增韧的主要缘由是银纹或剪切带的大量产生和银纹与剪切带的相互作用。橡胶粒子的第一个重要作用就是充当应力集中中心,诱发大量银纹或剪切带。其次个重要的

14、作用:掌握银纹的进展并使银纹准时终止而不致进展成破坏性的裂纹。银纹尖端的应力场可诱发剪切带的产生,而剪切带也可阻挡银纹的进一步进展。大量银纹或剪切带的产生和进展需要耗散大量能量,因而可显著提高材料的冲击强度。此理论的特点是,既考虑了橡胶粒子的作用,也考虑了树脂连续相性能的影响。同时,不但考虑了橡胶粒子引发银纹和剪切带的功用,而且还考虑到了它终止银纹进展的效能。这一理论明确指出银纹具有双重功能:银纹的产生和进展消耗大量能量从而可提高材料的裂开能;另一方面,银纹又是产生裂纹并导致材料破坏的先导。在考虑增韧作用时,不但需要争论诱发银纹的因素,还需争论终止银纹的因素。再者,剪切带的形成是增韧的另一个重

15、要因素。剪切带不仅是消耗能量的因素而且还是终止银纹的重要因素。增韧的主要缘由是银纹或剪切带的大量产生和银纹与剪切带的相互作用。橡胶粒子重要作用:充当应力集中中心,诱发大量银纹或剪切带。掌握银纹的进展并使银纹准时终止而不致进展成破坏性的裂纹。银纹-剪切带-空穴理论认为,橡胶颗粒的主要增韧机理包括:A引发和终止大量银纹;B引发基体剪切形变,形成剪切带;C在橡胶颗粒内及表面产生空穴,伴之以空穴之间聚合物链的伸展和剪切并导致基体的塑性变形。18 .影响橡胶增韧塑料冲击强度的因素有哪些?答:(1)树脂基体特性的影响:基体树脂分子量及其分布的影响,基体组成及特性的影响;(2)橡胶相的影响:橡胶含量的影响,

16、橡胶粒径的影响,橡胶玻璃化温度的影响,橡胶与基体树脂相容性的影响,胶粒内树脂包涵物含量的影响,橡胶交联度的影响;(3)橡胶相与基体树脂间结合力的影响19 .简述非弹性体增韧机理。答:非弹性体,主要是指脆性塑料。广义的非弹性体增韧还应包括无机填料粒子对塑料基体的增韧。以非弹性体对塑料进行增韧改性,是将脆性塑料(如PS.OAS等)与有肯定韧性的塑料进行共混,形成脆性塑料为分散相,韧性塑料为连续相的“海一岛结构”两相体系。脆性塑料对韧性塑料基体的增韧机理,当韧性基体受到外界拉伸应力时,会在垂直于拉伸应力的方向上对脆性塑料粒子施以压应力。脆性粒子在强大的静压力作用下会发生塑性形变,从而将外界作用的能量

17、耗散掉。20 .共混物流变性能的特征是什么?答:一,聚合物熔体为假塑性非牛顿流体;二,聚合物熔体流淌时有明显的弹性效应。1.1. 聚合物共混物熔体的粘弹性表征方法有哪些?答:稳态剪切时的法向应力差NI=BL22;(2)动态力学试验测量储能模量Gl挤出膨胀比B或可恢复性剪切形变SR;(4)出口压力降P出。22 .制备高透亮性聚合物共混物的要点是什么?答:1.制备透亮的聚合物共混物,首先基体材料要采纳透亮的聚合物。其次各种添加剂也要不阻碍材料的透亮性。2.减小分散颗粒的尺寸,使其小于可见光光波的波长,可改进共混物的透亮性。但分散相颗粒太小时常使韧性下降。3.最好的方法是选择折光率相近的组分。若两组

18、分的折光率相等,则不论形态结构如何,共混物总是透亮的。23 .简述共混体系聚合物的选择原则。答:1.化学结构相像原则;2.极性相近原则;3.溶解度参数相等或相近原则;4.黏度相近原则;5.表面张力相近原则;6.分子集中动力学原则。24 .简述非弹性体增韧和弹性体增韧的异同。答:增韧改性剂:非弹性体增韧的增韧改性剂是脆性塑料(广义包括无机填料粒子),而弹性体增韧的增韧改性剂是橡胶或热塑性弹性体。增韧对象:非弹性体增韧的对象,是有肯定韧性的基体;而弹性体增韧的对象,可以是韧性基体,也可以是脆性基体。增韧机理:弹性体增韧的机理主要是由橡胶分散相引发银纹或剪切带,橡胶颗粒本身并不消耗多少能量;而非弹性

19、体增韧则是依靠脆性塑料的塑性形变,将外界作用的能量耗散掉。增韧剂用量:对弹性体增韧体系,共混物的抗冲击性能会随弹性体用量增大而增加;而对于非弹性体增韧,脆性塑料的用量却有一个范围。在此范围内,可获得良好的抗冲击性效果,超过此范围,抗冲击性能会急剧下降。PC/AS共混体系的抗冲击性能,在As用量为10%20%时,达到较高的数值;而在As用量超过30%后,就急剧下降。性能影响:以非弹性体(脆性塑料)对塑料基体进行增韧的最大优越性,就在于脆性塑料在提高材料抗冲击性能的同时,并不会降低材料的刚性。而弹性体增韧体系PC/AS共混物抗冲击性能系,却会随着弹性体用量的增大而使材料的刚性下降。加工流淌性的影响

20、:脆性塑料一般具有良好的加工流淌性。因而,非弹性体增韧体系也可使加工流淌性获得改善。而弹性体增韧的体系,其加工流淌性往往要受到橡胶加工流淌性差的影响。相容性的影响:非弹性体增韧与弹性体增韧也有相像之处,两者都要求增韧改性剂与基体有良好的相容性,有较好的界面结合,其中,非弹性体增韧对界面结合的要求更高一些。25 .聚合物共混改性的主要目的有哪些?答:(1)物性(谋求新的功能提高性能):功能化、高性能化、耐久性;(2)成型加工性:流淌性、收缩性、离型性、尺寸稳定性、结晶性、结晶速度、热熔融强度等;(3)经济性:增量、代用、省资源、循环采用等26 .聚合物共混改性的主要方法有哪些?答:物理共混:是指

21、两种或两种以上聚合物材料、无机材料以及助剂在肯定温度下进行机械掺混,最终形成种宏观上匀称的新材料的过程。化学共混:聚合物的化学共混改性是通过聚合物的化学反应,转变大分子链上的原子或原子团的种类及其结合方式的一类共混改性方法。物理/化学共混:是在物理共混的过程中发生某些化学反应27 .简述混合的基本方式及其特点。答:基本方式:安排混合(分布混合、层流混合)、分散混合特点:在混合中仅增加粒子在混合物中分布匀称性而不减小粒子初始尺寸的过程,称为安排混合。分布混合:只转变分散相的空间分布状况,增加分散相分布的随机性。分散相物料主要通过对流作用来实现;层流混合:是分布混合的一种特定形式,其理论基于一种假

22、设,即在层流混合的过程中,层与层之间不发生集中。分散混合: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匀称性的混合过程。28 .试述聚合物共混物的形态及特点。答:海-岛结构:是一种两相体系,一相为连续相,另一相为分散相,分散相分散在连续相中,亦即单相连续体系。海-海结构:也是一种二相体系,但两相皆为连续相,相互贯穿,亦即两相连续体系,两相互锁或交叉结构:也是一种二相体系,这种结构中没有一相形成贯穿整个试样的连续相,而且两相相互交叉形成层状排列,难以区分连续相和分散相。梯度结构:为二相体系,特殊的共连续体系(两相连续体系)其组成在空间上互为增减。阶跃结构:为二相体系,特殊

23、的共连续体系(两相连续体系),在微小过渡区域内,其组成在空间上互为增减,单相连续体系:海-岛结构、两相互锁或交叉结构C共连续体系:海-海结构、梯度结构、阶跃结构29 .影响熔融共混的主要因素有哪些?答:(1)聚合物两相体系的熔体黏度(比值)及熔体弹性。(2)聚合物两相体系的界面张力。(3)聚合物两相体系的组分含量以及物料的初始状态。(4)流淌场形式和强度。(5)共混时间。30 .试述相容性和混溶性的概念。答:热力学相容性,是亦称互溶性或溶解性。是指满意热力学相容条件,在任何比例混合时,都能形成分子分散的、热力学稳定的均相体系。聚合物之间的相容性,就是表示聚合物混合系形成单一相(分子量级的混合)

24、的力量。亦是指聚合物之间相互溶解的力量,代表热力学相互溶解。混溶性,是指共混物各组分之间彼此相互容纳的力量。表示了共混组分在共混中相互集中的分散力量和稳定状态,是指非相容聚合物共混物中各成分物质的界面结合力量。31 .聚合物共混物相图的意义和作用?答:相图就是用来表示材料相的状态和温度及成分关系的综合图形,它反映了成分及温度变化时所可能发生的变化;相图可直观地描述聚合物共混物的相容性;相图在生产中,可以作为制定材料混炼和热处理等工艺,分析性能的重要依据。32 .试述聚合物共混物的玻璃化转变温度与相容性的关系。答:假如两种聚合物共混后,形成的共混物具有单一的Tg则可以认为该共混物为均相体系;两种

25、聚合物的共混物具有两个Tg,且两个Tg峰较每一种聚合物自身的Tg峰更为接近,为部分相容体系:不相容:不相容聚合物的共混物也有两个Tg峰,但两个Tg蜂的位置与每一种聚合物自身的Tg峰是基本相同的。33 .试述界面层的性质答:Bare争论发觉,界面层的玻璃化温度介于两种聚合物组分玻璃化温度之间。当分散相的比表面积小于25um-l时,共混物有两个明显的力学损耗峰;比表面积大于25时,只有一个明显的力学损耗峰。KaPIan指出,当分散相颗粒直径大于0.1Um时,共混物有两个明显的玻璃化温度,分别对应于两聚合物组分的玻璃化温度;当粒径在0.020.1um时,两个玻璃化温度相互靠拢;当粒径小于0015Pm

26、的时候共混物只表现一个宽广的玻璃化转变区域。这是由于随着分散相颗粒的减小,界面层体积分数增大的原因。渐变型IPN可视为全部由界面层构成的材料。上述事实表明,界面层的力学松弛性能与本体相是不同的;界面层及其所占的体积分数对共混物的性能有显著影响。这也解释了相畴尺寸对共混物性能有明显影响的事实。无论就组成而言,还是就结构和性能而言,界面层都可看作是介于两种聚合物组分单独相之间的第三相3试述SD和NG分相的异同。答:亚稳分相(NG):具有近似于平衡值16-6I的浓度差;仅仅成长至肯定的大小(临界核)后,通过临界核进行相分别;浓度差是肯定的,但分散相的大小随时间成长(增大),可得到球状分散相,不稳分相

27、(SD):最初产生肯定的波长和微小的浓度差;浓度差和波长随时间成长(增大);浓度差成长至平衡值-6I时,相分别结构仅仅是大小(波长)的生长。35.试述聚合物共混体系界面层的的类型和特征:答:两种聚合物共混时,相互接触的界面层可能消失三种状况:由于具有热力学混溶性的两种聚合物是完全互溶的,两种大分子链段剧烈相互集中,在强大的机械剪切力作用下,彼此结合成为一种物质,这时已无相的界面存在,形成单相均一状态。聚合物的大分子链段相互集中力量差,仅仅进行接触表面的集中,此时界面比较明显。在界面上形成过渡层,大分子链段相互集中,彼此可以进入对方内部肯定范围,形成在两者界面上肯定厚度范围内同时存在两种大分子链

28、段,通常把这肯定的厚度范围称为过渡层。36.为什么不稳分相和亚稳分相所获得的相分别形态不同.答:SD:由于这一微小的浓度差,使得A浓度稍高的部分A成分不断凝集,最终A充分在这里富集。另一方面使得B浓度稍高的部分B成分不断凝集。其结果必定导致这种偏析不断扩大。中期过程一一伴随着时间的经过,其波长和偏移渐渐成长后期过程一一在浓度偏移增大的同时,分别相自己相像地粗大化。最终形成相互包络的特殊的高次结构(海海结构)。NG:在A的核生成后,由于核从四周的混合物中汲取A成分,其结果就是在A的四周几乎只剩下B成分。由于在聚合物共混体系中重力几乎不起作用,A相不能充分凝集,而是形成匀称分散结构37 .试述界面

29、层的结构组成和独立相区的差别答:界面层内两种分子链的分布是不匀称的,从相区内到界面形成一浓度梯度;界面层内分子链比各自相区内排列松散,因而密度稍低于两相聚合物的平均密度;界面层内往往易聚集更多的表面活性剂及其他添加剂等杂质,分子量较低的聚合物分子也易向界面层迁移。这种表面活性剂等低分子量物越多,界面层越稳定,但对界面粘结强度不利。38 .改善界面层相容性的方法有哪些?答:(1)通过共聚转变某聚合物的极性;(2)通过化学改性的方法,在一组分或两组分上引入极性基团或反应基团;(3)在某聚合物上引入特殊作用基团;(4)加入第三组分进行增容;(5)两相之间产生部分交联,形成物理或化学缠结;(6)形成互

30、穿网络结构(IPN);(7)转变加工工艺,施加剧烈的力剪切作用等。39 .发生相逆转的缘由是什么?试述其特点。答:聚合物共混物可在肯定的组成范围内发生相的逆转,原来是分散相的组分变成连续相,而原来是连续相的组分变成分散相。在相逆转的组成范围内,常可形成两相交叉、互锁的共连续形态结构,使共混物的力学性能提高。这就为混合及加工条件的选择供应了一个重要依据。试述相逆转与SD分别的区分.答:SD起始于均相的、部分相容的体系,经过冷却而进入旋节区从而产生相分别。相逆转是在混溶共混物体系中形态结构的变化。SD可发生于任意浓度,而相逆转仅限于较高的浓度范围。SD产生的相畴尺寸微细,在最初阶段为纳米级,而相逆

31、转导致较粗大的相畴,尺寸为0.1一10r11o与相逆转相比,SD可在更宽的浓度范围内对聚合物共混物性能进行更好的掌握,但仅限于部分相容体系。而相逆转是混溶聚合物共混物的一般现象,通常发生于高浓度范围。41.结晶/非晶聚合物共混物的形态特征有哪些?答:(1)晶粒分散在非晶区中;(2)球晶分散在非晶区中;(3)非品态分散在球晶中;(4)非晶态聚集成较大的相区分散在球晶中。42 .结晶/结晶聚合物共混物的形态特征有哪些?答:(1)球晶几乎布满整个共混体系(为连续相),非晶聚合物分散于球晶与球晶之间Q)球晶被轻度破坏,成为树枝晶并分散于非晶聚合物之间(3)两种晶粒分散在非晶区中(4)球晶和晶粒分散在非

32、晶区中(5)分别生成两种不同的球晶(6)共同生成混合型球晶43 .影响海-岛结构形态的因素有哪些?答:影响连续相、分散相形成的因素:共混组分的配比、熔体黏度、黏度与配比的综合影响;影响分散相粒径的因素:黏度比、界面张力、剪切应力的综合影响;影响分散相粒子形貌的因素:制备方法的影响、流淌场形式和加工工艺的影响、熔体黏度的影响44 .应力.应变曲线反映了聚合物材料的哪些力学性能?答:扬氏模量、屈服应力(屈服强度)。丫、屈服伸长丫、断裂强度(抗拉强度)。B、断裂伸长B弹性模量刚性、屈服点弹性、断裂伸长延性、屈服应力强度、应力应变曲线下部的面积韧性、弹性线下部的面积回弹性45 .剪切带形成的两个主要缘

33、由是什么?答:1)必需存在某种结构上的缺陷或结构上的不匀称性从而产生应力集中,造成应变的不匀称性;2)必需存在应变软化现象。4,什么是应变软化现象?答:应变软化(材料对应变的阻力随应变增加而减小)。是由聚合物材料的本性引起的。47.什么是银纹现象?聚合物共混物银纹化的缘由?答:玻璃态聚合物在应力作用下会产生发白现象。这种现象称为应力发白现象,亦称银纹现象。银纹化的缘由:是由于结构的缺陷或结构的不匀称性而造成的应力集中。48 .分析非弹性体增韧和弹性体增韧的异同?答:增韧改性剂:非弹性体增韧的增韧改性剂是脆性塑料(广义包括无机填料粒子),而弹性体增韧的增韧改性剂是橡胶或热塑性弹性体。增韧对象:非

34、弹性体增韧的对象,是有肯定韧性的基体;而弹性体增韧的对象,可以是韧性基体,也可以是脆性基体。增韧机理:弹性体增韧的机理主要是由橡胶分散相引发银纹或剪切带,橡胶颗粒本身并不消耗多少能量;而非弹性体增韧则是依靠脆性塑料的塑性形变,将外界作用的能量耗散掉。增韧剂用量:对弹性体增韧体系,共混物的抗冲击性能会随弹性体用量增大而增加;而对于非弹性体增韧,脆性塑料的用量却有一个范围。在此范围内,可获得良好的抗冲击性效果,超过此范围,抗冲击性能会急剧下降。性能影响:以非弹性体(脆性塑料)对塑料基体进行增韧的最大优越性,就在于脆性塑料在提高材料抗冲击性能的同时,并不会降低材料的刚性。而弹性体增韧体系PC/AS共

35、混物抗冲击性能系,却会随着弹性体用量的增大而使材料的刚性下降。加工流淌性的影响:脆性塑料一般具有良好的加工流淌性。因而,非弹性体增韧体系也可使加工流淌性获得改善。而弹性体增韧的体系,其加工流淌性往往要受到橡胶加工流淌性差的影响。相容性的影响:非弹性体增韧与弹性体增韧也有相像之处,两者都要求增韧改性剂与基体有良好的相容性,有较好的界面结合,其中,非弹性体增韧对界面结合的要求更高一些。49 .影响共混物性能的因素有哪些?答:各组分的性能与配比的影响、共混物形态的影响、制样方法和条件的影响、测试方法与条件的影响50 .试述聚合物大形变时的形变机理及两种过程。答:玻璃态聚合物形变时的形变机理包含两种可

36、能的过程,其一是剪切形变过程;其二是银纹化过程。剪切形变过程:剪切过程包括弥散型的剪切屈服形变和形成局部剪切带两种状况。剪切形变只是使物体外形转变,分子间的内聚能和物体的密度基本上不受影响。银纹化过程:银纹化过程则使物体的密度大大下降。51 这两种机理各自所占的比重与聚合物结构及试验条件有关。52 1.形成局部应变的两种缘由是什么?答:1)是纯几何的缘由(试样截面积的波动)。这种纯几何的缘由仅在肯定的负荷条件下才会产生局部应变;2)应变软化(材料对应变的阻力随应变的增加而减小)。是由聚合物材料的本性引起的。52 .试分析影响共混物形变的因索。答:(1)基体性质:聚合物共混物屈服形变时,银纹和剪

37、切形变两种成分的比例在很大程度上取决于连续相基体的性质。一般而言,连续相的韧性越大,则剪切成分所占的比例越大。(2)应力:形变中银纹成分的比例随应力性质和形变速率的增加而增加;形变速率的影响与应力大小的影响相像。大多数状况下,增加形变速率会使银纹成分的比例提高;应力性质的影响更大。由于银纹化伴随着体积的增加,所以压应力抑制银纹,张应力则促进银纹的生成。例如,应力为张应力时,HlPS的屈服形变主要是银纹化,当应力为压应力时则主要为剪切带。(3)大分子取向的影响:大分子取向经常减小银纹成分的比例。例如橡胶增韧塑料,拉伸时基体大分子取向,橡胶颗粒会变成椭球状,结果应力集中因子减小。取向的结果使剪切成

38、分的比例增加而银纹化成分的比例下降。(4)橡胶(弹性体)含量的影响:橡胶含量增加时,橡胶颗粒的数目增多,银纹引发中心增加,但是由于橡胶颗粒之间的距离减小,银纹终止速率也相应提高。这两种作用基本抵消。这时银纹化速率的增加主要是应力集中因子增加的原因。同样,剪切形变速率也有提高,但是银纹速率增加的更快些,所以总的结果是橡胶含量增加时银纹化所占的比例提高。53 .聚合物共混物熔体的粘弹性表征方法有哪些?答:(1)稳态剪切时的法向应力差Nl=。11一。22;(2)动态力学试验测量储能模量G;(3)挤出膨胀比B或可恢复性剪切形变SR;(4)出口压力降P出。54 .一步法和两步法的特点及应用条件是什么。答

39、:一步法:是指将各种物料在一次共混过程中进行混合。特点及应用:由于一步法共混过程是一次完成的,所以具有工艺流程短、生产便捷的优点。对于相容性较好、分散相较易分散的共混体系,应当采纳一步法。两步法(或多步法):是指经过两次(或多次)共混,完成该共混体系的全部共混过程。目的与应用:改善分散相的分散效果。对于采纳一步法难于获得良好分散效果的共混体系,应当采纳两步法。55 .试说明两阶共混及其特点。答:是将两种共混组分中用量较多的组分的一部分,与另一组分的全部先进行第一阶段共混。在第一阶段共混中,要尽可能使两相熔体黏度相等,且使两组分物料用量也大体相等。在这样的条件下,制备出具有“海一海”结构的两相连

40、续中间产物。在两阶共混的其次阶段,将组分含量较多的物料的剩余部分,加入到“海一海”结构的中间产物中,将“海一海”结构分散,可制成具有较小分散相粒径,且分散相粒径大小较为匀称的“海一岛”结构两相体系。56 .单螺杆挤出机的主要结构。答:挤压系统:主要由料筒和三段式螺杆组成。塑料通过挤压系统而塑化成匀称的熔体,并在这一过程中所建立的压力下,被螺杆连续地定压定量定温地挤出机头。传动系统:它的作用是给螺杆供应所需的扭矩和转速。加热冷却系统:其功用是通过对料筒(或螺杆)进行加热和冷却,保证成型过程在工艺要求的温度范围内完成。掌握系统:掌握挤出机的拖动电机、按所需的功率、速度运行,检测、掌握温度、压力等参

41、数,完成对制品的质量掌握,使其满意工艺要求。57 .双螺杆挤出机的主要结构。答:挤压系统:主要由8字型料筒和双螺杆组成。塑料通过挤压系统而塑化成匀称的熔体,并在这一过程中所建立的压力下,被螺杆连续地定压定量定温地挤出机头。传动系统:它的作用是给螺杆供应所需的扭矩和转速。加热冷却系统:其功用是通过对料筒(或螺杆)进行加热和冷却,保证成型过程在工艺要求的温度范围内完成。掌握系统:掌握挤出机的拖动电机、按所需的功率、速度运行,检测、掌握温度、压力等参数,完成对制品的质量掌握,使其满意工艺要求。加料装置:由螺旋送料机构和调速电机构成,实现定量供料,并能任意调整给料量。58 .单螺杆挤出机螺杆的主要作用试什么答:螺杆的运转对物料产生如下三个作用:1)输送物料:螺纹回转时,物料在旋转的同时受到轴向压力,向机头方向流淌。2)传热塑化物料:螺杆与料筒协作使物料接触传热而不断更新,在料筒的外加热和螺杆摩擦作用下,物料渐渐软化,熔融为粘流态。3)混合均化物料:螺杆与料筒和机头相协作产生强大剪切作用,使物料进一步匀称混合,并定量定压由机头挤出。

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