材料改性题库.doc

1物理改性和化学改性的分类依据是什么？是否发生化学反应2物理改性有哪些？有何特点。Adsorption,complex,hydrogen bonding,sharp transition by forcesAdditive modification ,polymer blending ,polymer composition, physical crosslinking btw polymers Simple, economic and easily processing,normally used modification method吸附、混合、氢键、sharp transition by forces(力作用的急剧转变)、添加剂改性、聚合物共混、聚合物合成、聚合物间的物理交联。特点：简单、经济、过程简单、通常采用改性方法3 化学改性有哪些？有何特点？Copolymerization, grafting polymerization, chemical crosslinkingFunctional groups reaction in polymer 共聚，接枝聚合，化学交联，聚合物的官能团反应。特点：长期的影响，成本高，难以形成规模，交联改性可以在加工过程中加入交联剂。4 表面改性有哪些特点？Medification only at surface of the materialsHomogeneous heterogeneous Low cost in comparison with bulk modification Chemical oxidation treatment ,surface corona treatment,surface flame treatment ,surface thermal treatment and surface graft polymerization.Internal property no change surface property enhanced (luster ,hardness,wear resistance ,antistatic ,flame retardant ,adhesion ,printability, and heat resistance)表面光泽、硬度、耐磨、防静电、阻燃、粘合性、印刷性、热合性只在材料的表面上改造（均匀的和不均匀的），与本体改性相比成本低，具体有：化学氧化处理，表面电晕处理，表面火焰处理，表面热处理和表面接枝聚合，特点：内部属性: 没有变化; 表面性质：增强（表面光泽、硬度、耐磨、防静电、阻燃、黏合性、印刷性及热合性等5 list the methods of polymer modification Polymer blends 共混改性Chemical modification 化学改性Additive and polymer fiber reinforce 填充与纤维增强改性Surface modification 表面改性Polymer composites 复合改性6 tell the difference between compatibility and miscibility Compatibility 相容性Miscibility: 混溶性，thermodynamic ability to be mixed at the molecular level .compatibility 相容性；Miscibility 混溶性；thermodynamic ability to be mixed at the molecular level（在分子水平上共混的热力学能力）7 高分子体系能够混合的热力学条件是？G0 和 8 高密度聚乙烯和低密度聚乙烯具有相似的链结构，为何相容性不好？要相容性好，两者要有强的相互作用，这两者是非极性的，之间只有范德华力和色散力，所以两者间的相互作用力差，相容性不好。9 从分子结构角度来说，如何提高聚合物体系的相容性？增大相互作用力（分子间、偶极作用）10 举例说明完全相容高分子共混物？PS/PPO, combines the heat resistance, the inflammability and the toughness of PPO with the good processability and the low cost of PS；This type of blend exhibits only one glass transition temperature (Tg), which is between the Tgs of both blend components in a close relation to the blend composition（中文部分）PS/PPO，结合了PPO的耐热性、易燃性和韧性与PS的易加工性和低成本性；这种类型的共混物仅有一个玻璃化转变温度（Tg），这个温度是介于混合组分的Tg之间，与共混组成密切相关。11 举例说明部分相容高分子共混物？答案：a (small) part of one blend component is dissolved in the other. This type of blend, which exhibits a fine phase morphology and satisfactory properties, is referred to as compatible. Both blend phases (one being rich in polymer 1, the other phase being rich in polymer 2) are homogeneous, and have their own Tg. Both Tgs are shifted from the values for the pure blend components towards the Tg of the other blend component. PC/ABS blends, 一种共混物组分的一（小）部分是溶解在其他之中的。这种类型的共混物表现出一种很好的相形态和符合要求的性质，也就是相容。两种共混相（一相在聚合物1中较多，另外一相在聚合物2中较多）是均匀的，有他们各自的Tg。他们的Tg是从纯混合组分的Tg值变化到其他混合组分的Tg。如：PC/ABS共混物12 list the strategies for compatibilization of polymer blends.添加预聚的接枝嵌段共聚物，添加反应性高分子，添加低分子量的化学试剂，链交换，力化学，添加有选择性的交联试剂，引入特殊作用，添加离子交联聚合物，添加第三种能与所有共混相（部分）相容的聚合物，增容的其他多方面途径。 13比较一下两种提高二元共混午的相容性方法的优略：（1）添加接枝或嵌段共聚物（2）添加反应性高分子原位形成共聚物。答案：advantages over the addition of premade block or grafted copolymers.：（1）reactive polymers can be generated by free radical copolymerization or by melt grafting of reactive groups on to chemically inert polymer chains；（2）reactive polymers only generate block or grafted copolymers at the site where they are needed, i.e. at the interface of an immiscible polymer blend；（3）the melt viscosity of a (linear) reactive polymer is lower than that of a pre-made block or grafted copolymer, at least if the blocks of the pre-made copolymer and the reactive “blocks” are of similar molecular weights。优于添加预聚嵌段或接枝共聚物的方面有：（1）通过自由基共聚或熔融接枝活性基团到化学惰性的高分子链上来制备反应性高分子；（2）反应性高分子仅仅在它们所需的位置上产生嵌段或接枝共聚物，例如在不相容的聚合物共混物的界面处（3）（线型）的反应性高分子的熔体粘度是低于预聚嵌段或接枝共聚物的粘度的，至少如果预聚共聚物的的段和反应性的“段”有相似的分子量时。同时为了成功地应用反应性高分子作为嵌段或接枝共聚物的前驱体，官能团必须满足一定条件：有合适的反应活性，使反应贯穿熔融相界面在短的共混时间内。此外，产生的共价键必须足够牢固保证在后续处理条件下一直不断。14 哪些小分子化合物能有效提高高分子共混物的相容性？答案：(1). Peroxides and related chemicals；(2). Bifunctional chemicals；(3). Mixtures of peroxides and multifunctional chemical（1）过氧化物和其相关的化合物（2）双官能团化合物（3）过氧化物和双官能团化合物的混合物15 通过小分子过氧化物提高高分子共混物相容性的方法有何缺点？答案：(1). In addition to this in-situ compatibilizer formation, the crosslinking of PE and/or the degradation of PP also occur. These phenomena affect the viscosity match of the two blend components, and thus the blend morphology. In addition, crystallization of the blend components can be affected.；(2) Competition between in-situ compatibilization, crosslinking and degradation makes the control of blend properties very difficult；(1)、除了这种原味增溶剂形成，PE的交联和/或PP的降解也会发生。这些现象影响两种共混组分的粘度配比，因此也影响共混物的形态。另外，混合组分的结晶也会被影响(2)、原位增溶、交联和降解之间的竞争使共混物性能的控制很难。16 共混物形态结构有哪些基本类型？(1)单相连续结构(即一个相是连续的而另一个相是分散的)(2)两相互锁或交错结构(3)相互贯穿的两相连续结构17 影响共混物形态结构的因素有哪些？答案：主要的影响因素有两组分的相容性、两组分配比，两组分黏度比及共混条件等。18 聚合物粘度和配比如何影响共形态结构？答案：如图 249中所示，在某一组分含量（体积分数）大于 74时，这一组分一般来说是连续相（如在A-1区域，A组分含量大于74，A组分为连续相）；当组分含量小于26 时，这一组分一般来说是分散相。在组分含量介于26与 74之间时，哪一相为连续相，哪一相为分散相，将取决于配比与熔体黏度的综合影响。由于受熔体黏度的影响，根据“软包硬”的规律，在A-2区域，当A组分的熔体黏度小于B组分时，尽管B组分的含量接近甚至超过A组分，A组分仍然可以成为连续相。在B-2区域，亦有类似的情况19弹性体增韧机理有哪些？答案：(1)微裂纹理论；（2）多重银纹理论（3）剪切屈服理论（4）银纹-剪切带理论20刚性体增韧机理有哪些？答案：（1） 刚性有机粒子ROF的增韧机理：在基体应力的作用下发生塑性形变吸收能量；有冷拉机理和空洞化理论（填空）；（2）刚性无机粒子RIF的增韧机理增韧剂起应力集中的作用，诱发基体屈服，吸收大量变形功。21 比较一下两种制备高分子的方法（1）功能性单体复合（2）普通高分子功能化答案：（没有找到）带功能性基团的单体比较难聚合；而对普通高分子很难做到每个结构都功能化（老师是这样说的）22通过乙烯醇的制备方法说明高分子化学改性的方法。聚醋酸乙烯酯醇解得到23说明聚氯甲基苯乙烯的制备方法24 举例说明马来酸酐和1,2-二苯基乙烯的均聚和共聚情况。答案：马来酸酐和1，2-二苯基乙烯都不能均聚但可共聚得到严格交替共聚物。25 举例说明聚烯烃的改性方法（聚烯烃的改性方法有哪些?试举例）（电离辐射（X-射线，-射线，电子束），臭氧，紫外线与加速器，和自由基引发剂在单体存在下，都被用来以形成接枝共聚物）如：硼烷单体/自由基方法P-MS共聚单体/阴离子的方法卤化26 举例说明含氟高分子的制备方法（含氟高分子的改性方法有哪些？试举一例。）添加全氟烃基碘化物添加氟化硫醇decomposition temperatures derease C-C C-S硅氢加成反应硼/氧化介导的氟化不变的低能量表面的制备（省略）添加氟烯烃全氟烷基三氯硅烷改性（举例说明并附有机理）27按合成方法分互穿网络聚合物有哪些类型？分步IPN、同步IPN、胶乳IPN、热塑性IPN 28举例说明分步PIN(同步PIN，乳胶PIN)的制备方法。(1)分步IPN先合成交联的聚合物1，再用含有引发剂和交联剂的单体2使之溶胀，然后使单体2就地聚合而制得。例将含有交联剂二甲基丙烯酸四甘醇酯（TEGDM）的活化剂安息香的丙烯酸乙酯单体光引发聚合，生成交联的聚丙烯酸乙酯（PEA），再用含有引发剂和交联剂的等量苯乙烯使其溶胀。待溶胀均匀之后，将苯乙烯聚合并交联，即制得白色皮革状的IPN 50/50 PEA/PS。（2）同步IPN(SIN)同步IPN的制备方法是将两种单体混溶在一起，使两者以互不干扰的方式各自聚合并交联。当一种单体进行加聚而另一种单体进行缩聚时即可达此目的。 例如，将聚苯基硅氧烷(PMPs)与甲基丙烯酸乙酯EMA或甲基丙烯酸丁酯BMA的质量百分比固定为5050，按不同配方准确称量混合均匀后加入一定量的；偶氮二异丁腈AIBN，；聚丙二醇二丙烯酸酯PPDA，正硅酸乙酯TEOS和辛酸亚锡SnOc，在N2保护下搅拌5 min，于85 下反应至一定黏度，然后铸模，压制，按程序升温反应并保持若干小时即得到PMPSPMAc同步IPN。（3）胶乳IPN（LIPN）的制备胶乳-IPN(LIPN)是以乳液聚合方法合成的分步IPN。首先以乳液聚合的方法制得由聚合物1组成的“种子”乳胶粒，再加入单体2、交联剂和引发剂，但不再添加乳化剂以免形成新的乳胶粒，然后使单体2聚合、交联、从而形成蕊壳状结构的LIPN。29 材料表面改性有哪些方法？(1)电晕放电处理 (2)火焰处理与热处理 (3)高分子材料的表面金属化 (4)离子注入表面改性技术 (5)难黏高分子材料的化学改性 (6)光化学改性 (7)等离子体表面改性 (8)表面接枝共聚30 物理改性表面有何特点？光照、辐射（稳定性差，产生的活性自由基时间长了就失活，所以应立即使用，改性程度浅）31 高分子材料表面改性后有哪些表征方法？分别表征哪些性质？(1)化学成分：FTIR、XPS、元素分析(2)表征结构：扫描电镜、原子力显微镜(3)晶体结构：XRD、小角X衍射(4)表面性质：接触角、表面能、表面张力、导热、导电32 聚乙烯、聚四氟乙烯等高分子材料表面难黏的原因是什么？（1）表面能低，临界表面张力一般只有3134达因/厘米，由于表面能低，接触角大，印墨、黏合剂不能充分润湿基材，从而不能很好黏附在基材上； （2）结晶度高，化学稳定性好，它们的溶胀和溶解都要比非结晶高分子困难，当溶剂型胶粘剂(或印墨、溶剂) 涂在难黏材料表面，很难发生高分子材料分子链成链或互相扩散和缠结，不能形成较强的黏附力； （3）聚烯烃、氟塑料等均属非极性高分子材料，聚乙烯分子上基本不带任何极性基团，是非极性高分子。聚丙烯分子中虽然每一个结构单元中有一甲基，但甲基是非常弱的极性基团，所以聚丙烯基本上属于非极性高分子。而聚四氟乙烯等氟塑料，因结构高度对称，也属非极性高分子，印墨、胶黏剂吸附在被材料表面是由范德华力(分子间作用力)所引起的，范德华力包括取向力、诱导力和色散力。对于非极性高分子材料表面，不具备形成取向力和诱导力的条件，而只能形成较弱的色散力，因而黏附性能较差。 （4）聚烯烃类树脂本身含有低分子量物质以及在加工过程中加入的添加剂(如滑爽剂、抗静电剂等)，这类小分子物质极容易析出、汇集于树脂表面、形成强度很低的薄弱界面层，表现出黏附性差，不利用于印刷、复合和黏接等后加工。 33 等离子体处理高分子材料的作用有哪些？(l)表面交联等离子体中的高能粒子通过轰击或化学反应，使高分子材料材料表面的CH、CC等键断裂，形成自由基。自由基之间重新键合，在材料表面形成网状交联结构，使材料的力学性能、表面性能等得到改善。（2）引入极性基团 等离子体处理可在高分子材料表面引进各种极性基团。（3）表面刻蚀 使材料表面产生起伏,变得粗糙,并有键的断裂,因此刻蚀对提高分子材料的黏附性、吸湿性等均有明显作用。 （4）对水的润湿性的改善 由于等离子处理引入极性基团结合到高分子材料表面上，因此改善了表面的润湿性，使高分子材料的表面张力增大，接触角变小。 （5）表面能提高，黏结强度增大 由于经等离子体处理的高分子材料表面引进了大量的极性基团，使其表面能提高，与其他材料的黏结强度大大增强。 34 高分子材料表面接枝共聚的两种方式是什么？(1)Graft from (2)Graft to35 纤维增强复合材料中的纤维一般有哪些种类？(1)晶须（石墨，碳化硅，氮化硅，氧化铝）、(2)纤维（芳族聚酰胺，玻璃，碳，硼，氮化硅，氧化铝）(3)网格（一般为金属）36 哪些因素会影响高分子基复合材料的性能？浓度、尺寸、形状、分散状态、趋向37 复合材料中的基体材料的作用是什么？将压力从环境的保护阶段转移到其他阶段。金属、陶瓷、高分子（MMC, CMC, PMC）38 高分子基复合材料中的增强体（分散相）有哪些？其作用是什么？目的：提高基体性能。MMC：增加应力，TS，蠕变抵抗。CMC：增加KcPMC：增加E，应力，TS，蠕变抵抗。39 polymer-layer silicate纳米复合材料的制备方法有哪些？(1)模板合成法 (2)溶液插层 (3)原位插层聚合 (4)熔融插层40翻译interealation 和exfoliation，并用示意图表示层状粘土与高分子复合后的这两种状态。插层 剥离41 石墨烯的制备方法有哪些？化学气相沉积（CVD）和外延生长微机械剥离的石墨，透明胶带“或”剥离“的方法。对电绝缘的表面，如SiC的外延生长（外延生长）基于溶液的还原氧化石墨烯