PC 聚碳酸酯(透明的,硬而韧)
1. 聚碳酸酯的定义 :分子主链中含有碳酸酯基的聚合物统称为聚碳酸酯，可看作二羟基化合物
与碳酸的缩聚产物。是用量第二大的工程塑料
2. 聚碳酸酯的结构 <一> 链结构
苯环—刚性基团；醚氧键—提高链柔性；极性基团—提高分子间作用力 总体来讲，双酚A型的聚碳酸酯是刚性较强的分子链 <二> 聚集态结构： 1）基本特征
分子链比较刚硬,分子间有较强的作用力：PC很难结晶、是无定形高分子材料 2）超分子结构
PC容易形成分子链束——原纤维结构
PC是有进入和未进入原纤维结构高分子组成的无定形高分子材料。
由原纤混乱交错形成的疏松三维网络结构是整个材料的增强骨架。其间存在较多的微空隙。 聚碳酸酯的性能 <一> 基本特征
聚碳酸酯为透明的硬而韧的颗粒。 可见光透光率接近90%。 密度为1.2g.cm-3。 <二> 力学性能
聚碳酸酯是硬而韧的高聚物：其抗拉、抗弯、抗压强度和硬度较高。 PC是热塑性塑料中抗冲击强度非常高的塑料。(仅低于UHWHDPE) <三> 热性能
具有较好的耐热性和耐寒性，可以在-100～130oC范围内使用； 强度随温度的变化较小； 线膨胀系数较小；
导热性在聚合物中居中。 <四> 电性能
PC是弱极性的高分子材料，电性能不如聚烯烃类，但仍有较好的电绝缘性。 PC吸水率小、Tg高，在很宽的温度范围和潮湿的条件下可保持良好的电性能。 PC的介电常数在较宽范围内保持不变，适合做电容器。 PC的电性能优良。 <五> 耐化学药品性
PC的耐化学药品性一般；
常温下耐水、脂肪烃类、油类、醇类； 酮类、芳香烃类、酯类可使之溶胀； 极性有机溶剂可以溶解PC；
PC在与一些溶剂接触时会产生应力开裂； 在高温下，PC容易水解，耐沸水性不好。 不耐碱，稀氢氧化钠、稀氨水可使之水解
<六> 耐候性
PC分子主链上无仲、叔碳原子，抗氧化性强， 无双键、具有良好的耐臭氧性；
在较干燥条件下，具有优异的耐候性；但在潮湿环境下，容易气候老化； PC对紫外光有很强的吸收作用。 <七> 加工性能
PC分子链刚性大，熔体黏度高；
PC的熔体更接近牛顿流体，提高温度比增大压力更能降低熔体黏度；
PC虽然吸湿性很小，但因为容易高温水解，即使微量的水分也要在加工前尽量去除（含水率要<0.02％）；
光气法PC的分子量较高且分布宽；而酯交换法PC的分子量较低且分布窄，加工特性不同。 PC的分子链刚硬，成型冷却后易残余很大的内应力。
降低内应力的方法：提高熔体温度、提高模具温度、制品成型后热处理。 PC是无定形聚合物，其制品的尺寸稳定性较好。
PC与金属的黏附性很强，生产结束后应趁热清理料筒。
3、PC具有高透明、高抗冲、高耐热性的微观结构原因
高透明性：由于聚碳酸酯分子主链的刚性及苯环的体积效应，使它的结晶能力较差，基本属于无定形聚合物，具有优良的透明性。 高抗冲性：主链的苯环使聚碳酸酯具有很好的刚性，而醚键又使聚碳酸酯的分子链具有一定的柔顺性，所以聚碳酸酯为一种既刚又韧的材料，冲击性能突出。 高耐热性：聚碳酸酯具有很好的耐高低温性能。
4、改性:PC的缺点：（熔体粘度大，流动性差）制品残余内应力大；耐溶剂，耐碱性差； 高温易水解；（摩擦因数大，无自润滑性）不耐磨损。 降低内应力的方法：提高熔体温度、提高模具温度、制品成型后热处理。 1. 纤维增强PC：玻璃纤维、碳纤维等 2. PC合金 5、 PC、PS、PE易应力开裂的原因 PC（双酚A型聚碳酸酯） PS PE Pc与溶剂接触时，拉伸应力大于一定数值由于侧苯基的PE在酯类、金属皂类、硫化或磺便会出现银纹和破坏，这一临界拉伸应力体积较大，有较化醇类、潮湿土壤等活性物质作值与溶剂的成分和试样的受热历史均有大的位阻效应，用下会产生环境应力开裂现象。关。二甲苯含量的提高会导致PC发生环境而使聚苯乙烯原因可能是这些物质在与PE接应力及拉伸强度，断裂伸长率的降低。玻的分子链变得触并向内部扩散时会降低聚乙烯璃化转变温度以下的热处理可以使PC的拉刚硬，因此制品的内聚能。PE的高结晶性对耐环伸屈服应力和拉伸断裂应力稍微提高，但易产生内应力。 境应力开裂是不利的。 对改善材料的耐环境应力开裂性是不利 的。 个人理解：PC,PS两者都属于非结晶性聚合物，在加工时分子链易取向，且不易恢复，由于苯环的存在，分子链刚硬，冷却成型后（分子链有恢复自然状态的趋势，但被冻结）易残余较大的内应力，产生应力开裂 6. 为什么PC会具有高抗冲击性能？ PC的原纤维增强骨架间存在着大量的微孔隙，原纤维结构易滑移－吸收冲击能量，微孔隙本身的变形也吸收冲击能量，PC具有很高的抗冲击强度。
7.（作业）分析比较PC、PA、ABS和具有高抗冲击性能的微观结构原因。
比较材料具有抗冲击性能的微观结构
1.PTFE的链构象特征
F原子完全对称排列，PTFE是非极性聚合物:
结晶度高,是大量结晶区和少量无定形区并存的聚合物。
通过螺旋形构象形成的F原子“筒状外壳”严密的屏蔽了分子骨架碳原子。 PTFE螺旋形构象链的刚性很强，难弯曲
PTFE的分子量高，且几乎无支链。密度是树脂材料中最大的 2.PTFE的聚集态结构
结晶度高，一般在55～75％范围，最高可达93～97％。
低于19oC时是三斜晶形；高于19oC时是六方晶系，熔点为320～345oC。 玻璃化转变温度（Tg）：-120、-65oC（120oC）。 是大量结晶区和少量无定形区并存的聚合物。 3.PTFE的性能
<一> PTFE的基本特征
PTFE是白色不透明的蜡状粉末，密度为2.14～2.20g.cm-3，是树脂材料中最大的。 <二> PTFE的力学性能
（PTFE是非极性聚合物：PTFE分子间或与其它分子间的物理吸引作用力很小 PTFE螺旋形构象链的刚性很强，难弯曲：PTFE大分子间的缠结难发生） 极低的摩擦系数和良好的自润滑性 耐磨损性能不好
力学性能不高（拉伸强度、弯曲强度、刚性、硬度、耐疲劳） 受载荷容易发生蠕变现象，“冷流性”。 <三> PTFE的热性能
PTFE具有优异的耐热性和耐寒性，长期使用温度为-195～250oC。短期可以在300oC使用。260oC开始发生化学变化，超过350oC会降解。
PTFE的线膨胀系数较大；而且还随着温度的提高而有明显的增大。 <四> 耐化学药品性、耐候性
（C—F具有极高的化学稳定性，F原子“筒状外壳”严密的屏蔽了分子骨架碳原子）
耐强酸、强碱、强氧化剂和盐类，大部分的有机溶剂。只有F元素和熔融的碱金属才对PTFE有腐蚀作用。
对光和臭氧的作用稳定，具有优良的耐候性。 <五> 电性能
在所有塑料中电阻最大的；
但耐电晕性不好，不适合做高压绝缘材料。
PTFE聚四氟乙烯(软而弱）
<六> 其它性能
PTFE有很高的阻燃性；
PTFE的表面自由能很低，几乎和所有的材料都无法黏附。 <七> PTFE的加工性能
PTFE的分子量大，分子刚性大，熔体黏度高，不能采用热塑性塑料熔融加工方法加工。 PTFE采用类似金属粉末冶金的方法加工：先冷压成坯再进行烧结。 冷却速率对PTFE的结晶度有很大影响，对最终性能也有很大的影响。
PTFE的导热性较低，烧结时的升温速率不能过快，否则容易导致局部热分解。 PTFE的线膨胀系数较大，烧结后冷却尺寸变化较大。 PTFE膜材料是通过切削和压延工艺制备的。
4.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？为什么各项力学性能很低？（作业、必考）
①PTFE的线膨胀系数较大，而且还随着温度的提高而有明显的增大，因此PTFE具有优异的耐热性和耐寒性。
②F原子对骨架碳原子有屏蔽作用，而且氟碳键具有较高的键能是很稳定的化学键，因此使分子链很难破坏，所以PTFE具有耐腐蚀性（耐强酸、强碱、强氧化剂和盐类，大部分的有机溶剂。只有F元素和熔融的碱金属才对PTFE有腐蚀作用）和对光和臭氧的作用稳定，具有优良的耐候性
③PTFE的表面自由能很低，因此具有高度的不黏附性。
④PTFE是非极性聚合物-→PTFE分子间或与其它分子间的物理吸引作用力很小。PTFE螺旋形构象链的刚性很强，难弯曲→PTFE大分子间的缠结难发生， 以上原因导致：(1)极低的摩擦系数和良好的自润滑性
（2）耐磨损性能不好
（3）力学性能不高（拉伸强度、弯曲强度、刚性、硬度、耐疲劳） （4） PTFE膨胀节在拉伸载荷和压缩载荷作用下表现出蠕变现象，或称为冷流性。
5.PTFE不能热塑性加工的原因：虽PTFE属于热塑性塑料，但其分子链两侧具有电负性极强的氟原子，氟原子间的斥力很大，使大分子链内旋转困难，分子链段僵硬，这就使得PTFE的熔体黏度极高，特别是结晶化温度237℃后，仍不会出现熔融状态，即使温度达到分解温度发生分解时，仍不能流动，因此，PTFE不能采用热塑性塑料熔融加工方法，应进行烧结，与UHMWPE一样 6.各种含氟塑料改善PTFE缺陷的分子结构设计理念
PTFE的加工性差通过降低PTFE的分子结构规整性，降低分子链的刚性，提高熔体流动性改善。 7.（作业）查阅文献回答：具有不黏附性的PTFE如何和其他材料黏合在一起 表面处理方法：
（1） 化学处理方法，主要是通过腐蚀液与PTFE膜表面发生化学反应，扯掉表皮上部分氟原子 （2）高温熔融法
各种工程塑性树脂的典型应用及其改性
PA：应用，机械、化学及电器零件 ，PA粉末可用于零件表面喷涂 改性，单体浇注聚酰胺 ，芳香族聚酰胺 ，透明聚酰胺
PC：应用，防护玻璃 ，防护安全帽 ，纯净水周转桶 ，药品容器 。改性，增强聚碳酸酯 ，聚碳酸酯合金
PTFE：应用，化工容器 ，轴承 ，电容器线圈 ，人工心脏 ，不粘锅 改性，填充聚四氟乙烯 ，高分子液晶-聚四氟乙烯复合材料
第四章 橡胶和弹性体（NR、SBR、BR、 EPDM、IIR、NBR、CR） 1. 聚酯型TPU具有更好的力学强度和耐磨性、耐非极性溶剂性；
聚醚型TPU具有更好的弹性、低温性能、热稳定性、耐水性和耐生物降解性。 2. 定义：橡胶是一种材料，它在大的变形下能迅速地恢复其形变
橡胶能被改性，改性的橡胶后的橡胶不能溶于有机溶剂中，但可溶胀。改性的实质是指橡胶的硫化（即交联）。
3. 热塑性塑料、热固性塑料、弹性体在分子结构上的特点和不同。
热塑性塑料：分子量可达到几十万到几百万，大分子链长度可达到10-3mm，可以是线性的，也可以是支化的。大分子间相互纠缠在一起，呈无序或相对有序排列，形成“聚集态结构”。
热固性塑料：固化前是线型或带支链的，固化后分子链之间形成化学键，成为三度的网状结构，不仅不能再熔触，在溶剂中也不能溶解。
弹性体：主要成分是橡胶烃，另外还含有5%~8%左右的非橡胶烃成分。相对分子量在3万~3000万之间，相对分子量分布指数很宽。
弹性体包括热塑性弹性体，其它高分子弹性体材料，传统的橡胶材料：天然橡胶、合成橡胶 4. 请从上分析橡胶和热塑性塑料在高分子结构区别
橡胶与塑料最本质的区别在于塑料发生形变时塑性变形，而橡胶是弹性变形。塑料变形后不容易恢复原状态，而橡胶相对来说就容易得多。塑料在成型上绝大多数成型过程完毕产品过程也就完毕；而橡胶成型过程完毕后还得需要硫化过程。在常温下，塑料是固态，很硬，不能拉伸变形。而橡胶硬度不高，有弹性，可拉伸变长，停止拉伸又可回复原状。这是由于它们的分子结构不同造成的。另一不同点是塑料可以多次回收重复使用，而橡胶则不能直接回收使用
5.橡胶高弹性的来源于高分子链的熵弹性——当高分子材料受到外力发生较大的形变时，其分子链通过分子内旋转发生变形，整体的熵值减少。当外力去除，变形了的高分子链有向熵值较高的原始状态自发回复的趋势。
弹性体材料对结构的要求：1.大分子链要有足够的柔性：保证材料可以发生较大的变形，保证外力去除后材料可以在熵增的驱动下形变回复。 2.在使用温度下要不结晶或结晶很少。3.在使用温度下分子链间相对滑移要小（交联）——否则制品会产生很大的永久变形 6.通用橡胶——NR、SBR、BR、 EPDM、IIR、NBR、CR 特种橡胶——SiR、ACM、FKM 7. 写出下列缩写中文名 NR（天然橡胶） 英文名： BR（聚丁二烯橡胶） 丙烯酸酯橡胶（ACM）、 SBR（丁苯橡胶） 氟橡胶 （FR）、 EPM（二元乙丙橡胶） 丁基橡胶 （IIR）、 EPDM （三元乙丙橡胶） 聚氨酯橡胶 （PU） CR（氯丁橡胶） NBR（丁腈橡胶） HNBR（氢化丁腈） 8.各种橡胶的分子结构特征：
NR 天然橡胶
CH3HCH2CCCH2饱和度：低 n非极性物质
分子柔顺性：分子主链上与双键相邻的σ 键容易旋转，分子链柔性好。 可拉伸诱导结晶性：在拉伸应力作用下容易结晶，拉伸结晶度最大可达45% 性能特点（重点）
1.与双键相邻C—C键的容易内旋转；分子链上的侧甲基数量少；NR非极性分子间作用力低→分子链柔顺