8. 高性能工程材料,如高分子液晶材料,耐高温高分子材料、高强高模量高分子材料、阻燃性高分子材料和功能纤维材料、生物降解高分子等。
? 简单阐述感光性高分子的结构特点。
感光性高分子的结构特点:感光基团直接连接在高分于主链上,在光作用下激发成活性基团,能进一步形成交联结构。
? 对医用高分子材料有何要求,种类、特点。 体外使用:
? 化学稳定性 ? 毒、副作用 ? 生物相容性
体内使用(除左边3条外): ? 组织相容性 ? 生物降解性 ? 血液适应性
? 离子交换树脂的类型及结构特点。 离子交换树脂的结构:离子交换树脂是一类带有可离子化基团的三维网状高分子材料,其外形一般为颗粒状,不溶于水和一般的酸、碱,也不溶于普通的有机溶剂,如乙醇、丙酮和烃类溶剂。常见的离子交换树脂的粒径为0.3~1.2nm。一些特殊用途的离子交换树脂的粒径可能大于或小于这一范围。
吸附树脂的结构:吸附树脂的外观一般为直径为0.3~1.0 mm的小圆球,表面光滑,根据品种和性能的不同可为乳白色、浅黄色或深褐色。吸附树脂的颗粒的大小对性能影响很大。粒径越小、越均匀,树脂的吸附性能越好。但是粒径太小,使用时对流体的阻力太大,过滤困难,并且容易流失。粒径均一的吸附树脂在生产中尚难以做到,故目前吸附树脂一般具有较宽的粒径分布。
离子交换树脂的分类:
(1) 按交换基团的性质分类可将离子交换树脂分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂两
大类。
(2) 按树脂的物理结构分类,可将离子交换树脂分为凝胶型、大孔型和载体型三类。 吸附树脂的分类:
(1)非极性吸附树脂:指树脂中电荷分布均匀,在分子水平上不存在正负电荷相对集中的极性基团的树脂。代表性产品为由苯乙烯和二乙烯苯聚合而成的吸附树脂。 (2)中极性吸附树脂:这类树脂的分子结构中存在酯基等极性基团,树脂具有一定的极性。 (3)极性吸附树脂:分子结构中含有酰胺基、亚砜基、腈基等极性基团,这些基团的极性
大于酯基。
(4)强极性吸附树脂:强极性吸附树脂含有极性很强的基团,如吡啶、氨基等。
第八章
? 聚合物共混物的基本概念及聚合物组分间不同组合方式。
1. 共混——聚合物-聚合物体系 2. 复合——聚合物-无机物 体系
3. 基本概念:聚合物共混物是指两种或两种以上聚合物通过化学或物理的方法共同
混合而形成的宏观上均匀、连续的固体高分子材料。是获得综合性能优异的高分子材料的卓有成效的途径。
4. 组合方式:机械共混物、接枝共混物、嵌段共混物、半-IPN、 IPN(互穿网络高
聚物共混物)、交联型。
? 橡胶增韧塑料的增韧机理,剪切屈服表现的主要形式。
银纹-剪切带理论:
橡胶颗粒在增韧体系中发挥两个重要的作用:
一是作为应力集中中心,诱发大量银纹和剪切带;
二是控制银纹的发展并使银纹及时终止,而不致发展成破坏性裂纹。 银纹尖端的应力场可诱发剪切带的产生,而剪切带也可阻止银纹的进一步发展。大量银纹或剪切带的产生和发展要消耗大量能量,因而显著提高材料的冲击强度。
? 智能高分子材料的三要素及其组成:感知、信息处理、执行功能是智能材料的三要素;基体材料、敏感材料、驱动材料、信息处理器。
第九章聚合物基复合材料的概念及性能。
概念:由两种或两种以上性质不同的物质,经人工组合而成的多相固体材料,称为复合材料。 性能:比强度和比模量高、抗疲劳性能好、减振性能好、高温性能好。此外,复合材料还有较好的减摩性、耐蚀性、断裂安全性和工艺性好等。 应用:1.纤维增强树脂基复合材料 (1)玻璃纤维增强复合材料(俗称玻璃钢)
按粘结剂不同。①热塑性玻璃钢:以玻璃纤维(增强材料)为增强剂,热塑性树脂(基体材料)为粘结剂。与热塑性塑料相比,当基体材料相同时,强度和疲劳强度提高2-3倍,冲击韧度提高2-4倍,抗蠕变能力提高2—5倍,强度超过某些金属。这种玻璃钢用于制作轴承、齿轮、仪表盘、收音机壳体等。②热固性玻璃钢:以玻璃纤维为增强剂,热固性树脂为粘结剂。其密度小,耐蚀性、绝缘性、成形性好,比强度高于铜合金和铝合金,甚至高于某些合金钢。但刚度差,为钢的1/10~1/5。耐热性不高(低于200℃),易老化和蠕变。主要制作要求自重轻的受力件,例如汽车车身,直升机旋翼,氧气瓶,轻型船体,耐海水腐蚀件,石油化工管道和阀门等。 (2)碳纤维增强复合材料 这种复合材料与玻璃钢相比,其抗拉强度高,弹性模量是玻璃钢的4~6倍。玻璃钢在300℃
以上,强度会逐渐下降,而碳纤维的高温强度好。玻璃钢在潮湿环境中强度会损失15%,碳纤维的强度不受潮湿影响。此外,碳纤维复合材料还具有优良的减摩性、耐蚀性、导热性和较高的疲劳强度。
2. 纤维增强金属基复合材料 3.纤维增强陶瓷基复合材料
4. 粉体增强复合材料(矿物填料在塑料中)
补充:
(1) LDPE, HDPE, LLDPE,UHMWPE
LDPE:存在大量长、短支链; HDPE:存在少量短支链; LLDPE:短支链数量与LDPE相当,但没有长支链。 UHMWPE:分子结构为线性。
LDPE(低密度聚乙烯)
HDPE(高密度聚乙烯)
线性低密度聚乙烯(LLDPE)
(2) PP分为等规PP、间规PP及无规PP三种。
(3) PVC, 广泛用于各种塑料制品。
(4) PS, 具有高度透明、电绝缘性好等优点,也具有性脆、冲击强度低、易出现应力开裂、耐热性差、不耐沸水等明显的缺点。
(5) ABS, “坚韧、质硬、刚性”材料,苯乙烯-丁二烯-丙烯腈三元共聚物(ABS)
乳液共聚: 将丁二烯/丙烯腈乳液加入到苯乙烯/丙烯腈乳液中,然后聚合。
接枝共聚: 将苯乙烯和丙烯腈加入到聚丁二烯乳液中。然后搅拌加热,加入水溶性引发剂进行聚合。这样得到的接枝共聚ABS相对比共聚得到的ABS冲击强度大,但刚性和硬度低。
(6) PMMA,高透光性,但不耐磨。