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1、高分子材料改性学思考题1. 聚合物熔融态化学反应有何特点？反应温度高，所以反应速度快，而且反应效率也高；无需使用溶剂，原材料消耗少，成本较低，无污染；可以使一些无法找到合适溶剂的反应体系进行所需的化学反应。2. 简述反应挤出的基本过程。进行反应挤出时，将欲反应的各种原料组分如聚合物、单体、引发剂、其他助剂等一次或分次由相同或不同的加料口加入到挤出机中，借助于螺杆的旋转，实现各种原料之间的混合与输送，并在外热和剪切热作用下，使物料塑化熔融、反应。随后，移去反应过程产生的挥发物。反应充分的改性聚合物经口模被挤出，经骤冷、固化、切粒或直接挤出成型为制品。3. 简述反应挤出过程的控制要点与影响反应挤出
2、的操作因素。控制要点：反应挤出过程的混合、反应空间和停留时间、温度控制与传热、挥发分的脱除、输送物料和排出物料的能力、挤出过程中其他组分的加入。影响反应挤出的操作因素：配方、挤出温度、螺杆转速、喂料速度、螺杆组合。4. 举例推算多元复合引发剂的半衰期。，为各引发剂摩尔分数。5. 聚合物熔融接枝工艺的控制因素有哪些？接枝单体含量、引发剂及其用量、反应温度、反应时间（挤出机螺杆转速）、交联与降解的抑制（电子给予体）、共单体。6. 影响有机过氧化物交联的因素有哪些？聚合物分子链结构、过氧化物的品种与用量、交联温度和时间、环境气氛、抗氧剂（防老剂）、酸性物质、填充剂、助交联剂。7. 影响控制降解聚丙烯
3、的相对分子质量与相对分子质量分布的因素有哪些？加工温度、时间、过氧化物品种和浓度、抗氧剂。8. 什么是偶联剂和表面处理剂？它们有什么作用？作用机理是什么？偶联剂是具有某些特定基团的化合物，其分子结构特点是含有两类性质不同的化学基团，一类是亲无机基团，另一类是亲有机基团。通过化学或物理作用将两种性质差异很大，原本不易结合的材料较牢固地结合起来。表面活性剂：极少量即能显著改变物质表面或界面性质的物质。其分子结构特点是由两种不同性质的基团组成：其一是一个较长的非极性烃基，称为疏水基；另一是一个较短的极性基，称为亲水基。形成不对称的分子结构，同时具有亲油性和亲水性，并且亲油和亲水的强度必须匹配，形成“
4、双亲结构”分子。作用：提高填料与聚合物的亲和能力。作用机理：表面物理作用。包括表面涂覆（或称为包覆）和表面吸附。 表面化学作用。包括化学反应、化学吸附（表面取代、水解、聚合和接枝等）。9. 填料在使用之前应如何进行预处理？干法：表面涂敷处理、表面反应处理、表面聚合处理。湿法：表面吸附法、化学反应法、聚合法。气相表面处理法。加工现场处理法：捏合法、反应挤出处理法、研磨处理法。10. 填料在聚合物中的分散过程、影响因素和评价方法。分散过程1在剪切流场的粘性拖曳下，将大块的固体填料破碎成较小的粒子；2聚合物在剪切热和传导热的作用下熔融塑化，粘度逐渐降低至粘流态时的粘度；3较小的粒子克服聚合物的内聚力
5、，渗入到聚合物内；4较小的粒子在流场剪应力的作用下，进一步减小粒径，直至最终粒子大小；5固相最终粒子在流场作用下，产生分布混合，均匀分布到聚合物中；6聚合物和活性填料之间产生力学-化学作用。影响因素：剪切速率、粒子或结块大小、粒子或结块强度、聚合物、混合工艺和设备、混合机转速。评价方法：分散程度：经混合后，不同物料相互分散的程度。 均匀程度：混入物占物料的比率与理论或总体比率的差别。11. 填充母料的结构、制备方法。结构：由内到外，填料核、偶联层、分散层、增混层。制备过程：填料的干燥、填料活化技术（喷雾法、溶液法、润湿单体法）、载体的塑炼与包覆。工艺路线：挤出法、密炼法、组合式、双转子连续混炼
6、造粒法、开炼法。12. 聚合物共混物的制备方法有哪些？指出干粉共混法的特点及适用范围，熔融共混法的操作过程极其工艺注意事项。物理共混：机械共混（干粉共混、熔融共混）、溶液共混、乳液共混 化学共混：共聚-共混法（接枝、嵌段）、IPN法 干粉共混法要求聚合物粉料的粒度尽量小，不同组分的粒径和密度接近。应用：作为熔融共混的初混过程；难溶、难熔及熔融温度下易分解聚合物的共混选择熔融法共混时应注意如下问题：各原料高聚物组合的熔融温度和热分解温度应相近，以免在一种高聚物组分的熔融温度下引起另一高聚物组分的分解，对热敏性高聚物尤要注意。各原料高聚物组分在共同混炼温度下，应具有相近的熔体粘度，否则难以获得均匀
7、的共混体系。各原料高聚物组份在共同混炼温度的弹性模量值不宜悬殊过大，因为弹性模量的差异会导致各高聚物组份受力不均，混炼设备所施加的剪切力将主要集中在弹性模量高的高聚物组份上，以至不仅影响混合效果还可能引起一种高聚物组分的过度降解。13. 对于两种无定形聚合物所制成的共混物形态结构的基本类型有哪几种？各有何特点？1. 均相结构2. 非均相共混高聚物的结构单相连续结构、两相互锁或交错结构、相互贯穿的两相连续结构3.含结晶聚合物的共混物形态结构14. 影响共混物结构形态的因素有哪些？如何影响？相容性、配比、粘度、内聚能密度、制备方法。15. 试用银纹这一现象解释橡胶增韧塑料的增韧机理。橡胶增韧塑料的
8、力学性能上最突出的特点是：大幅度提高韧性的同时，不至于过多的牺牲材料的刚性和抗张强度。橡胶粒子引起应力集中，在周围产生银纹，消耗能量，同时使银纹及时终止。橡胶颗粒的第一个重要作用就是充当应力集中中心源，引发大量的银纹。引发大量的银纹要消耗大量冲击能，因而可提高材料的冲击强度。银纹支化：在基体中银纹迅速发展，在达到极限速度前碰上橡胶颗粒，扩散速度骤降并立即发生强烈支化，产生更多的新的小银纹，消耗更多的能量，因而抗冲强度进一步提高。反复支化：每个新生成的小银纹又在塑料基体扩展，然后再遇橡胶颗粒并支化。这种反复支化的结果是增加能量的吸收并降低每个银纹的前沿应力而使银纹易于终止。橡胶大分子链跨越裂纹或
9、银纹两岸而形成桥接，从而提高其强度，或延缓其发展，也是提高抗冲强度的一个因素。16. 在动态硫化的共混型热塑性弹性体中，为什么橡胶相能构成分散相，而塑料相构成连续相？这一结果对共混物性能有何影响？这种相态一般不因橡塑并用比的变化而改变。作为连续相的塑料，起到硬结构的作用，而交联的橡胶颗粒则分散在塑料中成为软结构。共混型热塑性弹性体的这种形态的形成，是在高温和高剪切速率之下经反应性共混的结果。17. 影响共混型热塑性弹性体性能的因素有哪些？它们是怎样影响性能的？ 1、橡胶和树脂的特性 剪切模量、树脂拉伸强度、树脂结晶度、临界表面张力、橡胶临界缠结间距2、橡塑并用比。树脂量增加，TPV性能接近树脂
10、，硬度、模量、变形增大。3、橡胶的交联密度。交联程度提高，TPV强度增加，但永久变形降低，加工成型性能变好。橡胶的交联程度还会影响TPV相态的变化，导致力学性能改变。4、橡胶相的粒径。粒径越小，TPV的拉伸强度越高，伸长率越大，加工性能越好。5、配合体系的组成。（1）硫化体系 应根据共混体系，选用不同的硫化体系（2）软化增塑体系 改善流动性，降低硬度（3）补强填充剂 强度取决于树脂相的结晶度、橡胶相得交联度以及橡塑界面的结合程度 炭黑、白炭黑对TPV没有明显地补强效果6、共混方式及加工条件（1）共混方式 配合剂+橡胶制备母胶，再与树脂共混进行动态硫化 橡胶含量高TPV 二阶二段共混法（2）加工条件 共混温度：影响粘度，两者接近时，相态结构细致，综合性能好 剪切速率：增大，分散相粒径减小，改善性能 但剪切速率提高，导致粘度下降，而对分散相粒径的影响产生抵消作用。