聚合物加工试题1.docx

1 .什么是聚合物的结晶和取向？它们有何不同？争论结晶和取向对高分子材料加工有何实际意义？聚合物的结晶：高聚物发生的分子链在三维空间形成局部区域的、高度有序的排列的过程。聚合物的取向：高聚物的分子链沿某特定方向作优势的平行排列的过程。包括分子链、链段和结晶高聚物的晶片、晶带沿特定方向择优排列。不同之处：（I）高分子的结晶属于高分子的一个物理特性，不是全部的高聚物都会结晶，而全部的高聚物都可以在合适的条件下发生取向。（2）结晶是某些局部区域内分子链在三维空间的规整排列，而取向一般是在肯定程度上的一维或二维有序，是在外力作用下整个分子链沿特定方向发生较为规整排列。（3）结晶是在分子链内部和分子链之间的相互作用下发生的，外部作用也可以对结晶产生肯定的影响；取向一般是在外力作用和环境中发生的，没有外力的作用，取向一般不会内部产生。（4）结晶主要发生在TgTm范围内，而取向可以发生在Tg或Tm以上的任何温度（热拉伸或流淌取向），也可以在室温下进行冷拉伸获得。（5）结晶单元为高分子链和链段，而取向单元还可以是微晶（晶粒）。结晶是结晶性高聚物加工成型过程中必定经受的过程，结晶直接影响到聚合物的成型加工和制品的性能。结晶温度越低，聚合物加工熔点越低且熔限越宽，结晶温度越高,熔点较高且熔限越窄。化学结构相像而结晶度较大的聚合物成型加工温度较高。结晶过程中结晶速度的快慢直接打算了制品的成型加工周期，结晶越快，冷却时间越短，而结晶越慢，加工成型周期变长。聚合物结晶颗粒的尺寸对制品的透亮性、表观形态和机械性能也有特别大的影响。因此结晶在聚合物的成型加工过程中占有举足轻重的低位。取向是聚合物在加工过程中或者加工后处理阶段形成的，结晶聚合物和非晶聚合物均可以产生取向。非晶态高聚物的取向，包括链段的取向和大分子链的取向，而结晶态高分子的取向包括晶区的取向和非晶区的取向，晶区的取向进展很快，非晶区取向较慢。取向能提高拉伸制品的力学强度，还可使分子链有序性提高，这有利于结晶度的提高，从而提高其耐热性。在纤维和薄膜的生产中取向状况的掌握显得特殊重要。但对其他成型制品，假如流淌过程中取向得以保存，则制品的力学强度会降低并易变型,严峻时会造成内力不均而易开裂2 .请说出晶态与非晶态聚合物的熔融加工温度范围，并争论两者作为材料的耐热性的好坏。晶态聚合物：（1）若聚合物的分子量较小，Tm>Tf,则聚合物达到熔点时已进入粘流态，则熔融加工温度范围即为TmTd（热分解温度）；若聚合物的分子量较大，分子链相互作用力较大，当晶区熔融时，分子链还需要汲取更多能量克服分子间作用力，才能产生运动，因此聚合物的TmVTf,则熔融加工温度范围为TfTd.非晶态聚合物：熔融加工温度范围为TfTd.比较结晶聚合物和非晶聚合物耐热性的好坏必需在两者化学结构相像的前提下。在两者化学结构相像时，结晶聚合物由于晶区分子链排列较为规整，聚合物由固态变为熔融状态时，需要先汲取热量使晶区变为非晶区，然后再进入粘流态，非晶态聚合物由于分子链刚性较大，链柔顺性较差或者规整度较低，因此结晶聚合物比非晶态聚合物能够耐更高的温度，作为材料使用时，其耐热性更好些。如结晶的等规聚苯乙烯的耐热性比非品的无规聚苯乙烯高。3 .为什么聚合物的结晶范围是TgTm?当聚合物温度降至Tm以下不远时，由于分子热运动猛烈，分子链段有序排列所形成的晶核不稳定或不易形成，使总的结晶速度很低。当熔体温度接近Tg时，分子链段的运动越来越迟钝，晶核生成和晶体生长的速度都很低，使结晶几乎不能进行，所以结晶范围只能在Tg到Tm之间。4 .什么是结晶度？结晶度的大小对聚合物性能有什么影响？结晶度用来表示聚合物中结晶区域所占的比例,聚合物结晶度变化的范围很宽,一般从30%80%.结晶对塑料性能的影响：1）力学性能结晶使塑料变脆（耐冲击强度下降），韧性较强,延展性较差.2）光学性能结晶使塑料不透亮，由于晶区与非晶区的界面会发生光散射.减小球晶尺寸到肯定程式度,不仅提高了塑料的强度（减小了晶间缺陷）而且提高了透亮度，（当球晶尺寸小于光波长时不会产生散射）.3）热性能结晶性塑料在温度上升时不消失高弹态,温度上升至熔融温度TM时,呈现粘流态.因此结晶性塑料的使用温度从Tg（玻璃化温度）提高到TM（熔融温度）.4）耐溶剂性,渗透性等得到提高,由于结晶分排列更加紧密