1、1.简要解释下列名词简要解释下列名词本体聚合；溶液聚合；悬浮聚合；乳液聚合本体聚合；溶液聚合；悬浮聚合；乳液聚合本体聚合：单体本身加少量引发剂（或催化剂）的聚合。本体聚合：单体本身加少量引发剂（或催化剂）的聚合。溶液聚合：单体与引发剂溶液聚合：单体与引发剂(或催化剂或催化剂)溶于适当溶剂中的聚合。溶于适当溶剂中的聚合。悬浮聚合：单体以液滴状态悬浮于水中的聚合方法，体系主要悬浮聚合：单体以液滴状态悬浮于水中的聚合方法，体系主要由水、单体、引发剂和分散剂组成。由水、单体、引发剂和分散剂组成。乳液聚合：单体和分散介质乳液聚合：单体和分散介质(一般为水一般为水)由乳化剂配成乳液状态由乳化剂配成乳液状态
2、而进行聚合，体系的基本成分是单体、水、引发剂和乳化剂。而进行聚合，体系的基本成分是单体、水、引发剂和乳化剂。作业作业2.写出聚氯乙烯结构单元可能的连接方式。写出聚氯乙烯结构单元可能的连接方式。CH2CHCH2CHClClCH2CHCHCH2ClClCHCH2CH2CHClCl头-尾键接头-头键接尾-尾键接画出典型非晶态聚合物的温度形变曲线和温度画出典型非晶态聚合物的温度形变曲线和温度-模量曲线，并用分子运动机理加以解释。模量曲线，并用分子运动机理加以解释。作业作业温度温度-形变曲线形变曲线温度温度-模量曲线模量曲线 形变形变温度温度IIIIIIIVV 在区域在区域I，温度低，链段运动被冻结，温
3、度低，链段运动被冻结，只有侧基、只有侧基、链节、链长、键角等的局部运动链节、链长、键角等的局部运动，因此聚合物在外力，因此聚合物在外力作用下的形变小，具有作用下的形变小，具有虎克弹性行为虎克弹性行为：形变在瞬间完：形变在瞬间完成，当外力除去后，形变又立即恢复，表现为质硬而成，当外力除去后，形变又立即恢复，表现为质硬而脆，这种力学状态与无机玻璃相似，称为脆，这种力学状态与无机玻璃相似，称为玻璃态玻璃态。在力学行为上表现为在力学行为上表现为模量高模量高(1091010 Pa)和和形变小形变小。形变形变温度温度IIIIIIIVV形变形变温度温度IIIIIIIVV 区域区域II，随着温度的升高，链段运
4、动逐渐，随着温度的升高，链段运动逐渐“解解冻冻”，形变逐渐增大，模量逐渐减小，由玻璃态向高，形变逐渐增大，模量逐渐减小，由玻璃态向高弹态发生突变，这一区域称为弹态发生突变，这一区域称为玻璃化转变区玻璃化转变区，玻璃态，玻璃态开始向高弹态转变的温度称为开始向高弹态转变的温度称为玻璃化转变温度玻璃化转变温度，以，以Tg表示。表示。形变形变温度温度IIIIIIIVV区域区域III，当温度升高到某一程度时，当温度升高到某一程度时，链段运动得以充链段运动得以充分发展分发展，形变发生突变，进入区域，形变发生突变，进入区域III，这时即使在较这时即使在较小的外力作用下，也能迅速产生很大的形变，并且当小的外力
5、作用下，也能迅速产生很大的形变，并且当外力除去后，形变又可逐渐恢复。这种受力能产生很外力除去后，形变又可逐渐恢复。这种受力能产生很大的形变，除去外力后能恢复原状的性能称大的形变，除去外力后能恢复原状的性能称高弹性高弹性，相应的力学状态称相应的力学状态称高弹态高弹态。模量降为模量降为105106 Pa左右。左右。形变形变温度温度IIIIIIIVV 区域区域IV，温度，温度继续继续升高，链段运动剧烈，整个分子升高，链段运动剧烈，整个分子链逐渐发生移动，部分聚合物变为粘性流体，高弹态开链逐渐发生移动，部分聚合物变为粘性流体，高弹态开始向粘流态转变，这一形变突变区域称为粘弹态转变区。始向粘流态转变，这
6、一形变突变区域称为粘弹态转变区。聚合物同时表现粘性流动和弹性形变。聚合物同时表现粘性流动和弹性形变。形变形变温度温度IIIIIIIVV 区域区域V，当温度升到足够高时，在外力作用下，由，当温度升到足够高时，在外力作用下，由于链段运动剧烈，聚合物完全变为粘性流体，其形变不于链段运动剧烈，聚合物完全变为粘性流体，其形变不可逆。可逆。性性 质质 和和 用用 途途塑塑 料料纤纤 维维橡橡 胶胶涂涂 料料胶粘剂胶粘剂功能高分子功能高分子以聚合物为主要成分，在一定条以聚合物为主要成分，在一定条件下件下(温度、压力等温度、压力等)下可塑成一定下可塑成一定形状并且在常温下保持其形状不形状并且在常温下保持其形状
7、不变的材料。变的材料。纤细而柔软的丝状物，长度至少纤细而柔软的丝状物，长度至少为直径的为直径的100倍。倍。有机高分子弹性化合物。在很宽有机高分子弹性化合物。在很宽的温度（的温度（50150）范围内具）范围内具有优异的弹性，又称为高弹体。有优异的弹性，又称为高弹体。涂布在物体表面而形成具有保护涂布在物体表面而形成具有保护和装饰作用膜层的材料。和装饰作用膜层的材料。能把各种材料紧密地结合在一起能把各种材料紧密地结合在一起的物质的物质具有特定的功能作用，可做功能具有特定的功能作用，可做功能材料使用的高分子化合物。材料使用的高分子化合物。聚合物分类聚合物分类 塑料是以聚合物为主要成分，在一定条塑料是
8、以聚合物为主要成分，在一定条件（温度、压力等）下可塑成一定形状并且件（温度、压力等）下可塑成一定形状并且在常温下保持其形状不变的材料。在常温下保持其形状不变的材料。塑料使用温度范围在其脆化温度和塑料使用温度范围在其脆化温度和玻璃化温度之间。玻璃化温度之间。根据受热后形态性能表现的不同根据受热后形态性能表现的不同热塑性塑料热塑性塑料热固性塑料热固性塑料受热软化，冷却变硬，软化和受热软化，冷却变硬，软化和变硬可重复、循环变硬可重复、循环一旦形成交联聚合物，受热后不一旦形成交联聚合物，受热后不能再回复到可塑状态。最后的固能再回复到可塑状态。最后的固化阶段和成型过程同时进行，所化阶段和成型过程同时进行
9、，所得的制品是不溶不熔的。得的制品是不溶不熔的。4.1.1 类型及特性类型及特性塑料塑料通用塑料通用塑料产量大、价格较低、力学性能一般、主产量大、价格较低、力学性能一般、主要作非结构材料使用的塑料，如聚氯乙要作非结构材料使用的塑料，如聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等工程塑料工程塑料可作为结构材料使用，能经受较宽的温度可作为结构材料使用，能经受较宽的温度变化范围和较苛刻的环境条件，具有优异变化范围和较苛刻的环境条件，具有优异的力学性能、耐热、耐磨性能和良好的尺的力学性能、耐热、耐磨性能和良好的尺寸稳定性。主要品种有聚酰胺、聚碳酸酯、寸稳定性。主要品种有聚酰胺、聚
10、碳酸酯、聚甲醛等聚甲醛等塑钢门窗、塑料塑钢门窗、塑料水管水管发泡餐具发泡餐具按使用范围按使用范围塑料塑料CH2CH2nCH2CHCH3nCH2CH2nCH2CHCln工程塑料工程塑料主要品种：主要品种：聚酰胺：主链上含有酰胺基团聚酰胺：主链上含有酰胺基团()的聚合物的聚合物NHCO聚碳酸酯：主链上含有聚碳酸酯：主链上含有 基团的线型聚合物基团的线型聚合物OROCO聚甲醛：分子链中含有聚甲醛：分子链中含有 基团的聚合物基团的聚合物CH2O塑料的优点：塑料的优点：质轻、电绝缘、耐化学腐蚀、容质轻、电绝缘、耐化学腐蚀、容易成型加工。易成型加工。塑料的缺点：塑料的缺点：力学性能比金属材料差，表面硬力学
11、性能比金属材料差，表面硬度低，耐磨性及使用寿命较差，大多数品种易度低，耐磨性及使用寿命较差，大多数品种易燃，耐热性也较差。燃，耐热性也较差。4.1.2 塑料的组分及其作用塑料的组分及其作用单组分塑料：基本上是由聚合物组成或仅含少单组分塑料：基本上是由聚合物组成或仅含少 量辅助物料。如：聚四氟乙烯量辅助物料。如：聚四氟乙烯(不不 加任何添加剂加任何添加剂)，聚乙烯、聚丙烯，聚乙烯、聚丙烯 (只加少量添加剂只加少量添加剂)等。等。多组分塑料：大多数的塑料均为多组分体系。多组分塑料：大多数的塑料均为多组分体系。除基本组分聚合物之外，尚包含除基本组分聚合物之外，尚包含 各种添加剂。各种添加剂。添加剂添
12、加剂有助于加工有助于加工 润滑剂润滑剂、热稳定剂、热稳定剂改进材料力学性能改进材料力学性能 填料、增强剂、填料、增强剂、抗冲改性剂、抗冲改性剂、增塑剂增塑剂改进耐燃性改进耐燃性 阻燃剂阻燃剂提高使用过程耐老化性提高使用过程耐老化性的各种的各种稳定剂稳定剂增强剂：增强剂：提高塑料制品的强度和刚性。提高塑料制品的强度和刚性。玻璃纤维、石棉纤维及碳纤维、石墨纤维、硼纤维玻璃纤维、石棉纤维及碳纤维、石墨纤维、硼纤维填料：填料：降低成本和收缩率。在一定程度上改降低成本和收缩率。在一定程度上改善塑料的某些性能。善塑料的某些性能。硅石、硅酸盐、碳酸钙、金属氧化物等硅石、硅酸盐、碳酸钙、金属氧化物等增强剂和填
13、料的增强效果取决于它们与聚合增强剂和填料的增强效果取决于它们与聚合物界面分子间相互作用的情况，采用偶联剂物界面分子间相互作用的情况，采用偶联剂处理填料及增强剂，可增加其与聚合物之间处理填料及增强剂，可增加其与聚合物之间的作用力，通过化学键偶联起来，更好地发的作用力，通过化学键偶联起来，更好地发挥其增强效果。挥其增强效果。工业上使用增塑剂的聚合物，最主要的是工业上使用增塑剂的聚合物，最主要的是聚氯乙烯聚氯乙烯，还有聚醋酸乙烯以及以纤维素为基的塑料。主要的还有聚醋酸乙烯以及以纤维素为基的塑料。主要的增塑剂品种是增塑剂品种是邻苯二甲酸二辛邻苯二甲酸二辛酯酯(DOP)、邻苯二甲邻苯二甲酸二丁酸二丁酯酯
14、(DBP)及及邻苯二甲酸二甲酯、二乙邻苯二甲酸二甲酯、二乙酯酯。增塑剂增塑剂对一些玻璃化温度较高的聚合物，为制得室温下软对一些玻璃化温度较高的聚合物，为制得室温下软质的制品和改善加工时熔体的流动性能，需要加入质的制品和改善加工时熔体的流动性能，需要加入一定量的一定量的增塑剂增塑剂。一般为沸点较高、不易挥发、与聚合物有良好混溶一般为沸点较高、不易挥发、与聚合物有良好混溶性的低分子油状物。性的低分子油状物。抗氧剂抗氧剂 能抑制或延缓聚合物氧化过程的助剂。作能抑制或延缓聚合物氧化过程的助剂。作用在于它能消除老化反应中生成的过氧化自由基等，用在于它能消除老化反应中生成的过氧化自由基等，从而使氧化的连锁
15、反应终止。从而使氧化的连锁反应终止。酚类、芳胺类、亚磷酚类、芳胺类、亚磷酸酯类、含硫酯类等。酸酯类、含硫酯类等。作用防止塑料在光、热、氧等条件下过早老化，作用防止塑料在光、热、氧等条件下过早老化，延长制品的使用寿命。包括：抗氧剂、热稳定剂、延长制品的使用寿命。包括：抗氧剂、热稳定剂、光屏蔽剂等。光屏蔽剂等。稳定剂稳定剂紫外线吸收剂紫外线吸收剂 能吸收紫外线或减少紫外线透射作用的能吸收紫外线或减少紫外线透射作用的化学物质。能将紫外线的光能转换成热能或无破坏性的化学物质。能将紫外线的光能转换成热能或无破坏性的较长光波的形式，从而把能量释放出来，使聚合物免遭较长光波的形式，从而把能量释放出来，使聚合
16、物免遭紫外线破坏。紫外线破坏。热稳定剂热稳定剂 主要用于聚氯乙烯及其共聚物。主要用于聚氯乙烯及其共聚物。聚氯乙烯在热加工过程中，在达到熔融流动之前常有聚氯乙烯在热加工过程中，在达到熔融流动之前常有少量大分子链断裂放出少量大分子链断裂放出HCl，而，而HCl会进一步加速分子链会进一步加速分子链断裂的连锁反应。加入适当的碱性物质中和聚氯乙烯在断裂的连锁反应。加入适当的碱性物质中和聚氯乙烯在热加工过程中放出的热加工过程中放出的HCl，可防止大分子进一步断链。，可防止大分子进一步断链。金属盐类和皂类金属盐类和皂类(盐基硫酸铅，硬脂酸铅等盐基硫酸铅，硬脂酸铅等)。变价金属离子抑制剂变价金属离子抑制剂 变
17、价金属离子如铜、锰、铁离变价金属离子如铜、锰、铁离子能加速聚合物的氧化老化过程。变价金属离子抑子能加速聚合物的氧化老化过程。变价金属离子抑制剂能与变价金属离子的盐联结为络合物，从而消制剂能与变价金属离子的盐联结为络合物，从而消除这些金属离子的催化活性的化学物质。除这些金属离子的催化活性的化学物质。醛、二胺醛、二胺缩合物等缩合物等 光屏蔽剂光屏蔽剂 将有害于聚合物的光波吸收，然后将光能将有害于聚合物的光波吸收，然后将光能转换成热能散射出去或将光反射掉，从而对聚合物转换成热能散射出去或将光反射掉，从而对聚合物起到保护作用。起到保护作用。碳黑、氧化锌、钛白粉、锌钡白等黑色或白色的碳黑、氧化锌、钛白粉
18、、锌钡白等黑色或白色的能吸收或反射光波的化学物质能吸收或反射光波的化学物质 润滑剂润滑剂防止塑料在成型加工过程中发生粘模现象。防止塑料在成型加工过程中发生粘模现象。z外润滑剂是使聚合物熔体能顺利离开加工设备的热外润滑剂是使聚合物熔体能顺利离开加工设备的热金属表面，有利于熔体的流动和脱模。不溶于聚合金属表面，有利于熔体的流动和脱模。不溶于聚合物，只是在聚合物与金属的界面处形成薄薄的润滑物，只是在聚合物与金属的界面处形成薄薄的润滑剂层。剂层。硬脂酸及其金属盐类硬脂酸及其金属盐类z内润滑剂与聚合物有良好的相溶性，能降低聚合物内润滑剂与聚合物有良好的相溶性，能降低聚合物分子间的内聚力，从而有助于聚合物
19、流动并降低内分子间的内聚力，从而有助于聚合物流动并降低内摩擦所导致的升温。摩擦所导致的升温。低分子量聚乙烯低分子量聚乙烯抗静电剂抗静电剂 通过降低电阻来减少摩擦电荷，从而减少或消除通过降低电阻来减少摩擦电荷，从而减少或消除制品表面静电荷的形成。大多数抗静电剂是吸水的化制品表面静电荷的形成。大多数抗静电剂是吸水的化合物（电解质），基本不溶于聚合物，容易渗出到表合物（电解质），基本不溶于聚合物，容易渗出到表面，形成亲水性导电层。面，形成亲水性导电层。有机氮化物（酰胺、胺类、及季胺化合物）或具有机氮化物（酰胺、胺类、及季胺化合物）或具有醚结构的化合物。有醚结构的化合物。阻燃剂：阻燃剂：减缓塑料燃烧性
20、能减缓塑料燃烧性能发泡剂发泡剂偶联剂偶联剂变定剂（固化剂）变定剂（固化剂）热固性塑料的主热固性塑料的主要成型加工方法：要成型加工方法：模压、铸塑、传模压、铸塑、传递模塑递模塑等。等。聚合物或聚合物与其他组分的混合物，聚合物或聚合物与其他组分的混合物，于受热后在一定条件下塑制成一定形状，于受热后在一定条件下塑制成一定形状，并经冷却定型、修整而成。并经冷却定型、修整而成。热塑性塑料的热塑性塑料的主要成型加工主要成型加工方法：方法：挤出、挤出、注射、压延、注射、压延、吹塑吹塑等。等。挤出成型挤出成型（挤压模塑或挤塑）（挤压模塑或挤塑）热塑性塑料最主要的成型方法，热塑性聚合物与热塑性塑料最主要的成型方
21、法，热塑性聚合物与各种助剂混合均匀后，在挤出机料筒内受到机械剪切各种助剂混合均匀后，在挤出机料筒内受到机械剪切力、摩擦热和外热的作用使之塑化熔融，再在螺杆的力、摩擦热和外热的作用使之塑化熔融，再在螺杆的推送下，通过过滤板进入成型模具被挤塑成制品推送下，通过过滤板进入成型模具被挤塑成制品。几种螺杆的结构形式几种螺杆的结构形式渐变型渐变型(等距不等距不等深等深)渐变型渐变型(等深不等深不等距等距)突变型突变型鱼类头螺杆鱼类头螺杆 塑料的一次成型塑料的一次成型锥形双螺杆挤出机：锥形双螺杆挤出机：主要生产门窗系列异主要生产门窗系列异 型材，板材，片材，镶条，槽等型材，板材，片材，镶条，槽等 ABS、PET、PMMA片板材片板材PVC土工防渗卷材土工防渗卷材
