復合材料聚合物基體簡答題

1、1、簡述不飽和聚酯樹脂的主要原料及作用，原料中酸和堿的類型、比例對不飽和聚酯樹脂的性能有何影響？答：原料及作用： 二元酸：（1）提供不飽和度（2）使不飽和度間有一定的間隔。二元醇：可得到高相對分子質(zhì)量、高熔點的支化的聚酯。 酸和醇的類型：不飽和二元酸或酸酐（反丁烯二酸、順丁烯二酸等）、飽和二元酸或酸酐，二元醇。 比例的影響: 增加順酐/苯酐的摩爾比，雙鍵密度增大，樹脂凝膠時間變短，折光率和粘度變小，樹脂的耐熱性以及一般的耐溶性、耐腐蝕性能提高。2、從手糊實驗的經(jīng)歷，簡述不飽和聚酯樹脂的固化特征，各種輔料的作用及注意事項。 答：固化特征：粘流態(tài)樹脂體系發(fā)生交聯(lián)反應而轉(zhuǎn)變成不溶、不熔的 具有體型網(wǎng)

2、絡結(jié)構(gòu)的樹脂的全過程。其固化過程一般有三個階段：從起始粘流態(tài)的樹脂轉(zhuǎn)變?yōu)椴荒芰鲃拥哪z，最后轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗?、不熔?堅硬的固體。 輔料作用：引發(fā)劑：能使單體分子或含雙鍵的線型高分子活化而 成為游離基并進行連鎖聚合反應。促進劑：能促使有機過氧化物在 室溫下就能分解產(chǎn)生游離基。阻聚劑：使單體與不飽和聚酯不能發(fā)生聚合反應。 注意事項：（1）引發(fā)劑與促進劑不能同時使用，以免發(fā)生強烈氧化反應，引起爆炸。（2）樹脂能與氧和水發(fā)生反應，而氧和水為阻聚劑，在樹脂表面加薄膜或制備時加石蠟來隔絕空氣中的氧氣和水，避免表面發(fā)粘。3、簡述呋喃樹脂的結(jié)構(gòu)和固化？ 答：結(jié)構(gòu)：呋喃樹脂是由糠醛或糠醇為原料單體，或者與其他單體進

3、行縮聚反應而得的一類聚合物的總稱。在呋喃樹脂的大分子鏈中都有呋喃環(huán)。 固化：呋喃型樹脂固化時必須用酸類作固化劑，其固化速度取決于溫度以及酸的活度和用量。一般認為，呋喃樹脂的固化過程是由于呋喃環(huán)上的雙鍵在強酸性催化劑作用下發(fā)生加成聚合作用，從而形成體型結(jié)構(gòu)的聚合物。4、工業(yè)上所以采用對苯二甲酸二甲酯，即采用酯交換法而不采用直接法的原因？ 答：（1）為了獲得高相對分子質(zhì)量的聚酯，其對原料單體的純度有較高的要求，但對苯二甲酸的提純比較困難，而對苯二甲酸二甲酯通過結(jié)晶與蒸餾的方法很容易精制。（2）對苯二甲酸二甲酯的熔點比較低，同時它在乙二醇中的溶解性也較高，有利于達到均勻的反應體系。5、氟樹脂的性能及

4、其主要品種？ 答：氟樹脂是一類由乙烯分子中的氫原子被氟原子取代后的衍生物合成的聚合物。 氟樹脂的分子鏈結(jié)構(gòu)中由于有C-F鍵，碳鏈外又有氟原子形成的空間屏蔽效應，故其具有優(yōu)異的化學穩(wěn)定性、耐熱性、介電性、耐老化性和自潤滑性等。 主要品種：聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚氟乙烯等。6、簡述有機硅樹脂的結(jié)構(gòu)和固化？ 答：結(jié)構(gòu)：有機硅是主鏈含有硅氧鍵、側(cè)基為有機基團的高分子聚合物，它可以按相對分子質(zhì)量的大小分為低分子質(zhì)量的有機硅聚合物，這是一種液體狀的硅油；高相對分子質(zhì)量的彈性體硅橡膠;以及中等相對分子質(zhì)量的熱固性的硅樹脂等。 固化：有機硅樹脂固化一般是在較高溫度下（200500度）熱固化，最

5、常用的固化劑為三乙醇胺或它和過氧化二苯甲酰的混合物，固化時間較長。7、簡述1,2-聚丁二烯樹脂的固化原理？ 答： 1,2-聚丁二烯樹脂固化時主要通過大分子鏈上的乙烯基側(cè)鏈與含有乙烯基的單體在游離基引發(fā)劑的存在下可交聯(lián)共聚固化為體型結(jié)構(gòu)的固態(tài)樹脂。由于這類樹脂外雙鍵活性較低，因此樹脂固化時常用復合的引發(fā)溫度較高的引發(fā)劑，最終固化溫度要大于140度，固化后的聚丁二烯樹脂具有良好的綜合性能。 在乙烯基單體存在下， 1,2-聚丁二烯通過共聚反應的固化歷程，與不飽和聚酯樹脂的固化歷程相似，固化時的主要問題是速度較慢以及收縮率較大，這可通過樹脂改性和添加填料來克服。8、綜述聚乙烯的制造方法？ 答：聚乙烯的

6、4種聚合方法：高壓法、中壓法、低壓法、輻射聚合法。 （1）高壓法生產(chǎn)聚乙烯時壓力和溫度對產(chǎn)品性能有很大的影響，一般工業(yè)上生產(chǎn)聚乙烯采用壓力為100-200MPa，溫度為160-300度，以氧或有機過氧化物為引發(fā)劑，進行乙烯單體無溶劑本體聚合。 （2）中壓法生產(chǎn)聚乙烯，工業(yè)上采用的壓力為7-8MPa，溫度為100度以上，以金屬氧化物為催化劑。此催化劑對于空氣及水分很敏感，故此法必須在干燥而無空氣的條件下進行，然后再用溶劑法進行分餾，使高相對分子質(zhì)量的聚合物與液態(tài)聚合物分開。 （3）低壓法生產(chǎn)聚乙烯，工業(yè)上是將四氯化鈦與三乙基鋁在無水烷烴溶劑中相混合制成糊狀催化劑，然后在30-70度下，于常壓或略

7、加壓的情況下，將依稀單體通入烷烴溶劑中進行聚合反應。整個反應系統(tǒng)應避免與空氣和水接觸，以免發(fā)生爆炸。 （4）輻射聚合法是將正脂肪烴或環(huán)烷烴為乙烯單體吸收劑，其乙烯溶液的濃度為2%-10%，催化劑為四氯化鈦的烷烴分散液，四氯化鈦的用量為乙烯量的0.01%-5%，壓力為幾至幾十兆帕，反應溫度一般在20-200度，在Y-射線輻射下進行聚合，制的濃度為0.1%-5%的聚乙烯溶液，除去催化劑，冷卻后析出聚乙烯，過濾、洗滌得產(chǎn)品。9、簡述環(huán)氧樹脂采用陰離子型固化劑的固化原理？答：陰離子型固化劑中常用的是叔胺類，它們屬于路易士堿，固化原理如下：（1）叔胺首先引發(fā)環(huán)氧基開環(huán)，形成醇鹽離子：R3N +H2COC

8、HH2CO-CHR3N+（2）醇鹽離子與另一個樹脂分子中的環(huán)氧基反應，使分子鏈增長：H2CO-CHR3N+H2COCHH2COCHR3N+H2CO-CHH2COCHR3N+H2COCHH2CO-CH+H2COCH(3)(3)反應繼續(xù)不斷進行、使許多樹脂分子交聯(lián)在一起形成體型高聚物。反應繼續(xù)不斷進行、使許多樹脂分子交聯(lián)在一起形成體型高聚物。( (反應式在上面反應式在上面) )（4 4）鏈終止：叔胺的端基消除，并形成不飽和雙鍵的端基）鏈終止：叔胺的端基消除，并形成不飽和雙鍵的端基: :H2COCHR3N+H2COCHH2CO-CHH2COCH2COCHH2CO-CH+ R3NROCH2CHCH2O

9、RCOOCH2CHCH2O1.1.縮水甘油醚類縮水甘油醚類 RNRCH2CHCH2O2.2.縮水甘油酯類縮水甘油酯類 3.3.縮水甘油胺類縮水甘油胺類 CH2OCHCH2OOHCHCCH3CH3CH2OCHCH2OCCH3CH3O CH2CH2On 1 13 3類環(huán)氧樹脂是由環(huán)氧氯丙烷與含有活潑氫原子的化合物類環(huán)氧樹脂是由環(huán)氧氯丙烷與含有活潑氫原子的化合物如酚類、醇類、有機羧酸類，胺類等縮聚而成。如酚類、醇類、有機羧酸類，胺類等縮聚而成。4 4和和5 5類環(huán)氧樹脂是由帶雙鍵的烯烴用過氧乙酸或在低溫下用類環(huán)氧樹脂是由帶雙鍵的烯烴用過氧乙酸或在低溫下用過氧化氫進行環(huán)氧化而成。過氧化氫進行環(huán)氧化而成

10、。RCHR CHCHROCHO4.4.線型脂肪族類線型脂肪族類5.5.脂環(huán)族類脂環(huán)族類CHOCHCHCHOR1010、不飽和聚酯樹脂的合成原理？、不飽和聚酯樹脂的合成原理？ 聚酯化反應的歷程完全與二元醇的線型縮聚反應的歷程相同。聚酯化反應的歷程完全與二元醇的線型縮聚反應的歷程相同。RCCOOOR OHOHR OOCORCOOHHn n+ n+ (n-1) H2ORCCOOOR OHOHR OOHCORCOOH+R OOHCORCOOHR OOHCORCOOR OCORCOOH2+ H2O羥基酸羥基酸反應總式為反應總式為: :若反應物為二元酸，則反應總式為：若反應物為二元酸，則反應總式為：OHC

11、ORCOOHR OHOHR OOCORCOOHHn +n(2n-1)H2O+n2. 羥甲基酚的縮聚反應11、簡述熱固性酚醛樹脂的合成原理和固化方式？ 熱固性酚醛樹脂的縮聚反應一般是在堿性催化劑存在下進行的，常用催化劑為氫氧化鈉、氨水、氫氧化鋇等等。苯酚和甲醛的摩爾比一般控制在1：1.11.5之間，用氫氧化鈉為催化劑時，總的反應過程可分為下述兩步： 1.甲醛與苯酚的加成反應：生成多種羥甲基酚：OHOHCH2OHOHCH2OH+ CH2OOHCH2OHHOH2COHCH2OHCH2OHOHCH2OHCH2OHHOH2C+ CH2OH+ CH2OHOHCH2OHOHCH2OHCH2OHOHHOH2C

12、H2COHCH2OHOCH2OHH2COHOHCH2OHOHCH2OH+- H2O- CH2O- H2O固化方法:1、熱固化 2、酸固化。12、簡述熱塑性酚醛樹脂的合成原理及固化方法？OH+ CH2OOHOHH2C+ H2O 熱塑性酚醛樹脂的縮聚反應一般是在強酸性催化劑存在下PH3時，甲醛和苯 酚的摩爾比小于1(如0.800.86)時，合成的一種熱塑性線型樹脂。它是可溶、可熔性的分子內(nèi)不含羥甲基的酚醛樹脂。1、酸性條件下的反應特點：酸性條件下，苯酚與甲醛的縮聚反應速度比加成反應速度快5倍以上，因此主要產(chǎn)物是二酚基甲烷： 當甲醛和苯酚的摩爾數(shù)比為0.8比1時，所得酚醛樹脂大分子鏈中酚環(huán)大約有5個

13、，數(shù)均相對分子質(zhì)量Mn500左右。 生成的二酚基甲烷與甲醛反應的速度大致與苯酚和甲醛的反應速度相同，因此縮聚產(chǎn)物的分子鏈可進一步增長，并通過酚環(huán)對位聯(lián)接起來。理想化的線型酚醛樹脂應有下列結(jié)構(gòu)：OHOHH2COHOHH2CH2CHOOHH2COHH2COHH2COHH2COHH2C2、固化原理a） 多聚甲醛、六次甲基四胺等固化劑能與樹脂分子中酚環(huán)上活性點反應，使樹脂固化；b）熱固性酚醛樹脂分子中的羥甲基可與熱塑性酚醛樹脂酚環(huán)上的活潑氫作，交聯(lián)成三向網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物。13、工業(yè)兩類酚醛樹脂：苯酚苯酚 甲醛甲醛PH7, PH7, 酚酚/ /醛醛1/(1.1-1/(1.1-1.5)(mol)1.5)(mo