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文檔簡介
高分子材料分析與測試(第四版)第一章分析化學概論1.定量分析的過程一般包括哪些步驟?取樣的原則是什么?比較完整的分析結(jié)果一般應報告哪些內(nèi)容?試樣的采取和制備、試樣的溶解和分解、消除和分離干擾組分、對指定成分進行定量測定、計算和報告分析結(jié)果。采集的試樣應具有代表性,應能反映全部物料的平均組成。分析結(jié)果一般報告三項值,即測定次數(shù)(n)、被測組分含量的平均值(x)或中位數(shù)(M)、平均偏差(d)或標準偏差(s)。2.什么是分析結(jié)果的準確度和精密度?二者關系如何?用分析結(jié)果的平均值與真實值接近的程度表征分析結(jié)果的準確度;用各次平行測定結(jié)果相互接近的程度表征分析結(jié)果的精密度(分析結(jié)果的可靠程度)。隨機誤差影響精密度也影響準確度,系統(tǒng)誤差只影響準確度。評價分析結(jié)果應先看精密度,后看準確度。精密度高,表示分析測定條件穩(wěn)定,隨機誤差得到控制,數(shù)據(jù)有可比性,是保證準確度高的先決條件;精密度低,數(shù)據(jù)沒有可比性,就失去了衡量準確度的前提。3.什么叫空白試驗?什么情況下需要做空白試驗?空白試驗是在不加試樣的情況下,按所用的分析方法,以同樣條件進行分析,所得測量值為空白值。用于校正去離子水、試劑、器皿引入的系統(tǒng)誤差;通過校準儀器如砝碼、容量儀器等,可以校正儀器誤差。4.名詞解釋絕對誤差相對誤差個別絕對偏差平均偏差相對平均偏差標準偏差相對標準偏差公差超差置信概率置信區(qū)間有效數(shù)字略5.判斷下列情況各屬于何種類型的誤差。A.系統(tǒng)誤差B.隨機誤差C.過失誤差①天平零點稍有變動。(B)②滴定時不慎,從錐形瓶中濺出一滴溶液。(C)③H2C2O4·2H2O基準物結(jié)晶水部分風化。(A)④基準物質(zhì)放置在空氣中吸收了水分和CO2。(A)⑤試劑中含有微量被測組分。(A)⑥蒸餾水中含有微量干擾組分。(A)⑦電子天平示值有波動。(B)⑧滴定管未校準。(B)⑨容量瓶和移液管不配套。(C)⑩滴定管讀數(shù),最后一位數(shù)字估計不準。(B)6.若要求稱量的相對誤差不大于0.2%,至少應稱多少克樣品?若稱取1g樣品,相對誤差是多少?這說明什么問題?假設天平精度為0.0001g,根據(jù)相對誤差計算:0.0001÷0.002=0.05g,即至少應稱0.05克樣品。如果用該天平稱量1g樣品,則存在0.0001g的誤差,其相對誤差:0.0001÷1.0001≈0.01%。相對誤差明顯小于0.02%。這說明,在絕對誤差相同時,提高含量組分,可以減小相對誤差。7.若要求體積測量的相對誤差不大于0.1%,滴定時所消耗標準溶液的體積至少為多少毫升?通用滴定管計量刻度精度為0.1mL,也就是讀數(shù)估計至0.01mL,相對誤差0.1%,因此,滴定時所消耗標準溶液的體積為:0.01÷0.001=10mL。8.下列數(shù)據(jù)各有幾位有效數(shù)字?0.003000.010108.340×10121.30×10-1056.08%pH=2.0三位四位四位三位四位一位9.甲、乙兩人同時分析同一試樣,每次取樣1.5g,甲的分析結(jié)果報告為0.042%,乙的分析結(jié)果報告為0.04201%。哪一份報告更合理?為什么?甲的分析結(jié)果更為合理。因為,樣品質(zhì)量1.5g,為2位有效數(shù)字,分析結(jié)果只能保留2位有效數(shù)字。乙的分析結(jié)果報告為0.04201%,是4位有效數(shù)字,真實結(jié)果不可能有這么高的精度,是不合理的。10.正確表示下列結(jié)果的有效數(shù)字。①0.4771×12.703×5.16÷126.6=0.247②5.8×0.653—6.185÷4.621=2.411.某試樣中含鋅量為39.19%,甲的分析結(jié)果為39.12%、39.15%、39.18%,乙的分析結(jié)果為39.18%、39.23%、39.25%。試比較甲、乙二人分析結(jié)果的精密度和準確度。X甲=(39.12%+39.15%+39.18%)÷3=39.15%X乙=(39.18%+39.23%+39.25%)÷3=39.22%S甲=39.12%?39.15%2S乙=39.18%?39.22%2+ΔX甲=39.15%39.19%=0.04%ΔX乙=39.22%39.19%=0.03%12.用EDTA法測定樣品中的鐵含量,分析結(jié)果為6.123、6.765、6.326、6.250、6.189、6.353,試用Q檢驗法和4d檢驗法檢驗是否有應舍棄的可疑數(shù)據(jù)(置信概率為90%)。Q檢驗法:分析結(jié)果由小到大排列:6.123、6.189、6.250、6.326、6.353、6.765設定6.123為可疑值,則:Q=6.189?6.1236.765?6.設定6.765為可疑值,則:Q=6.765?6.3536.765?6.查表1-3,當數(shù)列數(shù)6,置信概率為90%時,Q0.90=0.56;可疑值6.123計算Q=0.1028<Q0.90=0.56,結(jié)果6.123不是可疑值,應該保留;可疑值6.765計算Q=0.6417>Q0.90=0.56,結(jié)果6.765是可疑值,應該舍棄。4d檢驗法:分析結(jié)果由小到大排列:6.123、6.189、6.250、6.326、6.353、6.765設定6.765為可疑值,則:X余=6.123+6.189+6.250+6.326+6.3535d=i=1ndin=0.0582,因此,4X=6.765-6.2482=0.5168>4d=0.0582×4=0.2328可疑值6.765應該舍棄。13.有一試樣,其中氯含量的分析結(jié)果為16.23、16.76、16.32、16.25、16.18、16.35、16.05、16.45,試用Q檢驗法決定可疑數(shù)據(jù)的取舍,然后計算平均值、標準偏差和置信概率分別為90%和95%時平均值的置信區(qū)間。Q檢驗法:分析結(jié)果由小到大排列:16.05、16.18、16.23、16.25、16.32、16.35、16.45、16.76設定16.05為可疑值,則:Q=16.18?16.0516.76?6.設定16.76為可疑值,則:Q=16.76?16.4516.76?16.查表1-3,當數(shù)列數(shù)8,置信概率分別為90%和95%時,Q0.90=0.47,Q0.95=0.54,計算Q值均小于Q0.90、Q0.95值。因此,16.05、16.76不是可疑值,應該保留。平均值:x標準偏差:置信概率分別為90%和95%時平均值的置信區(qū)間:t為在選定的90%和95%置信概率下的概率系數(shù),見下表:測定次數(shù)n置信概率50%90%95%99%99.5%23456789101121∞1.0000.8160.7650.7410.7270.7180.7110.7060.7030.7000.6870.6746.3142.9202.3532.1322.0151.9431.8951.8601.8331.8121.7251.64512.7064.3033.1822.7762.5712.4472.3652.3062.2622.2282.0861.96063.6579.9255.8414.6044.0323.7073.5003.3553.2503.1692.8452.576127.3214.0897.4535.5984.7734.3174.0293.8323.6903.5813.1532.807第二章滴定分析法1.何謂滴定分析法?滴定分析法主要有哪些方法?將一種已知準確濃度的試劑溶液即標準溶液,通過滴定管滴加到被測物的溶液中,直到所加的標準溶液與被測物質(zhì)按化學反應式的計量關系恰好完全定量反應為止,根據(jù)所消耗標準溶液的體積和濃度算出被測物質(zhì)的含量。酸堿滴定法、配位滴定法、氧化還原滴定法、沉淀滴定法等。2.滴定分析法有哪幾種滴定方式?各舉一例說明。直接滴定法、返滴定法、置換滴定法、間接滴定法。3.何謂緩沖溶液?它們有什么用途?緩沖溶液是一種對溶液酸度起控制作用的溶液,也就是使溶液的pH值不因外加少量酸、堿或稀釋而發(fā)生顯著變化。緩沖溶液從用途上分為一般緩沖溶液和標準緩沖溶液。一般緩沖溶液用于對溶液酸度起控制作用;標準緩沖溶液用于校正酸度計pH值。4.何謂酸堿指示劑的變色范圍?如何選擇酸堿滴定的指示劑?酸堿指示劑是一些弱的有機酸或有機堿,它們的酸式型體和堿式型體具有不同的顏色。在滴定過程中,當溶液pH值發(fā)生改變時,指示劑作為質(zhì)子遷移體獲得質(zhì)子或失去質(zhì)子,也就是酸式型體與堿式型體平衡濃度比值發(fā)生變化,伴隨的外部效果是溶液顏色發(fā)生變化,相應pH值范圍稱為指示劑的變色范圍。定性選擇酸性范圍或堿性范圍變色的指示劑、化學計量點pH與指示劑的選擇、滴定突躍與指示劑的選擇。5.何謂滴定的突躍范圍?酸堿滴定突躍范圍的大小與哪些因素有關?滴定突躍是在化學計量點前后±0.1%(滴定分析允許誤差)范圍內(nèi),溶液參數(shù)將發(fā)生急劇變化,這種參數(shù)(如酸堿滴定中的pH)的突然改變就是滴定突躍。強酸強堿滴定突躍與指示劑、酸堿溶液濃度有關。6.下列酸堿水溶液能否準確進行滴定?①0.1mol/LH3BO3②0.1mol/LNH4Cl③0.1mol/LHCOOH④0.1mol/LHCN⑤0.1mol/LNaAc⑥0.1mol/LHNO37.下列酸溶液能否準確進行分步滴定?能滴定到哪一級?①H2SO4②草酸③H3PO48.EDTA和金屬離子形成的配合物有哪些特點?EDTA乙二胺四乙酸是一種含有羧基和氨基的配位劑。EDTA與大多數(shù)金屬離子均能形成多個五元環(huán)的螯合物,配合物很穩(wěn)定;②EDTA與大多數(shù)金屬離子可形成1:1型的配合物,且配合物的形成速度快;③生成的配合物易溶于水,使滴定反應能在水溶液中進行;④生成的配合物多數(shù)無色。一般EDTA與無色金屬離子生成無色配合物,與有色金屬離子配位則生成顏色更深的配合物;⑤EDTA與金屬離子的配位能力和溶液的酸度關系密切。9.在EDTA法配位滴定中,什么是主反應?有哪些副反應?怎樣衡量副反應對配位滴定的影響程度?EDTA與金屬離子形成配合物的反應是主反應;其他配位體(輔助配位體、緩沖溶液中的配位體或掩蔽劑等)與金屬離子發(fā)生配位副反應。影響程度可用配位效應系數(shù)αM(L)來衡量。10.配位滴定中,單一金屬離子能被準確滴定的條件是什么?如何選擇滴定的最高酸度?單一金屬離子的條件是lgcK′MY≥6,c為金屬離子的濃度,K’MY稱為條件穩(wěn)定常數(shù)。對單一金屬離子,只要查得lgKMY,就可以從酸效應曲線上查到EDTA準確滴定該金屬離子允許的最小pH。11.什么是酸效應?酸效應曲線是如何繪制的?它在配位滴定中有什么用途?由于H+的存在,使EDTA參加主反應能力降低的現(xiàn)象稱為酸效應,其影響程度可用酸效應系數(shù)αY(H)來衡量。以lgKMY為橫坐標、pH值為縱坐標,將不同金屬離子lgKMY對應的準確滴定的最小pH值作圖,得到酸效應曲線??梢詮乃嵝€上查到EDTA準確滴定單一金屬離子允許的最小pH值。12.什么是配位滴定的選擇性?提高配位滴定選擇性的方法有哪些?EDTA能和大多數(shù)金屬離子形成穩(wěn)定的配合物,在滴定時彼此可能干擾,選擇性是滴定中減少或消除共存離子的干擾??刂迫芤旱乃岫取⑹褂醚诒蝿?。13.常用的氧化還原滴定方法有哪些?高錳酸鉀法、重鉻酸鉀法、碘量法。14.標定KMnO4溶液常用的基準物質(zhì)有哪些?用草酸鈉標定KMnO4溶液時,應注意哪些滴定條件?中以Na2C2O4最為常用。溶液溫度、溶液酸度、滴定速度、滴定終點。15.碘法的主要誤差來源有哪些?應采取哪些措施?標準溶液的遇酸分解、碘標準溶液的揮發(fā)和被滴定碘的揮發(fā)、空氣對KI的氧化作用、滴定條件的不適當。16.試述銀量法中三種指示劑的作用原理。銀量法是利用生成難溶銀鹽反應的沉淀滴定法。鉻酸鉀、鐵銨礬、硝酸鐵。17.為什么莫爾法只能在中性或弱堿性介質(zhì)中進行,而福爾哈德法只能在酸性溶液中進行?因為在酸性溶液中,CrO2-4轉(zhuǎn)化為Cr2O2-7,影響Ag2CrO4的生成。如果溶液堿性太強,將析出Ag2O沉淀,也不能在氨性溶液中進行滴定。福爾哈德法以鐵銨礬[NH4Fe(SO4)2·12H2O]作指示劑。18.欲配制0.1mol/LNaOH溶液500mL,應稱取多少克固體NaOH?應稱取NaOH固體0.1mol/L×0.5L×40g/mol=2.0g19.稱取基準物Na2CO31.580g,溶于少量水后轉(zhuǎn)入100mL容量瓶中,用蒸餾水稀釋至刻度,試計算Na2CO3溶液的物質(zhì)的量濃度。Na2CO3溶液的物質(zhì)的量濃度:1.580g÷106g/mol÷0.1L=0.149g/mol20.稱取基準物草酸(H2C2O4·2H2O)0.3284g,標定NaOH溶液,終點時消耗NaOH溶液25.58mL,試計算NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度。第三章儀器分析法1.為什么分子吸收光譜是一種帶狀光譜?在物質(zhì)分子中存在三種能級形式,從能量高低的角度來說,電子能級>振動能級>轉(zhuǎn)動能級,當分子吸收光波進行電子躍遷時,將伴隨有分子的振動能級和轉(zhuǎn)動能級的躍遷,形成的光譜中就同時存在振動和轉(zhuǎn)動的光譜,并且相互重疊,是連續(xù)的較寬的吸收帶狀光譜。2.在采用分光光度法測定被測試樣組分時,為什么通常選擇最強吸收帶的最大吸收波長為測量的入射波長?盡可能選擇最大吸收波長為測量波長是為了更好地鑒別物質(zhì)的存在或物質(zhì)的含量。有色物質(zhì)的顏色是該物質(zhì)與光作用產(chǎn)生的。由于不同的物質(zhì)其分子結(jié)構不同,對不同波長光的吸收能力也不同,因此具有特征結(jié)構的結(jié)構團,存在選擇吸收特性的最大實收波長,形成最大吸收峰,而產(chǎn)生特有的吸收光譜。3.在采用分光光度法測定被測試樣組分時,為什么一般要選用參比溶液進行參比對照?利用參比溶液來調(diào)節(jié)儀器的零點,可以消除由于吸收池壁及溶劑對入射光的反射和吸收帶來的誤差,并扣除干擾的影響。4.被測試樣溶液的酸度對顯色反應有何影響?由于大多數(shù)顯色劑都是有機弱酸或弱堿,所以介質(zhì)的酸度直接影響顯色劑的離解程度,從而進一步影響到顯色反應的完全程度。5.在分光光度法分析中,通??刹捎媚男┓椒ㄏ蓴_?控制酸度、選擇適宜的空白溶液、選擇適當?shù)臏y定波長、選擇適當?shù)难诒蝿?、增加顯色劑用量、分離干擾物質(zhì)。6.紫外-可見分光光度法在定性分析中的應用主要有哪些?紫外-可見分光光度法的定性分析主要是對某些有機化合物和官能團進行鑒定及結(jié)構分析,也能用于對純物質(zhì)的鑒別和雜質(zhì)的檢驗。7.試說明影響紅外光譜的主要原因。內(nèi)部因素,主要是結(jié)構因素,如相鄰基團的影響、分子結(jié)構的空間分布等,使基團頻率位移;外部因素,主要是由于樣品的測定狀態(tài)不同及溶劑極性等引起的頻率位移。8.利用紅外光譜法測定一種僅溶于水的試樣,可以采用哪些方法制備試樣?涂膜制樣法、溶液制樣法、壓片法等。9.現(xiàn)有兩個組分的混合試樣,都有一個互不干擾的特征吸收峰,欲用KBr壓片法制備試樣,測定其各自的含量,試提出實驗方案。略10.簡要說明氣相色譜法的基本原理。氣相色譜儀有哪些主要部件?各有什么作用?于由流動相(載氣)在同一時刻帶動進入色譜柱中的試樣各組分,由于與固定相產(chǎn)生了某種相互作用,使得試樣分子在流動相和固定相之間進行了量的分配。當經(jīng)過適當長度的色譜柱后,各組分反復在兩相之間進行了多次的分配,使各組分之間出現(xiàn)一定的距離,按先后次序從色譜柱中流出,從而達到分離的目的。氣路系統(tǒng)、進樣系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)和檢測和記錄系統(tǒng)。11.氣相色譜定性的依據(jù)是什么?主要有哪些定性方法?兩個相同的物質(zhì)在相同的色譜條件下應該具有相同的保留值,利用保留值來進行定性分析。利用已知物直接對照進行定性方法、利用文獻值對照進行定性分析、利用保留值的規(guī)律進行定性分析。12.氣相色譜定量的依據(jù)是什么?有哪些主要的定量方法?各適用于什么情況?某些條件限定下,色譜峰的峰高或峰面積與所測組分的數(shù)量(或濃度)成正比。歸一化法,一種相對定量方法,其優(yōu)點是簡便、準確,特別是進樣量不容易準確控制時,進樣量的變化對定量結(jié)果的影響很小;標準曲線法,一種簡便、快速的絕對定量方法,對大批量樣品分析十分合適;內(nèi)標法,該法可以克服標準曲線法中,每次樣品分析時色譜條件很難完全相同而引起的定量誤差,比標準曲線法定量的準確度和精密度都要好;標準加入法,是一種特殊的內(nèi)標法,不需要另外的標準物質(zhì)作內(nèi)標物,只需欲測組分的純物質(zhì),進樣量不必十分準確,操作簡單。13.什么是保留指數(shù)?是定性指標的一種參數(shù),通常以色譜圖上位于待測組分兩側(cè)的相鄰正構烷烴的保留值為基準,用對數(shù)內(nèi)插法求得。第四章高分子材料的鑒別和分析1.在進行顯色試驗時,為什么先進行分離提純后再進行顯色效果更好?顯色試驗是在微量或半微量范圍內(nèi)用點滴試驗來定性鑒別高分子的方法,一般添加劑通常不參與顯色反應,所以可直接采用未經(jīng)分離的高分子材料,但為了提高顯色反應的靈敏度,最好還是先將其分離后再測定。2.為什么在LiebermannStorch-Morawski顯色試驗中要求試劑的溫度和濃度必須穩(wěn)定?如果試劑的溫度和濃度不穩(wěn)定,同一高分子會出現(xiàn)不同的顏色。3.有一未知試樣可能是聚乙烯或聚氯乙烯,請采用顯色試驗進行判斷。吡啶顯色反應:取少許試樣,加入約1mL吡啶,煮沸后加入2~3滴質(zhì)量分數(shù)約為5%氫氧化鈉的甲醇溶液,立即觀察產(chǎn)生的顏色:紅棕色即為聚氯乙烯,聚乙烯無色。4.一個未知熱塑性塑料試樣,外觀不透明,燃燒時產(chǎn)生黑煙,無熔滴,密度大于水,請判斷該試樣可能是什么。密度大于水,排除PE、PP等通用塑料樹脂。外觀不透明,排除PS、AS、PC、PMMA等透明塑料(前提是該塑料試樣未添加填料)。燃燒時產(chǎn)生黑煙,說明塑料試樣燃燒不充分,含碳率高,PVC塑料難燃,初步判斷可能是ABS、PET等,但是PET燃燒時容易產(chǎn)生熔滴。綜合分析,該材料可能是ABS樹脂。5.如何挑選在溶解-沉淀法提純中所用的溶劑?所選的溶劑應當能溶解有機添加成分,而所選的沉淀劑須與該溶劑無限互溶。6.對萃取法提純中所用的萃取劑的要求是什么?溶劑不能與試樣中的有關組分發(fā)生反應,還要避免部分溶解高分子或被高分子強烈吸吸附。7.鈉熔法的原理是什么?通過試樣及金屬鈉反應,該反應主要是金屬鈉在熔化狀態(tài)時與試樣中的雜原子反應生成氰化鈉、硫化鈉、氯化鈉、氟化鈉、磷化鈉等化合物,由鑒別這些化合物而推測試樣的類型。8.請設計一個實驗流程對某聚氯化乙酸乙烯中的氯、氧元素進行定性定量測定。略9.有一試樣大概是環(huán)氧樹脂,現(xiàn)在需對其進行必要的定性定量分析,請設計相應最簡潔方便的實驗方案。略10.通過對本章的學習,請自行設計整理出一套你認為能較全面并很方便對高分子材料進行全方面分析鑒定的鑒定流程方案。略第五章物理性能測試1.塑料和橡膠材料的吸水性可用什么來表示?受哪些因素的影響?通常以試樣原來質(zhì)量與試樣失水后的質(zhì)量之差與原來質(zhì)量之比的百分比來表示;也可用單位面積的試樣吸收水分的量來表示;還可以直接用吸收的水分量來表示其吸收水分的能力。試樣尺寸、材質(zhì)均勻性、試驗的環(huán)境條件、試驗溫度2.密度的表示方式有哪幾種?如何測定?相對密度、表觀密度。測試方法參考相關標準。3.浸漬法測量密度的原理是什么?浸漬法是基于阿基米德定律,將體積的測量轉(zhuǎn)換為浮力的測量,即只要測得該物體全浸沒在已知密度的浸漬液中的浮力大小,就能計算出該物體的體積,進而計算出測量物體的密度。4.什么是塑料和橡膠的黏度?黏度表示流體在流動過程中,單位速度梯度下所受的剪切應力的大小。5.敘述毛細管法和門尼黏度計測量黏度的原理。毛細管法是在規(guī)定溫度和環(huán)境壓力的條件下,在同一黏度計內(nèi)測定給定體積的溶液和溶劑流出時間,求得黏度。門尼黏度計是用于判斷未硫化橡膠加工性能。門尼黏度計的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)度為2r/min,根據(jù)此時施加于轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)矩求出門尼黏度。6.說明溫度對塑料和橡膠材料黏度的影響。略7.何謂溶脹與溶解?由于高分子不易運動,溶解的第一步先是溶劑分子滲入高分子內(nèi)部,使高分子體積膨脹,稱為溶脹,然后才是高分子均勻分散到溶劑中而溶解。8.塑料薄膜的透氣性用什么來表示?敘述其測試原理。氣體透過量、透氣系數(shù)。在一定溫度下,讓試樣兩側(cè)保持一定的氣體壓差,使試驗氣體在試樣中溶解及擴散,氣體透過試樣,測量試樣低壓側(cè)的氣體壓力變化,計算透氣系數(shù)。在透氣性試驗中,由于氣體透過,低壓側(cè)壓力徐徐上升,壓力與時間成直線變化時,透過穩(wěn)定后,Δp/t是穩(wěn)定的,根據(jù)斜率可計算出透氣系數(shù)和透氣量。第六章力學性能測試1.敘述塑料和橡膠的拉伸試驗原理。拉伸試驗是通過試樣沿縱軸方向施加靜態(tài)拉伸負荷使其破壞。通過測定試樣的屈服力、破壞力和試樣標距間的伸長來求得試樣的屈服強度、拉伸強度和伸長率。2.拉伸性能包括哪些項目?拉伸試驗受哪些因素的影響?屈服強度、拉伸強度和伸長率。成型條件、溫度與濕度、變形速度、試樣安裝、其他(試樣厚度、試樣內(nèi)應力)。3.敘述塑料和橡膠的壓縮性能試驗原理。壓縮性能試驗是把試樣置于試驗機的兩壓板之間,并在沿試樣兩個端表面的主軸方向,以恒定速度施加一個可以測量的大小相等而方向相反的力,使試樣沿軸向方向縮短,而徑向方向增大,產(chǎn)生壓縮變形,直至試樣破裂或形變達到預先規(guī)定的數(shù)值為止。4.敘述塑料和橡膠的彎曲性能試驗原理。彎曲性能試驗檢驗材料在經(jīng)受彎曲負荷作用時的彎曲強度和塑性變形的大小。三點式加載方法在試驗時將規(guī)定形狀和尺寸的試樣置于兩支座上,并在兩支座的中點施加一集中負荷,使試樣產(chǎn)生彎曲應力和變形。四點式加載法使彎矩均勻地分布在試樣上,試驗時試樣會在該長度上的任何薄弱處破壞,試樣的中間部分為純彎曲,且沒有剪力的影響。5.對于管狀試樣,如何測試彎曲性能?管材的彎曲性能測試,樣品直接從管材上截取,加工成標準試樣。6.塑料和金屬粘接測試其剪切強度時,如何避免剝離現(xiàn)象的發(fā)生?剪切強度是通過測量測試材料在破裂前可以承受的最大應力水平來確定。參考“GB/T39289-2020膠粘劑粘接強度的測定金屬與塑料”。7.試比較擺錘式?jīng)_擊試驗、落球式?jīng)_擊試驗、高速拉伸沖擊試驗的特點。略8.敘述塑料和橡膠硬度測試原理。塑料的球壓痕硬度試驗是把規(guī)定直徑的鋼球在規(guī)定的試驗負荷作用下,垂直壓入試樣表面保持一定時間后,在負荷下測定壓痕深度,并求出壓痕面積,以單位面積上承受的力來表示硬度大小的試驗。洛氏硬度是用規(guī)定的壓頭對試樣先施加初試驗力,接著再施加主試驗力,然后卸除主試驗力,保留初試驗力,用前后兩次初試驗力作用下壓頭壓入試樣的深度差計算出的硬度值。橡膠邵氏硬度將規(guī)定形狀的壓針在標準的彈簧壓力下,在嚴格的規(guī)定時間內(nèi),把壓針壓入試樣的深度轉(zhuǎn)換為硬度值,表示該試樣材料的硬度等級。國際橡膠硬度(IRHD)是以規(guī)定的負荷和球形壓頭,以壓頭壓入試樣的深度差值來表示試樣的硬度,單位為國際橡膠硬度,用IRHD表示。9.對于未知硬度范圍的材料,選擇試驗負荷時為什么應從小到大逐級預試選擇?10.何謂蠕變和應力松弛?生產(chǎn)上如何合理地應用?蠕變現(xiàn)象是在一定溫度和遠低于該材料斷裂強度的恒定外力作用下,材料的形變隨時間增加而逐漸增大的現(xiàn)象。應力松弛是在恒定形變下,物體的應力隨時間而逐漸衰減的現(xiàn)象。如密封用的橡膠材料,要求應力松弛越小越好;而對于注射成型的聚碳酸酯塑料制品,則要求有一定的應力松弛。11.何謂摩擦和磨耗?如何測定塑料和橡膠的摩擦和磨耗?當兩個互相接觸的物體,彼此間有相對位移或有相對位移趨勢時,互相間就產(chǎn)生阻礙位移的機械作用力,稱為摩擦力,這種現(xiàn)象就叫摩擦。物體在互相摩擦的過程中,其接觸面上的物質(zhì)不斷損失的現(xiàn)象稱為磨耗或磨損。測試摩擦系數(shù)和磨耗量。12.塑料和橡膠的摩擦與磨耗受哪些因素的影響?負荷、溫度和速度、表面狀態(tài)。第七章熱性能測試1.高分子熱性能包括哪幾類?舉例說明。熱穩(wěn)定性,如尺寸穩(wěn)定性、負荷下的熱變形溫度、收縮率、熱膨脹等;熱物理性,如玻璃化溫度、熔點或軟化溫度、熱導率、比熱容等;流動性,如熔體流動速率、凝膠點等;耐寒性,如失強溫度、低溫脆化溫度、低溫伸長保留率、低溫剛性溫度等。2.高分子的尺寸穩(wěn)定性主要用什么物理量來表示?敘述其測試原理和結(jié)果表示方法。通常用尺寸收縮率來表示。加工過程,高分子長鏈分子被拉伸、壓縮、剪切,熔體流動過程分子在某種程度上有定向和結(jié)晶現(xiàn)象,冷卻時,這些狀態(tài)在某種程度上被凍結(jié),制品成型后,分子的鏈段總是力求回復到原來自由的狀態(tài),從而使制品的尺寸發(fā)生某種程度的變化。規(guī)定尺寸的試樣在規(guī)定的溫度、以規(guī)定的方式放置在規(guī)定的支撐上,經(jīng)過規(guī)定的時間,然后將試樣冷至室溫,試樣縱向和橫向尺寸變化的百分率。3.為什么說高分子負荷下的熱變形溫度并不是其制品的最高使用溫度?最高使用溫度還要考慮到制品的使用條件、受力情況等因素。4.影響負荷下熱變形溫度試驗的因素有哪些因素?同時做出討論。負荷力的大小對其影響較大;升溫速率的快慢,直接影響到試樣本身的溫度狀況;對于某些材料,試樣是否進行退火處理對測試結(jié)果有影響。5.何為線膨脹系數(shù)?敘述高分子線膨脹系數(shù)的測量原理和結(jié)果表示方法。線膨脹系數(shù)是單位長度材料每升高1℃溫度的伸長量。高分子與一般物質(zhì)一樣,在環(huán)境溫度發(fā)生變化時,其體積和各維長度都會發(fā)生變化,符合一般物質(zhì)的熱脹冷縮規(guī)律。測量線膨脹系數(shù)可用連續(xù)升溫法;測量平均線膨脹系數(shù)可用兩端點溫度法或連續(xù)升溫法。6.高分子線膨脹系數(shù)測定的主要影響因素有哪些?同時做出討論。狀態(tài)調(diào)節(jié),吸濕性大的材料,會在相對濕度大的環(huán)境吸收較多的水分,而對膨脹系數(shù)測量產(chǎn)生影響;試驗壓力,試驗時試樣受熱膨脹,其膨脹量傳送給測量元件,測量元件必然會給試樣以作用力,當作用力太大時,會使試樣發(fā)生彎曲或在力的作用點處發(fā)生凹陷,影響測量結(jié)果。7.敘述毛細管法測定高分子熔點的原理和主要影響因素。在控制升溫速率的情況下對毛細管中的試樣加熱,觀察其形狀變化,將試樣剛剛變透明或凝聚時的溫度,作為該高分子的熔點。升溫速率、控溫起點高低、裝樣高度。8.敘述偏光顯微鏡法測定高分子熔點的原理和主要影響因素。當光射入晶體物質(zhì)時,由于晶體對光的各向異性作用而出現(xiàn)雙折射現(xiàn)象,當物質(zhì)熔化,晶體消失時,雙折射現(xiàn)象也隨之消失?;谶@種原理,把試樣雙折射消失時的溫度就定義為該試樣的熔點。試樣的狀態(tài)、升溫速度、試驗環(huán)境(氧化、降解)。9.物質(zhì)熱交換有哪幾種方法?物質(zhì)熱交換有三種基本方式(熱傳導、熱對流和熱輻射)。10.何為熱導率?敘述其測試原理和影響因素。熱導率是單位面積、單位厚度試樣的溫差為1℃時,單位時間內(nèi)所通過的熱量,表明物體熱傳導能力的重要參數(shù)。11.何為塑料熔體流動速率?敘述其測試原理和主要影響因素。熔體流動速率:塑料熔體在規(guī)定的溫度和壓力下,在參照時間內(nèi)(600s)從標準口模被壓出的質(zhì)量,單位為g/10min。高分子熔體黏度和熔體流動速率與高分子的分子量大小密切相關,一般情況下,熔體流動速率越小,平均分子量越高,反之平均分子量越低。熔體流動速率只能表征相同結(jié)構高分子分子量的相對數(shù)值,而不能在結(jié)構不同的高分子之間進行比較。容量效應、溫度波動、高分子熱降解。12.測試塑料熔體流動速率的儀器和條件有什么規(guī)定?有哪些注意事項?略13.高分子低溫試驗的低溫箱有哪些類型?說明其原理。機械冷凍裝置、直接型干冰裝置、間接型干冰裝置、密封空氣裝置、液氮制冷裝置。14.何為塑料脆化溫度?敘述其試驗原理。脆化溫度是不是最低使用溫度?為什么?塑料脆化溫度是塑料試樣在規(guī)定的受力變形的條件下,測出其顯示脆化破壞時的溫度。通常把試樣破壞概率為50%時的溫度定義為脆化溫度。15.敘述橡膠TR試驗的原理和意義。橡膠的溫度-回縮試驗(TR)能快速評價橡膠在低溫下的黏彈性能,比較不同配方的硫化橡膠在低溫應變狀態(tài)下的結(jié)晶趨勢。將試樣在室溫下拉伸到規(guī)定的長度后,迅速將其冷凍,使之失去彈性(除去拉伸力后試樣不發(fā)生回縮),然后以均勻的速度升高溫度,由于彈性恢復,試樣發(fā)生回縮,分別記錄各溫度與試樣的對應長度值,繪出試樣回縮百分率與溫度的關系曲線,從而求得試樣不同回縮率所對應的溫度值。16.敘述橡膠低溫剛性試驗的原理和結(jié)果表示方
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