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北京化工大学聚合物合成制备.doc

上传人:HR专家 文档编号:5882364 上传时间:2019-03-20 格式:DOC 页数:12 大小:617.50KB
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资源描述

1、1. a.活性聚合特点与聚合产物的结构特征。(04) b.目前,活性自由基聚合是高分子领域的一个热点。试分析几种活性自由基聚合的特点,以及他们与传统活性负离子聚合的不同点。(05) c.总结自由基活性聚合的基本原理。(06) d.比较自由基活性聚合与负离子活性聚合的相同点和不同点(07)e.比较三种自由基活性聚合体系的差别,论述其活性聚合物的结构特征?(08)f.目前,活性自由基聚合是高分子化学领域的一个热点,试分析几种活性自由基聚合的特点,以及它们与传统活性负离子聚合的不同点。 (09)答案:b. 活性自由基聚合特点:快引发、慢增长、无终止和无连转移聚合物分子量可控、分子量分布窄聚合物分子量

2、与单体转化率成正比聚合完成后,在加入单体能够继续聚合活性自由基聚合实现思路:采取合适手段,使自由基浓度P. 降低。 P. R.+ PRkk几种活性自由基聚合:(1)基于氮氧稳定自由基的体系(TEMPO)A: 基本原理TEMPO, 2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物,其中 TEMPO 为自由基捕捉剂B:特点MWD80%)、单体(10%) 、助乳化剂(戊醇等)成核机理 胶束成核 液体成核 液滴成核+胶束成核聚合物胶粒特征 0.10.2m 100400nm 10100nm4. a.微生物合成 PHA 的结构与性能特点。(04)b.什么是生物降解性聚合物?影响聚合物降解性的因素有哪些?利用聚乳酸作降解剂

3、有哪些优缺点?合成高分子量的聚乳酸的方法有哪些?(06)c.(1)聚(3-羟基丁酸-CO-3-羟基戊酸酯)PHBV与聚(3-羟基丁酸酯)PHB在物理性质方面有何差别?如何制备这两种聚合物?(2)以反应式表述制备高分子量聚乳酸PLA的方法,聚(L-乳酸)PLLA的物理性能有什么特点?如何对它进行改性?(07)d.(1) 影响聚合物生物降解性的因素有哪些?如何表征聚合物的生物降解性?(2)目前制备高分子量聚氨基酸的方法有哪些?各有什么特点?(08)e.什么是生物降解性聚合物?影响聚合物生物降解性的因素有哪些?聚乳酸作为生物降解性材料有哪些优缺点?如何对其进行改性?(09)f.常见的可生物降解二元酸

4、/二元醇聚酯有哪些?各自有什么特点?(09)答案:b. 生物降解性聚合物:聚合物在微生物或酶的作用下逐渐分解为小分子的过程。影响聚合物降解的因素:1) 主链结构及柔顺性:含易水解键、主链柔顺易降解;2) 分子量及其分布:分子量低 ,易生物降解;3) 结晶度:非晶区易降解, 结晶区难降解;4) 交联、支化情况:交联、支化引起降解速度下降;5) 粗糙度:粗糙的表面有利于降解的发生;6) 环境因素:合适的湿度、 PH 值、营养元素等。聚乳酸作降解剂优缺点:优点:良好的生物相容性、可降解性,较好的防渗透性缺点:周期难于控制、生产成本较高,解决办法是引入添加剂, 制成混合材料合成方法:1) 开环聚合法:

5、一般为本体聚合或溶液聚合,近年来也有进行酶催化聚合的研究开环聚合法首先由乳酸脱水环化为聚合单体丙交酯,然后将合成的丙交酯精制提纯后再进行开环聚合,从而得到高分子量的PLA。2) 缩聚法:直接缩聚法 高真空度。所得 PLA 的 分子量2 万溶液缩聚 以二苯醚等为溶剂、减压共沸脱水。设备复杂。所得 PLA Mw=140000熔融-固相缩聚缩聚扩连法c Pm Tg 拉伸强度(Mpa)PHBV 179 10 40PHB 175(180) 4 40以真养产碱菌(A. eutrophus)为例,如以葡萄糖、果糖、乙酸盐等为碳源,产物为 PHB葡萄糖+丙酸,产物为PHBV,HV含量在047mol%间 O C

6、H 2 C O3nCH23 2 C OmPHBV扩链剂:二异氰酸酯、三光气等PLLA疏水,结构规整,结晶度较高,防渗透性,光泽度高。增塑改性;共聚改性;共混改性;复合改性5. a.茂金属催化剂的发展是聚合物历史上的一座里程碑。利用摆动型茂金属催化剂可以合成立构嵌段的聚丙烯PP,如无规与等规等结构,试推测该结构聚合物可能具备的性能特点。(05)b.利用乙烯和长链 -烯烃(如 1-辛烯)可以通过 Z-N 催化剂和茂金属催化剂进行制备合成线形低密度聚乙烯 LLDPE,分析这两种聚合物结构与性能上的差异。如果 1-辛烯的含量超过 20%,推测产品性能可能发生什么变化,是什么产品?(06)c.Ziegl

7、er-natta 催化剂,茂金属催化剂,茂后催化剂都是配位聚合的催化剂体系,试从聚合单体、产品结构、引发剂活性等多个方面进行比较(可以举例)(07)d.试从聚合单体、产品结构、引发活性等多方面举例比较 zigler-Natta 催化剂、茂金属催化剂?(08)e.采用茂金属催化剂和传统的 Ziegler-Natta 催化剂制备线性低密度聚乙烯时,聚合结构有什么差别,原因是什么。 (09)答案:a等规 PP 的结构规整性好,结晶度高,熔点高,硬度和刚度大,力学性能好;无规 PP 为无定型材料,强度很低,可作等规 PP 的增韧改性剂。由于无规 PP 的嵌入,阻碍了等规聚乙烯的结晶,与纯等规聚丙烯相比

8、,结晶部分减少。在聚合物中,等规 pp 就是刚性链,而无规 PP 就是柔性链,所以聚合物有热塑性弹性体的性能,而且,具有较好的光学透明性、柔顺性、较低的熔融温度,从而降低了热封合温度,具有很好的低温冲击性能。但硬度、刚度、耐蠕变性等会有所降低。b. 和 Z-N 催化剂制备的 LLDPE 相比,茂金属催化剂制备的 LLDPE 具有以下特点:结构特点:传统 ZieglerNatta 催化剂中存在多种活性中心,而不同的活性中心对共单体的聚合活性也不相同。相反,在茂金属催化剂中只存在一种活性中心,这样聚合速率和共单体的插入都比较均一,使生成的 LLDPE结构有如下特点:(1)茂金属 LLDPE 相对分

9、子质量分布较窄(2)传统 LLDPE 相对分子质量分布较宽,即不同分子链上的共单体含量不同,一般是相对分子质量越低,共单体含量越高。而茂金属 LLDPE 分子链间分布非常均匀。 (3)茂金属 LLDPE 具有均匀的分子内组成分布,共单体单元在同一分子链内呈无规分布,而传统LLDPE 中共单体单元在分子链内倾向嵌段分布 性能特点: 热性能:传统 LLDPE:具有宽相对分子质量分布和组成分布,熔点主要由含共单体少的高相对分子质量部 分决定,因此密度相同时传统 LLDPE 的熔点高于茂金属 LLDPE 的熔点;与传统 LLDPE 比较,茂金属 LLDPE加工而成的薄膜具有较低的热封温度。 结晶性能:

10、 传统 LLDPE 的高相对分子质量部分含有很少的共单体,成核速率比共单体含量高的低相对分子质量部分快,倾向于异相成核,并产生较宽的片晶尺寸分布;而茂金属 LLDPE 的组成分布窄,不同分子链间的成核速率比较接近,倾向于均相成核,且形成的晶体大小均一。 拉伸性能:由于聚合物的模量和屈服应力一般只与结晶度有关,因此密度相近的传统 LLDPE 和茂金属LLDPE 具有相近的模量和屈服应力,但茂金属 LLDPE 具有较大的断裂伸长率 抗冲性能:茂金属 LLDPE 具有优良的低温抗冲性能。同密度相近的传统 LLDPE 相比,茂金属 LLDPE 的 松驰温度更低,范围较窄,同一温度下低温抗冲强度更高,这

11、可能是茂金属 LLDPE 中共单体更接近无规分布的结果。 加工性能:茂金属聚乙烯的主要结构特点是窄相对分子质量分布和窄组成分布,这必然导致加工时剪切变稀的现象不如传统聚乙烯明显,即加工较为困难。当聚合物中的 1-辛烯含量超过 20%,则聚合物中柔性段增多,故使聚合物具有橡胶的特性。 但仍具有塑料的强度和加工性能,其光学性能及机械性能好,热封性能优良,与其他树脂的相容性好。由于 1-辛烯含量增加,故这种材料的优异的物理机械性能(尤其抗冲击性能)和良好的低温性能。主要用于 PE 抗冲改性剂、热塑性弹性体。 c 聚合单体 产品结构 引发剂活性HDPE 线性 Z-N催化剂 PP PMMA 间规 高活性

12、 茂金属 极性与非极性如乙烯与MMA 嵌段共聚物 高活性 茂后 :“茂后” 烯烃聚合催化剂包括后过渡金属催化剂和非茂前过渡金属催化剂。后过渡金属烯烃聚合催化剂对极性官能团具有较强的耐受性,可催化乙烯与极性单体的共聚合反应,得到高分子量的功能聚烯烃材料。非茂前过渡金属烯烃聚合催化剂的结构可调变性大,经过结构与性能优化,可获得高活性和高共聚能力的新型催化剂,具有良好的工业应用前景;另外,通过配体结构的精心设计和中心离子的选择,还可获得烯烃活性聚合催化剂,在温和的条件下,实现乙烯、丙烯、环烯烃的活性聚合与共聚合,从而设计合成结构明确的嵌段聚烯烃材料6. a.写出两种以上的二元酸和两种以上的二元醇,并

13、采用它们合成聚酯。分析合成过程中的有利的方面和难点,并预测聚合产物的性能差别。(04)b.以对苯二甲酸与乙二醇,丁二醇分别制备聚酯,并推测产品性能特点。(05)c.从尼龙和芳纶制备原料的差别,讨论尼龙到芳纶性能的改变。(06)d.聚酯改性可采用哪些方法,并分析性能特点。 (07)e.写出一系列(三种以上)可用于制备聚酰胺的二元胺和二元酸单体,预测其产品的结构与性能差别,并分析聚合物制备过程中可能遇到的问题。 (09)答案:b. 两种聚酯的性能差异主要由于醇的种类引起的。丁二醇比乙二醇长,故 PBT 柔性比 PET 好,即结晶程度较低。PET:结晶性、刚性和强度、对非极性气体的阻隔型、蠕变性和尺

14、寸稳定性、透明性等性能好。包装材料、纤维PBT:热塑性聚酯工程塑料,可在较宽温度范围内保持良好的力学性能,如刚性、硬度及稳定性。加工性能优良,流动性好、结晶速度快,因而成型加工周期短,可大大降低加工费用。c. 尼龙由二元酸和二元胺缩聚而成或己内酰胺开环聚合而成;纺纶是由芳香族聚酰胺树脂纺成的纤维,国外称为芳酰胺纤维,我国定名为纺纶。凡聚合物大分子的酰胺基中的氮原子和羰基直接与芳香环中的碳原子相连接并置换其中一个氢原子的聚合物,称为芳香族聚酰胺树脂。带有苯环的二元酸和带有苯环的二元胺宿聚而成。由于纺纶是聚酰胺主链中引入苯环,所以强度提高,耐热性提高d聚合物共聚共混改性:通过选择不同性质共聚共混物

15、质以及之间的比例达到对聚酯不同性质的提高,具有可调节和可控制性。无机纳米粒子改性:将纳米粒子分散加入到聚酯树脂基体中,由于其具有大的比表面积,与基体间有很好的界面结合,可增强增韧复合材料。用天然植物纤维或粒子与聚酯共混制备复合材料,既降低成本又可提高体系的某些性能。粉煤灰(FA)基本是一种球状的粒子,可用于聚酯的改性提高复合材料的硬度。在聚酯树脂中添加绿茵酸酐、四溴酞酸酐和二溴新戊二醇等可使聚酯具有良好的阻燃性,但燃烧会产生大量黑烟,同时放出有毒烟气如HC1、HBr、CO 等,且含卤的UP着火很难扑灭,因此有必要在阻燃性聚酯中添加发烟抑制剂。用水合氧化铝(ATH)或二氧化硅(Si0。)作为填料

16、加入UP中能提高复合材料的电性能。7. a.接枝聚合是聚合物改性的重要方法,试举出不同聚合方法进行接枝聚合的实例。分析利用活性聚合进行接枝聚合合成的聚合物的特征。(04)b.合成星形聚合物的方法有很多,如偶联法,请再指出两种合成星形聚合物的方法,并适当的举例说明。(05)c.接枝聚合是聚合物改性的重要方法。试举出自由基聚合方法进行接枝聚合的实例。分析利用活性聚合进行接枝聚合合成的聚合物的特征。(06)d.反应活性大,选择性高的有机化学反应在活性聚合物偶联、超支化聚合物制备以用聚合物改性方面均有十分重要的应用,试举两例?(08)e.反应活性大、选择性高的有机化学反应在活性聚合物偶联、超支化聚合物

17、制备以及聚合物改性方面均有十分重要的应用。试举两例。 (09)答案:b.(1)活性自由基聚合法:ATRP 法(2)阴离子活性聚合法:c. 自由基聚合方法进行接枝聚合的实例:AES(由苯乙烯、丙烯腈接枝于三元乙丙橡胶的共聚物) 、ACS(丙烯腈、苯乙烯、氯化聚乙烯接枝共聚物)活性聚合的特征:a:聚合物分子量可控、分子量分布窄b:快引发、慢增长、无终止和无链转移c:聚合物分子量与单体转化率成正比d:聚合完成后,在加入单体能够继续聚合,聚合物的特征:分子量比较均一8. a.阐述为什么橡胶在室温为弹性体,而非玻璃体。(04)b.丁二烯 Bd 是工业上合成橡胶的重要原料。试着阐述利用阴离子聚合方法制备聚

18、丁二烯橡胶时,控制微观结构的方法与规律,并讨论者对其结构与性能的影响。(05)c.丁二烯是一种合成橡胶的重要原料,试阐述采用负离子聚合方式制备聚丁二烯橡胶及丁二烯共聚橡胶产品时,控制微观结构的方法和规律。 (09)答案:a玻璃化温度 Tg 是橡胶材料使用的温度下限,且橡胶的 Tg 出于室温以下,因而室温下大都处于橡胶-弹性平台区,故而为弹性体。b. 可通过控制溶剂和温度来控制微观结构(1)溶剂极性共价结合 紧密离子 对松散离子对 自由离子溶剂的极性和溶剂化能力,对引发和增长活性中心的状态有很大影响,使之可分别处于共价结合,紧密离子对,松散离子对,直到自由离子。如增加溶剂极性,可使上式向右进行,

19、改变增长物种的状态及相对含量,从而影响聚合反应速率和聚合物的微观结构。对丁二烯来说,溶剂极性越强,活性中心离子对越松散,聚合物中 1,2 结构含量增多;反之,1,4 含量增多。(2)温度影响聚合反应中,升高温度,对聚合反应中活化能大的反应有利。升高温度,对极性溶剂的聚丁二烯聚合反应,聚合物中 1,2 结构含量下降;而对非极性溶剂,温度越高,越不利于 1,2 结构生成。9. a.导电聚合物主要有哪些类型?试举例说明。(06)b.导电聚合物主要有哪些类型?试举例说明(07)c.举例说明,什么是电子导电聚合物和离子导电聚合物,如何提高其导电性。 (08)答案:a. 按结构和制备方法不同可分为结构型导

20、电高分子材料和复合型导电高分子材料两大类:复合型导电高分子材料复合型导电高分子材料根据加入基体聚合物中导电成分的不同分为两类:填充复合型导电高分子材料和共混复合型导电高分子材料填充复合型导电高分子材料一般是将抗静电剂及各种导电材料加入到基体聚合物中复合而成。抗静电剂多为极性或离子型表面活性剂;导电材料主要有炭系材料、金属氧化物系材料、金属系材料、各种导电金属盐以及复合填料等多个品种。共混复合型导电高分子材料是将亲水性聚合物或结构型导电高分子与基体高分子进行共混,它们是抗静电材料和电磁屏蔽材料的主要用料,其用途十分广泛,是目前最具实用价值的导电塑料。亲水性共聚物,表面电阻率低,具有永久抗静电性能

21、。结构型导电高分子这种导电聚合物按其结构特征和导电机理还可以分为三类:载流子为自由电子的电子导电聚合物导电过程中载流子是聚合物中的自由电子或空穴。聚合物中的兀键可以提供有限离域,当聚合物中具有共轭结构时,兀电子体系增大,电子的离域性增强,电子的可移动范围随之增大。当共轭结构足够大时,化合物即可提供自由电子。具有跨键移动的兀键电子就是导电聚合物的载流子。目前已知的电子导电聚合物除早期发现的聚乙炔外,大多为芳香单环、多环以及杂环的共聚及均聚物。 载流子为正负离子的离子导电聚合物离子导电聚合物也属于高分子固体电解质,它允许离子在其中移动,同时对离子又具有溶剂作用,但不具有液态流动性和挥发性。离子导电

22、聚合物主要有以下几类:聚醚、聚酯和聚酰亚胺。以氧化还原反应为电子转移机理的氧化还原型导电聚合物。这类聚合物的侧链上常带有可以进行氧化还原反应的活性基团,当一段聚合物的两端接测定电极时,在电极电势的作用下,聚合物内的电活性基团发生氧化还原反应,在反应过程中伴随着电子转移的过程发生。如果在电极之间施加电压,聚合物中将有电流通过,即产生导电现象。10.a.简述固相炭化的定义及其特征。(06)b.碳纤维的制造工艺包括哪几个主要步骤(07)c.碳纳米管定义是什么?在用碳纳米管增强聚合物基复合材料时,可以通过哪些方法对碳纳米管进行表面处理?(07)d.什么是碳纳米管,碳纳米管的制备方法主要有哪几种?(08

23、)e.按制备原料分,碳纤维分哪几种类型,制备工艺包括那几个主要步骤?(08)f.有机化合物成炭的途径有哪几种?他们的定义和特征是什么?(08)g.有机物成炭的途径有哪几种?简述固相炭化的定义及其特征。 (09)h.什么是碳纳米管和石墨烯?碳纳米管和石墨烯的制备方法主要有哪几种?(09)答案:a. 定义:固态的炭化反应物不经气相或液相而直接于固态发生分解和热缩聚反应,变成固态炭化生成物的过程,称为固相炭化。特征:1)原始固态物的形态和结构基本确定了最终炭的形态和结构;2)由固相炭化一般得到无择优取向的难石墨化性炭前驱体,炭化条件难以改变原料炭的本性;3)如果将炭化分子进行预处理,使之具有高度的择

24、优取向,虽然其石墨化性本质不变,但反应后的芳构平面有时也会具有取向性,也可以经过固相反应得到易石墨化性炭。bc碳纳米管是所谓的“分子纤维” ,其结构是由单层或两层以上、极细小的圆筒状石墨片而形成的中空碳笼管。碳纳米管可定义为“将石墨六角网平面(石墨烯片) ”卷成无缝筒状时形成无缺陷的“单层”管状物质或将其包裹在内,层层套叠而成的“多层”管状物质” 。液相氧化法如浓硝酸处理可以增加CNT表面官能团如-OH COOH C=O等官能团制备方法:电解氧化法;表面接枝法;化学气相沉积法。11. a.试设计合成一种双嵌段共聚物,要求其一段具有水溶性,一段有憎水性。(04)b.合成一线性聚合物,两端带有羟基

25、。(06)c.试设计一种梳形聚合物,要求主链具有憎水性,支链具有憎油性。(06)答案:b. 如萘钠: + - .M e或利用丁基锂待反应结束后,在酸性环境下,用环氧乙烷(CH 2) 2O 处理 HCRHCHROLiLi 2222 c主链苯乙烯憎水,而支链聚乙烯醇溶于水憎油。12. a.甲基丙烯酸甲酯/丁二烯三嵌段共聚物(PMMA-b-PB-b-PMMA)可以采用负离子活性聚合方法制备,试写出聚合反应路线。参照苯乙烯/丁二烯三嵌段共聚物(SBS) ,分析当 MMA/Bd 比例逐渐增大时,聚合物性能有什么变化。(04)b.分析极性单体(如甲基丙烯酸酯类)负离子聚合的难点,通过怎样的方法可以改善其苛

26、刻的聚合条件。(06)答案:b. 难点:副反应分子结构中存在羰基,很容易与引发剂或活性聚合物的链末端侧基第二单元发生“反咬”反应,从而导致反应的终止,单体转化率下降,相对分子质量不能控制和分布变宽;对丙烯酸烷基酯而言由于存在活泼的 氢原子,因此情况更加复杂,即副反应发生的可能性加大。措施:降低活性中心的活性目前采用的方法主要有两种,一是合成立体位阻较大的引发剂;二是在体系中加入不同种类的配位体络合剂;此外,就是降低聚合反应温度。13. a.分析自由基、负离子、正离子以及配位聚合之间的差别(从聚合单体、引发剂、聚合环境、副反应的程C6H12 3 2 C HC H 3 C H2 C HC C +

27、t -B uL i5 0o C2 h,t -B u3 2 C HC H 3 C H2 C HC C L i L i+ + - - t -B u2( I) 度等方面)(04)b.一般而言,环状单体的环张力是开环聚合活性的决定因素。试问,易位开环聚合是否也是如此?二环戊二烯开环聚合得到的聚合物结构是怎样的?(05)c.举出几种可进行阳离子聚合的单体,并分析可进行阳离子聚合单体的特点(07)d.试举出逐步聚合用的 5 种以上反应官能团,在可能的情况下进行活性大小比较。 (08)e.阳离子聚合的基本特点及其形成原因?(09)答案:a离子聚合聚合反应 自由基聚合阳离子聚合 阴离子聚合配位聚合聚合单体 弱

28、吸电子基的烯类单体,共轭单体推电子基的烯类单体,易极化为负电性的单体吸电子基的共轭烯类单体,易极化为正电性的单体烯烃类单体引发剂 过氧类、偶氮类化合物 Lewis 酸,质子酸,碳阳离子,亲电试剂Lewis 碱,碱金属,有机金属化合物,碳阴离子,亲核试剂Ziegler-Natta,茂金属,烷基锂,茂后,稀土等活性中心 自由基 碳阳离子等 碳阴离子等 金属(过渡)离子主要终止方式 双基终止 向单体和溶剂转移 难终止,活性聚合阻聚剂 生成稳定自由基和化合物的试剂,对苯二酚、DPPH 等亲核试剂,水、醇、酸、胺亲电试剂,水、醇、酸等含有活性氢物质,氧、CO 2等可用水做介质 卤代烃等 烷烃,四氢呋喃等

29、 脂肪烃、单体本身等溶剂帮助散热;引发剂的诱导分解;链转移反应活性种的形态;离子对的紧密程度;聚合速率;定向能力、立构规整性必须严格精制脱除水分聚合温度 一般 5080 低温,0-100室温或 0以下 65150副反应聚合机理特征 慢引发,快增长,速(双基)终止快引发,快增长,易转移,难终止快引发,慢增长,无终止,无转移聚合方法 本体,溶液,悬浮,乳液本体,溶液 本体,溶液b. 易位聚合:聚合单体:环状烯烃(环己烯不可)催化剂:Schrock 络合物(金属卡宾络合物 carbene)特点:保留单体的所有双键环状单体的环张力是易位开环聚合活性的决定因素聚合机理: CH = MCH = CH CH

30、 MCH CH CH MCH CH二环戊二烯开环聚合得到的聚合物结构:RuCl3/HCln-BuOH* *n所得聚合物两个双键都可聚合,得到交联聚合物c异丁烯含甲基推电子基团;苯乙烯及其衍生物,苯环的共轭效应,若带有供电基团,无疑增加单体活性。乙烯基醚含有推电子基团。14. a.-长链烯烃(如丁烯等)与乙烯共聚对聚乙烯产品性能有什么影响。(04)b.GPPS(通用聚苯乙烯) 、HIPS(高抗冲聚苯乙烯) 、ABS 以及 s-PS(间规聚苯乙烯)是苯乙烯单体合成的重要高分子材料。 (1)分别说明其合成方法;(2)产品结构特点和性能特点。(04)c.提高聚合物基复合材料界面粘结强度的方法有哪些?(

31、06)d.纤维增强陶瓷基复合材料的增韧机制是什么?(06)e.RTM 和 RIM 是什么成型工艺(07)答案:c. 使用偶联剂偶联剂:也称活性浸润剂,它既与增强用玻璃纤维表面形成化学键,又与基体具有良好的相容性或与基体反应的化学试剂。常用的偶联剂:有机硅、有机铬、钛酸酯等。有机硅偶联剂的结构通式为:R-Si-(OR)3 增强纤维表面活化通过各种表面处理方法,如表面氧化、等离子处理,可在惰性的碳纤维或玻璃纤维表面上引入活性官能团,例如:-OH、-COOH、C=O、-NH2等。这些官能团一方面与基体中活性基团反应,另一方面也可提高纤维与基 体相容性,从而提高强度。使用聚合物涂层聚合物涂层与增强纤维

32、和基体都有良好的浸润性,所以能有效地改善PMC界面粘接状况。聚合物涂层的另一个作用是改善界面的应力状态,降低界面的残余应力改善聚合物基复合材料的冲击韧性和疲劳性能。d. 纤维增强陶瓷基复合材料的增韧机制有应力传递,基体预应力,纤维拔出,界面摩擦等。连续纤维的增韧主要源于裂缝尾部纤维的拔出,纤维与基体的结合力不宜过弱也不宜过强,结合强度恰到好处时获得最大韧性。预置应力法先使纤维处于拉伸状态,在纤维上包裹基体材料,并使之固化,完全固化后再撤消纤维上的拉力,纤维要恢复弹性形变,材料就受到一个压缩应力,要想将此材料拉伸,首先必须克服基体内的压缩应力,从而起到增韧的作用。也可以利用纤维与基体之间热胀系数大于基体,纤维收缩的倾向就大于基体。在纤维收缩倾向的作用下,基体内自然会产生一个压缩应力。eRTM:树脂转移成型技术。它是把增强材料切成或制成预成型体(Preform) ,放入模腔之中。预成型体放置于合适的位置,以保证模具的密封。合模后,树脂被注射到模腔之内,流经增强体,把气体排出,并润湿纤维(增强体) ,多余的树脂将从排气孔处排出模腔。之后,树脂在一定的条件下经固化后,取出是到制品。RIM: 反应注射成型是把单体注射到模具之中,在模具之中完成聚合反应的工艺过程。特点:快速混合两种或两种以上能发生反应的化合物,其注射温度和注射压力都很低。

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