2011年巖土工程師考試:建筑材料指導(dǎo)(31)

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3.試述高分子材料的結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系。
    參考答案:大分子鏈的遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)
    (1)大分子鏈的幾何形狀
    大分子鏈的幾何形狀有三種:線形、支鏈形、體形
    (2)大分子鏈的構(gòu)象
    組成大分子鏈 的每個(gè)單鏈,都有一定的鍵長(zhǎng)和鍵角,并且能在保持鍵長(zhǎng)和鍵角不變的情況下旋轉(zhuǎn)。每個(gè)單鍵圍繞相鄰單鍵按一定角度進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)成為單鍵的內(nèi)旋。原子圍繞單鍵內(nèi)旋的結(jié)果導(dǎo)致了原子排布的多樣化。
    (3)大分子鏈的柔順性
    大分子鏈由于構(gòu)象的變化,獲得不同卷曲程度的特性成為大分子鏈的柔順性。柔順性與大分子鏈中單鍵內(nèi)旋的難易程度有關(guān)。其難易程度一方面與主鏈上的原子種類有關(guān);另一方面,各單鍵的內(nèi)旋彼此之間也會(huì)受到牽制。
    4.多組分塑料的主要組成有哪些?其作用如何?
    參考答案:大分子鏈的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)
    (1)無(wú)定形聚合物的結(jié)構(gòu)
    無(wú)定形聚合物中大分子鏈松散、無(wú)規(guī)、混亂地堆聚在一起,就像一個(gè)無(wú)規(guī)雜亂的線團(tuán),但在大分子無(wú)規(guī)線團(tuán)的結(jié)構(gòu)間,也存在著一些排列比較規(guī)整的大分子鏈段折疊區(qū),只是這些折疊區(qū)較小,含量較少。
    (2)晶態(tài)聚合物的結(jié)構(gòu)
    聚合物中大分子鏈或鏈段有規(guī)則地排列或折疊構(gòu)成晶態(tài)結(jié)構(gòu)。線形、支鏈形和交聯(lián)較稀的網(wǎng)狀聚合物固化時(shí)可以部分結(jié)晶,典型的結(jié)晶聚合物一般只有50%~80%的結(jié)晶度。
    3、高分子材料的性能與其組成的聚合物的結(jié)構(gòu)密切相關(guān),聚合物的鏈結(jié)構(gòu)和聚集結(jié)構(gòu)不同,則高分子材料的性能各異,所以聚合物結(jié)構(gòu)與性能的規(guī)律也適用于高分子材料性能與結(jié)構(gòu)的關(guān)系,同樣,溫度對(duì)聚合物性能也適合于高分子材料
    4、1)樹脂 通常是指受熱后有軟化或融化范圍,軟化時(shí)在外力作用下有流動(dòng)傾向,常溫下是固態(tài)、半固態(tài),樹脂是塑料的基體材料,塑料的物理、力學(xué)性能和加工成型工藝主要取決于所采用的樹脂。
    2)填料或增強(qiáng)材料
    為提高塑料制品的強(qiáng)度和剛度,可以加入各種纖維狀增強(qiáng)材料,填料一般是固態(tài)粉末,其主要作用是降低塑料成本和收縮率,同時(shí)也能對(duì)某些物理性能起到改善作用
    3)增塑劑
    為了制備室溫下軟質(zhì)塑料制品和改善加工時(shí)的熔融流動(dòng)性能,需要加入一定量的增塑劑
    4)固化劑
    對(duì)于熱固性樹脂,需要加入固化劑,通過(guò)交聯(lián)作用使大分子鏈具有體形網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),成為堅(jiān)固的有固定形狀的熱固性塑料制品
    5)防老化劑(防止老化)
    6)潤(rùn)滑劑
    防止塑料在成型過(guò)程中產(chǎn)生粘膜問(wèn)題
    7)著色劑(染色
    8)阻燃劑
    防止燃燒或造成自燃
    9)抗靜電劑(減少火花和放靜電的性能)