《高分子材料加工工艺》复习资料习题答案(3)

主要为酞胺类及酞肪类。

在塑料中抗氧剂的用量为0.1%?1%，而在橡胶中的用量一般为l?5份。

4、增塑剂的定义，按作用方式分类，增塑剂对高分子材料性能的影响？并请区分“主增塑剂”、“副增塑剂”和“增塑剂相容性”等三个概念。

答：增塑剂是指用以使高分子材料制品塑性增加，改进其柔软性、延伸性和加工性的物质。增塑剂主要用于PVC树脂中。

按作用方式，有外增塑作用和内增塑作用之分。起外增塑作用的是低分子质量的化合物或聚合物，通常为高沸点的较难挥发的液体或低熔点的固体，且绝大多数为酯类有机化合物。起内增塑作用的通常为共聚树脂，即在均聚物Tg较高的单体中引入均聚物Tg较低的第二单体，进行共聚，降低高分子化合物的有序程度(即结晶度)，增加分子的柔软性，氯乙烯—醋酸乙烯共聚树脂即为典型的一种。

主增塑剂：在通常的温度范围内，能使高分子化合物迅速凝胶化，并不会从被增塑材料中渗出。常见的为苯二甲酸酯类和磷酸酯类，如邻苯二甲酸二丁酯 (DBP)，邻苯二甲酸二辛酯(DOP)。特点是：与PVC之比可达到150：100而没有渗出现象。

辅助增塑剂：凝胶化能力低，与高分子化合物之间的相容性有限，一般与主增塑剂并用。一般为脂肪族二元酸酯类和聚酯类增塑剂。

相容性：一般要求溶解度参数相近，为了稳定性要求分子量大些。在实际使用中，以能混进去、不析出来为准则，而不管溶解度参数和分子量，效果好就可以了。 5、内润滑与外润滑的作用机理有何差异。

答：润滑剂是降低熔体与加工机械(如筒体、螺杆)之间和熔体内部相互同的摩擦和粘附，改善流动性，促进加工成型，提高生产能力和制品外观质量及光洁度等的一类添加剂。

按作用机理可将润滑剂分为两大类。

(1)内润滑剂。利用其与高分子化合物之间一定的相容性，少量可以进入高分子化合物

的分子链之间，削弱分子链间的相互作用力，引起滑动和旋转，同时又不过分降低高分子化合物的Tg。

(2)外润滑剂。与高分子化合物相容性极差，只能附着在熔体或加工机械、模具的表面，降低熔体与加工机械之间的摩擦力。

6、橡胶制品为何要使用配合剂？配合剂共分哪几类？

答：橡胶的交联过程需要一定条件：主要是加入交联体系，并经过一定的温度、压力和时间。

利用交联反应使线型或轻度支化型的高分子材料转变为体型结构的高分子材料，是制备具有实用价值、较高性能制品的常用手段，橡胶的硫化等等均属于此类。必须指出，由于历史的原因，橡胶的交联过程习惯称为硫化。

橡胶制品的配合剂包括：交联剂、促进剂、活化剂及防焦剂。 7、何谓硫化剂？分哪几类？各自适用的橡胶类型是什么？

答：硫化剂是使聚合物交联起来的配合剂。分为：硫磺（最古老的硫化剂，橡胶工业用得最多，用于含有双键的不饱和橡胶）、含硫化合物（在硫化过程中可以分解出活性硫的物质，作用与硫磺基本等同）、过氧化物（用于饱和橡胶的硫化）、金属氧化物（主要用于含有卤元素的橡胶）等。

8、硫化促进剂的作用及类型？

答：硫化促进剂：硫化促进剂可以缩短胶料硫化时间，提高硫化速度，减少硫磺用量，改善硫化胶物性的一类物质。 促进剂多为有机促进剂。

按化学结构分：噻唑类、秋兰姆类、胍类、次磺酰胺类、硫脲类等。 按与硫化氢的反应性质分：酸性、碱性、中性。

按促进能力分：超促进剂、强促进剂、中促进剂和弱促进剂。 9、活性剂有什么作用？什么是防焦剂？常用品种是什么？

答：硫化活性剂(亦称活化剂、促进助剂)：用以增加胶料中有机促进剂的活性，充分发挥其效能，以减少促进剂用量或缩短硫化时间的一类物质。常见的是ZnO和硬脂酸。 防焦剂(亦称硫化延缓剂)：焦烧是指胶料在硫化前的加工及贮存过程中发生的早期轻度硫化现象。显然，发生焦烧时间(即诱导期)愈长，胶料的操作安全性愈好。防焦剂足指少量加入即可防止或延迟胶料发生焦烧的物质。主要的品种有：(1)亚硝基化合物类，为目前广泛使用的防焦剂；(2)有机酸类；(3)硫氮类(又称SN类)。 10、什么是填充剂和补强剂？它们的区别在哪里？

答：按其所起的作用通常将填充剂分为两大类：一类称增量填充剂(亦称增量剂)，其主要作用为增加制品的体积，降低成本。以粉状、球状填充剂为主。随着超细颗粒和纳米材料的出现以及各种表面改性技术的发展，尤其是有机／无机复合材料的出现，单纯增量的功能日益减弱；一类是补强性填充剂(亦称补强剂、增强剂)，其作用主要为提高制品的力学性能，以纤维状、晶须、织物状填料为主。实际上，这两类之间并无严格的界线。 四章 高分子材料的配方设计 1．试分析下列配方，要求： （1）指出各成分在配方中的作用；

（2）判断制品基本性能，并说出相应的理由。

① PVC树脂（XS-4）100，邻苯二甲酸二辛酯 10，邻苯二甲酸二丁酯 8，环氧脂肪酸辛酯 3，液体钡-镉 2，硬脂酸钡 0.5，硬脂酸镉 0.3，硬脂酸 0.3，二氧化钛 3 PVC：基体材料；邻苯二甲酸二辛酯 10，邻苯二甲酸二丁酯 8：增塑剂；

环氧脂肪酸辛酯：适用于 PVC加工过程中的增塑剂和稳定剂，具优异的耐寒性，与PVC的相溶性好，该品的分子内环氧基团可吸收PVC分解出的HCl，从而起到耐热性和耐光稳定的作用。

液体钡-镉：液体稳定剂；并可减少加工时的粉尘污染；硬脂酸钡 0.5：热稳定剂兼润滑剂；

硬脂酸镉 0.3：用作聚氯乙烯树脂加工中的耐热光透明稳定剂；硬脂酸：润滑剂； 二氧化钛：颜料。

材料的基本性能：具有一定柔韧性的增塑后的塑料。

② 丁腈橡胶 100，硫磺1.5，促进剂M 1.5，促进剂TMTD 0.2， ZnO 5，硬脂酸 1，防老剂4010NA 1，半补强碳黑 60，陶土 30，沥青 5，石蜡1.5

丁腈橡胶：基体材料；硫磺：交联剂；促进剂M：2-硫醇基苯并噻唑，通用型促进剂； 促进剂TMTD：二硫化四甲基秋兰姆，超促进剂；ZnO 5，硬脂酸 1：活化剂； 防老剂4010NA：橡胶防老剂；半补强碳黑 60：补强作用； 陶土 30：填充剂；沥青 5，石蜡1.5：橡胶软化剂。 基本性能：一种补强的硫化橡胶，在室温下处于高弹态度。

2．在生产宽1200：mm，厚0.5mm的聚氯乙烯软膜时，采用以下配方：

聚氯乙烯树脂100，三盐基硫酸铅2，硬酯酸钡1.2，硬酯酸铅0.8，邻苯二甲酸二辛酯30，癸二酸二辛酯 10，环氧大豆油5，氯化石蜡5，硬酯酸0.8，碳酸钙8，钛箐兰0.5 问：配方中各组分的作用？配方中树脂、稳定剂、增塑剂、填充剂、润滑剂、颜料各是什么？ 聚氯乙烯树脂：基体材料；三盐基硫酸铅：又名三碱式硫酸铅，3PbO·PbSO4·H2O，热稳定剂；硬酯酸钡：金属皂类稳定剂，兼有润滑剂作用，相容性差，有多容易喷霜； 硬酯酸铅：稳定剂兼润滑剂作用；

邻苯二甲酸二辛酯30，癸二酸二辛酯 10，环氧大豆油5，氯化石蜡5：增塑剂； 碳酸钙：填充剂；钛箐兰：颜料。

3．高分子材料进行配方设计的一般原则和步骤各是什么？ 答：配方设门必须满足以下基本原则：

1)制品的性能要求； 2)成型加工性能的要求；

3)选用的原材料来源容易，产地较近，质量稳定可靠，价格合理；

4)配方成本应在满足上述三条的前提下，尽量选用质量稳定可靠、价格低的原材料；必要时采用不同品种和价格的原材料复配；适当加入填充剂，降低成本。

配方设计的一般步骤为：

1)在确定制品性能和用途的基础上，收集高分子化食物和添加剂等各种原材料的资料，初定产外形状、尺寸及各部件的作用及成型加工方法。如能利用已经建成的数据库，则资料将更充整，且获取时也更便捷。

2)初选材料，并进行配方设计及试验，先可设计若干个配方，进行小样压片试验过性能测试初定合格的配方，再进行扩大试验，确定加工性能。

3)依获得的材料性能数据或凭经验，进行结构设计(壁厚及其他尺寸)。 4)制成实物模型，进行实样试验或模拟试验。 5)再设计与再试验。如性能不合格，需再筛选配方。 6)依模型试验相制品成本，进行最终选材和配方设计。

7)材料规范化(原材料规格、牌号、产地、验收标淮、监测项目和监测方法等)。 4．配方有哪几种表示方法？各有何作用？ 答：配方的表示方法：

常用以下两种方法表示配方。

1、以高分子化合物为100份的配方表示法：

即以高分子化合物质量为100份，其他组分则以相对于高分子化合物的质量份数表示，此法计量容易，应用广泛，适于工业生产，也是大多数科研论文和报告巾的配方表示方法。

2、以混合料为100份的配方表示法

即以高分子化合物及各种添加剂的混合料总质量为100份，各组分以质量分数表示。 除此之外，还有：

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