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第一章 1 簡述精細(xì)化工和精細(xì)高分子化工的區(qū)別與聯(lián)系 答：精細(xì)高分子化工是精細(xì)化工的一部分，降稀高分子化工范疇更寬。精細(xì)高分子化工是精細(xì)化工發(fā)展到一定程度后形成的另一分支，二者緊密相連，互相貫穿。 2 簡述精細(xì)高分子化學(xué)品的范疇 答：精細(xì)高分子包括特殊性能和特殊功能的高分子化學(xué)品。 具有特殊性能的工作化學(xué)品有：涂料，粘合劑，耐熱聚合物，特種橡膠，阻燃材料，降解聚合物，高分子助劑，油品降凝劑，皮革整理劑，微膠囊等。 具有特殊功能的工作化學(xué)品有：離子交換樹脂；高分子試劑與催化劑；電活性高分子材料；感光高分子材料；高分子功能膜材料；高分子液晶材料；導(dǎo)電高分子；吸水、吸油樹脂；醫(yī)用高分子材料等。 3 簡述材料的性能和特種性能的概念區(qū)別 材料的性能主要指材料的通用性能，首先是材料的力學(xué)性能(包括強(qiáng)度、模量，伸長率，硬度、抗沖等）、耐老化性能(耐紫外老化、耐熱老化、耐其他環(huán)境老化)、耐熱性能(耐熱變形及耐熱老化及耐熱分解)、絕緣、耐化學(xué)品腐蝕等。 而材料的功能則指材料除上述性能外還有其他的物理或化學(xué)過程的特殊性能，如傳輸功能[(一次功能)導(dǎo)電、傳熱、透光、阻尼(吸聲吸波)、分離與富集、超吸附、催化、特種大分子反應(yīng)試劑，生物相容性、緩釋、光電轉(zhuǎn)換(二次功能)等。 4 簡述精細(xì)高分子化學(xué)品的特點(diǎn) 精細(xì)高分子化學(xué)品和精細(xì)化學(xué)品一樣，具有①高技術(shù)密集度；②小批量、多品種、復(fù)配多；③特定功能和專一用途；④ 經(jīng)濟(jì)效益高。 5 思考題：試對(duì)有機(jī)高分子的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)給出的準(zhǔn)確定義 指一個(gè)均聚物當(dāng)分子量增大到一定程度后該均聚物鏈段開始啟動(dòng)或凍結(jié)的溫度，它是線形有機(jī)高分子的一個(gè)恒定的特征溫度，無論采用何種測(cè)定方法，其結(jié)果都相近。 測(cè)定Tg的方法有DSC法(differential scanning calorimetry，示差掃描量熱法示差掃描量熱法)、DMA法(Dynamic thermomechanical analysis，動(dòng)態(tài)粘彈色譜儀)，TBA法(torsional braid analysis,動(dòng)態(tài)扭辨儀法）。 第二章 1 設(shè)計(jì)一種耐油、耐高溫、耐低溫的丙烯酸酯橡膠 ①賦予聚合物耐油性則聚合物主鏈或側(cè)鏈必須帶有極性原子或極性基團(tuán)；但主鏈極性太強(qiáng)，則耐低溫性能下降； ② 賦予聚合物耐高溫老化性能則聚合物主鏈必須是飽和結(jié)構(gòu)，因此主鏈不能用二烯烴參與共聚； ③ 賦予低溫柔性則主鏈不僅為飽和結(jié)構(gòu)，還需主鏈不能結(jié)晶，因此需從側(cè)基的耐油性和耐低溫性去設(shè)計(jì)。 而丙烯酸酯共聚物主鏈為飽和結(jié)構(gòu)，側(cè)基為極性酯側(cè)基，但隨酯側(cè)基的烷基鏈增大，耐低溫性能增加，但耐油性下降。為此，為制備丙烯酸酯橡膠專門設(shè)計(jì)了一類乙二醇單甲醚丙烯酸酯，其低溫柔性接近丙烯酸丁酯，耐油性接近丙烯酸乙酯。因此用該單體與丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯共聚得到的橡膠的耐油性、耐高溫老化性、耐低溫性達(dá)到最好的平衡統(tǒng)一。 2 高分子分為一次結(jié)構(gòu)，二次結(jié)構(gòu)及三次結(jié)構(gòu)，各層次的結(jié)構(gòu)都指哪些內(nèi)容 ①高分子的一次結(jié)構(gòu)主要指構(gòu)成高分子的原子，原子價(jià)態(tài)，原子的極性，組成，分子量及分布； ②高分子的二次結(jié)構(gòu)則包括組成高分子單元的序列結(jié)構(gòu)，立體構(gòu)型及幾何結(jié)構(gòu)； ③高分子的三次結(jié)構(gòu)主要指當(dāng)多個(gè)分子在一起后所呈現(xiàn)的堆積結(jié)構(gòu)，有無定形結(jié)構(gòu)，結(jié)晶結(jié)構(gòu)及半結(jié)晶結(jié)構(gòu)，聚合物的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)是決定該材料在使用溫度下或環(huán)境溫度下所具有的力學(xué)狀態(tài)，即據(jù)定了該高分子材料在環(huán)境溫度下是作為橡膠(高彈態(tài))、還是作為塑料(玻璃態(tài))、還是作為纖維(玻璃態(tài))，還是作為壓敏粘合劑(粘流態(tài))材料使用。 3 為什么尼龍既可以作為塑料，纖維，還可以作為橡膠材料使用 有機(jī)高分子材料在使用溫度下是作為塑料、纖維還是作為橡膠使用，是由該聚合物在使用溫度附近所處的力學(xué)狀態(tài)所決定的。而聚合物所處的力學(xué)狀態(tài)又是由聚合物的第三個(gè)層次結(jié)構(gòu)—聚集態(tài)結(jié)構(gòu)所決定的，而聚集態(tài)結(jié)構(gòu)又是由高分子的一次結(jié)構(gòu)和二次結(jié)構(gòu)共同決定的。通常塑料的Tg或Tm應(yīng)遠(yuǎn)高于使用溫度越好，而作為纖維使用的高分子不僅Tm遠(yuǎn)高于使用溫度，而且能在紡絲拉伸過程中能取向結(jié)晶，達(dá)到高強(qiáng)力、耐磨、耐洗、可熨燙，所以纖維均是側(cè)鏈小、熔點(diǎn)在240～300℃的結(jié)晶聚合物；橡膠的Tg要遠(yuǎn)低于使用溫度。尼龍的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)主要是由組成尼龍的一次結(jié)構(gòu)和二次結(jié)構(gòu)的決定的，尼龍結(jié)構(gòu)最大的特征就是酰胺鍵，酰胺鍵之間可形成氫鍵，氫鍵的密度大小取決于鏈結(jié)構(gòu)中(CH2)n的n的多少，n越大，氫鍵密度越低，尼龍的聚集態(tài)更趨向橡膠態(tài)，反之就趨向塑料，當(dāng)分子量達(dá)到其熔點(diǎn)超過240℃后就可成為纖維材料。因此尼龍或聚酰胺可通過控制其結(jié)構(gòu)，使其可作塑料、纖維或橡膠。 4 主鏈含季碳結(jié)構(gòu)的高分子為何耐熱分解溫度都相對(duì)較低？可以利用這些缺點(diǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)閮?yōu)點(diǎn)嗎？ 利用這些特性可制備具有如下特性的聚合物： ①制備可回收利用的熱降解塑料，如PMMA在250℃以上，可完全熱解為MMA單體； ②利用MMA與α-甲基苯乙烯共聚可以制得印刷電路板的印墨的粘合劑，然后加熱可將有機(jī)共聚物變成單體揮發(fā)掉，留下可導(dǎo)電的銅粉，而不降低導(dǎo)電性。 ③MMA與乙烯進(jìn)行交替共聚可制得可熱降解的耐油橡膠。 5 精細(xì)高分子的耐熱性包括哪些方面的內(nèi)容？ 有機(jī)高分子的耐熱性包括耐熱形變溫度的高低及耐熱空氣老化能力大小。同時(shí)包括材料的耐熱分解溫度的高低。 第三章 1. 精細(xì)高分子化學(xué)品的設(shè)計(jì)主要有哪些方法？ 答：精細(xì)高分子化學(xué)的設(shè)計(jì)主要有3種路線，即：(1)單體聚合：(2) 大分子的化學(xué)反應(yīng)；(3)大分子的功能化； 其中：單體聚合包括傳統(tǒng)的聚合機(jī)理，也可利用近年來發(fā)展起來的活性可控聚合，如：①原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)；②基團(tuán)轉(zhuǎn)移聚合(GTP)；③LB膜聚合；④易位聚合(Metathesis Polymerization)等。而大分子的反應(yīng)則是在傳統(tǒng)的大分子上進(jìn)行消去或加成、或側(cè)基的反應(yīng)制得，如用聚氯乙烯消去氯化氫制備聚乙炔，用聚丙烯腈制備碳纖維；用聚乙烯醇制備聚縮丁醛乃至大分子酶等。大分子的功能化就是對(duì)通過拉伸、取向、壓延、復(fù)合等物理手段達(dá)到特殊的功能，如膜材料的制備，醫(yī)用敷料、醫(yī)用壓敏粘合劑等， 2. 試闡述ATRP、RAFT、GTP、Metathesis Polym、Living Polymerization、Immortal Polymerization、Infer Polymerization的概念、機(jī)理。 (1) ATRP：原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(Atom Transfer Radical Polymerization)是以簡單的有機(jī)鹵化物為引發(fā)劑、過渡金屬配合物為鹵原子載體，通過氧化還原反應(yīng)，在活性種與休眠種之間建立可逆的動(dòng)態(tài)平衡，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)聚合反應(yīng)的控制。 引發(fā)劑R-X 與Mnt 發(fā)生氧化還原反應(yīng)變?yōu)槌跫?jí)自由基R，初級(jí)自由基R與單體M反應(yīng)生成單體自由基R-M，即活性種。R-Mn與R-M性質(zhì)相似均為活性種，既可繼續(xù)引發(fā)單體進(jìn)行自由基聚合，也可從休眠種R-Mn-X/R-M-X 上奪取鹵原子，自身變成休眠種，從而在休眠種與活性種之間建立一個(gè)可逆平衡。由此可見，ATRP 的基本原理其實(shí)是通過一個(gè)交替的"促活—失活"可逆反應(yīng)使得體系中的游離基濃度處于極低，迫使不可逆終止反應(yīng)被降到最低程度，從而實(shí)現(xiàn)"活性"/可控自由基聚合。 (2) RAFT：可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移聚合(Reversible Addition-Fragmentation Chain Transfer Polymerization)是在聚合體系中加入鏈轉(zhuǎn)移常數(shù)高的特種鏈轉(zhuǎn)移劑，使得增長自由基和該鏈轉(zhuǎn)移劑之間進(jìn)行退化轉(zhuǎn)移，從而降低自由基的濃度，來實(shí)現(xiàn)的活性自由基聚合。： 活性鏈自由基Pm由引發(fā)劑引發(fā)并通過鏈增長形成,它能夠與鏈轉(zhuǎn)移劑發(fā)生可逆反應(yīng),形成一種自由基中間體PmSCSZR(休眠種),休眠種可以分解產(chǎn)生一種新的自由基R和新的鏈轉(zhuǎn)移劑PmSC= SZ。這種新的鏈轉(zhuǎn)移劑與初始鏈轉(zhuǎn)移劑具有相同的鏈轉(zhuǎn)移特性,它們可與其它活性自由基Pn發(fā)生反應(yīng),再形成休眠種PnSCSZPm,并進(jìn)一步分解產(chǎn)生自由基Pm和鏈轉(zhuǎn)移劑PnSC= SZ,而PnSC= SZ與RSC= SZ具有相同的鏈轉(zhuǎn)移特性。為這一循環(huán)過程提供了一個(gè)鏈平衡機(jī)理,使自由基聚合中的活性鏈增長過程得以控制。 (3) GTP：基團(tuán)轉(zhuǎn)移聚合(group transfer polymerization)是以α-、β-不飽和酯、酮、酰胺和腈類等化合物為單體，以帶有硅、鍺、錫烷基等基團(tuán)的化合物為引發(fā)劑，用陰離子型或路易士酸型化合物作催化劑，選用適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)物為溶劑，通過催化劑與引發(fā)劑之間的配位，激發(fā)硅、鍺、錫等原子與單體羰基上的氧原子結(jié)合成共價(jià)鍵，單體中的雙鍵與引發(fā)劑中的雙鍵完成加成反應(yīng)，硅、鍺、錫烷基團(tuán)移至末端形成“活性”化合物的過程。以上的過程反復(fù)進(jìn)行，得到相應(yīng)的聚合物。 鏈引發(fā) 鏈增長 鏈終止 (4) Metathesis Polymerization: 易位聚合，是環(huán)烯烴在Ziegler-Natta 催化劑下的開環(huán)聚合，雙鍵數(shù)目不變，但雙鍵的位置發(fā)生易位的聚合，是一種特殊的聚合方式。也稱ROMP(Ring-Opening Metathesis Polymerization——開環(huán)易位聚合)： 開環(huán)易位聚合所得到的聚合物中仍保留了單體中所含有的雙鍵，它包含有四方面的內(nèi)容：環(huán)狀烯烴、卡賓絡(luò)合物催化劑的存在、雙鍵的斷裂、首尾連接。在環(huán)烯烴的 ROMP 中, 金屬卡賓是活性中心。金屬卡賓與烯烴中的雙鍵形成金屬環(huán)丁烷結(jié)構(gòu), 當(dāng)該中間體以易位方式發(fā)生裂解時(shí), 形成新的烯烴和金屬卡賓物種。由于 C=C 雙鍵被限制在一個(gè)環(huán)內(nèi), 因而發(fā)生了基本的開環(huán)易位聚合，過程如下圖所示： (5) Living polymerization: 活性聚合 概念：快引發(fā)、慢增長、無轉(zhuǎn)移、無終止的聚合反應(yīng)； 特征：(1)無鏈終止；(2)無鏈轉(zhuǎn)移；(3)引發(fā)反應(yīng)比增長反應(yīng)快，反應(yīng)終了時(shí)聚合鏈仍是活的。在活性聚合中，鏈引發(fā)、鏈增長開始后，只要有新單體加入，聚合鏈就將不斷增長，分子量隨時(shí)間呈線性增加，直到轉(zhuǎn)化率達(dá)100%，直到人為加入終止劑后，才終止反應(yīng)。這類聚合物制得的分子量可預(yù)期計(jì)算，且分子量分布很窄。 (6) Immortal Polymerization：永生聚合(無終止聚合或不死聚合)，具體特征是向聚合體系加入活性O(shè)或活性氫(醇，醛)只發(fā)生鏈轉(zhuǎn)移但活性中心仍保持活性，繼續(xù)引發(fā)增長的聚合。 “永生聚合”在配位插入聚合機(jī)理的基礎(chǔ)上得到了發(fā)展和應(yīng)用。“無終止聚合”的概念最早是在1978年井上洋平和相田卓三等研究金屬卟啉配合物時(shí)提出的?！盁o終止聚合”即活性鏈ROH、轉(zhuǎn)移聚合，是指在聚合體系中加入H2O、HCl等質(zhì)子化合物時(shí)，聚合反應(yīng)不但不會(huì)終止，其活性中心的數(shù)目還可能會(huì)增加的聚合。在聚合過程中質(zhì)子化合物起到了鏈轉(zhuǎn)移劑的作用，在適當(dāng)?shù)逆溵D(zhuǎn)移劑(質(zhì)子化合物)存在下，增長鏈與鏈轉(zhuǎn)移劑之間存在著交換反應(yīng)，同時(shí)通過交換反應(yīng)生成的末端帶有羥基的聚合物鏈和其它增長鏈之間也發(fā)生著類似的交換反應(yīng)，聚合體系中每個(gè)鏈轉(zhuǎn)移劑分子對(duì)增長鏈數(shù)目的貢獻(xiàn)可視同于一個(gè)引發(fā)劑分子。通常這種鏈交換的速率要遠(yuǎn)大于鏈增長的速率，使所得聚合物具有分子量與單體和鏈轉(zhuǎn)移劑的比例成反比，分子量分布窄的特征。 (7) infer polymerization:引發(fā)轉(zhuǎn)移聚合(引發(fā)快、轉(zhuǎn)移快) 通過鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)生成比引發(fā)劑數(shù)目多的分子鏈 機(jī)理：通過鏈轉(zhuǎn)移使反應(yīng)體系中活著的聚合物和休眠的聚合物迅速而可逆地交換，使每一個(gè)高分子的成長活性化，加入含活性氫物質(zhì)起到鏈轉(zhuǎn)移劑的作用而不是終止劑的作用。 3. 聚苯乙烯為什么可以制備許多精細(xì)高分子化學(xué)品？ 因?yàn)榫郾揭蚁┑谋江h(huán)上可發(fā)生多種化學(xué)反應(yīng)：如取代、加成、氫化、鹵化、硝化、磺化等。 而很多精細(xì)高分子化學(xué)又多是通過大分子的反應(yīng)制取，因此用苯乙烯骨架可制備多種功能性高分子化學(xué)品，如各類吸附樹脂，各類離子交換樹脂，大分子反應(yīng)試劑等。 第四章 1. 簡述什么叫調(diào)聚、齊聚？都有哪些可能的應(yīng)用。 答： (1) 調(diào)聚(telomerization)：調(diào)聚反應(yīng)也是一類聯(lián)鎖聚合反應(yīng)，是在具有鏈轉(zhuǎn)移速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于引發(fā)增長速度的聚合反應(yīng)，以期獲得鏈段結(jié)構(gòu)相同、分子量極低的聚合物產(chǎn)品為目的。具體事例如下： ① 用Al(Et)3在高溫下進(jìn)行的乙烯聚合，然后水解即可得到碳鏈數(shù)在8~20端基為羥基的高碳醇； ② 用I2在高溫下或UV輻射下進(jìn)行四氟乙烯的聚合反應(yīng)，最終得到端乙烯基、聚合度在3~8的聚四氟乙烯，在端雙鍵上進(jìn)行加成可轉(zhuǎn)化為羥基，這是目前制備高全氟碳醇的唯一方法； ③ 用INIFER法(含氯的引發(fā)劑)引發(fā)異丁烯的陽離子聚合，制備大分子單體； ④ 用后茂金屬催化劑進(jìn)行乙烯聚合制備碳數(shù)8~22的α-烯烴； (2) 齊聚反應(yīng)(oligomerization)：齊聚反應(yīng)一般是是指獲得分子量在2000~5000的聚合反應(yīng)，不追求實(shí)現(xiàn)過程的歷程，可以是聯(lián)鎖聚合也可以是逐步聚合。和調(diào)聚反應(yīng)相比，齊聚物的分子量更高，端基可以是反應(yīng)性基團(tuán)，也可以是惰性基團(tuán)。 ① 烯烴齊聚反應(yīng)（主要生成烯烴單體的二、三、四、五聚物）作為一類重要的工業(yè)反應(yīng)，是生產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)燃料、洗滌劑原料、潤滑油、增塑劑等化學(xué)品的有效途徑。 ② 異丁烯經(jīng)陽離子齊聚作密封膠； ③ 二元醇與二元酸反應(yīng)制備低分子量聚酯多元醇，聚酯多元醇再與單不飽和羧酸酯化制備光敏樹脂等； 2. 大分子單體有哪些？如何制備？ 答：大分子單體(Macromonomer或Macromer)：是一種分子鏈一端或兩端帶聚合性基團(tuán)、分子量為數(shù)千至數(shù)萬的齊聚物(或低聚物)。聚合性基團(tuán)可以是乙烯基、炔基、丙烯酸基，也可以是雜環(huán)基。 大分子單體的合成主要是在齊聚物鏈末端引入可聚合的活性基團(tuán)，單端聚合活性的大分子單體一般采用先調(diào)聚后終止的方法。具有應(yīng)用價(jià)值的方法有陰離子聚合、陽離子聚合、自由基聚合、基團(tuán)轉(zhuǎn)移聚合。雙端聚合活性的大分子單體一般采用縮合聚合方法。 3. 何謂光敏齊聚物，主要應(yīng)用在哪些領(lǐng)域？ 答：光敏齊聚物或稱光敏樹脂，基本是以縮合聚合法制得的，這些光敏樹脂實(shí)質(zhì)上也是大分子單體，其制備方法是先制備具有兩端帶有化學(xué)反應(yīng)基團(tuán)的齊聚物，這些基團(tuán)可以是羧基、羥基、環(huán)氧基、異氰酸酯基等。由于線型縮合多是二官能的單體，因此這類大分子單體一般以帶二官能聚合基團(tuán)為主。廣泛用于厭氧膠、光固化涂料、紙上光、非銀鹽成像材料。市售的這類大分子單體主要有環(huán)氧樹脂丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、酚醛環(huán)氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯等。 4. 離子交換樹脂有哪些，主要應(yīng)用領(lǐng)域是什么？ 答：離子交換樹脂按基團(tuán)性質(zhì)不同可分為兩大類，即陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂。陽離子交換樹脂可解離出的反離子是氫離子及金屬陽離子，可與溶液中的陽離子進(jìn)行交換反應(yīng)。陰離子交換樹脂可解離出的反離子是OH－離子及酸根離子，可與溶液中的陰離子進(jìn)行交換反應(yīng)。離子交換樹脂是交聯(lián)的高分子固體結(jié)構(gòu)，是不溶不熔的固體酸堿或鹽。 離子交換樹脂的化學(xué)功能主要體現(xiàn)在工業(yè)高純水和軟水的制備、工業(yè)廢水的凈化、有機(jī)反應(yīng)的催化等功能。同時(shí)離子交換樹脂還具有物理吸附功能，如脫色、金屬吸附等。按使用機(jī)理分為： (1) 離子交換功能 離子交換功能是離子交換樹脂最基本的功能，利用離子交換性質(zhì)可以實(shí)現(xiàn)高純水、軟水、含鹽廢水的制備或處理，尤其是大孔徑離子交換樹脂可以通過離子交換反應(yīng)實(shí)現(xiàn)催化功能。 (2) 吸附功能 離子交換樹脂因具有電性能，可對(duì)極性物質(zhì)，如醇、有機(jī)氣體、水、金屬、有機(jī)色素等進(jìn)行吸附，從而實(shí)現(xiàn)有機(jī)物和貴金屬的回收、有機(jī)溶劑的脫水、有機(jī)化合物的脫色。 5. 高分子試劑有哪些，為什么大家都在競相研究開發(fā)生產(chǎn)高分子試劑？ 答： 高分子試劑是具有化學(xué)功能性高分子，主要用于化學(xué)合成和化學(xué)反應(yīng),具有高收率、高反應(yīng)活性及高選擇性，甚至專一性。同時(shí)，利用高分子試劑可以簡化反應(yīng)過程，提高材料的使用效率，特別是能夠解決許多小分子試劑難以解決的合成問題。 高分子試劑有：① 高分子還原試劑；② 高分子氧化試劑；③ 高分子鹵代試劑；④ 高分子酰化試劑；⑤ 高分子烷基化試劑等五大類。 利用高分子試劑可以簡化操作過程、有利于貴重試劑和催化劑的重復(fù)使用、可以提高試劑的穩(wěn)定性和安全性、在高分子載體上可以進(jìn)行所謂的固相合成、提高試劑的選擇性、提供在均相反應(yīng)條件下難以達(dá)到的反應(yīng)環(huán)境、提供理想的鄰位效應(yīng)，使得大家都在競相研究開發(fā)生產(chǎn)高分子試劑。 6. 橡膠的生膠屬于反應(yīng)型高分子化學(xué)品嗎？為什么？ 答：橡膠必須經(jīng)過“硫化后”才具一定的力學(xué)性能，如高的強(qiáng)力、低的永久變形等，未經(jīng)硫化的橡膠稱為生膠，因此作為橡膠使用的聚合物必須有可提供交聯(lián)的基團(tuán)，這些反應(yīng)基團(tuán)可以是雙鍵附近的α-H(二烯烴橡膠，EPDM)，可以是活性鹵原子(氯丁橡膠，丙烯酸酯橡膠，溴化丁基橡膠，氯磺化聚乙烯)，也可以是環(huán)氧基，羧基，羥基等基團(tuán)(丙烯酸酯橡膠)，因此橡膠的生膠仍具有反應(yīng)性，應(yīng)歸屬于反應(yīng)型高分子化學(xué)品。 第五章 1. 具有物理功能的高分子化學(xué)品主要是哪些？ 答：精細(xì)高分子化學(xué)品的物理功能如導(dǎo)電功能、分離功能、吸附功能、光電轉(zhuǎn)換等在電子顯示元件、抗靜電材料、屏蔽材料、記錄材料等均得到了很好的應(yīng)用，具體產(chǎn)品應(yīng)用形式包括：① 導(dǎo)電高分子、各類分離膜、高吸水樹脂、吸油樹脂、吸附樹脂、磁記錄材料以及醫(yī)用高分子等。 2. 簡述具有導(dǎo)電功能的高分子化學(xué)品的應(yīng)用？ 答：導(dǎo)電高分子材料，也稱導(dǎo)電聚合物，因此將具有重復(fù)單元結(jié)構(gòu)特征且在電場(chǎng)作用下能顯示電流通過的高分子材料均稱導(dǎo)電高分子材料。結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電高分子材料的發(fā)現(xiàn)及摻雜技術(shù)的突破，促進(jìn)了導(dǎo)電高分子材料的廣泛應(yīng)用。目前導(dǎo)電高分子材料從最初的抗靜電材料、電屏蔽材料發(fā)展到全固態(tài)電池、聚合物顯示材料、聚合物電極、傳感原件，信息轉(zhuǎn)換材料以及有機(jī)半導(dǎo)體材料。 3. 吸附樹脂如何分類？可分為哪些類？ 答：依據(jù)高分子吸附樹脂的結(jié)構(gòu)和用途，吸附性高分子樹脂可以分為非離子型高分子吸附樹脂、親水性高分子(包括高吸水樹脂)、高分子螯合樹脂和離子型高分子吸附樹脂(包括離子交換樹脂)。 非離子型高分子吸附樹脂對(duì)非極性和弱極性的有機(jī)化合物具有特殊的吸附作用，多用于吸附分離處在氣相或液相(主要水相)中的有機(jī)物。如高分子吸油樹脂已用于河流、海上油類飄浮物的吸收。 親水性高分子樹脂是在交聯(lián)的聚合物骨架上帶有親水基團(tuán)的功能高分子，主要指高吸水樹脂。廣泛用于土壤改良、農(nóng)田保水、種子包衣，吸水性衛(wèi)生材料。高吸水樹脂與彈性橡膠混煉經(jīng)共硫化后可制得具有遇水膨脹性的防水堵漏材料，廣泛用于水利工程、地鐵、隧道建筑地下室的防水堵漏，這種材料已在我國的三峽工程、引黃工程、上海地鐵、北京地鐵開始大量使用。 金屬陽離子配位型吸附樹脂也稱高分子螯合樹脂。這種吸附樹脂的分子結(jié)構(gòu)上帶有象乙酰丙酮基、多羧基或多胺基的基團(tuán)，與金屬陽離子易于進(jìn)行配位從而進(jìn)行吸附達(dá)到分離水相中的各種金屬離子。 離子交換樹脂是離子型高分子吸附樹脂的主要組成部分，其分離功能和機(jī)制和離子交換膜一樣，主要用于各種陰離子和陽離子的分離和富集。 高分子吸附性樹脂在使用過程中，需具有耐熱、耐溶劑、不熔不溶等特性，因此高分子吸附性樹脂的骨架一般是以交聯(lián)的聚合物為骨架材料。為了保證其吸附功能，其顆粒形態(tài)結(jié)構(gòu)必須設(shè)計(jì)成多孔性的粒狀形態(tài)。 4. 目前國外生產(chǎn)交聯(lián)聚丙烯酸鈉型的廠家有哪些？哪家技術(shù)水平最好？ 答：目前聚丙烯酸系高吸水樹脂不論在產(chǎn)量和耗量上均居首位，其中以丙烯酸鹽為單體的聚合方法使用最廣。其聚合方法一般有兩種，一是丙烯酸鹽的水溶液聚合，另一個(gè)是反相懸浮法。 全世界主要生產(chǎn)廠家30多家(日本11，美國11)，如：Henkel；Dow；BASF；Unilever；日本觸媒化學(xué)；花王石堿；三洋化成；住友；三菱油化。其中，住友： MMA/VA(62/38)，在苯溶劑中共聚，產(chǎn)物加入甲醇溶液在堿下加壓水解，干燥后可得SPA。花王石堿：將40%以上丙烯酸鈉水溶液懸浮在山梨糖醇溶劑中聚合制得。 5. 我國是SPA耗量大國，但國產(chǎn)SPA的生產(chǎn)技術(shù)仍很差，你認(rèn)為是哪些技術(shù)瓶頸未攻克？ 答：我國開展高吸水樹脂研制的歷史雖然不短，研發(fā)單位和生產(chǎn)單位也已達(dá)數(shù)十家，但存在的問題很多，主要體現(xiàn)在吸水速度慢，顆粒間的傳遞效應(yīng)差，生產(chǎn)尿不濕和衛(wèi)生巾的廠家仍依賴進(jìn)口，主要原因可歸納三方面： (1) 對(duì)高吸水樹脂的制造工藝過程對(duì)顆粒形態(tài)的控制仍缺乏理論基礎(chǔ)和設(shè)備基礎(chǔ)； (2) 生產(chǎn)技術(shù)開發(fā)和設(shè)備技術(shù)開發(fā)資金注入小，風(fēng)險(xiǎn)投資大； (3)原料來源也有待提高，如高純丙烯酸是制備高吸水樹脂的主要原料，但國內(nèi)雖有上海高橋和北京東方化工廠兩家建立了高純丙烯酸生產(chǎn)裝置，但因丙烯醛含量仍偏高而均未達(dá)到制造高吸水樹脂的要求。 6. 如何設(shè)計(jì)一種可降解的高吸水樹脂？ 答：依原料不同高吸水性樹脂可分為天然高分子改性樹脂和合成樹脂兩大類。前者以淀粉或纖維素為主要原料，用親水性單體或可水解的有機(jī)單體進(jìn)行接枝聚合制得，其特點(diǎn)是生產(chǎn)成本低、吸水性能高，產(chǎn)品具有生物降解性，但生產(chǎn)工藝較復(fù)雜，產(chǎn)品易變質(zhì)。后者生產(chǎn)成本高，吸水率偏低，缺乏生物降解性，但生產(chǎn)工藝較簡單，產(chǎn)品質(zhì)量較穩(wěn)定。 利用可降解天然高分子材料，如淀粉，斜纖維素等為高吸水樹脂的骨架，然后接枝丙烯酸，丙烯腈，控制接枝鏈的長度(1000以下)，就可制備可完全生物降解的高吸水樹脂。 第六章 1. 涂料的確切定義是什么？ 答：涂料是指涂覆到物體表面后能形成堅(jiān)韌涂膜從而起到保護(hù)、裝飾、標(biāo)志乃至其它特殊功能的一類材料的總稱。 2. 涂料的作用有哪些？ 答：涂料的左右有四，首先是保護(hù)作用，其次是裝飾作用，第三是標(biāo)識(shí)，第四是賦予某些材料表面具有特殊的功能，其中保護(hù)作用是涂刷涂料的最重要目的。 涂料的保護(hù)作用可以防止金屬腐蝕、阻止木材被微生物侵蝕、賦予混凝土建筑抗“碳化”能力，從而延長物品或材料的使用壽命。涂料本身的老化可通過再重涂進(jìn)行解決，而且成本低，效率高。涂料的保護(hù)功能除防腐功能外，還可以增加物品的表面硬度，提高抗傷性能和耐磨性。 涂料的裝飾作用是通過在涂料中加入不同的顏料，可使涂膜具有各種顏色，增加物品表面的色彩和光澤，還可以修飾和平整物品表面的粗糙和缺陷，改善物品的外觀質(zhì)量，提高商品價(jià)值。 涂料的標(biāo)識(shí)作用也源于涂料可制作成不同顏色的漆膜，依據(jù)不同顏色進(jìn)行分類、指示，如交通道路、各種輸送管道等，使其易于識(shí)別和操作。 涂料的功能。包括阻燃，導(dǎo)電涂、示溫、船舶的防污，屏蔽各類電磁波、紅外線等(飛機(jī)艦船的隱身)，聲波(阻尼減振，潛水艇吸收聲吶波，動(dòng)設(shè)備減振). 3. 涂料的四化是什么？ 答：美國早在1968年就頒布了關(guān)于涂料行業(yè)中環(huán)保的法律和法規(guī)，涂料行業(yè)開始向水性化、光固化、粉末化和高固含量“四化”發(fā)展。 水性化——如何達(dá)到溶劑型涂料的干燥速度、光澤和附著力；如何解決耐水性問題，如何解決濕附著力問題 光固化——如何解決殘余活性交聯(lián)稀釋劑的問題 粉末化——如何降低固化溫度問題 高固含量化——如何解決粘度及流變問題、無毒溶劑的選擇問題。 4. 作為涂料的成膜物質(zhì)的共性是什么？ 答：作為涂料的成膜物質(zhì)的共性是其起粘合作用的聚合物的分子量為中等的極性聚合物，分子量中等可保證聚合物對(duì)基材的潤濕，極性確保聚合物本身對(duì)顏料和填料有物理吸附作用，從而提高涂料的穩(wěn)定性，提高最終漆膜的均勻性和致密性。所以往往將涂料的成膜物質(zhì)常稱為涂料樹脂，樹脂是對(duì)分子量不高的聚合物的俗稱，涂料樹脂的分子量遠(yuǎn)低于橡膠和纖維。作為涂料成膜物質(zhì)的另一共性或要求就是它們?cè)谕苛蟽?chǔ)存期間內(nèi)應(yīng)相當(dāng)穩(wěn)定不發(fā)生明顯的物理變化和化學(xué)變化。 5. 何謂氣干型涂料？ 答：氣干型涂料(air-drying coatings)是指利用空氣中的氧氣進(jìn)行交聯(lián)的涂料。作為氣干型涂料的成膜物質(zhì)的聚合物主鏈或側(cè)鏈必須有碳碳雙鍵，然后在催干劑(環(huán)烷酸過渡金屬鹽，或過渡金屬鹽，前者用于油性涂料，后者用于水性涂料)作用下，空氣中的氧分子均裂為2個(gè)氧自由基，然后氧自由基進(jìn)攻雙鍵，成膜物質(zhì)發(fā)生交聯(lián)，進(jìn)而漆膜的耐熱性、耐水性、耐沾污性均得到提高。氣干型涂料首先是從天然油脂發(fā)展起來的，天然油脂的分子鏈上均含1~4個(gè)不飽和雙鍵，這就是所謂大漆。隨著合成樹脂的發(fā)展，將從天然油脂制備的醇或酸與合成醇或酸進(jìn)行酯化也可得到氣干型涂料，如油性醇酸樹脂等，現(xiàn)在的水性醇酸也可以制備成氣干型涂料。 6. 大多涂料為什么要進(jìn)行交聯(lián)？ 答：作為涂料的成膜物質(zhì)的聚合物必須是分子量中等(從幾千到幾萬)的極性聚合物，只有這樣才能保證聚合物對(duì)基材和顏填料的潤濕，只有這樣才能提高涂料的穩(wěn)定性和最終漆膜的均勻性和致密性，但上述小分子聚合物的耐熱性差，耐水性和耐沾污性也不好，因此干燥后的漆膜必須交聯(lián)，使分子量進(jìn)行第二次擴(kuò)大，最好形成空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，這樣涂料的綜合性能才能達(dá)到最高，這對(duì)于木器涂料、地板地坪涂料、防腐涂料及汽車飛機(jī)涂料尤為重要，故涂料樹脂大多是交聯(lián)型的，熱塑性涂料非常少用，而且交聯(lián)反應(yīng)在成膜后發(fā)生最佳，速度應(yīng)不能太快，否則漆膜與基材會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力，導(dǎo)致附著力下降，因此很多涂料的性能測(cè)試多是在養(yǎng)護(hù)7天或15天后進(jìn)行，即只有養(yǎng)護(hù)一定時(shí)間后測(cè)定性能才能反映出涂料的真正性能。 7. 木器涂料及工業(yè)涂料水性化的難點(diǎn)是什么？ 答：涂料的水性化有兩個(gè)方向，一是制備的成膜物質(zhì)是水溶性，另一方向則是制備的成膜物質(zhì)是乳液型。前者作為成膜物質(zhì)的聚合物必須有足夠多親水基團(tuán)，如羧基，氨基或羥基，一般含量多在20%以上，因此必須用大量的交聯(lián)劑去封閉這些親水基團(tuán)。由于大分子的反應(yīng)具有不充分性，因此在聚合物鏈上的親水基團(tuán)必然有部分“裸露”在漆膜中，導(dǎo)致漆膜的耐水、耐鹽霧性能下降，至此，涂料的水性化完全無溶劑化都走乳液路線。所形成的乳液有兩種路線，一是通過乙烯基不飽和單體進(jìn)行乳液聚合(丙烯酸酯共聚物乳液)，二是合成帶有親水基團(tuán)的預(yù)聚體，然后在高速分散得到聚合物分散體(水性聚氨酯分散體，水性醇酸樹脂)，不管走何種路線，已微粒分散在水相中的聚合物都處于聚集態(tài)結(jié)構(gòu)，尤其是用于木器漆和水性金屬漆的分散體聚合物的Tg都很高，都是剛性極大的“球”，因此成膜時(shí)不是舒展的高分子鏈的搭接，而是鋼球的堆積，因此乳膠涂料成膜機(jī)理是粒子的堆積，表面的搭接，孔隙率較溶劑揮發(fā)型涂料大，漆膜的致密性差，故最終導(dǎo)致漆膜的耐水性、耐鹽霧性及光澤遠(yuǎn)不及溶劑型涂料。另一方，水乳型涂料的成膜物質(zhì)——乳液還有大量的乳化劑，這些乳化劑在干燥成膜過程向漆膜表面擴(kuò)散，也會(huì)導(dǎo)致漆膜的耐泛白能力差，因此工業(yè)漆或木器漆的水性化難度極高。 第七章 1. 與工業(yè)上常用焊接、鉚接、螺接相比用膠粘劑具有何種優(yōu)缺點(diǎn)？ 答：粘合劑是一類具有優(yōu)良粘合性能，能將各種材料緊密地粘接起來的物質(zhì)。粘合劑又稱為膠粘劑、粘接劑，或簡稱膠。 粘合劑的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，這是由粘接技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)所決定的。和工業(yè)上常用的焊、接、鉚接及螺接技術(shù)相比，粘接技術(shù)有以下優(yōu)點(diǎn)： (1)容易實(shí)現(xiàn)不同材質(zhì)物件的連接； (2)粘接面應(yīng)力分布均勻，耐疲勞生命長； (3)粘接結(jié)構(gòu)的質(zhì)量輕，這一點(diǎn)是由于省去了鉚釘或螺釘?shù)馁|(zhì)量，另一方面是由于膠接件受力均勻，允許采用薄壁結(jié)構(gòu)； (4)連接縫具有對(duì)氣體、液體的良好密封性，這是鉚接、螺接所不能達(dá)到的，另外，粘接件的外表可以做的比較平滑。 (5)工藝簡單，實(shí)施方便，節(jié)省金屬材料，提高連接效率 (6)施工過程無噪聲污染。 粘接技術(shù)也存在不足之處和局限性，突出體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： (1)粘接強(qiáng)度不夠高，這一缺點(diǎn)對(duì)于被粘物件本身具有很高強(qiáng)度（如各種金屬）時(shí)顯得尤為突出。其原因是絕大多數(shù)粘合劑都是通過分子間力的作用將被粘物連接在一起的，一般只有幾十焦耳每摩爾。 (2)大多數(shù)粘合劑的原料是有機(jī)高分子，耐熱性和耐寒性有限，一般粘合劑只能在－50~100℃范圍內(nèi)正常工作，在高溫下機(jī)械力學(xué)性能大幅度下降。 (3)易老化失效。 (4)對(duì)被粘物的表面潔凈度要求比較高，為獲得優(yōu)良的粘接效果，往往需對(duì)物件進(jìn)行表面處理，這就在一定程度上增加了粘接工序的復(fù)雜性。 上述缺點(diǎn)限制了粘合劑在某些場(chǎng)合的應(yīng)用，盡管如此，粘接技術(shù)仍然是最主要的連接方法之一，其應(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴(kuò)展，而且隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，上述問題將會(huì)逐步得到解決。 2. 粘合劑與被粘物形成膠接接頭的基本條件有哪些？ 答：形成膠接接頭的基本條件是： (1)粘合劑必須具有流動(dòng)性，至少應(yīng)在外力作用下能夠流動(dòng)。通過流動(dòng)才能保證與被粘物充分接觸。 (2)膠層必須有一定的內(nèi)聚強(qiáng)度，即機(jī)械強(qiáng)度。液態(tài)粘合劑的內(nèi)聚強(qiáng)度接近于零，因此，液態(tài)粘合劑必須通過溶劑揮發(fā)干燥或交聯(lián)固化來提高內(nèi)聚強(qiáng)度。 (3)粘合劑和被粘物表面之間必須處于濕潤狀態(tài)。 前兩個(gè)條件屬于粘合劑本身所應(yīng)具備的性質(zhì)，第三個(gè)條件則是一種粘合劑能否對(duì)一種被粘物產(chǎn)生粘合作用的前提條件。 3. 影響膠接層的粘結(jié)力大小的因素？ 答：粘合強(qiáng)度的高低取決于粘合劑的內(nèi)聚強(qiáng)度、被粘材料的強(qiáng)度和粘合劑與被粘物面之間的粘合力，最終強(qiáng)度受三者中最弱的所控制。對(duì)于一定的被粘物來說，粘接強(qiáng)度則取決于粘合劑本身的化學(xué)性質(zhì)和接頭設(shè)計(jì)等物理因素。 1. 粘合劑的結(jié)構(gòu)因素 粘接體系的力學(xué)性能很大程度上取決于粘合劑的分子結(jié)構(gòu)。 (1) 極性 粘合劑中聚合物極性對(duì)粘合強(qiáng)度的影響，至今尚未找到一個(gè)比較全面的解釋。對(duì)于高表面能被粘物的粘接，極性越高膠接強(qiáng)度越大；對(duì)于低表面能被粘物，極性的增大往往導(dǎo)致粘接體系的濕潤性變差而使粘接力下降。 (2) 分子鏈柔順性 粘合劑聚合物分子的柔性增加有利于大分子或鏈段運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散，促進(jìn)粘合劑大分子與被粘物分子相互靠近、滲透并產(chǎn)生吸附力，提高粘合強(qiáng)度。剛性的提高則有利于高溫下保持其粘合力。 (3)側(cè)鏈的長度 有些粘合劑的粘合力是有酯側(cè)基的極性貢獻(xiàn)的，如丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯類粘合劑，因此聚合物的側(cè)鏈長度對(duì)粘合力有顯著影響。具體表現(xiàn)為：當(dāng)側(cè)鏈長度小于12時(shí)，側(cè)鏈起到內(nèi)增塑作用，側(cè)鏈越長，內(nèi)增塑作用越大，聚合物由玻璃態(tài)向粘流態(tài)過渡，潤濕能力增大，粘合力提高，但當(dāng)側(cè)鏈長度大于12時(shí)，由于側(cè)鏈之間能相互結(jié)晶，導(dǎo)致聚合物的Tg值升高，玻璃化性質(zhì)增強(qiáng)，潤濕能力下降，粘合力降低。這類粘合劑與環(huán)氧樹脂和酚醛樹脂粘合劑不同，其粘合力主要是由主鏈的極性和側(cè)基的極性同時(shí)貢獻(xiàn)的結(jié)果。 (4)分子量 粘合劑聚合物的分子量對(duì)粘合力的影響也是有條件的，在分子量不太高時(shí)，分子量的增大，粘合強(qiáng)度提高，這是因?yàn)榉肿恿康奶岣?，增大了粘合劑分子間、粘合劑分子與被粘物的分子間力成為主要因素。但當(dāng)分子量增大到一定值后，由于擴(kuò)散能力下降，界面層的相互作用亦減弱，分子量的增大反而回導(dǎo)致粘合強(qiáng)度下降。顯然中等分子量的聚合物應(yīng)當(dāng)有最佳的粘合強(qiáng)度－既能保證有好的粘合力，又能保證粘合劑層本身有足夠的強(qiáng)度。不同分子量聚異丁烯(PIB)粘合玻璃紙時(shí)即呈現(xiàn)這種規(guī)律。 (5)交聯(lián)度 當(dāng)粘合劑已充分地濕潤被粘物面，并與被粘物分子相互擴(kuò)散滲透的情況下，通過交聯(lián)可以提高膠層的內(nèi)聚力從而提高膠接強(qiáng)度。但是，當(dāng)破壞類型屬于界面破壞時(shí)，提高交聯(lián)度無助于提高膠接強(qiáng)度，反而有損于膠層韌性。 (6)結(jié)晶性 總體而言，高結(jié)晶性聚合物難以獲得粘接性能良好的粘接體系，原因是這種體系的界面強(qiáng)度不好。因此，在熱塑性粘合劑的粘接施工中，有時(shí)通過急冷的方法保持粘合劑處于較低的結(jié)晶度，獲得較好的膠接強(qiáng)度。 粘合劑聚合物結(jié)構(gòu)因素不僅對(duì)粘接強(qiáng)度有影響，還影響粘合劑的初粘力，即潤濕能力，這兩個(gè)力在粘合劑聚合物設(shè)計(jì)中，是一個(gè)均衡問題。因此粘合劑聚合物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須從初粘和粘接力兩方面考慮，一般分子量增大、交聯(lián)程度提高、表面張力增大均降低粘合劑的初粘力，相反，分子量增大、交聯(lián)程度提高均能提高干膠層的強(qiáng)度，為此大多粘合劑在使用前是非交聯(lián)的線型聚合物，以滿足適中的潤濕性，而在成為干膠層過程中伴隨交聯(lián)反應(yīng)發(fā)生，以提高干膠層的內(nèi)聚強(qiáng)度或粘接強(qiáng)度。 2. 物理因素 粘合劑粘接強(qiáng)度的高低還與一些物理因素有關(guān)。 (1)表面粗糙度 對(duì)于物面能被粘合劑所濕潤的被粘物。粗糙度的提高相當(dāng)與作用面積的增加，同時(shí)還可增大膠層與物面的靜摩擦力，從而提高粘合強(qiáng)度。 但是，對(duì)于低表面能的被粘物面，粗糙度的增加反而會(huì)降低粘接強(qiáng)度，因?yàn)榇藭r(shí)粘合劑很難進(jìn)入被粘物的凹孔，這實(shí)際上相當(dāng)于減少了作用面積。 (2)表面處理 對(duì)被粘物面進(jìn)行表面處理的目的是提高表面對(duì)粘合劑的濕潤性，從而提高粘合效果。物理清洗是常見的處理方法，可以除去被粘物面的機(jī)械雜質(zhì)和油污。表面化學(xué)改性則是通過增加被粘物面的極性來提高表面對(duì)粘合劑濕潤性的。 (3)內(nèi)應(yīng)力 粘接體系的內(nèi)應(yīng)力一般有兩個(gè)來源。一個(gè)是膠層固化收縮產(chǎn)生的收縮應(yīng)力；另一個(gè)是膠層與被粘物膨脹系數(shù)不同，在溫度變化時(shí)產(chǎn)生的熱應(yīng)力。內(nèi)應(yīng)力會(huì)降低粘合強(qiáng)度，甚至使粘接接頭自行脫開。 在形成粘合接頭時(shí)，升溫可加強(qiáng)粘合劑分子對(duì)被粘物面的擴(kuò)散、潤濕及滲透，有利于提高粘合力。尤其是固態(tài)粘合劑必須加溫，以保證粘合劑的流動(dòng)性，提高粘合劑對(duì)被粘物面的潤濕、滲透能力。增大壓力只是為了達(dá)到最大接觸面積。對(duì)于液態(tài)粘合劑只需要有接觸壓力就可以了；對(duì)于半固態(tài)或高粘度的粘合劑，則大壓力有利于粘合劑均勻鋪展在粘合表面上，使粘合力提高。 (5)膠層厚度 粘合強(qiáng)度隨膠層厚度的減少而提高，原因是較厚的膠層在固化后收縮量較大，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，有損粘接強(qiáng)度。 4. 增加粘合劑對(duì)基材的粘接能力的手段有哪些？ 答：粘料又稱基料、主劑，是決定粘合劑性能主要組分，能起到膠粘的作用。作為粘料的物質(zhì)可以是天然高分子、合成樹脂及合成橡膠。天然高分子有淀粉、蛋白質(zhì)、天然橡膠等，還有無機(jī)材料如硅酸鹽、硝酸鹽等。有時(shí)為了改善粘合劑的性能以滿足特定的粘接目的，可用不同聚合物粘料進(jìn)行配合，因而粘料可以是多種聚合物的組合。 粘料的選擇需考慮聚合物的特性和被粘物的特性。 熱塑性樹脂遇熱軟化或熔融，冷卻后又固化這一過程可以反復(fù)轉(zhuǎn)變，對(duì)其性能影響不大，溶解性也較好，具有彈性，但耐熱性較差。熱固性樹脂具有耐熱、耐水、耐介質(zhì)性能好，蠕變小等優(yōu)點(diǎn)。橡膠內(nèi)聚強(qiáng)度較低，耐熱性不高，但具有優(yōu)良的彈性，適于柔軟或膨脹系數(shù)相差懸殊的材料粘合。 根據(jù)“結(jié)構(gòu)相似相容”的原則，極性被粘物應(yīng)選擇極性聚合物作粘料，而非極性被粘物不能使用強(qiáng)極性粘料。聚合物表面張力和溶解度參數(shù)與被粘物材料接近，有利于擴(kuò)散粘附，可獲得良好粘合效果。嵌段共聚物或接枝共聚物可以綜合塑料和橡膠的特點(diǎn)，還可以在同一分子鏈上同時(shí)具有極性和非極性鏈段，這兩類聚合物常用來改善粘合性能。 5. 環(huán)氧樹脂為主體的萬能粘合劑的有何特點(diǎn)？ 答：環(huán)氧樹脂粘合劑因分子鏈的剛性和極性環(huán)氧基，使得它具有很大的內(nèi)聚力，粘接強(qiáng)度高、極低的收縮率、優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性特點(diǎn)，因此對(duì)金屬陶瓷、玻璃、塑料及木材等均具有很好的粘接力，具有“萬能膠”之稱。其收縮率在熱固性粘合劑中最小，以致它更適于作結(jié)構(gòu)膠，另一方面，優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性使它可作為化工生產(chǎn)中的搪瓷設(shè)備的修補(bǔ)，另一特點(diǎn)是與胺類交聯(lián)劑混合可實(shí)現(xiàn)室溫固化。缺點(diǎn)是脆性大。 6. 粘合劑為什么必須是流動(dòng)液體時(shí)方可進(jìn)行粘結(jié)？ 答：粘合劑必須具有流動(dòng)性，至少應(yīng)在外力作用下能夠流動(dòng)，只有通過流動(dòng)才能保證與被粘物充分接觸與潤濕。 7. 粘合機(jī)理有哪些？ 答：吸附理論——物理吸附(范德華力) 該理論認(rèn)為：當(dāng)粘合劑分子充分潤濕被粘物表面并與之達(dá)到良好接觸，分子之間的距離小于一定距離時(shí)，兩種分子之間便會(huì)產(chǎn)生分子間引力(這種引力與兩種分子的極性有關(guān))，由于這種吸引力便產(chǎn)生了膠粘作用。 機(jī)械結(jié)合理論 該理論認(rèn)為：粘結(jié)力是由于粘合劑滲入被粘物表面的縫隙或凹陷處，經(jīng)過固化后產(chǎn)生“齒合”連接。該理論適合于對(duì)多孔物質(zhì)的粘接，而對(duì)光滑表面物質(zhì)的粘接則無法解釋。 靜電理論 該理論認(rèn)為：當(dāng)粘合劑與被粘材料接觸時(shí)，在界面兩側(cè)形成雙電層，如同電容器的兩個(gè)極板，粘合力主要來自雙電層的靜電引力。靜電理論對(duì)解釋某些粘合劑的剝離強(qiáng)度較為有效。 擴(kuò)散理論 該理論認(rèn)為：粘合劑和被粘物的分子相互擴(kuò)散，在界面發(fā)生互溶，導(dǎo)致界面的消失和過渡區(qū)的產(chǎn)生，從而形成牢固的結(jié)合力。該理論對(duì)聚合物之間的粘合解釋較為成功。 化學(xué)鍵理論 該理論認(rèn)為：粘合作用是由于粘合劑與被粘物的分子之間產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，從而產(chǎn)生化學(xué)結(jié)合力，這種化學(xué)結(jié)合力包括離子鍵、共價(jià)鍵和金屬鍵?；瘜W(xué)鍵力比分子間引力大的多。該理論適合于發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的膠接過程。 配位鍵理論 該理論認(rèn)為：在被粘物和膠粘劑的界面上生成了配位鍵。配位鍵是膠接強(qiáng)度的主要提供者，膠接強(qiáng)度的高低主要取決于界面上配位鍵的密度和配位鍵的強(qiáng)度。機(jī)械力和范德華力都對(duì)膠接強(qiáng)度有貢獻(xiàn)，但不是主要的。在有機(jī)物的膠接中，擴(kuò)散對(duì)膠接強(qiáng)度起著一定的作用，但起主要作用的是氫鍵。氫鍵是一種特殊的配位鍵。配位鍵理論可解釋吸附理論和靜電理論中不能解釋的所有問題。但是有些粘接體系，很難用配位鍵理論來解釋。如兩種高聚物性質(zhì)越接近，粘合力越大。