题目
提出改善高分子材料下列力学性能的方案:(1)提高结构材料的抗蠕变性能;(2)减小橡胶材料的滞后损失;(3)提高材料的拉伸强度;(4)提高材料的抗冲击强度
提出改善高分子材料下列力学性能的方案:(1)提高结构材料的抗蠕变性能;(2)减小橡胶材料的滞后损失;(3)提高材料的拉伸强度;(4)提高材料的抗冲击强度
题目解答
答案
答:(1)采用主链含芳杂环的刚性结构聚合物(2)提高交联程度,降低网链的平均分子量(3)采用刚性结构主链的聚合物,提高聚合物的分子量,提高取向度或结晶度(4)在材料中加入增塑剂或采用橡胶增韧共混习题8
解析
考查要点:本题主要考查高分子材料力学性能的调控原理,涉及抗蠕变性能、滞后损失、拉伸强度、抗冲击强度的改善方法。
解题核心:
- 抗蠕变性能:与材料的刚性结构和交联密度相关,刚性结构限制分子链运动,高交联度减少蠕变。
- 滞后损失:由橡胶网链的分子量和交联程度决定,短网链和高交联可降低能量损耗。
- 拉伸强度:依赖分子量、取向度和结晶度,高分子量和有序结构增强强度。
- 抗冲击强度:需平衡韧性与强度,增塑剂或橡胶增韧可提升能量吸收能力。
(1) 提高结构材料的抗蠕变性能
关键思路:通过刚性结构限制分子链滑移,减少蠕变。
方案:采用主链含芳杂环等刚性基团的聚合物,如聚酰亚胺,其刚性结构有效抑制长期形变。
(2) 减小橡胶材料的滞后损失
关键思路:降低网链分子量,提高交联度,减少形变过程中的能量损耗。
方案:
- 提高交联程度:缩短网链长度,形成更致密结构。
- 降低网链分子量:减少单个网链的弹性形变,提升回弹性。
(3) 提高材料的拉伸强度
关键思路:增强分子间作用力和结构有序性。
方案:
- 刚性主链:如聚碳酸酯,提高链段刚性。
- 提高分子量:增强分子间缠结和作用力。
- 提升取向度或结晶度:通过拉伸或结晶改性,形成规则排列。
(4) 提高材料的抗冲击强度
关键思路:引入软化组分或增韧相,吸收冲击能量。
方案:
- 加入增塑剂:降低玻璃化转变温度,增加材料韧性。
- 橡胶增韧共混:如ABS中加入丁苯橡胶,通过银纹耗能。