普通生物学复习思考题含答案

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1、普通生物学复习思考题第一章 绪论一、选择题:1、根据研究层次来划分,生物学的分科主要有(1、2 )。(1)细胞生物学 (2)分子生物学 (3)生态学 (4)解剖学2、生物多样性通常分为(2、3、4 )三个层次。(1)生态环境多样性 (2)生态系统多样性 (3)物种多样性 (4)遗传多样性3、18世纪瑞典博物学家(2 )创立了科学的自然分类系统。(1)施莱登 (2)林奈 (3) 达尔文 (4)孟德尔4、1838-1839年( 1)提出细胞学说。(1)施莱登 (2)林奈 (3)达尔文 (4)孟德尔5、1859年英国生物学家(3 )提出了科学的生物进化理论。(1)施莱登 (2)林奈 (3)达尔文 (

2、4)孟德尔6、(4 )是经典遗传学理论的奠基人。(1)施莱登 (2)摩尔根 (3)达尔文 (4)孟德尔7、(2 )于1953年提出DNA分子双螺旋模型,标志着分子生物学的诞生。(1)施莱登和施旺 (2)沃森和克里克 (3)富兰克林和威尔金斯 (4)孟德尔和摩尔根8、在分子生物学基础上发展起来的生物技术,包括(1 )等,已成为现代新技术革命的重要组成部分。(1)基因工程 (2)细胞工程 (3)发酵工程 (4)酶工程二、判断题:1、非生物具有远远超越任何生物的高度有序性(错 )。2、生物能对环境的物理化学变化的刺激作出反应(对 )。3、自主运动常被当作动物和人类生命存在的标志特征(对 )。4、人类

3、是唯一不适应特定环境,而又能在各种环境中生存的生物(错 )。5、多细胞生物只以有性生殖方式产生后代(错 )。6、生物进化是生物多样性和统一性共存的根本原因(对 )。7、发生于大约一万年前的工业革命,使人类实现了从流动的渔业社会向定居的农业社会的变迁(错 )。8、自然规律在时间上和空间上的一致性是自然科学的一项基本原则。(对 )9、认识客观事物的科学方法常分为观察、实验、假说和理论四个步骤(错 )。10、假说和理论没有明确的分界(错 )。三、名词解释 :生物学 :又称生命科学,是研究生物的生命现象和生命活动规律的科学,是自然科学中的基本学科之一。生物多样性:指一定空间范围内生存的各种植物,动物和

4、微生物的变异性的丰富程度,生物多样性通常分为遗传多样性、物种多样性和生态多样性。四、简述:生物的同一性(生命的基本特征)答:生物具有生命的特征,又有下列特殊的基本特征:1、有序性 2、新陈代谢 3、生长和发育 4、反应、5、运动、6、适应 7、生殖 8、进化第二章 细胞一、 名词解释:原生质:原生质是细胞结构和生命活动的物质基础组织:是形态结构和功能相似的细胞群。细胞凋亡:细胞的衰老和死。生物体内的细胞不断地衰老和死忙,同时有新生的细胞来补充替代。细胞分化:是指同源细胞分裂后的未定型细胞在他组成、形态、结构和功能上出现差异的过程。从分子水平看,细胞分化是某些基因在一群特定细胞中表达,引起一系列

5、细胞内相互变化的结果。二、 判断题:1、细胞学说可以归纳为如下两点:(1)所有生物都由细胞和细胞的产物组成;(2)新的细胞必须经过已存在的细胞分裂而产生。(对 )2、蛋白质变性是蛋白质的一级结构破坏,即氨基酸序列被破坏。(错 )3、生物包括原核生物与真核生物。所有单细胞生物都是原核生物。( 错)4、只有植物细胞具有细胞壁。(错 )5、细胞是生物体结构和功能的基本单位,所有细胞都是由细胞壁、细胞膜、细胞质和细胞核组成的。(错 )6、核糖体是蛋白质合成的场所,它由大、小两亚基组成,是rRNA和蛋白质构成的复合体。 (对 )7、减数分裂时,姐妹染色单体的染色体片段发生交换,实现基因的重组。(对)三、

6、 选择题:1.生物体内所占比例最大的化学成分是(D )A、蛋白质 B、核酸 C、脂类 D、水2.下列哪个不是多糖:(C)A、纤维素 B、糖原 C、麦芽糖 D、淀粉3. 下列不属于高等植物细胞中的是:(D)A、细胞壁 B、质膜 C、核糖体 D、中心体4 下列细胞器中,(A )是细胞分泌物的加工和包装的场所。A、高尔基体 B、内质网 C、溶酶体 D、线粒体5 构成细胞骨架的主要成分不包括( D)A、微管 B、微丝 C、中间丝 D、纤毛 6 生物膜不具有(D )A、流动性 B、选择透过性 C、内吞和外排作用 D、对称性7细胞核与细胞质间的通道是:(C)A、膜孔 B、核膜 C、核质连丝 D、外连丝8

7、与呼吸作用有关的细胞器是:(D)A、核糖体 B、高尔基体 C、质体 D、线粒体9 下列不含DNA的是:(C)A、细胞核 B、线粒体 C、高尔基体 D、叶绿体10 下列哪一种细胞器不是由双层膜所包被的:(B)A、核 B、溶酶体 C、线粒体 D、质体11 下列不被膜包被的细胞器是:(C)A、线粒体 B、高尔基体 C、核糖体 D、溶酶体四、 问答题:1、什么叫细胞全能性?在生产上有何意义?答:是指有机体内大多数的生活细胞,在一定条件下发育成完整有机体或分化为任何细胞的潜在能力。意义:1、快速繁殖,培育无病毒植物以及制造人工种子,使植物的系列繁殖生产实现了工厂化,同时,避免了良种优良性状退化。2、利用

8、细胞和组织培养,生产药物、食品添加剂、香料色素和杀虫剂等植物代谢产物,使相关的生产过程实现了工业化3、转基因植物技术是人类在农业生物技术方面取得的最重大的成就之一。2、细胞学说的基本内容是什么?答:是生物内部在结构上的最大差异,不是在动物和植物之间。3、原核细胞和真核细胞主要结构区别是什么?植物细胞和动物细胞的主要区别是什么?答;在光学显微镜下,见不到原核细胞的核膜和核仁,只有一个相当于真核细胞核的核区。在光学显微镜下,可见到真核细胞中明显的细胞核和核仁。植物细胞有细胞壁、叶绿体,动物细胞有中心体。第三章 生殖和发育一、 问答题:(1)生物的生殖方式有那些?答:无性生殖:营养繁殖:裂殖、芽殖

9、有性生殖:同配生殖、异配生殖、卵式生殖(2)动物的三个胚层分化成哪些器官?答:外胚层分化成皮肤表皮和其衍生物、神经系统和感觉器官、肾上腺髓质。中胚层分化形成肌肉、骨骼、血管和血液、淋巴系统、肾脏、生殖腺和肠系膜等各种结缔组织。内胚层分化形成消化道,呼吸道及排泄管道的上皮,肝、胰等,扁桃体、甲状腺和胸腺外胚层:分化形成神经系统、感觉器官的感觉上皮、表皮及其衍生物、消化管两端的上皮等。中胚层:分化形成肌肉、骨骼、真皮、循环系统、排泄系统、生殖器官、体腔膜机系膜等。内胚层:分化形成消化管中段的上皮、消化腺合乎习惯的上皮、肺、膀胱、尿道和附属腺的上皮等。二、名词解释:细胞周期 生命周期 生活史 世代交

10、替 细胞的全能性 生长周期 变态2、解释:细胞周期:通常把从一次分裂结束到下一次分裂结束的过程,称为细胞周期。 生命周期:对于单细胞来说,生命周期就是细胞周期。对于多细胞生物而言,生命周期是只由成年亲体产生的受精卵经过胚胎发育成为新个体,新个体子自幼而长,达到性成熟后又生殖新一代个体的全过程。 生活史:是指生物从个体发生到自然死亡所经历的全过程。世代交替:在某些动物的整个生命周期中,有性世代与无性世代有规律地交替出现的现象称为世代交替。细胞的全能性:是指多细胞生物的单个生活细胞含有全部遗传物质,具有发育成一个完整个体的潜在能力。 生长周期:生物的生长有一定的规律性,一般是初期缓慢,接着进入生长

11、高峰期,到末期生长缓慢,这种生长快、慢不同的规律性变化称为生长周期。 变态:由于幼体育成体形态结构及生活习性差异很大,幼体必须完成形态改变后才才能发育成成体,这种发育成为变态。第五章 生物世界一、名词解释:生物固氮、网状神经系统、假体腔、真体腔、开管式循环、闭管式循环生物固氮:一些具有固氮能力的细菌将分子态氮还原为氨的过程称为生物固氮。网状神经系统:外胚层的基部分布有神经细胞,并以神经突起相互连接成一个疏松的网,这种神经系统称为网状神经系统。假体腔:由于中胚层体腔囊在发展过程中全部靠向体壁,形成肌肉层,使原来的囊胚腔加了一层内衬,未形成新的空间,这种腔只有体壁中胚层,没有肠壁中胚层和肠系膜,是

12、体壁中胚层和肠壁内胚层之间的腔,所以称之谓假体腔。真体腔:在胚胎发育形成一对中胚层细胞团后,细胞团继续分裂增殖,形成中空的体腔囊,体腔囊不断扩展,两侧的体腔囊壁外侧靠向体壁,形成体壁中胚层,分化为体壁肌肉层和体腔膜,其内侧靠向肠壁,形成肠壁中胚层,分化为肠壁肌肉层和体腔膜。由体壁中胚层和肠壁中胚层围成的腔即真体腔。开管式循环:血液经心脏、大血管流出后,进入器官间或组织间隙,血液与其细胞直接接触闭管式循环:血液始终在血管中流动,血液与其细胞不直接接触 二、 判断题:1、光合作用中释放的氧气来自CO2. ( 错)2、植物体在白天进行光合作用,在夜晚进行呼吸作用,两者循环交替发生。( 错)3、植物光

13、合作用的光反应发生在叶绿体的基质中,而暗反应则发生在类囊体膜上。(错 )4、根据在光合作用中作用的不同,光合色素可分为作用中心色素和聚光色素。(对 )5、光合作用过程中,氧气在暗反应中被释放。(错 对)6、常见的苔藓植物是配子体。(对 )7、常见的蕨类植物是配子体。( 错)8、食用和药用的白果是银杏的果实。(错 )9、腔肠动物是真正的两胚层多细胞动物,出现了原始的梯状神经系统(错 )。10、最早出现两侧对称体制和中胚层的动物是线形动物(错 )。11、线形动物具有假体腔,并出现了完整的消化管道(对 )。12、软体动物身体柔软,首次出现了专职的呼吸器官,但其循环系统效率不高,全都属于开管式循环(错

14、 )。13、环节动物是最早出现身体分节和真体腔的动物(对 )。14、环节动物出现了后肾管和网状神经系统(错 )。15、节肢动物因其具有分节的附肢而得名,与环节动物相比,在形态和功能上都有较高的分化,称为同律性分节(错 )。16、马式管是昆虫类等节肢动物的肠壁外突形成的,能很好回收水分的排泄器官(对 )。17、棘皮动物属于原口动物,因内骨骼突出体表形成棘状突而得名(错 )。18、尾索动物仅尾部有脊索,而头索动物仅头部有脊索(错 )。19、鱼类无颈部,单循环,成体的排泄器官为后肾(错 )。20、软骨鱼类的雄性具有交配器,可以进行体内受精( 对)。21、两栖动物是水生过渡到陆生的第一支动物类群(对

15、)。22、爬行动物在胚胎发育过程中出现了羊膜,摆脱了生殖过程中对水的依赖而成为完全陆生的脊椎动物(对 )。23、现代鸟类无齿,无膀胱,视觉和嗅觉都很发达(错 )。24、哺乳动物是有原始鸟类进化来的全身被毛,运动快速,恒温、胎生和哺乳的动物高级脊椎动物(对 )。25、现代的猿类有长臂猿、黑猩猩和猩猩等,其中猩猩与人类的亲源关系最近(错 对)。26、两足直立行走是人类区别于现代猿类的一个重要特征(错 )。27、真菌是真核生物,无叶绿素,不能进行光合作用,只能营异养生活。(对)28、植物的基本特征包括:真核生物,具有细胞壁,能进行光合作用。(对 错)29、海绵动物的胚胎发育与其它多细胞动物有很大的差

16、异,可能具有独立的起源(错 )。30、动物进化的趋势之一是身体形态由两侧对称向辐射对称进化(错 )。31、海绵动物是原始的多细胞动物,因体表多孔洞,故又称多孔动物( 对)。三、选择题:1、生物分类的基本单位是2。(1)属 (2)种 (3)品种(4)科 2、传统的五界分类系统不包括4。(1)原核生物界 (2)原生生物界 (3)真菌界 (4)病毒界3、Pseudomonas transluces、Pseudomonas syringae、Pseudomonas propanica是相同3的生物。(1)目(2)科(3)属(4)种4、木耳属于3。(1)地衣(2)藻状菌(3)担子菌(4)子囊菌5、1是裸

17、子植物的特征。(1)胚珠裸露(2)木质部具筛管(3)双受精现象(4)形成果实6、下列不属于真菌的是4。(1)灵芝(2)青霉(3)啤酒酵母(4)变形虫7、下列对蕨类植物描述正确的有3、4。(1)植物体呈两侧对称(2)双受精现象(3)根状茎内有维管组织(4)营养叶上排列整齐的孢子囊群8、下列对被子植物描述不正确的有4。(1)具有典型的根、茎、叶、花、果实、种子(2)可以分为单子叶植物和双子叶植物(3)子房发育成果实(4)松树、紫荆都是被子植物9、下列不属于藻类植物的是4。(1)海带(2)紫菜(3)水绵(4)金鱼藻10、循环系统最先在(4 )中出现(1)腔肠动物 (2)节肢动物 (3)鱼类(4)环节

18、动物 (5)软体动物11、呼吸系统最先在(5 )中出现(1)腔肠动物 (2)节肢动物 (3)鱼类(4)环节动物 (5)软体动物12、脊索动物具有( 1、3、4)等基本特征(1)脊索 (2)神经索 (3)鳃裂 (4)神经管13、下列各种动物中属于两栖动物的有(1、4 )(1)娃娃鱼 (2)鲫鱼 (3)鲸鱼 (4)田鸡 (5)衣鱼 (6)黄鳝14、下列各种动物中属于鱼类的有(2、6 )(1)娃娃鱼 (2)鲫鱼 (3)鲸鱼 (4)田鸡 (5)衣鱼 (6)黄鳝15、下列各种动物中属于鸟类的有(1、3、4、5、6 )(1)原鸡 (2)田鸡 (3)鸳鸯 (4)鸵鸟 (5)麻雀 (6)企鹅16、下列各种动物

19、中属于哺乳类的有(1、2、3、4 )(1)虎 (2)狐狸 (3)鲸鱼 (4)袋鼠 (5)蜥蜴 (6)中华鳖17、下列各种动物中,具有假体腔的有(1 )(1)蛔虫 (2)蚯蚓 (3)蚂蝗 (4)涡虫 18、圆口动物是原始的脊椎动物,其原始性表现在( 1、5、6)(1)无上下颌 (2)有成对的附肢 (3)自由生活(4)有上下颌 (5)没有成对的附肢 (6)寄生或半寄生生活19、下列哪些植物是被子植物1。(1)棉花(2)银杏(3)苏铁(4)雪松四、问答题1、植物在自然界中的作用主要在哪几个方面?2、被子植物为什么能成为当今植物界最繁盛的类群?3、什么光合作用?主要的光合自养生物有哪些?什么光合作用?

20、主要的光合自养生物有哪些?绿色植物和某些原核生物利用日光将二氧化碳和水转化成糖的过程叫光合作用。主要地光合自养生物有:绿色植物和化能自养生物。第六章、生物与环境 一、名词解释:种群群落生态系统生物圈生态平衡温室效应种群:物种在它分散的、不连续的居住场所或地点形成大大小小的群体单元群落:是一定地区中所有动、植物和微生物种群的集合体。生态系统:生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体生态平衡:是生态系统在一定时间内结构和功能的相对稳定状态,其物质和能量的输入输出接近相等,在外来干扰下能通过自我调节(或人为控制)恢复到原初的稳定状态。温室效应二、判断题:1、自然种群具有三个特征:空间特征、数量

21、特征和遗传特征。(对 )2、种群的空间分布类型包括均匀分布、随机分布和聚集分布。(对 )3、环境资源是有限的,种群不可能长期连续呈指数式增长。(对 )4、正常情况下,大多数种群个体的数量基本都是稳定的,种群的数量在环境承受容量K值上下波动。(对 )5、由于对资源不平等的利用,两个物种竟争的结果会导致利用资源能力较弱的物种种群数量下降,激烈的竟争甚至可导致一个物种从该区域完全被排除。(对 )6、地衣中的藻类和真菌是一种竟争的关系。(错 )7、能量通过食物链中各个营养级由低向高流动时逐级增加,形成能量金字塔。(错 )8、种群增长曲线是一条向着环境负荷量极限逼近的S形增长曲线。(对 )9、食物网越复

22、杂,生态系统就越稳定;食物网越简单,生态系统就越容易发生波动或遭灭(对 )10、从陆地上看,凡是水的循环越活跃的地方,生命的活动就越活跃。(对 )11、人工改造的农业生态系统是不稳定的。(对 )12、可持续发展总体策略的内容包括人口、生产和环境保护3方面的多项政策和行动计划(对 )三、选择题:1、所有生态系统都可以区分为四个组成成分,即生产者、消费者、分解者和1。(1)非生物环境(2)温度(3)空气(4)矿质元素2、下列生物在生态系统中属于初级生产者的是4。(1)动物(2)真菌(3)酵母菌(4)绿色植物3、下列几种生态系统中,自动调节能力最强的是4。(1)北方针叶林(2)温带落叶林(3)温带草

23、原(4)热带雨林四、问答题:1、谈谈种群增长的限制因素和种群崩溃的原因。2、什么是生态位?你如何理解竟争的生态学意义?五、平时作业:人类活动对地球环境有哪些重大影响?你对“可持续发展”的含义是怎样理解的? 7聚乙烯(PE)简介1.1聚乙烯化学名称:聚乙烯英文名称:polyethylene,简称PE结构式: 聚乙烯是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂,也包括乙烯与少量-烯烃的共聚物。聚乙烯是五大合成树脂之一,是我国合成树脂中产能最大、进口量最多的品种。1.1.1聚乙烯的性能1.一般性能聚乙烯为白色蜡状半透明材料,柔而韧,比水轻,无嗅、无味、无毒,常温下不溶于一般溶剂,吸水性小,但由于其为线性分子可缓

24、慢溶于某些有机溶剂,且不发生溶胀。工业上为使用和贮存的方便通常在聚合后加入适量的塑料助剂进行造粒,制成半透明的颗粒状物料。PE易燃,燃烧时有蜡味,并伴有熔融滴落现象。聚乙烯的性质因品种而异,主要取决于分子结构和密度,也与聚合工艺及后期造粒过程中加入的塑料助剂有关。2.力学性能PE是典型的软而韧的聚合物。除冲击强度较高外,其他力学性能绝对值在塑料材料中都是较低的。PE密度增大,除韧性以外的力学性能都有所提高。LDPE由于支化度大,结晶度低,密度小,各项力学性能较低,但韧性良好,耐冲击。HDPE支化度小,结晶度高,密度大,拉伸强度、刚度和硬度较高,韧性较差些。相对分子质量增大,分子链间作用力相应增

25、大,所有力学性能,包括韧性也都提高。几种PE的力学性能见表1-1。表1-1 几种PE力学性能数据性能LDPELLDPEHDPE超高相对分子质量聚乙烯邵氏硬度(D)拉伸强度MPa拉伸弹性模量MPa压缩强度MPa缺口冲击强度kJm-2弯曲强度MPa414672010030012.5809012174050152525055070152560702137400130022.540702540646730501508001003.热性能PE受热后,随温度的升高,结晶部分逐渐熔化,无定形部分逐渐增多。其熔点与结晶度和结晶形态有关。HDPE的熔点约为125137,MDPE的熔点约为126134,LDPE的

26、熔点约为105115。相对分子质量对PE的熔融温度基本上无影响。PE的玻璃化温度(Tg)随相对分子质量、结晶度和支化程度的不同而异,而且因测试方法不同有较大差别,一般在-50以下。PE在一般环境下韧性良好,耐低温性(耐寒性)优良,PE的脆化温度(Tb)约为-80-50,随相对分子质量增大脆化温度降低,如超高相对分子质量聚乙烯的脆化温度低于-140。PE的热变形温度(THD)较低,不同PE的热变形温度也有差别,LDPE约为3850(0.45MPa,下同),MDPE约为5075,HDPE约为6080。PE的最高连续使用温度不算太低,LDPE约为82100,MDPE约为105121,HDPE为121

27、,均高于PS和PVC。PE的热稳定性较好,在惰性气氛中,其热分解温度超过300。PE的比热容和热导率较大,不宜作为绝热材料选用。PE的线胀系数约在(1530)10-5K-1之间,其制品尺寸随温度改变变化较大。几种PE的热性能见表1-2。表1-2几种PE热性能性能LDPELLDPEHDPE超高相对分子质量聚乙烯熔点热降解温度(氮气)热变形温度(0.45MPa)脆化温度线性膨胀系数(10-5K-1)比热容J(kgK)-1热导率/ W(mK)-11051153003850-80-501624221823010.351201253005075-100-751251373006080-100-70111

28、6192523010.421902103007585-140-704.电性能PE分子结构中没有极性基团,因此具有优异的电性能,几种PE的电性能见表1-3。PE的体积电阻率较高,介电常数和介电损耗因数较小,几乎不受频率的影响,因而适宜于制备高频绝缘材料。它的吸湿性很小,小于0.01(质量分数),电性能不受环境湿度的影响。尽管PE具有优良的介电性能和绝缘性,但由于耐热性不够高,作为绝缘材料使用,只能达到Y级(工作温度90)。表1-3聚乙烯的电性能性能LDPELLDPEHDPE超高相对分子质量聚乙烯体积电阻率/cm介电常数/Fm-1(106Hz)介电损耗因数(106Hz)介电强度/kVmm-1101

29、62.252.350.00052010162.202.300.0005457010162.302.350.0005182810172.350.0005355.化学稳定性PE是非极性结晶聚合物,具有优良的化学稳定性。室温下它能耐酸、碱和盐类的水溶液,如盐酸、氢氟酸、磷酸、甲酸、醋酸、氨、氢氧化钠、氢氧化钾以及各类盐溶液(包括具有氧化性的高锰酸钾溶液和重铬酸盐溶液等),即使在较高的浓度下对PE也无显著作用。但浓硫酸和浓硝酸及其他氧化剂对聚乙烯有缓慢侵蚀作用。PE在室温下不溶于任何溶剂,但溶度参数相近的溶剂可使其溶胀。随着温度的升高,PE结晶逐渐被破坏,大分子与溶剂的作用增强,当达到一定温度后PE可

30、溶于脂肪烃、芳香烃、卤代烃等。如LDPE能溶于60的苯中,HDPE能溶于8090的苯中,超过100后二者均可溶于甲苯、三氯乙烯、四氢萘、十氢萘、石油醚、矿物油和石蜡中。但即使在较高温度下PE仍不溶于水、脂肪族醇、丙酮、乙醚、甘油和植物油中。PE在大气、阳光和氧的作用下易发生老化,具体表现为伸长率和耐寒性降低,力学性能和电性能下降,并逐渐变脆、产生裂纹,最终丧失使用性能。为了防止PE的氧化降解,便于贮存、加工和应用,一般使用的PE原料在合成过程中已加入了稳定剂,可满足一般的加工和使用要求。如需进一步提高耐老化性能,可在PE中添加抗氧剂和光稳定剂等。6.卫生性PE分子链主要由碳、氢构成,本身毒性极

31、低,但为了改善PE性能,在聚合、成型加工和使用中往往需添加抗氧剂和光稳定剂等塑料助剂,可能影响到它的卫生性。树脂生产厂家在聚合时总是选用无毒助剂,且用量极少,一般树脂不会受到污染。PE长期与脂肪烃、芳香烃、卤代烃类物质接触容易引起溶胀,PE中有些低相对分子质量组分可能会溶于其中,因此,长期使用PE容器盛装食用油脂会产生一种蜡味,影响食用效果。1.1.2聚乙烯的分类聚乙烯的生产方法不同,其密度及熔体流动速率也不同。按密度大小主要分为低密度聚乙烯(LDPE)、线型低密度聚乙烯(LLDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)。其中线性低密度聚乙烯属于低密度聚乙烯中的一种,是工业上常

32、用的聚乙烯,其他分类法有时把MDPE归类于HDPE或LLDPE。按相对分子质量可分为低相对分子质量聚乙烯、普通相对分子质量聚乙烯、超高相对分子质量聚乙烯。按生产方法可分为低压法聚乙烯、中压法聚乙烯和高压法聚乙烯。1.低密度聚乙烯英文名称: Low density polyethylene,简称LDPE低密度聚乙烯,又称高压聚乙烯。无味、无臭、无毒、表面无光泽、乳白色蜡状颗粒,密度0.9100.925g/cm3,质轻,柔性,具有良好的延伸性、电绝缘性、化学稳定性、加工性能和耐低温性(可耐-70),但力学强度、隔湿性、隔气性和耐溶剂性较差。分子结构不够规整,结晶度较低(55%65%),熔点1051

33、15。LDPE可采用热塑性成型加工的各种成型工艺,如注射、挤出、吹塑、旋转成型、涂覆、发泡工艺、热成型、热风焊、热焊接等,成型加工性好。主要用作农膜、工业用包装膜、药品与食品包装薄膜、机械零件、日用品、建筑材料、电线、电缆绝缘、吹塑中空成型制品、涂层和人造革等。2.高密度聚乙烯英文名称:High Density Polyethylene,简称HDPE高密度聚乙烯,又称低压聚乙烯。无毒、无味、无臭,白色颗粒,分子为线型结构,很少有支化现象,是典型的结晶高聚物。力学性能均优于低密度聚乙烯,熔点比低密度聚乙烯高,约125137,其脆化温度比低密度聚乙烯低,约-100-70,密度为0.9410.960

34、g/cm3。常温下不溶于一般溶剂,但在脂肪烃、芳香烃和卤代烃中长时间接触时能溶胀,在70以上时稍溶于甲苯、醋酸中。在空气中加热和受日光影响发生氧化作用。能耐大多数酸碱的侵蚀。吸水性小,具有良好的耐热性和耐寒性,化学稳定性好,还具有较高的刚性和韧性,介电性能、耐环境应力开裂性亦较好。HDPE可采用注射、挤出、吹塑、滚塑等成型方法,生产薄膜制品、日用品及工业用的各种大小中空容器、管材、包装用的压延带和结扎带,绳缆、鱼网和编织用纤维、电线电缆等。3.线性低密度聚乙烯英文名称:Linear Low Density Polyethylene,简称LLDPE线形低密度聚乙烯被认为是“第三代聚乙烯”的新品种

35、,是乙烯与少量高级-烯烃(如丁烯-1、己烯-1、辛烯-1、四甲基戊烯-1等)在催化剂作用下,经高压或低压聚合而成的一种共聚物,为无毒、无味、无臭的乳白色颗粒,密度0.9180.935g/cm3。与LDPE相比,具有强度大、韧性好、刚性大、耐热、耐寒性好等优点,且软化温度和熔融温度较高,还具有良好的耐环境应力开裂性,耐冲击强度、耐撕裂强度等性能。并可耐酸、碱、有机溶剂等。LLDPE可通过注射、挤出、吹塑等成型方法生产农膜、包装薄膜、复合薄膜、管材、中空容器、电线、电缆绝缘层等。由于不存在长支链,LLDPE的 6570用于制作薄膜。4.中密度聚乙烯英文名称:Medium density polye

36、thylene,简称MDPE中密度聚乙烯是在合成过程中用-烯烃共聚,控制密度而成。MDPE的密度为0.9260.953g/cm3,结晶度为7080,平均相对分子质量为20万,拉伸强度为824MPa,断裂伸长率为5060,熔融温度126135,熔体流动速率为0.135g10min,热变形温度(0.46MPa)4974。MDPE最突出的特点是耐环境应力开裂性及强度的长期保持性。MDPE可用挤出、注射、吹塑、滚塑、旋转、粉末成型加工方法,生产工艺参数与HDPE和LDPF相似,常用于管材、薄膜、中空容器等。5.超高相对分子质量聚乙烯英文名称:ultra-high molecular weight po

37、lyethylene,简称UHMWPE超高相对分子质量聚乙烯冲击强度高,耐疲劳,耐磨,是一种线型结构的具有优异综合性能的热塑性工程塑料。其相对分子质量达到300600万,密度0.9360.964g/cm3,热变形温度(0.46MPa)85,熔点130136。UHMWPE因相对分子质量高而具有其他塑料无可比拟的优异性能,如耐冲击、耐磨损、自润滑性、耐化学腐蚀等性能,广泛应用于机械、运输、纺织、造纸、矿业、农业、化工及体育运动器械等领域,其中以大型包装容器和管道的应用最为广泛。另外,由于超高相对分子质量聚乙烯优异的生理惰性,已作为心脏瓣膜、矫形外科零件、人工关节等在临床医学上使用,而且,超高相对分

38、子质量聚乙烯耐低温性能优异,在-40时仍具有较高的冲击强度,甚至可在-269下使用。超高相对分子质量聚乙烯纤维的复合材料在军事上已用作装甲车辆的壳体、雷达的防护罩壳、头盔等;体育用品上已制成弓弦、雪橇和滑水板等。由于超高相对分子质量聚乙烯熔融状态的粘度高达108Pas,流动性极差,其熔体流动速率几乎为零,所以很难用一般的机械加工方法进行加工。近年来,通过对普通加工设备的改造,已使超高相对分子质量聚乙烯由最初的压制-烧结成型发展为挤出、吹塑和注射成型以及其他特殊方法的成型。6.茂金属聚乙烯茂金属聚乙烯(mPE)是近年来迅速发展的一类新型高分子树脂,其相对分子质量分布窄,分子链结构和组成分布均一,

39、具有优异的力学性能和光学性能,已被广泛应用于包装、电气绝缘制品等。1.1.3聚乙烯的成型加工PE的熔体粘度比PVC低,流动性能好,不需加入增塑剂已具有很好的成型加工性能。前文已介绍了各类聚乙烯可采用的成型加工方法,下面主要介绍在成型过程中应注意的几个问题。聚乙烯属于结晶性塑料,吸湿小,成型前不需充分干燥,熔体流动性极好,流动性对压力敏感,成型时宜用高压注射,料温均匀,填充速度快,保压充分。不宜用直接浇口,以防收缩不均,内应力增大。注意选择浇口位置,防止产生缩孔和变形。PE的热容量较大,但成型加工温度却较低,成型加工温度的确定主要取决于相对分子质量、密度和结晶度。LDPE在180左右, HDPE

40、在220左右,最高成型加工温度一般不超过280。熔融状态下,PE具有氧化倾向,因而,成型加工中应尽量减少熔体与空气的接触及在高温下的停留时间。PE的熔体粘度对剪切速率敏感,随剪切速率的增大下降得较多。当剪切速率超过临界值后,易出现熔体破裂等流动缺陷。制品的结晶度取决于成型加工中对冷却速率的控制。不论采取快速冷却还是缓慢冷却,应尽量使制品各部分冷却速率均匀一致,以免产生内应力,降低制品的力学性能。收缩范围和收缩值大(一般成型收缩率为1.55.0),方向性明显,易变形翘曲,冷却速度宜慢,模具设冷料穴,并有冷却系统。软质塑件有较浅的侧凹槽时,可强行脱模。1.1.4聚乙烯的改性聚乙烯属非极性聚合物,与

41、无机物、极性高分子相容性弱,因此其功能性较差,采用改性可提高PE的耐热老化性、高速加工性、冲击强度、粘接性、生物相容性等性质。常用的改性方法包括物理改性和化学改性。1.物理改性物理改性是在PE基体中加入另一组分(无机组分、有机组分或聚合物等)的一种改性方法。常用的方法有增强改性、共混改性、填充改性。(1)增强改性 增强改性是指填充后对聚合物有增强效果的改性。加入的增强剂有玻璃纤维、碳纤维、石棉纤维、合成纤维、棉麻纤维、晶须等。自增强改性也属于增强改性的一种。自增强改性。所谓自增强就是使用特殊的加工成型方法,使得材料内部组织形成伸直链晶体,材料内部大分子晶体沿应力方向有序排列,材料的宏观强度得到

42、大幅度提高,同时分子链有序排列将使结晶度提高,从而使材料的强度进一步提高,由于所形成的增强相与基体相的分子结构相同,因而不存在外增强材料中普遍存在的界面问题。如采用超高相对分子质量聚乙烯(UHMPE)纤维增强LDPE,在加热加压成型的条件下,可以形成良好的界面,最大限度发挥基体和纤维的强度。纤维增强改性。纤维增强聚合物基复合材料由于具有比强度高、比刚度高等优点而得到广泛应用。如采用经KH-550偶联剂处理的长玻璃纤维(LGF)与PE复合制备的PELGF复合材料,当LGF加入量为3O(质量分数)、长度约为35mm时,复合材料的拉伸强度和冲击强度分别为52.5MPa和52kJm。晶须改性。晶须的加

43、入能够大幅度提高HDPE材料的力学性能,包括短期力学性能及耐长期蠕变性能。晶须对HDPE材料的增强作用主要归因于它们之间的良好界面粘接,同时刚性的晶须则能够承担较大的外界应力使复合材料的模量得到提高。纳米粒子增强改性。少量无机刚性粒子填充PE可同时起到增韧与增强的作用。如将表面处理过的纳米SiO2粒子填充mLLDPE-LDPE,SiO2纳米粒子均匀分散于基材中,与基材形成牢固的界面结合,当填充质量分数为2时,拉伸强度、断裂伸长率分别提高了13.7MPa和174.9。(2)共混改性 共混改性主要目的是改善PE的韧性、冲击强度、粘接性、高速加工性等各种缺陷,使其具有较好的综合性能。共混改性主要是向

44、PE基体中加入另一种聚合物,如塑料类、弹性体类等聚合物,以及不同种类的PE之间进行共混。PE系列的共混改性。单一组分的PE往往很难满足加工要求,而通过不同种类PE之间的共混改性可以获得性能优良的PE材料。如通过LDPE与LLDPE共混,解决了LDPE因大量添加阻燃剂和抗静电剂等助剂造成力学性能急剧降低的问题;LLDPE与HDPE共混后可以提高产品的综合性能。PE与弹性体的共混改性。弹性体具有低的表面张力、较强的极性、突出的增韧作用,因此与PE共混后,既能保持PE的原有性能,同时也可以制备出具有综合优良性能的PE。如LDPE-聚烯烃弹性体(POE)共混物,当POE的质量分数为3O时,共混体系的拉

45、伸强度达到最大值,为21.5 MPa。PE与塑料的共混改性。聚乙烯具有良好的韧性,但制品的强度和模量较低,与工程塑料等共混可提高复合体系的综合力学性能。但PE和这类高聚物的界面问题也是影响其共混物性能的主要原因,因此通常需要加入界面相容剂以提高共混物的力学性能。(3)填充改性 填充改性是在PE基质中加入无机填料或有机填料,一方面可以降低成本达到增重的目的,另一方面可提高PE的功能性,如电性能、阻燃性能等,但同时对复合材料的力学性能和加工性能带来一定程度的影响。无论是无机填料还是有机填料,填料与PE基体的相容性和界面粘接强度是PE填充改性必须面临的问题,而PE是非极性化合物,与填料相容性差,因此

46、,必须对填料进行表面处理。填料的表面处理一般采用物理或化学方法进行处理,在填料表面包覆一层类似于表面活性剂的过渡层,起“分子桥”的作用,使填料与基体树脂间形成一个良好的粘接界面。常用的填料表面处理技术有:表面活性剂或偶联剂处理技术、低温等离子体技术、聚合填充技术和原位乳液聚合技术等。PE中填充木粉、淀粉、废纸粉、滑石粉、碳酸钙等一类填料,不仅可以改善PE的性能,同时也具有十分重要的健康环保意义。2.化学改性化学改性的方法主要有接枝改性、共聚改性、交联改性、氯化及氯磺化改性和等离子体改性处理等方法。其原理是通过化学反应在PE分子链上引入其他链节和功能基团,由此提高材料的力学性能、耐侯性能、抗老化

47、性能和粘接性能等。(1)接枝改性 接枝改性是指将具有各种功能的极性单体接枝到PE主链上的一种改性方法。接枝改性后的PE不但保持了其原有特性,同时又增加了其新的功能。常用的接枝单体有丙烯酸(AA)、马来酸酐(MA)、马来酸盐、烯基双酚A醚和活性硅油等。接枝改性的方法主要有溶液法、固相法、熔融法、辐射接枝法、光接枝法等。(2)共聚改性 共聚改性是指通过共聚反应将其他大分子链或官能团引入到PE分子链中,从而改变PE的基本性能。主要改性品种有乙烯-丙烯共聚物(塑料)、EVA、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-其他烯烃(如辛烯POE、环烯烃)共聚物、乙烯-不饱和酯共聚物(EAA、 EMAA 、EEA、EMA、EM

48、MA、EMAH)等。通过共聚反应,可以改变大分子链的柔顺性或使原来的基团带有反应性官能团,可以起到反应性增容剂的作用。(3)交联改性 交联改性是指在聚合物大分子链间形成了化学共价键以取代原来的范德华力,由此极大地改善了诸如耐热性、耐磨性、弹性形变、耐化学药品性及耐环境应力开裂性等一系列物理化学性能,适于作大型管材、电缆电线以及滚塑制品等。聚乙烯的交联改性方法包括过氧化物交联(化学交联)、高能辐射交联、硅烷接枝交联、紫外光交联。(4)氯化及氯磺化改性 氯化聚乙烯是聚乙烯分子中的仲碳原子被氯原子取代后生成的一种高分子氯化物,具有较好的耐候性、耐臭氧性、耐化学药品性、耐寒性、阻燃性和优良的电绝缘性。

49、主要用作聚氯乙烯的改性剂,以改善聚氯乙烯抗冲击性能,氯化聚乙烯本身还可作为电绝缘材料和地面材料。氯磺化聚乙烯是聚乙烯经过氯化和氯磺化反应而制得的具有高饱和结构的特种弹性材料,属于高性能橡胶品种。其结构饱和,无发色基团存在,涂膜的抗氧性、耐油性、耐候性、耐磨性和保色性能优异,且耐酸碱和化学药品的腐蚀,已广泛应用于石油、化工等行业。(5)等离子体改性处理 等离子体是由部分电离的导电气体组成,其中包括电子、正离子、负离子,基态的原子或分子、激发态的原子或分子、游离基等类型的活性粒子。在聚乙烯等高分子材料表面改性中主要利用低温等离子体中的活性粒子轰击材料表面,使材料表面分子的化学键被打开,并与等离子体

50、中的氧、氮等活性自由基结合,在高分子材料表面形成含有氧、氮等极性基团,由于表面增加了大量的极性基团从而能明显地提高材料表面的粘接性、印刷性、染色性等。1.1.5聚乙烯的应用聚乙烯是通用塑料中应用最广泛的品种,薄膜是其主要加工产品,其次是片材和涂层、瓶、罐、桶等中空容器及其他各种注射和吹塑制品、管材和电线、电缆的绝缘和护套等。主要用于包装、农业和交通等部门。1.薄膜低密度聚乙烯总产量的一半以上经吹塑制成薄膜,这种薄膜有良好的透明性和一定的拉伸强度,广泛用作各种食品、衣物、医药、化肥、工业品的包装材料以及农用薄膜。也可用挤出法加工成复合薄膜用于包装重物。高密度聚乙烯薄膜的强度高、耐低温、防潮,并有

51、良好的印刷性和可加工性。线型低密度聚乙烯的最大用途也是制成薄膜,其强度、韧性均优于低密度聚乙烯,耐刺穿性和刚性也较好,透明性稍优于高密度聚乙烯。此外,还可以在纸、铝箔或其他塑料薄膜上挤出涂布聚乙烯涂层,制成高分子复合材料。2.中空制品高密度聚乙烯强度较高,适宜成型中空制品。可用吹塑法制成瓶、桶、罐、槽等容器,或用浇铸法制成槽车罐和贮罐等大型容器。3.管、板材挤出法可生产聚乙烯管材,高密度聚乙烯管强度较高,适于地下铺设。挤出的板材可进行二次加工,也可用发泡挤出和发泡注射法将高密度聚乙烯制成低发泡塑料,作台板和建筑材料。4.纤维中国称为乙纶,一般采用低压聚乙烯作原料,纺制成合成纤维。乙纶主要用于生

52、产渔网和绳索,或纺成短纤维后用作絮片,也可用于工业耐酸碱织物。超高相对分子质量聚乙烯纤维(强度可达34GPa),可用作防弹背心,汽车和海上作业用的复合材料。5.杂品用注射成型法生产的杂品包括日用杂品、人造花卉、周转箱、小型容器、自行车和拖拉机的零件等。制造结构件时要用高密度聚乙烯。超高相对分子质量聚乙烯适于制作减震,耐磨及传动零件。1.1.6聚乙烯的简易识别方法(1)外观印象 白色蜡状,半透明,HDPE透明性更差,用手摸制品有滑腻感;LDPE柔而韧,稍能伸长,HDPE手感较坚硬。(2)水中沉浮 比水轻,浮于水面。(3)溶解特性 一般熔融后可溶于对二甲苯、三氯苯等。(4)受热表现 温度达90135以上变软熔融,315以上分解。(5)燃烧现象 易燃,离火后继续燃烧,火焰上端呈黄色,下端蓝色,燃烧时熔融滴落,发出石蜡燃烧时的气味。

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