高分子材料科學專項訓練題

綜合試卷第=PAGE1*2-11頁（共=NUMPAGES1*22頁） 綜合試卷第=PAGE1*22頁（共=NUMPAGES1*22頁）PAGE①姓名所在地區(qū)姓名所在地區(qū)身份證號密封線1.請首先在試卷的標封處填寫您的姓名，身份證號和所在地區(qū)名稱。2.請仔細閱讀各種題目的回答要求，在規(guī)定的位置填寫您的答案。3.不要在試卷上亂涂亂畫，不要在標封區(qū)內(nèi)填寫無關內(nèi)容。一、選擇題1.高分子材料的分類中，屬于熱塑性塑料的是（）

A.聚乙烯

B.聚丙烯

C.聚氯乙烯

D.聚苯乙烯

2.高分子材料在自然界中的降解方式，下列哪種不屬于（）

A.光降解

B.生物降解

C.化學降解

D.機械降解

3.聚合物溶液的特性中，屬于非牛頓流體的是（）

A.塑性粘流態(tài)

B.彈性體

C.液體

D.粘性液體

4.高分子材料的力學功能中，主要影響材料的沖擊強度的因素是（）

A.拉伸強度

B.壓縮強度

C.剪切強度

D.彈性模量

5.在高分子材料的制備過程中，下列哪種技術屬于溶液聚合（）

A.負壓聚合

B.高壓聚合

C.反應注入聚合

D.溶液聚合

6.高分子材料的熔融指數(shù)測試中，主要反映的是（）

A.材料的粘度

B.材料的結(jié)晶度

C.材料的流動性

D.材料的強度

7.高分子材料的交聯(lián)作用，下列哪種說法是正確的（）

A.交聯(lián)可以提高材料的強度

B.交聯(lián)可以提高材料的韌性

C.交聯(lián)可以降低材料的韌性

D.交聯(lián)可以提高材料的熔融指數(shù)

8.在高分子材料的制備過程中，下列哪種添加劑可以提高材料的抗沖擊性（）

A.增塑劑

B.增強劑

C.抗氧劑

D.抗菌劑

答案及解題思路：

1.D聚苯乙烯（PS）是熱塑性塑料的代表之一，它在加熱時會軟化，冷卻后硬化，可反復進行成型加工。

2.D機械降解是指由于機械作用如磨擦、切割等造成的材料降解，這不是高分子材料在自然界中自然降解的方式。

3.A非牛頓流體不遵循牛頓流體線性粘度規(guī)律，其粘度會隨剪切速率或剪切應力的變化而變化。塑性粘流態(tài)是非牛頓流體的典型特性。

4.B材料的沖擊強度與材料的韌性和斷裂伸長率關系密切，其中拉伸強度雖然與沖擊強度有關，但不是主要影響因子。

5.D溶液聚合是一種在溶液中進行聚合反應的聚合方法，與負壓聚合、高壓聚合和反應注入聚合不同。

6.C熔融指數(shù)測試主要用于評估高分子材料的熱穩(wěn)定性、流動性及熔融狀態(tài)下的粘度等性質(zhì)。

7.A交聯(lián)能夠增加材料的強度和剛度，使材料在受力時不易變形。

8.A增塑劑通過增加塑料的可塑性和柔韌性來提高材料的抗沖擊性。二、填空題1.高分子材料根據(jù)其熱性質(zhì)可分為__________和__________兩大類。

答案：熱塑性材料和熱固性材料

2.高分子材料的分子量與__________有關，而與__________無關。

答案：聚合反應條件和分子鏈的長度有關，而與單體種類無關

3.高分子材料的結(jié)晶度是指__________與__________的比值。

答案：結(jié)晶部分所占的質(zhì)量與材料總質(zhì)量的比值

4.高分子材料的力學功能包括__________、__________、__________等。

答案：拉伸強度、沖擊強度、彎曲強度等

5.高分子材料的制備方法主要包括__________、__________、__________等。

答案：自由基聚合、離子聚合、配位聚合等

答案及解題思路：

答案解題思路內(nèi)容。

1.高分子材料根據(jù)其熱性質(zhì)可分為熱塑性材料和熱固性材料。熱塑性材料在加熱后可以重塑，而熱固性材料在加熱后會硬化，不能再重塑。

2.高分子材料的分子量與聚合反應條件和分子鏈的長度有關，聚合反應條件如溫度、壓力、引發(fā)劑等都會影響分子量；而與單體種類無關，因為單體種類只影響高分子材料的基本結(jié)構(gòu)和功能，但不影響其分子量。

3.高分子材料的結(jié)晶度是指結(jié)晶部分所占的質(zhì)量與材料總質(zhì)量的比值。結(jié)晶度越高，材料的強度和硬度通常越好。

4.高分子材料的力學功能包括拉伸強度、沖擊強度、彎曲強度等。這些功能決定了高分子材料在實際應用中的適用性和耐久性。

5.高分子材料的制備方法主要包括自由基聚合、離子聚合、配位聚合等。這些聚合方法決定了高分子材料的結(jié)構(gòu)和功能，自由基聚合是最常見的一種方法。三、簡答題1.簡述高分子材料的制備方法及其特點。

高分子材料的制備方法包括：

線性聚合：通過鏈增長聚合或逐步聚合制備。

交聯(lián)聚合：通過形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)增加材料的力學功能。

接枝聚合：在聚合物鏈上引入其他單體以增加特定功能。

特點：

線性聚合：易于合成，加工功能好，但力學功能一般。

交聯(lián)聚合：具有較高的力學功能和耐熱性，但加工難度較大。

接枝聚合：賦予材料新的功能，但可能影響材料的穩(wěn)定性。

2.簡述高分子材料的力學功能及其影響因素。

力學功能：

彈性模量：材料抵抗形變的能力。

抗張強度：材料承受拉伸時斷裂的能力。

剪切強度：材料抵抗剪切力的能力。

影響因素：

分子鏈結(jié)構(gòu)：分子鏈越長，材料的力學功能越好。

分子量分布：分子量分布窄，材料的力學功能穩(wěn)定。

微觀結(jié)構(gòu)：晶體結(jié)構(gòu)、非晶態(tài)結(jié)構(gòu)等對力學功能有顯著影響。

3.簡述高分子材料的耐熱功能及其影響因素。

耐熱功能：

熔點：材料從固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)的溫度。

長期耐熱性：材料在高溫下長期使用的穩(wěn)定性。

影響因素：

分子結(jié)構(gòu)：分子結(jié)構(gòu)復雜，耐熱功能好。

分子量：分子量大，耐熱功能好。

玻璃化轉(zhuǎn)變溫度：玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高，耐熱功能好。

4.簡述高分子材料的耐腐蝕功能及其影響因素。

耐腐蝕功能：

耐化學性：材料抵抗化學侵蝕的能力。

耐水性：材料抵抗水侵蝕的能力。

影響因素：

分子結(jié)構(gòu)：具有特殊官能團的材料耐腐蝕功能好。

表面處理：表面處理可以增加材料的耐腐蝕功能。

環(huán)境因素：環(huán)境溫度、濕度等對材料的耐腐蝕功能有影響。

5.簡述高分子材料的生物降解性及其影響因素。

生物降解性：

有機物分解：高分子材料在生物體內(nèi)分解成小分子有機物。

影響因素：

分子結(jié)構(gòu)：含有易于生物降解的官能團的材料具有較好的生物降解性。

分子量：分子量小，易于生物降解。

環(huán)境因素：環(huán)境溫度、濕度等對材料的生物降解性有影響。

答案及解題思路：

1.答案：高分子材料的制備方法包括線性聚合、交聯(lián)聚合和接枝聚合，各有特點，如線性聚合易于合成，加工功能好，但力學功能一般；交聯(lián)聚合具有較高的力學功能和耐熱性，但加工難度較大；接枝聚合賦予材料新的功能，但可能影響材料的穩(wěn)定性。

解題思路：了解高分子材料的制備方法，分析每種方法的優(yōu)缺點。

2.答案：高分子材料的力學功能包括彈性模量、抗張強度和剪切強度，影響因素有分子鏈結(jié)構(gòu)、分子量分布和微觀結(jié)構(gòu)。

解題思路：掌握高分子材料的力學功能及其影響因素，分析各種因素對材料功能的影響。

3.答案：高分子材料的耐熱功能包括熔點和長期耐熱性，影響因素有分子結(jié)構(gòu)、分子量和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。

解題思路：了解高分子材料的耐熱功能，分析各種因素對材料耐熱性的影響。

4.答案：高分子材料的耐腐蝕功能包括耐化學性和耐水性，影響因素有分子結(jié)構(gòu)、表面處理和環(huán)境因素。

解題思路：掌握高分子材料的耐腐蝕功能，分析各種因素對材料耐腐蝕性的影響。

5.答案：高分子材料的生物降解性包括有機物分解，影響因素有分子結(jié)構(gòu)、分子量和環(huán)境因素。

解題思路：了解高分子材料的生物降解性，分析各種因素對材料生物降解性的影響。四、論述題1.論述高分子材料的制備過程中，反應條件對材料功能的影響。

解題思路：在論述這一問題時，可以從以下幾個方面展開：

1.反應溫度和壓力對聚合反應的影響。

2.單體濃度和聚合速率的關系。

3.催化劑和引發(fā)劑的選擇對材料功能的影響。

4.聚合反應機理與材料功能的關系。

2.論述高分子材料的力學功能與其分子結(jié)構(gòu)的關系。

解題思路：分析力學功能與分子結(jié)構(gòu)的關聯(lián)，可以包括：

1.分子量、分子量分布對材料強度和韌性影響。

2.聚合度、交聯(lián)度對材料彈性、硬度的影響。

3.取向度、結(jié)晶度對材料抗拉強度、屈服強度的影響。

3.論述高分子材料的耐熱功能與其分子結(jié)構(gòu)的關系。

解題思路：從以下角度探討耐熱功能與分子結(jié)構(gòu)的關系：

1.分子鏈的剛性、柔性和構(gòu)象變化對耐熱性的影響。

2.結(jié)晶度、交聯(lián)密度對材料熱穩(wěn)定性的影響。

3.基團引入對耐熱性的改善。

4.論述高分子材料的生物降解功能與其分子結(jié)構(gòu)的關系。

解題思路：闡述生物降解功能與分子結(jié)構(gòu)之間的關系，包括：

1.生物降解速率與分子鏈結(jié)構(gòu)、鏈段的柔性和反應活性關系。

2.基團引入和共聚對生物降解功能的影響。

3.材料在生物體內(nèi)的降解機理。

5.論述高分子材料的抗沖擊功能與其分子結(jié)構(gòu)的關系。

解題思路：探討抗沖擊功能與分子結(jié)構(gòu)的相關性，具體可以從：

1.分子量、分子量分布對抗沖擊性的影響。

2.交聯(lián)密度、支鏈結(jié)構(gòu)對沖擊韌性的作用。

3.材料結(jié)晶度和取向度對抗沖擊功能的影響。

答案及解題思路：

1.論述高分子材料的制備過程中，反應條件對材料功能的影響。

答案：反應條件如溫度、壓力、單體濃度、催化劑和引發(fā)劑等對高分子材料的功能有顯著影響。例如適當?shù)姆磻獪囟群蛪毫梢源龠M聚合反應，提高產(chǎn)物的分子量和結(jié)晶度，從而改善材料的力學功能。催化劑和引發(fā)劑的選擇則直接影響聚合反應的速率和產(chǎn)物結(jié)構(gòu)。

2.論述高分子材料的力學功能與其分子結(jié)構(gòu)的關系。

答案：高分子材料的力學功能與其分子結(jié)構(gòu)密切相關。分子量、分子量分布、聚合度、交聯(lián)度等都會影響材料的強度和韌性。例如較高的分子量往往意味著更高的強度，而適當?shù)慕宦?lián)度可以提高材料的彈性。

3.論述高分子材料的耐熱功能與其分子結(jié)構(gòu)的關系。

答案：高分子材料的耐熱功能與其分子結(jié)構(gòu)的剛性、柔性和構(gòu)象變化有關。剛性分子鏈具有較好的耐熱性，而柔性的分子鏈在高溫下易發(fā)生構(gòu)象變化，導致耐熱性下降。

4.論述高分子材料的生物降解功能與其分子結(jié)構(gòu)的關系。

答案：高分子材料的生物降解功能與其分子結(jié)構(gòu)中的生物降解速率、鏈段柔性和反應活性密切相關。引入易于生物降解的基團和調(diào)整分子結(jié)構(gòu)可以改善材料的生物降解功能。

5.論述高分子材料的抗沖擊功能與其分子結(jié)構(gòu)的關系。

答案：高分子材料的抗沖擊功能與其分子量、交聯(lián)密度、支鏈結(jié)構(gòu)等因素有關。適當?shù)慕宦?lián)密度和支鏈結(jié)構(gòu)可以提高材料的沖擊韌性，從而增強抗沖擊功能。五、實驗題1.實驗目的：測定聚乙烯薄膜的拉伸強度和斷裂伸長率。

（1）實驗原理：

利用拉伸試驗機對聚乙烯薄膜進行拉伸，通過記錄最大載荷和薄膜的原始長度以及斷裂后的長度，計算出拉伸強度和斷裂伸長率。

（2）實驗步驟：

①準備聚乙烯薄膜試樣；

②將試樣固定在拉伸試驗機上；

③按照規(guī)定的拉伸速度對試樣進行拉伸；

④記錄最大載荷和試樣斷裂時的長度；

⑤計算拉伸強度和斷裂伸長率。

（3）實驗數(shù)據(jù)及結(jié)果處理：

比較不同試樣的拉伸強度和斷裂伸長率，分析影響因素。

2.實驗目的：測定聚丙烯薄膜的沖擊強度。

（1）實驗原理：

利用沖擊試驗機對聚丙烯薄膜進行沖擊試驗，通過記錄沖擊試驗中的最大載荷，計算沖擊強度。

（2）實驗步驟：

①準備聚丙烯薄膜試樣；

②將試樣固定在沖擊試驗機上；

③對試樣進行沖擊試驗；

④記錄沖擊試驗中的最大載荷；

⑤計算沖擊強度。

（3）實驗數(shù)據(jù)及結(jié)果處理：

比較不同試樣的沖擊強度，分析影響因素。

3.實驗目的：測定聚氯乙烯薄膜的耐熱功能。

（1）實驗原理：

通過加熱聚氯乙烯薄膜，觀察薄膜在特定溫度下的功能變化，如軟化點、熱失重等，來評估其耐熱功能。

（2）實驗步驟：

①準備聚氯乙烯薄膜試樣；

②將試樣置于耐熱功能試驗箱中；

③加熱試樣，觀察其功能變化；

④記錄薄膜的軟化點和熱失重等數(shù)據(jù)。

（3）實驗數(shù)據(jù)及結(jié)果處理：

比較不同試樣的耐熱功能，分析影響因素。

4.實驗目的：測定聚苯乙烯薄膜的耐腐蝕功能。

（1）實驗原理：

將聚苯乙烯薄膜試樣置于腐蝕環(huán)境中，觀察其在特定時間內(nèi)的功能變化，如重量損失、外觀變化等，來評估其耐腐蝕功能。

（2）實驗步驟：

①準備聚苯乙烯薄膜試樣；

②將試樣置于腐蝕環(huán)境中；

③觀察試樣在特定時間內(nèi)的功能變化；

④記錄試樣的重量損失和外觀變化等數(shù)據(jù)。

（3）實驗數(shù)據(jù)及結(jié)果處理：

比較不同試樣的耐腐蝕功能，分析影響因素。

5.實驗目的：測定聚乙烯薄膜的生物降解功能。

（1）實驗原理：

將聚乙烯薄膜試樣置于生物降解環(huán)境中，觀察其在特定時間內(nèi)的功能變化，如重量損失、降解程度等，來評估其生物降解功能。

（2）實驗步驟：

①準備聚乙烯薄膜試樣；

②將試樣置于生物降解環(huán)境中；

③觀察試樣在特定時間內(nèi)的功能變化；

④記錄試樣的重量損失和降解程度等數(shù)據(jù)。

（3）實驗數(shù)據(jù)及結(jié)果處理：

比較不同試樣的生物降解功能，分析影響因素。

答案及解題思路：

1.實驗目的：測定聚乙烯薄膜的拉伸強度和斷裂伸長率。

解題思路：根據(jù)實驗步驟，計算拉伸強度和斷裂伸長率。拉伸強度=最大載荷/原始截面積；斷裂伸長率=（斷裂長度原始長度）/原始長度×100%。

2.實驗目的：測定聚丙烯薄膜的沖擊強度。

解題思路：根據(jù)實驗步驟，計算沖擊強度。沖擊強度=最大載荷/原始截面積。

3.實驗目的：測定聚氯乙烯薄膜的耐熱功能。

解題思路：根據(jù)實驗步驟，記錄軟化點和熱失重等數(shù)據(jù)。軟化點：當聚氯乙烯薄膜的變形率達到5%時的溫度；熱失重：聚氯乙烯薄膜在一定溫度下的重量損失。

4.實驗目的：測定聚苯乙烯薄膜的耐腐蝕功能。

解題思路：根據(jù)實驗步驟，記錄重量損失和外觀變化等數(shù)據(jù)。重量損失：試樣在腐蝕環(huán)境中的重量損失；外觀變化：試樣在腐蝕環(huán)境中的外觀變化。

5.實驗目的：測定聚乙烯薄膜的生物降解功能。

解題思路：根據(jù)實驗步驟，記錄重量損失和降解程度等數(shù)據(jù)。重量損失：試樣在生物降解環(huán)境中的重量損失；降解程度：試樣在生物降解環(huán)境中的降解程度。

：六、綜合應用題1.設計一種具有良好力學功能和耐熱功能的高分子材料。

設計要求：該材料應適用于高溫、高壓環(huán)境，且具有良好的機械強度和耐沖擊性。

提交內(nèi)容：

（1）材料組成及結(jié)構(gòu)特點

（2）制備工藝

（3）力學功能和耐熱功能測試結(jié)果

（4）材料應用領域

2.設計一種具有良好耐腐蝕功能和生物降解功能的高分子材料。

設計要求：該材料應具有良好的耐化學腐蝕性，同時具備生物降解功能，減少對環(huán)境的影響。

提交內(nèi)容：

（1）材料組成及結(jié)構(gòu)特點

（2）制備工藝

（3）耐腐蝕功能和生物降解功能測試結(jié)果

（4）材料應用領域

3.分析高分子材料在工業(yè)領域的應用及其優(yōu)缺點。

分析要求：列舉高分子材料在工業(yè)領域的典型應用，分析其優(yōu)點和缺點。

提交內(nèi)容：

（1）高分子材料在工業(yè)領域的應用舉例

（2）應用優(yōu)缺點分析

4.探討高分子材料在環(huán)境保護和可持續(xù)