2025年大學(xué)《應(yīng)用化學(xué)》專業(yè)題庫——應(yīng)用化學(xué)在汽車涂料研究中的領(lǐng)先地位考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)）1.在汽車涂料中，用于提供涂層光澤和豐滿感的主要成膜物質(zhì)是（）。A.顏料與填料B.助劑C.樹脂（基料）D.溶劑2.對(duì)于汽車底盤防腐蝕涂層，要求具有優(yōu)異的附著力和耐蝕性，以下哪種樹脂體系綜合性能相對(duì)最優(yōu)？（）A.丙烯酸樹脂B.醇酸樹脂C.環(huán)氧樹脂D.腈-丁橡膠改性樹脂3.水性汽車涂料的主要環(huán)保優(yōu)勢(shì)在于（）。A.漆膜硬度高B.色彩鮮艷度高C.大幅減少揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOC）排放D.施工溫度范圍廣4.在汽車面漆中，常用于提供高光澤、鮮艷色彩和良好耐候性的顏料是（）。A.鈦白粉B.酚醛樹脂C.云母粉D.腈-丁橡膠5.汽車涂料中使用的流變改性劑，其主要作用是（）。A.提高漆膜的耐化學(xué)性B.改善涂料的施工性能，如流平性和防流掛性C.增強(qiáng)漆膜的硬度D.加速涂料的干燥固化6.納米二氧化硅作為汽車涂料填料，其主要貢獻(xiàn)在于（）。A.提供遮蓋力B.增強(qiáng)涂膜的耐磨性和抗劃傷性C.降低涂料成本D.提高涂料的電氣絕緣性7.下列哪種檢測(cè)方法主要用于分析汽車涂料中有機(jī)官能團(tuán)的存在？（）A.紫外-可見光譜（UV-Vis）B.傅里葉變換紅外光譜（FTIR）C.透射電子顯微鏡（TEM）D.差示掃描量熱法（DSC）8.汽車電泳涂裝的泳透力主要取決于（）。A.涂料的粘度B.電極間的電壓C.涂料的電導(dǎo)率D.以上都是9.為了提高汽車涂料的耐候性，常在配方中加入（）。A.光穩(wěn)定劑B.防銹顏料C.交聯(lián)劑D.分散劑10.溶劑型汽車涂料的環(huán)境污染主要來源于（）。A.樹脂本身B.顏料填料C.溶劑的高揮發(fā)性及其帶來的VOC排放D.助劑的持久性二、填空題（每空2分，共20分。請(qǐng)將正確答案填在橫線上）1.汽車涂料通常由______、______、______和少量______組成。2.涂料的流變性能決定了其在施工過程中的______、______和______等特性。3.汽車底漆的主要功能是提供______和______。4.水性涂料中的成膜物質(zhì)主要是水溶性樹脂，如______樹脂或______樹脂。5.______是汽車涂料中最重要的成膜物質(zhì)，其化學(xué)結(jié)構(gòu)決定了涂層的基本性能。6.為了滿足環(huán)保要求，汽車涂料正朝著______、______和______的方向發(fā)展。7.涂料的附著力是指涂層與基體之間的______強(qiáng)度。8.納米技術(shù)在汽車涂料中的應(yīng)用，可以顯著提高涂層的______和______性能。9.汽車涂料的耐候性是指涂層抵抗______、______及紫外線等因素影響的能力。10.涂料的固化是指成膜物質(zhì)從液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)開_____的過程，常見的固化方式有______和______。三、名詞解釋（每小題3分，共15分）1.耐候性2.滲透性3.交聯(lián)反應(yīng)4.遮蓋力5.光澤度四、簡答題（每小題5分，共20分）1.簡述水性汽車涂料相比傳統(tǒng)溶劑型汽車涂料的主要優(yōu)勢(shì)。2.解釋納米填料在提高汽車涂料性能方面的作用機(jī)制。3.汽車涂料對(duì)基材的附著力要求高，簡述影響附著力的因素。4.簡述汽車涂料中顏填料的主要作用。五、論述題（每小題10分，共20分）1.論述應(yīng)用化學(xué)在開發(fā)環(huán)保型汽車涂料過程中的關(guān)鍵作用和技術(shù)路徑。2.結(jié)合具體實(shí)例，論述化學(xué)合成與表征技術(shù)在提升汽車涂料性能研究中的重要性。六、計(jì)算題（共15分）某汽車面漆配方中，樹脂（基料）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為45%，顏料和填料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%，助劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%，溶劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%。現(xiàn)需制備1000kg該面漆，請(qǐng)計(jì)算所需樹脂、顏料填料、助劑和溶劑的質(zhì)量分別為多少公斤？試卷答案一、選擇題1.C2.C3.C4.A5.B6.B7.B8.D9.A10.C二、填空題1.樹脂（基料）、顏料與填料、助劑2.流平性、防流掛性、遮蓋力3.防銹、防腐4.丙烯酸、聚氨酯5.樹脂（基料）6.水性、高固體份、無溶劑7.機(jī)械結(jié)合8.耐磨、抗劃傷9.太陽輻射、雨水、大氣污染物10.固體（或聚合物）熱、光、化學(xué)三、名詞解釋1.耐候性：指涂層在自然環(huán)境條件下，抵抗太陽輻射、雨水、溫度變化、大氣污染物等綜合因素影響，保持其物理機(jī)械性能和化學(xué)穩(wěn)定性的能力。2.滲透性：指液體或氣體分子通過涂層到達(dá)基材的能力。低滲透性是涂層保護(hù)基材的重要條件。3.交聯(lián)反應(yīng)：指線型或支鏈型樹脂分子之間通過化學(xué)鍵形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的過程，使涂膜獲得更高的強(qiáng)度、硬度、耐化學(xué)性和耐熱性。4.遮蓋力：指涂料覆蓋基材表面，使基材顏色或瑕疵不再顯露的能力。5.光澤度：指涂層表面反射可見光的能力，是評(píng)價(jià)涂層外觀質(zhì)量的重要指標(biāo)，通常用光澤計(jì)測(cè)量。四、簡答題1.水性汽車涂料以水作為分散介質(zhì)，大大降低了揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOC）的排放，減少了對(duì)環(huán)境和操作人員健康的危害；同時(shí)，水資源易得，成本較低；水性樹脂的技術(shù)不斷進(jìn)步，其涂層性能（如豐滿度、硬度、耐候性）已能滿足多數(shù)汽車涂料的要求。2.納米填料具有極高的比表面積和表面能，能與樹脂分子形成更強(qiáng)的物理或化學(xué)鍵合，增強(qiáng)界面結(jié)合力，從而提高涂層的力學(xué)性能（如硬度、韌性、耐磨性）；其獨(dú)特的尺寸效應(yīng)和表面效應(yīng)可以改善涂料的流變性能（如提高觸變性、減少沉降），或賦予涂層特殊功能（如導(dǎo)電、抗菌）。3.影響附著力的因素主要包括：基材表面狀態(tài)（清潔度、粗糙度、化學(xué)性質(zhì)），涂層與基材之間的物理機(jī)械結(jié)合力（機(jī)械嵌合），以及涂層與基材之間的化學(xué)鍵合強(qiáng)度（通過底漆或表面改性實(shí)現(xiàn)），此外，涂層的柔韌性也會(huì)影響長期附著力。4.顏料和填料在汽車涂料中主要起到以下作用：提供色彩和遮蓋力（如有機(jī)顏料、無機(jī)顏料）；提高涂層的物理機(jī)械性能（如增強(qiáng)硬度、耐磨性、耐刮擦性，如二氧化硅、碳酸鈣）；改善涂層的耐候性（如提供抗紫外線能力，如二氧化鈦）；提供導(dǎo)電性（如石墨粉）；改善涂料的施工性能（如增加稠度，如云母粉）；提供防銹功能（如紅丹、鋅粉）。五、論述題1.應(yīng)用化學(xué)在開發(fā)環(huán)保型汽車涂料中扮演著核心角色。首先，化學(xué)家通過研究和開發(fā)新型環(huán)保樹脂，如水性丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂、無溶劑環(huán)氧樹脂、生物基樹脂等，替代傳統(tǒng)的溶劑型或高VOC含量樹脂。其次，通過化學(xué)方法合成和改性功能性助劑，如高效能水性潤濕劑、交聯(lián)劑、光穩(wěn)定劑、UV吸收劑等，以提升水性、高固體份涂料的性能。再次，利用化學(xué)表征技術(shù)（如FTIR、XPS、DSC）精確分析涂料的組成、結(jié)構(gòu)和性能，指導(dǎo)配方優(yōu)化。最后，化學(xué)原理也指導(dǎo)著新工藝的開發(fā)，如水性靜電噴涂、無溶劑自動(dòng)噴涂等，以提高資源利用率和降低環(huán)境污染。技術(shù)路徑包括：篩選或合成低VOC/零VOC樹脂；開發(fā)高效的環(huán)保型交聯(lián)體系；研究顏料/填料的綠色化替代方案；設(shè)計(jì)高效的助劑體系以改善施工性和耐久性；利用化學(xué)計(jì)算模擬和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的方法進(jìn)行配方設(shè)計(jì)。2.化學(xué)合成技術(shù)是制造符合汽車涂料性能要求的基礎(chǔ)。例如，通過化學(xué)合成可以精確控制樹脂的分子量、分子量分布、官能團(tuán)類型和數(shù)量，從而調(diào)控涂膜的硬度、柔韌性、附著力、耐化學(xué)性等關(guān)鍵性能。選擇合適的顏料填料種類和粒徑，并通過化學(xué)表面處理技術(shù)改善其與樹脂的相容性，對(duì)于提高遮蓋力、耐磨性、耐候性至關(guān)重要?；瘜W(xué)交聯(lián)技術(shù)則能構(gòu)建高強(qiáng)度的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，顯著提升涂膜的耐熱性、耐溶劑性、耐沖擊性。現(xiàn)代表征技術(shù)，如紅外光譜（FTIR）可用于分析涂層化學(xué)組成和官能團(tuán)，判斷固化程度和反應(yīng)機(jī)理；X射線衍射（XRD）可分析填料的晶體結(jié)構(gòu)和相互作用；掃描電子顯微鏡（SEM）可觀察涂層的表面形貌和微裂紋；差示掃描量熱法（DSC）可測(cè)定涂層的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、熱穩(wěn)定性及固化放熱行為；動(dòng)態(tài)力學(xué)分析（DMA）可研究涂膜的動(dòng)態(tài)模量和損耗模量，評(píng)價(jià)其韌性和抗老化性能。這些表征技術(shù)能夠提供涂層微觀結(jié)構(gòu)和宏觀性能的詳細(xì)信息，幫助研究人員深入理解性能的來源，診斷存在的問題，并指導(dǎo)材料的選擇、配方的優(yōu)化以及新技術(shù)的開發(fā)，對(duì)于持續(xù)提升汽車涂料的性能、功能和創(chuàng)新性具