2025年大學(xué)《應(yīng)用化學(xué)》專(zhuān)業(yè)題庫(kù)——應(yīng)用化學(xué)在聚合物材料中的玻璃過(guò)渡考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分）1.聚合物材料從玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦邚棏B(tài)（或橡膠態(tài)）的溫度，通常被稱(chēng)為（）。A.熔點(diǎn)(Tm)B.臨界溫度(Tc)C.玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)D.分子量最低溫度2.對(duì)于無(wú)定形聚合物，其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg主要取決于（）。A.聚合物的結(jié)晶度B.聚合物鏈的柔順性C.聚合物分子量的大小D.填充劑的種類(lèi)和含量3.下列哪種聚合物通常被認(rèn)為沒(méi)有明確的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度？（）A.苯乙烯-丁二烯橡膠(BR)B.聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)C.聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)D.聚乙烯(PE)4.根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，增加聚合物分子量通常會(huì)導(dǎo)致其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（）。A.降低B.升高C.不變D.先升高后降低5.在聚合物中引入柔性側(cè)基，通常會(huì)使玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（）。A.降低B.升高C.不變D.不確定6.使用差示掃描量熱法(DSC)測(cè)量聚合物玻璃化轉(zhuǎn)變溫度時(shí)，通常觀察到（）。A.吸熱峰B.放熱峰C.先吸熱峰后放熱峰D.無(wú)明顯熱效應(yīng)7.聚合物在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以下時(shí)，其主要運(yùn)動(dòng)單元是（）。A.整個(gè)分子鏈B.鏈段C.原子核D.單體8.玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)是衡量聚合物（）的一個(gè)重要指標(biāo)。A.熔融粘度B.拉伸強(qiáng)度C.玻璃化狀態(tài)下的韌性和剛性D.化學(xué)穩(wěn)定性9.增塑劑的作用主要是降低聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，使其在較低溫度下仍能保持（）。A.脆性B.塑性C.硬度D.強(qiáng)度10.半結(jié)晶聚合物通常表現(xiàn)出兩個(gè)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，其中一個(gè)對(duì)應(yīng)于（）。A.晶區(qū)B.非晶區(qū)C.熔體D.溶液二、填空題（每空1分，共15分）1.聚合物在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以上通常處于______態(tài)，在以下通常處于______態(tài)。2.影響聚合物玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的主要內(nèi)在因素包括分子量、______、______等。3.提高聚合物分子量到一定程度后，其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度趨于______。4.增塑劑與聚合物之間存在______作用，削弱了分子鏈間作用力，導(dǎo)致Tg降低。5.玻璃化轉(zhuǎn)變溫度是聚合物從______向______轉(zhuǎn)變的轉(zhuǎn)折溫度。6.測(cè)量聚合物玻璃化轉(zhuǎn)變溫度常用的熱分析方法主要是______。7.對(duì)于無(wú)定形聚合物，Tg與其熱變形溫度（HDT）密切相關(guān)，通常HDT______Tg。8.聚合物玻璃化轉(zhuǎn)變溫度與其分子鏈的柔順性有關(guān)，柔順性越______，Tg越______。9.晶區(qū)對(duì)非晶區(qū)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度有______作用。三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述聚合物玻璃化轉(zhuǎn)變的本質(zhì)。2.簡(jiǎn)述影響聚合物玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的主要因素及其影響機(jī)制。3.簡(jiǎn)述差示掃描量熱法(DSC)測(cè)量聚合物玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的基本原理。4.簡(jiǎn)述玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)對(duì)聚合物材料性能的影響。四、論述題（10分）結(jié)合具體聚合物實(shí)例，論述玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)對(duì)其材料選擇和應(yīng)用的重要性。試卷答案一、選擇題1.C2.B3.D4.B5.A6.A7.B8.C9.B10.B二、填空題1.高彈（或橡膠），玻璃2.鏈結(jié)構(gòu)，分子間作用力（或結(jié)晶度）3.趨于恒定（或不再變化）4.相互作用（或物理）5.玻璃，高彈（或橡膠）6.差示掃描量熱法（或DSC）7.高于（或大于）8.好（或高），低9.抬高（或影響）三、簡(jiǎn)答題1.解析思路：玻璃化轉(zhuǎn)變是分子鏈段運(yùn)動(dòng)能力發(fā)生質(zhì)變的溫度。低于Tg時(shí)，分子鏈段運(yùn)動(dòng)被凍結(jié)，聚合物表現(xiàn)為硬而脆的玻璃態(tài)；高于Tg時(shí)，分子鏈段獲得足夠的能量開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，聚合物轉(zhuǎn)變?yōu)槿彳?、富有彈性的高彈態(tài)（或橡膠態(tài)）。此轉(zhuǎn)變是物理過(guò)程，沒(méi)有化學(xué)鍵的斷裂和生成。2.解析思路：主要因素包括：①分子量：分子量增加，鏈段運(yùn)動(dòng)單元增大，需更多能量，Tg升高，但達(dá)到一定分子量后，Tg趨于恒定。②鏈結(jié)構(gòu)：柔性鏈（如PE）比剛性鏈（如PMMA）Tg低；支化、交聯(lián)會(huì)阻礙鏈段運(yùn)動(dòng)，Tg升高。③分子間作用力：作用力強(qiáng)，鏈段運(yùn)動(dòng)困難，Tg高。④結(jié)晶度：晶區(qū)結(jié)構(gòu)規(guī)整，運(yùn)動(dòng)受限，會(huì)“抬高”非晶區(qū)Tg。⑤溶劑/增塑劑：與聚合物鏈形成相互作用，削弱主鏈間作用力，Tg降低。⑥應(yīng)力/取向：可使鏈段運(yùn)動(dòng)受限，Tg升高。3.解析思路：DSC測(cè)量玻璃化轉(zhuǎn)變溫度基于非晶態(tài)聚合物在Tg附近會(huì)表現(xiàn)出熱容的突變。當(dāng)樣品從低溫加熱至Tg時(shí)，進(jìn)入玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)域，分子鏈段開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，分子勢(shì)能增加，需要吸收熱量而熱容急劇增大。DSC通過(guò)檢測(cè)此熱容變化曲線上的峰頂溫度來(lái)確定Tg。4.解析思路：Tg決定了聚合物玻璃化狀態(tài)下的使用溫度上限。低于Tg時(shí)，聚合物變脆，沖擊強(qiáng)度和韌性差；高于Tg時(shí)，聚合物變軟，可加工，并具有一定的韌性。因此，選擇聚合物時(shí)需使其Tg高于使用溫度，以保證良好性能。通過(guò)調(diào)控Tg可改變材料的硬度和應(yīng)用范圍。四、論述題解析思路：以聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA，有機(jī)玻璃）為例，其Tg約為105℃。在室溫（約25℃）下，PMMA處于玻璃態(tài)，透明、硬而脆，適用于制作需要透明度和耐候性的器件，如顯示器外殼、光學(xué)鏡片。如果需要在稍高溫度下使用（如60℃），純PMMA的Tg（105℃）足夠高，能滿(mǎn)足要求。但如果需要用于更高溫度環(huán)境（如80℃），純PMMA的Tg偏低，會(huì)變軟失去剛性，不適合。此時(shí)可以通過(guò)添加增塑劑來(lái)降低其Tg，例如加入鄰苯二甲酸酯類(lèi)增塑劑，將其Tg