2025年大學(xué)《分子科學(xué)與工程》專業(yè)題庫——聚合物材料的分子結(jié)構(gòu)調(diào)控研究考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項的字母填在括號內(nèi)）1.對于給定的聚合物樣品，其重均分子量(Mw)與數(shù)均分子量(Mn)的關(guān)系是？A.Mw<MnB.Mw=MnC.Mw≥MnD.Mw/Mn總是大于12.下列哪種聚合反應(yīng)通常難以獲得高分子量且分子量分布寬？A.自由基聚合B.陰離子聚合C.配位聚合D.縮合聚合3.在自由基聚合中，引發(fā)劑濃度增加，主要影響是？A.降低聚合速率B.縮小分子量分布C.提高聚合度D.增加鏈終止方式4.下列聚合物中，通常具有最低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)的是？A.高分子量聚苯乙烯B.高分子量聚碳酸酯C.高分子量聚丙烯腈D.高分子量聚四氟乙烯5.嵌段共聚物（AB）在特定條件下會形成微相分離結(jié)構(gòu)，其主要驅(qū)動力是？A.化學(xué)鍵作用B.熱力學(xué)不相容C.動力學(xué)阻礙D.外加場作用6.提高聚合物分子量分布的窄度，通常有利于？A.提高材料的強度和韌性B.提高材料的加工流動性C.提高材料的透明度D.A和B7.交聯(lián)是聚合物分子鏈之間形成化學(xué)鍵連接的過程，其主要結(jié)果是？A.顯著提高聚合物的熔融溫度B.降低聚合物的結(jié)晶度C.使聚合物從熱塑性轉(zhuǎn)變?yōu)闊峁绦裕ɑ蝾愃茻峁绦裕〥.增大聚合物的體積分?jǐn)?shù)8.1,4-聚丁二烯橡膠（BR）具有優(yōu)異的順式-1,4結(jié)構(gòu)，其主要來源于？A.自由基聚合機理B.陰離子聚合的定向性C.配位聚合的齊格勒-納塔催化劑D.開環(huán)聚合反應(yīng)9.無規(guī)共聚物（RandomCopolymer,A-B-A-B-...）的組成通常是？A.A和B組分均勻交替出現(xiàn)B.A和B組分隨機分布，但無長期重復(fù)序列C.A組分連續(xù)，B組分隨機插入D.B組分連續(xù)，A組分隨機插入10.增強聚合物材料的耐磨性，除了提高分子量外，還可以通過調(diào)控？A.支化程度B.交聯(lián)密度C.共聚組成D.A和C二、填空題（每空2分，共20分。請將答案填在橫線上）1.聚合物分子量分布的常用表示方法有______和______。2.影響聚合物玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)的主要因素包括分子量、______、______和結(jié)晶度。3.在自由基聚合中，鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)可以改變聚合物的______和______。4.共聚物根據(jù)單體連接方式的不同，主要可分為______、______、______和______四種類型。5.開環(huán)聚合是環(huán)狀單體開環(huán)形成直鏈聚合物的過程，常用的催化劑類型包括______和______。三、簡答題（每小題5分，共15分）1.簡述聚合物分子量分布寬對材料性能可能產(chǎn)生的不利影響。2.簡要比較陰離子聚合和自由基聚合在鏈增長速率、分子量控制能力以及聚合物結(jié)構(gòu)規(guī)整性方面的主要差異。3.解釋什么是聚合物交聯(lián)，并說明交聯(lián)密度對聚合物力學(xué)性能（如拉伸強度、彈性）的影響。四、計算題（共10分）已知某聚苯乙烯樣品的數(shù)均分子量Mn=50,000g/mol，重均分子量Mw=75,000g/mol。請計算該樣品的分子量分布寬度（MWD）Mw/Mn，并根據(jù)此值簡要評價該聚合物的分子量分布狀況。（提示：MWD=Mw/Mn）五、論述題（共15分）以嵌段共聚物（AB）為例，詳細(xì)論述其微相分離行為對材料宏觀性能（如力學(xué)性能、熱性能、光學(xué)性能、生物相容性等）的影響機制。請結(jié)合具體實例說明。試卷答案一、選擇題1.C2.A3.D4.D5.B6.D7.C8.B9.B10.D二、填空題1.相對分子質(zhì)量分布寬度(或PD)；分子量分布(或MWD)2.支化程度；交聯(lián)密度3.分子量；分子量分布4.無規(guī)共聚物；交替共聚物；接枝共聚物；嵌段共聚物5.酸堿催化劑；金屬有機催化劑三、簡答題1.解析思路：從材料性能的均一性、加工行為、力學(xué)性能等方面思考。寬分布意味著分子大小差異大，可能導(dǎo)致材料性能不均勻、各向異性；加工時可能存在加工困難或缺陷；力學(xué)性能（如沖擊韌性）可能下降，而脆性增加。2.解析思路：比較兩類聚合物的機理特點。陰離子聚合通常在無雜質(zhì)的溶劑中進(jìn)行，活性中心穩(wěn)定，鏈增長速率可調(diào)控，易于獲得高分子量且分布窄的均聚物，并能合成結(jié)構(gòu)規(guī)整的高分子（如全同、間同聚異戊二烯）。自由基聚合速率快，但活性中心易受雜質(zhì)影響，控制能力較差，通常得到分子量分布較寬的聚合物，且結(jié)構(gòu)多為無規(guī)立構(gòu)。3.解析思路：首先定義交聯(lián)。然后分析交聯(lián)對分子鏈運動自由度的限制。交聯(lián)密度高，分子鏈被大量交聯(lián)點固定，運動受阻嚴(yán)重，宏觀表現(xiàn)為材料變硬、強度增大，但韌性、塑性下降，不易加工。四、計算題解析思路：直接應(yīng)用MWD的定義公式。根據(jù)題目給出的Mn和Mw值代入計算即可。計算結(jié)果MWD=75,000/50,000=1.5。評價時，MWD大于1表示分子量分布較寬，聚合物樣品的分子量差異較大。五、論述題解析思路：從微相分離的結(jié)構(gòu)特征（兩相分離結(jié)構(gòu)）入手，分析相的性質(zhì)（A相和B相的性質(zhì)可能不同）。然后分別闡述各相結(jié)構(gòu)對宏觀性能的影響：如果A、B相均具有橡膠彈性，則界面結(jié)合良好時，復(fù)合材料可表現(xiàn)出比單一均聚物更高的強度和韌性；如果一相為硬質(zhì)（如玻璃態(tài)），另一相為軟質(zhì)（如橡膠態(tài)），則形成熱致液晶或特殊性能復(fù)合材料，可同時具備硬度和