2025年大學(xué)《應(yīng)用化學(xué)》專(zhuān)業(yè)題庫(kù)——應(yīng)用化學(xué)在塑料材料改性中的應(yīng)用前景考試時(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)的字母填在括號(hào)內(nèi)）1.在塑料填充改性中，為了提高無(wú)機(jī)填料（如碳酸鈣）在聚合物基體中的分散性和界面結(jié)合力，常采用的化學(xué)方法是（）。A.增加聚合物熔體粘度B.使用高分子量低分子量聚合物共混C.對(duì)填料進(jìn)行表面化學(xué)處理（如硅烷偶聯(lián)劑處理）D.選擇與基體極性差異大的填料2.聚合物共混改性中，當(dāng)兩種聚合物相容性較差時(shí)，引入第三種聚合物（相容劑）以改善界面相容性的主要作用機(jī)制是（）。A.降低共混體系的粘度B.增加共混體系的結(jié)晶度C.提供化學(xué)鍵合或物理纏繞作用，降低界面能D.改變共混體系中各組分的熔融溫度3.增塑劑的主要作用機(jī)理是（）。A.與聚合物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，改變分子鏈結(jié)構(gòu)B.填充在聚合物鏈之間，增大鏈段運(yùn)動(dòng)能力C.與聚合物基體形成化學(xué)交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)D.提高聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度4.使聚合物的分子鏈交聯(lián)形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的主要目的是（）。A.降低聚合物的密度B.增強(qiáng)聚合物的強(qiáng)度、耐熱性和耐溶劑性C.提高聚合物的結(jié)晶度D.促進(jìn)聚合物的鏈段運(yùn)動(dòng)5.在聚合物化學(xué)改性中，通過(guò)引入特定的官能團(tuán)或接枝特定聚合物鏈段，以賦予材料導(dǎo)電性能的方法屬于（）。A.機(jī)械共混改性B.化學(xué)交聯(lián)改性C.功能化改性D.增塑改性6.下列哪種方法通常被認(rèn)為是塑料的化學(xué)回收方式？（）A.物理共混B.熔融再生C.高溫?zé)峤馍蓡误w或燃料D.納米復(fù)合7.影響聚合物化學(xué)改性的關(guān)鍵因素之一是反應(yīng)溫度，升高溫度通常有利于（）。A.減慢反應(yīng)速率B.降低反應(yīng)活化能C.增加反應(yīng)分子鏈段運(yùn)動(dòng)能力，提高反應(yīng)物碰撞頻率和效率D.減小聚合物鏈間作用力8.碳納米管（CNTs）作為增強(qiáng)體用于聚合物改性時(shí)，其優(yōu)異的力學(xué)性能主要得益于（）。A.CNTs的高長(zhǎng)徑比B.CNTs與聚合物基體的完全化學(xué)相容C.CNTs表面的惰性D.聚合物基體的粘度低9.為了提高聚烯烴塑料的耐熱性和阻燃性，常采用的方法是（）。A.添加增塑劑B.與極性聚合物共混C.引入極性官能團(tuán)進(jìn)行化學(xué)改性或添加無(wú)機(jī)阻燃劑D.進(jìn)行化學(xué)交聯(lián)10.生物基塑料或可降解塑料的改性研究方向，旨在解決傳統(tǒng)塑料的環(huán)境問(wèn)題，其化學(xué)改性途徑可能包括（）。A.引入生物相容性或生物降解性基團(tuán)B.提高材料的力學(xué)強(qiáng)度和耐化學(xué)性C.降低材料的成本D.以上都是二、填空題（每空2分，共20分。請(qǐng)將答案填在橫線(xiàn)上）1.填充改性中，填料與聚合物基體之間的界面相互作用對(duì)復(fù)合材料的性能有重要影響，良好的界面結(jié)合通常需要通過(guò)__________等化學(xué)手段來(lái)改善。2.聚合物共混時(shí)，根據(jù)HASE（熱力學(xué)穩(wěn)定、相容性好、分散均勻、強(qiáng)度高）理論，理想的無(wú)規(guī)共混物需要滿(mǎn)足__________條件。3.增塑劑分子通常需要能夠插入到聚合物鏈之間，并與聚合物鏈產(chǎn)生一定的__________作用，才能有效降低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。4.化學(xué)交聯(lián)改性的目的是在聚合物分子鏈之間建立化學(xué)鍵，形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這通常通過(guò)使用__________或引發(fā)劑來(lái)實(shí)現(xiàn)。5.功能化改性是指通過(guò)化學(xué)方法賦予塑料特定功能的改性，例如導(dǎo)電改性、__________改性、自修復(fù)改性等。6.聚合物降解是塑料應(yīng)用中限制其壽命的重要因素，化學(xué)降解通常指聚合物在__________、____________等化學(xué)試劑作用下發(fā)生的鏈斷裂或結(jié)構(gòu)變化。7.綠色化學(xué)在塑料改性中的應(yīng)用體現(xiàn)為優(yōu)先選擇環(huán)境友好的改性方法，如使用__________填料、開(kāi)發(fā)可生物降解的塑料基體等。8.納米填料（如納米二氧化硅）在聚合物改性中能顯著提高材料的性能，其關(guān)鍵在于納米顆粒的__________效應(yīng)和與基體的良好界面結(jié)合。9.聚合物改性后，其熱力學(xué)性能（如玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg）通常會(huì)發(fā)生變化，這主要取決于改性方法對(duì)聚合物分子鏈段運(yùn)動(dòng)能力的__________。10.預(yù)測(cè)塑料改性應(yīng)用前景時(shí)，需要考慮改性技術(shù)的經(jīng)濟(jì)可行性、環(huán)境友好性以及對(duì)最終產(chǎn)品性能的__________。三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共15分）1.簡(jiǎn)述聚合物化學(xué)改性與物理改性的主要區(qū)別。2.解釋什么是聚合物/聚合物共混物的相容性，并簡(jiǎn)述影響相容性的主要因素。3.簡(jiǎn)述化學(xué)交聯(lián)對(duì)聚合物性能（至少三個(gè)方面）的主要影響。四、論述題（每題10分，共20分）1.論述納米填料在聚合物改性中提高復(fù)合材料性能的化學(xué)機(jī)理，并分析實(shí)現(xiàn)其優(yōu)良效果的關(guān)鍵因素。2.結(jié)合化學(xué)原理，論述開(kāi)發(fā)高性能、環(huán)境友好型塑料改性技術(shù)的必要性和主要化學(xué)途徑。---試卷答案一、選擇題1.C2.C3.B4.B5.C6.C7.C8.A9.C10.D二、填空題1.表面化學(xué)處理（或填料表面改性）2.絕對(duì)含量相似（或分子量相近）3.相互作用（或物理纏結(jié)）4.交聯(lián)劑5.阻燃6.化學(xué)試劑（或氧化劑、紫外線(xiàn)）7.生物基（或可再生資源）8.納米（或尺寸?。?.影響程度（或改變）10.適應(yīng)性（或匹配性）三、簡(jiǎn)答題1.答：聚合物化學(xué)改性是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)改變聚合物分子鏈結(jié)構(gòu)或引入新官能團(tuán)，從而從本質(zhì)上改變材料性能；而物理改性（如填充、共混、共擠）通常不改變聚合物化學(xué)結(jié)構(gòu)，主要是通過(guò)物理混合或相容性作用來(lái)改善性能。2.答：聚合物/聚合物共混物的相容性是指兩種或多種聚合物在混合后能夠形成均勻、穩(wěn)定的單一相結(jié)構(gòu)的能力。影響相容性的主要因素包括：兩種聚合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)相似性（如極性、分子量）、分子鏈段運(yùn)動(dòng)能力、界面相互作用（如范德華力、氫鍵、化學(xué)鍵）等。3.答：化學(xué)交聯(lián)對(duì)聚合物性能的主要影響包括：顯著提高聚合物的強(qiáng)度和模量（交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)限制鏈段運(yùn)動(dòng)）；提高耐熱性和耐溶劑性（交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)阻礙鏈段解離和溶脹）；提高尺寸穩(wěn)定性和抗蠕變性（三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)剛性強(qiáng)）；但通常降低材料的透明度和加工流動(dòng)性（交聯(lián)限制了鏈段運(yùn)動(dòng)）。四、論述題1.答：納米填料在聚合物改性中提高復(fù)合材料性能的化學(xué)機(jī)理主要涉及：①納米效應(yīng)，納米填料（尺寸在1-100nm）具有巨大的比表面積和極高的表面能，與聚合物基體接觸面積大，能形成更強(qiáng)的界面結(jié)合，從而顯著增強(qiáng)復(fù)合材料的力學(xué)性能（如拉伸強(qiáng)度、模量）。②界面改性，納米填料的表面通常需要通過(guò)化學(xué)處理（如使用硅烷偶聯(lián)劑）來(lái)改善其與聚合物基體的相容性，形成化學(xué)鍵或強(qiáng)物理吸附，確保填料能有效分散并發(fā)揮界面作用。③應(yīng)力傳遞，當(dāng)復(fù)合材料受力時(shí)，納米填料可作為應(yīng)力集中點(diǎn)，有效傳遞應(yīng)力，提高材料的強(qiáng)度和韌性。實(shí)現(xiàn)其優(yōu)良效果的關(guān)鍵因素包括：選擇合適的納米填料種類(lèi)和粒徑；對(duì)納米填料進(jìn)行有效的表面化學(xué)改性，提高其與基體的相容性；優(yōu)化填料與基體的比例以及分散工藝，確保填料在基體中均勻分散并形成有效的界面結(jié)構(gòu)。2.答：開(kāi)發(fā)高性能、環(huán)境友好型塑料改性技術(shù)的必要性和主要化學(xué)途徑：①必要性：傳統(tǒng)塑料（如石油基聚烯烴）存在性能局限（如耐熱性差、易老化）和環(huán)境污染問(wèn)題（如難以降解、微塑料污染）。隨著社會(huì)發(fā)展和環(huán)保要求提高，開(kāi)發(fā)具有優(yōu)異性能（如高強(qiáng)度、耐高溫、耐腐蝕、易加工）且環(huán)境友好的塑料材料，對(duì)于資源節(jié)約、環(huán)境保護(hù)和推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。②化學(xué)途徑：主要包括：a)高性能化改性：通過(guò)化學(xué)改性提高基體樹(shù)脂性能，如通過(guò)化學(xué)交聯(lián)提高耐熱性和強(qiáng)度；通過(guò)聚合物共混引入高性能組分（如工程塑料、彈性體）；通過(guò)納米復(fù)合引入納米填料（如碳納米管、納米二氧化硅）顯著提升力學(xué)、熱學(xué)和電學(xué)性能。b)功能化改性：通過(guò)引入特定化學(xué)基團(tuán)或結(jié)構(gòu)單元賦予材料特殊功能，如導(dǎo)電改性（摻雜導(dǎo)電物質(zhì)或合成導(dǎo)電聚合物）；阻燃