2025年大學(xué)《應(yīng)用化學(xué)》專業(yè)題庫——高效涂料材料的開發(fā)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題后的括號內(nèi)）1.下列哪種樹脂因其優(yōu)異的耐化學(xué)腐蝕性、附著力強(qiáng)和機(jī)械強(qiáng)度高而被廣泛應(yīng)用于工業(yè)重防腐涂料中？()A.丙烯酸樹脂B.乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）C.環(huán)氧樹脂D.腈-丁橡膠（NBR）2.在水性涂料中，常用于改善涂料流變性能、提供觸變性或消泡的助劑是？()A.醇酯型消泡劑B.有機(jī)膨潤土C.醚化反應(yīng)型交聯(lián)劑D.光引發(fā)劑3.能夠在紫外光照射下快速固化的涂料類型是？()A.油性溶劑型涂料B.水性丙烯酸酯涂料C.丙烯酸聚氨酯雙組份涂料D.UV固化涂料4.納米二氧化硅作為涂料中的填料，其主要貢獻(xiàn)在于？()A.提供鮮艷的色彩B.顯著提高涂料的耐磨性和抗劃傷性C.降低涂料的粘度D.增強(qiáng)涂料的導(dǎo)電性5.對于需要長期暴露于戶外且要求耐候性優(yōu)異的建筑外墻涂料，通常優(yōu)先選用？()A.水性醇酸酯涂料B.氯丁橡膠（CR）涂料C.丙烯酸外墻涂料D.環(huán)氧富鋅底漆6.涂料配方中，“樹脂”通常扮演的角色是？()A.提供涂料的基本成膜結(jié)構(gòu)和主要性能B.主要提供涂料的光澤度C.賦予涂料優(yōu)異的流變性能D.負(fù)責(zé)涂料的防腐或裝飾功能7.交聯(lián)劑在雙組份涂料（如聚氨酯涂料）中的作用是？()A.增加涂料的溶解性B.引發(fā)乳液聚合C.在分子鏈之間形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，提高涂膜的內(nèi)聚強(qiáng)度和硬度D.消除涂料中的氣泡8.所謂“高固體份涂料”是指？()A.揮發(fā)份含量低于10%的涂料B.固體份含量（非揮發(fā)性組分）高于50%的涂料C.僅使用固體樹脂配制的涂料D.水性涂料9.在涂料性能評價中，“附著力”通常用什么方法進(jìn)行測試？()A.硬度計法B.銅片腐蝕試驗C.耐沖擊試驗D.劃格試驗或拉開法10.為了減少揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOC）的排放，涂料行業(yè)正大力發(fā)展？()A.油性溶劑型涂料B.水性涂料和粉末涂料C.含大量重金屬顏料的涂料D.低熔點(diǎn)的熱熔涂料二、填空題（每空2分，共20分。請將答案填在橫線上）1.涂料通常由__________、____________、____________和助劑組成。2.__________樹脂因其優(yōu)異的耐候性和保光保色性，常用于汽車面漆。3.納米填料在涂料中的作用機(jī)理通常涉及__________效應(yīng)和__________效應(yīng)。4.水性涂料的分散體系主要包括__________型、____________型和____________型。5.涂料的交聯(lián)方式主要分為__________交聯(lián)和__________交聯(lián)。6.__________是指涂料中不揮發(fā)的固體組分。7.涂料的光澤度主要取決于顏料的__________、樹脂的__________以及涂膜的__________。8.為了提高涂料的__________性和__________性，常在配方中添加流變改性劑。9.__________涂料是以水為分散介質(zhì)的涂料，環(huán)保性好。10.涂料的“高固體份”或“無溶劑”化主要目的是減少__________排放，提高_(dá)_________。三、名詞解釋（每小題3分，共15分）1.耐候性2.水性化3.交聯(lián)度4.遮蓋力5.綠色涂料四、簡答題（每小題5分，共20分）1.簡述聚氨酯涂料相較于傳統(tǒng)油性涂料在性能上的主要優(yōu)勢。2.比較水性涂料和溶劑型涂料在環(huán)保性、施工性、成本和性能方面的主要差異。3.納米填料（如納米二氧化硅）是如何提高涂料機(jī)械性能（如耐磨性、抗劃傷性）的？請簡述其機(jī)理。4.在涂料配方設(shè)計中，選擇合適的樹脂體系需要考慮哪些主要因素？五、綜合應(yīng)用題（每小題10分，共20分）1.某用于金屬管道防腐蝕的涂料，要求具有良好的附著力、柔韌性、耐腐蝕性和一定的耐磨性。請簡述可以選擇哪些主要的成膜物質(zhì)（樹脂）和必須添加的功能性助劑（至少三種），并說明選擇理由。2.假設(shè)你需要開發(fā)一款適用于室內(nèi)木器家具的環(huán)保型涂料，要求涂膜具有良好的裝飾性（光澤度、豐滿度）、耐擦洗性和環(huán)保性（低VOC）。請簡述該涂料可能采用的主要成膜物質(zhì)、分散介質(zhì)以及需要關(guān)注的關(guān)鍵助劑，并說明開發(fā)時需要重點(diǎn)考慮哪些技術(shù)問題。試卷答案一、選擇題1.C2.B3.D4.B5.C6.A7.C8.B9.D10.B二、填空題1.成膜物質(zhì)顏料助劑2.丙烯酸3.納米效應(yīng)晶格填充效應(yīng)4.水性離子型水性非離子型水性分散體型5.氧化催化6.固體份7.顏料濃度樹脂種類涂膜厚度8.流動性平整性9.水性10.揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOC）資源利用率三、名詞解釋1.耐候性：指涂料在自然環(huán)境（如日曬、雨淋、高溫、低溫等）作用下，其物理機(jī)械性能和化學(xué)穩(wěn)定性保持穩(wěn)定而不發(fā)生顯著劣化的能力。2.水性化：指以水作為分散介質(zhì)或溶劑，開發(fā)和應(yīng)用水性涂料的過程和趨勢，旨在減少有機(jī)溶劑使用，降低VOC排放，實(shí)現(xiàn)環(huán)保生產(chǎn)。3.交聯(lián)度：指在交聯(lián)反應(yīng)中，平均每單位量的交聯(lián)劑或單體形成的交聯(lián)點(diǎn)的數(shù)量，或指網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中交聯(lián)點(diǎn)的密集程度，交聯(lián)度直接影響涂膜的內(nèi)聚強(qiáng)度、硬度等。4.遮蓋力：指涂料覆蓋被涂物體表面底材的能力，即涂料能遮蔽住底材顏色或紋理的能力，通常用涂料的薄涂層數(shù)來衡量，數(shù)值越小表示遮蓋力越好。5.綠色涂料：指符合環(huán)保法規(guī)要求，低毒、低VOC、無害、可再生、易于降解，對環(huán)境和人體健康無害或危害小的涂料產(chǎn)品。四、簡答題1.聚氨酯涂料的優(yōu)勢在于：優(yōu)異的附著力和耐腐蝕性（特別是對金屬）；柔韌性好，不易開裂；硬度高，耐磨性佳；耐油性、耐化學(xué)品性好；可進(jìn)行常溫固化甚至低溫固化。2.水性涂料與溶劑型涂料的差異：*環(huán)保性：水性涂料以水為介質(zhì)，VOC排放低，更環(huán)保；溶劑型涂料使用有機(jī)溶劑，VOC排放高，污染較大。*施工性：水性涂料通常可采用刷、滾、噴等常規(guī)方法施工，對設(shè)備要求不高；溶劑型涂料有時需要專用設(shè)備。*成本：水性涂料原材料成本可能較高，但可節(jié)省溶劑和烘干能耗，綜合成本有競爭力；溶劑型涂料原材料成本可能較低，但溶劑、烘干能耗及環(huán)保處理成本較高。*性能：溶劑型涂料在硬度、豐滿度、快干性等方面?zhèn)鹘y(tǒng)上可能優(yōu)于部分水性涂料，但高性能水性涂料發(fā)展迅速；水性涂料在環(huán)保性、健康安全方面優(yōu)勢明顯。3.納米填料提高涂料機(jī)械性能的機(jī)理主要是利用其納米尺寸效應(yīng)和界面效應(yīng)。納米填料顆粒尺寸小（通常1-100nm），比表面積巨大，當(dāng)其分散在涂料基體中時，可以在樹脂與填料之間形成有效的“橋梁”結(jié)構(gòu)，增加界面結(jié)合力（界面改性），從而顯著提高涂膜的內(nèi)聚強(qiáng)度。同時，納米填料（如納米二氧化硅）可以填充在樹脂分子鏈之間或孔隙中，阻礙分子鏈的運(yùn)動，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的剛性，或形成更加致密的涂膜結(jié)構(gòu)，從而提高涂膜的硬度、耐磨性和抗劃傷性。4.選擇合適的樹脂體系需考慮：①底材的化學(xué)性質(zhì)和物理狀態(tài)（如金屬、木材、塑料）；②涂料的主要用途和性能要求（如防腐、裝飾、耐磨、柔韌、耐候等）；③涂料的施工條件（如常溫固化、高溫固化、濕氣固化）；④涂料的成本和環(huán)保要求（如VOC含量、可回收性）；⑤溶劑或分散介質(zhì)的相容性；⑥不同樹脂之間的混溶性和協(xié)同效應(yīng)。五、綜合應(yīng)用題1.可選擇的成膜物質(zhì)：*環(huán)氧樹脂：與金屬附著力強(qiáng)，耐腐蝕性好，是防腐蝕涂料的首選之一。*聚氨酯樹脂（常溫固化型，如含TDI或IPDI的預(yù)聚體）：附著力優(yōu)異，柔韌性好，耐化學(xué)腐蝕性和耐磨性佳。*瀝青樹脂：耐水性、耐化學(xué)性、耐候性優(yōu)異，成本較低，常用于底涂。*熱固性丙烯酸樹脂：耐候性、耐化學(xué)品性較好，可常溫固化。必須添加的功能性助劑：*防腐劑：如鋅鉻黃、磷酸酯類、酰胺類等，用于提供防銹和防霉功能。*流變助劑：如有機(jī)膨潤土、改性纖維素等，用于調(diào)節(jié)涂料的粘度、流平性和觸變性。*引發(fā)劑/交聯(lián)劑（若選用雙組份體系）：如過氧化物、胺類等，用于使樹脂交聯(lián)固化，提高耐熱性和硬度。選擇理由：環(huán)氧樹脂和聚氨酯樹脂能提供優(yōu)異的附著力、耐腐蝕性和機(jī)械性能；瀝青樹脂可作為成本較低的底涂或與其它樹脂復(fù)合使用；防腐劑是金屬防腐蝕的核心；流變助劑保證施工性能；交聯(lián)劑（如適用）則進(jìn)一步提高涂膜性能。2.開發(fā)室內(nèi)木器環(huán)保涂料：*主要成膜物質(zhì)：可選用水性丙烯酸樹脂（提供裝飾性、保光保色性）或水性聚氨酯樹脂（提供豐滿度、硬度、耐擦洗性）。*分散介質(zhì)：水。*關(guān)鍵助劑：*助分散劑：保證顏料和填料在水中均勻分散。*助溶劑/增塑劑：改善樹脂溶解性，提高涂膜柔韌性和豐滿度。*流平劑：提高涂膜表面平滑度，