2025年大學(xué)《資源化學(xué)》專業(yè)題庫——高分子材料加工技術(shù)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.下列哪種高分子材料通常不適用于熔融擠出加工？（）A.聚乙烯B.聚丙烯C.聚氯乙烯D.聚氨酯橡膠2.在注塑成型過程中，造成制品表面出現(xiàn)波紋狀缺陷的主要原因是？（）A.模具溫度過高B.注射壓力過低C.保壓時間過短D.合模力不足3.吹塑成型主要用于生產(chǎn)哪些類型的產(chǎn)品？（）A.硬質(zhì)管材和瓶罐B.薄膜和片材C.大型中空制品D.細(xì)管和接頭4.與單螺桿擠出機(jī)相比，雙螺桿擠出機(jī)的主要優(yōu)點之一是？（）A.結(jié)構(gòu)簡單、成本較低B.物料混合和分散效果更好C.能效利用率更高D.適用于生產(chǎn)高粘度物料5.在高分子材料加工過程中，粘度是影響流動行為的關(guān)鍵參數(shù)，其大小主要受哪些因素影響？（）A.分子量、溫度、壓力B.添加劑種類、設(shè)備類型、操作時間C.原料純度、環(huán)境濕度、人員操作D.螺桿轉(zhuǎn)速、模具尺寸、冷卻水流量6.對于需要精確控制尺寸精度和表面質(zhì)量的制品，以下哪種成型方法相對最為適宜？（）A.擠出成型B.吹塑成型C.注塑成型D.模壓成型7.高分子材料在加工過程中發(fā)生熱降解的主要因素是？（）A.振動和噪音B.模具磨損C.溫度過高或剪切作用強(qiáng)烈D.空氣中的氧氣8.為了提高聚合物熔體的流動性，同時又不希望其降解，通?？梢圆扇〉拇胧┦?？（）A.降低加工溫度B.增加螺桿轉(zhuǎn)速C.使用高分子量聚合物D.加入適量的高分子量助劑9.在聚合物熔體充填模具型腔的過程中，決定其填充速度和流動前沿形狀的關(guān)鍵因素是？（）A.模具排氣B.塑化能力C.壓力傳遞效率D.分子鏈段運動10.下列哪種檢測方法常用于測量高分子材料熔體的粘度？（）A.密度計法B.熱重分析法C.轉(zhuǎn)矩流變儀法D.紅外光譜法二、填空題（每空1分，共20分。請將答案填在橫線上）1.高分子材料加工通常需要在一定的________范圍內(nèi)進(jìn)行，以確保材料處于熔融或半熔融狀態(tài)。2.擠出成型過程中，螺桿的________是影響塑化能力和生產(chǎn)效率的重要參數(shù)。3.注塑成型的核心環(huán)節(jié)包括合模、注射、________和開模。4.吹塑成型根據(jù)型坯擠出方式的不同，可分為________吹塑和________吹塑兩種主要類型。5.聚合物熔體的粘度隨溫度升高而________，隨剪切速率增大而________（通常情況下）。6.在高分子加工過程中，控制冷卻速度對于獲得________的制品結(jié)構(gòu)至關(guān)重要。7.模具的________設(shè)計直接影響制品的尺寸精度和表面質(zhì)量。8.為了防止聚合物在加工過程中發(fā)生降解，除了控制溫度外，還可以采取________等措施。9.復(fù)合材料的加工通常比純聚合物更為復(fù)雜，需要考慮增強(qiáng)體與基體材料的________相容性。10.高分子材料加工過程中的傳熱問題主要包括熔體的升溫、制品的冷卻以及________的控制。三、簡答題（每小題5分，共20分）1.簡述影響聚合物熔體擠出速率的主要因素。2.比較注塑成型和擠出成型在工藝原理、設(shè)備結(jié)構(gòu)和主要應(yīng)用方面的主要區(qū)別。3.簡述高分子材料加工過程中常見的缺陷類型及其可能產(chǎn)生的原因。4.解釋傳熱控制在高分子材料加工中的重要性，并舉例說明。四、論述題（每小題10分，共30分）1.論述影響聚合物熔體流動性的主要因素，并分析這些因素如何影響常見的加工方法（如擠出、注塑）的工藝參數(shù)選擇和制品性能。2.以聚烯烴材料為例，論述其主要的加工方法（至少三種），并分析不同加工方法對材料性能（如力學(xué)性能、熱性能、光學(xué)性能等）可能產(chǎn)生的影響。3.結(jié)合資源化學(xué)專業(yè)的背景，論述高分子材料回收再生與加工利用的重要性，并簡述當(dāng)前面臨的主要挑戰(zhàn)及可能的解決方案。五、計算題（共10分）已知某聚合物熔體的粘度隨剪切速率的變化符合冪律模型，其在剪切速率為100s?1時的表觀粘度（η?）為1.5Pa·s。若該熔體在加工過程中的實際剪切速率增至500s?1，請計算此時該熔體的表觀粘度是多少？（假設(shè)流動符合牛頓型流動）試卷答案一、選擇題1.D2.C3.A4.B5.A6.C7.C8.C9.B10.C二、填空題1.溫度2.轉(zhuǎn)速3.保壓4.環(huán)吹；直吹5.降低；增大6.均勻性7.設(shè)計8.添加熱穩(wěn)定劑9.化學(xué)物理10.成型壓力三、簡答題1.解析思路：影響擠出速率的因素主要從物料性質(zhì)、設(shè)備結(jié)構(gòu)和操作條件三方面考慮。物料性質(zhì)方面主要是熔體粘度，粘度越大，流動性越差，速率越低。設(shè)備結(jié)構(gòu)方面主要是螺桿的長徑比、螺桿直徑、螺槽深淺、壓縮比等，這些設(shè)計影響熔體的剪切速率、混合效果和塑化效率。操作條件方面主要是螺桿轉(zhuǎn)速、熔體溫度、機(jī)頭壓力等，轉(zhuǎn)速越高，壓力越大，通常擠出速率越快，但需考慮物料性能限制。答案要點：主要因素包括：聚合物熔體粘度；螺桿的結(jié)構(gòu)參數(shù)（如長徑比、直徑、螺槽形式）；螺桿轉(zhuǎn)速；熔體溫度；機(jī)頭壓力；加料速率等。2.解析思路：比較注塑和擠出，先說明兩者都是熔融加工，但應(yīng)用對象和原理有本質(zhì)區(qū)別。注塑是使熔體快速填充封閉模具型腔，生產(chǎn)中空或?qū)嵭牧慵瑢Τ叽缇纫蟾?。擠出是連續(xù)生產(chǎn)具有恒定截面形狀的型材、管材、薄膜等，產(chǎn)品連續(xù)不斷。設(shè)備上，注塑機(jī)有合模系統(tǒng)，模具是型腔；擠出機(jī)有螺桿和機(jī)頭，模具是口模。原理上，注塑是壓力驅(qū)動的體積輸送，速度快；擠出是螺桿旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的剪切輸送，連續(xù)進(jìn)行。答案要點：工藝原理：注塑是熔體在高壓下快速填充封閉模具；擠出是熔體連續(xù)通過特定截面口模。設(shè)備結(jié)構(gòu)：注塑機(jī)有合模機(jī)構(gòu)，模具為型腔；擠出機(jī)有螺桿機(jī)頭，模具為口模。主要應(yīng)用：注塑用于制件（瓶、杯、殼）；擠出用于連續(xù)型材（管、棒、膜）。尺寸精度：注塑較高；擠出連續(xù)恒定截面。3.解析思路：列舉常見缺陷如氣泡、熔接痕、銀紋、翹曲變形、表面凹陷等。然后分析原因，氣泡可源于揮發(fā)分、材料降解、排氣不良；熔接痕是熔體匯合處的缺陷，與工藝參數(shù)或制品設(shè)計有關(guān)；銀紋是應(yīng)力作用下產(chǎn)生的微小裂紋，與材料韌性、加工條件有關(guān)；翹曲變形與冷卻不均、收縮率差異有關(guān)；凹陷與模壓不足、冷卻過快或結(jié)構(gòu)有關(guān)。答案要點：常見缺陷：氣泡、熔接痕、銀紋、翹曲變形、表面凹陷等。原因：氣泡-揮發(fā)分、降解、排氣；熔接痕-匯合流；銀紋-應(yīng)力；翹曲-冷卻不均；凹陷-模壓不足/冷卻。4.解析思路：先說明傳熱控制的重要性，它直接關(guān)系到材料是否降解、制品性能（尺寸、力學(xué)、熱學(xué)）、成型周期等。例如，控制好熔體升溫速度和模具溫度，可以防止降解，保證流動性，獲得均勻冷卻，從而得到性能穩(wěn)定、尺寸精確的制品。不良的傳熱會導(dǎo)致局部過熱或冷卻不均，產(chǎn)生缺陷。答案要點：重要性：防止降解；保證流動性；獲得均勻結(jié)構(gòu)；保證尺寸精度和性能；確定成型周期。例如：控制升溫防止降解；控制模具溫度影響填充和冷卻；控制冷卻速度影響結(jié)晶和內(nèi)應(yīng)力。四、論述題1.解析思路：先列出影響流動性的主要因素：分子量及其分布、分子鏈結(jié)構(gòu)（柔順性）、溫度、壓力、剪切速率、助劑（如增塑劑、填料）、環(huán)境因素（如濕度）。然后逐一分析這些因素如何影響加工：分子量高，粘度高，流動性差，需更高溫度壓力，填充慢，可能需更高剪切速率塑化，但制品性能好。溫度高，粘度低，流動性好，易加工，但過高易降解，制品強(qiáng)度下降。壓力大使熔體流動，但過高能耗大，可能影響制品內(nèi)應(yīng)力。剪切速率影響塑化，過高可能降解。助劑如增塑劑降低粘度，填料可能增加或降低粘度并改變流動行為。這些因素共同決定工藝參數(shù)（溫壓速）的選擇，并最終影響制品的力學(xué)、熱學(xué)、尺寸等性能。答案要點：主要因素：分子量、結(jié)構(gòu)、溫度、壓力、剪切速率、助劑等。分析：分子量-粘度-流動性-加工難易-性能；溫度-粘度-流動-降解風(fēng)險-性能；壓力-流動-能耗-內(nèi)應(yīng)力；剪切速率-塑化-降解；助劑-粘度-流動-性能。這些因素決定工藝參數(shù)選擇，并影響最終制品性能。2.解析思路：以聚烯烴（PE,PP）為例，列出其主要加工方法：擠出（生產(chǎn)管、膜、絲）、注塑（生產(chǎn)容器、制品）、吹塑（生產(chǎn)瓶、桶）、熱壓成型（片材）。然后針對每種方法分析其對性能的影響：擠出產(chǎn)品形狀受限，連續(xù)生產(chǎn)，性能均勻；注塑產(chǎn)品形狀復(fù)雜，尺寸精度高，但各向異性可能較明顯；吹塑產(chǎn)品中空，壁薄，形狀復(fù)雜，性能受拉伸取向影響；熱壓成型主要用于片材，性能取決于壓制工藝和材料取向?？紤]資源化學(xué)背景，可以結(jié)合回收再生方法（如物理回收、化學(xué)回收）對性能的影響進(jìn)行簡述。答案要點：主要方法及性能影響：擠出-連續(xù)型材，形狀受限，性能均勻；注塑-復(fù)雜制件，高精度，可能各向異性；吹塑-中空制件，壁薄，受取向影響；熱壓-片材，取決于工藝。結(jié)合回收：物理回收性能可能下降；化學(xué)回收可能改變分子結(jié)構(gòu)，影響最終性能。3.解析思路：從資源節(jié)約、環(huán)境保護(hù)、經(jīng)濟(jì)效益三方面論述重要性。資源方面，減少原生資源消耗。環(huán)境方面，減少廢棄塑料污染（白色污染），降低環(huán)境負(fù)荷。經(jīng)濟(jì)方面，降低制造成本，創(chuàng)造回收產(chǎn)業(yè)價值。然后簡述挑戰(zhàn)：回收體系不完善、分類回收難、雜質(zhì)污染嚴(yán)重、再生料性能劣化或難以應(yīng)用、高價值材料回收成本高等。解決方案：完善法規(guī)政策、提升分揀回收技術(shù)、開發(fā)高效清洗除雜技術(shù)、研究改性技術(shù)提升再生料性能、拓展再生料應(yīng)用領(lǐng)域、發(fā)展化學(xué)回收技術(shù)等。答案要點：重要性：資源節(jié)約；環(huán)境保護(hù)；經(jīng)濟(jì)效益。挑戰(zhàn)：體系不完善；分類難；污染；性能劣化；成本高。解決方案：政策法規(guī)；分揀回收技術(shù)；清洗除雜；改性；應(yīng)用拓展；化學(xué)回收。五、計算題解析思路：根據(jù)題意，已知熔體符合冪律模型η=K*γ^n，其中η?是表觀粘度（與剪切速率γ相關(guān)），K是稠度系數(shù)，n是流變指數(shù)。題目給出η?(γ?)=1.5Pa·s，γ?=100s?1。要求計算η?(γ?)當(dāng)γ?=500s?1時的表觀粘度。根據(jù)冪