2025年大學(xué)《資源化學(xué)》專業(yè)題庫——高分子材料的合成與改性研究考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項的代表字母填寫在答題紙上。）1.下列單體中，屬于縮聚單體的是（）。A.乙烯B.苯乙烯C.乙烯醇D.乙二醇與對苯二甲酸2.在自由基聚合反應(yīng)中，引發(fā)劑的作用是（）。A.提高聚合反應(yīng)速率B.增加聚合物的分子量C.產(chǎn)生自由基，引發(fā)聚合反應(yīng)D.降低聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度3.下列哪種高分子改性方法屬于物理改性？（）A.聚合物共聚B.聚合物接枝C.聚合物填充D.聚合物化學(xué)交聯(lián)4.能夠顯著提高聚合物分子量的改性方法是（）。A.增塑改性B.共混改性C.交聯(lián)改性D.功能化改性5.紅外光譜法主要用于分析聚合物的（）。A.分子量B.立體構(gòu)型C.鏈結(jié)構(gòu)單元D.分子鏈構(gòu)象6.利用淀粉等可再生資源合成高分子材料，符合（）理念。A.資源節(jié)約B.可持續(xù)發(fā)展C.綠色化學(xué)D.以上都是7.下列關(guān)于聚合物結(jié)晶性的描述，正確的是（）。A.只有結(jié)晶性聚合物才具有熱塑性B.非晶態(tài)聚合物沒有固定熔點(diǎn)C.結(jié)晶度越高，聚合物的力學(xué)強(qiáng)度一定越強(qiáng)D.聚合物結(jié)晶過程是熵增加的過程8.在離子聚合中，引發(fā)鏈增長的是（）。A.自由基B.陽離子或陰離子C.單體分子D.引發(fā)劑分子9.下列哪種改性方法通常用于提高聚合物的耐熱性？（）A.加工助劑改性B.增強(qiáng)填料改性C.共聚改性D.聚合物交聯(lián)10.資源化學(xué)領(lǐng)域?qū)Ω叻肿硬牧系闹饕蟀ǎǎ?。A.高性能、低成本B.資源節(jié)約、環(huán)境友好C.易于加工、耐磨損D.重量輕、耐腐蝕二、填空題（每空2分，共20分。請將答案填寫在答題紙上。）1.高分子材料的基本結(jié)構(gòu)單元通過______、______等化學(xué)鍵連接形成長鏈分子。2.控制自由基聚合反應(yīng)分子量的主要方法有______、______和分子量調(diào)節(jié)劑法。3.聚合物改性可以通過______、______和共混等途徑實(shí)現(xiàn)。4.交聯(lián)改性能顯著提高聚合物的______、______等性能，但通常使其熱塑性降低。5.高分子材料的熱性能主要包括______、______和熱分解溫度等。6.資源化學(xué)中利用高分子材料實(shí)現(xiàn)資源的______和______具有重要意義。7.開環(huán)聚合可以合成一系列結(jié)構(gòu)獨(dú)特的聚合物，如聚酯、______和聚氨酯等。8.影響聚合物加工性能的主要因素包括______、______和分子量分布等。9.用原子量較小的單體合成的聚合物，在相同分子量下，其分子鏈卷曲程度通常______。10.高分子材料的功能化改性旨在賦予材料特定的______、______或生物活性等。三、名詞解釋（每小題3分，共15分。請將答案填寫在答題紙上。）1.高分子聚合度2.共聚物3.交聯(lián)聚合物4.結(jié)晶度5.綠色高分子材料四、簡答題（每小題5分，共20分。請將答案填寫在答題紙上。）1.簡述自由基聚合反應(yīng)的特點(diǎn)。2.與均聚物相比，共聚物通常具有哪些性能優(yōu)勢？3.簡述物理改性與化學(xué)改性在原理和效果上的主要區(qū)別。4.為什么說發(fā)展綠色高分子材料是資源化學(xué)領(lǐng)域的重要方向？五、論述題（每小題10分，共20分。請將答案填寫在答題紙上。）1.論述影響聚合物玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的主要因素，并說明其在資源化學(xué)材料選擇中的應(yīng)用意義。2.結(jié)合資源化學(xué)的專業(yè)背景，論述聚合物改性技術(shù)在提高資源利用率和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展方面的作用和挑戰(zhàn)。試卷答案一、選擇題1.D2.C3.C4.C5.C6.D7.B8.B9.B10.B二、填空題1.共價鍵；化學(xué)鍵2.鏈引發(fā)；鏈增長與終止3.物理改性；化學(xué)改性4.強(qiáng)度；硬度5.玻璃化轉(zhuǎn)變溫度；熱導(dǎo)率6.高效利用；循環(huán)再生7.聚酰胺8.玻璃化轉(zhuǎn)變溫度；熔融溫度（或熱變形溫度）9.更大10.功能；智能三、名詞解釋1.高分子聚合度：指平均每個高分子鏈中所含結(jié)構(gòu)單元的數(shù)目。2.共聚物：由兩種或兩種以上不同單體聚合而成的高分子化合物。3.交聯(lián)聚合物：通過化學(xué)鍵或物理作用使聚合物分子鏈之間形成交聯(lián)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)聚合物。4.結(jié)晶度：聚合物中結(jié)晶部分所占的分?jǐn)?shù)，通常用百分?jǐn)?shù)表示。5.綠色高分子材料：指在合成、使用、廢棄等全生命周期中，對生態(tài)環(huán)境和人體健康危害小，資源利用率高，易于回收利用或降解的高分子材料。四、簡答題1.答：自由基聚合反應(yīng)的特點(diǎn)主要包括：（1）反應(yīng)活性高，可在較低溫度下進(jìn)行；（2）對引發(fā)劑濃度敏感；（3）反應(yīng)過程通常較難控制，易產(chǎn)生副反應(yīng)（如支化、交聯(lián)、凝膠化）；（4）可通過改變反應(yīng)條件（引發(fā)劑、溶劑、溫度等）有效控制聚合物的分子量和分子量分布；（5）應(yīng)用廣泛，是合成多種常見聚合物（如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯酸等）的主要方法。2.答：共聚物相比均聚物通常具有以下性能優(yōu)勢：（1）可以通過調(diào)節(jié)共聚單體組成和結(jié)構(gòu)，獲得均聚物難以達(dá)到的特定性能，如調(diào)整玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、熔點(diǎn)、溶解性、力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性等；（2）可以通過共聚引入功能性基團(tuán)，賦予材料特殊功能，如導(dǎo)電性、光學(xué)活性、生物相容性等；（3）某些共聚物（如交替共聚物）可能表現(xiàn)出均聚物不具備的特殊結(jié)構(gòu)和性能；（4）可以提高聚合物的資源利用率，利用廉價或廢棄物作為共聚單體。3.答：物理改性與化學(xué)改性的主要區(qū)別在于：（1）原理：物理改性主要通過物理手段（如混合、相容化、加入填料、交聯(lián)點(diǎn)的物理纏繞等）改變聚合物的宏觀或近觀結(jié)構(gòu)，不破壞或極少破壞原有化學(xué)鍵；化學(xué)改性則通過化學(xué)方法（如接枝、共聚、功能化反應(yīng)、交聯(lián)等）在分子鏈上引入新的化學(xué)鍵或官能團(tuán)，改變分子鏈結(jié)構(gòu)和組成。（2）效果：物理改性通常改變材料的物理性能（如強(qiáng)度、模量、耐熱性等），但分子鏈化學(xué)本質(zhì)不變；化學(xué)改性既可能改變物理性能，也可能引入新的化學(xué)功能。（3）不可逆性：物理改性（如解混、溶脹）有時是可逆的；化學(xué)改性通常是不可逆的。4.答：發(fā)展綠色高分子材料是資源化學(xué)領(lǐng)域的重要方向，原因在于：（1）資源節(jié)約：利用可再生資源（如生物基單體）合成高分子，減少對有限化石資源的依賴，符合資源化學(xué)的核心理念；（2）環(huán)境友好：通過綠色合成工藝（如原子經(jīng)濟(jì)性高、使用環(huán)境友好型催化劑）、設(shè)計易于降解或回收利用的結(jié)構(gòu)，減少高分子材料在使用和廢棄過程中對環(huán)境的污染；（3）可持續(xù)發(fā)展：推動循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)資源的閉環(huán)利用，符合可持續(xù)發(fā)展的要求；（4）滿足社會需求：隨著環(huán)保意識提高，社會對環(huán)境友好型產(chǎn)品的需求日益增長，綠色高分子材料是滿足這一需求的關(guān)鍵。五、論述題1.答：影響聚合物玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）的主要因素包括：（1）分子量：對于非晶態(tài)聚合物，隨著分子量增加，分子鏈段運(yùn)動能力下降，Tg升高，但當(dāng)分子量足夠大時，Tg趨于穩(wěn)定。（2）分子鏈段結(jié)構(gòu)：柔性鏈（如聚乙烯）的Tg較低，剛性鏈（如聚苯乙烯）的Tg較高。（3）分子間作用力：分子間作用力越大，鏈段運(yùn)動所需的能量越高，Tg越高。（4）側(cè)基：側(cè)基體積越大、極性越強(qiáng)，對鏈段運(yùn)動阻礙越大，Tg越高。（5）結(jié)晶性：結(jié)晶區(qū)的鏈段運(yùn)動受限，非晶區(qū)的鏈段運(yùn)動自由，聚合物的Tg是結(jié)晶區(qū)和非晶區(qū)的綜合體現(xiàn)，結(jié)晶度越高，整體Tg越高。（6）溶劑效應(yīng)：對于溶液，溶劑與聚合物鏈段間的相互作用力會影響Tg。（7）交聯(lián)：交聯(lián)點(diǎn)限制了鏈段運(yùn)動，會使Tg升高，甚至使聚合物從熱塑性轉(zhuǎn)變?yōu)闊峁绦?。資源化學(xué)材料選擇中，Tg是一個關(guān)鍵參數(shù)。例如，在制備用于高溫環(huán)境的應(yīng)用場合（如耐熱管道、汽車零部件），需要選擇Tg較高的聚合物或通過改性（如化學(xué)交聯(lián)、共聚）提高Tg；而在制備用于低溫環(huán)境或需要柔韌性的場合（如軟包裝、電線絕緣層），則需要選擇Tg較低的聚合物。了解和控制Tg對于根據(jù)具體應(yīng)用需求選擇合適的資源化學(xué)相關(guān)高分子材料至關(guān)重要。2.答：聚合物改性技術(shù)在提高資源利用率和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展方面發(fā)揮著重要作用，但也面臨一些挑戰(zhàn)。（作用）：（1）提高材料性能，延長使用壽命：通過改性（如增強(qiáng)、增韌、耐老化等）可以提高聚合物的使用性能，使其在更苛刻的條件下工作，從而減少更換頻率，節(jié)約資源。（2）拓展材料應(yīng)用范圍：通過引入特定功能（如導(dǎo)電、阻燃、生物活性等），改性可以開拓聚合物在新能源、生物醫(yī)藥、環(huán)保等領(lǐng)域的應(yīng)用，提高資源的附加值。（3）降低成本，利用廢棄物：可以通過改性使用廉價的第二手原料或工業(yè)廢棄物（如回收塑料、廢舊橡膠等）作為部分原料，替代昂貴的原生資源，實(shí)現(xiàn)資源的高效利用。（4）促進(jìn)回收與再生：某些改性方法（如共混設(shè)計使材料易于分離回收、添加易降解組分）有助于提高聚合物的回收率和再生利用率，減少環(huán)境污染。（5）設(shè)計環(huán)境友好型材料：通過改性引入可生物降解基團(tuán)或設(shè)計易于降解的結(jié)構(gòu)，減少塑料制品的環(huán)境持久性污染。挑戰(zhàn)：（1）改性機(jī)理復(fù)雜：深入理解改性對材料結(jié)構(gòu)與性能的影響規(guī)律，特別是復(fù)雜體系（如多組分共混、填料增強(qiáng)）的協(xié)同效應(yīng)，仍需深入研究。（2）改性技術(shù)成本：部分高性能改性技術(shù)可能成本較高，影響其工業(yè)化應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性。（3）