2025年大學(xué)《資源化學(xué)》專業(yè)題庫——生物高分子材料改性技術(shù)探究考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請將正確選項(xiàng)的代表字母填在題干后的括號內(nèi)）1.下列哪種材料屬于天然生物高分子？()A.聚丙烯B.聚酯纖維C.淀粉D.合成橡膠2.交聯(lián)是生物高分子材料改性的主要方法之一，其目的是什么？()A.降低分子量B.提高柔韌性C.增強(qiáng)交聯(lián)點(diǎn)和交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)密度，提高強(qiáng)度和耐熱性D.改善水溶性3.利用酶對生物高分子進(jìn)行催化改性，這種方法通常被稱為？()A.輻射改性B.化學(xué)改性C.生物改性D.物理共混4.將淀粉與聚乙烯進(jìn)行混合，屬于哪種改性方式？()A.交聯(lián)改性B.化學(xué)接枝改性C.物理共混改性D.生物酶解改性5.改性生物高分子材料在醫(yī)藥領(lǐng)域的主要應(yīng)用不包括？()A.制造藥物緩釋載體B.開發(fā)組織工程支架C.制備人造皮膚D.直接作為塑料原料6.下列哪種改性方法通常不會(huì)破壞生物高分子原有的分子鏈結(jié)構(gòu)？()A.酯化改性B.輻射交聯(lián)C.物理共混D.氧化降解7.在資源化學(xué)的視角下，改性生物高分子材料的一個(gè)重要優(yōu)勢是？()A.可以無限次循環(huán)使用B.通常來源于可再生資源，且改性過程可更綠色化C.生產(chǎn)成本極低D.具有極高的力學(xué)強(qiáng)度8.評價(jià)生物高分子材料改性前后性能變化時(shí)，常用的物理指標(biāo)不包括？()A.玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）B.拉伸強(qiáng)度C.生物相容性D.水吸收率9.想要提高纖維素材料的親水性，可以采用哪種改性方法？()A.醚化改性引入親水基團(tuán)B.與疏水性聚合物共混C.輻射交聯(lián)降低吸水性D.堿處理去除部分結(jié)晶度10.綠色化學(xué)原則在生物高分子改性技術(shù)中的體現(xiàn)不包括？()A.使用可再生原料B.選擇環(huán)境友好的改性劑和溶劑C.改性過程能耗越高越好D.最大限度地減少廢棄物和有害物質(zhì)生成二、填空題（每空2分，共20分。請將答案填寫在橫線上）1.生物高分子材料改性的主要目的通常包括改善材料的__________、__________、__________等性能，或賦予其特定功能。2.常用的物理改性方法有__________、__________和__________等。3.化學(xué)改性是通過引入新的化學(xué)基團(tuán)或改變分子鏈結(jié)構(gòu)來改變材料性能，常用的化學(xué)方法包括__________、__________和__________等。4.生物改性是利用__________或__________對生物高分子進(jìn)行修飾或降解，具有環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。5.評價(jià)生物高分子材料改性的成功與否，需要對其改性前后的__________、__________、__________等進(jìn)行綜合考察。三、名詞解釋（每題5分，共15分）1.生物改性2.交聯(lián)度3.綠色改性四、簡答題（每題8分，共24分）1.簡述物理共混改性的基本原理及其在生物高分子材料改性中的應(yīng)用。2.比較化學(xué)改性和物理改性在生物高分子材料改性方面的主要區(qū)別。3.闡述生物高分子材料改性過程中，資源化學(xué)視角下需要重點(diǎn)考慮的因素有哪些？五、論述題（12分）結(jié)合具體實(shí)例，論述一種生物高分子材料（如淀粉、殼聚糖、纖維素等）的常用改性方法，分析其改性原理、主要目的、常用技術(shù)手段以及改性后性能的變化和應(yīng)用前景。在論述中體現(xiàn)其與資源化學(xué)理念的關(guān)聯(lián)。試卷答案一、選擇題1.C2.C3.C4.C5.D6.C7.B8.C9.A10.C二、填空題1.物理機(jī)械，化學(xué)，加工2.熔融共混，拉伸變形，輻照交聯(lián)3.接枝共聚，酯化/醚化，交聯(lián)4.酶，微生物5.化學(xué)結(jié)構(gòu)，物理性能，生物性能三、名詞解釋1.生物改性：指利用酶或微生物對生物高分子進(jìn)行催化修飾或降解，以改變其結(jié)構(gòu)和性能的一種改性方法。2.交聯(lián)度：指單位重量（或體積）聚合物中，平均存在的交聯(lián)點(diǎn)數(shù)目或交聯(lián)鍵的數(shù)目，是衡量聚合物網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)緊密程度的重要參數(shù)。3.綠色改性：指在生物高分子材料改性過程中，遵循綠色化學(xué)原則，優(yōu)先選用可再生資源，采用環(huán)境友好的改性劑和溶劑，最大限度地減少廢棄物和有害物質(zhì)生成，實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好和可持續(xù)發(fā)展的改性方式。四、簡答題1.答：物理共混改性是指將兩種或兩種以上不同的（通常是熱塑性）生物高分子，或生物高分子與非生物高分子，通過物理方法（如熔融共混、溶液共混、界面聚合法等）混合，形成均勻或非均勻的復(fù)合材料的過程。其基本原理是利用不同聚合物分子鏈間的相互作用（如范德華力、氫鍵等），改變材料的微觀結(jié)構(gòu)，從而獲得單一組分材料所不具備的綜合性能。在生物高分子材料改性中，物理共混可用來改善材料的力學(xué)性能（如提高強(qiáng)度、韌性）、熱性能（如提高耐熱性）、阻隔性能等，或賦予材料特定的功能（如生物相容性、降解性），同時(shí)也有利于利用廉價(jià)、廢棄的生物資源。2.答：化學(xué)改性和物理改性在生物高分子材料改性方面的主要區(qū)別在于：①改性機(jī)理不同：化學(xué)改性通過引入新的化學(xué)基團(tuán)或改變分子鏈結(jié)構(gòu)來從根本上改變材料的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)，而物理改性主要通過物理手段（如混合、交聯(lián)）改變材料的分子間作用力或網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，通常不改變分子鏈本身；②對材料結(jié)構(gòu)的影響不同：化學(xué)改性可能打斷原有分子鏈或引入新鏈段，而物理改性（如物理共混）通常不破壞分子鏈，只是改變鏈間距離或排列；③改性條件不同：化學(xué)改性通常需要在特定的化學(xué)環(huán)境（如溶劑、催化劑）和較高溫度下進(jìn)行，而物理改性（如熔融共混）條件相對溫和；④對材料性能的影響方式不同：化學(xué)改性往往能更徹底地改變材料的化學(xué)性質(zhì)和部分物理性質(zhì)，而物理改性更多是通過組合不同組分的優(yōu)勢來改善性能。3.答：從資源化學(xué)視角看，生物高分子材料改性過程中需要重點(diǎn)考慮的因素有：①資源來源的可持續(xù)性：優(yōu)先選用可再生、易得的生物資源（如淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)等）作為原料或基體，減少對不可再生資源的依賴；②改性過程的綠色化：選擇環(huán)境友好的改性劑、溶劑和催化劑，優(yōu)化反應(yīng)條件以降低能耗和物耗，減少有害廢棄物排放，符合綠色化學(xué)原則；③資源的綜合利用與增值：通過改性提高生物基材料的性能和價(jià)值，使其能夠替代傳統(tǒng)石油基材料，實(shí)現(xiàn)廢棄生物資源的回收利用，提高資源利用效率；④環(huán)境友好性：考慮改性后材料在使用和廢棄后的環(huán)境行為，如生物降解性、生物相容性等，減少環(huán)境污染。五、論述題答：以淀粉為例，其常用改性方法之一是化學(xué)接枝改性，例如接枝丙烯酸（AA）或丙烯腈（AN）等單體。改性原理是利用淀粉分子鏈上的羥基，在引發(fā)劑（如過硫酸銨）和加熱條件下，發(fā)生自由基聚合反應(yīng)，將帶有特定官能團(tuán)的丙烯酸或丙烯腈鏈段接枝到淀粉分子鏈上。其主要目的是：①提高淀粉的耐水性，因?yàn)榻又Φ氖杷蚤L鏈（如聚丙烯酸）可以降低淀粉的吸水率和溶脹度；②引入親水性或離子性基團(tuán)（如-COOH），提高淀粉的親水性、吸油性、成膜性或生物活性；③改善淀粉的力學(xué)性能和熱性能；④賦予淀粉特殊的功能，如吸附性、藥物緩釋能力等。常用技術(shù)手段包括溶液聚合法（將淀粉和單體溶于溶劑中）、熔融聚合法（在淀粉熔點(diǎn)以上將單體加入熔融淀粉中）和乳液聚合法等。改性后，淀粉的吸水率、溶脹度、成膜性