北京化工大學(xué)2024年高分子材料計(jì)劃（高分子材料產(chǎn)業(yè)共贏）試題及答案考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、1.請(qǐng)簡(jiǎn)述高分子鏈構(gòu)象的概念，并比較無(wú)規(guī)共聚物、交替共聚物和接枝共聚物在分子鏈構(gòu)象和性能上可能存在的差異。2.解釋高分子材料玻璃化轉(zhuǎn)變現(xiàn)象的本質(zhì)，并說(shuō)明影響聚合物玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的主要因素及其原因。3.簡(jiǎn)述自由基聚合、離子聚合和配位聚合的特點(diǎn)，并舉例說(shuō)明各自適用的單體類(lèi)型。二、4.高分子材料在實(shí)際應(yīng)用中常遇到老化問(wèn)題。請(qǐng)列舉至少三種高分子材料常見(jiàn)的老化類(lèi)型，并簡(jiǎn)述其主要的誘因及對(duì)材料性能的影響。5.對(duì)比溶液法、熔融法、懸浮法和乳液法四種主要聚合物成型方法的基本原理、特點(diǎn)和應(yīng)用范圍。熔融加工過(guò)程中，聚合物熔體的流變行為對(duì)其成型加工性能有何影響？6.什么是聚合物共混改性？請(qǐng)列舉兩種常見(jiàn)的聚合物共混方法，并說(shuō)明相容性對(duì)共混物性能的影響。三、7.結(jié)合當(dāng)前高分子材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，論述新材料研發(fā)在推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)中的作用。8.分析高分子材料產(chǎn)業(yè)鏈中上游原料供應(yīng)、中游加工制造和下游應(yīng)用終端之間相互依存、相互制約的關(guān)系。9.“雙碳”目標(biāo)背景下，高分子材料產(chǎn)業(yè)面臨哪些綠色化發(fā)展的挑戰(zhàn)？請(qǐng)?zhí)岢鲋辽偃N應(yīng)對(duì)策略。10.論述知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)在高分子材料技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展中的重要性。試卷答案一、1.高分子鏈構(gòu)象概念及比較：高分子鏈構(gòu)象是指分子鏈在空間中的形態(tài)或排布，不涉及化學(xué)鍵的斷裂和重排。無(wú)規(guī)共聚物鏈段無(wú)規(guī)則排列，相容性好但規(guī)整性差，性能均勻但可能較差；交替共聚物鏈段呈嚴(yán)格交替排列，規(guī)整性好，可能具有特殊性能；接枝共聚物由主鏈和接枝鏈構(gòu)成，接枝鏈的存在可改善主鏈的性能或賦予材料特殊功能。2.玻璃化轉(zhuǎn)變現(xiàn)象本質(zhì)及影響因素：本質(zhì)是當(dāng)聚合物由玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橄鹉z態(tài)（或熔融態(tài)）時(shí)，其分子鏈段開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的溫度閾值。影響因素：分子量（分子量越大，Tg越高）；側(cè)基/支鏈（側(cè)基/支鏈越大，Tg越低）；晶區(qū)（結(jié)晶度越高，Tg越高）；交聯(lián)（交聯(lián)點(diǎn)阻礙鏈段運(yùn)動(dòng)，Tg升高）；溶劑效應(yīng)（增塑劑降低Tg）。3.聚合特點(diǎn)及單體類(lèi)型：自由基聚合：速度快，易控制，單體多為不飽和烴；離子聚合：活性中心壽命長(zhǎng)，聚合速率可控性好，可合成特殊結(jié)構(gòu)聚合物，單體多為含有活潑氫的烯烴；配位聚合：由金屬有機(jī)催化劑引發(fā)，鏈增長(zhǎng)速度快，可合成結(jié)構(gòu)規(guī)整（如線(xiàn)型、支化）聚合物，單體多為α-烯烴。*(注：?jiǎn)误w類(lèi)型僅為示例)*二、4.老化類(lèi)型、誘因及影響：氧化老化：由氧氣引發(fā)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)導(dǎo)致材料降解，表現(xiàn)為黃變、強(qiáng)度下降、脆化；光老化：由紫外線(xiàn)引發(fā)，導(dǎo)致材料降解、變脆、變色；熱老化：高溫下分子鏈斷裂、交聯(lián)或降解，導(dǎo)致性能下降；水老化：水分侵蝕導(dǎo)致材料溶脹、水解、性能劣化。*(可補(bǔ)充其他類(lèi)型如生物老化等)*5.成型方法原理、特點(diǎn)及應(yīng)用：溶液法：將聚合物溶解在溶劑中成型，適用于熱敏性、不熔融聚合物，但存在溶劑殘留問(wèn)題；熔融法：將聚合物熔融后成型，工藝簡(jiǎn)單，應(yīng)用廣泛（如注塑、擠出），適用于大多數(shù)熱塑性塑料；懸浮法：將聚合物分散在分散介質(zhì)中加熱熔融成型，溶劑用量少，適用于某些熱塑性塑料；乳液法：在水相中乳液聚合后固化成型，適用于橡膠制品。熔融加工中，粘度影響流動(dòng)性，剪切速率影響分子取向，溫度影響熔體狀態(tài)和降解，均影響成型效果。6.共混改性方法及相容性影響：共混改性是指將兩種或多種聚合物混合以改善其性能或獲得新性能。方法：物理共混（簡(jiǎn)單混合）、化學(xué)共混（接枝、嵌段共聚）。相容性：相容性好，兩相混合均勻，形成均相體系，性能可預(yù)測(cè)；相容性差，形成多相體系，存在相界面，可能出現(xiàn)相分離、相容性較差，影響整體性能。三、7.新材料研發(fā)作用：新材料研發(fā)是產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的核心驅(qū)動(dòng)力，可滿(mǎn)足新興應(yīng)用需求（如電子、航空航天），提升產(chǎn)品性能（強(qiáng)度、輕量化、智能化），降低成本，開(kāi)拓新市場(chǎng)，引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)方向。8.產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)系：上游原料供應(yīng)決定材料成本、性能基礎(chǔ)和可持續(xù)發(fā)展?jié)摿?；中游加工制造將原料轉(zhuǎn)化為最終產(chǎn)品，影響生產(chǎn)效率、產(chǎn)品性能和成本；下游應(yīng)用終端決定材料的市場(chǎng)需求和最終價(jià)值實(shí)現(xiàn)。三者相互依存，上游的技術(shù)進(jìn)步影響中下游發(fā)展，中游的加工能力滿(mǎn)足下游需求，下游的需求牽引上游研發(fā)和上游、中游的技術(shù)革新。9.綠色化挑戰(zhàn)及應(yīng)對(duì)策略：挑戰(zhàn)：傳統(tǒng)塑料的環(huán)境污染（白色污染、微塑料），化石資源依賴(lài)，生產(chǎn)能耗高，回收利用率低。應(yīng)對(duì)策略：發(fā)展生物基和可降解塑料；提高塑料回收利用技術(shù)和效率（物理回收、化學(xué)回收）；開(kāi)發(fā)環(huán)境友好型加工技術(shù)（如低溫加工、溶劑替代）；推廣循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式；加強(qiáng)源頭減量，發(fā)展輕量化