2025年大學大四（材料科學與工程）高分子材料性能測試綜合評估試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共30分）答題要求：每題只有一個正確答案，請將正確答案的序號填在括號內。(總共10題，每題3分)1.以下哪種測試方法可用于測定高分子材料的玻璃化轉變溫度？（）A.拉伸試驗B.熱重分析C.差示掃描量熱法D.硬度測試2.高分子材料的粘流活化能反映了（）。A.分子鏈的柔順性B.分子間的相互作用C.材料的粘性流動難易程度D.材料的彈性3.動態(tài)力學分析中，儲能模量反映了高分子材料的（）。A.粘性B.彈性C.粘彈性D.流動性4.測定高分子材料的結晶度，常用的方法是（）。A.X射線衍射B.紅外光譜C.核磁共振D.掃描電子顯微鏡5.下列哪種高分子材料的拉伸強度最高？（）A.低密度聚乙烯B.高密度聚乙烯C.聚氯乙烯D.聚苯乙烯6.高分子材料的熔體流動速率（MFR）越大，表明其（）。A.分子量越大B.分子量分布越窄C.流動性越好D.結晶度越高7.熱重分析中，高分子材料開始分解的溫度與（）有關。A.分子結構B.分子量C.添加劑D.以上都是8.對于高分子材料的溶解性，下列說法正確的是（）。A.線型高分子比體型高分子更易溶解B.結晶度高的高分子更易溶解C.分子量越大越易溶解D.極性高分子在非極性溶劑中易溶解9.動態(tài)力學分析中，損耗因子在玻璃化轉變溫度附近會出現(xiàn)（）。A.最大值B.最小值C.不變D.先增大后減小10.測定高分子材料的沖擊強度，常用的方法是（）。A.拉伸試驗B.彎曲試驗C.懸臂梁沖擊試驗D.硬度測試第II卷（非選擇題共70分）11.簡答題（每題10分，共20分）-簡述差示掃描量熱法（DSC）測定高分子材料玻璃化轉變溫度的原理。-說明高分子材料的拉伸強度和斷裂伸長率與分子結構之間的關系。12.實驗題（15分）請設計一個實驗方案，測定某高分子材料的熔點。要求寫出實驗儀器、實驗步驟及數據處理方法。13.分析題（15分）現(xiàn)有兩種高分子材料A和B的數據如下：材料A：玻璃化轉變溫度Tg=80℃，熔點Tm=150℃，拉伸強度σ=30MPa，斷裂伸長率ε=200%。材料B：玻璃化轉變溫度Tg=120℃，熔點Tm=200℃，拉伸強度σ=50MPa，斷裂伸長率ε=100%。分析兩種材料在性能上的差異，并說明可能的分子結構特點。14.材料題（10分）材料：某高分子材料在使用過程中出現(xiàn)了老化現(xiàn)象，表現(xiàn)為表面發(fā)黃、變脆，力學性能下降。問題：請分析可能導致該高分子材料老化的原因，并提出相應的改善措施。15.綜合題（10分）綜合考慮高分子材料的各種性能測試方法，闡述如何全面評估一種高分子材料的性能，并舉例說明。答案：1.C2.C3.B4.A5.D6.C7.D8.A9.A10.C11.差示掃描量熱法（DSC）測定高分子材料玻璃化轉變溫度的原理是：在程序控制溫度下，測量輸給物質和參比物的功率差與溫度關系。當高分子材料發(fā)生玻璃化轉變時，會有熱流的變化，通過測量熱流隨溫度的變化曲線，確定玻璃化轉變溫度。高分子材料的拉伸強度和斷裂伸長率與分子結構密切相關。分子鏈間作用力強、結晶度高、分子鏈剛性大時，拉伸強度較高；而分子鏈柔順性好、分子量適當、無交聯(lián)等情況下，斷裂伸長率較大。12.實驗儀器：差示掃描量熱儀（DSC）。實驗步驟：將適量高分子材料樣品放入DSC樣品池中，以一定升溫速率從室溫升至高溫，記錄DSC曲線。數據處理方法：從DSC曲線上找出峰的位置，該位置對應的溫度即為熔點。13.材料A玻璃化轉變溫度較低，熔點也較低，拉伸強度相對較低但斷裂伸長率高，說明分子鏈柔順性較好，可能是線性非結晶或結晶度較低的高分子。材料B玻璃化轉變溫度和熔點較高，拉伸強度高但斷裂伸長率低，表明分子鏈剛性較大，可能是含有較多剛性基團或結晶度較高的高分子。14.導致高分子材料老化的原因可能有：熱氧老化，長期受熱和氧氣作用；光氧老化，受光照和氧氣影響；化學介質作用等。改善措施：添加抗氧劑、光穩(wěn)定劑；避免材料長期暴露在惡劣環(huán)境中；選擇耐老化性能好的高分子材料等。15.全面評估高分子材料性能需綜合多種測試方法。如用DSC測玻璃化轉變溫度和熔點了解熱性能；拉伸試驗測拉伸強