2025年大學(xué)高分子材料與工程（高分子材料性能）試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題共30分）每題只有一個(gè)正確答案，請(qǐng)將正確答案填在括號(hào)內(nèi)。（總共6題，每題5分）w1.高分子材料的粘彈性表現(xiàn)為在不同加載速率下呈現(xiàn)出不同的力學(xué)行為，以下哪種現(xiàn)象體現(xiàn)了高分子材料的粘性？（）A.應(yīng)力松弛B.蠕變C.滯后D.內(nèi)耗w2.高分子材料的拉伸強(qiáng)度與下列哪種因素關(guān)系最為密切？（）A.分子鏈的柔順性B.分子間作用力C.結(jié)晶度D.分子量分布w3.下列關(guān)于高分子材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的說法，正確的是（）A.玻璃化轉(zhuǎn)變溫度是高分子材料從玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦邚棏B(tài)的溫度B.玻璃化轉(zhuǎn)變溫度越高，材料的韌性越好C.玻璃化轉(zhuǎn)變溫度與分子鏈的長(zhǎng)度無關(guān)D.玻璃化轉(zhuǎn)變溫度是一個(gè)固定不變的物理量w4.高分子材料的溶解性與以下哪種因素?zé)o關(guān)？（）A.分子鏈的結(jié)構(gòu)B.溶劑的性質(zhì)C.材料的結(jié)晶度D.材料的顏色w5.當(dāng)高分子材料受到外力作用時(shí)，分子鏈會(huì)發(fā)生取向，以下關(guān)于取向?qū)Σ牧闲阅苡绊懙恼f法，錯(cuò)誤的是（）A.取向方向上的強(qiáng)度和模量提高B.取向方向上的伸長(zhǎng)率降低C.取向會(huì)使材料的各向同性增強(qiáng)D.取向會(huì)影響材料的光學(xué)性能w6.高分子材料的老化是一個(gè)復(fù)雜的過程，以下哪種不屬于老化的表現(xiàn)？（）A.材料變硬變脆B.材料變色C.材料分子量增加D.材料性能下降第II卷（非選擇題共70分）w7.（10分）簡(jiǎn)述高分子材料粘彈性的本質(zhì)，并說明其在實(shí)際應(yīng)用中的重要性。w8.（15分）請(qǐng)比較高分子材料的結(jié)晶態(tài)和非晶態(tài)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，并分析它們對(duì)材料性能的影響。材料題（共25分）有兩種高分子材料A和B，它們的一些性能如下：材料A的拉伸強(qiáng)度較高，硬度較大，但韌性較差；材料B的拉伸強(qiáng)度較低，硬度較小，但韌性較好。已知材料A的結(jié)晶度較高，分子鏈間作用力較強(qiáng)；材料B的結(jié)晶度較低，分子鏈柔順性較好。w9.（10分）請(qǐng)從結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系角度，解釋材料A和B性能差異的原因。w10.（15分）如果要制備一種兼具高強(qiáng)度和良好韌性的高分子材料，你認(rèn)為可以采取哪些方法？請(qǐng)結(jié)合高分子材料的結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系進(jìn)行說明。論述題（15分）w11.論述高分子材料的性能與分子結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，舉例說明不同分子結(jié)構(gòu)的高分子材料在實(shí)際應(yīng)用中的表現(xiàn)。答案：w1.Bw2.Bw3.Aw4.Dw5.Cw6.Cw7.高分子材料粘彈性的本質(zhì)是高分子鏈段運(yùn)動(dòng)的松弛特性。高分子鏈由許多鏈段組成，鏈段的運(yùn)動(dòng)需要克服分子間的相互作用。在不同的時(shí)間尺度下，高分子材料表現(xiàn)出粘性和彈性的雙重行為。在實(shí)際應(yīng)用中，粘彈性非常重要。例如在塑料制品的加工中，需要考慮材料的粘性和彈性來選擇合適的加工工藝和溫度等條件，以確保制品的質(zhì)量和性能。w8.結(jié)晶態(tài)高分子材料分子鏈排列規(guī)整，分子間作用力強(qiáng)，材料密度較大，硬度和強(qiáng)度較高，但韌性較差。非晶態(tài)高分子材料分子鏈排列無序，分子鏈柔順性好，材料密度較小，硬度和強(qiáng)度較低，但韌性較好。結(jié)晶度對(duì)材料性能影響顯著，結(jié)晶度越高，材料的強(qiáng)度、硬度等性能越好，但韌性會(huì)降低。非晶態(tài)結(jié)構(gòu)則使材料具有較好的柔韌性和透明性等。w9.材料A結(jié)晶度高，分子鏈間作用力強(qiáng)，使得分子鏈排列緊密，抵抗外力的能力強(qiáng)，所以拉伸強(qiáng)度較高、硬度較大，但鏈段運(yùn)動(dòng)受限，韌性較差。材料B結(jié)晶度低，分子鏈柔順性好，鏈段容易運(yùn)動(dòng)，能吸收較多能量，所以韌性較好，但分子鏈間作用力較弱，拉伸強(qiáng)度和硬度較低。w10.可以通過共混的方法，將材料A和材料B按一定比例共混，利用材料A的高強(qiáng)度和材料B的良好韌性來綜合提升性能。也可以對(duì)高分子材料進(jìn)行化學(xué)改性，引入能增強(qiáng)分子鏈間作用力同時(shí)增加鏈段柔順性的基團(tuán)，以達(dá)到兼具高強(qiáng)度和良好韌性的目的。還可以通過控制結(jié)晶條件，使材料形成適度的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，優(yōu)化性能。w11.高分子材料的分子結(jié)構(gòu)決定其性能。線性分子鏈的高分子材料，分子鏈間相互作用較弱，材料通常具有較好的柔順性和加工性能，如聚乙烯可用于制造薄膜。支化分子鏈會(huì)降低材料的結(jié)晶度和密度，影響強(qiáng)度等性能。體型分子鏈的高分子材料交聯(lián)度高，具有高強(qiáng)度、高硬度等特點(diǎn)，如酚醛樹脂用于制造電木。分子鏈的柔順性影響材