2025年大學(xué)大四（材料科學(xué)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：本卷共10小題，每小題3分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1.以下哪種測試方法主要用于測定高分子材料的分子量及其分布？A.紅外光譜法B.凝膠滲透色譜法C.差示掃描量熱法D.拉伸試驗2.高分子材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度可以通過以下哪種儀器進(jìn)行測定？A.熱重分析儀B.動態(tài)熱機(jī)械分析儀C.掃描電子顯微鏡D.原子力顯微鏡3.對于結(jié)晶性高分子材料，其結(jié)晶度的測定方法不包括以下哪種？A.X射線衍射法B.密度法C.差示掃描量熱法D.紅外光譜法4.高分子材料的拉伸強(qiáng)度是指材料在拉伸過程中所能承受的最大應(yīng)力，它主要反映了材料的哪種性能？A.韌性B.彈性C.剛性D.粘性5.下列哪種測試可以用來評估高分子材料的耐化學(xué)腐蝕性？A.硬度測試B.摩擦系數(shù)測試C.浸泡試驗D.疲勞試驗6.高分子材料的熔體流動速率（MFR）主要用于表征材料的哪種性質(zhì)？A.流動性B.熱穩(wěn)定性C.結(jié)晶性能D.耐老化性能7.要研究高分子材料的微觀形態(tài)結(jié)構(gòu)，可采用以下哪種測試手段？A.核磁共振譜B.動態(tài)力學(xué)性能測試C.透射電子顯微鏡D.熔體粘度測試8.高分子材料的熱膨脹系數(shù)可以通過哪種方法測量？A.硬度測試B.熱導(dǎo)率測試C.熱膨脹儀D.摩擦磨損試驗9.以下哪種測試方法可以確定高分子材料中化學(xué)鍵的類型和結(jié)構(gòu)？A.紫外可見光譜法B.核磁共振譜法C.熒光光譜法D.表面張力測試10.高分子材料的沖擊強(qiáng)度主要反映了材料在沖擊載荷下的哪種性能？A.變形能力B.斷裂韌性C.彈性恢復(fù)能力D.耐磨性第II卷（非選擇題，共70分）二、填空題（共15分）答題要求：本大題共5小題，每空1分。請在橫線上填寫正確答案。1.高分子材料的力學(xué)性能主要包括______、______、______等。2.常見的高分子材料的表征方法有______、______、______等。3.高分子材料的熱性能主要涉及______、______、______等參數(shù)。4.測定高分子材料的結(jié)晶度的方法有______、______、______等。5.高分子材料的耐老化性能測試方法有______、______、______等。三、簡答題（共20分）答題要求：簡要回答問題，條理清晰，語言簡潔。1.簡述凝膠滲透色譜法測定高分子材料分子量及其分布的原理（5分）。2.說明差示掃描量熱法測定高分子材料玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的過程和原理（5分）。3.高分子材料的拉伸試驗中，屈服點和斷裂點分別代表什么意義（5分）？4.如何通過紅外光譜法分析高分子材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)（5分）？四、材料分析題（共15分）答題要求：閱讀以下材料，回答問題。材料：某高分子材料在不同溫度下的力學(xué)性能測試結(jié)果如下：在20℃時，拉伸強(qiáng)度為50MPa，斷裂伸長率為200%；在50℃時，拉伸強(qiáng)度為30MPa，斷裂伸長率為300%；在80℃時，拉伸強(qiáng)度為10MPa，斷裂伸長率為500%。1.分析該高分子材料的力學(xué)性能隨溫度的變化規(guī)律（5分）。2.推測該高分子材料在不同溫度下的使用性能（5分）。3.從分子結(jié)構(gòu)角度解釋該高分子材料力學(xué)性能變化的原因（5分）。五、綜合應(yīng)用題（共20分）答題要求：根據(jù)題目所提供的信息，綜合運(yùn)用所學(xué)知識進(jìn)行解答。某工廠生產(chǎn)一種新型高分子材料管材，要求管材具有較高的強(qiáng)度、良好的柔韌性和耐化學(xué)腐蝕性?，F(xiàn)對生產(chǎn)的管材進(jìn)行性能測試，結(jié)果如下：拉伸強(qiáng)度為45MPa，斷裂伸長率為350%，在特定化學(xué)試劑浸泡一周后，質(zhì)量損失率為5%。1.分析該管材的性能是否滿足工廠要求（10分）。2.若要進(jìn)一步提高該管材的耐化學(xué)腐蝕性，可采取哪些措施（10分）？答案：第I卷答案：1.B2.B3.D4.C5.C6.A7.C8.C9.B10.B第II卷答案：二、填空題：1.拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率、硬度；2.紅外光譜法、凝膠滲透色譜法、差示掃描量熱法；3.玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、熔點、熱分解溫度；4.X射線衍射法、密度法、差示掃描量熱法；5.自然暴露試驗、人工老化試驗、熱老化試驗。三、簡答題：1.凝膠滲透色譜法原理：根據(jù)高分子溶液在通過填充有不同孔徑的多孔性凝膠固定相時，不同分子量的高分子在凝膠孔隙中的滲透程度不同，從而實現(xiàn)分離，進(jìn)而測定分子量及其分布。2.過程：將樣品與參比物分別放入兩個樣品池中，在程序控制溫度下，測量輸給它們的功率差，以補(bǔ)償樣品在升溫過程中的熱效應(yīng)變化。原理：當(dāng)溫度升高到玻璃化轉(zhuǎn)變溫度時，高分子鏈段開始運(yùn)動，體系比熱容發(fā)生變化，通過測量功率差來確定玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。3.屈服點代表材料開始產(chǎn)生明顯塑性變形時的應(yīng)力；斷裂點代表材料發(fā)生斷裂時的應(yīng)力。4.紅外光譜法通過檢測高分子材料對不同波長紅外光的吸收，不同化學(xué)鍵對特定波長紅外光有特征吸收峰，根據(jù)吸收峰位置、強(qiáng)度等分析化學(xué)鍵類型和結(jié)構(gòu)。四、材料分析題：1.隨著溫度升高，拉伸強(qiáng)度逐漸降低，斷裂伸長率逐漸增大，說明材料的剛性減弱，柔韌性增強(qiáng)。2.20℃時，材料強(qiáng)度較高，可用于承受一定外力的場合；50℃時，強(qiáng)度有所下降但柔韌性較好，適合一些需要一定變形能力但強(qiáng)度要求稍低的情況；80℃時，強(qiáng)度很低，此時材料可能僅適用于對強(qiáng)度要求不高但需要較大變形的特殊場合。3.溫度升高，分子鏈段熱運(yùn)動加劇，分子間作用力減弱，導(dǎo)致材料強(qiáng)度下降，分子鏈段更容易伸展，所以斷裂伸長率增大。五、綜合應(yīng)用題：1.拉伸強(qiáng)度45MPa較高，