2025年大學(xué)高分子材料與工程（高分子材料技巧）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40分）答題要求：本大題共20小題，每小題2分，共40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，請將正確答案的序號填在括號內(nèi)。1.高分子材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了其具有多種獨(dú)特性能。以下關(guān)于高分子材料結(jié)構(gòu)的說法，正確的是（）A.高分子鏈的柔順性只與分子鏈的化學(xué)組成有關(guān)B.結(jié)晶性高分子材料中不存在非晶區(qū)C.高分子材料的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)包括晶態(tài)、非晶態(tài)、取向態(tài)等D.高分子鏈的支化度對材料性能沒有影響2.下列哪種聚合反應(yīng)類型能夠制備出結(jié)構(gòu)規(guī)整的高分子材料（）A.自由基聚合B.陰離子聚合C.陽離子聚合D.縮聚反應(yīng)3.對于高分子材料的溶解過程，以下描述錯誤的是（）A.高分子溶解過程通常分為溶脹和溶解兩個階段B.線性高分子比體型高分子更容易溶解C.升高溫度一定能加快高分子材料的溶解速度D.選擇合適的溶劑可以促進(jìn)高分子材料的溶解4.橡膠材料具有高彈性，其彈性的本質(zhì)原因是（）A.分子鏈的柔順性好B.分子間作用力強(qiáng)C.結(jié)晶度高D.交聯(lián)密度大5.高分子材料的老化是一個復(fù)雜的過程，以下不屬于老化現(xiàn)象的是（）A.材料變硬變脆B.材料顏色變深C.材料分子量增加D.材料失去光澤6.制備高強(qiáng)度纖維增強(qiáng)復(fù)合材料時，以下哪種纖維增強(qiáng)效果最好（）A.玻璃纖維B.碳纖維C.芳綸纖維D.天然纖維7.下列關(guān)于高分子材料成型加工的說法，正確的是（）A.注塑成型只能用于熱塑性高分子材料B.擠出成型可以生產(chǎn)管材、板材等多種制品C.模壓成型適用于所有高分子材料D.吹塑成型主要用于生產(chǎn)薄膜8.高分子材料的電性能主要包括導(dǎo)電性、介電性等。以下哪種高分子材料具有較好的導(dǎo)電性（）A.聚乙烯B.聚氯乙烯C.聚苯胺D.聚對苯二甲酸乙二酯9.共混改性是改善高分子材料性能的重要方法之一。以下關(guān)于共混物形態(tài)結(jié)構(gòu)的說法，錯誤的是（）A.均相共混物中兩種高分子相互溶解形成單一相B.非均相共混物中存在明顯的相界面C.海島結(jié)構(gòu)中一種高分子為連續(xù)相，另一種為分散相D.共混物的形態(tài)結(jié)構(gòu)不會影響其性能10.以下哪種高分子材料常用于制備生物醫(yī)用材料（）A.聚乳酸B.聚丙烯C.聚碳酸酯D.聚苯乙烯11.高分子材料的流變性能對于成型加工至關(guān)重要。以下關(guān)于流變學(xué)的基本概念，錯誤的是（）A.牛頓流體的粘度不隨剪切速率變化B.非牛頓流體的粘度與剪切速率有關(guān)C.高分子材料在不同條件下可能表現(xiàn)出牛頓流體或非牛頓流體的行為D.粘性流動是高分子材料特有的現(xiàn)象12.下列哪種方法可以測定高分子材料的分子量及其分布（）A.紅外光譜法B.核磁共振法C.凝膠滲透色譜法D.差示掃描量熱法13.對于高分子材料的熱性能，以下說法正確的是（）A.玻璃化轉(zhuǎn)變溫度是高分子材料從高彈態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椴ＡB(tài)的溫度B.熔點(diǎn)是所有高分子材料都具有的熱性能指標(biāo)C.結(jié)晶性高分子材料的熔點(diǎn)與分子量無關(guān)D.熱穩(wěn)定性好的高分子材料在高溫下不會發(fā)生任何變化14.高分子材料的化學(xué)穩(wěn)定性與分子結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。以下哪種結(jié)構(gòu)的高分子材料化學(xué)穩(wěn)定性相對較差（）A.含有較多極性基團(tuán)的高分子B.主鏈為飽和碳鏈的高分子C.具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的高分子D.分子鏈排列規(guī)整的高分子15.以下哪種高分子材料的合成單體是通過縮聚反應(yīng)得到的（）A.聚乙烯B.聚酰胺C.聚氯乙烯D.聚苯乙烯16.高分子材料的表面性能會影響其與其他物質(zhì)的相互作用。以下關(guān)于高分子材料表面張力的說法，正確的是（）A.表面張力越大，高分子材料越容易被液體潤濕B.表面張力與分子間作用力無關(guān)C.改變高分子材料的化學(xué)組成可以調(diào)節(jié)其表面張力D.高分子材料的表面張力在不同環(huán)境下不會發(fā)生變化17.以下哪種高分子材料的制備方法屬于加成聚合反應(yīng)（）A.酚醛樹脂的合成B.聚氨酯的合成C.聚丙烯腈的合成D.聚酯的合成18.對于高分子材料的力學(xué)性能測試，以下哪種測試方法可以測定材料的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率（）A.硬度測試B.沖擊強(qiáng)度測試C.拉伸試驗D.壓縮試驗19.高分子材料的發(fā)展趨勢之一是功能化。以下哪種不屬于高分子材料的功能化應(yīng)用（）A.智能高分子材料B.導(dǎo)電高分子材料C.通用塑料的大規(guī)模生產(chǎn)D.生物活性高分子材料20.以下關(guān)于高分子材料的分類，正確的是（）A.按照主鏈化學(xué)組成可分為碳鏈高分子、雜鏈高分子和元素有機(jī)高分子B.按照用途可分為塑料、橡膠、纖維和膠粘劑四大類C.按照聚合反應(yīng)類型可分為加聚高分子和縮聚高分子D.以上分類都正確第II卷（非選擇題共60分）二、填空題（每空1分，共10分）答題要求：請在橫線上填寫合適的內(nèi)容。1.高分子材料的基本結(jié)構(gòu)單元是______，通過______反應(yīng)連接而成高分子鏈。2.高分子材料的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)主要包括______、______和______。3.橡膠材料的硫化是通過______實(shí)現(xiàn)的，目的是提高橡膠的______和______。4.高分子材料的老化主要包括______老化和______老化。5.常見的高分子材料成型加工方法有______、______、______等。三、簡答題（每題5分，共20分）答題要求：簡要回答問題，要點(diǎn)清晰。1.簡述高分子材料的柔順性及其影響因素。2.說明自由基聚合反應(yīng)的特點(diǎn)。3.高分子材料的增強(qiáng)增韌方法有哪些？4.簡述高分子材料的溶解過程與小分子物質(zhì)溶解過程的區(qū)別。四、材料分析題（每題15分，共30分）答題要求：閱讀材料，結(jié)合所學(xué)知識回答問題。材料一：隨著科技的發(fā)展，高分子材料在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。某新型高分子復(fù)合材料具有高強(qiáng)度、低密度、耐高溫等優(yōu)異性能，被用于制造飛機(jī)機(jī)翼。該復(fù)合材料由碳纖維增強(qiáng)樹脂基體組成。1.為什么選擇碳纖維增強(qiáng)樹脂基體來制造飛機(jī)機(jī)翼？2.從高分子材料的結(jié)構(gòu)和性能關(guān)系角度分析，這種復(fù)合材料的高強(qiáng)度、低密度、耐高溫性能是如何實(shí)現(xiàn)的？材料二：在醫(yī)療領(lǐng)域，高分子材料也發(fā)揮著重要作用。聚乳酸是一種常用的生物可降解高分子材料，可用于制備骨折固定材料、藥物緩釋載體等。1.聚乳酸作為生物可降解高分子材料的優(yōu)點(diǎn)是什么？2.舉例說明聚乳酸在醫(yī)療領(lǐng)域的其他應(yīng)用，并分析其原理。五、論述題（共10分）答題要求：結(jié)合所學(xué)知識，對給定的問題進(jìn)行全面、深入的論述。論述高分子材料的發(fā)展現(xiàn)狀與未來趨勢，以及對相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展的影響。答案1.C2.B3.C4.A5.C6.B7.B8.C9.D10.A11.D12.C13.A14.A15.B16.C17.C18.C19.C20.D二、1.單體；聚合2.晶態(tài)；非晶態(tài)；取向態(tài)3.交聯(lián)反應(yīng)；強(qiáng)度；彈性4.物理；化學(xué)5.注塑成型；擠出成型；模壓成型三、1.高分子鏈能夠改變其構(gòu)象的性質(zhì)稱為柔順性。影響因素有：主鏈結(jié)構(gòu)，如含有孤立雙鍵的主鏈柔順性好；取代基，極性取代基使柔順性降低，非極性取代基增加柔順性；鏈的長短，鏈越長，構(gòu)象數(shù)越多，柔順性越好；分子間作用力，作用力大，柔順性差。2.自由基聚合反應(yīng)的特點(diǎn)：①由鏈引發(fā)、鏈增長、鏈終止等基元反應(yīng)組成，各步反應(yīng)速率和活化能差別大；②引發(fā)劑分解產(chǎn)生自由基，是聚合反應(yīng)的活性中心；③聚合過程中，單體濃度逐漸降低，聚合物濃度逐漸增加；④反應(yīng)體系中存在多種自由基，會發(fā)生鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)；⑤分子量分布較寬。3.增強(qiáng)方法：纖維增強(qiáng)，如玻璃纖維、碳纖維等；粒子增強(qiáng)，加入剛性粒子提高強(qiáng)度；晶須增強(qiáng)。增韌方法：橡膠增韌，加入橡膠粒子提高韌性；熱塑性彈性體增韌；共混增韌。4.高分子材料溶解過程通常分為溶脹和溶解兩個階段，先溶脹后溶解，小分子物質(zhì)溶解一般無溶脹階段。高分子材料分子量大，分子鏈間相互作用強(qiáng)，擴(kuò)散困難，而小分子擴(kuò)散快。高分子材料溶解時需先溶劑分子滲入高分子鏈間，破壞分子間作用力，使高分子鏈段運(yùn)動，然后逐漸溶解，小分子溶解過程相對簡單直接。四、1.選擇碳纖維增強(qiáng)樹脂基體制造飛機(jī)機(jī)翼，是因為碳纖維具有高強(qiáng)度、高模量的特性，能夠顯著提高復(fù)合材料的強(qiáng)度和剛性；樹脂基體具有良好的成型工藝性和粘結(jié)性，能將碳纖維粘結(jié)在一起形成整體結(jié)構(gòu)。二者結(jié)合，使復(fù)合材料既滿足機(jī)翼對高強(qiáng)度的要求，又能減輕重量，同時還具備一定的耐高溫性能，適應(yīng)航空航天環(huán)境。2.從結(jié)構(gòu)和性能關(guān)系角度分析：碳纖維的高強(qiáng)度、高模量賦予復(fù)合材料高強(qiáng)度性能，其規(guī)整的分子結(jié)構(gòu)和取向排列提供了優(yōu)異的力學(xué)性能。樹脂基體填充在碳纖維之間，起到粘結(jié)和傳遞應(yīng)力的作用，同時也能改善材料的成型工藝性。低密度是因為碳纖維本身密度低，且通過合理設(shè)計纖維和基體的比例，減少了材料的總體重量。耐高溫性能則得益于樹脂基體的耐高溫特性以及碳纖維在高溫下仍能保持一定強(qiáng)度的特點(diǎn)，二者協(xié)同作用使復(fù)合材料具備耐高溫性能。1.聚乳酸作為生物可降解高分子材料的優(yōu)點(diǎn)：在體內(nèi)能逐漸降解為小分子物質(zhì)，被人體吸收或排出體外，避免了長期留存體內(nèi)可能帶來的不良影響；具有良好的生物相容性，能與組織良好結(jié)合，減少炎癥反應(yīng)；可根據(jù)需要設(shè)計其降解速度和性能，滿足不同醫(yī)療應(yīng)用需求。2.例如聚乳酸可用于制備人工血管。原理是聚乳酸具有合適的力學(xué)性能和生物相容性，能構(gòu)建血管的基本結(jié)構(gòu)。隨著時間推移，聚乳酸在體內(nèi)逐漸降解，血管結(jié)構(gòu)逐漸被人體自身組織替代，最終實(shí)現(xiàn)血管功能的完全恢復(fù)，為人體提供正常的血液循環(huán)通道。五、高分子材料的發(fā)展現(xiàn)狀：目前，高分子材料在各個領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用，品種不斷豐富，性能不斷提升。在傳統(tǒng)領(lǐng)域如塑料、橡膠、纖維等持續(xù)改進(jìn)，在新興領(lǐng)域如航空航天、生物醫(yī)學(xué)、電子信息等發(fā)揮著關(guān)鍵作用。未來趨勢：朝著高性能化、功能化、智能化、綠色化方向發(fā)展。高性能化要求材料具備更高的強(qiáng)度、模量、耐高溫等性能；功能化包括導(dǎo)電、導(dǎo)熱、光功能等多種特殊功能；智能化使材料能對環(huán)境變化做出響應(yīng)；