高分子材料專業(yè)考試模擬題——夯實(shí)基礎(chǔ)，洞悉要點(diǎn)各位同學(xué)，高分子材料科學(xué)作為材料科學(xué)與工程領(lǐng)域的重要分支，其理論深度與實(shí)踐應(yīng)用的結(jié)合日益緊密。為幫助大家更好地檢驗(yàn)學(xué)習(xí)成果，鞏固專業(yè)知識(shí)，我們精心編制了這份模擬題。本套試題旨在考察對(duì)高分子化學(xué)、高分子物理核心概念的理解，以及運(yùn)用這些知識(shí)分析和解決實(shí)際問(wèn)題的初步能力。請(qǐng)大家認(rèn)真作答，深入思考。---考試科目：高分子材料科學(xué)基礎(chǔ)適用對(duì)象：高分子材料專業(yè)本科生/研究生入學(xué)考試備考者考試時(shí)間：180分鐘總分：150分答題要求：請(qǐng)用黑色或藍(lán)色水筆在答題紙上作答，字跡工整，答案寫在指定位置。---一、選擇題(共15題，每題2分，共30分)（在每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中只有一個(gè)是符合題目要求的，請(qǐng)將其代碼填寫在題后的括號(hào)內(nèi)。錯(cuò)選、多選或未選均無(wú)分。）1.下列哪種聚合反應(yīng)不屬于連鎖聚合反應(yīng)機(jī)理？（）A.自由基聚合B.陽(yáng)離子聚合C.縮合聚合D.陰離子聚合2.在自由基聚合中，以下哪種因素通常不會(huì)導(dǎo)致聚合速率增加？（）A.升高反應(yīng)溫度B.增加引發(fā)劑濃度C.降低單體濃度D.選擇更高活性的引發(fā)劑3.高分子鏈的柔順性主要取決于（）A.分子量的大小B.分子鏈中重復(fù)單元的結(jié)構(gòu)和內(nèi)旋轉(zhuǎn)能力C.分子間作用力的強(qiáng)弱D.結(jié)晶度的高低4.玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）是高分子材料的一個(gè)重要參數(shù)，下列哪種方法不能用于測(cè)定Tg？（）A.差示掃描量熱法（DSC）B.動(dòng)態(tài)力學(xué)分析法（DMA）C.X射線衍射法（XRD）D.熱機(jī)械分析法（TMA）5.關(guān)于聚合物結(jié)晶，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A.結(jié)晶聚合物通常具有明確的熔點(diǎn)（Tm）B.結(jié)晶過(guò)程是分子鏈規(guī)整排列的過(guò)程C.所有聚合物都能結(jié)晶D.結(jié)晶度會(huì)影響聚合物的密度、強(qiáng)度和透明度等性能6.下列哪種聚合物的結(jié)構(gòu)單元中含有苯環(huán)？（）A.聚乙烯（PE）B.聚丙烯（PP）C.聚苯乙烯（PS）D.聚氯乙烯（PVC）7.在共聚合反應(yīng)中，競(jìng)聚率r1和r2的值可以用來(lái)判斷（）A.聚合反應(yīng)速率B.共聚物的組成與單體配料比的關(guān)系C.聚合物的分子量D.聚合反應(yīng)的活化能8.高分子材料的應(yīng)力-應(yīng)變曲線中，“屈服點(diǎn)”的出現(xiàn)通常意味著材料發(fā)生了（）A.彈性形變B.塑性形變的開始C.完全斷裂D.粘流態(tài)轉(zhuǎn)變9.下列哪種方法不屬于聚合物分子量的測(cè)定方法？（）A.端基分析法B.粘度法C.氣相色譜法（GC）D.凝膠滲透色譜法（GPC）10.熱固性聚合物與熱塑性聚合物的主要區(qū)別在于（）A.分子量大小不同B.分子鏈的柔順性不同C.受熱時(shí)是否發(fā)生化學(xué)變化（交聯(lián)）D.密度不同11.自由基聚合反應(yīng)中，鏈終止方式不包括以下哪種？（）A.偶合終止B.歧化終止C.鏈轉(zhuǎn)移終止D.活性中心重排12.聚酰胺（尼龍）通常是由哪種反應(yīng)制備的？（）A.加聚反應(yīng)B.縮聚反應(yīng)C.開環(huán)聚合反應(yīng)D.陽(yáng)離子聚合反應(yīng)13.下列哪種現(xiàn)象不屬于聚合物的力學(xué)松弛現(xiàn)象？（）A.蠕變B.應(yīng)力松弛C.滯后與內(nèi)耗D.結(jié)晶14.對(duì)于線性非晶態(tài)聚合物，下列哪個(gè)溫度區(qū)間內(nèi)材料呈現(xiàn)高彈性？（）A.Tg以下B.Tg～Tm（或Tf）之間C.Tm（或Tf）以上D.分解溫度Td以上15.在聚合物加工過(guò)程中，“塑化”的主要目的是（）A.提高分子量B.使聚合物達(dá)到可流動(dòng)狀態(tài)以便成型C.增加結(jié)晶度D.引入交聯(lián)結(jié)構(gòu)---二、填空題(共10題，每空1分，共20分)1.高分子化合物的分子量具有_____________和_____________的特點(diǎn)。2.聚合反應(yīng)按照單體與聚合物在元素組成和結(jié)構(gòu)上的變化，可分為_____________和_____________兩大類。3.聚合物分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)包括_____________和_____________。4.影響聚合物結(jié)晶能力的結(jié)構(gòu)因素主要有分子鏈的_____________、_____________和_____________。5.常見的橡膠材料如天然橡膠、丁苯橡膠等，在室溫下處于_____________態(tài)，具有良好的_____________性。6.自由基聚合的引發(fā)劑通?？煞譃開____________引發(fā)劑和_____________引發(fā)劑兩大類。7.聚合物的溶解過(guò)程一般包括_____________和_____________兩個(gè)階段。8.根據(jù)分子鏈的幾何形狀，聚合物可分為_____________、_____________和_____________。9.共聚可以改善聚合物的性能，如苯乙烯與丁二烯共聚得到的_____________，其沖擊韌性比聚苯乙烯有顯著提高。10.表征聚合物分子量分布的參數(shù)是_____________，其值越接近1，表明分子量分布越_____________。---三、簡(jiǎn)答題(共5題，每題8分，共40分)1.請(qǐng)簡(jiǎn)述自由基聚合反應(yīng)的基元反應(yīng)步驟，并說(shuō)明各步驟的特點(diǎn)。2.什么是聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）？影響Tg的因素主要有哪些（至少列舉3點(diǎn)）？3.比較縮聚反應(yīng)與加聚反應(yīng)在反應(yīng)機(jī)理、產(chǎn)物結(jié)構(gòu)和分子量控制等方面的主要異同點(diǎn)。4.請(qǐng)解釋什么是聚合物的“時(shí)溫等效原理”？該原理在高分子材料研究中有何應(yīng)用？5.簡(jiǎn)述高分子材料老化的主要原因（化學(xué)因素和物理因素），并舉例說(shuō)明如何通過(guò)材料改性或添加助劑來(lái)延緩老化。---四、論述題(共2題，每題15分，共30分)1.試詳細(xì)論述聚合物的結(jié)構(gòu)與其性能（如力學(xué)性能、熱性能、加工性能）之間的關(guān)系，并舉例說(shuō)明如何通過(guò)改變聚合物的結(jié)構(gòu)來(lái)調(diào)控其性能。2.結(jié)合你所學(xué)的知識(shí)，談?wù)劯叻肿硬牧显诳沙掷m(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中的機(jī)遇與挑戰(zhàn)?？梢詮脑蟻?lái)源、合成工藝、使用過(guò)程及廢棄后處理等方面進(jìn)行闡述。---五、計(jì)算題(共1題，共10分)（選考或附加題，根據(jù)實(shí)際情況決定是否計(jì)入總分）1.以過(guò)氧化二苯甲酰（BPO）為引發(fā)劑，在60℃下引發(fā)苯乙烯聚合。已知：苯乙烯的濃度[M]=8.5mol/LBPO的濃度[I]=3.9×10^-3mol/L引發(fā)效率f=0.80該溫度下，BPO的分解速率常數(shù)kd=2.0×10^-6s^-1鏈增長(zhǎng)速率常數(shù)kp=176L/(mol·s)鏈終止速率常數(shù)kt=3.6×10^7L/(mol·s)（假設(shè)終止方式為偶合終止與歧化終止并存，此處計(jì)算可不考慮鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)）請(qǐng)計(jì)算：（1）引發(fā)速率Ri；（2）增長(zhǎng)速率Rp；（3）動(dòng)力學(xué)鏈長(zhǎng)ν。（注：計(jì)算結(jié)果請(qǐng)保留合理的有效數(shù)字）---參考答案與解析（簡(jiǎn)要）一、選擇題1.C（縮合聚合屬于逐步聚合機(jī)理）2.C（降低單體濃度會(huì)降低聚合速率）3.B（內(nèi)旋轉(zhuǎn)能力是柔順性的核心影響因素）4.C（XRD主要用于晶體結(jié)構(gòu)分析，可測(cè)結(jié)晶度，但不能直接測(cè)Tg）5.C（完全無(wú)規(guī)的聚合物難以結(jié)晶）6.C（聚苯乙烯的重復(fù)單元為-CH2-CH(C6H5)-）7.B（競(jìng)聚率描述單體自聚與共聚的傾向）8.B（屈服點(diǎn)后材料開始發(fā)生不可逆的塑性形變）9.C（GC適用于小分子分離分析）10.C（熱固性受熱交聯(lián)固化后不可再熔融加工，熱塑性可反復(fù)熔融）11.D（活性中心重排可能導(dǎo)致鏈轉(zhuǎn)移或其他，但本身不是終止方式）12.B（如己二胺和己二酸縮聚制備尼龍66）13.D（結(jié)晶是相變，不是力學(xué)松弛）14.B（玻璃化溫度以上，熔融溫度以下為高彈態(tài)）15.B（塑化是為了使聚合物熔融或獲得良好的可塑性）二、填空題1.多分散性，分子量大（或：不均一性，高聚合度）2.加聚反應(yīng)，縮聚反應(yīng)3.運(yùn)動(dòng)單元的多重性，時(shí)間依賴性（或：松弛特性）4.對(duì)稱性，規(guī)整性，柔順性（或：取代基性質(zhì)等）5.高彈（或：橡膠態(tài)），彈性6.熱（分解），氧化還原7.溶脹，溶解8.線性，支化，交聯(lián)（或：體型）9.丁苯橡膠（SBR）10.分子量分布指數(shù)（或：重均分子量與數(shù)均分子量之比，Mw/Mn），窄三、簡(jiǎn)答題（要點(diǎn)）1.鏈引發(fā)（慢，形成活性中心）、鏈增長(zhǎng)（快，分子量迅速增大）、鏈終止（活性消失）、鏈轉(zhuǎn)移（分子量降低，可能形成新活性中心）。2.Tg是聚合物從玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦邚棏B(tài)的溫度。影響因素：主鏈結(jié)構(gòu)、取代基、交聯(lián)、分子量、增塑劑等。3.縮聚：逐步、可逆、有小分子副產(chǎn)物、分子量隨反應(yīng)程度緩慢增加；加聚：連鎖、不可逆、無(wú)小分子、分子量在鏈增長(zhǎng)階段迅速形成。產(chǎn)物結(jié)構(gòu)：縮聚物有特征端基，加聚物結(jié)構(gòu)單元與單體組成基本相同。4.時(shí)溫等效原理：對(duì)于聚合物的松弛過(guò)程，升高溫度和延長(zhǎng)觀察時(shí)間具有等效性。應(yīng)用：可在較短時(shí)間內(nèi)于較高溫度下測(cè)定材料在室溫下長(zhǎng)期使用的性能；指導(dǎo)材料的成型加工工藝。5.化學(xué)因素：氧化、水解、光氧化、熱降解等；物理因素：熱、光、機(jī)械應(yīng)力、輻射等。防老化方法：添加抗氧劑、光穩(wěn)定劑、熱穩(wěn)定劑，進(jìn)行交聯(lián)改性，表面涂層等。四、論述題（思路）1.結(jié)構(gòu)層次：近程結(jié)構(gòu)（鏈節(jié)組成、構(gòu)型）、遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)（分子量及分布、構(gòu)象）、聚集態(tài)結(jié)構(gòu)（晶態(tài)、非晶態(tài)、取向、織態(tài)）。*力學(xué)性能：結(jié)晶度提高->強(qiáng)度硬度提高，韌性下降；交聯(lián)密度增加->硬度提高，彈性可能先增后降；分子量增加->強(qiáng)度韌性提高，達(dá)到臨界值后變化不大。*熱性能：鏈剛性增加（如主鏈含芳環(huán)）->Tg、Tm升高；交聯(lián)->耐熱性提高。*加工性能：線性結(jié)構(gòu)易加工，交聯(lián)結(jié)構(gòu)難加工；分子量分布寬流動(dòng)性好但力學(xué)性能可能下降。舉例：聚乙烯（PE），高密度PE（線性，結(jié)晶度高）比低密度PE（支化，結(jié)晶度低）硬度、強(qiáng)度高。2.機(jī)遇：生物基高分子材料替代化石基；可降解高分子材料減少白色污染；高性能高分子材料提高能源利用效率（如輕質(zhì)化）。挑戰(zhàn)：生物基原料成本與供應(yīng)；可降解材料性能與成本的平衡；回收體系不完善與回收再利用技術(shù)瓶頸；降解產(chǎn)物的環(huán)境影響評(píng)估。五、計(jì)算題（提示）1.Ri=2fkd[I]Rp=kp[M](Ri/2kt)^0.5ν=Rp/Ri（或ν