高分子材料科学专项训练题

综合试卷第=PAGE1*2-11页（共=NUMPAGES1*22页） 综合试卷第=PAGE1*22页（共=NUMPAGES1*22页）PAGE①姓名所在地区姓名所在地区身份证号密封线1.请首先在试卷的标封处填写您的姓名，身份证号和所在地区名称。2.请仔细阅读各种题目的回答要求，在规定的位置填写您的答案。3.不要在试卷上乱涂乱画，不要在标封区内填写无关内容。一、选择题1.高分子材料的分类中，属于热塑性塑料的是（）

A.聚乙烯

B.聚丙烯

C.聚氯乙烯

D.聚苯乙烯

2.高分子材料在自然界中的降解方式，下列哪种不属于（）

A.光降解

B.生物降解

C.化学降解

D.机械降解

3.聚合物溶液的特性中，属于非牛顿流体的是（）

A.塑性粘流态

B.弹性体

C.液体

D.粘性液体

4.高分子材料的力学功能中，主要影响材料的冲击强度的因素是（）

A.拉伸强度

B.压缩强度

C.剪切强度

D.弹性模量

5.在高分子材料的制备过程中，下列哪种技术属于溶液聚合（）

A.负压聚合

B.高压聚合

C.反应注入聚合

D.溶液聚合

6.高分子材料的熔融指数测试中，主要反映的是（）

A.材料的粘度

B.材料的结晶度

C.材料的流动性

D.材料的强度

7.高分子材料的交联作用，下列哪种说法是正确的（）

A.交联可以提高材料的强度

B.交联可以提高材料的韧性

C.交联可以降低材料的韧性

D.交联可以提高材料的熔融指数

8.在高分子材料的制备过程中，下列哪种添加剂可以提高材料的抗冲击性（）

A.增塑剂

B.增强剂

C.抗氧剂

D.抗菌剂

答案及解题思路：

1.D聚苯乙烯（PS）是热塑性塑料的代表之一，它在加热时会软化，冷却后硬化，可反复进行成型加工。

2.D机械降解是指由于机械作用如磨擦、切割等造成的材料降解，这不是高分子材料在自然界中自然降解的方式。

3.A非牛顿流体不遵循牛顿流体线性粘度规律，其粘度会随剪切速率或剪切应力的变化而变化。塑性粘流态是非牛顿流体的典型特性。

4.B材料的冲击强度与材料的韧性和断裂伸长率关系密切，其中拉伸强度虽然与冲击强度有关，但不是主要影响因子。

5.D溶液聚合是一种在溶液中进行聚合反应的聚合方法，与负压聚合、高压聚合和反应注入聚合不同。

6.C熔融指数测试主要用于评估高分子材料的热稳定性、流动性及熔融状态下的粘度等性质。

7.A交联能够增加材料的强度和刚度，使材料在受力时不易变形。

8.A增塑剂通过增加塑料的可塑性和柔韧性来提高材料的抗冲击性。二、填空题1.高分子材料根据其热性质可分为__________和__________两大类。

答案：热塑性材料和热固性材料

2.高分子材料的分子量与__________有关，而与__________无关。

答案：聚合反应条件和分子链的长度有关，而与单体种类无关

3.高分子材料的结晶度是指__________与__________的比值。

答案：结晶部分所占的质量与材料总质量的比值

4.高分子材料的力学功能包括__________、__________、__________等。

答案：拉伸强度、冲击强度、弯曲强度等

5.高分子材料的制备方法主要包括__________、__________、__________等。

答案：自由基聚合、离子聚合、配位聚合等

答案及解题思路：

答案解题思路内容。

1.高分子材料根据其热性质可分为热塑性材料和热固性材料。热塑性材料在加热后可以重塑，而热固性材料在加热后会硬化，不能再重塑。

2.高分子材料的分子量与聚合反应条件和分子链的长度有关，聚合反应条件如温度、压力、引发剂等都会影响分子量；而与单体种类无关，因为单体种类只影响高分子材料的基本结构和功能，但不影响其分子量。

3.高分子材料的结晶度是指结晶部分所占的质量与材料总质量的比值。结晶度越高，材料的强度和硬度通常越好。

4.高分子材料的力学功能包括拉伸强度、冲击强度、弯曲强度等。这些功能决定了高分子材料在实际应用中的适用性和耐久性。

5.高分子材料的制备方法主要包括自由基聚合、离子聚合、配位聚合等。这些聚合方法决定了高分子材料的结构和功能，自由基聚合是最常见的一种方法。三、简答题1.简述高分子材料的制备方法及其特点。

高分子材料的制备方法包括：

线性聚合：通过链增长聚合或逐步聚合制备。

交联聚合：通过形成交联结构增加材料的力学功能。

接枝聚合：在聚合物链上引入其他单体以增加特定功能。

特点：

线性聚合：易于合成，加工功能好，但力学功能一般。

交联聚合：具有较高的力学功能和耐热性，但加工难度较大。

接枝聚合：赋予材料新的功能，但可能影响材料的稳定性。

2.简述高分子材料的力学功能及其影响因素。

力学功能：

弹性模量：材料抵抗形变的能力。

抗张强度：材料承受拉伸时断裂的能力。

剪切强度：材料抵抗剪切力的能力。

影响因素：

分子链结构：分子链越长，材料的力学功能越好。

分子量分布：分子量分布窄，材料的力学功能稳定。

微观结构：晶体结构、非晶态结构等对力学功能有显著影响。

3.简述高分子材料的耐热功能及其影响因素。

耐热功能：

熔点：材料从固态转变为液态的温度。

长期耐热性：材料在高温下长期使用的稳定性。

影响因素：

分子结构：分子结构复杂，耐热功能好。

分子量：分子量大，耐热功能好。

玻璃化转变温度：玻璃化转变温度高，耐热功能好。

4.简述高分子材料的耐腐蚀功能及其影响因素。

耐腐蚀功能：

耐化学性：材料抵抗化学侵蚀的能力。

耐水性：材料抵抗水侵蚀的能力。

影响因素：

分子结构：具有特殊官能团的材料耐腐蚀功能好。

表面处理：表面处理可以增加材料的耐腐蚀功能。

环境因素：环境温度、湿度等对材料的耐腐蚀功能有影响。

5.简述高分子材料的生物降解性及其影响因素。

生物降解性：

有机物分解：高分子材料在生物体内分解成小分子有机物。

影响因素：

分子结构：含有易于生物降解的官能团的材料具有较好的生物降解性。

分子量：分子量小，易于生物降解。

环境因素：环境温度、湿度等对材料的生物降解性有影响。

答案及解题思路：

1.答案：高分子材料的制备方法包括线性聚合、交联聚合和接枝聚合，各有特点，如线性聚合易于合成，加工功能好，但力学功能一般；交联聚合具有较高的力学功能和耐热性，但加工难度较大；接枝聚合赋予材料新的功能，但可能影响材料的稳定性。

解题思路：了解高分子材料的制备方法，分析每种方法的优缺点。

2.答案：高分子材料的力学功能包括弹性模量、抗张强度和剪切强度，影响因素有分子链结构、分子量分布和微观结构。

解题思路：掌握高分子材料的力学功能及其影响因素，分析各种因素对材料功能的影响。

3.答案：高分子材料的耐热功能包括熔点和长期耐热性，影响因素有分子结构、分子量和玻璃化转变温度。

解题思路：了解高分子材料的耐热功能，分析各种因素对材料耐热性的影响。

4.答案：高分子材料的耐腐蚀功能包括耐化学性和耐水性，影响因素有分子结构、表面处理和环境因素。

解题思路：掌握高分子材料的耐腐蚀功能，分析各种因素对材料耐腐蚀性的影响。

5.答案：高分子材料的生物降解性包括有机物分解，影响因素有分子结构、分子量和环境因素。

解题思路：了解高分子材料的生物降解性，分析各种因素对材料生物降解性的影响。四、论述题1.论述高分子材料的制备过程中，反应条件对材料功能的影响。

解题思路：在论述这一问题时，可以从以下几个方面展开：

1.反应温度和压力对聚合反应的影响。

2.单体浓度和聚合速率的关系。

3.催化剂和引发剂的选择对材料功能的影响。

4.聚合反应机理与材料功能的关系。

2.论述高分子材料的力学功能与其分子结构的关系。

解题思路：分析力学功能与分子结构的关联，可以包括：

1.分子量、分子量分布对材料强度和韧性影响。

2.聚合度、交联度对材料弹性、硬度的影响。

3.取向度、结晶度对材料抗拉强度、屈服强度的影响。

3.论述高分子材料的耐热功能与其分子结构的关系。

解题思路：从以下角度探讨耐热功能与分子结构的关系：

1.分子链的刚性、柔性和构象变化对耐热性的影响。

2.结晶度、交联密度对材料热稳定性的影响。

3.基团引入对耐热性的改善。

4.论述高分子材料的生物降解功能与其分子结构的关系。

解题思路：阐述生物降解功能与分子结构之间的关系，包括：

1.生物降解速率与分子链结构、链段的柔性和反应活性关系。

2.基团引入和共聚对生物降解功能的影响。

3.材料在生物体内的降解机理。

5.论述高分子材料的抗冲击功能与其分子结构的关系。

解题思路：探讨抗冲击功能与分子结构的相关性，具体可以从：

1.分子量、分子量分布对抗冲击性的影响。

2.交联密度、支链结构对冲击韧性的作用。

3.材料结晶度和取向度对抗冲击功能的影响。

答案及解题思路：

1.论述高分子材料的制备过程中，反应条件对材料功能的影响。

答案：反应条件如温度、压力、单体浓度、催化剂和引发剂等对高分子材料的功能有显著影响。例如适当的反应温度和压力可以促进聚合反应，提高产物的分子量和结晶度，从而改善材料的力学功能。催化剂和引发剂的选择则直接影响聚合反应的速率和产物结构。

2.论述高分子材料的力学功能与其分子结构的关系。

答案：高分子材料的力学功能与其分子结构密切相关。分子量、分子量分布、聚合度、交联度等都会影响材料的强度和韧性。例如较高的分子量往往意味着更高的强度，而适当的交联度可以提高材料的弹性。

3.论述高分子材料的耐热功能与其分子结构的关系。

答案：高分子材料的耐热功能与其分子结构的刚性、柔性和构象变化有关。刚性分子链具有较好的耐热性，而柔性的分子链在高温下易发生构象变化，导致耐热性下降。

4.论述高分子材料的生物降解功能与其分子结构的关系。

答案：高分子材料的生物降解功能与其分子结构中的生物降解速率、链段柔性和反应活性密切相关。引入易于生物降解的基团和调整分子结构可以改善材料的生物降解功能。

5.论述高分子材料的抗冲击功能与其分子结构的关系。

答案：高分子材料的抗冲击功能与其分子量、交联密度、支链结构等因素有关。适当的交联密度和支链结构可以提高材料的冲击韧性，从而增强抗冲击功能。五、实验题1.实验目的：测定聚乙烯薄膜的拉伸强度和断裂伸长率。

（1）实验原理：

利用拉伸试验机对聚乙烯薄膜进行拉伸，通过记录最大载荷和薄膜的原始长度以及断裂后的长度，计算出拉伸强度和断裂伸长率。

（2）实验步骤：

①准备聚乙烯薄膜试样；

②将试样固定在拉伸试验机上；

③按照规定的拉伸速度对试样进行拉伸；

④记录最大载荷和试样断裂时的长度；

⑤计算拉伸强度和断裂伸长率。

（3）实验数据及结果处理：

比较不同试样的拉伸强度和断裂伸长率，分析影响因素。

2.实验目的：测定聚丙烯薄膜的冲击强度。

（1）实验原理：

利用冲击试验机对聚丙烯薄膜进行冲击试验，通过记录冲击试验中的最大载荷，计算冲击强度。

（2）实验步骤：

①准备聚丙烯薄膜试样；

②将试样固定在冲击试验机上；

③对试样进行冲击试验；

④记录冲击试验中的最大载荷；

⑤计算冲击强度。

（3）实验数据及结果处理：

比较不同试样的冲击强度，分析影响因素。

3.实验目的：测定聚氯乙烯薄膜的耐热功能。

（1）实验原理：

通过加热聚氯乙烯薄膜，观察薄膜在特定温度下的功能变化，如软化点、热失重等，来评估其耐热功能。

（2）实验步骤：

①准备聚氯乙烯薄膜试样；

②将试样置于耐热功能试验箱中；

③加热试样，观察其功能变化；

④记录薄膜的软化点和热失重等数据。

（3）实验数据及结果处理：

比较不同试样的耐热功能，分析影响因素。

4.实验目的：测定聚苯乙烯薄膜的耐腐蚀功能。

（1）实验原理：

将聚苯乙烯薄膜试样置于腐蚀环境中，观察其在特定时间内的功能变化，如重量损失、外观变化等，来评估其耐腐蚀功能。

（2）实验步骤：

①准备聚苯乙烯薄膜试样；

②将试样置于腐蚀环境中；

③观察试样在特定时间内的功能变化；

④记录试样的重量损失和外观变化等数据。

（3）实验数据及结果处理：

比较不同试样的耐腐蚀功能，分析影响因素。

5.实验目的：测定聚乙烯薄膜的生物降解功能。

（1）实验原理：

将聚乙烯薄膜试样置于生物降解环境中，观察其在特定时间内的功能变化，如重量损失、降解程度等，来评估其生物降解功能。

（2）实验步骤：

①准备聚乙烯薄膜试样；

②将试样置于生物降解环境中；

③观察试样在特定时间内的功能变化；

④记录试样的重量损失和降解程度等数据。

（3）实验数据及结果处理：

比较不同试样的生物降解功能，分析影响因素。

答案及解题思路：

1.实验目的：测定聚乙烯薄膜的拉伸强度和断裂伸长率。

解题思路：根据实验步骤，计算拉伸强度和断裂伸长率。拉伸强度=最大载荷/原始截面积；断裂伸长率=（断裂长度原始长度）/原始长度×100%。

2.实验目的：测定聚丙烯薄膜的冲击强度。

解题思路：根据实验步骤，计算冲击强度。冲击强度=最大载荷/原始截面积。

3.实验目的：测定聚氯乙烯薄膜的耐热功能。

解题思路：根据实验步骤，记录软化点和热失重等数据。软化点：当聚氯乙烯薄膜的变形率达到5%时的温度；热失重：聚氯乙烯薄膜在一定温度下的重量损失。

4.实验目的：测定聚苯乙烯薄膜的耐腐蚀功能。

解题思路：根据实验步骤，记录重量损失和外观变化等数据。重量损失：试样在腐蚀环境中的重量损失；外观变化：试样在腐蚀环境中的外观变化。

5.实验目的：测定聚乙烯薄膜的生物降解功能。

解题思路：根据实验步骤，记录重量损失和降解程度等数据。重量损失：试样在生物降解环境中的重量损失；降解程度：试样在生物降解环境中的降解程度。

：六、综合应用题1.设计一种具有良好力学功能和耐热功能的高分子材料。

设计要求：该材料应适用于高温、高压环境，且具有良好的机械强度和耐冲击性。

提交内容：

（1）材料组成及结构特点

（2）制备工艺

（3）力学功能和耐热功能测试结果

（4）材料应用领域

2.设计一种具有良好耐腐蚀功能和生物降解功能的高分子材料。

设计要求：该材料应具有良好的耐化学腐蚀性，同时具备生物降解功能，减少对环境的影响。

提交内容：

（1）材料组成及结构特点

（2）制备工艺

（3）耐腐蚀功能和生物降解功能测试结果

（4）材料应用领域

3.分析高分子材料在工业领域的应用及其优缺点。

分析要求：列举高分子材料在工业领域的典型应用，分析其优点和缺点。

提交内容：

（1）高分子材料在工业领域的应用举例

（2）应用优缺点分析

4.探讨高分子材料在环境保护和可持续