关于橡胶高分子职称评审的试题

关于橡胶高分子职称评审的试题一、专业基础知识（40分）1.阐述硫化过程中硫磺交联体系与过氧化物交联体系对天然橡胶微观结构及宏观性能的影响差异，并从分子链反应机理角度分析其原因（15分）。评分要点：正确区分两种交联体系的反应机理（硫磺体系为离子型反应，生成多硫键、双硫键及单硫键；过氧化物体系为自由基反应，生成CC键或单硫键）；微观结构差异（交联键类型、交联密度分布、网络均匀性）；宏观性能差异（拉伸强度、断裂伸长率、耐热氧老化性、动态生热）；每部分要点35分，逻辑清晰加2分。2.某三元乙丙橡胶（EPDM）试样的DSC曲线显示玻璃化转变温度（Tg）为50℃，而动态力学分析（DMA）测得其Tg为45℃，解释两者差异的原因，并说明如何通过调整第三单体（ENB或DCPD）含量控制EPDM的低温弹性（10分）。评分要点：DSC与DMA测试原理差异（DSC基于热容变化，DMA基于粘弹性响应，频率效应导致DMATg向高温偏移）；第三单体含量对分子链柔性的影响（ENB或DCPD引入侧基，含量增加会限制链段运动，提高Tg）；调整第三单体含量以平衡交联活性与低温性能的方法；每部分要点23分，分析准确加1分。3.对比溶液聚合丁苯橡胶（SSBR）与乳液聚合丁苯橡胶（ESBR）的分子结构特征，说明SSBR在绿色轮胎胎面胶中应用的优势及需解决的关键技术问题（15分）。评分要点：分子结构差异（SSBR为线性结构，乙烯基含量可控，微观结构均匀；ESBR为支化结构，乙烯基含量低，分子量分布宽）；SSBR优势（低滞后损失、低滚动阻力、高湿滑性）；关键问题（极性基团改性提高与白炭黑的相容性、加工过程中的门尼粘度控制、抗湿滑性与耐磨性的平衡）；每部分要点35分，结合实际应用加2分。二、应用技术能力（30分）1.设计一款用于新能源汽车电机密封的氟橡胶（FKM）配方，要求耐180℃长期热老化、耐变压器油（主要成分为环烷基矿物油）、压缩永久变形≤20%（150℃×72h）。需明确主体胶种选择（如FKM26、FKM246）、硫化体系（过氧化物/二元胺/双酚AF）、补强填充体系（炭黑/白炭黑/纳米二氧化硅）及防老体系的配比依据，并分析各组分对目标性能的影响（20分）。评分要点：主体胶种选择（FKM246因氟含量更高，耐油性更优）；硫化体系（双酚AF体系交联键为COC，耐热性优于过氧化物体系的CC键，压缩永久变形更小）；补强填充体系（高结构炭黑N990降低生热，纳米二氧化硅提高耐油溶胀性）；防老体系（亚磷酸酯类抗氧剂与金属离子钝化剂复配，抑制热氧老化）；各组分配比需符合FKM常规范围（如硫化剂1.52.5phr，填充剂3050phr）；每部分要点35分，方案合理性加3分。2.某企业生产的硅橡胶密封圈在潮湿环境中使用3个月后出现表面粉化现象，经检测交联密度未显著下降，但红外光谱显示SiOH基团含量增加。分析可能的失效原因（至少3项），并提出2种针对性改进措施（10分）。评分要点：失效原因（硅橡胶水解（SiOSi键断裂生成SiOH）、硫化剂残留（如过氧化物分解产生酸性物质催化水解）、填料表面羟基未完全处理（如白炭黑吸潮加速水解））；改进措施（采用高水解稳定性的甲基乙烯基硅橡胶、使用硅氮烷处理白炭黑表面羟基、添加水解抑制剂（如二苯基硅二醇））；每原因2分，措施2分，逻辑关联加2分。三、前沿技术与创新能力（30分）1.简述动态共价键（如DielsAlder键、二硫键）在自修复橡胶中的作用机理，并设计一种基于二硫键的室温自修复天然橡胶制备工艺（需包含原料选择、硫化条件、自修复性能测试方法）（15分）。评分要点：作用机理（动态共价键在外界刺激下断裂重组，实现网络重构）；制备工艺（原料：天然橡胶生胶、含二硫键交联剂（如二硫化二吗啡啉）、促进剂（如CBS）；硫化条件：140℃×15min（避免二硫键过早断裂）；自修复测试：切割后室温贴合24h，测试拉伸强度恢复率）；每部分要点35分，工艺可行性加2分。2.结合“双碳”目标，分析橡胶工业中废旧轮胎热解回收技术的关键挑战（至少4项），并提出通过高分子结构设计提升轮胎可回收性的策略（如化学可降解橡胶、易解交联橡胶）（15分）。评分要点：热解回收挑战（热解油含硫/芳烃污染物、炭黑再生品性能差、热解气净化成本高、废旧轮胎预处理（去纤维/钢丝