2025年大学高分子材料与工程（高分子材料性能）试题及答案

2025年大学高分子材料与工程（高分子材料性能）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共30分）每题只有一个正确答案，请将正确答案填在括号内。（总共6题，每题5分）w1.高分子材料的粘弹性表现为在不同加载速率下呈现出不同的力学行为，以下哪种现象体现了高分子材料的粘性？（）A.应力松弛B.蠕变C.滞后D.内耗w2.高分子材料的拉伸强度与下列哪种因素关系最为密切？（）A.分子链的柔顺性B.分子间作用力C.结晶度D.分子量分布w3.下列关于高分子材料的玻璃化转变温度的说法，正确的是（）A.玻璃化转变温度是高分子材料从玻璃态转变为高弹态的温度B.玻璃化转变温度越高，材料的韧性越好C.玻璃化转变温度与分子链的长度无关D.玻璃化转变温度是一个固定不变的物理量w4.高分子材料的溶解性与以下哪种因素无关？（）A.分子链的结构B.溶剂的性质C.材料的结晶度D.材料的颜色w5.当高分子材料受到外力作用时，分子链会发生取向，以下关于取向对材料性能影响的说法，错误的是（）A.取向方向上的强度和模量提高B.取向方向上的伸长率降低C.取向会使材料的各向同性增强D.取向会影响材料的光学性能w6.高分子材料的老化是一个复杂的过程，以下哪种不属于老化的表现？（）A.材料变硬变脆B.材料变色C.材料分子量增加D.材料性能下降第II卷（非选择题共70分）w7.（10分）简述高分子材料粘弹性的本质，并说明其在实际应用中的重要性。w8.（15分）请比较高分子材料的结晶态和非晶态结构的特点，并分析它们对材料性能的影响。材料题（共25分）有两种高分子材料A和B，它们的一些性能如下：材料A的拉伸强度较高，硬度较大，但韧性较差；材料B的拉伸强度较低，硬度较小，但韧性较好。已知材料A的结晶度较高，分子链间作用力较强；材料B的结晶度较低，分子链柔顺性较好。w9.（10分）请从结构与性能的关系角度，解释材料A和B性能差异的原因。w10.（15分）如果要制备一种兼具高强度和良好韧性的高分子材料，你认为可以采取哪些方法？请结合高分子材料的结构与性能关系进行说明。论述题（15分）w11.论述高分子材料的性能与分子结构之间的关系，举例说明不同分子结构的高分子材料在实际应用中的表现。答案：w1.Bw2.Bw3.Aw4.Dw5.Cw6.Cw7.高分子材料粘弹性的本质是高分子链段运动的松弛特性。高分子链由许多链段组成，链段的运动需要克服分子间的相互作用。在不同的时间尺度下，高分子材料表现出粘性和弹性的双重行为。在实际应用中，粘弹性非常重要。例如在塑料制品的加工中，需要考虑材料的粘性和弹性来选择合适的加工工艺和温度等条件，以确保制品的质量和性能。w8.结晶态高分子材料分子链排列规整，分子间作用力强，材料密度较大，硬度和强度较高，但韧性较差。非晶态高分子材料分子链排列无序，分子链柔顺性好，材料密度较小，硬度和强度较低，但韧性较好。结晶度对材料性能影响显著，结晶度越高，材料的强度、硬度等性能越好，但韧性会降低。非晶态结构则使材料具有较好的柔韧性和透明性等。w9.材料A结晶度高，分子链间作用力强，使得分子链排列紧密，抵抗外力的能力强，所以拉伸强度较高、硬度较大，但链段运动受限，韧性较差。材料B结晶度低，分子链柔顺性好，链段容易运动，能吸收较多能量，所以韧性较好，但分子链间作用力较弱，拉伸强度和硬度较低。w10.可以通过共混的方法，将材料A和材料B按一定比例共混，利用材料A的高强度和材料B的良好韧性来综合提升性能。也可以对高分子材料进行化学改性，引入能增强分子链间作用力同时增加链段柔顺性的基团，以达到兼具高强度和良好韧性的目的。还可以通过控制结晶条件，使材料形成适度的结晶结构，优化性能。w11.高分子材料的分子结构决定其性能。线性分子链的高分子材料，分子链间相互作用较弱，材料通常具有较好的柔顺性和加工性能，如聚乙烯可用于制造薄膜。支化分子链会降低材料的结晶度和密度，影响强度等性能。体型分子链的高分子材料交联度高，具有高强度、高硬度等特点，如酚醛树脂用于制造电木。分子链的柔顺性影响材