(a) poly(vinyl chloride); (b) polytetrafluoroethylene; (c) natural rubber; (d) cellulose 4. Which of the following biomaterials can be used as a biodegradable materials：(a, d) (a) polylactide (PLA); (b) polytetrafluoroethylene; (c) polyurethane (PU); (d) collagen 5. Which of the following terms describes the process of preferential partitioning of one or more substances from a gaseous or liquid phase onto the surface of another solid substrate? (a) (a) Adorption; (b) Absorption; (c) Adherence; d) Desorption.
二、合成纤维有那几种主要纺丝方法？简述每种纺丝方法的特点。(15分)
答题要点：
主要有三种纺丝方法，熔体纺丝、湿法纺丝、干法纺丝。（3分）
熔体纺丝是将聚合直接得到的聚合物熔体或聚合物切片通过螺杆挤出机熔融成熔体以后，通过过滤、挤出到空气中凝固成型的方法，其特点是加工方法简单，流程短，纺丝速度高，产量大，成型过程中只有传热而没有传质，是一元纺丝体系。（5分）
湿法纺丝是将聚合物溶解在溶剂中，通过脱泡、过滤并挤出到凝固浴中成型的方法，是溶液纺丝的一种，通常适用于分解温度低于熔融温度的聚合物，其特点是流程长、纺速低，丝条必须在凝固浴中成型，成型过程即有传热又有传质的情况发生，是三元纺丝体系。（4分）
干法纺丝与湿法纺丝同属溶液纺丝，只不过采用的溶剂挥发性强，挤出时是将纺丝溶液挤出到热空气，通过溶剂的挥发而凝固成型，其特点是纺丝速度较高，流程较湿法纺丝短，但产量小，适合于纺长丝，纺丝过程属二元体系。（3分）
三、对比聚乙烯与聚丙烯的结构、性能和用途的差异。（10分）
回答要点：
? 写出聚乙烯与聚丙烯的结构式，对比两者结构上的差异（2分）。
? 聚丙烯分子链上有一侧基，侧基的存在增加了空间位阻，使分子链的柔性降低，刚性增
大，所以聚丙烯的强度、硬度、耐热性和化学稳定性比聚乙烯好，抗冲击性能和耐低温性能比聚乙烯差，所以聚丙烯比聚乙烯更适合作结构件和重型包装制品，如手柄、方向盘、风扇叶片、洗衣机外壳、电视机外壳、电话机外壳、电冰箱内衬、重包装薄膜、编织袋等(3分)。
? 由于聚丙烯侧基的存在，使分子链上交替出现叔碳原子，叔碳原子上的氢极易受氧的进
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攻，导致其耐氧化性和耐辐射性差，即耐老化性能差，所以聚丙烯难于用于户外制品，如遮阳棚等（3分）。
? 由于聚丙烯侧基的存在，使分子链的距离增大，密度降低，所以聚丙烯单丝可以生产绳
索和鱼网等（2分）。
四、简述酚醛塑料的主要性能特点和应用领域。（10分）
回答要点：酚醛塑料的主要性能特点表现为以下几个方面：（5分，答对一点得一分） （1）优良的力学性能，尤其是强度和模量都比较高； （2）优良的电器绝缘性能； （3）韧性很低； （4）难燃； （5）耐化学腐蚀；
酚醛塑料的主要应用领域（5分，答对一点得一分，答对在其它方面应用也可得分）： （1）电器绝缘材料； （2）厨房用具和电器手柄； （3）轴承和华东阀门等；
（4）电磁、X射线防护及微波炉配件； （5）发动机风扇、洗衣机波轮等。
五、与塑料相比，橡胶分子结构上有什么特征？是否所有橡胶都是热固性材料？为什么？（10分）
答：橡胶分子不能结晶或者结晶度或熔点很低（1分），塑料可以为结晶或非晶聚合物（1分）；橡胶分子很柔顺或玻璃化温度很低，塑料玻璃化温度高或者熔点高于使用温度（2分）；橡胶分子链需要交联（化学交联或物理交联），塑料可以为热塑性或热固性高分子（2分）。不是所有的橡胶都为热固性材料（1分），热塑性弹性体即为热塑性材料，如SBS，聚氨酯弹性体等都为热塑性弹性体。（3分）
六、常用的胶粘剂包括反应型、溶剂型和热熔型等，其在粘接材料时，粘接过程可大致分为两步，请加以简要描述。（10分）
粘结过程主要包括两个步骤：
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（1） 粘合剂对被粘接物质表面的润湿（或浸润）（3分）。良好的粘合剂必须对表面具有
很好的相容性，才能充分润湿材料表面。（2分）
（2） 粘合剂的固化。不同的粘合剂通过各种方式固化（2分）。具体表现为：溶剂型粘合
剂发生溶剂挥发（1分），热熔型粘合剂发生冷却（1分），而交联型粘合剂则发生化学交联（1分）。固化后才真正具有粘接效果。
七、高分子分离膜在使用过程中，由于各种原因造成的膜孔堵塞被称为膜的污染，为了减少使用过程中的膜污染，请从膜材料和结构的选择、过滤方式、预处理等角度提出改进方法。（10分）
要点：
（1） 膜材料的选择：多数污染的因素为疏水性（1分），因此，可考虑采用亲水性的膜材
料，或者对疏水性的膜表面进行改性（1分）。
（2） 膜结构上，尽量采用非对称型结构，而不是对称结构，可以减少污染。（2分） （3） 过滤方式上，尽量采用切向流动的方式（1分），防止死端流动造成的固态物质淤积，
从而形成膜孔堵塞（1分）。
（4） 尽量对欲过滤的液体进行预处理（1分），最大限度地去除其中的污染物质，可以减
少膜的负担（1分）。
（5） 此外，还可以考虑操作条件等因素（1分），包括考虑流速与压力的最佳结合点，反
向冲洗等因素（1分）。还可以考虑与其它分离净化过程联动。
八、下列智能凝胶随着温度升高会出现什么现象？并简要解释其原因。（10分）
A）化学交联的聚（N－异丙基丙稀酰胺） B）PEO-PPO嵌段聚合物
答：A为化学交联的水凝胶，分子链上的N-异丙基为疏水基团，酰胺基团为亲水基团（1分），当温度很低时，酰胺基团与水分子的亲和性（氢键）强，分子能吸收大量的水分而溶胀，凝胶处于膨胀状态（2分）；当温度升高时，亲水相互作用减弱，疏水
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作用增强，凝胶释放大量水分而收缩（2分）。
B为亲疏水嵌段聚合物，当温度低时，PEO链段与水的相互作用增强，整个分子溶于水中，形成水溶液（2分）。升高温度时，PEO链段与水的相互作用减弱，PPO之间的疏水相互作用增强，PPO之间形成胶束（1分），当整个体系浓度交大（大于临界成胶浓度CGC）， PPO胶束外的PEO亲水链将互相重叠，从而形成凝胶（1分）；如果整个体系浓度小于CGC，高温时将形成微球状胶体悬浮液（1分）。
2．试述聚苯乙烯的结构、性能和用途。
回答要点：
? 写出聚苯乙烯的结构式。
? 聚苯乙烯大分子链为-C-C-饱和烃，无极性基团，具有良好的电绝缘性，适合作电视机、
录音机和各种电器的配件、壳体以及高频绝缘材料（如高频电容器）等；聚苯乙烯吸湿性小，可用于潮湿环境中。
? 聚苯乙烯侧基为体积庞大的苯环，分子结构不对称，大分子链运动困难，使聚苯乙烯呈
现刚性、脆性以及耐低温性差，制品易产生内应力，所以常对聚苯乙烯进行改性，如高抗冲聚苯乙烯、ABS等，改性后的聚苯乙烯可用于各种壳类材料、机械配件和汽车配件等
? 聚苯乙烯侧基在空间的排列为无规结构，所以聚苯乙烯是无定型聚合物，具有很高的透
明性，可作为光学材料用于光学仪器，如灯罩、仪器罩壳以及透明包装容器等；光泽性好，用于日常用品，如儿童玩具、装饰板、磁带盒、家具把手、梳子、牙刷把、笔杆及其它文具等。
? 侧基的存在，主链上α氢原子活泼，易被氧化产生黄变，但另一方面，苯基的存在又赋
予了它较高的耐辐射性能，所以其耐候性能不理想，不宜长时间用于户外。 ? 聚苯乙烯耐热性能不高，热变形温度70-90℃。 ? 发泡聚苯乙烯可作防震包装材料和保温隔热材料。
3.为什么Kevlar 纤维能形成高强度高模量的纤维？为什么它只能形成溶致液晶？（下图为其化学结构）
答：从分子结构可以看出，Kevlar分子只含有笨环和酰胺基团，整个分子为刚性棒状分子，分子间氢键作用强，因此整个分子的熔点极高，甚至大于其分解温度，因此Kevlar不
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[OCCONHNH]n可能有熔融态，当然就不能形成热致液晶。由于Kevlar分子刚性棒状分子，长径比大，在溶液中可以形成液晶。
Kevlar分子链刚性，有很强的氢键相互作用，以及能在溶液中形成液晶态，在纺丝时，kevlar 分子将沿纤维长轴方向取向，导致材料在纤维长轴方向强度和模量都很高，可以做防弹衣。
4.为什么非极性的聚乙烯、聚丙烯等塑料很难粘接？可以从哪些方面考虑提高其可粘接性？
答：因为聚乙烯聚丙烯为非极性材料，材料表面能相对较低，粘合剂很难湿润；同时由于分子极性低，与粘合剂分子的相互作用就弱。因此这类塑料难粘结。
改性的方法主要是提高材料表面的亲水性，增加极性，比如表面快速火焰氧化，电晕氧化，等离子改性，强酸氧化处理等。
5拉伸中一般纤维结构会发生什么变化？对纤维性能产生什么影响？
拉伸会导致纤维无定形区的分子沿拉伸力方向取向度的增加，使折叠链段的数目减少，而伸直链段数目增加。（3分）拉伸也会导致结晶结构的取向，是结晶结构沿力的方向有序排列。（2分）无定形区和结晶区的取向度增加会导致纤维的总取向度的增加，表现在双折射增加。（2分）拉伸还会导致纤维的结晶结构的变化，一是折叠链晶体向伸直链晶体的转变，二是不稳定晶格向稳定晶格的转变。（3分）一般的情况下，拉伸会使纤维的结晶度增加，但过度的拉伸也会导致县委结晶度的降低。（1分）拉伸会提高纤维的力学性能，降低纤维的纤度，提高纤维的热形变温度，和降低纤维的断裂伸长。（4分） 没答案：
1、什么是高分子液晶，它包括哪些基本类型，在材料加工中有什么意义？请举例说明。（10分）
2、请比较天然橡胶、丁苯橡胶和聚丁二烯三种橡胶材料在结构、性质和应用方面的特点：（10分）
2007年：
(A卷)
一、选择题（按要求选择正确答案或用英语回答问题，每题3分，共30分）
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