1. Which polymer is made entirely from one monomer? ( )
(a) polystyrene (b) ABS (c) copolymer (d) SBS
2. Which of the following polymers can be used as an elastomer? ( )
(a) polypropylene (b) polystyrene (c) polyester (d) polyurethane 3. Which has the highest heat resistance in following polymers ( )
(a) polycarbonate (b) polyethylene (c) polystyrene (d) silicone rubber 4. Which is not a synthetic polymer? ( )
(a) poly(vinyl alcohol) (b) poly(vinyl chloride) (c) cellulose (d) nylon 5. Which of the following are thermoplastics? ( )
(a) hard rubber (b) Bakelite (c) PVC (d) polystyrene
6. Which of the following polymer can be manufactured by melt spinning ? ( )
(a) PAN (b) nylon (c) PVA (c) aromatic polyamide 7. Which has a lowest degree of crystallinity at room temperature?
(a) natural rubber (b) LDPE (c) LLDPE (d) HDPE
8. When we stretch a rubber, the conformational entropy (熵) of rubber chains will?
(a) increase (b) decrease (c) keep constant 9. Which has a higher cross-linking density:
(a) flexible vulcanized rubber (b)hard rubber 10. Give two examples of thermosets.
二、简述题(每题10分,共40分)
1. 聚乙烯和聚丙烯为通用塑料,但它们的共聚物却可以成为橡胶,为什么? 2. 涂料的四个主要成分是什么?简述它们的作用? 3. 影响纤维力学性能主要因素有哪些?
4. 对比聚乙烯与聚丙烯的结构、性能和用途的差异。
三、选择最合适的材料,并说明相应的理由(每题5分,共15分)
1.碳酸饮料瓶:
(a)PET (b) PP (c)PVC
2.下列的哪一种材料最适合制造汽车的外胎:
(a)天然橡胶 (b)SBS (c)丁基橡胶 (d)丁腈橡胶 3.可用于制作防弹背心的合成纤维:
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(a)PP纤维 (b)PET纤维 (c)聚丙烯腈纤维(d)芳香聚酰胺纤维
四、论述题(15分)
从结构、性能和应用角度出发,选择一种适合做精密齿轮高分子材料。 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)
1. A,2.D,3.D,4.C,5.CD,6.B,7.A,8.B,9.B,10.PF;AF(UF、MF);UP;epoxy resin(EP);
二、简述题(每题10分,共40分)
1. 聚乙烯和聚丙烯为通用塑料,但它们的共聚物却可以成为橡胶,为什么?
答:聚乙烯和聚丙烯主链由碳碳单键构成(1分),分子链较为柔顺,其玻璃化温度低于室温。(1分)但它们都是结晶聚合物,熔点较高,因此常温下他们都表现出塑料的特性,类似于玻璃态的聚合物(3分)。当二者共聚以后,二者在分子链上无规分布,打乱了分子链的有序结构,因此不能够结晶(2分)。而共聚物碳碳链的柔性就表现出来了,常温下聚合物处于橡胶态(2分)。因此聚乙烯和聚丙烯的共聚物经过适当的交联就可以成为很好的橡胶(1分)。
2. 涂料的四个主要成分是什么?简述它们的作用?
答:涂料的四个组成成分为成膜物质,溶剂,颜料和填料(2分)。现代涂料的成膜物质为聚合物,为涂膜的主要成分,也是一个必备组分,成膜物质起成膜和粘结涂料各组分的作用(2分)。溶剂起调节涂料粘度的作用,便于涂料的施工(2分)。颜料起遮盖提供颜色的作用,颜料的细度会影响光泽(2分)。填料的种类很多,包括固化剂,消泡剂,增稠剂等,可以调节涂料的固化,消除泡沫,调节粘度等作用。(2分) 3. 影响纤维力学性能主要因素有哪些?
(1)分子链结构,包括分子链的规整度(无支链或少支链(1分)、无大的侧基、结构对称性(1分)、结构单元的连接方式、结构单元的空间排列形式(1分)),分子量及其分布(分子量适当,分子量分布较窄;(1分)
(2)较高的内聚能或较强的分子间作用力;(2分)
(3)适当的加工方式,包括适当的纺丝方法、拉伸和后处理,使最终的纤维具有良好的取向(2分)和结晶(2分)。
4. 对比聚乙烯与聚丙烯的结构、性能和用途的差异。
(1)书写出PE和PP的分子结构(2分);
(2)分子结构的差异,侧甲基的位阻效应,使得PP具有更高的T g和耐热性,因此
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PP可作为工程塑料使用,而PE则不能(4分);
(3)PP侧甲基的原因,使得PP耐低温性能差,冲击性能不佳;PE则具有较佳的低温性能。因此PE可用于低温环境(-40C),PP则不能(2分);
(4)PP侧甲基的原因,使其耐氧化性较PE差;具体应用时,一般PP需要加入抗氧剂。(2分)
三、选择最合适的材料,并说明相应的理由(每题5分,共15分) 1.碳酸饮料瓶:(a)PET (b) PP (c)PVC
答:碳酸饮料的包装瓶,需要拥有以下特性:
1、 良好的密封性(或称阻隔性),保证饮料的密闭环境。(1分)
2、 安全性。能在保质期内(一般在一年以上)长时间接触碳酸饮料,不产生任何降解
物质或发生化学反应,不会危害饮料安全。(1分) 3、 耐压。一般要求能耐受6-8个大气压。(0.5分)
4、 一定的机械强度和柔韧性。(以下答出其中一点即可,0.5分) 5、 产品透明性较好。 6、 易加工。
7、 材料和加工成本较低。
在这三种材料中,PVC长时间接触饮料类食品会危及安全(1分),PP的透明性相对较差(1分)。而PET则拥有以上的诸多优点,故采用PET材料。 2.下列的哪一种材料最适合制造汽车的外胎:
(a)天然橡胶 (b)SBS (c)丁基橡胶 (d)丁腈橡胶
选(a)(1分)。汽车外胎要求橡胶具有良好的弹性,良好的附着力,良好的耐磨性。(2分)天然橡胶弹性优良,综合性能好,是汽车轮胎的必备组分(0.5分);SBS是热塑性弹性体,回弹性和耐蠕变比热固性橡胶差(0.5分);丁基橡胶弹性较差,气密性好,一般用作内胎(0.5分);丁腈胶弹性比天然橡胶差,一般作为耐油橡胶(0.5分)。因此,其它三种胶都不适合做汽车外胎。
3.可用于制作防弹背心的合成纤维:
(a)PP纤维 (b)PET纤维 (c)聚丙烯腈纤维(d)芳香聚酰胺纤维
选d(2分):(1)防弹背心性能要求,这里主要要求纤维具有高的力学强度,Kevlar纤维的拉伸强度大于3Gpa,可满足防弹背心的力学强度要求,并简述芳香聚酰胺纤维力学性能高的原因;(2分)
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(2)上述其他聚合物品种力学强度还不能满足防弹背心性能要求(1分)。 四、论述题(15分)
从结构、性能和应用角度出发,选择一种适合做精密齿轮的高分子材料。
作为精密齿轮的性能要求:(1)高尺寸稳定性,(2)由于齿轮在长期的动载荷条件下工作,要求材料具有良好的力学性能,包括刚性,韧性和耐磨性能和耐疲劳性能。(5分) 从这些性能来看,要求材料可能应该具有以下几个方面的结构特点:(5分)
(1)分子链的高刚性或者强极性:这种结构能够赋予材料良好的物理力学性能,也使得这些材料具有良好的尺寸稳定性;
(2)分子链间具有强的氢键作用或者偶极相互作用,使材料具有良好的耐磨性;或者要求材料具有高的结晶度。
可选用材料(5分): 聚甲醛,浇铸尼龙,聚碳酸酯或者其他高性能工程塑料,如:PPS,PEEK 等
(B卷)
一、选择题(请从下列问题的选项中按要求选择正确的答案,每题5分,共25分)
1.Which is not homopolymer? ( )
(a) heteropolymer (b) poly(vinyl chloride) (c) polystyrene (d) polypropylene 2. Which polymer possesses hydrogen bonds ? ( )
(a) nylon 66 (b) PET (c) polycarbonate (d) poly(methyl methacrylate) 3. Which one is the most chemically stable?
(a) polypropylene (b) polyethylene (c) polytetrafluoroethylene (PTFE) (d) epoxies 4. Which of the following is an engineering plastic? ( ) (a) SBR (b) PVC (c) POM
5. Which is the most ozone (臭氧) resistant?
(a) BR (b) NBR C. ethylene-propylene rubber D. natural rubber 6. Which polymer does not occur in nature?
(a) poly(vinyl alcohol) (b) protein (c) cellulose 7. Which has the highest entropic elasticity (熵弹性)? (a) rubber (b) plastics (c) fiber
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8. Arrange the following polymeric materials in order of increased Tg: (a) polypropylene (b) natural rubber (c) PC 9. Which has the higher melting point: PET or PBT?
10. Name any two properties that you may look for in describing a polymer.
二、简述题(每题10分,共40分)
1. 简述聚氯乙烯的性能及加工特点。 2. 为什么环氧树脂的粘接性能好? 3. 简述成纤聚合物的基本结构要求。 4. 举例说明热塑性弹性体的弹性原理。
三、选择最合适的材料,并说明相应的理由(每题5分,共15分) 1.作为骨螺钉之类的人体内固定材料,可以选择以下哪种?
(a)PET (b)PVC (c)聚乳酸 2.下列的哪种材料最适合制造汽车内胎
(a)天然橡胶 (b)SBS (c)丁基橡胶 (d)丁腈橡胶 3.PET纤维最适合采用什么方法纺丝?
(a)湿法纺丝 (b)干法纺丝(c)熔法纺丝(d)反应纺丝
四、论述题(15分)
从结构、性能角度出发,分析ABS树脂作为工程塑料得到广泛应用的原因。
1、 聚乙交酯和聚丙交酯可以通过缩聚和开环进行聚合。两者之间有什么区别?(从反应历
程、产物分子量等方面予以说明)10分
2、 常用的粘合剂有反应型、溶剂型和热熔型,在粘接过程中,都要经历两个阶段,请予以
说明。 10分
3、 在膜分离过程中,常用的膜包括反渗透、纳滤、超滤和微滤。请从膜孔径、跨膜压和应
用领域方面分析其区别。10分
4、 在血液透析中使用的透析膜与海水淡化中使用的反渗透膜有明显区别,试比较其在驱动
力、膜孔径、操作条件、适用范围等方面的区别。10分
5、 中空纤维膜和平板膜相比,哪种的单位膜面积大;并比较切向流动(cross flow)和死端
(dead end)流动各自的特点。10分
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