高分子化學材料功能及應用知識要點姓名_________________________地址_______________________________學號______________________-------------------------------密-------------------------封----------------------------線--------------------------1.請首先在試卷的標封處填寫您的姓名，身份證號和地址名稱。2.請仔細閱讀各種題目，在規定的位置填寫您的答案。一、選擇題1.高分子化學材料的分類包括：

a.線型高分子

b.網狀高分子

c.纖維素

d.以上都是

2.下列哪種物質屬于熱塑性塑料？

a.聚乙烯

b.聚丙烯

c.聚苯乙烯

d.以上都是

3.下列哪種高分子材料的熔點最高？

a.聚乙烯

b.聚丙烯

c.聚四氟乙烯

d.聚氯乙烯

4.下列哪種高分子材料的耐熱性最好？

a.聚乙烯

b.聚丙烯

c.聚四氟乙烯

d.聚氯乙烯

5.下列哪種高分子材料的耐腐蝕性最好？

a.聚乙烯

b.聚丙烯

c.聚四氟乙烯

d.聚氯乙烯

6.下列哪種高分子材料的導電性最好？

a.聚乙烯

b.聚丙烯

c.聚四氟乙烯

d.聚氯乙烯

7.下列哪種高分子材料的強度最高？

a.聚乙烯

b.聚丙烯

c.聚四氟乙烯

d.聚氯乙烯

8.下列哪種高分子材料的耐磨性最好？

a.聚乙烯

b.聚丙烯

c.聚四氟乙烯

d.聚氯乙烯

答案及解題思路：

1.答案：d

解題思路：高分子化學材料的分類包括線型高分子、網狀高分子和纖維素等，因此選項d“以上都是”是正確的。

2.答案：d

解題思路：熱塑性塑料是指加熱后可塑化，冷卻后硬化的塑料。聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯都屬于熱塑性塑料，因此選項d“以上都是”是正確的。

3.答案：c

解題思路：聚四氟乙烯（PTFE）的熔點大約在327℃，是常見塑料中熔點最高的材料，因此選項c“聚四氟乙烯”是正確的。

4.答案：c

解題思路：聚四氟乙烯因其獨特的分子結構，具有優異的耐熱性，能在高溫下保持化學穩定性，因此選項c“聚四氟乙烯”是正確的。

5.答案：c

解題思路：聚四氟乙烯具有極佳的耐腐蝕性，幾乎不與任何化學試劑發生反應，因此選項c“聚四氟乙烯”是正確的。

6.答案：d

解題思路：聚氯乙烯（PVC）在適當條件下可以摻雜炭黑等導電物質，從而具有良好的導電性，因此選項d“聚氯乙烯”是正確的。

7.答案：c

解題思路：聚四氟乙烯（PTFE）由于其獨特的分子結構，具有很高的強度和韌性，因此選項c“聚四氟乙烯”是正確的。

8.答案：c

解題思路：聚四氟乙烯具有優異的耐磨性，常用于制造軸承和密封件等需要耐磨的部件，因此選項c“聚四氟乙烯”是正確的。二、填空題1.高分子化學材料按結構分為______和______。

答案：線型結構和體型結構

解題思路：高分子化學材料根據其分子鏈的排列和結構特點，可以分為線型結構和體型結構。線型結構的高分子材料分子鏈較長，呈線性排列，而體型結構的高分子材料分子鏈之間通過交聯形成三維網絡結構。

2.熱塑性塑料的特點是______。

答案：可反復加熱軟化、冷卻硬化

解題思路：熱塑性塑料在加熱時可以軟化，冷卻后可以硬化，并且這一過程可以反復進行。這是由于其分子鏈在加熱時可以重新排列，冷卻時重新固化。

3.熱固性塑料的特點是______。

答案：加熱固化后不可逆、不軟化

解題思路：熱固性塑料在加熱至一定溫度后會發生交聯反應，形成三維網絡結構，固化后不再軟化，這是由于其結構在固化過程中變得不可逆。

4.聚四氟乙烯（PTFE）的英文縮寫是______。

答案：PTFE

解題思路：聚四氟乙烯是一種特種塑料，其英文全稱是Polytetrafluoroethylene，縮寫為PTFE。

5.聚氯乙烯（PVC）的英文縮寫是______。

答案：PVC

解題思路：聚氯乙烯是一種常見的塑料材料，其英文全稱是PolyvinylChloride，縮寫為PVC。

6.高分子材料的耐熱性主要取決于其______。

答案：分子結構

解題思路：高分子材料的耐熱性與其分子結構密切相關，分子結構中碳碳鍵的強度、分子鏈的柔韌性以及是否存在容易斷裂的官能團等因素都會影響材料的耐熱性。

7.高分子材料的耐腐蝕性主要取決于其______。

答案：化學穩定性

解題思路：高分子材料的耐腐蝕性取決于其化學穩定性，即材料對各種化學試劑的抵抗能力。化學穩定性高的材料不易被腐蝕。

8.高分子材料的強度主要取決于其______。

答案：分子間作用力

解題思路：高分子材料的強度與其分子間作用力有關，包括范德華力、氫鍵、化學鍵等。分子間作用力越強，材料的強度越高。三、判斷題1.高分子化學材料分為熱塑性塑料和熱固性塑料。（√）

解題思路：高分子化學材料根據其受熱時的功能，可以分為熱塑性塑料和熱固性塑料。熱塑性塑料在加熱時可以軟化熔融，冷卻后固化，可以重復加熱軟化，具有可塑性；而熱固性塑料在加熱后固化，冷卻后不會再次軟化，不具有可塑性。

2.聚乙烯的熔點低于聚丙烯。（√）

解題思路：聚乙烯和聚丙烯都是聚烯烴類高分子材料，其中聚丙烯的熔點通常高于聚乙烯。這是因為聚丙烯的分子結構中碳鏈較長，分子間作用力較強，而聚乙烯的分子結構相對較短，分子間作用力較弱。

3.聚四氟乙烯具有良好的導電性。（×）

解題思路：聚四氟乙烯（PTFE）是一種高功能的絕緣材料，廣泛應用于電子電氣領域。由于其分子結構中的氟原子帶有強電負性，導致其電子云密度大，不易導電。

4.聚氯乙烯具有良好的耐腐蝕性。（√）

解題思路：聚氯乙烯（PVC）具有良好的耐腐蝕性，能抵抗多種化學物質的侵蝕，廣泛應用于管道、電纜絕緣等場合。

5.高分子材料的強度與其分子量成正比。（×）

解題思路：高分子材料的強度并不一定與其分子量成正比。分子量只是影響材料強度的一個因素，分子結構、交聯度、結晶度等也會對材料的強度產生影響。

6.高分子材料的耐熱性與其分子量成正比。（×）

解題思路：高分子材料的耐熱性并非與其分子量成正比。分子量只是影響材料耐熱性的一個因素，分子結構、交聯度、結晶度等也會對材料的耐熱性產生影響。

7.高分子材料的耐磨性與其分子量成正比。（×）

解題思路：高分子材料的耐磨性并非與其分子量成正比。分子量只是影響材料耐磨性的一個因素，分子結構、交聯度、結晶度等也會對材料的耐磨性產生影響。

8.高分子材料的耐腐蝕性與其分子量成正比。（×）

解題思路：高分子材料的耐腐蝕性并非與其分子量成正比。分子量只是影響材料耐腐蝕性的一個因素，分子結構、交聯度、結晶度等也會對材料的耐腐蝕性產生影響。四、簡答題1.簡述高分子化學材料的基本概念。

高分子化學材料，又稱聚合物，是指由大量單體通過化學反應連接形成的高分子化合物。這些化合物具有長鏈結構和較大的分子量，其功能和應用廣泛，包括日常生活用品、工業制造和科學技術等領域。

2.簡述高分子化學材料的分類及其特點。

高分子化學材料可分為天然高分子和合成高分子。天然高分子如蛋白質、核酸、天然橡膠等，合成高分子如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。

特點：天然高分子通常具有生物相容性，而合成高分子具有可調功能和廣泛的化學穩定性。

3.簡述熱塑性塑料和熱固性塑料的區別。

熱塑性塑料在加熱時可以熔化，冷卻后硬化，可以重復熔化、硬化的過程。

熱固性塑料一旦加熱成型，就會形成永久交聯結構，不可再次熔化。

區別在于可塑性：熱塑性塑料具有良好的可塑性，熱固性塑料具有硬度高、耐熱功能好。

4.簡述聚四氟乙烯（PTFE）的特性及應用。

特性：具有優異的耐熱性、耐化學性、絕緣性和耐腐蝕性。

應用：廣泛用于化工設備、航空航天、醫療器械等領域。

5.簡述聚氯乙烯（PVC）的特性及應用。

特性：具有良好的耐化學性、耐候性、耐腐蝕性和耐熱性。

應用：用于建筑、管道、電纜、鞋類、玩具等行業。

6.簡述高分子材料的耐熱性、耐腐蝕性、強度和耐磨性對材料功能的影響。

耐熱性：提高材料的耐久性和應用范圍。

耐腐蝕性：增強材料在惡劣環境中的穩定性。

強度和耐磨性：保證材料在實際應用中的機械功能。

7.簡述高分子化學材料在日常生活、工業生產和國防科技中的應用。

日常生活：塑料、橡膠、纖維等。

工業生產：管道、容器、機械設備等。

國防科技：航空航天、軍工材料等。

答案及解題思路：

1.答案：高分子化學材料是由大量單體通過化學反應形成的高分子化合物。

解題思路：回顧高分子化學材料的基本概念，強調其長鏈結構和分子量的特性。

2.答案：高分子化學材料可分為天然高分子和合成高分子，具有生物相容性和可調功能。

解題思路：區分天然高分子和合成高分子的特點，解釋其應用范圍。

3.答案：熱塑性塑料和熱固性塑料的區別在于可塑性：熱塑性塑料具有可塑性，熱固性塑料具有硬度高、耐熱功能好。

解題思路：區分熱塑性塑料和熱固性塑料的功能，解釋其應用場景。

4.答案：聚四氟乙烯（PTFE）具有優異的耐熱性、耐化學性、絕緣性和耐腐蝕性，用于化工設備、航空航天、醫療器械等領域。

解題思路：介紹PTFE的特性，并結合實際應用進行解釋。

5.答案：聚氯乙烯（PVC）具有良好的耐化學性、耐候性、耐腐蝕性和耐熱性，用于建筑、管道、電纜、鞋類、玩具等行業。

解題思路：介紹PVC的特性，并結合實際應用進行解釋。

6.答案：耐熱性、耐腐蝕性、強度和耐磨性對高分子材料功能有顯著影響，提高材料的耐久性和應用范圍。

解題思路：分別闡述四種功能對材料功能的影響。

7.答案：高分子化學材料在日常生活、工業生產和國防科技中得到廣泛應用，包括塑料、橡膠、纖維、管道、容器等。

解題思路：結合具體應用場景，解釋高分子化學材料在各個領域的應用價值。五、論述題1.結合實際案例，論述高分子化學材料在汽車工業中的應用及其優勢。

（1）案例：某汽車制造商在其車型中使用了聚丙烯（PP）作為保險杠材料。

（2）應用：

聚丙烯因其輕質、高強度、良好的耐沖擊性和加工功能，被廣泛應用于汽車保險杠、內飾件等部件。

聚碳酸酯（PC）也被用于汽車天窗、防彈玻璃等部位。

（3）優勢：

輕量化：使用高分子化學材料可以減輕汽車重量，提高燃油效率。

耐用性：高分子材料具有良好的耐熱、耐寒、耐化學腐蝕功能，延長使用壽命。

設計靈活性：可通過共聚、復合等技術提高材料的功能，滿足不同設計需求。

2.結合實際案例，論述高分子化學材料在電子電氣領域的應用及其優勢。

（1）案例：某電子產品制造商在其設備中使用了聚酰亞胺（PI）作為絕緣材料。

（2）應用：

聚酰亞胺因其優異的耐熱性、機械強度和化學穩定性，被用于電子電氣設備的絕緣層、基板材料等。

聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）也被用于電子產品的包裝和保護。

（3）優勢：

耐高溫：高分子材料可以在高溫環境下保持功能穩定，提高設備可靠性。

良好的化學穩定性：防止化學品對電子設備的侵蝕。

環保：高分子材料可回收利用，降低環境污染。

3.結合實際案例，論述高分子化學材料在航空航天領域的應用及其優勢。

（1）案例：某航空航天制造商在其飛機部件中使用了碳纖維增強聚合物（CFRP）。

（2）應用：

碳纖維增強聚合物因其高強度、低重量和優異的耐腐蝕功能，被用于飛機機身、機翼等關鍵部件。

聚苯硫醚（PPS）也被用于航空航天設備的結構件。

（3）優勢：

輕量化：減輕飛機重量，提高燃油效率。

高強度：提高飛機的結構強度和安全性。

耐腐蝕：延長設備使用壽命。

4.結合實際案例，論述高分子化學材料在醫療器械領域的應用及其優勢。

（1）案例：某醫療器械制造商在其產品中使用了聚乳酸（PLA）作為生物可降解材料。

（2）應用：

聚乳酸因其生物相容性好、可降解性，被用于醫用縫合線、骨釘等醫療器械。

聚乙烯（PE）也被用于醫療器械的包裝和保護。

（3）優勢：

生物相容性：不會對人體產生排斥反應。

可降解性：降低醫療廢棄物對環境的影響。

易加工：可滿足不同醫療器械的形狀和尺寸要求。

5.結合實際案例，論述高分子化學材料在建筑領域的應用及其優勢。

（1）案例：某建筑設計公司在其項目中使用了聚氯乙烯（PVC）作為建筑管材。

（2）應用：

聚氯乙烯因其耐腐蝕、耐壓、易于施工，被廣泛應用于建筑排水管、給水管等。

聚苯乙烯（PS）也被用于建筑保溫材料。

（3）優勢：

耐腐蝕：延長管道使用壽命。

耐壓：滿足建筑用水、排水等需求。

易施工：提高施工效率。

答案及解題思路：

答案：

1.聚丙烯（PP）和聚碳酸酯（PC）在汽車工業中的應用。

2.聚酰亞胺（PI）和聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）在電子電氣領域的應用。

3.碳纖維增強聚合物（CFRP）和聚苯硫醚（PPS）在航空航天領域的應用。

4.聚乳酸（PLA）和聚乙烯（PE）在醫療器械領域的應用。

5.聚氯乙烯（PVC）和聚苯乙烯（PS）在建筑領域的應用。

解題思路：

對于每個論述題，首先介紹案例背景，然后闡述高分子化學材料在該領域的具體應用，最后總結其優勢。解題時，需結合高分子化學材料的功能特點，分析其在實際應用中的優勢和貢獻。六、計算題1.已知聚乙烯的分子量為28，求其相對密度。

解答：

相對密度（ρ相對）是材料密度與水的密度的比值。已知聚乙烯的分子量為28，但分子量并不直接等同于密度。通常，聚乙烯的密度約為0.94g/cm3。水的密度為1g/cm3。

相對密度=材料密度/水的密度

ρ相對=0.94g/cm3/1g/cm3

ρ相對=0.94

因此，聚乙烯的相對密度為0.94。

2.已知聚丙烯的熔點為165℃，求其在100℃時的熱變形溫度。

解答：

熱變形溫度（Tg）是指材料在一定的負載下開始發生可逆形變的溫度。聚丙烯的熔點（Tm）通常高于其熱變形溫度。沒有直接的方法從熔點計算熱變形溫度，因為它們是不同的物理性質。

通常，需要查閱材料的數據表或進行實驗來確定聚丙烯在100℃時的熱變形溫度。如果沒有具體數據，此題無法解答。

3.已知聚四氟乙烯的密度為2.2g/cm3，求其在100℃時的體積膨脹率。

解答：

體積膨脹率可以通過以下公式計算：

體積膨脹率=(最終體積初始體積)/初始體積100%

假設聚四氟乙烯在100℃時的體積膨脹為ΔV，則：

體積膨脹率=ΔV/初始體積100%

由于沒有給出初始體積和100℃時的體積變化量，此題無法解答。

4.已知聚氯乙烯的強度為30MPa，求其在10%應變時的應力。

解答：

應力（σ）可以通過以下公式計算：

σ=F/A

其中，F是作用力，A是受力面積。已知聚氯乙烯的強度為30MPa，即在斷裂前可以承受的最大應力。

σ=30MPa

對于10%應變，如果材料未達到其強度極限，應力將小于30MPa。但沒有給出具體的應變時的應力值，此題無法解答。

5.已知聚乙烯的耐磨性為1000次，求其在500次時的磨損率。

解答：

磨損率通常與磨損次數成反比，假設磨損率與磨損次數成線性關系，則：

磨損率=初始磨損率/(磨損次數/初始磨損次數)

已知初始磨損次數為1000次，磨損率為初始值，設為R。

磨損率（在500次時）=R/(500/1000)

磨損率（在500次時）=R/0.5

磨損率（在500次時）=2R

因此，如果聚乙烯的耐磨性為1000次時的磨損率為R，則在500次時的磨損率將是初始磨損率的2倍。

答案及解題思路：

1.答案：聚乙烯的相對密度為0.94。

解題思路：通過聚乙烯的密度與水的密度比值計算得到。

2.答案：無法解答（需要具體數據）。

解題思路：聚丙烯的熱變形溫度需要具體數據，無法直接計算。

3.答案：無法解答（需要具體數據）。

解題思路：聚四氟乙烯的體積膨脹率需要具體數據，無法直接計算。

4.答案：無法解答（需要具體數據）。

解題思路：聚氯乙烯在10%應變時的應力需要具體數據，無法直接計算。

5.答案：磨損率是初始磨損率的2倍。

解題思路：假設磨損率與磨損次數成線性關系，通過比例計算得到。七、問答題1.高分子化學材料在環境保護方面有哪些作用？

高分子化學材料在環境保護方面的作用主要包括：

a)防污材料：如防滲膜、防油污材料等，用于防止污染物泄漏。

b)降解材料：如生物降解塑料，可以減少白色污染。

c)吸附材料：如活性炭，用于凈化水質和空氣。

d)密封材料：如橡膠密封件，用于防止泄漏，減少能源浪費。

2.高分子化學材料在能源領域有哪些應用？

高分子化學材料在能源領域的應用包括：

a)儲能材料：如鋰離子電池隔膜，提高電池功能。

b)導熱材料：如聚苯乙烯泡沫，用于太陽能電池板的隔熱。

c)導電材料：如導電聚合物，用于電子設備。

d)光伏材料：如聚酰亞胺薄膜，用于光伏組件。

3.高分子化學材料在生物醫學領域有哪些應用？

高分子化學材料在生物醫學領域的應用包括：

a)藥物載體：如納米藥物載體，提高藥物靶向性。

b)組織工程：如生物可降解支架，用于人造器官和組織修復。

c)診斷材料：如生物傳感器，用于疾病檢測。

d)生物相容材料：如聚乳酸（PLA），用于植入醫療器械。

4.高分子化學材料在納米技術領域有哪些應用？

高分子化學材料在納米技術領域的應用包