2025年本科高分子材料与工程（橡胶工程）试题及答案.doc

2025年本科高分子材料与工程（橡胶工程）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）
答题要求：本大题共10小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1. 以下哪种橡胶具有优异的耐油性？
A. 天然橡胶
B. 丁腈橡胶
C. 乙丙橡胶
D. 硅橡胶
2. 橡胶硫化的本质是
A. 分子间交联
B. 分子链断裂
C. 分子链重排
D. 分子链解缠
3. 下列哪种物质不是橡胶常用的硫化剂？
A. 硫磺
B. 过氧化物
C. 氧化锌
D. 促进剂
4. 橡胶的玻璃化转变温度是指
A. 橡胶开始熔融的温度
B. 橡胶分子链开始运动的温度
C. 橡胶失去弹性的温度
D. 橡胶开始结晶的温度
5. 以下关于高分子材料的说法正确的是
A. 高分子材料都是线性结构
B. 高分子材料的分子量是单一值
C. 高分子材料具有高弹性和可塑性
D. 高分子材料的强度与分子量无关
6. 橡胶工程中，混炼的目的是
A. 使橡胶与配合剂均匀混合
B. 提高橡胶的硫化速度
C. 降低橡胶的成本
D. 增加橡胶的硬度
7. 哪种橡胶的透气性最小？
A. 丁基橡胶
B. 顺丁橡胶
C. 氯丁橡胶
D. 丁苯橡胶
8. 橡胶老化的主要原因不包括
A. 氧化
B. 热
C. 光照
D. 分子链增长
9. 以下哪种测试方法可以测定橡胶的交联密度？
A. 拉伸试验
B. 硬度测试
C. 动态热机械分析
D. 红外光谱分析
10. 下列哪种橡胶常用于制造轮胎的胎面？
A. 天然橡胶
B. 丁基橡胶
C. 乙丙橡胶
D. 氟橡胶

第II卷（非选择题 共70分）

二、填空题（共15分）
答题要求：本大题共5小题，每空1分。请将答案填写在题中的横线上。

1. 橡胶的基本性能包括弹性、______、______、______等。
2. 常见的橡胶补强剂有______、______、______等。
3. 橡胶的加工工艺主要包括______ __、______、______、______等。
4. 影响橡胶硫化速度的因素有______、______、______等。
5. 橡胶的动态性能测试方法有______、______等。

三、简答题（共20分）
答题要求：本大题共三小题，每题6分，简要回答问题。

1. 简述天然橡胶的结构特点及性能优势。
2. 说明橡胶硫化的作用及硫化过程中发生的化学反应。
3. 分析影响橡胶老化的因素及防止橡胶老化的措施。

四、材料分析题（共15分）
答题要求：阅读以下材料，回答问题。

材料：某橡胶制品厂生产的橡胶密封件在使用一段时间后出现老化现象，导致密封性能下降。经过分析，发现该橡胶密封件使用的是丁腈橡胶，在使用过程中受到了高温、氧气和紫外线的影响。

1. 请分析丁腈橡胶老化的原因。（5分）
2. 针对该橡胶密封件老化问题，提出改进措施。（5分）
3. 如何通过实验验证改进措施的有效性？（5分）

五、论述题（共20分）
答题要求：本大题共1小题，20分。论述橡胶工程中混炼工艺的重要性及影响混炼效果的因素。

答案如下：
第I卷选择题答案：1.B 2.A 3.D 4.B 5.C 6.A 7.A 8.D 9.C 10.A
第II卷填空题答案：1. 强度、耐磨性、耐腐蚀性 2. 炭黑、白炭黑、陶土 3. 塑炼、混炼、成型、硫化 4. 硫化剂种类、促进剂用量、温度 5. DMA（动态热机械分析）、粘弹谱仪测试
第II卷简答题答案：1. 天然橡胶是异戊二烯的聚合物，具有线性大分子结构，分子链柔性好。性能优势：高弹性、良好的拉伸强度、耐磨性和抗撕裂性等。 2. 硫化作用：使橡胶由线性结构转变为三维网状结构，提高强度、硬度、耐磨性等性能。化学反应：橡胶分子中的双键与硫化剂发生交联反应。 3. 影响因素：氧、热、光、机械力、化学介质等。措施：添加防老剂、避免高温和强光、采用防护涂层等。
第II卷材料分析题答案：1. 丁腈橡胶老化原因：高温加速分子链运动，增加氧化反应速率；氧气与橡胶分子发生氧化反应；紫外线提供能量引发光氧化反应。 2. 改进措施：添加高效防老剂；优化密封件结构减少受热和光照；选用耐老化性能更好的橡胶材料。 3. 实验验证：对比改进前后橡胶密封件的老化性能指标，如拉伸强度、硬度变化；进行加速老化试验，观察老化程度差异。
第II卷论述题答案：混炼工艺重要性：使橡胶与各种配合剂均匀混合，确保制品性能均匀一致；改善橡胶加工性能，为后续成型和硫化奠定基础。影响混炼效果因素：设备类型和性能，如密炼机、开炼机的结构；混炼工艺参数，如温度、时间、转速；配合剂的种类和加入顺序等。