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大学(高分子材料与工程)高分子合成工艺2026年综合测试题
(考试时间:90分钟 满分100分) 班级______ 姓名______
一、选择题(总共10题,每题3分,每题只有一个正确答案,请将正确答案填入括号内)
1. 以下哪种引发剂不属于自由基聚合引发剂( )
A. 过氧化物 B. 偶氮化合物 C. 有机金属化合物 D. 氧化还原引发体系
2. 在乳液聚合中,乳化剂的作用不包括( )
A. 降低表面张力 B. 形成胶束 C. 引发聚合反应 D. 稳定乳液
3. 本体聚合的特点不包括( )
A. 产品纯度高 B. 聚合速率快 C. 散热容易 D. 无需溶剂回收
4. 悬浮聚合中,分散剂的作用是( )
A. 降低表面张力 B. 防止聚合物颗粒粘结 C. 引发聚合反应 D. 促进单体分散
5. 下列哪种单体不能进行自由基聚合( )
A. 乙烯 B. 氯乙烯 C. 丙烯 D. 苯乙烯
6. 离子聚合的活性中心是( )
A. 自由基 B. 阳离子 C. 阴离子 D. 离子对
7. 溶液聚合中,溶剂的选择不需要考虑的因素是( )
A. 对单体和聚合物的溶解性 B. 沸点 C. 毒性 D. 颜色
8. 乳液聚合的聚合场所是( )
A. 单体液滴 B. 水相 C. 胶束 D. 聚合物颗粒
9. 自由基聚合的链终止方式不包括( )
A. 偶合终止 B. 歧化终止 C. 单基终止 D. 双基终止
10. 在高分子合成工艺中,聚合反应的控制参数不包括( )
A. 温度 B. 压力 C. 时间 D. 分子量
二、多项选择题(总共5题,每题4分,每题有两个或两个以上正确答案,请将正确答案填入括号内,少选、多选均不得分)
1. 自由基聚合的引发剂类型有( )
A. 过氧化物 B. 偶氮化合物 C. 有机金属化合物 D. 氧化还原引发体系
2. 乳液聚合的优点包括( )
A. 聚合反应速率快 B. 产物分子量高 C. 散热容易 D. 可直接得到聚合物乳胶
3. 本体聚合的缺点有( )
A. 散热困难 B. 产品易出现气泡 C. 聚合速率慢 D. 单体转化率低
4. 悬浮聚合的特点包括( )
A. 产物为珠状颗粒 B. 聚合速率较快 C. 散热较容易 D. 产品纯度较高
5. 离子聚合的特点有( )
A. 反应速率快 B. 产物分子量分布窄 C. 对单体有选择性 D. 易发生链转移反应
三、判断题(总共10题,每题2分,正确的打“√”,错误的打“×”)
1. 自由基聚合中,引发剂的分解速率决定了聚合反应的速率。( )
2. 乳液聚合中,乳化剂的用量越多,乳液越稳定。( )
3. 本体聚合中,由于没有溶剂,所以不存在散热问题。( )
4. 悬浮聚合中,分散剂的用量对聚合物颗粒的大小没有影响。( )
5. 离子聚合中,阳离子聚合比阴离子聚合更容易控制。( )
6. 溶液聚合中,溶剂的存在会降低聚合反应速率。( )
7. 自由基聚合的链增长反应是放热反应。( )
8. 乳液聚合的产物分子量分布比本体聚合更宽。( )
9. 本体聚合中,聚合物的分子量主要由引发剂的用量决定。( )
10. 离子聚合中,聚合反应的活性中心对水等杂质非常敏感。( )
四、简答题(总共3题,每题10分)
1. 简述自由基聚合的反应机理,并说明链引发、链增长和链终止反应的特点。
2. 乳液聚合中,乳化剂的作用是什么?简述乳液聚合的过程。
3. 对比本体聚合、悬浮聚合、溶液聚合和乳液聚合的优缺点。
五、论述题(总共1题,每题20分)
在高分子合成工艺中,如何根据聚合物的性能要求选择合适的聚合方法?请举例说明不同聚合方法对聚合物性能的影响。
答案:
一、选择题
1. C
解析:有机金属化合物属于离子聚合引发剂,过氧化物、偶氮化合物、氧化还原引发体系属于自由基聚合引发剂。
2. C
解析:乳化剂的作用包括降低表面张力、形成胶束、稳定乳液等,不包括引发聚合反应。
3. C
解析:本体聚合散热困难,这是其缺点之一。
4. B
解析:分散剂的作用是防止聚合物颗粒粘结。
5. C
解析:丙烯由于结构原因,不能进行自由基聚合。
6. D
解析:离子聚合的活性中心是离子对。
7. D
解析:溶液聚合中溶剂选择需考虑对单体和聚合物的溶解性、沸点、毒性等,颜色一般不是主要考虑因素。
8. C
解析:乳液聚合的聚合场所是胶束。
9. C
解析:自由基聚合的链终止方式包括偶合终止、歧化终止、双基终止,不包括单基终止。
10. D
解析:聚合反应控制参数包括温度、压力、时间等,分子量不是控制参数。
二、多项选择题
1. ABD
解析:自由基聚合引发剂类型有过氧化物、偶氮化合物、氧化还原引发体系。
2. ABCD
解析:乳液聚合优点有聚合反应速率快、产物分子量高、散热容易、可直接得到聚合物乳胶。
3. AB
解析:本体聚合缺点有散热困难、产品易出现气泡。
4. ABCD
解析:悬浮聚合特点包括产物为珠状颗粒、聚合速率较快、散热较容易、产品纯度较高。
5. ABC
解析:离子聚合特点有反应速率快、产物分子量分布窄、对单体有选择性,不易发生链转移反应。
三、判断题
1. √
2. ×
解析:乳化剂用量有一定范围,并非越多乳液越稳定。
3. ×
解析:本体聚合散热困难。
4. ×
解析:分散剂用量影响聚合物颗粒大小。
5. ×
解析:阴离子聚合比阳离子聚合更容易控制。
6. ×
解析:溶液聚合中溶剂存在不一定降低聚合反应速率。
7. √
8. ×
解析:乳液聚合产物分子量分布比本体聚合窄。
9. ×
解析:本体聚合中聚合物分子量主要由反应温度等决定。
10. √
四、简答题
1. 自由基聚合反应机理包括链引发、链增长和链终止。链引发:引发剂分解产生自由基,活性低,引发速率慢。链增长:自由基与单体加成,增长速率快,是放热反应。链终止:两自由基相互作用使链终止,有偶合终止和歧化终止。
2. 乳化剂作用:降低表面张力,使单体分散成小液滴;形成胶束,提供聚合场所;稳定乳液,防止液滴凝聚。乳液聚合过程:单体、乳化剂、引发剂和水形成乳液,引发剂在水相中分解产生自由基,进入胶束引发聚合,聚合物在胶束内增长,聚合结束后聚合物颗粒从胶束中析出。
3. 本体聚合优点:产品纯度高、无需溶剂回收;缺点:散热困难易爆聚。悬浮聚合优点:产物为珠状颗粒、散热较易、产品纯度较高;缺点:需分散剂等助剂。溶液聚合优点:聚合反应温度易控制;缺点:有溶剂回收问题。乳液聚合优点:聚合速率快、产物分子量高、散热容易;缺点:需破乳等后处理。
五、论述题
根据聚合物性能要求选择聚合方法时,需考虑多方面因素。如要求聚合物纯度高、无杂质,可选择本体聚合,像聚苯乙烯的制备。若要制备颗粒状聚合物且散热较易,悬浮聚合合适,如聚氯乙烯生产。对聚合物溶液有需求时,可采用溶液聚合。若需聚合物乳胶,乳液聚合是首选,如丁苯橡胶合成。不同聚合方法对聚合物性能影响显著。本体聚合产物纯度高但可能有气泡等缺陷影响性能;悬浮聚合产物颗粒形态和大小影响其加工性能;溶液聚合中溶剂可能影响聚合物溶解性和分子量分布;乳液聚合产物乳胶粒径等影响其应用性能。
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