有機(jī)合成中高性能纖維的制備技術(shù)考核試卷

有機(jī)合成中高性能纖維的制備技術(shù)考核試卷考生姓名：__________答題日期：__________得分：__________判卷人：__________

一、單項(xiàng)選擇題（本題共20小題，每小題1分，共20分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的）

1.高性能纖維主要指的是以下哪種纖維？（）

A.聚酯纖維

B.聚乙烯纖維

C.碳纖維

D.棉纖維

2.以下哪種方法不適用于有機(jī)合成高性能纖維的制備？（）

A.溶液聚合

B.干燥熱處理

C.濕法紡絲

D.熔融紡絲

3.有機(jī)合成高性能纖維的先驅(qū)聚體是下列哪一種？（）

A.聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯

B.聚乙烯醇

C.聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯

D.聚己內(nèi)酰胺

4.以下哪個(gè)條件不是聚合反應(yīng)制備高性能纖維過程中需要控制的？（）

A.反應(yīng)溫度

B.反應(yīng)壓力

C.纖維拉伸比

D.溶劑的選擇

5.關(guān)于聚丙烯腈（PAN）基碳纖維的制備，下列哪項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）

A.預(yù)氧化處理是必要的

B.碳化處理需要在惰性氣體中進(jìn)行

C.可以直接從PAN原絲進(jìn)行碳化處理

D.穩(wěn)定化處理是為了防止纖維在高溫下的熱分解

6.在有機(jī)合成高性能纖維時(shí)，以下哪種化學(xué)物質(zhì)常用作溶劑？（）

A.水

B.乙醇

C.硫酸

D.氫氧化鈉

7.以下哪種纖維不屬于芳香族聚酰胺纖維？（）

A.芳綸1414

B.芳綸1313

C.聚酰亞胺纖維

D.聚酯纖維

8.高性能纖維的拉伸強(qiáng)度與以下哪個(gè)因素密切相關(guān)？（）

A.分子量

B.纖維的結(jié)晶度

C.纖維的取向度

D.所有上述因素

9.有機(jī)合成高性能纖維時(shí)，下列哪種方法可以用來提高纖維的取向度？（）

A.提高拉伸速度

B.降低拉伸溫度

C.增加纖維的粘彈性

D.減少溶劑的揮發(fā)速率

10.以下哪種方法不是提高有機(jī)合成纖維結(jié)晶度的常用手段？（）

A.高溫?zé)崽幚?/p>

B.冷卻速率的控制

C.添加劑的使用

D.增加紡絲速度

11.聚合物在制備高性能纖維之前，一般需要經(jīng)過以下哪個(gè)過程？（）

A.溶解

B.干燥

C.混合

D.所有上述過程

12.下列哪種纖維不是通過有機(jī)合成方法得到的？（）

A.碳纖維

B.芳綸纖維

C.玻璃纖維

D.聚酰亞胺纖維

13.關(guān)于高性能纖維的紡絲工藝，以下哪項(xiàng)描述是錯(cuò)誤的？（）

A.濕法紡絲中溶液的濃度對(duì)纖維性質(zhì)有顯著影響

B.干法紡絲中，紡絲速度對(duì)纖維的取向度有直接影響

C.熔融紡絲適合于熱穩(wěn)定性好的聚合物

D.濕法紡絲適用于所有類型的高性能纖維制備

14.以下哪種現(xiàn)象在有機(jī)合成纖維制備過程中表示可能出現(xiàn)問題？（)

A.纖維表面光滑

B.纖維直徑均勻

C.纖維中出現(xiàn)氣泡

D.纖維顏色均勻

15.在碳纖維的生產(chǎn)中，以下哪個(gè)步驟是穩(wěn)定化處理？（）

A.高溫碳化

B.預(yù)氧化處理

C.碳化處理

D.表面處理

16.高性能纖維的耐熱性能主要與以下哪個(gè)因素有關(guān)？（）

A.分子結(jié)構(gòu)

B.纖維的結(jié)晶度

C.纖維的取向度

D.所有上述因素

17.下列哪種溶劑不適用于聚酰亞胺纖維的制備？（）

A.N，N-二甲基乙酰胺（DMAc）

B.N-甲基吡咯烷酮（NMP）

C.水

D.四氫呋喃

18.在高性能纖維的生產(chǎn)中，下列哪項(xiàng)不是熔融紡絲的特點(diǎn)？（）

A.可以直接從固體聚合物出發(fā)

B.生產(chǎn)效率較高

C.對(duì)環(huán)境友好

D.適用于所有類型的高分子材料

19.以下哪種方法通常用于改善高性能纖維的表面性能？（）

A.硅烷偶聯(lián)劑處理

B.氨基硅油處理

C.紫外線照射

D.所有上述方法

20.下列哪種纖維具有良好的電絕緣性能？（）

A.聚酯纖維

B.聚酰亞胺纖維

C.芳綸纖維

D.碳纖維

（注：以下為答案部分，實(shí)際考試中不提供）

答案：

1.C

2.B

3.A

4.D

5.C

6.B

7.D

8.D

9.A

10.C

11.D

12.C

13.D

14.C

15.B

16.D

17.C

18.D

19.D

20.B

二、多選題（本題共20小題，每小題1.5分，共30分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，至少有一項(xiàng)是符合題目要求的）

1.高性能纖維通常具有以下哪些特點(diǎn)？（）

A.高強(qiáng)度

B.高模量

C.耐高溫

D.質(zhì)量輕

2.有機(jī)合成高性能纖維的聚合方法主要包括哪些？（）

A.溶液聚合

B.熔融聚合

C.懸浮聚合

D.乳液聚合

3.以下哪些因素會(huì)影響高性能纖維的力學(xué)性能？（）

A.纖維的結(jié)晶度

B.纖維的取向度

C.聚合物的分子量

D.紡絲工藝

4.聚丙烯腈（PAN）基碳纖維的制備過程中，以下哪些步驟是必須的？（）

A.穩(wěn)定化處理

B.預(yù)氧化處理

C.碳化處理

D.表面處理

5.以下哪些方法可以用來改善高性能纖維的染色性能？（）

A.纖維表面的化學(xué)修飾

B.纖維的物理改性

C.使用特定的染料

D.改變纖維的分子結(jié)構(gòu)

6.以下哪些條件會(huì)影響有機(jī)合成纖維的溶解過程？（）

A.溶劑類型

B.溶解溫度

C.溶解時(shí)間

D.溶解壓力

7.芳香族聚酰胺纖維的優(yōu)良性能包括以下哪些？（）

A.耐高溫

B.耐化學(xué)腐蝕

C.良好的電絕緣性

D.高強(qiáng)度

8.以下哪些因素會(huì)影響熔融紡絲過程中纖維的形成？（）

A.紡絲溫度

B.紡絲速度

C.紡絲壓力

D.冷卻速率

9.以下哪些方法可以用來提高有機(jī)合成纖維的熱穩(wěn)定性？（）

A.提高纖維的結(jié)晶度

B.引入耐熱性基團(tuán)

C.增加纖維的取向度

D.選用熱穩(wěn)定性好的聚合物

10.以下哪些是高性能纖維在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用？（）

A.飛機(jī)結(jié)構(gòu)材料

B.航天器隔熱材料

C.防彈衣材料

D.航空發(fā)動(dòng)機(jī)部件

11.以下哪些溶劑適用于聚酰亞胺纖維的制備？（）

A.DMAc

B.NMP

C.四氫呋喃

D.丙酮

12.高性能纖維的表面處理方法包括以下哪些？（）

A.硅烷偶聯(lián)劑處理

B.氨基硅油處理

C.電暈處理

D.磨砂處理

13.以下哪些是濕法紡絲的特點(diǎn)？（）

A.纖維表面光滑

B.生產(chǎn)效率相對(duì)較低

C.對(duì)環(huán)境污染較小

D.纖維強(qiáng)度較高

14.以下哪些因素會(huì)影響干法紡絲過程中纖維的質(zhì)量？（）

A.紡絲溶液的濃度

B.紡絲速度

C.環(huán)境濕度

D.紡絲溫度

15.以下哪些方法可以用來提高高性能纖維的耐磨性？（）

A.增加纖維的結(jié)晶度

B.表面涂層處理

C.纖維復(fù)合化

D.改變纖維的分子結(jié)構(gòu)

16.以下哪些是高性能纖維在體育用品領(lǐng)域的應(yīng)用？（）

A.高爾夫球桿

B.網(wǎng)球拍

C.自行車架

D.運(yùn)動(dòng)鞋

17.以下哪些是聚酯纖維的優(yōu)點(diǎn)？（）

A.良好的耐久性

B.耐化學(xué)性較好

C.價(jià)格相對(duì)較低

D.吸濕性較差

18.以下哪些是碳纖維的缺點(diǎn)？（）

A.制造成本較高

B.脆性較大

C.不易染色

D.所有上述因素

19.以下哪些因素會(huì)影響高性能纖維的復(fù)合材料的性能？（）

A.纖維與樹脂的界面結(jié)合

B.纖維的分布均勻性

C.復(fù)合材料的層間剪切強(qiáng)度

D.環(huán)境條件

20.以下哪些方法可以用來表征高性能纖維的結(jié)構(gòu)與性能？（）

A.掃描電子顯微鏡（SEM）

B.X射線衍射（XRD）

C.熱分析（TGA）

D.力學(xué)性能測(cè)試

（注：以下為答案部分，實(shí)際考試中不提供）

答案：

1.ABCD

2.ABC

3.ABCD

4.ABC

5.ABC

6.ABC

7.ABCD

8.ABCD

9.ABCD

10.ABCD

11.ABC

12.ABC

13.ABC

14.ABCD

15.BCD

16.ABC

17.ABC

18.ABCD

19.ABCD

20.ABCD

三、填空題（本題共10小題，每小題2分，共20分，請(qǐng)將正確答案填到題目空白處）

1.高性能纖維按其化學(xué)結(jié)構(gòu)可以分為________纖維、________纖維和________纖維等。

2.在有機(jī)合成纖維中，聚丙烯腈（PAN）屬于________纖維。

3.碳纖維的制備過程中，________處理是為了提高纖維的抗氧化性。

4.高性能纖維的________和________是決定其應(yīng)用范圍的兩個(gè)重要因素。

5.熔融紡絲過程中，________和________是影響纖維成形的關(guān)鍵參數(shù)。

6.為了提高纖維的取向度，通常采用________和________的方法。

7.高性能纖維的復(fù)合材料的層間剪切強(qiáng)度主要受到________和________的影響。

8.在表征高性能纖維的結(jié)構(gòu)與性能時(shí)，________可以用來觀察纖維的表面形態(tài)。

9.芳香族聚酰胺纖維的耐熱性主要來自于其________的分子結(jié)構(gòu)。

10.選用________和________作為聚酰亞胺纖維的溶劑時(shí)，可以提高其溶解性能。

四、判斷題（本題共10小題，每題1分，共10分，正確的請(qǐng)?jiān)诖痤}括號(hào)中畫√，錯(cuò)誤的畫×）

1.高性能纖維的制備過程中，聚合物的分子量越大，纖維的力學(xué)性能越好。（）

2.熔融紡絲適用于所有類型的高性能纖維的制備。（）

3.濕法紡絲過程中，溶液的濃度對(duì)纖維的成形和性質(zhì)有顯著影響。（）

4.碳纖維在所有高性能纖維中具有最高的比強(qiáng)度和比模量。（）

5.高性能纖維的復(fù)合材料的制備過程中，界面結(jié)合是決定其性能的關(guān)鍵因素。（）

6.高性能纖維的取向度越高，其力學(xué)性能越差。（）

7.聚酰亞胺纖維可以通過水相沉淀法制備。（）

8.在高性能纖維的表面處理中，電暈處理可以改善纖維與樹脂的粘接性能。（）

9.芳綸纖維的耐化學(xué)腐蝕性能優(yōu)于碳纖維。（）

10.高性能纖維在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用主要是由于其輕質(zhì)高強(qiáng)度的特性。（）

（注：以下為答案部分，實(shí)際考試中不提供）

答案：

三、填空題

1.合成纖維、天然纖維、無機(jī)纖維

2.合成纖維

3.預(yù)氧化處理

4.力學(xué)性能、耐熱性能

5.紡絲溫度、紡絲速度

6.拉伸、熱處理

7.纖維與樹脂的界面結(jié)合、復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

8.掃描電子顯微鏡（SEM）

9.束狀結(jié)構(gòu)

10.N，N-二甲基乙酰胺（DMAc）、N-甲基吡咯烷酮（NMP）

四、判斷題

1.√

2.×

3.√

4.√

5.√

6.×

7.×

8.√

9.√

10.√

五、主觀題（本題共4小題，每題10分，共40分）

1.請(qǐng)簡述有機(jī)合成高性能纖維的制備過程中的聚合反應(yīng)類型及其特點(diǎn)。

2.描述高性能纖維的取向度對(duì)其力學(xué)性能的影響，并列舉兩種提高取向度的方法。

3.高性能纖維復(fù)合材料在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛，請(qǐng)分析其主要優(yōu)勢(shì)，并說明在制備這類復(fù)合材料時(shí)應(yīng)注意哪些關(guān)鍵因素。

4.請(qǐng)闡述碳纖維的制備過程中，預(yù)氧化處理和碳化處理的作用及其對(duì)纖維性能的影響。

標(biāo)準(zhǔn)答案

一、單項(xiàng)選擇題

1.C

2.B

3.A

4.D

5.C

6.B

7.D

8.D

9.A

10.C

11.D

12.C

13.D

14.C

15.B

16.D

17.C

18.D

19.D

20.B

二、多選題

1.ABCD

2.ABC

3.ABCD

4.ABC

5.ABC

6.ABC

7.ABCD

8.ABCD

9.ABCD

10.ABCD

11.ABC

12.ABC

13.ABC

14.ABCD

15.BCD

16.ABC

17.ABC

18.ABCD

19.ABCD

20.ABCD

三、填空題

1.合成纖維、天然纖維、無機(jī)纖維

2.合成纖維

3.預(yù)氧化處理

4.力學(xué)性能、耐熱性能

5.紡絲溫度、紡絲速度

6.拉伸、熱處理

7.纖維與樹脂的界面結(jié)合、復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

8.掃描電子顯微鏡（SEM）

9.束狀結(jié)構(gòu)

10.N，N-二