2025年大学四年级（材料科学与工程）橡胶新材料应用试题及答案.doc

2025年大学四年级（材料科学与工程）橡胶新材料应用试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题，共30分）
每题3分，从每题所给的A、B、C、D四个选项中，选出最佳选项。
1. 以下哪种橡胶新材料具有优异的耐油性？
A. 天然橡胶
B. 丁腈橡胶
C. 硅橡胶
D. 乙丙橡胶
2. 新型橡胶材料在航空航天领域应用时，对其性能要求不包括以下哪项？
A. 高强度
B. 高弹性模量
C. 耐高温
D. 耐低温
3. 橡胶材料的动态力学性能测试中，损耗因子越大说明？
A. 材料储能能力越强
B. 材料耗能能力越强
C. 材料弹性越好
D. 材料刚性越好
4. 用于制备高性能轮胎的橡胶新材料，其关键性能指标不包括？
A. 高耐磨性
B. 良好的抗撕裂性
C. 高透明度
D. 低滚动阻力
5. 下列哪种橡胶改性方法能有效提高橡胶的拉伸强度？
A. 填充补强
B. 硫化交联
C. 共混改性
D. 以上都是
6. 新型橡胶材料在生物医学领域应用时，最重要的性能是？
A. 生物相容性
B. 耐化学腐蚀性
C. 高硬度
D. 高导电性
7. 橡胶材料的热老化性能主要取决于？
A. 分子结构
B. 添加剂种类
C. 加工工艺
D. 以上都有影响
8. 当橡胶材料受到交变应力作用时，会发生？
A. 蠕变
B. 疲劳破坏
C. 应力松弛
D. 以上都可能
9. 制备智能橡胶材料可通过添加哪种物质来实现？
A. 磁性颗粒
B. 纤维增强材料
C. 增塑剂
D. 硫化剂
10. 橡胶新材料的动态粘弹性在以下哪种应用场景中最为关键？
A. 密封件
B. 输送带
C. 减震器
D. 鞋底

第II卷
填空题（共15分）
每空1分。
1. 橡胶材料的基本性能包括弹性、______、______等。
2. 常见的橡胶补强剂有______、______等。
3. 橡胶硫化的主要目的是使橡胶分子发生______，提高橡胶的______和______。
4. 橡胶共混改性中，常用的共混方法有______、______等。
5. 橡胶材料的动态力学性能测试方法有______、______等。

简答题（共20分）
每题10分。
1. 简述丁基橡胶的结构特点及其在密封领域的应用优势。
2. 说明橡胶材料的老化机理及常见的老化防护措施。

论述题（共20分）
阐述新型橡胶材料在新能源汽车领域的应用现状及发展趋势，包括至少三个方面的应用，并分析其性能要求及面临的挑战。

材料分析题（共15分）
阅读以下材料：
随着科技的发展，新型橡胶材料不断涌现。一种新型橡胶材料在经过一系列性能测试后，得到以下数据：拉伸强度为25MPa，断裂伸长率为400%，硬度为邵氏A60。在不同温度下的动态力学性能显示，其损耗因子在50℃时达到最大值。该橡胶材料还具有良好的耐臭氧性能。
问题：
1. 根据上述材料，分析该橡胶材料适合应用于哪些领域？（5分）
2. 解释损耗因子在50℃时达到最大值的可能原因。（5分）
3. 说明耐臭氧性能对橡胶材料应用的重要性。（5分）

答案：
第I卷：1. B 2. B 3. B 4. C 5. D 6. A 7. D 8. B 9. A 10. C
第II卷：填空题：1. 可塑性、粘弹性 2. 炭黑、白炭黑 3. 交联、强度、稳定性 4. 机械共混法、溶液共混法 5. 动态热机械分析、动态粘弹性谱仪测试
简答题：1. 丁基橡胶分子链中含有大量的甲基侧链，具有高度饱和的结构。在密封领域应用优势在于气密性极佳，能有效阻止气体的透过；耐老化性能好，可长期保持密封效果；化学稳定性高，对多种化学物质有较好的耐受性。2. 橡胶材料老化机理包括热氧老化、光氧老化、臭氧老化等。热氧老化是橡胶分子在热和氧作用下发生氧化降解；光氧老化是光引发橡胶分子的光化学反应；臭氧老化是臭氧与橡胶分子发生反应。老化防护措施有添加抗氧剂、光稳定剂、物理防护（如涂覆防护层）等。
论述题：在新能源汽车领域，新型橡胶材料应用广泛。在电池方面，用于密封电池外壳，防止电解液泄漏，要求橡胶具备良好的耐化学腐蚀性和密封性能。在电机方面，可用于制作减震部件，需有高弹性和良好的动态力学性能。在轮胎方面，新型橡胶要满足低滚动阻力、高耐磨性等要求。发展趋势是不断提高性能以适应新能源汽车更高的要求，如更优异的耐温性、更强的导电性等。面临的挑战包括如何在提高性能的同时降低成本，以及如何更好地与其他材料协同工作。
材料分析题：1. 适合应用于汽车密封件、减震部件等领域。因其拉伸强度和断裂伸长率表明有较好的力学性能，硬度适中，耐臭氧性能好，可满足这些部件的使用要求。2. 损耗因子在50℃时达到最大值，可能是因为该温度下橡胶分子链的运动更加活跃，内部分子间的摩擦和能量损耗增加，导致损耗因子增大。3. 耐臭氧性能重要性在于，臭氧会使橡胶材料发生老化降解，降低其性能和使用寿命。在实际应用中，若橡胶材料不耐臭氧，会影响其在各种环境下的稳定性和可靠性，从而影响整个部件或系统的正常运行。