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高分子化学潘祖仁答案(第五版)..

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第一章绪论

思考题

1. 举例说明单体、单体单元、结构单元、重复单元、链节等名词的含义,以及它们之间的相互关系和区别。

答:合成聚合物的原料称做单体,如加聚中的乙烯、氯乙烯、苯乙烯,缩聚中的己二胺和己二酸、乙二醇和对苯二甲酸等。

在聚合过程中,单体往往转变成结构单元的形式,进入大分子链,高分子由许多结构单元重复键接而成。在烯类加聚物中,单体单元、结构单元、重复单元相同,与单体的元素组成也相同,但电子结构却有变化。在缩聚物中,不采用单体单元术语,因为缩聚时部分原子缩合成低分子副产物析出,结构单元的元素组成不再与单体相同。如果用2种单体缩聚成缩聚物,则由2种结构单元构成重复单元。

聚合物是指由许多简单的结构单元通过共价键重复键接而成的分子量高达104-106的同系物的混合物。

聚合度是衡量聚合物分子大小的指标。以重复单元数为基准,即聚合物大分子链上所含重复单元数目的平均值,以DP表示;以结构单元数为基准,即聚合物大分子链上所含结构单元数目的平均值,以

X表示。

n

2. 举例说明低聚物、齐聚物、聚合物、高聚物、高分子、大分子诸名词的的含义,以及它们之间的关系和区别。

答:合成高分子多半是由许多结构单元重复键接而成的聚合物。聚合物(polymer)可以看作是高分子(macromolecule)的同义词,也曾使用large or big molecule

的术语。从另一角度考虑,大分子可以看作1条大分子链,而聚合物则是许多大分子的聚集体。根据分子量或聚合度大小的不同,聚合物中又有低聚物和高聚物之分,但两者并无严格的界限,一般低聚物的分子量在几千以下,而高聚物的分子量总要在万以上。多数场合,聚合物就代表高聚物,不再标明“高”字。

齐聚物指聚合度只有几~几十的聚合物,属于低聚物的范畴。低聚物的含义更广泛一些。

3. 写出聚氯乙烯、聚苯乙烯、涤纶、尼龙-66、聚丁二烯和天然橡胶的结构式(重复单元)。选择其常用

分子量,计算聚合度。

聚合物结构式(重复单元)

聚氯乙烯-[-CH2CHCl-]- n

聚苯乙烯-[-CH2CH(C6H5)-]n

涤纶-[-OCH2CH2O?OCC6H4CO-]n

尼龙66(聚酰胺-66)-[-NH(CH2)6NH?CO(CH2)4CO-]n 聚丁二烯-[-CH2CH=CHCH2 -]n

天然橡胶-[CH2CH=C(CH3)CH2-]n

聚合物分子量/万结构单元分

子量/万

DP=n 特征塑料

聚氯乙烯聚苯乙烯5~15

10~30

62.5

104

800~2400

960~2900

(962~2885)

足够的聚合度,才能达

到一定强度,弱极性要

求较高聚合度。

纤维

涤纶

聚酰胺-66 1.8~2.3

1.2~1.8

60+132=19

2

114+112=2

26

94~120

53~80

极性,低聚合度就有足

够的强度

橡胶

顺-聚丁二烯天然橡胶25~30

20~40

54

68

4600~5600

(4630-5556)

2900~5900

(2941-5882)

非极性,高分子量才赋

予高弹性和强度

4. 举例说明和区别:缩聚、聚加成和逐步聚合,加聚、开环聚合和连锁聚合。答:按单体-聚合物组成结构变化,可将聚合反应分成缩聚、加聚、开环聚合三大类;而按机理,可分成逐步聚合和连锁聚合两类。

1)缩聚、聚加成和逐步聚合

缩聚是官能团单体间多次缩合反应的结果,除了缩聚物为主产物外,还有低分子副产物产生,缩聚物和单体的元素组成并不相同。

逐步聚合是无活性中心,单体中不同官能团之间相互反应而逐步增长,每步反应的速率和活化能大致相同。大部分缩聚属于逐步聚合机理,但两者不是同义词。聚加成反应是含活泼氢功能基的亲核化合物与含亲电不饱和功能基的亲电化合物之间的聚合。属于非缩聚的逐步聚合。

2)加聚、开环聚合和连锁聚合

加聚是烯类单体加成聚合的结果,无副产物产生,加聚物与单体的元素组成相同。连锁聚合由链转移、增长、终止等基元反应组成,其活化能和速率常数各不相同。多数烯类单体的加聚反应属于连锁聚合机理。

环状单体σ-键断裂后而聚合成线形聚合物的反应称作开环聚合。近年来,开环聚合有了较大的发展,可另列一类,与缩聚和加聚并列。开环聚合物与单体组成相同,无副产物产生,类似加聚;多数开环聚合物属于杂链聚合物,类似缩聚物。

5. 写出下列单体的聚合反应式,以及单体、聚合物的名称。

a. CH2=CHF

b. CH2=C(CH3)2

c. HO(CH2)5COOH e. NH2(CH2)6NH + HOOC(CH2)4COOH

CH2-CH2

CH2-O

|

|

d.

答:

序号单体聚合物

a CH2=CHF氟乙烯-[-CH2-CHF-]-n聚氟乙烯

b CH2=C(CH3)2异丁烯-[-CH2-C(CH3)2-]-n聚异丁烯

c HO(CH2)5COOHω-羟基

己酸

-[-O(CH2)5CO-]-n聚己内酯

d CH2CH2CH2O丁氧环

└—-——──┘-[-CH2CH2CH2O-]-n 聚氧三亚甲基

e NH2(CH2)6NH己二胺+

HOOC(CH2)4COOH己二

酸-[-NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO-]-n 聚己二酰己二胺(聚酰胺-66,尼龙66)

6. 按分子式写出聚合物和单体名称以及聚合反应式。属于加聚、缩聚还是开环聚合,连锁聚合还是逐步聚合?

答:a. [CH2=C(CH3)2]n b. [NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO]n c. [NH(CH2)5CO]n d. [CH

2

C(CH3)=CHCH2]n———

——

——

序号单体聚合物加聚、缩聚或

开环聚合连锁、逐步聚合

a CH2=C(CH3)2异丁烯聚异丁烯加聚连锁

b NH2(CH2)6NH2己二胺、

HOOC(CH2)4COOH己

二酸聚已二酰己二

胺,尼龙66

缩聚逐步

c NH(CH2)5CO己内酰胺

└————┘尼龙6 开环逐步(水或酸

作催化剂)或

连锁(碱作催

化剂)

d CH2=C(CH3)-CH=CH2

异戊二烯

聚异戊二烯加聚连锁

7. 写出下列聚合物的单体分子式和常用的聚合反应式:聚丙烯腈、天然橡胶、丁苯橡胶、聚甲醛、聚苯醚、聚四氟乙烯、聚二甲基硅氧烷。 答:聚丙烯腈:丙烯腈CH 2=CHCN → 天然橡胶:异戊二烯CH 2=C(CH 3)-CH=CH 2→

丁苯橡胶:丁二烯+苯乙烯CH 2=CH-CH=CH 2+CH 2=CH-C 6H 5→ 聚甲醛:甲醛CH 2O

聚苯醚:2,6二甲基苯酚

CH 3

CH 3

OH CH 3

CH 3

O n

+O 2

聚四氟乙烯:四氟乙烯CF 2=CF 2→2

聚二甲基硅氧烷:二甲基硅氧烷Cl-Si-Cl CH 3

CH 32O-Si CH 3

CH 3

n

8. 举例说明和区别线形结构和体形结构、热塑性聚合物和热固性聚合物、非晶态聚合物和结晶聚合物。

答:线形和支链大分子依靠分子间力聚集成聚合物,聚合物受热时,克服了分子间力,塑化或熔融;冷却后,又凝聚成固态聚合物。受热塑化和冷却固化可以反复可逆进行,这种热行为特称做热塑性。但大分子间力过大(强氢键)的线形聚合物,如纤维素,在热分解温度以下,不能塑化,也就不具备热塑性。 带有潜在官能团的线形或支链大分子受热后,在塑化的同时,交联成体形聚合物,冷却后固化。以后受热不能再塑化变形,这一热行为特称做热固性。但已经交联的聚合物不能在称做热固性。 聚氯乙烯,生橡胶,硝化纤维:线形,热塑性 纤维素:线形,不能塑化,热分解

酚醛塑料模制品,硬橡皮:交联,已经固化,不再塑化 9. 举例说明橡胶、纤维、塑料的结构-性能特征和主要差别。

答:现举纤维、橡胶、塑料几例及其聚合度、热转变温度、分子特性、聚集态、聚合物 聚合度 Tg/℃ Tm/℃ 分子特性 聚集态 机械性能 纤 维 涤纶 90~120 69 258 极性 晶态 高强高模量 尼龙

-66 50~80 50 265 强极性

晶态

高强高模量 橡 胶

顺丁橡胶

~5000

-108

-

非极性 高弹态

低强高弹性

硅橡胶5000~1

-123 -40 非极性高弹态低强高弹性

塑料聚乙烯1500~1

-125 130 非极性晶态中强低模量聚氯乙

600~16

00

81 - 极性玻璃态中强中模量

纤维需要有较高的拉伸强度和高模量,并希望有较高的热转变温度,因此多选用带有极性基团(尤其是能够形成氢键)而结构简单的高分子,使聚集成晶态,有足够高的熔点,便于烫熨。强极性或氢键可以造成较大的分子间力,因此,较低的聚合度或分子量就足以产生较大的强度和模量。

橡胶的性能要求是高弹性,多选用非极性高分子,分子链柔顺,呈非晶型高弹态,特征是分子量或聚合度很高,玻璃化温度很低。

塑料性能要求介于纤维和橡胶之间,种类繁多,从接近纤维的硬塑料(如聚氯乙烯,也可拉成纤维)到接近橡胶的软塑料(如聚乙烯,玻璃化温度极低,类似橡胶)都有。低密度聚乙烯结构简单,结晶度高,才有较高的熔点(130℃);较高的聚合度或分子量才能保证聚乙烯的强度。等规聚丙烯结晶度高,熔点高(175℃),强度也高,已经进入工程塑料的范围。聚氯乙烯含有极性的氯原子,强度中等;但属于非晶型的玻璃态,玻璃化温度较低。使用范围受到限制。10. 什么叫玻璃化温度?橡胶和塑料的玻璃化温度有何区别?聚合物的熔点有什么特征?

答:玻璃化温度及熔点是最重要的热转变温度。

玻璃化温度是聚合物从玻璃态到高弹态的热转变温度。受外力作用,玻璃态时的形变较小,而高弹态时的形变较大,其转折点就是玻璃化温度,可用膨胀计或热机械曲线仪进行测定。玻璃化温度是非晶态塑料(如聚氯乙烯、聚苯乙烯等)的使用上限温度,是橡胶(如顺丁橡胶、天然橡胶等)的使用下限温度。引入极性基团、位阻较大的芳杂环和交联是提高玻璃化温度的三大途径。

熔点是晶态转变成熔体的热转变温度。高分子结构复杂,一般聚合物很难结晶完全,因此往往有一熔融范围。熔点是晶态聚合物的使用上限温度。规整的微结构、适当极性基团的引入都有利于结晶,如低密度聚乙烯、等规聚丙烯、聚四氟乙烯、聚酰胺-66等。

在聚合物合成阶段,除平均分子量和分布外,玻璃化温度和熔点往往是需要表征的重要参数。

计算题

1. 求下列混合物的数均分子量、质均分子量和分子量分布指数。

a 、组分A :质量 = 10g ,分子量 = 30 000;

b 、组分B :质量 = 5g ,分子量 = 70 000;

c 、组分C :质量 = 1g ,分子量 = 100 000

解:数均分子量(常用到的公式∑∑∑∑∑=

=≡)

/(i i

i

i

i i i

n M m

m

n

M

n n

m M )

∑∑∑∑=≡

)

/(i

i

i

i

i

n M

m m n m M

100000

/170000/530000/101

510++++=

38576=

质均分子量

46876

1

510100000

*170000*530000*10=++++=

==

∑∑∑i

i i i

i w

M w m

M m M

分子量分布指数

w M /n M =46876/38576 = 1.22

2. 等质量的聚合物A 和聚合物B 共混,计算共混物的n M 和w M 。 聚合物 A :n M =35,000, w M =90,000; 聚合物B :n M =15,000, w M =300,000 解:设聚合物A 和B 的质量分别为m ,则

2100015000

1

35000122=+

=

+=

∑∑nB

nA i

i

n M m

M m m n

m M

2m

)

()()

((B)(B)(A)(A)

B A (B)(B)(A)

(A)

∑∑∑∑∑∑∑+=

++=

=

i i i i i i i i i i i i

i w

M m M m m m

M m M m m

M m M )

()

( 1950002

1

=+=)(wB wA M M 19500

0=

第2章 缩聚与逐步聚合

计算题

1. 通过碱滴定法和红外光谱法,同时测得21.3 g 聚己二酰己二胺试样中含有

2.50?10-3mol 羧基。 根据这一数据,计算得数均分子量为8520。计算时需作什么假定?如何通过实验来确定的可靠性?如该假定不可靠,怎样由实验来测定正确的值? 解:∑∑=

i

i n

N

m M ,g m i 3.21=∑, 3105.2?=∑i N ,852010

5.23

.213

=?=

-n M 上述计算时需假设:聚己二酰己二胺由二元胺和二元酸反应制得,每个大分子链平均只含一个羧基,且羧基数和胺基数相等。

可以通过测定大分子链端基-COOH 和-NH 2的摩尔数以及大分子的摩尔数来验证假设的可靠性,如果大分子的摩尔数等于-COOH 和-NH 2的一半时,就可假定此假设的可靠性。

用气相渗透压法可较准确地测定数均分子量,得到大分子的摩尔数;碱滴定法测得羧基基团数、红外光谱法测得羟基基团数。

2. 羟基酸HO-(CH 2)4-COOH 进行线形缩聚,测得产物的重均分子量为18,400 g/mol -1,试计算:a. 羧基已经酯化的百分比;b . 数均聚合度;c. 结构单元数n X 。 解:对于该均缩聚物,重均分子量18400=w M ,结构单元分子量1000=M .

忽略端基分子量,则

184100

184000===M M X w w

989.01

1-11=+=?-+=w w w X X p p p

X ,即已酯化羧基的百分数为98.9%。 92510.989

118400

1=+=

?+=n n

w M P M M

51.92100

9251

0===

M M X n n 3. 等摩尔己二胺和己二酸进行缩聚,反应程度p 为0.500、0.800、0.900、0.950、0.980、0.990、0.995,试求数均聚合度n X 、DP 和数均分子量n M ,并作p X n -关系图。 解: p

0.500

0.800

0.900

0.950

0.970

0.980

0.990

0.995

p

X n -=11

2 5 10 20 33.

3 50 100 200

DP=X n /2 1 2.5 5 10 16.65 25 50 100 n M (0M =113;

端基M =18)

244

583

1148

2278

3781

5668

11318

22618

p X n -关系图略

4. 等摩尔二元醇和二元酸经外加酸催化缩聚,试证明从开始到p=0.98所需的时间与p 从0.98到0.99的时间相近。计算自催化和外加酸催化聚酯化反应时不同反应程度p 下、[c]/[c]0与时间t 值的关系,用列表作图来说明。 解:1c k 11

0+'=-=

t p

X n 则p=0.98时,01c k 49/t '=;p=0.99时,02c k 99/t '=。

1012t c k 50/t -t t ?'==?,可见这两段所需的时间相近。

5. 由1mol 丁二醇和1mol 己二酸合成0050=n X 的聚酯,试作下列计算: a .两基团数相等,忽略端基对n X 的影响,求终止缩聚的反应程度p ; b. 在缩聚过程中,如果有0.5 mol%丁二醇脱水成乙烯而损失,求达到同一反应程度时的n M 。

c. 如何补偿丁二醇脱水损失,才能获得同一n M 的缩聚物?

d .假定原始混合物中羧基的总浓度为2mol ,其中1.0%为醋酸,无其它因素影响两基团数比,求获得同一数均聚合度所需的反应程度p 。 解:

a. 忽略端基时,50100

5000M M 0n ===

n X ,0.9811

=?-=

p p X n b. 0.98=p ,0.995=r ,

44.53211=-++=

rp

r r

X n ,445310044.53M M 0n =?==n X

c. 由rp

r r

X n 211-++=

可知,p 相同时,r 越大,则n X 越大;r 相同时,p 越大,

则n X 越大。因此,r 减小时,可通过增大p 以达到n M 不变。 当r 减小为0.995、n M 不变即n X 不变时,

0.982500.99520.99510.995

1211=?=?-++=-++=

p p

rp r r X n

d. N A =N(丁二醇)=1mol ,N B =N(己二酸)=(2-2×1.0%)/2=0.99(mol),N C =N(醋酸)= 2×1.0%=0.02(mol),则

1.99

2.01

2

2N N N Nb Na C B A =?=+++=

f

0.985501.9922

22=?=-=

-=

p p

f

p X n

8. 等摩尔的乙二醇和对苯二甲酸在280℃下封管内进行缩聚,平衡常数K=4,求最终n X 。另在排除副产物水的条件下缩聚,欲得100=n X ,问体系中残留水分有多少? 解:3111

=+=-=

K p

X n w

n pn K

p

X =-=

11

100=≈

w

n K

4104-?=?w n

9. 等摩尔二元醇和二元酸缩聚,另加醋酸1.5%(以二元酸计),p=0.995或0.999时聚酯的聚合度多少?

解:假设二元醇与二元酸的物质的量各为n 摩尔,则醋酸为0.015n 。N a =2n ,N b =2n ,

015.0'

=b N n

985.0n

015.02n 2n

22,

=?+=

+=

b

b a N N N r

当p=0.995时,

88.79995

.0985.02985.01985

.01211=??-++=-++=

rp r r X n

当p=0.999时,

98.116999

.0985.02985.01985

.01211=??-++=-++=

rp r r X n

10. 尼龙1010是根据1010盐中过量的癸二酸来控制分子量,如果要求分子量为20,000,问1010盐的酸值应该是多少?(以mg KOH/g 计)

解:尼龙1010盐NH 3+(CH 2)10NH 3OOC(CH 2)8COO -的分子量为374,聚合物重复单元的分子量为338,结构单元的平均分子量M 0=(374-18×2)/2=169

117.15169

19798

169202-20000M M -M 0

n ===

=

端基

n X

假设反应程度p=1,

r

r rp r r X n -+=-++=

11211

983.01

1-=+=

?n n X X r

若癸二酸过量,Na=N(-NH 2),Nb=N(-COOH),则983.0Nb

Na

==r 酸值盐1010/18.53742

56)11/0.983(2

1)()(1010g mgKOH M N KOH M N N a a b =??-=??-=

11. 己内酰胺在封管内进行开环聚合。按1 mol 己内酰胺计,加有水0.0205mol 、醋酸0.0205mol ,测得产物的端羧基为19.8 mmol ,端氨基2.3mmol 。从端基数据计算数均分子量。 解:倒推法计算

HO x

CO(CH 2)5NH H

NH 2(CH 2)5CO

HO CO(CH 2)5NH HO y

CO(CH 2)5NH COCH 3

n 1(-COOH)=n(-NH 2) = 0.0023

H 2O 剩余量=0.0205-0.0023=0.0182

n 2(-COOH)=n(-COCH 3)=0.0198-0.0023=0.0175 CH 3COOH 剩余量=0.0205-0.0175=0.003

???

?

??+?++=≡

∑∑∑∑COOH COOH i

i

n n n n

m M 端基单体单体端基结构单元m M n m y)M (x 0198

.043

0175.010023.0170198.01131?+?+?+??

19.5762=

12. 等摩尔己二胺和己二酸缩聚,p=0.99和0.995,试画出数量分布曲线和质量分布曲线,并计算数均聚合度和重均聚合度,比较两者分子分子量分布的宽度。 解:p X -=

11

n 、p p X w -+=11、p X X X w w +==1n

13. 邻苯二甲酸酐与甘油或季戊四醇缩聚,两种基团数相等,试求: a. 平均官能度 b. 按Carothers 法求凝胶点 c. 按统计法求凝胶点

解:设邻苯二甲酸酐、甘油、季戊四醇的物质的量分别为n 1、n 2、n 3,则2n 1=3n 2=4n 3,n 2=2/3n 1,n 3=1/2n 1 a 、平均官能度:

1)邻苯二甲酸酐-甘油体系:40.2n 3

22

121=+?+?=

n n n f

2)邻苯二甲酸酐-季戊四醇体系:67.24

23

131=+?+?=n n n n f

b 、 Carothers 法:

1)邻苯二甲酸酐-甘油体系:833.04

.222===

f p c 2)邻苯二甲酸酐-季戊四醇体系:749.067.222===f

p c c 、Flory 统计法:

1)邻苯二甲酸酐-甘油体系:1,1,703.0)

2([1

2

/1===-+=

ρρr f r r p c 2)邻苯二甲酸酐-季戊四醇体系:1,1,577.0)2([1

2

/1===-+=

ρρr f r r p c

注意:2

/1)

2([1

-+=f r r p c ρ 公式中:

f 为支化单元(多官能度单体..A f (f>2))的官能度

r 为反应体系中与支化单元所含官能团(A)相同的所有官能团与其它官能

团的数目之比,即Nb

Na

=r

ρ为反应体系中支化单元所含的官能团(A)与该官能团总数之比,即

f

f A Af A A A Af f f N f N f N Na A Na +==)

(ρ

本题中1,1==ρr (Na=Nb ,f A =0)。

16. AA 、BB 、A 3混合体系进行缩聚,N A0=N B0=3.0,A 3中A 基团数占混合物中A 总数(ρ)的10%,试求p=0.970时的n X 以及002=n X 时的p 。 解:反应体系中A 、B 两官能团数起始值为N A0=N B0=3.0

其中,单体A 3中的A 官能团数占体系中A 总数的10%(ρ),则A 3中A 基团数为0.3,分子数为0.1,AA (即A 2)中的A 官能团起始值=3.0-0.3=2.7,其分子数=2.7/2=1.35,且单体BB(即B 2)的分子数=3.0/2=1.5。

034.21

.05.135.13

3=+++=++++=

C B A C C B B A A N N N f N f N f N f

f

p X n -=

22

当p=0.970时,74034

.297.022

=?-=n X ;

当200=n X 时,

973.0200034.222

=?=-p p

18. 制备醇酸树脂的配方为1.21mol 季戊四醇、0.50mol 邻苯二甲酸酐、0.49mol 丙三羧酸[C 3H 5(COOH)3],问能否不产生凝胶而反应完全?

解:由N(-OH)=1.21×4=4.84(mol),N(-COOH)=0.50×2+0.49×3=2.47(mol),可知醇过量。

则:245.249.005.021.1 2.47

2=++?=

f

89.02

==

f

p c 2>f ,反应最终将产生凝胶,只有当控制反应程度小于0.89时才不会产生凝

胶。

第三章自由基聚合

思考题

2. 下列烯类单体适于何种机理聚合?自由基聚合、阳离子聚合还是阴离子聚合?并说明原因。

CH2=CHCl CH2=CCl2CH2=CHCN CH2=C(CN)2CH2=CHCH3 CH2=C(CH3)2CH2=CHC6H5CF2=CF2CH2=C(CN)COOR CH2=C(CH3)-CH=CH2

答:CH2=CHCl:适合自由基聚合,Cl原子是吸电子基团,也有共轭效应,但均较弱。

CH2=CCl2:自由基及阴离子聚合,两个吸电子基团。

CH2=CHCN:自由基及阴离子聚合,CN为吸电子基团。

CH2=C(CN)2:阴离子聚合,两个吸电子基团(CN)。

CH2=CHCH3:配位聚合,甲基(CH3)供电性弱。

CH2=CHC6H5:三种机理均可,共轭体系。

CF2=CF2:自由基聚合,对称结构,但氟原子半径小。

CH2=C(CN)COOR:阴离子聚合,取代基为两个吸电子基(CN及COOR)

CH2=C(CH3)-CH=CH2:三种机理均可,共轭体系。

3. 下列单体能否进行自由基聚合,并说明原因。

CH2=C(C6H5)2ClCH=CHCl CH2=C(CH3)C2H5CH3CH=CHCH3 CH2=CHOCOCH3CH2=C(CH3)COOCH3CH3CH=CHCOOCH3 CF2=CFCl

答:CH2=C(C6H5)2:不能,两个苯基取代基位阻大小。

ClCH=CHCl:不能,对称结构。

CH2=C(CH3)C2H5:不能,二个推电子基,只能进行阳离子聚合。

CH3CH=CHCH3:不能,结构对称。

CH2=CHOCOCH3:醋酸乙烯酯,能,吸电子基团。

CH2=C(CH3)COOCH3:甲基丙烯酸甲酯,能。

CH3CH=CHCOOCH3:不能,1,2双取代,位阻效应。

CF2=CFCl:能,结构不对称,F原子小。

计算题

1. 甲基丙烯酸甲酯进行聚合,试由H

?来计算77℃、127℃、177℃、227℃

?和S

时的平衡单体浓度,从热力学上判断聚合能否正常进行。

解:由教材P64上表3-3中查得:甲基丙烯酸甲酯H ?=-56.5kJ/mol ,

S ?=-117.2J/mol K

平衡单体浓度:)(

1]ln[ΘΘ

?-?=S T

H R M e T=77℃=350.15K ,=e M ]ln[ 4.94*10-3mol/L T=127℃=400.15K ,=e M ]ln[0.0558mol/L T=177℃=450.15K ,=e M ]ln[0.368mol/L T=227℃=500.15K ,=e M ]ln[ 1.664mol/L

从热力学上判断,甲基丙烯酸甲酯在77℃、127℃、177℃下可以聚合,在227℃上难以聚合。因为在227℃时平衡单体浓度较大。

2. 60℃过氧化二碳酸二环己酯在某溶剂中分解,用碘量法测定不同时间的残留引发剂浓度,数据如下,试计算分解速率常数(s -1)和半衰期(h)。

时间 /h

0 0.2 0.7 1.2 1.7 DCPD 浓度 /(mol ?L -1)

0.0754

0.0660

0.0484

0.0334

0.0288

解:过氧化二碳酸二环己酯的分解反应为一级反应,引发剂浓度变化与反应时间的关系为: t k I I d =]

[]

[ln 0 通过以][]

[ln 0I I 对t 作图,利用最小二乘法进行回归得一条直线x y 589.0-=,斜率

为-k d 。

得到:k d =0.589h -1=1.636*10-4s -1

半衰期:h k t d

176.1693

.02/1== 3. 在甲苯中不同温度下测定偶氮二异丁腈的分解速率常数,数据如下,求分解活化能。再求40℃和80℃下的半衰期,判断在这两温度下聚合是否有效。

温度 /℃ 50 60.5 69.5 分解速率常数

/s -1

2.64?10-6

1.16?10-5

3.78?10-5

解:分解速率常数、温度和活化能之间存在下列关系: RT E d Ae k /-=

RT E A k d d /ln ln -=,以d k ln 对T /1作图,斜率为R E d /-,截距为A ln 。

采用最小二乘分法进行回归,得:T k d /15116936.33ln -=

15116/-=-R E d

E d =8.314*15116=125674.4=125.7kJ/mol 当t=40℃=313.15K 时

710*95.5)936.3315.313/15116ex p(-=+-=d k

h t 6.32310*95.52

ln 72/1==-

当t=80℃=353.15K 时

410*41.1)936.3315.353/15116ex p(-=+-=d k

h t 36.110

*41.12

ln 4

2/1==- 以此可见,在40℃下聚合时引发剂的半衰期太长,聚合无效,而在80℃下聚合是有效的。

6. 苯乙烯溶液浓度0.20 mol ?L -1, 过氧类引发剂浓度为4.0?10-3mol ?L -1, 在60℃下聚合,如引发剂半衰期44h, 引发剂效率f =0.80,k p =145 L ?(mol ?s)-1,k t =

7.0?107 L ?(mol ?s)-1, 欲达到50%转化率,需多长时间? 解:1162/101575.010*375.4693.0---===h s t k d

当引发剂浓度随时间不变时:

hr

t e I k fk k C I h t hr

t t t I k fk k C t k t

d p t

d p d 8.170)1(])[(211ln

][,44940632.0*10*236.2*145693

.0)10*0.4()10

*0.710*375.4*8.0(*14550.011ln ][)(11

ln

2/2

/102/172/132/17

62/12/1=-=->===-=-----随转化率而变 7. 过氧化二苯甲酰引发某单体聚合的动力学方程为:R p =k P [M](f k d /k t )1/2[I]1/2,假定各基元反应的速率常数和f 都与转化率无关,[M]0=2 mol ?L -1,[I]=0.01 mol ?L -1,极限转化率为10%。若保持聚合时间不变,欲将最终转化率从10%提高到20%,试求:

(1)[M]0增加或降低多少倍?(2)[I]0增加或降低多少倍?[I]0改变后,聚合速率和聚合度有何变化? (3)如果热引发或光引发聚合,应该增加或降低聚合温度? E d 、E p 、E t 分别为124、32 和8 kJ ?mol -1。 解:(题意有修改)

低转化率下聚合动力学方程:

2/12

/1][][I k fk M k R t d p p ?

??

?

??=

t I k fk k M M t d p 2/12

/10

][][][ln ???? ??=

令2

/1?

??? ??=t d p k fk k k

kt I C I M M =-=--2/12/10][*)

1(1

ln ][*][][ln

(1)当聚合时间固定时,C 与单体初始浓度无关,故当聚合时间一定时,改变0][M 不改变转化率。

(2)当其它条件一定时,改变0][I ,则有:

2

/1022/1012

1]/[][11ln /11ln

I I C C =-- 51.4][][%

10%

20=I I ,即引发剂浓度增加到4.51倍时,聚合转化率可以从10%增加到20%。

由于聚合速率2

/10][I R p ∝,故0][I 增加到4.51倍时,p R 增加2.12倍。

聚合度2/10][-∝I X n ,故0][I 增加到4.51倍时,n X 下降到原来0.471。即聚合度

下降到原来的1/2.12。

(3)引发剂引发时,体系的总活化能为:

mol kJ E E E E d t p /9022=+??? ?

?

-=

热引发聚合的活化能与引发剂引发的活化能相比,相当或稍大,温度对聚合速率的影响与引发剂引发相当,要使聚合速率增大,需增加聚合温度。 光引发聚合时,反应的活化能如下:

mol kJ E E E t p /282=??? ?

?

-=

上式中无d E 项,聚合活化能很低,温度对聚合速率的影响很小,甚至在较低的温度下也能聚合,所以无需增加聚合温度。

9. 以过氧化二苯甲酰为引发剂,在60℃进行苯乙烯聚合动力学研究,数据如下: a. 60℃苯乙烯的密度为0.887 g ?cm -3;b. 引发剂用量为单体重的0.109%;c. R p =0.255?10-4 mol ?(L ?s)-1;d.聚合度=2460;e. f =0.80;f. 自由基寿命=0.82 s 。试求k d 、k p 、k t ,建立三常数的数量级概念,比较 [M]和[M ?]的大小,比较R I 、R p 、R t 的大小。

解:L mol M /529.8104

1000

*887.0][==

L mol I /10*995.3242

%109.0*1000*887.0][3-==

D

C X R R n t

p +=

=

2/,ν

ν

偶合终止:C=0.77,歧化终止:D=0.23。

9.1512)23.02/77.0(2460,2460=+==νn X

s L mol R R p

t ./10*6855.19.151210*255.084

--===ν

810*6855.1-==t i R R

L mol R M t /10*382.182.0*10*6855.1][88--?===τ

][M >>][?M

163

8

10*64.210

*995.3*8.0*210*6855.1][2----===S I f R k i d )./(10*163.210*382.1*529.810*255.0]][[2

8

4s l mol M M R k p

p ===--? )./(10*41.4)

10*382.1(*210*6855.1][272

88

2s mol l M R k t t ===--? t >>k p p >>R t R d 10-8

k d 10-6 [M] 8.53 R p 10-5 k p 102 [M·]

1.382×10-8

R t

10-8

k t

107

12. 以过氧化特丁基作引发剂,60℃时苯乙烯在苯中进行溶液聚合,苯乙烯浓度为1.0 mol ?L -1,过氧化物浓度为0.01mol ?L -1,初期引发速率和聚合速率分别为4.0?10-11和1.5?10-7 mol ?(L ?s) -1。苯乙烯-苯为理想体系,计算(f k d )、初期聚合度、初期动力学链长和聚合度,求由过氧化物分解所产生的自由基平均要转移几次,分子量分布宽度如何? 计算时采用下列数据:

C M =8.0?10-5,C I =3.2?10-4,C S =2.3?10-6,60℃下苯乙烯密度为0.887 g ?ml -1,苯的密度0.839 g ?ml -1。

解:[M]=1.0mol/L[I]=0.01mol/L )./(10*0.411s L mol R i -=

][2I fk R d i =

911

10*201

.0*210*0.4][2--===I R fk i d

)./(10*5.17s L mol R p -=

L mol S /50.978

839*)887104

1(][=-=

3750==

i

p R R ν

60℃,苯乙烯偶合终止占77%,歧化终止占23%。若无链转移,

56.609723.02/77.03750

2/)(0=+=+=D C X n ν

若同时发生单体、引发剂和溶剂转移,则按下式计算: 46

450

10*69.20.15

.910*3.20.101.010*2.310*0.856.60971][][][][)(11----=+++=

+++=M S C M I C C X X S

I M n n 3717=n X i

trI trS trm i

trS

trI trm R M I k M S k M M k R R R R ]][[]][[]][[???++=

++=

由基平均转移次数过氧化物分解产生的自

394.0)0

.15

.9103.20.101.0102.3100.8(3750)

][]

[][][()]

[]

[][][(64

5=?+?+?=++=++?=---M I C M S C C M I C M S C C R R I S m I S

m i

p ν由基平均转移次数过氧化物分解产生的自

13. 按上题制得的聚苯乙烯分子量很高,常加入正丁硫醇(C S =21)调节,问加多少才能制得分子量为8.5万的聚苯乙烯?加入正丁硫醇后,聚合速率有何变化?(该题虽不是作业,但因为与12题有关,所以也附上答案)

60℃,某单体由某引发剂引发本体聚合,[M]=8.3 mol ?L -1,聚合速率与数均聚合度有如下关系:

R p / mol ?(L ?s)-1

0.50 1.0 2.0 5.0 10 15 n X 8350

5550

3330

1317

592

358

解:3717)(0=n X

3.81710410*5.84

==n X

L

mol S S /10*545.4][1]

[21371713.81715-=+= 15. 用过氧化二苯甲酰作引发剂,苯乙烯在60℃下进行本体聚合,试计算链引发、向引发剂转移、向单体转移三部分在聚合度倒数中所占的百分比。对聚合有何影响?

计算时用下列数据:[I]=0.04 mol ?L -1,f =0.8;k d =2.0?10-6s -1,k p =176 L ?(mol ?s)-1,k t =3.6?107 L ?(mol ?s)-1,ρ(60℃)=0.887 g ?mL -1,C I =0.05;C M =0.85?10-4。 解:[I]=0.04mol/L[M]=0.887*1000/104=8.53mol/L

5.494)04.0*10*

6.3*10*0.2*8.0(*253.8*176][1)(2][2/1762/12/1===-I fkdkt M k p ν

3410*5635.153.804.0*05.010*85.05.4942/1--=+++=D C X n

偶合终止:C=0.77,歧化终止:D=0.23

%151%43.51%57.791)1(

0===n

I

n

M

n

n

X C X C X X

高分子化学(第五版)潘祖仁版课后习题答案 (2)讲解

第一章绪论 思考题 1. 举例说明单体、单体单元、结构单元、重复单元、链节等名词的含义,以及它们之间的相互关系和区别。答:合成聚合物的原料称做单体,如加聚中的乙烯、氯乙烯、苯乙烯,缩聚中的己二胺和己二酸、乙二醇和对苯二甲酸等。 在聚合过程中,单体往往转变成结构单元的形式,进入大分子链,高分子由许多结构单元重复键接而成。在烯类加聚物中,单体单元、结构单元、重复单元相同,与单体的元素组成也相同,但电子结构却有变化。在缩聚物中,不采用单体单元术语,因为缩聚时部分原子缩合成低分子副产物析出,结构单元的元素组成不再与单体相同。如果用2种单体缩聚成缩聚物,则由2种结构单元构成重复单元。 聚合物是指由许多简单的结构单元通过共价键重复键接而成的分子量高达104-106的同系物的混合物。 聚合度是衡量聚合物分子大小的指标。以重复单元数为基准,即聚合物大分子链上所含重复单元数目的平 X表示。均值,以DP表示;以结构单元数为基准,即聚合物大分子链上所含结构单元数目的平均值,以n 2. 举例说明低聚物、齐聚物、聚合物、高聚物、高分子、大分子诸名词的的含义,以及它们之间的关系和区别。 答:合成高分子多半是由许多结构单元重复键接而成的聚合物。聚合物(polymer)可以看作是高分子(macromolecule)的同义词,也曾使用large or big molecule的术语。 从另一角度考虑,大分子可以看作1条大分子链,而聚合物则是许多大分子的聚集体。 根据分子量或聚合度大小的不同,聚合物中又有低聚物和高聚物之分,但两者并无严格的界限,一般低聚物的分子量在几千以下,而高聚物的分子量总要在万以上。多数场合,聚合物就代表高聚物,不再标明“高”字。 齐聚物指聚合度只有几~几十的聚合物,属于低聚物的范畴。低聚物的含义更广泛一些。 3. 写出聚氯乙烯、聚苯乙烯、涤纶、尼龙-66、聚丁二烯和天然橡胶的结构式(重复单元)。选择其常用分子量,计算聚合度。 聚合物结构式(重复单元) 聚氯乙烯-[-CH2CHCl-]- n 聚苯乙烯-[-CH2CH(C6H5)-]n 涤纶-[-OCH2CH2O?OCC6H4CO-]n 尼龙66(聚酰胺-66)-[-NH(CH2)6NH?CO(CH2)4CO-]n 聚丁二烯-[-CH2CH=CHCH2 -]n 天然橡胶-[CH2CH=C(CH3)CH2-]n 聚合物分子量/万结构单元分子 DP=n 特征 量/万

高分子化学试卷4答案

《高分子化学》模拟试题(四)答案 一、名词解释(共15分,每小题3 分,) 1.聚合物的无规热降解:对于一般聚合物而言,其使用温度的最高极限为150℃,如超过150℃可能发生降解反应。聚合物在热的作用下大分子链发生任意断裂,使聚合度降低,形成低聚体,但单体收率很低(一般小于3%),这种热降解称为无规降解。⒉缩合反应和缩聚反应:缩合反应——含有一个官能团的化合物,在官能团之间发生反应,缩去一个小分子生成新的化合物的可逆平衡反应。缩聚反应——而含有两个(或两个以上)官能团的化合物,在官能团之间发生反应,在缩去小分子的同时,生成高聚物的可逆平衡反应。 2.. 乳化剂的临界胶束浓度CMC:乳化剂能够形成胶束的最低浓度,称为临界胶束浓度,记作CMC。 3.凝胶点:体型缩聚反应进行到一定程度时,体系黏度将急剧增大,迅速转变成不溶、不熔、具有交联网状结构的弹性凝胶的过程,即出现凝胶化现象。此时的反应程度叫凝胶点。 4.共聚合和共聚物:两种或两种以上单体混合物,经引发聚合后,形成的聚合物其大分子链中,含有两种或两种以上单体单元的聚合过程,称为共聚合反应,。大分子链中,含有两种或两种以上单体单元的聚合物,称为共聚物 5.聚醚型聚氨酯:以二异氰酸酯和端羟基聚醚为原料,经逐步加成聚合反应形成的大分子链中含有氨基甲酸酯基和聚醚链段的一类聚氨酯。 二、填空题(共20分,每空1分) ⒈阴离子聚合的单体有丙烯腈、偏二腈基乙烯、偏二氯乙烯和甲基丙烯酸甲酯等。 ⒉聚合物降解的原因有热降解、化学降解、机械降解和聚合物的老化四种。

⒊ 乳化剂有 阴离子型 、 阳离子型 、 两性 和 非离子型 四种。 ⒋ 阳离子聚合的引发体系有 含氢酸 、 Lewis 和 有机金属化合物 等。 ⒌ 逐步聚合反应包括 缩聚 和 逐步加成聚合 两类。 ⒍ 聚合物聚合度变大的化学反应有 扩链反应 、 交联反应 和 接枝反应 等。 三、简答题(共20分,每题5分,简答下列各题) ⒈ 写出下列常用引发剂的结构式和分解反应式: ⑴ 偶氮二异庚腈 ⑵ 氢过氧化异丙苯 并说明这些引发剂的引发活性和使用场合。 解:⑴ 偶氮二异庚腈(2分) 油溶液性、高活性,适用于本体聚合、悬浮聚合和溶液聚合。 ⑵ 氢过氧化异丙苯 水溶性、低活性,适用于乳液聚合和水溶液聚合。 ⒉ 何谓竞聚率?说明其物理意义?如何根据竞聚率值判断两单体的相对活性?如何根据竞聚率值判断两单体是否为理想恒比共聚? 竞聚率系单体均聚链增长速率常数和共聚链增长速率常数之比。即 21 22212111,k k r k k r == 它表征两单体的相对活性,可根据r 值,判断两单体能否共聚和共聚类型;r 值越大该 2CH 3 CH CH 2 C + N CH 3CH 3CN CH 3 CH CH 2 C N N C CH 2 CH CH 3 CH 3CH 3CH 3CH 3 CN CN HOO C HO + C O CH 3CH 3 CH 3CH 3

高分子化学第五版资料

名词解释: 1、溶胶效应→当转化率达到一定数值时,由于粘度的增加而导致聚合速度迅速增大的现象叫做凝胶效应 2、凝胶点→多官能团单体聚合到某一程度,开始交联,气泡也难以上升,出现凝胶化现象,这时所对应的反应程度叫做凝胶点 3、半衰期→引发剂分解至其实浓度一般所需要的时间 4、引发剂效率→引发聚合的引发剂占引发剂分解或者消耗总量的分数 5、自由基寿命→自由基从产生到终止所经历的时间 5、动力学连场→每一个单体从链引发到链终止所消耗的单体分子数 6、均聚物→有一种单体引发聚合的聚合物 7、官能度→一分子物质能参与反应的官能团数目 8、立构规整度→立构规整聚合物占总聚合物的百分数 填空: 1、聚合反应按聚合机理可分为逐步聚合和连锁聚合,按单体结构变化可分为缩聚反应、加聚反应和开环聚合。其中属于连锁反应的又分为自由基聚合、阴离子聚合和阳离子聚合。连锁反应的基元反应包含链引发、链增长、(链转移)、链终止。 2、聚合物按主链结构可分为碳链聚合物、杂链聚合物、半有机聚合物、(无机聚合物)。 3、有机合成材料包含橡胶、纤维、树脂三大类。 4、著名的化学家 Carothers 提出了凝胶点理论,Ziegler-Natta 发现了金属络合催化体系。 5、甲苯和甲醛进行共聚的时候甲苯的聚合度为 3 。 6、共聚中影响聚合度的因素有反应程度、平衡常数和集团数比,如果集团数比不相同时一 般通过控制集团数比来控制预聚合度 7、线型缩聚通过外加酸催化时平均聚合度和时间的关系为X k ' Ct 1 8、逐步聚合的实施方法有:溶液聚合、熔融聚合、界面聚合和固相聚合,其中酯交换法合 成聚氨酯和涤纶聚酯的合成时用熔融聚合的方法,光气法合成聚氨酯应当用界面聚合。 9、自由基聚合从微观角度看其聚合特点是:慢引发、快增长、速终止。故其控速步骤是链 引发阶段。 10、聚合反应中所应用的引发剂可分为偶氮类、有机过氧类和无机过氧类三种。 fk 11、自由基聚合中聚合速率与引发剂浓度之间的关系为:R k k I M,此关系 成立的前提是做出了聚合度比较大、等活性理论和稳态假设三个假定。 ln 2 12、自由基聚合反应中一引发剂的分解速率常数为k d,则这个引发剂的半衰期t1/2= ,一 k 般选取引发剂的时候,其半衰期应在聚合温度下达到 10h 左右。 13、自由基共聚会生成交替共聚、无规共聚、嵌段共聚和接枝共聚四中类型聚合物。 14、自由基共聚中影响单体竞聚率的因素有溶剂、温度、压力等。对竞聚率的测定方法有曲线拟合法、直接交叉法和截距斜率法三种。 15、聚合反应中常用的聚合方法有溶液聚合、本体聚合、乳液聚合和悬浮聚合四种,其中乳液聚合的组成有:单体、水溶性引发剂、水、乳化剂;悬浮聚合的组成包含:单体、油溶性引发剂、水和分散剂。四类聚合方法中在能提高聚合速率的同时提高聚合度的是乳液聚合。

高分子化学试卷库(01A)答案

一、基本概念题(共15分,每题3分) ⒈聚合物的化学反应 天然聚合物或由单体经聚合反应合成的聚合物为一级聚合物,若其侧基或端基为反应性基团,则在适当的条件下可发生化学反应,从而形成新的聚合物(为二级聚合物),由一级聚合物变为二级聚合物的化学反应。 ⒉缩聚反应 含有两个或两个以上官能团的低分子化合物,在官能团之间发生反应, 缩去小分子的同时生成高聚物的可逆平衡反应。 ⒊乳化作用 某些物质能降低水的表面张力,能形成胶束,胶束中能增溶单体,对单体液滴有保护作用,能使单体和水组成的分散体系成为稳定的难以分层的乳液,这种作用谓之。 ⒋动力学链长 一个活性中心,从引发开始到真正终止为止,所消耗的单体数目。 ⒌引发剂半衰期 引发剂浓度分解至起始浓度的一半所需的时间。 二、填空题(共20分,每空1分) ⒈自由聚合的方法有本体聚合、悬浮聚合、溶液聚合和乳液聚合。 ⒉逐步聚合的方法有熔融缩聚、溶液缩聚、界面缩聚和固相缩聚等。 ⒊聚氨酯大分子中有氨基甲酸酯基、异氰酸酯基、脲基甲酸酯基 和缩二脲基等基团。 ⒋聚合反应按反应机理可分为连锁聚合、逐步聚合、开环聚合 和聚合物的化学反应。 ⒌聚合物按大分子主链的化学组成可分碳链聚合物、杂链聚合物、元素有 机聚合物和无机聚合物。 三、简答题(共20分每题5分)

⒈ 乳液聚合的特点是什么? ⑴ 以水为介质价廉安全,乳液聚合中聚合物的相对分子质量可以很高,但体系的粘度可以很低,故有利于传热,搅拌和物料输送,便于连续操作。 ⑵ 聚合物胶乳可以作为粘合剂、涂料或表面处理剂等直接利用。 ⑶ 用于固体聚合物时需要加电解质破乳、水洗和干燥等工序,工艺过程较复杂,生产成本较悬浮聚合高。 ⑷ 乳液聚合体系中基本上消除了自动加速成现象;乳液聚合的聚合速率可以很高,聚合物的相对分子质量也很高。 ⑸ 产品中的乳化剂难以除净,影响聚合物的电性能。 ⒉ 乙烯进行自由基聚合时,为什么得到低密度PE ?写出产生长支链和短支链有关的化学反应方程式? 原因 :乙烯高温、高压自由基聚合时,聚乙烯链自由基向聚乙烯大分子的转移反应不能忽略,链转移的结果使聚乙烯大分子产生长支链和C 2~C 4短支链。 有关的化学反应方程式: 分子间转移生成长支链: ~~~CH 2 CH 2 + ~~~CH 2 CH 2~~~ ~~~CH 2 CH 3 + ~~~CH 2 CH ~~~ CH 2 CH + m CH 2 CH 2 CH 2 CH CH 2CH 2 CH 2 CH 2 终止 CH 2 CH CH 2CH 2CH 2CH 2 (支化PE)

最新高分子化学期末重点试题及答案

1、使自由基聚合反应速率最快的聚合方式是(C )。 A.热引发聚合 B.光聚合 C.光敏聚合 D. 热聚合 答案( C ) 2、在自由基聚合反应中,链自由基的( D )是过氧类引发剂引发剂效率降低 的主要原因 A.屏蔽效应 B.自加速效应 C.共轭效应 D.诱导效应 3、MMA(Q=0.74)与( C )最容易发生共聚 A. St(1.00 ) B. VC(0.044 ) C. AN ( 0.6 ) D. B( 2.39) 4、异戊二烯配位聚合理论上可制得( 6 )种立体规整聚合物。 A. 6 B. 4 C. 5 D.3 1、丁二烯配位聚合可制得(B )种立体规整聚合物。 A. 6 B. 4 C. 5 D.3 5、是阻聚剂并可用于测定引发反应速率的是( B ) A.对苯二酚 B.DPPH C.AIBN D.双酚A 3、丁二烯(e=-1.05)与(D )最容易发生交替共聚 A.苯乙烯(-0.8) B.氯乙烯(0.20) C.丙烯腈(0.6) D.马来酸酐(2.25) 4、不需要引发剂的聚合方法是(D )。 A.热引发聚合 B.光聚合 C.光敏聚合 D. 热聚合 5、常用于保护单体的试剂是( D ) A. BPO B.FeCl3 C.AIBN D. 对苯二酚 1、某一聚合反应,单体转化率随反应时间的延长而增加。它属于(连锁)聚合 反应。 2、BPO在高分子合成中是(引发剂)剂,对苯二酚加在单体中用作(阻聚剂)。 3、氧在低温时是(阻聚剂 )、在高温时是(引发剂)。 4、常用的逐步聚合反应方法有(熔融)缩聚、( 溶液) 缩聚、(界面 ) 缩聚。 5、链转移剂能使聚合物的分子量(降低 ) 7、梯形结构聚合物有较高的(热 )稳定性。 8、聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯和聚丙烯的结构分别是(-[CH2CH2]n- )、(-[CH2CH(C6H5)]n- )、(-[CH2CHCl]n- )和(-[CH2CHCH3]n- )。 9、腈纶的化学名称是(聚丙烯腈)。 精品文档

高分子化学(第五版)潘祖仁版课后习题答案

第一章 绪论 计算题 1. 求下列混合物的数均分子量、质均分子量和分子量分布指数。 a 、组分A :质量 = 10g ,分子量 = 30 000; b 、组分B :质量 = 5g ,分子量 = 70 000; c 、组分C :质量 = 1g ,分子量 = 100 000 解:数均分子量 38576 100000 /170000/530000/101 510) /(=++++= = =≡∑∑∑∑∑i i i i i i i n M m m n M n n m M 质均分子量 10300005700001100000 46876 1051 i i w i i i m M M w M m = =?+?+?= =++∑∑∑ 分子量分布指数 w M /n M =46876/38576 = 第2章 缩聚与逐步聚合 计算题 2. 羟基酸HO-(CH 2)4-COOH 进行线形缩聚,测得产物的质均分子量为18,400 g/mol -1,试计算:a. 羧基已经醌化的百分比 b. 数均聚合度 c. 结构单元数n X 解:已知100,184000==M M w 根据 p p X M M X w w w -+= = 110和得:p=,故已酯化羧基百分数为%。 9251,1=+=n n w M P M M 51.92100 92510=== M M X n n

8. 等摩尔的乙二醇和对苯二甲酸在280℃下封管内进行缩聚,平衡常数K=4,求最终n X 。另在排除副产 物水的条件下缩聚,欲得 100=n X ,问体系中残留水分有多少 解: 3111 =+=-= K p X n L mol n n K pn K p X w w w n /10*410011 4-==≈=-= 9. 等摩尔二元醇和二元酸缩聚,另加醋酸%,p=或时聚酯的聚合度多少 解:假设二元醇与二元酸的摩尔数各为1mol ,则醋酸的摩尔数为。N a =2mol ,N b =2mol ,015.0' =b N mol 985.0015 .0*222 2, =+= += b b a N N N r 当p=时, 88.79995 .0*985.0*2985.01985 .01211=-++=-++= rp r r X n 当p=时, 98.116999 .0*985.0*2985.01985 .01211=-++=-++= rp r r X n 14题 18. 制备醇酸树脂的配方为 季戊四醇、邻苯二甲酸酐、丙三羧酸[C 3H 5(COOH )3],问能否不产生凝胶而

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高分子化学 (第五版 )潘祖仁版课后习题答案 第一章绪论 思考题 1.举例说明单体、单体单元、结构单元、重复单元、链节等 名词的含义,以及它们之间的相互关系和区别。 答:合成聚合物的原料称做单体,如加聚中的乙烯、氯乙烯、苯乙烯,缩聚中的己二胺和己二酸、乙二醇和对苯二甲酸等。在聚合过程中,单体往往转变成结构单元的形式,进入大分 子链,高分子由许多结构单元重复键接而成。在烯类加聚物 中,单体单元、结构单元、重复单元相同,与单体的元素组 成也相同,但电子结构却有变化。在缩聚物中,不采用单体 单元术语,因为缩聚时部分原子缩合成低分子副产物析出, 结构单元的元素组成不再与单体相同。如果用 2 种单体缩聚成缩聚物,则由 2 种结构单元构成重复单元。 聚合物是指由许多简单的结构单元通过共价键重复键接而 成的分子量高达104-106的同系物的混合物。 聚合度是衡量聚合物分子大小的指标。以重复单元数为基 准,即聚合物大分子链上所含重复单元数目的平均值,以DP 表示;以结构单元数为基准,即聚合物大分子链上所含结构 单元数目的平均值,以X n表示。 2.举例说明低聚物、齐聚物、聚合物、高聚物、高分子、大 分子诸名词的的含义,以及它们之间的关系和区别。

答:合成高分子多半是由许多结构单元重复键接而成的聚合 物。聚合物( polymer )可以看作是高分子( macromolecule )的同义词,也曾使用 large or big molecule 的术语。 从另一角度考虑,大分子可以看作 1 条大分子链,而聚合物 则是许多大分子的聚集体。 根据分子量或聚合度大小的不同,聚合物中又有低聚物和高 聚物之分,但两者并无严格的界限,一般低聚物的分子量在 几千以下,而高聚物的分子量总要在万以上。多数场合,聚 合物就代表高聚物,不再标明“高”字。 齐聚物指聚合度只有几~几十的聚合物,属于低聚物的范畴。 低聚物的含义更广泛一些。 3.写出聚氯乙烯、聚苯乙烯、涤纶、尼龙 -66、聚丁二烯和天 然橡胶的结构式(重复单元)。选择其常用 分子量,计算聚合度。 聚合物结构式(重复单元) 聚氯乙烯-[-CH 2CHCl-]- n 聚苯乙烯-[-CH 2CH(C 6H5)-] n 涤纶-[-OCH 2CH2O?OCC 6H4CO-] n 尼龙 66(聚酰胺 -66 )-[-NH(CH 2)6NH ?CO(CH 2)4CO-] n 聚丁二烯-[-CH 2CH=CHCH 2 -] n 天然橡胶-[CH 2CH=C(CH 3)CH 2-] n

高分子化学试卷及答案C

齐齐哈尔大学试卷 考试科目:高分子化学试卷编号:C 适用对象:高分子材料051-053使用学期:2007—2008—1 第三学期 课程编码:01313001 共6道大题总分100分共3 页 考生须知: 1)姓名必须写在装订线左侧,其它位置一律作废。 2)请先检查是否缺页,如缺页应向监考教师声明,否则后果由考生负责。 3)答案一律写在答题纸上,可不抄题,但要标清题号。 4)用兰色或黑色的钢笔、圆珠笔答题。 监考须知:请将两份题签放在上层随答题纸一起装订。 一、单项选择题(总分20分,每小题2分) 1.目前使用的全同聚丙烯是丙烯经___________聚合得到的。 A 阳离子聚合 B 自由基聚合 C 配位聚合 D 阴离子聚合 2.聚氨酯通常是由两种单体反应获得,它们是_______。 A 己二胺-己二酸二甲酯 B 三聚氰胺-甲醛 C 己二醇-二异氰酸酯 D 己二胺-二异氰酸酯 3.合成线型酚醛预聚物的催化剂应选用_______。 A 草酸 B 正丁基锂 C 氢氧化钙 D 过氧化氢 4.在己二酸和己二醇缩聚反应中加入0.4%的对甲苯磺酸起到的作用为_____。 A 链转移剂 B 提高聚合速率 C 控制分子量 D 提高反应程度 5. 1.8mol邻苯二甲酸酐,1mol丙三醇,0.1mol的1,2-丙二醇组成缩聚体系。用Carothers 方程计算出该缩聚体系的凝胶点约等于______。 A 1.0 B 0.96 C 0.85

D 0.91 6.下列哪个聚合物最容易解聚成单体 A PE B PVC C PAN D PMMA 7. 下列哪个单体相对活性较大 A 苯乙烯 B 丙烯腈 C 氯乙烯 D 醋酸乙烯酯 8.自由基聚合体系中出现自动加速现象的原因是_______。 A 单体浓度降低 B 引发剂浓度降低 C 体系温度升高 D 体系粘度增大 9.对于自由基聚合,在其他条件保持不变的前提下升高聚合温度,得到的聚合物的分子量将______。 A 减小 B 增大 C 不变 D 说不准 10.涤纶树脂的醇解是______反应。 A 功能化 B 聚合度相似转变 C 化学降解 D 改善性能 二、聚合物制备反应方程式(总分10分,每小题2分) 1.顺丁橡胶 2. Nylon-1010 3. nCH2=CHOR 4.有机玻璃 5.聚醋酸乙烯酯 三、判断题(总分20分,每小题2分) 1.n-C4H9Li + CH2=CHCl能进行聚合反应对吗? 2.Fe2++H2O2+ CH2=CHCOOCH3能进行聚合反应对吗? 3.Na +CH2=CHOR 能进行聚合反应对吗? 4.CH2=CH-CH3能进行自由基聚合,对吗?

高分子化学试题及答案

高分子化学试题 一、选择题 1.下列说法对于尼龙-66正确的是:() A . 重复单元=结构单元 B . 结构单元=单体单元 C. DP = D. = 2n 2.乳液聚合物的粒径大小为() A. 1~10μm B. 0.01~5mm C. 0.5~1.0mm D. 0.05~0.15μm 3.聚氯乙烯和聚丙烯的英文缩写符号分别是:() A . PVC PP B . PET PS C. PET PE D. PVC PU 4.聚合物SBR的组成:() A . 乙烯和丙烯的共聚物 B . 乙烯和醋酸丙烯的共聚物 C. 丙烯腈和1,3-丁二烯的共聚物 D. 苯乙烯和1,3-丁二烯的共聚物 5.四氢呋喃可以进行下列哪种聚合() A . 自由基聚合 B . 阴离子聚合 C. 阳离子聚合 D. 配位聚合 6.下列属于自由基聚合的引发剂的是() A . Na + 萘 B . + 水 C. n-C4H9Li D. (C6H5CO)2O2 7. 聚1,3-丁二烯有几种立体异构体,属于几何异构体有几种,聚丙烯有几种立体异构体,属于光学异构体有几种()A. 4 4 3 3 B. 4 2 3 3 C. 4 4 3 0 D. 4 2 3 0 8. 自动加速效应是自由基聚合特有的现象,他不会导致() A. 聚合速率增加 B. 爆聚现象 C. 相对分子质量分布变窄 D. 聚合物相对分子质量增加 9.若聚合反应温度对聚合速率和分子量影响均较小,是因为() A. 聚合热小 B. 引发剂分解活化能低 C. 反应是放热反应 D. 引发剂分解活化能高 10.本体聚合至一定转化率时会出现自动加速现象,这时体系中的自由基浓度[M·]和自由基寿命τ的变化为()A. [M·]增加,τ延长 B. [M·]增加,τ缩短 C. [M·]减少,τ延长 D. [M·]减少,τ缩短 二、填空题 1. 无定形高聚物的物理状态及力学性质随温度而变,其中T g是;T f是,而在结晶高聚物中T m 是。 2. 聚合物的一次结构是与结构单元有关的结构它包括、和。 3. 本体聚合应选择引发剂、乳液聚合应选择引发剂。 4. 聚合物聚合度变大的化学反应有、和等。 5. 凡能获得立体规整性聚合物的聚合反应,都称为。采用Ziegler-Natta引发剂所得的聚合物通常是,也可以是。 6. 等摩尔的二元醇和二元酸在一定温度下,于封管中进行均相聚合,已知该温度下的平衡

最新-潘祖仁第五版高分子化学知识点 精品

潘祖仁第五版高分子化学知识点 篇一:高分子化学第五版潘祖仁第一章思考题1举例说明单体、单体单元、结构单元、重复单元、链节等名词的含义,以及它们之间的相互关系和区别。 答:合成聚合物的原料称做单体,如加聚中的乙烯、氯乙烯、苯乙烯,缩聚中的己二胺和己二酸、乙二醇和对苯二甲酸等。 在聚合过程中,单体往往转变成结构单元的形式,进入大分子链,高分子由许多结构单元重复键接而成。 在烯类加聚物中,单体单元、结构单元、重复单元相同,与单体的元素组成也相同,但电子结构却有变化。 在缩聚物中,不采用单体单元术语,因为缩聚时部分原子缩合成低分子副产物析出,结构单元的元素组成不再与单体相同。 如果用2种单体缩聚成缩聚物,则由2种结构单元构成重复单元。 聚合物是指由许多简单的结构单元通过共价键重复键接而成的分子量高达104-106的同系物的混合物。 聚合度是衡量聚合物分子大小的指标。 以重复单元数为基准,即聚合物大分子链上所含重复单元数目的平均值,以表示;以结构单元数为基准,即聚合物大分子链上所含结构单元数目的平均值,以表示。 2举例说明低聚物、齐聚物、聚合物、高聚物、高分子、大分子诸名词的的含义,以及它们之间的关系和区别。 答:合成高分子多半是由许多结构单元重复键接而成的聚合物。 聚合物()可以看作是高分子()的同义词,也曾使用的术语。 从另一角度考虑,大分子可以看作1条大分子链,而聚合物则是许多大分子的聚集体。 根据分子量或聚合度大小的不同,聚合物中又有低聚物和高聚物之分,但两者并无严格的界限,一般低聚物的分子量在几千以下,而高聚物的分子量总要在万以上。 多数场合,聚合物就代表高聚物,不再标明“高”字。 齐聚物指聚合度只有几~几十的聚合物,属于低聚物的范畴。

高分子化学试卷库(01B)答案

《高分子化学》试题答案 试题编号:01 (B) 课程代号:2040301 课程学时:56 一、基本概念(共14分,5. 2 分,其余3分) ⒈聚合物的无规降解 聚合物在热的作用下,大分子链发生任意断裂,使聚合度降低,形成低聚体,但单体收率很低(一般小于3%),这种热降解称为无规降解。 ⒉体型缩聚反应 缩聚反应体系中只要有一种单体是含有两个以上官能团的化合物,缩聚反应将向着三个方向发展生成体型缩聚物,生成体型缩聚物的缩聚反应谓之。 ⒊乳化剂 能降低水的表面张力,对单体液滴起保护作用,能形成胶束,增溶单体,能使单体和水体系成为一种非常稳定的难以分层的乳液的物质。 ⒋自由基共聚合反应 两种或两种以上单体混合物,经引发聚合后,形成的聚合物其大分子链中,含有两种或两种以上单体单元的聚合过程,称为自由基共聚合反应,简称自由基共聚。 ⒌引发剂 含有弱键的化合物在热的作用下共价键均裂,产生自由基的物质。 二、填空题(共20分,每空1分) ⒈自由聚合的单体有乙烯、氯乙烯、醋酸乙烯和甲基丙烯酸甲酯等。 ⒉单体可分为乙烯及其衍生物、含有两个或两个以上官能团的小分子化合物和环状化合物三大类。 ⒊表征乳化剂性能的指标是临界胶束浓度、亲水亲油平衡值和三相平衡点。

⒋ 阴离子聚合的引发体系有 碱金属 、 碱金属配合物 和 强碱 等。 ⒌ 某些聚合物按主链中含有的特征基团可命名为 聚酯 、聚酰胺 、聚氨酯 和 聚醚等。 ⒍ 根据共聚物大分子链中单体单元的排列顺序,共聚物分为 无规共聚物 、 交替共聚物 、 嵌段共聚物 和 接枝共聚物 。 三、简答题(共20分,每题5分) ⒈ 乳化剂不参加聚合反应,但它的存在对聚合反应有很大影响,为什么? 乳化剂虽不参加反应,但能形成胶束,参与形成乳胶粒。而乳胶粒是乳液聚合反应的场所。根据乳液聚合动力学方程可知,乳化剂用量大,形成的乳胶粒数N 多,聚合反应速率p R 快,聚合物的平均聚合度n X 大。 ρ 2)(N M c k X p n ?= ⒉ 什么叫聚合物相对分子质量的多分散性? 即使纯粹的聚合物也是由化学组成相同,相对分子质量不同的同系物组成的混合物。聚合物相对分子质量的不均一性,称其为相对分子质量的多分散性。我们所说的聚合物的平均相对分子质量具有统计平均的意义。 ⒊ 何谓自动加速现象?并解释产生的原因。 在自由基聚合体系中,当达到一定转化率时,聚合体系中出现聚合速率突然加快,聚合物的平均相对分子质量也随之增大的现象称为自动加速现象。 造成自动加速的原因是随着反应的进行,体系粘度渐增,链自由基由伸展状态变为卷曲状态,溶解性能变差,链段重徘受阻,活性中心被包埋,双基终止困难t k 变小;而此时,单体的扩散未受阻碍,链增长反应不受影响,p k 基本不变,2 1t p ) (/k k 增大,聚合 A N N c k R 210×(M) =3 p p

(完整版)高分子化学试题合辑附答案

《高分子化学》课程试题 得分 一、基本概念(共15分,每小题3分) ⒋动力学链长 ⒌引发剂半衰期 二、填空题(将正确的答案填在下列各题的横线处)( 每空1 分,总计20分) ⒈自由聚合的方法有本体聚合、溶液聚合、乳液聚合和悬浮聚合。 ⒉逐步聚合的方法有熔融缩聚、溶液缩聚、固相缩聚和界面缩聚。 ⒊聚氨酯大分子中有、、 和基团。 ⒋聚合反应按反应机理可分为连锁聚合、逐步聚合、 开环聚合和聚合物之间的化学反应四类。 ⒌聚合物按大分子主链的化学组成碳链聚合物、杂链聚合物、元素无机聚合物和元素有机聚合物四类。 得分 三、简答题(共20分,每小题5分) ⒈乳液聚合的特点是什么? ⒊什么叫自由基?自由基有几种类型?写出氯乙烯自由基聚合时链终止反应方程式。 四、(共5分,每题1分)选择正确答案填入( )中。 ⒈自由基共聚合可得到( 1 4 )共聚物。

⑴无规共聚物⑵嵌段共聚物⑶接技共聚物⑷交替共聚物 ⒉为了得到立构规整的PP,丙烯可采用( 4 )聚合。 ⑴自由基聚合⑵阴离子聚合⑶阳离子聚合⑷配位聚合 ⒊工业上为了合成聚碳酸酯可采用( 1 2 )聚合方法。 ⑴熔融缩聚⑵界面缩聚⑶溶液缩聚⑷固相缩聚 ⒋聚合度基本不变的化学反应是( 1 ) ⑴PVAc的醇解⑵聚氨酯的扩链反应⑶高抗冲PS的制备⑷环氧树脂的固化 ⒌表征引发剂活性的参数是( 2 4 ) ⑴k p(⑵t1/2⑶k i⑷k d 五、计算题(共35分,根据题目要求计算下列各题) ⒈(15分)用过氧化二苯甲酰(BPO)作引发剂,60℃研究甲基丙烯酸甲酯的本体聚合。已知:C (偶合终止系数)=0.15;D (歧化终止系数)=0.85; f =0.8; k p=3.67×102 L/ mol.s;k d =2.0×10-6 s-1; k t=9.30×106 L/ mol.s;c(I)=0.01 mol / L; C M=1.85×10-5;C I=2×10-2; 甲基丙烯酸甲酯的密度为0.937 g./ cm3; X。 计算:聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的平均聚合度 n 《高分子化学》课程试题 一、基本概念(共14分,5. 2分, 其余3分) ⒋自由基共聚合反应

高分子化学试卷库(04A)答案

一、基本概念题(共15分,每题3分) ⒉ 引发剂的引发效率f :引发剂分解产生初级自由基,但初级自由基不一定都能引发单体形成单体自由基,用于引发单体形成单体自由基的百分率,称为引发剂的引发效率,记作f ,(f <1=。 ⒊ 向大分子转移常数p C :链自由基可能向已形成的大分子发生转移反应。转移结果,链自由基形成一个大分子,而原来的大分子变为一个链自由基。p P tr,P = k k C , 它表征链自由基向大分子转移速率常数与增长速率常数之比。 ⒋ 逐步加成聚合反应:形成大分子的方式如同连锁聚合那样是通过单体反复加 成而进行的,而动力学过程如同缩聚那样是随着反应时间的延长聚合物的相对分子质量逐步增大,聚合物的结构酷似缩聚物。⒌ 聚合度变大的化学反应:聚合物的扩链、嵌段、交联和接枝使聚合物聚合度增大,称为聚合度变大的化学反应。 二、(共10分,每错一处扣1分)选择正确答案填入( )中。 1.(本题1分)某工厂用PVC 为原料制搪塑制品时,从经济效果和环境考 虑,他们决定用( ⑶ )聚合方法。 ⑴ 本体聚合法生产的PVC ⑵ 悬浮聚合法生产的PVC ⑶ 乳液聚合法生产的PVC ⑷ 溶液聚合法生产的PVC ⒉(本题1分)为了提高棉织物的防蛀和防腐能力,可以采用烯类单体与棉纤维辐射技术或化学引发接枝的方法,最有效的单体是( ⑶ ) ⑴ CH 2=CH -COOH ⑵ CH 2=CH -COOCH 3 ⑶ CH 2=CH -CN ⑷ CH 2=CH -OCOCH 3 ⒊ (本题1分)在乙酸乙烯酯的自由基聚合反应中加入少量苯乙烯,会发生( ⑵ ) ⑴ 聚合反应加速; ⑵ 聚合反应停止; ⑶ 相对分子量降低; ⑷ 相对分子量增加。 ⒋ (4分)丙烯酸单体在85℃下采用K 2S 2O 8为引发剂,在水溶液中引发聚合,可制得10000>n M 的产品。若要制得1000

潘祖仁高分子化学作业答案

第四版习题答案(第一章) 思考题 1. 举例说明单体、单体单元、结构单元、重复单元、链节等名词的含义,以及它们之间的相互关系和区别。答:合成聚合物的原料称做单体,如加聚中的乙烯、氯乙烯、苯乙烯,缩聚中的己二胺和己二酸、乙二醇和对苯二甲酸等。 在聚合过程中,单体往往转变成结构单元的形式,进入大分子链,高分子由许多结构单元重复键接而成。在烯类加聚物中,单体单元、结构单元、重复单元相同,与单体的元素组成也相同,但电子结构却有变化。在缩聚物中,不采用单体单元术语,因为缩聚时部分原子缩合成低分子副产物析出,结构单元的元素组成不再与单体相同。如果用2种单体缩聚成缩聚物,则由2种结构单元构成重复单元。 聚合物是指由许多简单的结构单元通过共价键重复键接而成的分子量高达104-106的同系物的混合物。 聚合度是衡量聚合物分子大小的指标。以重复单元数为基准,即聚合物大分子链上所含重复单元数目的平 X表示。均值,以DP表示;以结构单元数为基准,即聚合物大分子链上所含结构单元数目的平均值,以 n 2. 举例说明低聚物、齐聚物、聚合物、高聚物、高分子、大分子诸名词的的含义,以及它们之间的关系和区别。 答:合成高分子多半是由许多结构单元重复键接而成的聚合物。聚合物(polymer)可以看作是高分子(macromolecule)的同义词,也曾使用large or big molecule的术语。 从另一角度考虑,大分子可以看作1条大分子链,而聚合物则是许多大分子的聚集体。 根据分子量或聚合度大小的不同,聚合物中又有低聚物和高聚物之分,但两者并无严格的界限,一般低聚物的分子量在几千以下,而高聚物的分子量总要在万以上。多数场合,聚合物就代表高聚物,不再标明“高”字。 齐聚物指聚合度只有几~几十的聚合物,属于低聚物的范畴。低聚物的含义更广泛一些。 3. 写出聚氯乙烯、聚苯乙烯、涤纶、尼龙-66、聚丁二烯和天然橡胶的结构式(重复单元)。选择其常用分子量,计算聚合度。 聚合物结构式(重复单元) 聚氯乙烯-[-CH2CHCl-]- n 聚苯乙烯-[-CH2CH(C6H5)-]n 涤纶-[-OCH2CH2O?OCC6H4CO-]n 尼龙66(聚酰胺-66)-[-NH(CH2)6NH?CO(CH2)4CO-]n 聚丁二烯-[-CH2CH=CHCH2 -]n 天然橡胶-[CH2CH=C(CH3)CH2-]n 聚合物分子量/万结构单元分子 DP=n 特征 量/万

潘祖仁版 高分子化学(第五版)课后习题答案.

高分子化学 第一章绪论 思考题 1. 举例说明单体、单体单元、结构单元、重复单元、链节等名词的含义,以及它们之间的相互关系和区别。答:合成聚合物的原料称做单体,如加聚中的乙烯、氯乙烯、苯乙烯,缩聚中的己二胺和己二酸、乙二醇和对苯二甲酸等。 在聚合过程中,单体往往转变成结构单元的形式,进入大分子链,高分子由许多结构单元重复键接而成。在烯类加聚物中,单体单元、结构单元、重复单元相同,与单体的元素组成也相同,但电子结构却有变化。在缩聚物中,不采用单体单元术语,因为缩聚时部分原子缩合成低分子副产物析出,结构单元的元素组成不再与单体相同。如果用2种单体缩聚成缩聚物,则由2种结构单元构成重复单元。 聚合物是指由许多简单的结构单元通过共价键重复键接而成的分子量高达104-106的同系物的混合物。 聚合度是衡量聚合物分子大小的指标。以重复单元数为基准,即聚合物大分子链上所含重复单元数目的平 X表示。均值,以DP表示;以结构单元数为基准,即聚合物大分子链上所含结构单元数目的平均值,以n 2. 举例说明低聚物、齐聚物、聚合物、高聚物、高分子、大分子诸名词的的含义,以及它们之间的关系和区别。 答:合成高分子多半是由许多结构单元重复键接而成的聚合物。聚合物(polymer 可以看作是高分子(macromolecule的同义词,也曾使用large or big molecule的术语。 从另一角度考虑,大分子可以看作1条大分子链,而聚合物则是许多大分子的聚集体。

根据分子量或聚合度大小的不同,聚合物中又有低聚物和高聚物之分,但两者并无严格的界限,一般低聚物的分子量在几千以下,而高聚物的分子量总要在万以上。多数场合,聚合物就代表高聚物,不再标明“高”字。 齐聚物指聚合度只有几~几十的聚合物,属于低聚物的范畴。低聚物的含义更广泛一些。 3. 写出聚氯乙烯、聚苯乙烯、涤纶、尼龙-66、聚丁二烯和天然橡胶的结构式(重复单元。选择其常用分子量,计算聚合度。 聚合物结构式(重复单元 聚氯乙烯-[-CH2CHCl-]- n 聚苯乙烯-[-CH2CH(C6H5-]n 涤纶-[-OCH2CH2O?OCC6H4CO-]n 尼龙66(聚酰胺-66-[-NH(CH26NH?CO(CH24CO-]n 聚丁二烯-[-CH2CH=CHCH2 -]n 天然橡胶-[CH2CH=C(CH3CH2-]n 聚合物分子量/万结构单元分子 量/万 DP=n 特征塑料 聚氯乙烯聚苯乙烯5~15 10~30 62.5

高分子化学试题及答案

高分子化学期末考试试题B 一、名词解释(10) 1、分子量多分散性 2、凝胶化现象 3、自动加速效应 4、配位聚合 5、交联 二、写出聚合反应式(10) 1. 有机玻璃 2. OCHN NHCO CH 3 O (CH 2)4 O]n [_ _ _ ~ ~18 3. CH CH 2~ [CH 233 _C _ ]n ~ 19 4. OC(CH 2)5NH ~[OC(CH 2)5NH]n ~= 5. HO(CH 2)4OH + HC = CH OC CO O 20 三、填空(50)(1-10题每空分,11-13每题2分,14-19每题3分) 1、-[-OC -Φ-COO (CH 2)2O -]n -的名称叫(1),方括号内的部分称为(2)或称为(3)。n 称为(4),它和聚合物的分子量的关系是(5),其两个结构单元分别是(6)、(7)。 2、尼龙-是由(8)和(9)缩聚而成,第一个6代表(10),第二个6代表(11)。 3、BPO 的中文名称是(12),其热分解反应式是(13),它在聚合反应中用作(14)。 4、在己二酸和乙二醇的缩聚中通入N 2的作用是(15)、(16)、(17)。 5、下列单体可进行哪些聚合反应 (a )CH 2=CH -CH =CH 2 (18)、(19)、(20) (b )CH 2=CHCI (21) (c )CH 2=CHCN (22)、(23) (d )CH 2=C (CH 3)-COOCH 3 (24)、(25) 6、若k 11=145,k 22=2300的两种单体在某一聚合温度进行自由基共聚合,比较下述各项的大小(填>或< 单体活性:M 1(26)M 2 自由基活性:M 1(27)M 2 竞聚率:r 1(28)r 2 Q 值:Q 1(29)Q 共聚速率常数:k 12(30)k 21 7、悬浮聚合的配方(31)、(32)、(33)、(34),其颗粒大小由(35)和(36)所决定。加入次甲基兰水溶液的作用是(37)、(38)、(39)。 8、阴离子聚合的引发剂在弱极性溶剂,极性溶剂,强极性溶剂中各呈现的形态分别是(40)、

高分子化学考试模拟试卷及参考答案

高分子化学导论考试模拟试题 一、 写出合成下列高聚物一般常用的单体及由单体生成聚合物的反应式,指出反应所属类型(自由基型、阳离子型、阴离子型、共聚等反应中任何一种即可,对于需要多步反应的,可分步注明反应类型),并简要描述该高聚物最突出的性能特点。 1.丁腈橡胶; 解:单体为:H2C C H C H CH2 和 H2C CH CN 自由基聚合反应 H2C C H C H CH2+H2C CH CN H2 C C H C H H2 C H2 C H C CN m n AIBN 耐油性极好,耐磨性较高,耐热性较好,粘接力强。 2. 氯磺化聚乙烯; 解:反应式: CH2CH2 Cl2,SO2 -HCl CH2CHCH2CH2 SO2Cl 优异的耐臭氧性、耐大气老化性、耐化学腐蚀性等,姣好的物理机械性能、耐老化性能、耐热及耐低温性、耐油性、耐燃性、耐磨性、及耐电绝缘性。 3. 聚环氧乙烷; 解:阴离子开环聚合(醇钠催化)或者阳离子开环聚合(Lewis酸或者超强酸催化) H2C O CH2CH 2 CH2O n 良好的水溶性和生物相容性。4.SBS三嵌段共聚物;

解:阴离子聚合 m H2 H2 C H C R Li m n H2C C H C H CH2 H2 C CH R H2 C m C H C H H2 C Li n H2 C CH R H2 C m C H C H H2 C H2 C n H C Li p 双阴离子引发: ,Na n H2C C H C H CH2 H2 C C H C H H2 C Na Na H2 C CH H2 C m C H C H H2 C H2 C n H C p 具有优良的拉伸强度,表面摩擦系数大,低温性能好,电性能优良,加工性能好等特性,成为目前消费量最大的热塑性弹性体。 5. 环氧树脂(双酚A型); 解:缩聚反应,单体 HO C CH3 CH3 OH 和 H2C H C O CH2Cl 反应式:

(完整版)高分子化学试题合辑附答案

高分子化学》课程试题 一、基本概念(共15 分, 每小题 3 分) ⒋动力学链长 ⒌引发剂半衰期 二、填空题(将正确的答案填在下列各题的横线处)(每空 1 分,总计20 分) ⒈自由聚合的方法有本体聚合、溶液聚合、乳液聚合和悬浮聚合。 ⒉逐步聚合的方法有熔融缩聚、溶液缩聚、固相缩聚和界面缩聚。 ⒊聚氨酯大分子中有、、 和基团。 ⒋聚合反应按反应机理可分为连锁聚合、逐步聚合、 开环聚合和聚合物之间的化学反应四类。 ⒌聚合物按大分子主链的化学组成碳链聚合物、杂链聚合物、元素无机聚合物和元素有机聚合物四类。 三、简答题(共20 分,每小题 5 分) ⒈乳液聚合的特点是什么? ⒊什么叫自由基?自由基有几种类型?写出氯乙烯自由基聚合时链终止反应方程式。 四、(共 5 分,每题 1 分)选择正确答案填入()中。 ⒈自由基共聚合可得到( 1 4 )共聚物。

无规共聚物⑵ 嵌段共聚物⑶ 接技共聚物⑷ 交替共聚物 为了得到立构规整的PP ,丙烯可采用( 4)聚合。 自由基聚合⑵ 阴离子聚合⑶ 阳离子聚合⑷ 配位聚合 工业上为了合成聚碳酸酯可采用()聚合方法。 熔融缩聚⑵ 界面缩聚⑶ 溶液缩聚⑷固相缩聚 聚合度基本不变的化学反应是( PVAc 的醇解⑵ 聚氨酯的扩链反应⑶高抗冲PS 的制备⑷ 环氧树脂的固化 表征引发剂活性的参数是 k p (⑵ t1/2 ⑶ k i ⑷ k d 五、计算题(共35 分,根据题目要求计算下列各题) ⒈(15 分)用过氧化二苯甲酰(BPO)作引发剂,60 ℃研究甲基丙烯酸甲酯的本体聚合。 已知: C (偶合终止系数)=0.15 D (歧化终止系数)=0.85 ; f =0.8; k p= 3.67 ×102 L/ mol.s ;k d = 2.0 ×10 -6 s-1; k t=9.30 ×106 L/ mol.s ;c(I)=0.01 mol / L ; C M=1.85 ×10 -5;C I=2×10-2; 甲基丙烯酸甲酯的密度为0.937 g./ cm 3; 计算:聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的平均聚合度X n 。 高分子化学》课程试题 、基本概念(共14 分,5. 2 分, 其余3分) ⒋自由基共聚合反应

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