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高分子化学第五版课后习题答案解析

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n

X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-[-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=192

114+112=226

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

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

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-[-NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO-]-n聚己二酰己二胺（聚酰

酸胺-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. [CH 2=C(CH 3)2]n

b. [NH(CH 2)6NHCO(CH 2)4CO]n

c. [NH(CH 2)5CO]n

d. [CH 2C(CH 3)=CHCH 2]n

————————

序号单体聚合物加聚、缩聚或开环聚合

连锁、逐步聚合

a CH 2=C(CH 3)2异丁烯

聚异丁烯加聚连锁

NH 2(CH 2)6NH 2己二胺、HOOC(CH 2)4COOH

己二酸

聚已二酰己二胺，尼龙

66 缩聚

逐步

c NH(CH 2)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 CH 2=C(CH 3)-CH=CH 2

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

OH CH 3CH 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 3H 2O -HCl

O-Si CH 3

CH 3

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、机械性能等主要特征列于下表。

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5000~1万-123 -40 非极性高弹态低强高弹性

塑料

聚乙烯1500~1万-125 130 非极性晶态中强低模量聚氯乙烯600~1600 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

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

w i

m M M w 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：

21000

2=+=

n M m M m m M

1950002..=+=

M m M m M wB

wA w

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?10-3

mol 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=∑，852010

*5.23

.213

-n M ，310*5.2=∑i N 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的COOH 和NH 2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

X M M X w w w -+=

110和得：p=0.989，故已酯化羧基百分数为98.9%。 9251,1=+=n n

w M P M M 51.92100

92510===

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n X －p 关系图。

解：

0.500 0.800 0.900 0.950 0.970 0.980 0.990 0.995 p

X n -=

33.3

100

200

DP=X n /2 1 2.5 5 10 16.65 25 50 100 M n =113；X n =18

244

583

1148

2278

3781

5668

11318

22618

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

mol n n K

pn K

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1.5%，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摩尔数各为1mol ，则醋酸的摩尔数为0.015mol 。N a =2mol ，N b =2mol ，

015.0'=b N mol

985.0015

.0*222

=+=

b a N N N r

当p=0.995时，

88.79995

.0*985.0*2985.01985

.01211=-++=-++=

rp r r X n

当p=0.999时，

98.116999

.0*985.0*2985.01985

.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20000，问1010盐的酸值应该是多少？（以mg KOH/g 计）

解：尼龙1010重复单元的分子量为338，则其结构单元的平均分子量M=169

34.118169

20000

n X

假设反应程度p=1，

983.0,11211=-+=-++=

r r

rp r r X n

尼龙1010盐的结构为：NH 3+

（CH 2）NH 3OOC （CH 2）8COO -

，分子量为374。由于癸二酸过量，假设Na （癸二胺）=1，N b （癸二酸）=1.0/0.983=1.0173，则酸值1010()()2(1.01731)562

5.18(/1010)374

b a a N N M KOH mgKOH g N M -??-??=

==?盐

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：NH(CH 2)5CO +H 2O ————HO-CO （CH 2）5NH-H

└-------┘

0.0205-0.0023 0.0023 NH(CH 2)5CO +CH 3COOH ————HO-CO （CH 2）5NH-COCH3 └-------┘

0.0205-0.0175 0.0198-0.0023 M=113

1113170.019810.0023430.01755762.20.0198n i

m M n ?+?+?+?=

==∑

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：a 、平均官能度： 1）甘油：

3223

2.432

f ?+?=

2）季戊四醇：

2241 2.6721

f ?+?==+

b 、 Carothers 法：

1）甘油：

833.04.222===

p c 2）季戊四醇：

749.067

.222===

f p c c 、Flory 统计法：

1）甘油：

1,1,703.0)2([1

/1===-+=

ρρr f r r p c

2）季戊四醇：

1,1,577.0)

2([1

/1===-+=

ρρr f r r p c 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n

X = 200时的p 。

解：N A0=N B0=3.0，A 3中A 基团数占混合物中A 总数（ρ）的10%，则A 3中A 基团数为0.3mol ，A 3的分子数为0.1 mol 。 N A2=1.35mol ；N A3=0.1mol ；N B2=1.5mol

034.21.035.15.13

3=+++=++++=

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

p X n -=

当p=0.970时，

7420.97 2.034n X =

=-?

200=n X 时，p

f p X n 034.222

22-=

p=0.973

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：根据配方可知醇过量。

2(0.520.493)

2.2451.210.50.49

f ?++?=

=++

89.02

p c ，所以必须控制反应程度小于0.89过不会产生凝胶。

第三章自由基聚合（这章比较重要）

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。

CH 2=CHCl CH 2=CCl 2 CH 2=CHCN CH 2=C(CN)2 CH 2=CHCH 3 CH 2=C(CH 3)2 CH 2=CHC 6H 5 CF 2=CF 2 CH 2=C(CN)COOR CH 2=C(CH 3)-CH=CH 2

答：CH 2=CHCl ：适合自由基聚合，Cl 原子的诱导效应是吸电子基团，但共轭效应却有供电性，两者相抵后，电子效应微弱。 CH 2=CCl 2：自由基及阴离子聚合，两个吸电子基团。 CH 2=CHCN ：自由基及阴离子聚合，CN 为吸电子基团，将使双键π电子云密度降低，有利于阴离子的进攻，对自由基有共轭稳定

作用。

CH 2=C(CN)2：阴离子聚合，两个吸电子基团（CN ）。

CH 2=CHCH 3：配位聚合，甲基（CH 3）供电性弱，难以进行自、阳、阴三种聚合，用自由基聚合只能得无定型蜡状物低、分子量，用阴离子聚合只能得到低分子量油状物。

CH 2=C(CH 3)2 ：阳离子聚合，CH 3 是供电子基团，与双键有超共轭。 CH 2=CHC 6H 5：三种机理均可，共轭体系

π电子容易极化和流力。

CF 2=CF 2：自由基聚合，对称结构，但氟原子半径小，F 体积小使四取缔啊仍聚合。 CH 2=C(CN)COOR ：阴离子聚合，取代基为两个吸电子基（CN 及COOR ），兼有共轭效应。 CH 2=C(CH 3)-CH=CH 2：三种机理均可，共轭体系。 3. 下列单体能否进行自由基聚合，并说明原因。 CH 2=C(C 6H 5)2 ClCH=CHCl

CH 2=C(CH 3)C 2H 5 CH 3CH=CHCH 3

CH 2=CHOCOCH 3 CH 2=C(CH 3)COOCH 3 CH 3CH=CHCOOCH 3 CF 2=CFCl 答：CH 2=C(C 6H 5)2：不能，两个苯基取代基位阻大小。 ClCH=CHCl ：不能，对称结构。

CH 2=C(CH 3)C 2H 5：不能，二个推电子基，只能进行阳离子聚合。 CH 3CH=CHCH 3：不能，结构对称。

CH 2=CHOCOCH 3：醋酸乙烯酯，能，吸电子基团。 CH 2=C(CH 3)COOCH 3：甲基丙烯酸甲酯，能。 CH 3CH=CHCOOCH 3 ：不能，1，2双取代，位阻效应。 CF 2=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 ?和S ?来计算77℃、127℃、177℃、227℃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

-3

mol/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：

[]

-[]d I k t I =

通过以][][ln 0

I 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

7exp(15116/313.1533.936) 5.9510d k -=-+=?

1/27

ln 2

323.65.9510t h -=

当t=80℃=353.15K 时

4exp(15116/353.1533.936) 1.4110d k -=-+=?

1/24

ln 2

1.361.4110

t h -=

=? 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?10-3

mol ?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：6111/2

0.693

4.375100.01575d

k s h t ---==?=

a. 当引发剂浓度随时间不变时：

[]

[][][]1/21/261/231/27

71/21/21/2

2011/2

201

()[]110.8 4.37510ln 145()(4.010)10.507.010

0.693

94145 2.236100.0632.44,[]()[](1)()[](1d d

d p t

k t d p t

k d p t fk k I t C k t t hr b t h I d M fk k I e

dt M k d M fk k I e M k -----=-??=??-?==???>=--=--?随转化率而变6

/22.1910

)0.2602

170.7t t

e t h

--?==?

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

1/21/20[]1

[]ln [][](1)

M I I kt M C --?=?=-

（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：

/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

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

聚合度

/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。

8. 以过氧化二苯甲酰做引发剂，苯乙烯聚合各基元反应的活化能为

123/,32.6/,10/d p t E KJ mol E KJ mol E KJ mol ===，是比较从50℃增至60℃以及从80℃增至90℃

聚合速率和聚合度的变化。光引发的情况又如何？

90.1/22t

p E E E E kJ mol ?

?=-+= ??

/90100158.314323.15

501560

6050

2.725107.46210, 2.7482.236E RT k Ae k Ae

k k A k k k --

-?-===?=?==所以同理

'34.9/22t

p E E E E kJ mol ?

?=--=- ??

()

''/'

606060

''/5050500.677E RT

E RT Ae k X k X Ae --===

()

'''/'

909090''/8080800.721E RT

E RT Ae k X k X Ae --=== 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：0.8871000

[]8.529/104

M mol L ?=

30.88710000.109%[] 3.99510/242

I mol L -??==?

C X R R n t

p +=

2/,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

80.25510 1.685510/.1512.9p

t R R mol L s ν--?===?

81.685510i t R R -==?

88[] 1.6855100.82 1.38210/t M R mol L τ?--==??=?

][M >>][?M

613

1.685510

2.64102[]20.8

3.99510

i d R k S f I ----?===????

0.25510 2.16310(/.)[][]8.529 1.38210p

p R k mol l s M M -?-?===???

7282

1.685510 4.4110(/.)2[]2(1.38210)

t t R k l mol s M -?-?===???

可见，k t >>k p ，但[M]>>[M ?]，因此R p >>R t ；所以可以得到高分子量的聚合物。 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

114.010/(.)i R mol L s -=?

][2I fk R d i =

94.0102102[]20.01

i d R fk I --?===??

71.510/(.)p R mol L s -=?

104

(1)839887[]9.50/78

S mol L -?=

= 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=+=

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：

546

411[][][][]()10.019.5

8.010 3.210 2.3106097.56 1.0 1.02.6910M I S

n n I S C C C M M X X ----=+++=

+?+?+?=? 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？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

8.510817.3104n X ?==

511[]

21817.337171[] 4.54510/S S mol L

-=+=? 加入正丁硫醇后，聚合速率变化不大。

14.聚氯乙烯的分子量为什么与引发剂溶度无关而尽决定于聚合温度？试求40 ℃,50℃, 55℃，60摄氏度下聚氯乙烯的平均聚合度。

1Xn M

C =

与引发剂无关，有温度控制

3340125exp(30.510/8.314313.15) 1.021101979

M M

T C Xn C -==-??=?==

同理可得t=50℃T=55℃T=60℃时

111=

681=573=484M M M

Xn Xn Xn C C C === 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

1/21/2671/2

[]

11768.53494.52()[]2(0.8 2.010 3.6100.04)p k M fkdkt I ν-?=

==??????

431/20.040.85100.05 1.563510494.58.53n

C D X --+=+?+?=?

偶合终止：C=0.77，歧化终止：D=0.23

%151%43.51%57.791)1(

0===n

X C X C X X

第4章自由基共聚合

思考题

1.见书 119页

2.见书 120~121页，注意五个假设

7.根据r 1r 2乘积的大小，可以判断两种单体交替共聚的倾向。即r 1r 2→0，两单体发生交替共聚；r 1r 2越趋于 0，交替倾向越大。由Q 、e 方程计算各单体r 1、r 2值得：

上述单体与丁二烯产生交替共聚的次序为：马来酸酐>丙烯腈>丙烯酸甲酯>甲基丙烯酸甲酯>醋酸乙烯>苯乙烯

原因：极性效应，马来酸酐的取代基吸电性强，马来酸酐与苯乙烯极性相差最大易交替共聚

计算题

2、甲基丙烯酸甲酯（M 1）浓度=5mol/L ，5-乙基-2-乙烯基吡啶浓度=1mol/L ，竞聚率：r 1=0.40，r 2=0.69；a 、计算聚合共聚物起始组成（以摩尔分数计），b 、求共聚物组成与单体组成相同时两单体摩尔配比。

解：甲基丙烯酸甲酯（M 1）浓度为5mol/L ，5-乙基-2-乙烯基吡啶浓度为1mol/L ，所以

001251

,66

f f ==

()()()

000

1112012

2000011

0.725

2r f f f F r f

f f r f

=++

即起始共聚物中，甲基丙烯酸甲酯的摩尔含量为72.5%。

因为，r 1<1，r 2<1，此共聚体系为有恒比共聚点的非理想共聚，在恒比共聚点上配料时，所得的共聚物组成与单体组成相同，有 2

112

10.342r F f r r -==

=--

所以，两单体摩尔配比为：[][]10

1220

0.3417

0.6633

M f M f =

== 3、氯乙烯（r 1=1.67）与醋酸乙烯酯（r 2=0.23）共聚，希望获得初始共聚物瞬时组成和85%转化率时共聚物平均组成为5%（摩尔分数）醋酸乙烯酯，分别求两单体的初始配比。

解：（1）当共聚物中醋酸乙烯酯的初始含量为5%时，将

001295%,5%F F ==带入下式：

()

()()

2000

11120

0000111222

2r f

f f F r f f f r f +=

++, 010.92f =

两单体的初始配比为

[][]10

1220

0.9211.50.08

M f M f === （2）85%转化率时共聚物平均组成为5%（摩尔分数）醋酸乙烯酯, 则

20.05F = 10.95F =

()011

1185%,f C f C F C

--==

0110.150.8075f f -= ①

2.53

0111110.6050.395,11f F f C f ??

-=+=- ?

-??

2.53

01110.151f f ??-= ?-??

②

解得：01

10.868,0.938f f ==

两单体的初始配比为

[][]10

1220

0.938469

0.06231

M f M f ===

＝15.1 4、两单体竞聚率为r 1=0.9，r 2=0.083，摩尔配比=50：50，对下列关系进行计算和作图：a 、残余单体组成和转化率； b 、瞬时共聚物组成与转化率； c 、平均共聚物组成与转化率；d 、共聚物组成分布。

解：a 、残余单体组成和转化率：

0.9r =,20.083r = 5.00021==f f

2121

0.0905,911r r

r r αβ=

===--,

()()

122

12121110.0905,0.902112r r r r r r r γδ--=

===----

0.09

01211100121110.50.9110.50.50.9f f f f f C f f f f α

δδ????????

---??

??=-=-????????????--??????????

C-f1的关系图见图4-16。 b 、瞬时共聚物组成与转化率：

1112111212

2221211212111)1(083.0)1(29.0)

1(9.02f f f f f f f f r f f f r f f f r F -+-+-+=+++=

c 、平均共聚物组成与转化率：

f C C f C f F 1

1011)1(5.0)1(--=

--=

d 、共聚物组成分布如下表

C f

1 F F

1 0 0 0.5 0.839 0.1 0.386 0.576 0.773 0.

2 0.479 0.588 0.46

3 0.

4 0.587 0.616 0.28

5 0.45 0.612 0.625 0.132 0.48 0.627 0.632 0.069 0.49 0.632 0.634 0.03

6 0.495 0.634 0.636 0.007

0.499

0.636

0.637

图4-8 C-f 1-F -F 关系曲线图

第5章聚合方法

计算题

2. 计算苯乙烯乳液聚合速率和聚合度。已知：60℃时，k p =176 L(mol ?s)-1

，[M]=5.0mol ?L -1

，N=3.2?1014

/ml ，ρ=1.1?1012

(mol ?s)-1

解：

3314423

10[]

10 3.210176 5.0

2.341022 6.02310

p p A

Nk M R N -????=

==???

14512

[]

3.2101765 2.56101.110

p n Nk M X ρ

???=

==??

3. 比较苯乙烯在60℃下本体聚合和乳液聚合的速率和聚合度。乳胶粒数=1.0?1015

ml -1

，[M]=5.0mol ?L -1

，ρ=5.0?1012

个(ml ?s)-1

。两体系的速率常数相同：k p =176L(mol ?s)-1

, k t =3.6?107

L(mol ?s)-1

。

解：本体聚合：1

1121219123

5.0108.3108.310

6.02310

i A R mol ml s mol l s N ρ

------?===?=??

1/2

9678.310[]176 5.09.451022 3.610i p p t R R k M k --??

?==??=? ?

?????

mol/L.s

223

[]1765 1.1381022 3.6109.45101138

1850.4

/20.77/20.23

p t p

n k M k R X C D

νν

-?=

==?????=

=++

乳液聚合：

3315423

10[]

10 1.01017657.31022 6.02310

p p A

Nk M R N -????=

==??? mol/L.s

153412

[]1101765100.58.810510

p n Nk M n

X ρ

?????=

==??

4. 经典乳液聚合配方如下：苯乙烯100g ，水200g ，过硫酸钾0.3g ，硬脂酸钠5g 。试计算：

a 、溶于水中的苯乙烯分子数(ml －1

)，已知：20℃溶解度为0.02g/100g 水，阿佛伽德罗数N A =6.023?1023

mol -1

。 b 、单体液滴数(ml －1

)。条件：液滴直径1000nm ，苯乙烯溶解和增溶量共2g ，苯乙烯密度为0.9g ?cm -3

。 c 、溶于水中的钠皂分子数(ml －1

) ，条件：硬脂酸钠的CMC 为0.13g ?L -1

，分子量为306.5。 d 、水中胶束数(ml －1

)。条件：每胶束由100个肥皂分子组成。 e 、水中过硫酸钾分子数(ml －1

) ，条件：分子量为270。

f 、初级自由基形成速率ρ (分子?ml -1

?s -1

)。条件：50℃时，k d =9.5?10-7s -1

。

g 、乳胶粒数(ml －1

) 。条件：粒径100nm ，无单体液滴。已知：苯乙烯密度0.9 g ?cm -3

，聚苯乙烯密度1.05 g ?cm -3

，转化率50%。

解：a. 20℃溶解度=0.02g/100g 水，溶于水的苯乙烯质量：2

10.02/1002000.04m m s g ==?=；

苯乙烯的分子数：

232020.046.02310 2.31610104

A A

m N N n N M ===??=?（阿佛伽德罗数N A =6.023?1023mol -1

）

高分子化学课后习题问题详解

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

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高分子化学练习题一、名词解释 1、重复单元在聚合物的大分子链上重复出现的、组成相同的最小基本单元。 2、结构单元高分子中多次重复的且可以表明合成所用单体种类的化学结构。 3、线型缩聚 2 官能度单体或 2-2 体系的单体进行缩聚反应，聚合过程中，分子链线形增长，最终获得线型聚合物的缩聚反应。 4、体型缩聚有官能度大于 2 的单体参与的缩聚反应，聚合过程中，先产生支链，再交联成体型结构，这类聚合过程称为体型缩聚。 5、半衰期物质分解至起始浓度（计时起点浓度）一半时所需的时间。 6、自动加速现象聚合中期随着聚合的进行，聚合速率逐渐增加，出现自动加速现象，自动加速现象主要是体系粘度增加所引起的。 7、竞聚率是均聚和共聚链增长速率常数之比， r 1 =k11/ k12，r 2 = k 22/ k21, 竞聚率用来直观地表征两种单体的共聚倾向。 8、悬浮聚合悬浮聚合一般是单体以液滴状悬浮在水中的聚合，体系主要由单体，水、油溶性引发剂、分散剂四部分组成。 9、乳液聚合是单体在水中分散成乳液状而进行的聚合，体系由单体、水、水溶性引发剂、水溶性乳化剂组成。 10、接枝共聚物聚合物主链只由某一种结构单元组成，而支链则由其它单元组成。二、选择题 1、聚酰胺反应的平衡常数为400，在密闭体系中最终能够达到的反应程度为（ B ） A. 0 .94 B. 0.95 C. 0.96 D. 0.97 2、在线型缩聚反应中，成环反应是副反应，其中最易形成的环状化合物是（ B ） A. 3， 4 元环 B. 5，6 元环 C. 7 元环 D. 8-11 元环 3、所有缩聚反应所共的是（A） A. 逐步特性 B. 通过活性中心实现链增长 C. 引发率很快 C. 快终止 4、关于线型缩聚，下列哪个说法不正确？（B）

高分子化学习题与答案

高分子化学习题与答案 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998

《高分子化学》习题与答案第一章绪论习题 1. 说明下列名词和术语：

(1)单体，聚合物，高分子，高聚物 (2)碳链聚合物，杂链聚合物，元素有机聚合物，无机高分子 (3)主链，侧链，侧基，端基 (4)结构单元，单体单元，重复单元，链节 (5)聚合度，相对分子质量，相对分子质量分布 (6)连锁聚合，逐步聚合，加聚反应，缩聚反应 (7)加聚物，缩聚物，低聚物 2．与低分子化合物比较，高分子化合物有什么特征 3. 从时间～转化率、相对分子质量～转化率关系讨论连锁聚合与逐步聚合间的相互关系与差别。 4. 举例说明链式聚合与加聚反应、逐步聚合与缩聚反应间的关系与区别。 5. 各举三例说明下列聚合物 (1)天然无机高分子，天然有机高分子，生物高分子。 (2)碳链聚合物，杂链聚合物。 (3)塑料，橡胶，化学纤维，功能高分子。 6. 写出下列单体的聚合反应式和单体、聚合物的名称 (1) CH2=CHF (2) CH2=CH(CH3)2 CH3 | (3) CH2=C | COO CH3 (4) HO-( CH2)5-COOH (5) CH2CH2CH2O |__________| 7. 写出下列聚合物的一般名称、单体、聚合反应式，并指明这些聚合反应属于加聚反应还是缩聚反应，链式聚合还是逐步聚合 (1) -[- CH2- CH-]n- | COO CH3 (2) -[- CH2- CH-]n- | OCOCH3 (3) -[- CH2- C = CH- CH2-]n- | CH3 (4) -[-NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO-]n- (5) -[-NH(CH2)5CO-]n- 8. 写出合成下列聚合物的单体和反应式： (1) 聚苯乙烯 (2) 聚丙烯 (3) 聚四氟乙烯 (4) 丁苯橡胶 (5) 顺丁橡胶 (6) 聚丙烯腈 (7) 涤纶 (8) 尼龙6,10 (9) 聚碳酸酯

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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。

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第一章绪论习题 1. 说明下列名词和术语： (1)单体，聚合物，高分子，高聚物 (2)碳链聚合物，杂链聚合物，元素有机聚合物，无机高分子 (3)主链，侧链，侧基，端基 (4)结构单元，单体单元，重复单元，链节 (5)聚合度，相对分子质量，相对分子质量分布 (6)连锁聚合，逐步聚合，加聚反应，缩聚反应 (7)加聚物，缩聚物，低聚物 2．与低分子化合物比较，高分子化合物有什么特征 3. 从时间～转化率、相对分子质量～转化率关系讨论连锁聚合与逐步聚合间的相互关系与差别。 4. 举例说明链式聚合与加聚反应、逐步聚合与缩聚反应间的关系与区别。 5. 各举三例说明下列聚合物 (1)天然无机高分子，天然有机高分子，生物高分子。 (2)碳链聚合物，杂链聚合物。 (3)塑料，橡胶，化学纤维，功能高分子。 6. 写出下列单体的聚合反应式和单体、聚合物的名称 (1) CH 2=CHF (2) CH 2=CH(CH 3)2 CH 3 | (3) CH 2=C | COO CH 3 (4) HO-( CH 2)5-COOH (5) CH 2CH 2CH 2O |__________| 7. 写出下列聚合物的一般名称、单体、聚合反应式，并指明这些聚合反应属于加聚反应还是缩聚反应，链式聚合还是逐步聚合 (1) -[- CH 2- CH-]n - | COO CH 3 (2) -[- CH 2- CH-]n - | OCOCH 3 (3) -[- CH 2- C = CH- CH 2-]n - | CH 3 (4) -[-NH(CH 2)6NHCO(CH 2)4CO-]n -

高分子化学(第五版)潘祖仁版课后习题答案解析

完美 WORD 格式第一章绪论思考题 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 104-10 6 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(CH )-] n 6 5 涤纶 -[-OCH 2CH 2O OCC 6H 4CO-] n 尼龙 66（聚酰胺 -66 ） -[-NH(CH ) NH CO(CH) CO-] n 2 6 2 4 聚丁二烯 -[-CH 2CH=CHCH-] n 2 天然橡胶 -[CH CH=C(CH)CH -] n 2 3 2 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)＝；D (歧化终止系数)＝； f ＝； k p＝×102 L/ ；k d ＝×10-6 s-1； k t＝×106 L/ ；c(I)＝mol / L； C M＝×10-5；C I＝2×10-2；甲基丙烯酸甲酯的密度为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 ⒌引发剂二、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自由聚合的单体有、、和等。 ⒉单体可分为、和三大类。 ⒊表征乳化剂性能的指标是、和。 ⒋阴离子聚合的引发体系有强碱、碱金属和碱金属配合物。 ⒌某些聚合物按大分子主链中含的特征基团可命名为聚酯、聚酰胺、和聚醚聚合物等。

高分子化学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。 =10g ，分子量 =30 000 ； b 、组分 B:质量=5g ，分子量 =70 000 解：数均分子量 n i M i g/M j ) 质均分子量 m ,M i M w w i M i m i 10 30000 5 70000 1 100000 46876 10 5 1 分子量分布指数 M w / M n =46876/38576 = 第2章缩聚与逐步聚合计算题 2.羟基酸HO-(CH) 4-COOH t 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X n 解：已知 M w 18400, M 0 100 根据X W 匹和 X W 1一p 得：p=，故已酯化羧基百分数为% M 0 1 P M w 1 P,M n 9251 M n M n 9251 X n 92.51 M 0 100 a 、组分A ：质量 c 、组分C:质量 =1g ，分子量 =100 000 m i 10 5 1 10/30000 5/70000 1/100000 38576

8.等摩尔的乙二醇和对苯二甲酸在280C下封管内进行缩聚，平衡常数K=4,求最终X n。另在排除副产物水的条件下缩聚，欲得X n 100，问体系中残留水分有多少? 1 . 解: X n K 1 3 1 p n w4* 10 4mol /L 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，NL=2mol，N b 0.015mol N b 2N b 2 2* 0.015 0.985 当p=时, 1 r 1 r 2rp 1 0.985 1 0.985 2* 0.985* 0.995 79.88 当p=时, X n 1 r 1 r 2rp 1 0.985 1 0.985 2* 0.985* 0.999 116.98 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[C3H(COOH3]，问能否不产生凝胶而反

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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一．名词解释异构化聚合：指在链增长反应过程中常常发生原子或原子团的重排过程的反应。活性聚合物：在适当条件下,不发生连转移或链终止反应,而使增长的活性链反应直至单体完全消耗尽仍保持活性的聚合物化学计量聚合：指链引发速率在阴离子聚合反应中严格控制条件，以得到接近单分散的聚合物为目的的聚合反应。遥爪聚合物:又称热塑性橡胶。一类常温下显示橡胶弹性、高温下又能塑化成型的合成材料，是一类兼具橡胶和热塑性塑料特性的强韧性聚合物。按照交联键的性质可分为：物理交联型如玻璃化微区、氢键及结晶微区作交联点的聚合物和共聚物、共混物等；化学交联型如含离子键交联和离子簇微区的离聚体，共混物经动态硫化交联的TPE，含热可逆性共价键交联的TPE等。若按高分子链结构可分为：嵌段共聚物、接枝共聚物、含离子键共聚物和硫化交联共混物等。 ①(telechelic polymer)又称“远螯聚合物”。分子链两端带有反应性官能团的低聚物。因其分子中的活性基团犹如两只爪子遥遥地占据了链的两端，故名。 ②遥爪聚合物是一种分子两端带有反应性官能团的液体聚合物,可用作液体橡胶、涂料、粘合剂、密封胶等,最后通过活性端基的相互作用,扩链或交联成高分子量的聚合物。【遥爪聚合物】(telechelicpolymer)又称“远

螯聚合物”。分子链两商带有反革命应性官能团的低聚物。因其分子中的活性基团犹如两只爪子遥遥地占据了链的两端，故名。其分子量不高，呈液状，在加工时可采用浇铸或注模工艺，最后通过活性端基的交联或链的伸长成为高分子量聚合物。热塑弹性体：指在常温下显示橡胶弹性，在高温下能够塑化成型的高分子材料。其产品既具备传统交联硫化橡胶的高弹性、耐老化、耐油性各项优异性能，同时又具备普通塑料加工方更、加工方式广的特点。热塑性弹性体是指常温下具有橡胶的弹性，高温下具有可塑化成型的一类弹性体。二．讨论水对离子聚合的影响三．写出制备含端羧基、端羟基。端氨基的遥爪聚合物的反应式

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

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第一章绪论习题 1. 说明下列名词和术语： (1)单体，聚合物，高分子，高聚物 (2)碳链聚合物，杂链聚合物，元素有机聚合物，无机高分子 (3)主链，侧链，侧基，端基 (4)结构单元，单体单元，重复单元，链节 (5)聚合度，相对分子质量，相对分子质量分布 (6)连锁聚合，逐步聚合，加聚反应，缩聚反应 (7)加聚物，缩聚物，低聚物 2．与低分子化合物比较，高分子化合物有什么特征 3. 从时间～转化率、相对分子质量～转化率关系讨论连锁聚合与逐步聚合间的相互关系与差别。 4. 举例说明链式聚合与加聚反应、逐步聚合与缩聚反应间的关系与区别。 5. 各举三例说明下列聚合物 (1)天然无机高分子，天然有机高分子，生物高分子。 (2)碳链聚合物，杂链聚合物。 (3)塑料，橡胶，化学纤维，功能高分子。 6. 写出下列单体的聚合反应式和单体、聚合物的名称 (1) CH2=CHF (2) CH2=CH(CH3)2 CH3 | (3) CH2=C | COO CH3 (4) HO-( CH2)5-COOH (5) CH2CH2CH2O |__________| 7. 写出下列聚合物的一般名称、单体、聚合反应式，并指明这些聚合反应属于加聚反应还是缩聚反应，链式聚合还是逐步聚合 (1) -[- CH2- CH-]n- | COO CH3 (2) -[- CH2- CH-]n- | OCOCH3 (3) -[- CH2- C = CH- CH2-]n- | CH3 (4) -[-NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO-]n- (5) -[-NH(CH2)5CO-]n- 8. 写出合成下列聚合物的单体和反应式： (1) 聚苯乙烯 (2) 聚丙烯 (3) 聚四氟乙烯 (4) 丁苯橡胶 (5) 顺丁橡胶 (6) 聚丙烯腈 (7) 涤纶 (8) 尼龙6,10 (9) 聚碳酸酯 (10) 聚氨酯

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《高分子化学》习题与答案第一章绪论习题 1. 说明下列名词和术语： (1)单体，聚合物，高分子，高聚物 (2)碳链聚合物，杂链聚合物，元素有机聚合物，无机高分子 (3)主链，侧链，侧基，端基 (4)结构单元，单体单元，重复单元，链节 (5)聚合度，相对分子质量，相对分子质量分布 (6)连锁聚合，逐步聚合，加聚反应，缩聚反应 (7)加聚物，缩聚物，低聚物 2．与低分子化合物比较，高分子化合物有什么特征？ 3. 从时间～转化率、相对分子质量～转化率关系讨论连锁聚合与逐步聚合间的相互关系与差别。 4. 举例说明链式聚合与加聚反应、逐步聚合与缩聚反应间的关系与区别。 5. 各举三例说明下列聚合物 (1)天然无机高分子，天然有机高分子，生物高分子。 (2)碳链聚合物，杂链聚合物。 (3)塑料，橡胶，化学纤维，功能高分子。 6. 写出下列单体的聚合反应式和单体、聚合物的名称 (1) CH2=CHF (2) CH2=CH(CH3)2 CH3 | (3) CH2=C | COO CH3 (4) HO-( CH2)5-COOH (5) CH2CH2CH2O |__________| 7. 写出下列聚合物的一般名称、单体、聚合反应式，并指明这些聚合反应属于加聚反应还是缩聚反应，链式聚合还是逐步聚合？ (1) -[- CH2- CH-]n- | COO CH3 (2) -[- CH2- CH-]n- | OCOCH3 (3) -[- CH2- C = CH- CH2-]n- | CH3 (4) -[-NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO-]n- (5) -[-NH(CH2)5CO-]n- 8. 写出合成下列聚合物的单体和反应式： (1) 聚苯乙烯 (2) 聚丙烯

《高分子化学》复习题及答案

一.名词解释 1.热塑性高聚物在熔融状态下塑化, 冷却后定型, 再加热又形成一个新的形状, 如此反复若干次, 从结构上看, 没有大分子链的严重断裂,其性质也不会发生显著变化, 这样的高聚物成为热塑性高聚物. 2.聚合度聚合物中重复结构单元重复次数称为聚合度. 3.单体带有某种官能团、并具有聚合能力的低分子化合物, 或能形成高分子化合物中结构单元的原低分子化合物称为该聚合物的单体. 4.重复结构单元重复组成高分子分子结构的最小的结构单元。 5.阻聚剂和缓聚剂有些物质能与初级自由基及增长自由基反应,生成非自由基或活性过低而不能增长的自由基,使聚合反应受到抑制。. 根据抑制程度可将这些物质分为: 阻聚剂: 能终止所有自由基并使聚合反应完全停止到这些物质耗尽为止。缓聚剂: 只能终止一部分自由基而使聚合速率降低。这两类物质的作用,只有程度不同而非本质区别。 6.高分子化合物也叫聚合物分子或大分子，具有高的相对分子量，其结构必须是由多个重复单元所组成，并且这些重复单元实际上或概念上是由相应的小分子衍生而来。高分子化合物或称聚合物，是由许多单个高分子（聚合物分子）组成的物质. 7.结构单元构成高分子链并决定高分子结构以一定方式链接起来的原子组合称为结构单元。 8.单体单元聚合物中具有与单体相同化学组成而不同电子结构的单元称为单体单元. 9.通用塑料通用塑料指产量大, 成本低和应用广泛的一类塑料. 10.工程塑料广义地说, 工程塑料是作为工程材料或结构材料的塑料; 狭义地说, 一般是指具有某些金属性能, 能承受一定外力作用, 并有良好的机械性能和尺寸稳定性, 以及在较高或较低温度下仍能保持其优良性能的塑料. 11.均聚物由一中单体进行的缩聚反应称为均缩聚 12.混聚物由两种带不同官能团的单体进行的缩聚反应称为混缩聚. 13.共聚物由两种或两种以上单体进行的, 并能形成两种或两种以上重复单元的缩聚反应称为共缩聚 14.平衡缩聚和非平衡缩聚平衡缩聚通常指平衡常数小于103的缩聚反应.非平衡缩聚通常则指平衡常

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1. 图1 相对分子质量～转化率关系 1.链式聚合 2.活性聚合 3.逐步聚合对链式聚合，存在活性中心，活性中心的特点一是在反应过程中不断生成，二是高活性，可使高分子链是瞬间形成，因此在不同转化率下分离所得聚合物的相对分子质量相差不大，延长反应时间只是为了提高转化率。对逐步聚合，是官能团间反应，由于大部分单体很快聚合成二聚体、三聚体等低聚物，短期内可达到很高转化率，但因官能团活性低，故需延长反应时间来提高相对分子质量。对活性聚合，活性中心同时形成，且无链转移和链终止，故随反应进行，相对分子质量和转化率均线性提高。 2.连锁聚合与逐步聚合的单体有何相同与不同? 连锁聚合单体的主要反应部位是单体上所含不饱合结构（双键或叁键），在聚合过程中不饱合键打开，相互连接形成大分子链。需要有活性中心启动聚合反应，为此多需用引发剂，反应活化能低，反应速率快，相对分子质量高。逐步聚合单体的主要反应部位是单体上所带可相互反应的官能团，在聚合过程中官能团相互反应连接在一起，形成大分子链。不需活性中心启动反应，但反应活化能高，为此多需用催化剂，反应速率慢，受平衡影响大，相对分子质量低。 3. 凝胶点：出现凝胶化时的反应程度。（逐步聚合概念）凝胶化：体形逐步聚合的交联反应到一定程度时，体系粘度变得很大，难以流动，反应及搅拌产生的气泡无法从体系中溢出，出现凝胶或不溶性聚合物明显生成的实验现象。（逐步聚合概念）凝胶效应：自由基聚合中随反应进行体系粘度加大，妨碍了大分子链自由基的扩散运动，降低了两个链自由基相遇的几率，导致链终止反应速率常数随粘度的不断增加而逐步下降；另一方面，体系粘度的增加对小分子单体扩散的影响并不大，链增长反应速率常数基本不变，因而出现了自动加速现象。这种因体系粘度增加引起的自动加速又称凝胶效应。（自由基聚合概念） 4.为什么在缩聚反应中不用转化率而用反应程度描述反应过程？在逐步聚合中，带不同官能团的任何两分子都能相互反应，无特定的活性种，因此，在缩聚早期单体很快消失，转变成二聚体、三聚体等低聚物，单体的转化率很高。而相对分子质量却很低。因此在逐步聚合反应中，转化率无甚意义。随着逐步聚合反应的进行，官能团数目不断减少，生成物的相对分子质量逐渐增加。因此把参加反应的官能团的数目与起始官能团的数目的比值称为反应程度，记做p。反应程度是描述逐步聚合反应进程的重要参数 5.在离子聚合反应过程中，能否出现自动加速现象？为什么？ ①阴离子聚合，体系粘度同样随反应进行而加大，但没有双基终止，因此不会出现与自由基聚合相同因素导致的自动加速现象。另一方面，阴离子活性聚合的活化能可以简单地等于增长活化能。由实验测得活化能是小的正值，因此聚合速率随温度升高而略有增加，但并不敏感。因此在实际中会出现由于体系粘度加大，

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第一章绪论名词解释高分子化合物（High Molecular Compound）：所谓高分子化合物，系指那些由众多原子或原子团主要以共价键结合而成的相对分子量在一万以上的化合物。单体（Monomer）：合成聚合物所用的-低分子的原料。如聚氯乙烯的单体为氯乙烯。重复单元（Repeating Unit）：在聚合物的大分子链上重复出现的、组成相同的最小基本单元。如聚氯乙烯的重复单元为。单体单元（Monomer Unit）：结构单元与原料相比，除了电子结构变化外，其原子种类和各种原子的个数完全相同，这种结构单元又称为单体单元。结构单元（Structural Unit）：单体在大分子链中形成的单元。聚氯乙烯的结构单元为。聚合度（DP、X n）(Degree of Polymerization) ：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。聚合物是由一组不同聚合度和不同结构形态的同系物的混合物所组成，因此聚合度是一统计平均值。聚合物分子量（Molecular Weight of Polymer）：重复单元的分子量与重复单元数的乘积；或结构单元数与结构单元分子量的乘积。数均分子量(Number-average Molecular Weight)：聚合物中用不同分子量的分子数目平均的统计平均分子量。，Ni ：相应分子所占的数量分数。重均分子量（Weight-average Molecular Weight）：聚合物中用不同分子量的分子重量平均的统计平均分子量。，Wi ：相应的分子所占的重量分数。粘均分子量（Viscosity-average Molecular Weight）：用粘度法测得的聚合物的分子量。分子量分布（Molecular Weight Distribution, MWD ）：由于高聚物一般由不同分子量的同系物组成的混合物，因此它的分子量具有一定的分布，分子量分布一般有分布指数和分子量分布曲线两种表示方法。多分散性（Polydispersity）：聚合物通常由一系列相对分子量不同的大分子同系物组成的混合物，用以表达聚合物的相对分子量大小并不相等的专业术语叫多分散性。分布指数(Distribution Index) ：重均分子量与数均分子量的比值。即。用来表征分子量分布的宽度或多分散性。

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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 n X 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 -[-OCH 2CH 2O OCC 6H 4CO-]n -[-NH(CH 2)6NH CO(CH 2)4CO-]n

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