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
第一节习题 1 在热机械曲线上,为什么PMMA 的高弹区范围比PS 的大? (已知PMMA 的=g T 378K ,=f T 433—473K ;PS 的=g T 373K ,=f T 383—423K 2 为什么热机械曲线上f T 的转折不如g T 明晰? 3 假如从实验得到如下一些高聚物的热-机械曲线,如图6-12,试问它们各主要适合作什么材料(如塑料、橡胶、纤维等?为什么? 橡胶 (a (b (a (b 图6-12高聚物的温度-形变曲线 4 从化学结构角度讨论以下各对聚合物为什么存在g T 的差别. T ε 20 60 100 140 180 A 塑料 T ε -60 0 40 B 20 210 T ε C 纤维 80 100 T ε D 塑料
CH 2CH 2 (1 (150K 和 CH 2 CH CH 3 (250K (2 CH 2 CH C O OCH 3 (283K 和 CH 2 CH O C O CH 3 (350K (3 CH 2 CH 2O (232K 和 CH 2 CH OH (358K (4 CH 2
CH C OC 2H 5 O (249K 和 CH 2 CH 2 CH CH 3 C OCH 3 O (378K 5 从结构出发排列出下列各组高聚物T g 顺序并简要说明理由。 (1 C CH 3 CH 3 C , C H H C , CH 2
CH CH CH 2 , (CH CH n , C H C H , CH 2CH 2 (N CH 2(5NHCO CH 2(4CO n , H (2 (CH 2 CH Cl n , (CH 2 C Cl
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。
3. 试列出绘制二元共聚物组成曲线的基本步骤，并按次步骤绘制下列6种二元共聚物的组成曲线，同时说明其所属的共聚类型。 答：二元共聚物组成曲线（F 1-f 1曲线）绘制步骤： ● 判断曲线类型：写出竞聚率r1、r2并比较其大小与0和1的大小关系，判断其所属共 聚物组成曲线类型（5中典型曲线中的一种）； ● 写F 1-f 1式（二元共聚物组成与单体组成关系式）：代入具体单体对应的r1、r2值到 F 1-f 1式中，并且化为最简式； ● 计算：代入几个f 1值(0, 0.2, 0.4, 0.5, 0.6, 0.8, 1)，根据F 1-f 1式计算F 1值；如果是有恒 比点共聚（反S 形曲线）或嵌段共聚（S 形曲线），再代入F 1 = f 1，计算出恒比点； ● 绘图：依据上述选取的f 1与对应的F 1值绘图，横坐标为f 1值，纵坐标为F 1值。 （1）r 说明控制共聚物组成的主要方法有几种，如果两种单体进行共聚的竞聚率为 r 1=0.40, 21并说明如何控制共聚物组成达到要求。 解：控制共聚物组成的主要方法：（1）控制转化率（在一定范围内）；（2）补加消耗得快的 单体（活泼单体）；（3）上述两种方法同时应用。 r 1=0.40, r 2=0.60（r 1 < 1, r 2 < 1，有恒比点共聚），且F 1-f 1的公式及曲线如下： 令F 1=0.5，求得f 1=0.55 按照f 1=0.55，f 2=0.45投料即可得到共聚物组成为F 1=0.5的聚合物。（亦可从图中求出） 5. 已知苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯的Q 值分别为1.00和0.74，e 值分别为-0.80和0.40，试计算这两种单体分别进行共聚时的竞聚率，并说明共聚类型。 解： Q 苯乙烯=1.00， Q MMA =0.74， e 苯乙烯=－0.80， e MMA =0.40，则： 由竞聚率皆小于1可知聚合为有恒比点共聚，共聚物组成曲线为反S 形。 图4-2 交替共聚组成曲线0.000.200.400.600.80 1.00 f 1 12112-22-f f f )e (e e 211211e Q Q r --=) e (e e 1 22122e Q Q r --=
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
第四章 1. 无轨、交替、嵌段、接枝共聚物的结构有何差异？举例说明这些共 聚物名称中单体前后位置的规定。 ⑴. 无规共聚物：两结构单元M 1、M 2按概率无规排布，M 1、M 2连续 的单元数不多，自一至十几不等。多数自由基共聚物属于这一类型，如氯乙烯一醋酸乙烯酯共聚物。 ⑵. 交替共聚物：共聚物中M 1、M 2两单元严格交替相间。苯乙烯～ 马来酸酐共聚物属于这一类。 ⑶. 嵌段共聚物：由较长的M 1链段和另一较长的M 2链段构成的大分 子，每一链段可长达几百至几千结构单元，这一类称作AB 型嵌段共聚物。也有ABA 型（如苯乙烯一丁二烯一苯乙烯三嵌段共聚物SBS ）和（AB ）。(AB)x 型。 ⑷. 接枝共聚物：主链由M 1单元组成，支链则由另一种M 2单元组成。 抗冲聚苯乙烯（聚丁二烯接枝苯乙烯）属于这一类。 3. 说明竞聚率21,r r 的定义，指明理想共聚、交替共聚、恒比共聚时 竞聚率数值的特征。 ⑴. 定义：竞聚率为均聚增长和共聚增长速率常数之比。 2122 21211 1k k r k k r = = ⑵. 竞聚率数值的特征： ①. 理想共聚：1,21=r r ；
②. 交替共聚：021==r r ； ③. 恒比共聚：理想恒比共聚：1121,1f F r r ===其 5. 示意画出下列各对竞聚率的共聚物组成曲线，并说明其特征。 5.01=f 时，低转化阶段的1F 约是多少？ 且曲线不对称。 ＝？可求出由组成方程：12 2221211212111F f r f f f r f f f r F +++=
6. 醋酸烯丙酯（028.0 ,13.1=-=Q e ）和甲基丙烯酸甲酯 （74.0 ,41.0==Q e ）等摩尔共聚，是否合理？ 根据e Q -式： ()[]()[]0066.041.013.113.1exp 74 .0028.0exp 211211=--=--= e e e Q Q r ()[]()[]056.1413.141.041.0exp 028 .074.0exp 122122=+-=--= e e e Q Q r 由21,r r 值知，醋酸烯丙酯易和甲基丙烯酸甲酯反应而共聚，而甲基丙烯酸甲酯则易与自身反应而均聚，所以等摩尔共聚，不合理。但如果使醋酸烯丙酯的量远大于甲基丙烯酸甲酯的量，可以得到交替共聚物。 7. 甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、苯乙烯、马来酸酐、醋酸乙烯酯、 丙稀腈等等单体与丁二烯共聚，交替倾向的次序如何？说明原因。（提示：如无竞聚率数据，可用 e Q , 值） ⑴. 当0 ,021→→r r 时表现为交替共聚，因此，可以从 021→r r 的 程度来判断两单体交替共聚的倾向大小 ⑵. 从e 值差值的大小来判断，e 值相差较大的单体，交替共聚的倾 向大。 由此交替共聚的次序为：
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
高分子第四章习题参考答案 1．比较苯乙烯本体聚合和悬浮聚合的特征，比较氯乙烯本体聚合和悬浮聚合的特征，比较苯乙烯和氯乙烯悬浮聚合的特征。 参考答案：（最好用列表法加以比较） 2．简述乳液聚合中单体、乳化剂和引发剂的所在场所，引发、增长和终止的场所和特征，胶束、乳胶粒、单体液滴和速率的变化规律。参考答案： 乳液聚合中单体在单体液滴中、以分子分散在水中、在增溶胶束中。
乳液聚合中乳化剂以分子分散在水中、在胶束中、在单体液滴表面。乳液液聚合中引发剂主要是以分子分散在水中。 对难溶于水的单体链引发主要是在水中，在水中形成初级自由基后，再进入增溶胶束内链增长；链增长和链终止主要在胶束中。 胶束、乳胶粒、单体液滴和速率的变化规律见下表： 3．经典乳液聚合配方如如下：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（分子/ml），（20℃溶解度0.02 g /100 g 水，阿佛加德罗数N A=6.023×1023mol-1）
b．单体液滴（分子/ml）。条件：液滴直径1000nm，苯乙烯溶解和增溶量共2 g，苯乙烯密度为0.9 gcm-3. c．溶于水中的钠皂分子数（分子/ml）。条件：硬脂酸钠的CMC 为0.13 g·L-1，分子量306.5。 d．水中胶束数（分子/ml）。条件：每个胶束由100个肥皂分子组成。 e．水中过硫酸钾分子数（分子/ml）。条件：分子量=270。 f．初级自由基形成速率ρ（分子/ml·s）。条件：50℃kd=9.5×10-7s-1. g．乳胶粒子数（个/ ml）。条件：粒径100 nm，无单体液滴，苯乙烯相对密度0.9，聚苯乙烯相对密度1.05，转化率50%。 参考答案： a．溶于水中的苯乙烯分子数（分子/ml），（20℃溶解度0.02 g /100 g 水，阿佛加德罗数N A=6.023×1023mol-1） 设水的密度为1 g cm-3，则0.02 g /100 g=0.02 g /100 cm-3=0.0002 g / cm-3=0.0002 g / ml水；苯乙烯的分子量M=104， 溶于水中的苯乙烯分子数（分子/ml水）=（0.0002 g / ml水）÷104 g /mol-1×6.023×1023mol-1=1.16×1018（个）/ ml水。 b.单体液滴（分子/ml）。条件：液滴直径1000nm，苯乙烯溶解和增溶量共2 g，苯乙烯密度为0.9 gcm-3。 形成单体液滴的苯乙烯重量：100 g－2 g=98 g 98 g，苯乙烯所占的体积数=98 g÷0.9 g cm-3=108.9 cm3
第一节习题 1 在热机械曲线上，为什么PMMA 的高弹区范围比PS 的大? (已知PMMA 的=g T 378K ，=f T 433—473K ；PS 的=g T 373K ，=f T 383—423K) 2 为什么热机械曲线上f T 的转折不如g T 明晰? 3 假如从实验得到如下一些高聚物的热－机械曲线，如图6-12，试问它们各主要适合作什么材料（如塑料、橡胶、纤维等）？为什么？ 橡胶 （a ） （b ） （a ） （b ） 图6-12高聚物的温度-形变曲线 4 从化学结构角度讨论以下各对聚合物为什么存在g T 的差别． T ε 20 60 100 140 180 A 塑料 T ε -60 0 40 B 20 210 T ε C 纤维 80 100 T ε D 塑料
CH 2CH 2 (1) (150K) 和 CH 2 CH CH 3 (250K) (2) CH 2 CH C O OCH 3 (283K) 和 CH 2 CH O C O CH 3 (350K) (3) CH 2 CH 2O (232K) 和 CH 2 CH OH (358K) (4) CH 2 CH C OC 2H 5 O (249K) 和 CH 2 CH 2 CH CH 3 C OCH 3 O (378K) 5 从结构出发排列出下列各组高聚物T g 顺序并简要说明理由。 (1) C CH 3 CH 3 C , C H H C , CH 2 CH CH CH 2 , (CH CH )n , C H C H , CH 2CH 2 (N CH 2()5NHCO CH 2()4CO )n , H (2) (CH 2 CH Cl )n , (CH 2 C Cl )n , (CH CH )n , Cl Cl Cl (CH 2 CH C CH 2Cl )n (3) (CH 2 CH CH 3 )n CH C 2H 5 n (CH 2 ) (CH 2CH C 4H 9 )n , ,
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。
第四章答案 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： ()()()2 0001112012 2 00001112222r f f f F r f f f r f +=++, 010.92f = 两单体的初始配比为[][]1012200.9211.50.08 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 = ()0111185%,f C f C F C --== 0110.150.8075f f -= ① 2.530111110.6050.395,11f F f C f ??-=+=- ?-?? 2.5301110.151f f ??-= ?-?? ② 解得：0110.868,0.938f f == 两单体的初始配比为[][]101220 0.9384690.06231 M f M f ===＝15.1 第五章答案 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：423143310*34.210 *023.6*20.5*176*10*2.3*102] [10-===A p p N M Nk R
5121410*56.210 *1.15*176*10*2.3] [===ρM Nk X p n 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?1015ml -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?107L(mol ?s)-1。 解：本体聚合：11..10*3.8..10*3.810*023.610*0.5191122312 ------====s l mol s ml mol N R A i ρ 62/1792/110*45.910*6.3*210*3.8*0.5*1762][--=???? ??=???? ??=t i p p k R M k R mol/L.s 4.185023.02/77.011382/10*138.110 *45.9*10*6.3*25*1762][367222 2=+=+====-D C X R k M k n p t p ν ν 乳液聚合：423153310*3.710 *023.6*25*176*10*0.1*102] [10-===A p p N M Nk R mol/L.s 41231510*8.810 *55.0*10*5*176*10*1][===ρn M Nk X p n 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?1023mol -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：g s m m 04.0200*100/02.012===； 苯乙烯的分子数：2023210*316.2104 04.0*10*023.6====M m N n N N A A （阿佛伽德罗数N A =6.023?1023mol -1） 水的体积： ml ml g g V 200/1200==
高分子化学与物理
第一部分 高分子化学
教学目的: 掌握共聚合的定义和作用，共聚高分子的分类 及分子结构特点，了解共聚方程的推导思路和假定，掌握 竞聚率的定义及不同竞聚率下的产物特点。 重点内容：
1、掌握基本概念 共聚合；无规共聚；交替共聚；接枝共聚；嵌段共 聚； 竞聚率。 2、共聚的作用及典型共聚高分子的性能。 3、共聚合的动力学推倒过程中的基本假定。 4、竞聚率及作用。
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第4章自由基共聚合
(Free Radical Copolymerization)
5、不同竞聚率下的共聚物的结构特点。
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主要英文词汇： 难点内容:自由共聚合的聚合反应动力学推导假定、推导
过程；竞聚率的定义和应用。 Copolymerization—共聚合 Radical copolymerization—共聚合 Random copolymer—无规共聚物 Alternatinig copolymer—交替共聚物 Block copolymer—嵌段共聚物 Graft copolymer—接枝共聚物 Reactivity ratio--竞聚率
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熟悉内 容： 了解共聚的推导思路；
了解自由基共聚合的主要工业应用。
参考教材或资料： 1、潘祖仁,高分子化学, 北京：化学工业出版社,2007年第三版
2、郝立新等，高分子化学与物理，北京：化学工业出版社，1997年 3、George Odian,Principle of Polymerization(M),2nd,New York:John Wiley & Sons,Inc.,1981 4、应圣康，余丰年等，共聚合原理，北京：化学工业出版社，1984年
4.1 引言 均聚合：由一种单体进行的聚合反应，成为均聚合，所得 的聚合物称作均聚物。 共聚合：由两种或两种以上单体共同参加的聚合反应，称 作共聚合，所得的产物含有两种或多种单体单元，称作共 聚物。 备注：共聚物不是几种单体各自均聚物的混合物。 对于二元共聚的理论已研究得相当详细，三元共聚动 力学和组成问题相当复杂；实际上，三元以上的共聚只限 于实际应用，较少在理论上进行定性分析。
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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
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
第一章绪论 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。
潘祖仁第五版高分子化学 知识点 Prepared on 22 November 2020
第一章：绪论一、基本概念 高分子、高分子化合物 单体 结构单元 重复结构单元 单体单元 聚合度 全同立构高分子 间同立构高分子 立构规整性高分子 无规立构高分子 遥爪高分子：含有反应性末端基团、能进一步聚合的高分子。 均聚物：由一种（真实的、隐含的或假设的）单体聚合而成的聚合物。 共聚物：由一种以上（真实的、隐含的或假设的）单体聚合而成的聚合物。生成共聚物的聚合反应称为共聚反应。 逐步聚合反应：是指在反应过程中，聚合物链是由体系中所有聚合度分子之间通过缩合或加成反应生成的。 链式聚合反应：是指在聚合反应过程中，聚合物链是仅由单体和聚合物链上的反应活性中心之间的反应生成，并且在新的聚合物链上再生反应活性点。
聚合物的多分散性：聚合物是由一系列分子量不等的同系物高分子组成，这些同系物高分子之间的分子量差为重复结构单元分子量的倍数，这种同种聚合物分子长短不一的特征称为聚合物的多分散性。 平均分子量：聚合物的分子量或聚合度是统计的，是一个平均值，叫平均分子量或平均聚合度。 数均分子量和重均分子量及多分散系数 二、基本理论 1、聚合物的分类： 来源：天然高分子、半天然高分子和合成高分子 主链元素组成：碳链高分子、杂链高分子和元素有机高分子 性质和用途：塑料、纤维和橡胶，以及功能高分子、胶粘剂和涂料 2、聚合物的命名：习惯命名和IUPAC命名 第二章缩聚及逐步聚合反应 一、基本概念 缩合聚合和逐步加成聚合，线形逐步聚合反应和非线形逐步聚合反应，平衡线形逐步聚合反应和不平衡线形逐步聚合反应，单体功能度和平均功能度，均缩聚和混缩聚，熔融缩聚、界面缩聚和固态缩聚，凝胶化现象和凝胶点，无规预聚体和确定结构预聚体。 二、基本理论 1.逐步聚合反应的特征： a. 反应是逐步进行的； b. 每一步反应的速率和活化能大致相同； c. 反应体系始终由单体和分子量递增的一系列中间产物组，单体以及任何中间产物两分子间都能发生反应； d. 聚合产物的分子量是逐步增大的。
第一章绪论（Introduction） 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。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，一般写成、。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。， N i：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。， W i：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。 连锁聚合（Chain Polymerization）：活性中心引发单体，迅速连锁增长的聚合。烯类单体的加聚反应大部分属于连锁聚合。连锁聚合需活性中心，根据活性中心的不同可分为自由基聚合、阳离子聚合和阴离子聚合。 逐步聚合（Step Polymerization）：无活性中心，单体官能团之间相互反应而逐步增长。绝大多数缩聚反应都属于逐步聚合。 加聚反应（Addition Polymerization）：即加成聚合反应，烯类单体经加成而聚合起来的反应。加聚反应无副产物。 缩聚反应（Condensation Polymerization）：即缩合聚合反应，单体经多次缩合而聚合成大分子的反应。该反应常伴随着小分子的生成。 塑料（Plastics）：具有塑性行为的材料，所谓塑性是指受外力作用时，发生形变，外力取消后，仍能保持受力时的状态。塑料的弹性模量介于橡胶和纤维之间，受力能发生一定形变。软塑