一、填空题（20X1=20分）
1.聚合物的平均分子量的可以用 数均分子量 、 重均分子量 、 粘均分子量 和Z 均分子量等表示，而分子量分布可以则可以用 分子量分布指数 表示。
2 聚合物按主链元素的组成可以分为 碳链聚合物 、 杂链聚合物 和 元素有机聚合物 三类。
3. 按聚合物的在反应前后聚合度的变化情况，聚合物的化学反应可以分聚合度相似的转变、聚合度增加的转变 和 聚合度减少的转变 三类。
4. 连锁聚合反应包括 自由基聚合 、 阴离子聚合 、 阳离子聚合 和 配位聚合 等。
5. 按聚合物的分子链结构，逐步聚合反应可分为 线型逐步聚合 和 非线型逐步聚合 反应。
6.由聚合物制成的三大合成材料是指： 合成塑料、合成纤维和 合成橡胶 。
7.多分散系数是表征聚合物的多分散程度，也叫分子量分布（molecular weight distribution, MWD ），其计算公式为： 重均分子量/数均分子量 n
w
M M d
8.聚合物分类多种多样，根据单体与其生成的聚合物之间在分子组成与结构上的变化把聚合反应分为加聚反应和 缩聚反应 根据反应机理和动力学性质的同，分为连锁聚合反应和 逐步聚合
9. 自由基聚合反应的实施方法主要有：溶液聚合、 本体聚合 、悬浮聚合和 乳液聚合 。而逐步聚合实施方法主要有 熔融聚合 、溶液聚合、界面缩聚。 10.自由基聚合的机理的特征为慢引发、 快增长 、有终止。阳离子聚合机理的特点可以总结为：快引发、快增长、 易转移 、难终止。阴离子聚合机理的特点是快引发、 慢增长 、无终止。
11.聚合物的平均分子量的可以用 数均 、 重均 、 粘均 和Z 均分子量等表示，而分子量分布可以则可以用 重均分子量/数均分子量 表示。 12.对于线性逐步聚合反应，如果r=1，且忽略端基的质量，则聚合度 分布系数:d= 1+P 。
13.加热能使之塑化、成型交联固化后不能再塑化，工业上称这种聚合物为热固性树脂。
14.在均聚反应中，聚合速率、平均分子量、分子量分布是要研究的重要内容。在共聚合中，共聚物的组成和 分布成为首要问题。
15.根据聚合度和基团的变化，聚合物化学反应可分为相似转变；聚合度变大的反应，如嵌段、 交联 、接枝、 接枝 ；聚合度变小的反应，如降解、 解聚 。 16.单体结构与竞聚率之间有着密切的关系，单体对某一自由基反应的活性大小是由 取代基得共轭效应 和 极性效应 两者共同决定的。
17.1947年Alfrey和Price首次提出了半定量地计算不同单体对r(竞聚率)值
Q-e方程：k
12=P
1
Q
2
exp(-e
1
e
2
)，式中e代表单体和自由基的极性，与极性效应有
关；Q值代表单体的活性，它与单体和自由基的共轭效应有关有关。18.涤纶是重要的合成纤维和工程塑料，它是聚酯的代表，它的准确化学名称为：聚对苯二甲酸乙二酯。
19. 癸二酸和己二胺进行缩聚，所得产物称尼龙 106 610
20. 在自由基聚合中，与其它引发机理相比，光引发的最主要特点是选择性强；可在较低温度下进行，氧化还原体系作为自由基聚合引发剂的优点是活化能低，在较低温度下引发聚合。
21. 自由基聚合中，欲降低聚合物的分子量可选择升高聚合温度，
增大引发剂浓度，添加链转移剂等方法。
22. 线型缩聚时常采用单体非等基团数（某一单体稍过量）和加单官能团物质的方法来控制分子量。
23. 乳液聚合动力学的最主要特点是通过增加乳胶粒数的方法能同时提高聚合速率与分子量
24.尼龙-810是由辛二胺和葵二酸缩聚而成的，“8”代表二元胺碳原子数目；“10”代表二元酸碳原子数目。其反应机理是逐步聚合反应。
25.按照高分子的主链结构，可以将聚合物分成碳链高分子；杂链高分子；元素有机（无机）高分子。而根据聚合物受热变化的不同，将聚合物分成热塑性高聚物和热固性高聚物。
26.根据共聚物大分子中结构单元的排列情况，二元共聚物有四种类型，分别是交替共聚物；嵌段共聚物；接枝共聚物；无规共聚物、
27.在研究自由基聚合的动力学的过程中，我们将其反应过程分成四个基元反应，分别是：链引发；链增长；链转移；链终止。
二、名词解释（5X2=10分）
1.热塑性弹体：在室温下呈橡胶弹性，而加热又能流动的弹性体叫热塑性弹体，如SBS。
2. 聚合物老化聚合物在使用过程中，受到物理或化学作用的影响，使得性能下降，结构改变的现象。
3.界面缩聚：两种互不相溶的单体分别溶于互不相容的溶剂中，在溶剂的界面的上发生的缩聚反应成为界面缩聚。
4.竞聚率：自由基共聚合时单体的均聚速率参数与共聚速率常数之比，它影响共聚合产物的组成。
5. 反应程度与转化率：反应程度是已经反应的基团占起始基团总数之比，转化率是指已经反应的单体占起始单体总数之比。
6.笼蔽效应：初级自由基形成时，它被溶剂等其它分子包围，它只有冲出这种包
围圈，和单体反应形成单体自由基才能完成链引发反应，但是在这个过程中，可
能会发生一些反应是初级自由基活性消失，我们把这种效应成为笼蔽效应，它会
导致引发效率下降。
7.动力学链长一个活性种从引发到真正消失死亡所消耗的单体的数目。
8.诱导分解：向引发剂的链转移反应称为诱导分解，诱导分解会浪费引发剂导致
引发效率降低。
9. 活性聚合：当体系的单体全部消耗完时，活性端基的反应活性仍然没有消失，
如果继续添加单体，反应仍然能够继续进行，这样的聚合成为活性聚合，活性聚
合最早在阴离子聚合研究时发现。
10均聚物、共聚物:由一种单体进行的聚合反应，称为均聚物，所形成的聚合物
称作均聚物，两种或多种单体共同参加的聚合反应，称为共聚合，所形成的聚合
物含有两种或多种单体单元，这类聚合物称作共聚物。
11凝胶效应在自由基聚合反应中，体系粘度随转化率提高后，链段重排受到阻
碍，活性末甚至可能被包埋，双基中止困难，但体系粘度还不足以严重妨碍单体
扩散，导致出现总的聚合速率增大的现象。
12诱导期:聚合体系中有阻聚剂或有阻聚作用的杂质存在时，聚合反应不能立即
进行，产生的自由基首先被阻聚剂抑制，直到阻聚剂完全消耗完，这段时间称为
诱导期。
13. 临界胶束浓度表面活性剂形成胶束的临界浓度
14. 接枝共聚物主链由一种单体单元组成，而支链由另外一种单体单元组成的共
聚物
三、写出下列反应式（5X4=20分）
1.HO-(CH2)5-COOH
n HO-(CH2)5-COOH → -(O-(CH2)5-CO)n- + n H2O
2.CH2=C(CH3)-CH=CH2
n CH2=C(CH3)-CH=CH2 →-( CH2-C(CH3)=CH-CH2)- 1,4加成
-( CH2-C(CH3)(CH=CH2))- 1,2加成
-( (CH2=C)(CH3)CH-CH2)- 3,4加成
3.尼龙66
n NH2(CH2)6NH2+ n HOOC(CH2)4COOH →-[NH(CH2)6NHOC(CH2)4CO]n-
+ 2n H2O
4. PET （涤纶）
HOCH 2CH 2OH +
COOH
HOOC
n n OCH 2CH 2O C
O
C
O
**n
2n +H 2O
5. PC （聚碳酸酯）
C CH 3CH 3
OH HO +COCl 2
n n C CH 3CH 3
O O
C *O
*n
+2n HCl
6．聚苯醚
7．环氧树脂
8．酚醛树脂
OH
HCH
O +
n
n OH
CH 2*
*
n
H +
+ n H 2O
9．聚芳砜
10．聚氨酯
11.乙烯－醋酸乙烯酯共聚物
CH 2CH 2+
CH 2CH
OOCCH 3
2CH 2*X Y x H 2
C CH OOCCH 3
*y
12．聚苯乙烯
C H
CH 2n
H
C *
CH 2*n
四、问答题（2X10分=20分）
1、请解释自动加速现象及其产生的原因，并说明消除自动加速现象的方法。
在自由基聚合反应中，体系粘度随转化率提高，当反应进行到一定程度后，链段重排受到阻碍，活性末端可能被包埋，双基中止困难，但体系粘度还不足以严重妨碍单体扩散，导致出现总的聚合速率增大的现象。
链自由基的双基终止过程包括.链自由基的平移、链段重排，使活性中心靠近和双基相互反应而使链终止三个步骤，其中链段重排是控制步骤，受体系粘度影响显著。当转化率达到一定值后（如15％～20％），链段重排受到障碍，活性末端甚至可能被包埋，双基终止困难，终止速率常数k t 显著下降，转化率达40％～50％时，k t 可降低可达上百倍 ；而在这一阶段转化率下，体系粘度对单体的扩散影响较小，增长速率常数k p 变化不大，因此，k p /k t 1/2综合值可增加近7～8倍，自动加速显著，且分子量也同时迅速增加。随着转化率继续增大，体系粘度增加，单体浓度下降，体系粘度对单体的活动影响显著，增长反应也受到扩散控制，这时不仅k t 继续下降， k p 也开始变小，若k p /k t 1/2综合值减小，则聚合总速率降低，甚至导致聚合反应停止；通过升高温度，可使聚合趋向更完全。链自由基卷曲、包埋的程度以及聚合速率的大小受聚合物在单体或溶剂中溶解性能的好坏的影响。通常，自动加速现象在良溶剂中较少出现，在非溶剂（沉淀剂）中出现得早、显著，在不良溶剂中自动加速现象介于以上两种情况。
消除自动加速现象的方法：１）选择合适的半衰期的引发剂；２）选择良溶剂体系；３）选择适宜的聚合工艺（如温度、搅拌、传热、分步聚合等） 2. 讨论并比较线形缩聚反应、自由基聚合反应所得聚合物的多分散系数（Mw/Mn ）。
解：自由基聚合反应：
１）偶合终止时的分子量分布：Xn=2/(1-p)；Xw=(2+p)/(1-p)
多分散系数：Xw /Xn=(2+p)/2≈1 其中，反应几率p →１２）歧化终止时的分子量分布：Xn=1/(1-p)；Xw=(1+p)/(1-p)；
多分散系数： Xw /Xn=1+p≈2 其中，反应几率p→１（可以讨论自动加速现象和链转移对分子量分布的影响）
线形缩聚反应：Xn=1/(1-p)；Xw=(1+p)/(1-p)；多分散系数：Xw /Xn=1+p 其中，成键几率p→１时，Xw /Xn≈2
3．下列烯类单体适于何种机理聚合：自由基聚合，阳离子聚合或阴离子聚合？并说明理由。
CH
2=CHCH
3
， CH
2
=C（CH
3
）
2
，CH
2
=CHC
5
H
6
， CF
2
=CF
2
，
CH
2=CHCH
3
：适于阳离子聚合，CH
3
是供电子基团，CH
3
是与双键有超共额轭效应。
CH
2=C（CH
3
）
2
：适于阳离子聚合，CH
3
是供电子基团，CH
3
是与双键有超共轭效应。
CH
2=CHC
5
H
6
和CH
2
=C（CH
3
）－CH=CH
2
：均可进行自由基聚合、阳离子聚合和阴离子
聚合。因为共轭体系π电子的容易极化和流动。
CF
2=CF
2
：适于自由基聚合。F原子体积小，结构对称。
4．下列烯类单体适于何种机理聚合：自由基聚合，阳离子聚合或阴离子聚合？并说明理由。
CH
2
=CHCl自由基聚合，取代基氯有吸电子诱导效应，但是又有给电子超共轭效应，二者均较弱。
CH
2=CCl
2
自由基聚合阴离子聚合 1，1二取代，吸电子效应增强
CH
2
=CHCN，自由基聚合，阴离子聚合氰基是吸电子基团
CH
2=C（CN）
2
阴离子聚合两个吸电子基团1，1二取代，吸电子能力强。
5. 请比较自由基聚合、阴离子聚合、阳离子聚合之间的异同？
6.何谓分子量的多分散性?如何表征聚合物分子量的多分散性?试分析聚合物分子量多分散性存在的原因？
7. 在自由基聚合反应中，何种条件下会出现反应自动加速现象？试讨论其产生的原因以及促使其产生和抑制的方法？
8.在体形缩聚中，预测凝胶点非常重要，请推导反应体系中等官能团数情况下的Carothers 方程。
9．已知在苯乙烯单体中加入少量乙醇进行聚合时，所得聚苯乙烯的分子量比一般本体聚合要低，但当乙醇量增加到一定程度后，所得到的聚苯乙烯的分子量要比相应条件下本体聚合所得的要高，试解释之。
要点：初期起到转移剂的作用，后期是沉淀聚合，有凝胶效应。
五、计算题（3X10分=30分） 1. 聚酯化
反应280℃时的平衡常数K ＝4.9，聚酰胺化反应260℃
时平衡常数K ＝305，根据作出水含量（摩尔分数表示）与数均聚合度的关系图，并讨论分析其结果。
解：根据 w n Pn K X =
和P
X n -=11
联立求解得：2
1
41-+=
w n n K X （负值已经舍去） 所以对聚酯化反应有2
1
419.4-+=
w n n X 对聚酰胺反应有2
1
41305-+=w n n X w
n Pn K X =
对水含量赋值作图得：(边上)
2. 苯乙烯（M 1）和丁二烯（M 2）在5℃下进行自由基乳液共聚时，其 r 1=0.64，r 2=1.38，已知苯乙烯和丁二烯的均聚链增长速率常数分别为49和25.1 L/ (mol ·s)，求：
1）计算共聚时的反应速率常数；
2）比较两种单体和两种链自由基的反应活性的大小； 3）作出此共聚反应的F 1～f 1曲线；
4）要制备组成均一的共聚物需要采取什么措施? 解：（1）k 12=k 11/r 1 = 49/0.64=76.56 L/(C.s)，k 21=k 22/r 2=25.1/1.38=18.19L/(mol.s)
（2） 1/ r 1为丁二烯单体的相对活性、1/r 2为苯乙烯单体的相对活性。1/ r 1=1.56>1/ r 2=0.725说明丁二烯单体活性较苯乙烯单体活性大，又因为k 12>k 22说明丁二烯自由基活性较苯乙烯自由基活性小。
（3） 两种单体共聚属无恒比点的非理想共聚，共聚物组成方程为
F 1=( r 1f 12+f 1f 2)/(r 1f 12+2f 1f 2+r 2f 22)，
代入r 1和r 2值，作图如下
（4）欲得组成均匀的共聚物，可按组成要求计算投料比，且在反应过程中不断补加丁二烯单体，以保证原配比基本保持恒定。
50100150200250
300
n w (%)
聚酯 数均聚合 度
100200300400500600
聚酰 胺 数 均聚合 度
3.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18400g·mol
－1，试计算：
a、已酯化羧基的百分数；
b、该聚合物的数均聚合度；
c、结构单元数X
n
。
解：已知M
w =184000，M
=100根据
Xn=M
w /M
=184000/100=1840，和M
w
=（1＋P）/（1－P）
解得：P=0.989，所以已酯化羧基的百分数等于98.9%，
a、根据M
w / M
n
=1＋P，得M
n
=9251 b.根据X
n
= M
n
/M
，得X
n
=92.51
4. 异丁烯阳离子聚合时，以向单体链转移为主要终止方式，聚合物未端为不饱和端基。现在4.0g聚异丁烯恰好使6.0mL的0.01mol·L-1溴-四氯化碳溶液褪色，试计算聚合物的数均分子量。
解：测定的反应式为：
根据以上反应式，每一个聚异丁烯分子链要消耗一分子溴。
4.0g聚异丁烯消耗溴的量为：
0.01mol·L-1×6.0mL=6×10-5 mol
所以聚合物的数均分子量为：4/6×10-5=6.7×104
5．单体溶液浓度0.20mol·L-1，过氧类引发剂浓度为4.0×10-3mol·L-1，在60℃下加热聚合。如引发剂半衰期44小时，引发剂效率f=0.80，k
p
=145L·mol·s-1，
k
t
=7.0×107 L·mol·s-1，欲达到50%转化率，需要多长时间？
解：已知：t1/2=44小时，
由P27页式（2-3）求分解速率常数k d=0.693÷t1/2=0.693÷（44×3600）=4.4×10-6s-1
由P38页式（2-27）求达到50%转化率，需要的时间；
解方程得：t=3.4×105s。
6.由已二胺和已二酸合成聚酰胺，分子量约为15000，反应程度为0.995。试计算两单体原料比，产物的瑞基数目比为多少？如需合成分子量为19000的聚合物，请作同样的计算？
7.示意图画出下列各对竞聚率的共聚物组成曲线
情况 1 2 3 4
r
1
0.1 0 0.2 0.2
r
2
0.1 0 5 0.8
计算f
1=0.5时，上叙各种情况时低转化率阶段的F
1
等于多少？
因为F=(r
1f
1
2+f
1
f
2
)/(r
1
f
1
2+2f
1
f
2
+r
2
f
2
2)
所以1. F
1=0.5 2. F
1
=0.5 3. F
1
=0.167 4. F
1
=0.4
8. 生产尼龙-66，想获得数均分子量为13500的产品，采用己二酸过量的办法, 若使反应程度P 达到0.994，试求己二胺和己二酸的配料比。（8分） 解：当己二酸过量时，尼龙-66的分子结构为
HO CO(CH 2)4CONH(CH 2)6NH CO(CH 2)4COOH n
112
114
结构单元的平均分子量M 0＝(112＋114)/2=113
118113
146
13500=-=
n X
当反应程度P = 0.994时，求r 值：rp r r X n 211-++=
r
r r
994.0211118?-++=
己二胺和己二酸的配料比995.0=r 9. 请根据Carothers 方城预测下列配方的凝胶点
① 1mol HO-R-OH + 1mol HOOC-R ’-COOH ② 2mol 丙三醇 ＋ 2mol 邻苯二甲酸 ③ 1mol 丙三醇 ＋ 5mol 邻苯二甲酸
10． 等摩尔的己二酸与己二醇经外加酸催化缩聚，试证明反应程度批P 从0.98
到0.99所需的时间与从开始到P=0.98所需的时间相近。
11.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？（醋酸浓度以二元酸计mol ） 解：
r=Na/(Nb ＋2Nb ’)=1/(1＋0.015)=0.98522
当p=0.995时，X n =(1＋r)/(1＋r －2rp)=(1＋0.98522)/(1＋0.98522－2×0.98522×0.995)=1.98522/(1.98522－ 1.96058)= 1.98522/0.02463=80.6
当p=0.999时，X n =(1＋r)/(1＋r －2rp)=(1＋0.98522)/(1＋0.98522－2×0.98522×0.999== 1.98522/0.01675=118.5
12. 在搅拌下依次向装有四氢呋喃的反应釜中加入0.2mol n-BuLi 和20kg 苯乙烯。当单体聚合了一半时，向体系中加入1.8g H 2O ，然后继续反应。假如用水终止的和继续增长的聚苯乙烯的分子量分布指数均是1，试计算 （1）水终止的聚合物的数均分子量；（3分）
（2）单体完全聚合后体系中全部聚合物的数均分子量；（3分） （3）最后所得聚合物的分子量分布指数。（5分） 解：（1）M n =10000/0.2=50000
（2）M n =20000/0.2=100000
（3）M w =50000*1/4+150000*3/4=125000
D= M w / M n =1.25
13. 按下述两种配方，使苯乙烯在苯中用过氧化二苯甲酰在60℃下引发自由基聚合
（1）[BPO]=2×10-4mol/L, [St]=416 g/L （2）[BPO]=6×10-4mol/L, [St]=83.2 g/L
设f=1，试求上述两种配方的转化率均达到10%时所需要的时间比。（8分） 解法一：设配方（1）所需时间为t 1，配方（2）所需时间为t 2 配方（1）单体投料为（2）的5倍，
∴达到同一转化率时，前者生成的聚合物量也为后者的5倍，转化率为10%仍属稳态。
732.110
216.4106832.0554
4
1
22
1
=??
???=
=--p p R R t t
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
第五章离子聚合 2．将1.0×10-3mol萘钠溶于四氢呋喃中，然后迅速加入2.0mol的苯乙烯，溶液的总体积为1L。假如单体立即均匀混合，发现2000秒钟内已有一半单体聚合，计算在聚合了2000秒和4000秒时的聚合度。 解：无终止的阴离子聚合速率为R p=k p[M-][M] 以萘钠为引发剂时，由于聚合开始前，引发剂就以定量地离解成活性中心 ∴[M-]=[C]=1.0×10-3mol/L 将R p式改写为－d[M]/dt=k p[C][M] 积分得ln([M]0/[M])=k p[C]t 已知t1=2000秒时，[M]0/[M]1=2，代入上面积分式： ln2=k p×2000 ∴k p[C]=ln2/2000 设当t2=4000秒时，剩余单体浓度为[M]2 ln([M]0/[M]2)=k p[C]t2=ln2/2000×4000=1.386 ∴[M]2= [M]0/4 则反应掉的单体浓度为[M]0－[M]0/4=3[M]0/4 根据阴离子聚合的聚合度公式x n=n[M]/[C] (双阴离子n=2) [C]为引发剂浓度 ∵聚合到2000秒时，单体转化率为50％，则反应掉的单体浓度为50％[M]0 ∴= x n×50%[M]0/[C]=2×50%×2.0/(1.0×10-3)=2000 n 已求得聚合到4000秒时，反应掉的单体浓度为3[M]0/4 ∴= x n×(3[M]0/4)/[C]=2×(3/4)×2.0/(1.0×10-3)=3000 n
4．异丁烯在四氢呋喃中用SnCl 4－H 2O 引发聚合。发现聚合速率R p ∝[SnCl 4][H 2O][异丁烯]2。起始生成的聚合物的数均分子量为20000。1.00g 聚合物含3.0×10-5mol 的OH 基，不含氯。写出该聚合的引发、增长、终止反应方程式。推导聚合速率和聚合度的表达式。指出推导过程中用了何种假定。什么情况下聚合速率是水或SnCl 4的零级、单体的一级反应？ 解：根据题意，终止是活性中心与反离子碎片结合。 ① 引发：SnCl 4+H 2 O H (SnCl 4OH) H (SnCl 4OH)+CH 2C CH 3 3 k i CH 3 C CH 3 3 (SnCl 4OH) 增长： CH 3 C CH 3 CH 3 (SnCl 4OH)+CH 2C CH 3CH 3 p CH 2C CH 3 CH 3 C CH 3 CH 3 CH 3 (SnCl 4OH) +M CH 2 C CH 3 CH 3 C CH 3CH 2CH 3 C CH 3 CH 3 CH 3 (SnCl 4OH)n 终止： CH 2C CH 3 3 C CH 3CH 23 C CH 3 CH 3 3 (SnCl 4OH)n t CH 2C CH 3 3 C CH 3CH 23 C CH 3 CH 3 3 OH+SnCl 4n ② 各步反应速率方程为 R i =k i [H +(SnCl 4OH)－][CH 2=C(CH 3)2]=k 络k i [SnCl 4][H 2O][CH 2=C(CH 3)2] (k 络＝[H +(SnCl 4OH)－]/[SnCl 4][H 2O]) R p =k p [HM +(SnCl 4OH)－][CH 2=C(CH 3)2]
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
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》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 , ,
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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智慧树知到《高分子化学（南昌大学）》章节测试答案 绪论 1、高分子是通常由原子或原子团（结构单元）以共价键有规律地连接而成的大分子量（ >104 ）的高分子链组成同系混合物。 A.对 B.错 答案: 对 第一章 1、对配位聚合的发现做出贡献并因此而获得Nobel 化学奖的是 A.Staudinger B.Flory C.Ziegler-Natta 答案 : Ziegler-Natta 2、高分子的概念是20 世纪二十年代由（）首先提出的 A.Flory B.Carothers C.Staudinger 答案 : Staudinger 3、尼龙 -6 的单体是 A.己内酰胺 B.己二酸 C.己二胺 D.己二醇
答案 :己内酰胺 4、丙烯在烷基铝-TiCl4催化下合成聚丙烯的反应属于 A.正离子型加聚 B.负离子型加聚 C.自由基加聚 D.配位聚合 答案 :配位聚合 5 、聚碳酸酯是由双酚 A 与光气聚合物而得： HOC6H4C(CH3)2C6H4OH+ ClCOCl─> H-(-OC6H4C(CH3) 2C6H4OCO-)n- Cl+HCl↑该反应称为 A.缩聚反应 B.加聚反应 C.自由基加成 D.亲电加成 答案 :缩聚反应 6、制造尼龙的原材料是 A.链烯 B.二烯 C.二元羧酸和二元胺 D.二元羧酸和二元醇 答案 : 二元羧酸和二元胺 7、线形或支链形大分子以物理力聚集成聚合物，加热时可熔融，并能溶于适当溶剂中。 A.对
B.错 答案: 对 8、聚合物是分子量不等的同系物的混合物，存在一定的分布或多分散性 A.对 B.错 答案: 对 9、合成树脂和塑料、合成纤维、合成橡胶统称为三大合成高分子材料 A.对 B.错 答案: 对 10、动力学链长是指一个活性中心，从引发开始到真正终止为止，所消耗的单体数目。 A.对 B.错 答案: 对 第二章 1、一个聚合反应中将反应程度从98％提高到99％需要 0－ 98％同样多的时间，它应是 A.开环聚合反应 B.链式聚合反应 C.逐步聚合反应 D.界面缩聚反应 答案 : 逐步聚合反应 2、欲使 1000g 环氧树脂（环氧值为0.2 ）固化，需要己二胺的量为
第八章高分子材料 Chapter 8 Polymer 1.名词解释Explain the following concepts. 1)高聚物: 一般是指分子量在1500以上，分子长度超过 5 nm的有机大分子材料。 Polymer: generally refers to organic macromolecules with molecular weight more than 1500, and the length of molecule is more than 5 nm. 2)低聚物: 又叫寡聚物或齐聚物。一般是指分子量在1500以下，分子长度不超过5纳米， 重复单元数只有几个到十几个的聚合物。oligomer: generally refers to the molecules consists of a few monomer units, with molecular weight below 1500, and the molecular length is not more than 5 nm. 3)聚合度: 指聚合物大分子中重复结构单元的数目，亦称链节数，用n表示。) degree of polymerization: the number of repeating structural units in the macromolecules, also known as the number of links, denoted as n. 4)热固性:指高分子材料在加热时不能软化和反复塑制，也不在溶剂中溶解的性能。 Thermosetting property: refers to the performance of polymer materials that can not soften when heated, be treated repeatedly, and dissolve in solvents. 5)热塑性: 指高分子材料加工固化冷却以后，再次加热仍可反复加工成型的性质。 Thermoplasticity: property of polymers that can be processed repeatedly when heated after they were curing and cooling. 6)等规立构：指高分子侧链上取代基全部处在主链平面一侧或高分子全部由一种旋光异构 单元键接而成的高分子结构。Isotactic: refers to the structure that side chain substituents lie in one side of the main chain of polymer, or the polymer consists of one optical isomers units. 7)间规立构: 是指取代基交替地处于平面两侧或者由两种旋光异构单元交替键接而成的 高分子结构。Syndiotactic: substituents lie alternately on both sides of the main chain, or the polymer consists of two optical isomers units alternately. 8)光刻胶: 又叫光致刻蚀剂，指当受到光照后即发生交联或分解反应，溶解性发生改变的 一种聚合物光子材料。photoresist: also known as light-induced etching agent, refers to a kind of photonic materials that occur cross-linking or decomposition reaction which results in a change of solubility when they were illuminated by light.
第一章绪论 思考题1.1 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 表示。 大分子链上所含结构单元数目的平均值，以X n 思考题1.2 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largeorbigmolecule 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。 思考题 1.3 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。
1、 写出下列单体的聚合反应式、以及单体、聚合物的名称。 a. CH 2=CHF b. CH 2=C(CH 3)2 c. HO(CH 2)5COOH d. CH 2CH 2CH 2O e. NH 2(CH 2)6NH 2 +HOOC(CH 2)4COOH ――――――――――――――――――――――――――――――――――――――― 【解答】 a. CH 2=CHF 聚合反应式： nCH 2=CH F F CH 2-CH n 单体名称：氟乙烯 聚合物名称：聚氟乙烯 b. CH 2=C(CH 3)2 聚合反应式： nCH 2=C(CH 3)2 CH 2-C(CH 3)2n 单体名称：异丁烯 聚合物名称：聚异丁烯 【注意】习惯称“异丁烯”，最好不要称“2－甲基丙烯”（“1，1－二甲基乙烯”更规范）。 c. HO(CH 2)5COOH 聚合反应式： nHO(CH 2)5COOH O(CH 2)5CO n + (n-1)H 2O 单体名称：6－羟基己酸 聚合物名称：聚6－羟基己酸 d. CH 2CH 2CH 2O 聚合反应式： n CH 2CH 2CH 2O 2CH 2CH 2O n 单体名称：1,3-环氧丙烷 / 氧杂环丁烷 /丁氧环 聚合物名称：聚1,3-环氧丙烷 /聚氧杂环丁烷 /聚丁氧环 /IUPAC ：聚氧化亚丙基（《高分 子化学》潘才元着）/ 聚氧化丙撑 （称“环丙醚”和“聚亚丙基醚”有一定道理，但较少见，最好不这样命 名） 【注意】 CH 2-CH -CH 3O ( 环氧丙烷 ) e. NH 2(CH 2)6NH 2 +HOOC(CH 2)4COOH 聚合反应式： nNH 2(CH 2)6NH 2 + nHOOC(CH 2)4COOH NH(CH 2)6NH-OC(CH 2)4CO n + (2n-1 ) H 2O 单体名称：己二胺（ NH 2(CH 2)6NH 2 ） 己二酸（ HOOC(CH 2)4COOH ） 聚合物名称：聚己二酰己二胺 /尼龙－66
智慧树知到《高分子化学（山东科技大学）》章节测试答案第一章 1、下列哪种物质不是聚合物? （） A.葡萄糖 B.聚乙烯 C.纤维素 D.胰岛素 答案: 葡萄糖 2、尼龙-66是哪两种物质的缩聚物（） A.尿素和甲醛 B.苯酚和甲醛 C. 己二酸和己二胺 D.氯乙烯和乙烯醇 答案: 己二酸和己二胺 3、聚乙烯醇的单体是 ( ) A.乙烯醇 B.乙醇 C.乙醛 D.醋酸乙烯酯 答案: 醋酸乙烯酯 4、合成丁基橡胶的主要单体是( ) A.异丁烯＋丁二烯
B.异丁烯＋异戊二烯 C.异丁烯 D.丁二烯 答案: 异丁烯＋异戊二烯 5、尼龙-6 是下列哪种物质的聚合物 ( ) A.己二酸与己二胺 B.己内酰胺 C.对苯二甲酸与乙二醇 D.苯烯 答案: 己内酰胺 6、聚硫橡胶属于（） A.碳链聚合物 B.元素有机聚合物 C.杂链聚合物 D.不属于聚合物 答案: 杂链聚合物 第二章 1、单体含有下列哪种官能团时不能进行缩聚反应（） A.—COOH B.—NH2 C.—COR D.—COOR
答案: —COR 2、下列哪对化合物可用于制备缩聚物（） A.CH3(CH2)4COOH和 NH2(CH2)6CH3 B.CH3(CH2)4COOH和 NH2(CH2)6NH2 C.HOOC(CH2)4COOH和 NH2(CH2)6CH3 D.HOOC(CH2)4COOH和 NH2-CH2)6NH2 答案: HOOC(CH2)4COOH和 NH2-CH2)6NH2 3、下列的叙述对缩聚反应的官能度f来说不正确的是（） A.无论反应的对象和条件如何，一种单体的官能度是固定的 B.官能度数和官能团数并非完全一一对应 C.在缩聚反应中，不参加反应的官能团不计算在官能度内 D.官能度是根据官能团来确定的 答案: 无论反应的对象和条件如何，一种单体的官能度是固定的 4、在开放体系中进行线形缩聚反应，为了得到最大聚合度的产品，应该( ) A.选择平衡常数大的有机反应 B.尽可能延长反应时间 C.尽可能提高反应温度 D.选择适当高的温度和极高的真空，尽可能除去小分子副产物。 答案: 选择适当高的温度和极高的真空，尽可能除去小分子副产物。 5、一个聚合反应中，将反应程度从97%提高到98%需要0-97%同样多的时间，它应是( ) A.链式聚合反应 B.逐步聚合反应
高分子化学答案(第四版)
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 n 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800~2400 足够的聚合度，才能
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：423143310*3 4.210 *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*4 5.9*10* 6.3*25*1762][36 7222 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===；