动力学链长和聚合度(精)
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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。
1、动力学链长ν的定义是(1),可用下式表示(2);聚合度可定义为(3)。
与ν的关系,当无链转移偶合终止时,ν和的关系是为(4),歧化终止时ν和的关系是(5)。
2、聚合过程中产生诱导期的原因是(6)。
①体系内有杂质存在;②引发剂尚未分解;③单体耗尽。
3、本体聚合往往采用分段聚合的工艺,目的是(7)。
①提高转化率;②解决传热问题。
4、60℃下,引发剂A的t1/2=1hr,B的t1/2=12.7hr,分别用以引发聚合时,如希望聚合速率差不多,则两者的用了用量应为(8)。
①两者用量一样;②A用量应比B多;③A用量应比B少。
5、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和寿命将变得(9)。
①[M .]增加,τ延长;②[M .]增加,τ缩短;③[M .]减少,τ延长。
6、某聚合体系用CS=19的链转移剂调节分子量,一次投料.则生成的聚合的分子量的变化现象是(10)。
①聚合初期小,聚合后期大;②聚合初期大,聚合后期小;③整个聚合过程中一样大小。
7、某一单体的聚合动力学研究结果是Rp∝[I]0.7[M],说明其反应机理为(11)。
8、链转移剂是(12),在聚合过程中可起(13)作用,故又称(14)。
常用的链转移剂有(15)。
9、烷基乙烯基醚能进行(16)聚合,原因是(17),异戊二烯连锁聚合三种机理均可反应,这是由于(18)。
10、出现自动加速时,高转化率下聚合常数的变化趋势kp(19),kt(20)11、自由基聚合中,欲降低聚合物的分子量可选择(21)聚合温度,(22)引发剂浓度,添加(23)等方法。
9、烷基乙烯基醚能进行(16)聚合,原因是(17),异戊二烯连锁聚合三种机理均可反应,这是由于(18)。
10、出现自动加速时,高转化率下聚合常数的变化趋势kp(19),kt(20)11、自由基聚合中,欲降低聚合物的分子量可选择(21)聚合温度,(22)引发剂浓度,添加(23)等方法。
12、以AIBN为引发剂来引发苯乙烯溶液聚合,如不改变聚合温度,同时初期生成的聚合物的分子量又保持不变,如何改变单体和引发剂浓度的办法,使初期聚合速度提高1倍?13、试解释在氯乙烯聚合过程中加入少量丁二烯,会使聚合速率下降的原因。
高分子化学期末常考名词解释动力学链长:一个活性种从引发开始到链终止时所消耗的单体分子数。
自动加速现象:随着转化率的提高,体系黏度增大,双基终止受阻,自由基寿命延长,使得聚合速率增加的现象。
竞聚率:均聚和共聚时的链增长速率常数之比悬浮聚合:单体以小液滴状悬浮在水的聚合方法。
体系中的主要组分包括:单体、引发剂、分散剂、水。
平均官能度:单体混合物中,每一分子平均带有的基团数线形缩聚:以2-2或2-官能度体系单体为原料进行的多次缩合形成缩聚物的聚合反应平均聚合度:聚合物大分子链上所含结构单元数目的平均值称为平均聚合度。
凝胶点:在体形缩聚反应中,当反应程度达到某一数值时,体系的黏度会突然增加,突然转变成不溶不熔、具有交联网络结构的弹性凝胶的过程,此时的反应程度称作凝胶点。
笼蔽效应:是影响引发剂效率的主要因数。
引发剂一般浓度很低,引发剂分子处在单体或溶剂的“笼子”中。
在笼内分解成的初级自由基,寿命只有10~10-必须及时扩散出笼子,才能引发笼外单体聚合。
否则,可能在笼内发生副反应,形成稳定分子,无为地消耗引发剂。
如偶氮二异丁腈在笼子内可能有下列副反应。
稳态假设:自由基聚合中,自由基的浓度处于动态平衡,浓度的变化率速度为0。
聚合上限温度:△G=0时,△H=T△S,聚合和解聚处于动态平衡状态,则此时的临界温度称为合上限温度。
平均官能度:单体混合物中,每一分子平均带有的基团数。
配位聚合:单体分子在活性种的空位处配位,形成配位络合物单体分子,插入过渡金属碳键中增长形成大分子的过程5.接枝:接枝是指大分子链上通过化学键结合产生支链共聚物的反应。
单体的竞聚率:均聚和共聚时的链增长速率常数之比。
聚合上限温度:△G=0时,△H=T△S,聚合和解聚处于动态平衡状态,则此时的临界温度称为聚合上限温度。
数值上等于聚合热比上聚合熵。
遥爪预聚物:阴离子聚合中,采用阴离子引发,活性聚合结束,在此反应体系中加入二氧化碳环氧乙烷或二异氰酸酯进行反应,则大分子链成为两端都带有羧基、羟基、氨基等活性端基的聚合物称为遥爪聚合物,遥爪聚合物可在后加工过程中进一步反应。
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104-10 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. 写岀聚氯乙烯、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。