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高分子化学重点课后习题解答讲解学习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。
1.试述高聚物的相对分子质量及其分布对物理机械性能和加工成型的影响。
解：相对分子质量增加，拉伸强度，弯曲强度等机械性能提高了，但由于分子量大黏度增加，不利于成型加工。
相对分子质量分布较宽时，由于低相对分子质量部分对机械强度影响较大，使总的机械性能下降。
但低相对分子质量部分能起增塑作用，使熔融黏度变小，有利于加工成型。
2 试从下列高聚物的链节结构，定性判断分子链的柔性或刚性，并分析原因。
CH 2CCH 3CH 3(1) 柔性。
因为两个对称的侧甲基使主链间距离增大，链间作用力减弱，内旋转位垒降低。
（2）HC C NCH 3O H (2)刚性。
因为分子间有强的氢键，分子间作用力大，内旋转位垒高。
（3）CH 2CHC H 3CN C H 3(3) 刚性。
因为侧基极性大，分子间作用力大，内旋转位垒高。
（4）O C O CH 3CH 3C O (4)刚性。
因为主链上有苯环，内旋转较困难。
（5）C C C C(5)刚性。
因为侧基体积大，妨碍内旋转，而且主链与侧链形成了大π键共轭体系，使链僵硬。
3比较以下三个聚合物的柔顺性，从结构上简要说明原因。
解：（1）的刚性最大，因为双键与苯环共轭；（2）的柔性最大，因为双键是孤立双键；（3）介于（1）和（2）中间。
CH CH 22n CH CH CH 2n CH 2CH CH 22n (1)(2)(3)4比较以下两种聚合物的柔顺性，并说明为什么?解：聚氯丁二烯的柔顺性好于聚氯乙烯，所以聚氯丁二烯用作橡胶而聚氯乙烯用作塑料。
聚氯乙烯有极性的侧基-Cl，有一定刚性。
聚氯丁二烯虽然也有极性取代基-Cl，但-Cl的密度较小，极性较弱，另一方面主链上存在孤立双键，孤立双键相邻的单键的内旋转位垒较小，柔顺性好，因为(1) 键角较大（120°而不是109.5°），(2) 双键上只有一个H原子或取代基，而不是两个。
5简述聚合物的溶解过程，并解释为什么大多聚合物的溶解速度很慢？解：因为聚合物分子与溶剂分子的大小相差悬殊，两者的分子运动速度差别很大，溶剂分子能比较快地渗透进入高聚物，而高分子向溶剂的扩散却非常慢。
《通用高分子材料》学习任务单一、学习目标1、了解通用高分子材料的定义、分类和特点。
2、掌握常见通用高分子材料的性能、应用领域及加工方法。
3、学会分析通用高分子材料在实际应用中的优缺点。
4、能够根据具体需求选择合适的通用高分子材料。
二、学习内容（一）通用高分子材料的概述1、定义通用高分子材料是指那些产量大、应用广泛、价格较低的高分子材料，如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等。
2、分类（1）塑料：分为热塑性塑料（如聚乙烯、聚丙烯）和热固性塑料（如酚醛树脂、环氧树脂）。
（2）橡胶：包括天然橡胶和合成橡胶（如丁苯橡胶、顺丁橡胶）。
（3）纤维：可分为天然纤维（如棉花、羊毛）和合成纤维（如聚酯纤维、尼龙）。
3、特点（1）相对分子质量大，通常在几万到几十万甚至更高。
（2）具有一定的机械强度和韧性。
（3）良好的绝缘性和耐腐蚀性。
（二）常见通用高分子材料1、聚乙烯（PE）（1）性能具有良好的耐低温性能、化学稳定性和电绝缘性。
但强度和硬度相对较低。
（2）应用领域广泛用于薄膜、管材、容器、电线电缆等。
（3）加工方法注塑、挤出、吹塑等。
2、聚丙烯（PP）（1）性能强度和硬度较高，耐热性较好，但低温脆性较大。
（2）应用领域主要用于汽车零部件、家电外壳、包装材料等。
（3）加工方法注塑、挤出、吹塑等。
3、聚苯乙烯（PS）（1）性能透明度高、刚性好，但脆性大、耐溶剂性差。
（2）应用领域常用于制造电器外壳、玩具、餐具等。
（3）加工方法注塑、发泡等。
4、聚氯乙烯（PVC）（1）性能具有良好的耐化学腐蚀性、阻燃性，但热稳定性较差。
（2）应用领域广泛用于管材、板材、门窗型材、电线电缆护套等。
（3）加工方法挤出、注塑、压延等。
5、天然橡胶（NR）（1）性能具有优异的弹性、耐磨性和耐寒性。
（2）应用领域主要用于制造轮胎、橡胶制品、输送带等。
（3）加工方法硫化等。
6、合成橡胶（1）丁苯橡胶（SBR）性能：耐磨性、耐老化性较好，但弹性和耐寒性相对较差。
【学习目标】1.能说明合成高分子的组成与结构特点，能依据简单合成高分子的结构分析其链节和单体。
2.能说明加聚反应的特点。
了解高分子化合物合成的基本方法。
【学习重点】加成聚合反应的特点，简单的加聚反应方程式，从简单的加聚产物结构式分析出单体。
【学习难点】理解加聚反应过程中化学键的断裂与结合，用单体写出加聚反应方程式。
【自主学习】一. 有机高分子化合物1. 概念：相对分子质量达几万甚至几千万，只是一个平均值，通常称为高分子化合物，简称高分子，有时又称高聚物。
如：淀粉、纤维素、蛋白质、聚乙烯、聚氯乙烯、酚醛树脂等。
高分子化合物结构简式中通常有“n”，例淀粉或纤维素：（C6H10O5）n，聚乙烯：。
小分子：相对分子质量通常超过1000，有明确的数值，通常称为低分子化合物，简称小分子；如：烃、醇、醛、羧酸、酯、葡萄糖、蔗糖等。
2. 合成有机高分子化合物以低分子有机物作原料，经聚合反应得到的各种相对分子质量不等的同系物组成的混合物，其相对分子质量一般高达104—106。
高分子化合物又称高聚物3. 有关高分子化合物的相关用语：【典例诠释】典例1下列物质中属于高分子化合物的是( )①淀粉②纤维素③氨基酸④油脂⑤蔗糖⑥酚醛树脂⑦聚乙烯⑧蛋白质A.②③④⑥⑦⑧B.①④⑥⑦C.①②⑥⑦⑧D.②③④⑥⑦⑧【答案】C【解析】③氨基酸、④油脂、⑤蔗糖都是小分子化合物，选C。
典例2 下列对有机高分子化合物的认识不正确的是()A．有机高分子化合物称为聚合物或高聚物，是因为它们是由小分子通过聚合反应而制得⑴结构简式：它们是由若干个重复结构单元组成的。
⑵链节：高分子化合物中化学组成相同、可重复的最小单位，也称重复结构单元。
叫做链节。
⑶聚合度：高分子里含有链节的数目。
通常用n表示。
⑷单体：能够进行聚合反应形成高分子化合物的低分子化合物，叫做单体。
⑸聚合物的平均相对分子质量=链节的相对分子质量×n4. 高分子化合物与小分子化合物比较二. 合成高分子化合物的基本方法一加聚反应：由含有不饱和键的化合物分子以加成反应的方式结合成高分子化合物的反应叫加成聚合反应；简称加聚反应。
《功能高分子材料》学习任务单一、学习目标1、了解功能高分子材料的定义、分类和特点。
2、掌握常见功能高分子材料的结构与性能关系。
3、学习功能高分子材料的制备方法和应用领域。
4、培养对功能高分子材料研究和创新的兴趣。
二、学习重点1、功能高分子材料的分类和特性。
2、重点功能高分子材料（如导电高分子、高分子分离膜等）的性能和应用。
三、学习难点1、理解功能高分子材料的结构与性能之间的复杂关系。
2、掌握功能高分子材料的制备工艺和原理。
四、学习资料1、教材：《功能高分子材料》（作者：＿____ 出版社：＿____）2、在线课程：＿____平台上的相关课程。
3、学术论文：通过学术数据库检索最新的研究成果。
五、学习过程1、知识讲解功能高分子材料的概念和发展历程。
按照功能分类，介绍不同类型的功能高分子材料，如导电高分子材料、高分子分离膜材料、高分子吸附剂、高分子催化剂等。
详细讲解每种功能高分子材料的结构特点、性能优势以及制备方法。
2、案例分析选取实际应用中的案例，如锂离子电池中的高分子电解质、污水处理中的高分子膜分离技术等，分析其工作原理和优势。
讨论功能高分子材料在医疗领域（如药物控释、组织工程）的应用案例，探讨其对医疗技术发展的推动作用。
3、实验探究安排简单的实验，如制备导电高分子薄膜并测试其导电性。
进行高分子吸附剂对特定物质的吸附实验，观察和分析吸附效果。
4、小组讨论分组讨论功能高分子材料在未来可能的创新应用方向。
探讨功能高分子材料发展面临的挑战和解决方案。
5、作业布置完成课后习题，巩固所学知识。
要求学生查阅相关文献，撰写一篇关于某种功能高分子材料的小论文。
六、学习评估1、课堂表现：包括参与讨论、回答问题、实验操作等方面的表现。
2、作业完成情况：检查作业的准确性和完整性。
3、小论文质量：评估论文的科学性、创新性和逻辑性。
七、拓展学习1、关注最新的科研成果和行业动态，了解功能高分子材料的前沿发展。
2、参加相关的学术讲座和研讨会，拓宽知识面和视野。
