高分子化学复习简答题(七)---聚合物的化学反应(精)

高分子化学复习资料高分子化学复习资料高分子化学是化学领域中的一个重要分支，研究的是由大量重复单元组成的高分子材料。

在我们的日常生活中，高分子材料无处不在，如塑料、橡胶、纤维等。

因此，了解高分子化学的基本知识和原理对我们的生活和工作都有着重要的意义。

一、高分子化学的基本概念和分类高分子化学研究的对象是由单体分子通过聚合反应形成的聚合物。

聚合物是由大量重复单元组成的化合物，分为线性聚合物、支化聚合物和交联聚合物三类。

线性聚合物是由单一线性链结构组成的聚合物，如聚乙烯、聚丙烯等。

支化聚合物是在线性聚合物的基础上引入支链结构的聚合物，如聚苯乙烯、聚苯乙烯-丙烯酸酯共聚物等。

交联聚合物是由多个线性链或支链通过交联反应形成的聚合物，如橡胶、树脂等。

二、高分子化学的聚合反应机理聚合反应是指将单体分子通过共价键连接形成聚合物的过程。

常见的聚合反应有自由基聚合、阴离子聚合、阳离子聚合和羧酸酯聚合等。

自由基聚合是指通过自由基引发剂将单体分子中的双键断裂形成自由基，然后自由基与其他单体分子发生反应形成聚合物。

阴离子聚合是指通过阴离子引发剂将单体分子中的活性基团负离子化，然后负离子与其他单体分子发生反应形成聚合物。

阳离子聚合和羧酸酯聚合的反应机理类似。

三、高分子化学的物性与应用高分子材料具有许多独特的物性，如高分子链的灵活性、分子间的相互作用、热稳定性等。

这些物性使得高分子材料在各个领域得到广泛应用。

例如，聚乙烯具有良好的绝缘性能，可用于电线电缆的绝缘材料；聚丙烯具有良好的耐热性和耐腐蚀性，可用于化工容器和管道；聚苯乙烯具有良好的透明性和抗冲击性，可用于食品包装和保护材料。

四、高分子化学的研究进展随着科学技术的不断发展，高分子化学的研究也在不断取得新的进展。

目前，高分子材料的研究重点主要集中在以下几个方面：1. 高分子合成方法的改进：研究人员通过改进聚合反应的条件和催化剂，使得高分子的合成更加高效、环保和可控。

2. 高分子结构与性能的关系研究：通过改变高分子的结构和组成，研究人员可以调控高分子的性能，实现特定应用需求。

1. 根据预聚物性质与结构不同预聚物分为那几种？答：根据预聚物性质与结构不同分为：无规预聚物和结构预聚物。

2.反应程度与转化率是否为同一概念？答：反应程度与转化率根本不同。

转化率：参加反应的单体量占起始单体量的分数；反应程度：是参加反应的官能团数占起始官能团数的分数。

3.要控制线形缩聚反应的分子量，可以采取什么措施？答：⑴调整两种官能团的配比⑵加入单官能团化合物4.什么叫交替共聚物？要制备交替共聚物，对单体的结构有何要求？答：两种结构单元交替排列的共聚物。

两个单体双键的电子密度大小相差得越大越有利于交替共聚5.聚酯化反应制备线形缩聚物，什么情况下是二级反应？什么情况下是三级反应？工业生产中属于几级反应？答：外加酸是二级反应，自催化是三级反应，工业生产中属于二级反应。

6.自由基聚合与缩聚反应的特征比较答：自由基聚合：1）由基元反应组成，各步反应的活化能不同，引发最慢。

2）存在活性种，聚合在单体和活性种之间进行。

3）转化率随时间增长，分子量与时间无关。

4）少量阻聚剂可使聚合终止。

线形缩聚：1）聚合发生在官能团之间，无基元反应，各步反应活化能相同。

2）单体及任何聚体间均可反应，无活性种。

3）聚合初期转化率即达很高，官能团反应程度和分子量随时间逐步增大。

4）反应过程存在平衡。

无阻聚反应。

7.常用的逐步聚合方法有几种？各自的主要特点是什么？答：熔融缩聚：优点：生产工艺过程简单，生产成本较低。

可连续法生产直接纺丝。

聚合设备的生产能力高。

缺点：反应温度高，要求单体和缩聚物在反应温度下不分解，单体配比要求严格；反应物料粘度高，小分子不易脱除。

局部过热可能产生副反应，对聚合设备密封性要求高。

溶液缩聚：优点：溶剂存在下可降低反应温度,避免单体和产物分解，反应平稳易控制。

可与产生的小分子共沸或与之反应而脱除。

聚合物溶液可直接用作产品。

缺点：溶剂可能有毒，易燃，提高了成本。

增加了缩聚物分离、精制、溶剂回收等工序。

生产高分子量产品时须将溶剂蒸出后进行熔融缩聚。

第一章绪论2.聚合物分子量有几种表示方法？如何表示聚合物分子量的多分散性？答：数均分子量，重均分子量，黏均分子量，Z 均分子量，相对分子质量分布指数分子量的多分散性可以用多分散指数HI，即重均分子量和数均分子量的比值来表示。

分子量均一的聚合物其HI为1。

HI越大则聚合物分子量的多分散程度越大。

分子量多分散性还可用分子量分布曲线表示。

以分子量为横坐标，以所含各种分子的重量或数量百分数为纵坐标，即得分子量的重量或数量分布曲线。

4.高分子链结构形状有几种？它们的化学性质有什么特点？答：高分子链的形状主要有直线型、支链型和网状体型三种，其次有星形、梳形、梯形等(它们可视为支链型或体型的特例)。

直线型和支链型高分子靠范德华力聚集在一起，分子间力较弱。

形成的聚合物具有热塑性，加热可熔化，在溶剂中可溶解。

其中支链型高分子溶解性能更好。

网状体型高分子加热可软化但不熔融，在溶剂中可溶胀但不溶解。

交联程度高的，加热不软化，在溶剂中不溶解。

5.聚合物的平均分子量有几种表示方法，写出数学表达式，并比较大小。

答：(1)数均分子量Mn=NiMi/Ni=Wi/(Wi/Mi)( 2 )重均分子量Mw=WiMi/Wi=NiMi^2 /NiMi( 3 )粘均分子量Mv=(WiMi^a/ Wi)^1/a大小Mw>Mv>Mn6.何谓高聚物?何谓低聚物? 答：物理化学性能不因分子量不同而变化的高分子化合物称为高聚物。

反之，其物理和化学性能随分子量不同而变化的聚合物成为低聚物。

但也有将分子量大于一万的聚合物称为高聚物，分子量小于一万的聚合物称为低聚物。

8.与低分子化合物比较，高分子化合物有何特征?答：与低分子化合物相比，高分子化合物有以下主要特征：(1)高分子化合物分子量很大，分子往往由许多相同的简单的结构单元通过共价键重复连接而成；(2)即使是一种“纯”的高分子化合物，它也是化学组成相同而分子量不等，结构不同的同系聚合物的混合物。

高分子化学期末常考简答题1.为什么在缩聚反应中不用转化率雨用反应程度来描述反应过程?因缩聚反应本质是官能团之间的反应,只有官能团之间充分反应才能生成大分子,故应用反应程度描述其反应过程。

而转化率一开始就很高。

2.欲使逐步聚合成功,必须考虑哪些原则和措施?有哪些实施方法?原料尽可能纯净;按化学计量或等摩尔比投料:尽量提高反应程度;采用减压或其他手段打破化学平衡,使反应向聚合物方向移动。

实施方法有:熔融聚合:溶液聚合和界面缩聚。

3.传统自由基聚合时,单体转化率和聚合度随时间的变化有何特征?画出简图自由基聚合时,转化率随时间延长而逐渐增加,而对产生的一个活性中心来说,它与单体间反应的活化能很低,k值很大,因此瞬间内就可生成高聚物。

因此,从反应一开始有自由基生成时,聚合物分子量就很大,反应过程中任一时刻生成的聚合物分子量相差不大。

4.竟聚率的定义?说明其物理意义?理想恒比共聚和交替共聚的竞聚率分别是么?竟聚率系单体均聚链增长速率常数和共聚链增长速率常数之比。

即它表征两单体的相对活性,r1=2=1,则两单体为理想恒比共聚体系。

r1=r2=0时,则两单体为交替共聚体系。

5.解释笼蔽效应和诱导分解,它们对引发效率有什么影响?笼蔽效应:引发剂分解成游离基后,处在溶剂的笼子中,来不及引发单体的聚合,就发生了副反应,形成了稳定的分子,消耗了引发剂。

诱导分解:诱导分解是指链自由基向引发剂的转移反应,原来的来的链自由基终止,只生成一个新的自由基,无偿消耗一个引发剂分子。

二者都使引发效率降低。

6.何为自动加速现象?它主要是由什么引起的?某些聚合反应到达一定程度后,聚合速度自动增加,直到后期,聚合速度又减慢。

它主要是由体系粘度增加所引起的,称为自动加速现象。

7.为什么乳液聚合可以同时获得高的聚合速度和聚合度?聚合速率与聚合度均与乳胶粒数成正比。

因此增加乳胶粒数可以同时增加聚合速率与聚合度。

8.用 Ziegler- Natta催化剂催化丙烯和乙烯聚合,分别用什么催化剂组分,为什么这样选择?催化丙烯用:TiCl3(α,Y,δ)- AletAI,综合考虑立构规整度,聚合速率和分子量。

一、名词解释1.凝胶化现象:多官能团单体聚合到某一程度，开始交联，粘度突增，气泡也难上升的现象。

2.多分散性：合成聚合物总是存在一定的分子量分布，常称作多分散性。

3.玻璃化温度：非晶态热塑性聚合物在玻璃态下受热转变成高弹态时的转变温度。

4.自由基聚合：自由基成为活性种，打开烯类的π键，引发聚合，成为自由基聚合。

5.胶束成核：难溶于水的单体其短链自由基只增长少数单元（<4），就被沉析出来，与初级自由基一起被增溶胶束捕捉，引发其中的单体聚合而成核，即所谓胶束成核。

6.加聚：稀类单体π键断裂而后加成聚合起来的反应。

7.缩聚反应：是官能团单体多次缩合成聚合物的反应，除形成缩聚物外，还有水、醇、氨或氯化氢等低分子副产物产生。

8.接枝共聚物：主链由某一种单元组成，支链则由另一种单元组成。

9.竞聚率：是指单体均聚和共聚链增长反应速率之比。

10.均相成核：溶于水中的单体引发聚合形成短链自由基，多条这样亲水性较大、链较长的短链自由基相互聚集在一起，絮凝成核的现象。

11.定向聚合：定向聚合指单体经过定向配位、络合活化、插入增长等形成立构规整（或定向）聚合物的过程12.开环聚合：环状单体σ -键断裂而后开环、形成线性聚合物的反应，称作开环聚合。

13.共聚合：由两种或两种以上单体共同聚合，生成同一分子中含有两种或两种以上单体单元的聚合物的反应。

14.化学计量聚合：阴离子的活性聚合由于其聚合度可由单体和引发剂的浓度定量计算确定，因此也称为化学计量聚合。

15.嵌段共聚物：是将两种或两种以上性质不同的聚合物链段连在一起制备而成的一种特殊聚合物，每一锻炼可长达至几千结构单元。

16.种子乳液聚合：将少量单体在有限的乳化剂条件下先乳液聚合成种子胶乳（50-100nm），然后将少量种子胶乳（1%-3%）加入正式乳液聚合的配方中，种子胶粒被单体所溶胀，继续聚合，使粒径增大的过程二、填空题（共20分,每空1分）1.按单体-聚合物结构，聚合反应可分为缩聚、加聚、开环聚合三大类；而按聚合机理，则另分成为逐步聚合和连锁聚合两大类。

第一章绪论1、与低分子化合物相比，高分子化合物有什么特点？能否用蒸馏的方法提纯高分子化合物？答：与低分子化合物相比，高分子化合物主要特点有:（1）相对分子质量很大，通常在104~106之间；（2)合成高分子化合物的化学组成比较简单，分子结构有规律性;（3）各种合成聚合物的分子形态是多种多样的;（4）一般高分子化合物实际上是由相对分子质量大小不等的同系物组成的混合物，其相对分子质量只具有统计平均的意义及多分散性；(5)由于高分子化合物相对分子质量很大，因而具有与低分子化合物完全不同的物理性质.不能。

由于高分子化合物分子间作用力往往超过高分子主链内的键合力,当温度升高到汽化温度以前,就发生主链的断裂和分解，从而破坏了高分子化合物的化学结构，因而不能用蒸馏的方法提纯高分子化合物。

2、何谓相对分子质量的多分散性? 如何表示聚合物相对分子质量的多分散性?答：聚合物是相对分子质量不等的同系物的混合物,其相对分子质量或聚合度是一平均值。

这种相对分子质量的不均一性称为相对分子质量的多分散性.相对分子质量多分散性可以用重均分子量和数均分子量的比值来表示.这一比值称为多分散指数, 其符号为D. 即D =M w/M n。

分子量均一的聚合物其D为1.D越大则聚合物相对分子质量的多分散程度越大。

相对分子质量多分散性更确切的表示方法可用相对分子质量分布曲线表示.以相对分子质量为横坐标，以所含各种分子的质量或数量百分数为纵坐标，即得相对分子质量的质量或数量分布曲线.相对分子质量分布的宽窄将直接影响聚合物的加工和物理性能。

聚合物相对分子质量多分散性产生的原因注意由聚合物形成过程的统计特性所决定。

3、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.答:(1)天然无机高分子:石棉、金刚石、云母；天然有机高分子：纤维素、土漆、天然橡胶；生物高分子：蛋白质、核酸（2）碳链聚合物:聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯；杂链聚合物:聚甲醛、聚酰胺、聚酯(3）塑料：PE、PP、PVC、PS；橡胶：丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶化学纤维:尼龙、聚酯、腈纶、丙纶;功能高分子：离子交换树脂、光敏高分子、高分子催化剂4、什么叫热塑性塑料?什么叫热固性塑料?试各举两例说明。

高分子期末考试重点第一章、绪论《高分子化学》的主要内容。

高分子发展史上的几个重要的人物及事件。

高分子的基本概念。

聚合反应分类。

重要聚合物的聚合反应式。

聚合物的分类。

重要聚合物的命名。

聚合物的相对分子质量及分布。

第二章、逐步聚合逐步聚合的单体、官能度。

逐步聚合的分类，重要缩聚产物的聚合反应式。

线性逐步聚合动力学。

相对分子质量控制。

线形与体形聚合物，热塑性与固热性高分子。

凝胶点，Carothers计算方法，平均官能度。

逐步聚合的特征、机理。

第三章、自由基聚合单体的聚合能力与影响因素。

自由基聚合的基元反应。

自由基聚合的引发体系。

聚合初期的聚合反应速率。

聚合中期的聚合反应速率。

动力学链长，有链转移反应的相对分子质量。

阻聚、缓聚与诱导期。

自由基聚合的特征、机理，与逐步聚合的异同。

第四章、离子型聚合阳离子聚合的引发剂种类。

阳离子质子酸引发的要求及特点。

阳离子聚合的终止方式。

发生阴离子、阳离子聚合的单体条件及活性大小。

阴离子聚合引发剂的活性大小。

阴离子聚合的速率影响因素。

活性聚合物的概念、应用。

阴离子聚合可以实现活性计量聚合的条件。

阴离子聚合无终止的原因分析。

自由离子和松紧离子对对离子聚合速率的影响。

第五章、配位聚合配位聚合的起源。

配位聚合的特点。

Ｚigler-Natta催化剂的活性。

Ｚigler-Natta催化剂的组成。

各种共催化剂的催化活性大小。

三氯化钛及各种价态的卤化钛的催化活性。

11P的意义。

Cossrr-Arlman的单金属机理的基本论点。

第六章、开环聚合开环聚合的各单体及活性大小。

聚甲醛的聚合机理。

环酰胺的开环聚合机理。

环氧丙烷、氧化丙烯发生负离子开环聚合时得到聚合物分子量相对较低的原因。

第七章、共聚合自由基共聚合的命名、序列结构。

共聚合中单体和链自由基活性大小比较。

Q-e概念。

自由基共聚合的各种共聚合物组成曲线、共聚物组成的控制。

F1的求算，个表达公式。

竞聚率的概念、意义、求解。

第八章、聚合方法连锁聚合、逐步聚合所采用的聚合方法。

《高分子化学》课程试题《一》一、基本概念（共15分,每小题3分）⒈聚合物的化学反应⒉缩聚反应⒊乳化作用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、、和。

⒉逐步聚合的方法有、、和。

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、、和四类。

⒌聚合物按大分子主链的化学组成、、和四类。

三、简答题（共20分，每小题5分）⒈乳液聚合的特点是什么?⒉乙烯进行自由基聚合时，为什么得到低密度PE？写出产生长支链和短支链有关的化学反应方程式？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。

⒋何谓离子交换树脂? 写出合成强酸型阳离子交换树脂有关化学反应方程式。

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( )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( )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( )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( )⑴ PVAc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( )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n⒉ (15分)甲基丙烯酸甲酯(M1)与苯乙烯(M2)，在60℃下进行自由基共聚合。