高分子化学_余木火_第二章 逐步聚合反应习题

高分子化学第二章习题参考答案思考题1、简述逐步聚合和缩聚、缩合和缩聚、线形缩聚和体形缩聚、自缩聚和共缩聚的关系。

参考答案：2、略举逐步聚合的反应基团类型和不同官能团的单体类型5例。

参考答案：逐步聚合的反应基团类型：羧基；羟基；氨基；酰氯基；异氰酸酯基；环氧基；酚羟基。

羧基可以与羟基、氨基反应；羟基可以与酰氯基、异氰酸酯基；环氧基反应；氨基可以与羧基、酰氯基和异氰酸酯基反应。

3、己二酸与下列化合物反应，哪些能形成聚合物？a、乙醇；b、乙二醇；c、甘油；d、苯胺；e、己二胺参考答案：己二酸可以与乙二醇、甘油、己二胺反应形成聚合物。

4、写出并描述下列缩聚反应所形成的聚酯结构，b-d聚酯结构与反应物配比有无关系？参考答案：a、HO—RCOOH以为重复单元的线形聚酯。

b、HOOCRCOOH＋HOR’OH等摩尔比时得为重复单元的线形聚酯。

所得的数均聚合度X n 与两官能团摩尔数之比r（r≤1）和反应程度P之间有：关系。

c、HOOCRCOOH＋R“（OH）3两基团等摩尔比时可形成体型网状结构，当羧基远大于羟基时，得到羧端基的低聚物，当羧基远小于羟基时，得到羟端基的低聚物。

d、HOOCRCOOH＋HOR’OH＋R“（OH）3两基团等摩尔比时可形成体型网状结构当羧基远大于羟基时，得到羧端基的低聚物，当羧基远小于羟基时，得到羟端基的低聚物。

5、下列多对单体进行线型缩聚：己二酸和己二醇，己二酸和己二胺，己二醇和对苯二甲酸，乙二醇和对苯二甲酸，己二胺和对苯二甲酸，简明点出并比较缩聚物的性能特征。

参考答案：己二酸和己二醇的缩聚物比己二酸和己二胺的缩聚物的熔点低，强度小，其原因是前者缩聚物之间没有氢键；己二酸和己二醇的缩聚物比己二醇和对苯二甲酸缩聚物的熔点低，强度小，其原因是后者分子链中引入了苯环；己二酸和己二醇的缩聚物比乙二醇和对苯二甲酸缩聚物的熔点低，强度小，其原因是后者分子链中引入了苯环，而且后者的乙二醇比己二醇的碳原子数小；己二醇和对苯二甲酸的缩聚物比己二胺和对苯二甲酸缩聚物的熔点低，强度小，其原因是后者分子链中有酰胺键，分子链间有氢键。

习题与思考题1. 写出由下列单体经缩聚反应形成的聚酯结构：(1)HORCOOH ；(2)HOOCRCOOH ＋ HOR 'OH ；(3)HOOCRCOOH ＋ R ' (OH)3 ；(4)HOOCRCOOH ＋ HOR ' OH ＋ R'' (OH)3 ；(2)、(3)、(4)三例中聚合物的结构与反应物相对量有无关系？若有关系请说明之。

2. 苯酚～甲醛缩聚体系的平衡常数K 为1000，聚酯体系的K 仅为4～10。

如何从这两个数值来说明这两个缩聚体系生产条件的不同？3. 计算等物质量己二酸和己二胺在反应程度P 为0.500、0.800、0.900、0.950、0.970、0.980、0.990和0.995时的n X 及数均分子量。

4. 等物质量比的乙二醇和对苯二甲酸于280℃进行缩聚反应。

已知平衡常数K ＝4.9。

如达平衡时所得聚酯的n X ＝30。

问此时体系中残存小分子分数为多少？若要求n X 达100，体系中残存小分子分数为多少？5. 等物质量的二元酸和二元胺于某温度下在封闭体系中进行缩聚，平衡常数K ＝400。

问该体系中产物的n X 最大能达多少？6. 1mol 的己二酸与1mol 的乙二醇进行聚酯化反应时，共分出水20g ，求反应程度和产物的n X 值。

7. 等摩尔二元醇和二元酸经外加酸催化缩聚，试证明P 从0.98到0.99所需时间与从开始到P =0.98所需的时间相近。

8. 由己二酸和己二胺合成聚酰胺，分子量约15000，反应程度为0.995，试求原料比。

若分子量为19000，求原料比。

9. 等摩尔二元醇与二元酸缩聚，加入1.5mol%乙酸（以二元酸计），P =0.995或0.999时，聚酯的n X 为多少？加入1mol%乙酸时，结果又如何？10.尼龙1010是根据1010盐中过量的癸二酸控制分子量，如要求分子量为2万，问1010盐的酸值(以mgKOH/g 计)应为多少？11.等物质量的己二胺和己二酸反应时，画出P=0.990和0.995时的分子量数量分布曲线和重量分布曲线，并计算数均聚合度和重均聚合度，比较两者的分子量分布宽度。

第一章 逐步聚合作业习题：1．己二酸与己二胺进行缩聚反应的平衡常数是432℃，设单体为等摩尔配比，若期望得到聚合度为200的聚合物，体系中的水必须控制在多少？2．由己二胺和己二酸合成聚酰胺，反应程度p ＝0.995，分子量约15000，试计算原料比。

产物端基是什么?3．如果单体是等摩尔配比并改用加入苯甲酸的办法控制相对分子质量达到相同值，试计算苯甲酸的加入量。

设反应程度均为为99.5%。

4．等摩尔的二元酸和二元醇在密闭反应器中进行缩聚反应，设在该反应温度条件下的平衡常数为9，试计算达到平衡时的反应程度和聚合度。

5．根据Flory 分布函数分别计算反应程度为0.5，0.90和1时线型缩聚物中单体和二聚体的理论含量。

6．分别用两种方法计算下面三种体型缩聚反应的凝胶点：邻苯二甲酸酐 甘油 乙二醇3.0 mol 2.0 mol 01.5 mol 0.98 mol 01.50 mol 0.99 mol 0.002 mol讨论习题：1．解释下列高分子术语：1) 反应程度； 2) 转化率； 3) 平均官能度；4) 官能团摩尔系数； 5) 小分子存留率； 6）凝胶化过程和凝胶点；7）界面聚合； 8）无规预聚物和结构预聚物。

2．简要回答下列问题：1）官能团等活性理论；2）在密闭反应器中进行的线型平衡缩聚反应的聚合度公式为：试解释为什么不能得出“反应程度越低则聚合度越高”的结论？3）获得高相对分子质量缩聚物的基本条件有哪些？试写出可以合成涤纶的几个聚合反应方程式，说明哪一个反应更容易获得高相对分子质量的产物并说明理由。

4）试举例说明线型平衡缩聚反应的条件往往对该反应的平衡常数的大小有很强的依赖性。

5）试分析线型平衡缩聚反应的各种副反应对缩聚物相对分子质量及其分布的影响。

6）试归纳体型缩聚反应的特点和基本条件。

试比较三种凝胶点p c 、p cf 、p s的大小并解释原因。

3．试写出合成具有两种重复单元的无规共聚物和嵌段共聚物的反应方程式：1）~[OCC 6H 4COO(CH 2)2O]~ 和 ~[OC(CH 2)4COO(CH 2)2O]~2）~[OC(CH 2)5NH]~ 和 ~[OCC 6H 4NH]~3）~[OCNHC 6H 3(CH 3)NHCOO(CH 2)4O]~ 和X n == ? ==√K p √K n w _~[OCNHC 6H 3(CH 3)NHCOO(CH 2)2O]~思考习题：1．写出并描述下列缩聚反应所形成的聚酯结构，b-d 聚酯结构与反应物配比有无关系?a ．b ．c ．d ． 2．下列多对单体进行线型缩聚：己二酸和己二醇，己二酸和己二胺，己二醇和对苯二甲酸，乙二醇和甲酸，己二胺和对苯二甲酸，简明点出并比较缩聚物的性能特征。

高分子化学第二章课后作业（共100分）1、简述逐步聚合的实施方法。

（10分）答案：2、影响线形缩聚物聚合度的因素有哪些？两单体非等化学计量，如何控制聚合度？（10分）备注：影响线形缩聚物聚合度中的第四个因素（反应条件）未回答的也可以给予满分。

另外批改时注意两单体非等化学计量的公式（应该有部分写成两单体等化学计量公式）3、己二酸与下列化合物反应，哪些能形成聚合物并说明原因。

（10分）A.乙醇B.乙二醇C.甘油D.苯胺E.己二胺答案：己二酸（f=2）为2官能度单体，因此能与己二酸形成聚合物的化合物有：乙二醇（f=2）、甘油（f=3）、己二胺（f=2）。

其中与乙二醇（f=2）、己二胺（f=2）形成线形缩聚物，与甘油（f=3）形成体形缩聚物。

答案解释：4、聚酯化和聚酰胺化的平衡常数有何差别？对缩聚条件有何影响？（10分）答案：(1)聚酯化反应平衡常数小，K=4，低分子副产物水的存在限制了聚合物分子量的提高，对聚合反应的条件要求较高，反应须在高温和高真空条件下进行，体系中水的残留量应尽量低，这样才能得到高聚合度的聚合物。

（2）聚酰胺化反应平衡常数中等，K=300-400,水对分子量有所影响，对聚合反应的条件要求相对温和。

聚合早期，可在水介质中进行；聚合后期，须在一定的减压条件下脱水，提高反应程度。

5、分别按Carothers法和Flory统计法计算下列混合物的凝胶点：（10分）（1）邻苯二甲酸酐和甘油按照摩尔比为1.5:0.98进行缩聚（2）邻苯二甲酸酐、甘油、乙二醇按照摩尔比为1.5:0.99:0.002进行缩聚答案：（1）Carothers法：邻苯二甲酸酐（f=2）官能度为2，甘油（f=3）官能度为3，邻苯二甲酸酐和甘油按照摩尔比为1.5：0.98进行缩聚的情况下，属于两基团不相等平均官能度=（2*3*0.98）/(1.5+0.98)=2.371，凝胶点=2/2.371=0.844Flory统计法：由题可知甘油（f=3）官能度为3，则支化单元分率ρ=1，基团比r=（0.98*3）/ (1.5*2)=0.98,f=3则凝胶点=1/[0.98+0.98*1*(3-2)]1/2=0.714（2）Carothers法：邻苯二甲酸酐（f=2）官能度为2，甘油（f=3）官能度为3，乙二醇（f=2）官能度为2，邻苯二甲酸酐、甘油、乙二醇按照摩尔比为1.5:0.99:0.002进行缩聚的情况下，属于两基团不相等平均官能度=2*（0.99*3+0.002*2）/(1.5+0.99+0.002)=2.387，凝胶点=2/2.387=0.838Flory统计法：由题可知甘油（f=3）官能度为3，则支化单元分率ρ=0.99*3/(0.99*3+0.002*2) =0.999，基团比r=（0.99*3+0.002*2）/(1.5*2)=0.991,f=3则凝胶点=1/[0.991+0.991*0.999*(3-2)]1/2=0.71解题思路：（1）首先判断该体系是属于两基团数相等还是两基团数不等；（2）Carothers法：根据体系的类型选择合适的公式计算出平均官能度，进而计算出凝胶点；（3）Flory统计法：根据体系的类型，得到官能度f为多少（此处注意与平均官能度不是一个概念，官能度f为多官能度单体的官能度），选择合适的公式计算出支化单元分率、基团比，进而计算出凝胶点。

习题与思考题1. 写出由下列单体经缩聚反应形成的聚酯结构：(1)HORCOOH ；(2)HOOCRCOOH ＋ HOR 'OH ；(3)HOOCRCOOH ＋ R ' (OH)3 ；(4)HOOCRCOOH ＋ HOR ' OH ＋ R'' (OH)3 ；(2)、(3)、(4)三例中聚合物的结构与反应物相对量有无关系？若有关系请说明之。

2. 苯酚～甲醛缩聚体系的平衡常数K 为1000，聚酯体系的K 仅为4～10。

如何从这两个数值来说明这两个缩聚体系生产条件的不同？3. 计算等物质量己二酸和己二胺在反应程度P 为0.500、0.800、0.900、0.950、0.970、0.980、0.990和0.995时的n X 及数均分子量。

4. 等物质量比的乙二醇和对苯二甲酸于280℃进行缩聚反应。

已知平衡常数K ＝4.9。

如达平衡时所得聚酯的n X ＝30。

问此时体系中残存小分子分数为多少？若要求n X 达100，体系中残存小分子分数为多少？5. 等物质量的二元酸和二元胺于某温度下在封闭体系中进行缩聚，平衡常数K ＝400。

问该体系中产物的n X 最大能达多少？6. 1mol 的己二酸与1mol 的乙二醇进行聚酯化反应时，共分出水20g ，求反应程度和产物的n X 值。

7. 等摩尔二元醇和二元酸经外加酸催化缩聚，试证明P 从0.98到0.99所需时间与从开始到P =0.98所需的时间相近。

8. 由己二酸和己二胺合成聚酰胺，分子量约15000，反应程度为0.995，试求原料比。

若分子量为19000，求原料比。

9. 等摩尔二元醇与二元酸缩聚，加入1.5mol%乙酸（以二元酸计），P =0.995或0.999时，聚酯的n X 为多少？加入1mol%乙酸时，结果又如何？10.尼龙1010是根据1010盐中过量的癸二酸控制分子量，如要求分子量为2万，问1010盐的酸值(以mgKOH/g 计)应为多少？11.等物质量的己二胺和己二酸反应时，画出P=0.990和0.995时的分子量数量分布曲线和重量分布曲线，并计算数均聚合度和重均聚合度，比较两者的分子量分布宽度。

第二章 逐步聚合反应1．要说明什么是均缩聚、混缩聚、共缩聚？各举一例。

答：只有一种单体进行的缩聚称为均缩聚，如ε-氨基己酸的缩聚反应；由两种皆不能独自缩聚的具有不同功能基的单体参加的缩聚反应称为混缩聚，如己二胺与己二酸的反应；如在均缩聚中加入另一单体进行缩聚或在混缩聚中加入第三单体混缩聚，则称为共缩聚，如苯二甲酸、乙二醇、丙三醇的缩聚反应。

2. 解释下列名词：官能团等活性理论；（2）凝胶点；（3）反应程度和转化率；（4）平均官能度。

答：（1）不同大小的分子上的官能基具有相同的反应能力，这就是官能团等活性理论；凝胶时的反应程度叫凝胶点；反应程度指反应了的官能团数与起始官能团数之比；转化率指反应了的单体分子数与起始单体分子数之比；平均官能度指体系中可能反应的官能团总数被体系分子总数所除而得。

3．胺和己二酸合成聚酰胺，分子量约15000，转化率99.5%，若己二胺过量，试计算原料比，产物端基是什么？ 答： M 0 = (114 +112) / 2 =113， Xn =15000 /113 =132.7， P = 0.995 Xn = 1+r / (1+r-2rp ) r = 0.995 ， 已知胺基过量，则己二胺和己二酸投料比为1：0.995， 端羧基数= Na (1-P )， 端胺基数= Nb- NaP =Na/r –NaP =Na(1/r-P )， 端胺基数/ 端羧基数= (1/r-P) / (1-P)= (1/0.995-0.995) /(1-0.995)=24．等摩尔比的二元醇和二元酸为原料于某温度下进行封管均相聚合，试问该产品最终的Xn 是多少？已知该温度下反应平衡常数为4。

答： K = p ×n / (1-p)2，在封管体系中，n = p , K = p 2 / (1-p)2 ,p = K 1/2 / (K 1/2+ 1)=0.67， Xn =1 / (1-p)=K 1/2 + 1 = 35．摩尔比的己二胺和己二酸于220℃下进行缩聚反应，已知该温度下K 为365。

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)2CH3|(3)CH2=C|COOCH3(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-|COOCH3(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(3)聚四氟乙烯(4)丁苯橡胶(5)顺丁橡胶(6)聚丙烯腈(7)涤纶(8)尼龙6,10(9)聚碳酸酯(10)聚氨酯9.写出下列单体形成聚合物的反应式。

指出形成聚合物的重复单元、结构单元、单体单元和单体，并对聚合物命名，说明聚合属于何类聚合反应。

10.写出聚乙烯、聚氯乙烯、尼龙66、维尼纶、天然橡胶、顺丁橡胶的分子式，根据表1-4所列这些聚合物的相对分子质量，计算这些聚合物的聚合度。

P.53 3. 要合成分子链中有以下特征基团的聚合物，应选用哪类单体，并通过何种反应聚合而成？ ⑴—NH —CO —；⑵—NH —O —CO —；⑶—NH —CO —HN —；⑷—OCH 2CH 2O —解答：⑴用氨基酸或内酰胺进行均缩聚或开环聚合，或用二元胺和二元酸进行混缩聚或共缩聚均可得。

⑵ 用二异氰酸酯和二元醇经聚加成反应可得。

⑶ 用二异氰酸酯和二元胺经聚加成反应可得。

⑷ 乙二醇缩聚、环氧乙烷开环聚合等均可得。

P.54 4. 讨论下列两组反应物进行缩聚或环化反应的可能性（m =2~8）。

⑴()COOH CH N H m 22； ⑵()()COOH CH HOOC +OH CH HO m 222⑴ m =3、4时易形成环，其余主要进行缩聚反应，形成线型聚合物。

⑵ 该体系不易成环，主要生成线型聚合物5. 用碱滴定法和红外光谱法均测得21.3g 聚己二酰己二胺试样中含有2.50×10-3mol 羧基。

计算该聚合物的数均相对分子质量为8520。

计算时须作什么假定？如何通过实验来确定其可靠性？如该假定不可靠，如何由实验来测定正确的数均相对分子质量？因为 ∑∑=i i n N m M ， g .m i 321=∑， 8520=n M ，3-10×52=8520321==∑∑..M m N n i i 通过计算说明，聚己二酰己二胺试样中羧基数与聚己二酰己二胺大分子数相等。

因此，每个聚己二酰己二胺大分子链平均只含一个羧基。

计算时需做如下假定：官能团等物质的量投料，官能团等物质的量反应。

没有环化等其它副反应。

可用气相渗透压法或蒸气法等准确测量数均相对分子质量的方法直接测量其数均相对分子质量。

并检验此假设的可靠性。

6.在外加酸条件下等摩尔二元醇和二元酸进行缩聚。

试证明P 从0.98到0.99所需时间与从开始至P=0.98所需的时间相近。

在外加酸催化的聚酯化合成反应中存在1'0+=t c k X n98.0=P 时，50=n X ，所需反应时间 01'49c k t =99.0=P 时，100=n X ，所需反应时间 02'99c k t =所以t 2≈2t 1 , 因此P 由0.98到0.99所需时间与开始至P =0.98所需的时间相近。

2习题参考答案⾼分⼦化学第⼆章习题参考答案思考题1、简述逐步聚合和缩聚、缩合和缩聚、线形缩聚和体形缩聚、⾃缩聚和共缩聚的关系。

参考答案：2、略举逐步聚合的反应基团类型和不同官能团的单体类型5例。

参考答案：逐步聚合的反应基团类型：羧基；羟基；氨基；酰氯基；异氰酸酯基；环氧基；酚羟基。

羧基可以与羟基、氨基反应；羟基可以与酰氯基、异氰酸酯基；环氧基反应；氨基可以与羧基、酰氯基和异氰酸酯基反应。

3、⼰⼆酸与下列化合物反应，哪些能形成聚合物？a、⼄醇；b、⼄⼆醇；c、⽢油；d、苯胺；e、⼰⼆胺参考答案：⼰⼆酸可以与⼄⼆醇、⽢油、⼰⼆胺反应形成聚合物。

4、写出并描述下列缩聚反应所形成的聚酯结构，b-d聚酯结构与反应物配⽐有⽆关系？参考答案：a、HO—RCOOH以为重复单元的线形聚酯。

b、HOOCRCOOH＋HOR’OH等摩尔⽐时得为重复单元的线形聚酯。

所得的数均聚合度X n 与两官能团摩尔数之⽐r（r≤1）和反应程度P之间有：关系。

c、HOOCRCOOH＋R“（OH）3两基团等摩尔⽐时可形成体型⽹状结构，当羧基远⼤于羟基时，得到羧端基的低聚物，当羧基远⼩于羟基时，得到羟端基的低聚物。

d、HOOCRCOOH＋HOR’OH＋R“（OH）3两基团等摩尔⽐时可形成体型⽹状结构当羧基远⼤于羟基时，得到羧端基的低聚物，当羧基远⼩于羟基时，得到羟端基的低聚物。

5、下列多对单体进⾏线型缩聚：⼰⼆酸和⼰⼆醇，⼰⼆酸和⼰⼆胺，⼰⼆醇和对苯⼆甲酸，⼄⼆醇和对苯⼆甲酸，⼰⼆胺和对苯⼆甲酸，简明点出并⽐较缩聚物的性能特征。

参考答案：⼰⼆酸和⼰⼆醇的缩聚物⽐⼰⼆酸和⼰⼆胺的缩聚物的熔点低，强度⼩，其原因是前者缩聚物之间没有氢键；⼰⼆酸和⼰⼆醇的缩聚物⽐⼰⼆醇和对苯⼆甲酸缩聚物的熔点低，强度⼩，其原因是后者分⼦链中引⼊了苯环；⼰⼆酸和⼰⼆醇的缩聚物⽐⼄⼆醇和对苯⼆甲酸缩聚物的熔点低，强度⼩，其原因是后者分⼦链中引⼊了苯环，⽽且后者的⼄⼆醇⽐⼰⼆醇的碳原⼦数⼩；⼰⼆醇和对苯⼆甲酸的缩聚物⽐⼰⼆胺和对苯⼆甲酸缩聚物的熔点低，强度⼩，其原因是后者分⼦链中有酰胺键，分⼦链间有氢键。

高分子化学第二章习题参考答案思考题1、简述逐步聚合和缩聚、缩合和缩聚、线形缩聚和体形缩聚、自缩聚和共缩聚的关系。

参考答案：2、略举逐步聚合的反应基团类型和不同官能团的单体类型5例。

参考答案：逐步聚合的反应基团类型：羧基；羟基；氨基；酰氯基；异氰酸酯基；环氧基；酚羟基。

羧基可以与羟基、氨基反应；羟基可以与酰氯基、异氰酸酯基；环氧基反应；氨基可以与羧基、酰氯基和异氰酸酯基反应。

3、己二酸与下列化合物反应，哪些能形成聚合物？a、乙醇；b、乙二醇；c、甘油；d、苯胺；e、己二胺参考答案：己二酸可以与乙二醇、甘油、己二胺反应形成聚合物。

4、写出并描述下列缩聚反应所形成的聚酯结构，b-d聚酯结构与反应物配比有无关系？参考答案：a、HO—RCOOH以为重复单元的线形聚酯。

b、HOOCRCOOH＋HOR’OH等摩尔比时得为重复单元的线形聚酯。

所得的数均聚合度X n 与两官能团摩尔数之比r（r≤1）和反应程度P之间有：关系。

c、HOOCRCOOH＋R“（OH）3两基团等摩尔比时可形成体型网状结构，当羧基远大于羟基时，得到羧端基的低聚物，当羧基远小于羟基时，得到羟端基的低聚物。

d、HOOCRCOOH＋HOR’OH＋R“（OH）3两基团等摩尔比时可形成体型网状结构当羧基远大于羟基时，得到羧端基的低聚物，当羧基远小于羟基时，得到羟端基的低聚物。

5、下列多对单体进行线型缩聚：己二酸和己二醇，己二酸和己二胺，己二醇和对苯二甲酸，乙二醇和对苯二甲酸，己二胺和对苯二甲酸，简明点出并比较缩聚物的性能特征。

参考答案：己二酸和己二醇的缩聚物比己二酸和己二胺的缩聚物的熔点低，强度小，其原因是前者缩聚物之间没有氢键；己二酸和己二醇的缩聚物比己二醇和对苯二甲酸缩聚物的熔点低，强度小，其原因是后者分子链中引入了苯环；己二酸和己二醇的缩聚物比乙二醇和对苯二甲酸缩聚物的熔点低，强度小，其原因是后者分子链中引入了苯环，而且后者的乙二醇比己二醇的碳原子数小；己二醇和对苯二甲酸的缩聚物比己二胺和对苯二甲酸缩聚物的熔点低，强度小，其原因是后者分子链中有酰胺键，分子链间有氢键。

高分子化学复习简答题（二）---逐步聚合反应学校名称：江阴职业技术学院院系名称：化学纺织工程系时间：2017年3月10日1、连锁聚合与逐步聚合的三个主要区别是什么？答:（1）增长方式：连锁聚合总是单体与活性种反应，逐步聚合是官能团之间的反应，官能团可以来自于单体、低聚体、多聚体、大分子。

（2）单体转化率：连锁聚合的单体转化率随着反应的进行不断提高，逐步聚合的单体转化率在反应的一开始就接近100%。

（3）聚合物的分子量：连锁聚合的分子量一般不随时间而变，逐步聚合分子量随时间的增加而增加。

2、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。

答：从转化率和时间的关系看：连锁聚合，单体转化率随时间延长而逐渐增加；逐步聚合，反应初期单体消耗大部分，随后单体转化率随时间延长增加缓慢。

从相对分子质量与转化率关系看：连锁聚合，在任何时刻均生成高分子量的聚合物；逐步聚合，反应初期只生成低聚物，随转化率增加，聚合物相对分子质量逐渐增加，高分子量的聚合物需数十小时才能生成。

3、如何用实验测定一未知单体的聚合反应是以逐步聚合还是以连锁聚合机理进行的。

答: 一般可以通过测定聚合物分子质量或单体转化率与反应时间的关系来鉴别。

随反应时间的延长, 相对分子质量逐渐增大的聚合反应属逐步聚合反应. 聚合很短时间后相对分子质量就不随反应时间延长而增大的聚合反应属连锁聚合。

单体迅速转化, 而转化率基本与聚合时间无关的聚合反应属逐步聚合。

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。

答：绝大多数烯类单体的加聚反应属于连锁聚合，如聚甲基丙烯酸甲酯的合成、聚苯乙烯的合成，都属于加聚和连锁聚合。

但反过来，并不是所有的连锁聚合都是加聚反应，如3-甲基-1-丁烯的聚合，反应是连锁聚合，但由于发生氢转移，其最终产物不是加聚物，不属于加聚反应。

绝大多数缩聚反应属于逐步聚合反应。

如尼龙-6,6的合成，反过来，不是所有逐步聚合都属缩聚反应，如聚氨酯的合成，属逐步聚合，但产物却是加聚产物。

第二章 缩聚与逐步聚合反应-习题参考答案1．名词解释：逐步聚合；缩合聚合；官能团等活性；线型缩聚；体型缩聚；凝胶点；转化率；反应程度。

答：逐步聚合——单体转变成高分子是逐步进行的，即单体官能团间相互反应而逐步增长。

缩合聚合——由带有两个或两个以上官能团的单体之间连续、重复进行的缩合反应。

官能团等活性——在一定聚合度范围内，官能团活性与聚合物分子量大小无关。

线型缩聚——参加反应的单体都含有两个官能团，反应中形成的大分子向两个方向增长，得到线型缩聚物的一类反应。

体型缩聚——参加反应的单体中至少有一种单体含有两个以上的官能团，且体系平均官能度大于2，反应中大分子向三个方向增长，得到体型结构的聚合物的这类反应。

凝胶点——开始出现凝胶瞬间的临界反应程度。

转化率——参加反应的单体量占起始单体量的分数反应程度——参与反应的基团数占起始基团的分数。

3．由己二元酸和己二胺等摩尔合成尼龙—6,6。

已知聚合反应的平衡常数K=432，如果要合成聚合度在200的缩聚物，计算反应体系中的水含量应控制为多少？解：n X =n X =200，K=432代入此式可得： 224320.0108200w n K n X === 答：反应体系中的水含量应控制为0.0108 mol/L.4．计算等摩尔的对苯二甲酸与乙二醇反应体系，在下列反应程度时的平均聚合度和分子量。

0.500，0.800，0.900，0.950，0.995。

解： 等物质量条件下，有PX -=11，聚苯二甲酸乙二醇酯结构单元的分子量：M 0=192。

11n X p=-，n o n X M M ⨯=，因此各反应程度时的平均聚合度和分子量见下表：7．氨基己酸进行缩聚反应时，如在体系中加入0.2mol%的醋酸，求当反应程度P 分别达到0.950，0.980，0.990时的平均聚合度和平均分子量。

解： 方法1：2212 1.998'110.002a a ab b f N f N N N ⨯⨯===++++ 当p=0.950时，22202 1.9980.9502n X pf ==≈-⨯- 214010720=⨯=⨯=n o n X M M当p=0.980时，22482 1.9980.9802n X pf ==≈-⨯- 513610748=⨯=⨯=n o n X M M当p=0.990时，22912 1.9980.9902n X pf ==≈-⨯- 937910791=⨯=⨯=n o n X M M方法2：rpr r Xn 211-++=， NcNa Na r 2+==0.996 P=0.95, 20=XnP=0.98, 46=XnP=0.99, 83=Xn8．用Carothers 法计算下列聚合反应的凝胶点：（1）邻苯二甲酸酐+甘油，摩尔比3:2。

高分子化学复习简答题（二）---逐步聚合反应学校名称：江阴职业技术学院院系名称：化学纺织工程系时间：2017年3月10日1、连锁聚合与逐步聚合的三个主要区别是什么？答:（1）增长方式：连锁聚合总是单体与活性种反应，逐步聚合是官能团之间的反应，官能团可以来自于单体、低聚体、多聚体、大分子。

（2）单体转化率：连锁聚合的单体转化率随着反应的进行不断提高，逐步聚合的单体转化率在反应的一开始就接近100%。

（3）聚合物的分子量：连锁聚合的分子量一般不随时间而变，逐步聚合分子量随时间的增加而增加。

2、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。

答：从转化率和时间的关系看：连锁聚合，单体转化率随时间延长而逐渐增加；逐步聚合，反应初期单体消耗大部分，随后单体转化率随时间延长增加缓慢。

从相对分子质量与转化率关系看：连锁聚合，在任何时刻均生成高分子量的聚合物；逐步聚合，反应初期只生成低聚物，随转化率增加，聚合物相对分子质量逐渐增加，高分子量的聚合物需数十小时才能生成。

3、如何用实验测定一未知单体的聚合反应是以逐步聚合还是以连锁聚合机理进行的。

答: 一般可以通过测定聚合物分子质量或单体转化率与反应时间的关系来鉴别。

随反应时间的延长, 相对分子质量逐渐增大的聚合反应属逐步聚合反应. 聚合很短时间后相对分子质量就不随反应时间延长而增大的聚合反应属连锁聚合。

单体迅速转化, 而转化率基本与聚合时间无关的聚合反应属逐步聚合。

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。

答：绝大多数烯类单体的加聚反应属于连锁聚合，如聚甲基丙烯酸甲酯的合成、聚苯乙烯的合成，都属于加聚和连锁聚合。

但反过来，并不是所有的连锁聚合都是加聚反应，如3-甲基-1-丁烯的聚合，反应是连锁聚合，但由于发生氢转移，其最终产物不是加聚物，不属于加聚反应。

绝大多数缩聚反应属于逐步聚合反应。

如尼龙-6,6的合成，反过来，不是所有逐步聚合都属缩聚反应，如聚氨酯的合成，属逐步聚合，但产物却是加聚产物。

第⼆章逐步聚合习题及答案第⼆章逐步聚合习题1、解释下列概念①反应程度和转化率②当量系数和过量分数③平衡缩聚和不平衡缩聚④均缩聚、混缩聚和共缩聚⑤线形缩聚和体型缩聚⑥平均官能度和凝胶点⑦管能团和官能度⑧热塑性树脂和热固性树脂⑨结构预聚物和⽆规预聚物2、讨论下列缩聚反应环化的可能性。

m=2—10。

①②3、写出并描述下列反应所形成的聚酯的结构，聚酯结构与反应物相对量有⽆关系。

如有关系，请说明差别。

4、等摩尔⼆元醇与⼆元酸在外加酸催化下进⾏缩聚，证明从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。

5、等摩尔⼆元酸与⼆元胺缩聚，平衡常数为1000，在封闭体系中反应，问反应程度和聚合度能达到多少？如果羧基起始浓度为4mol/L，要使聚合度达到200，需将[H2O]降低到怎样的程度？6、尼龙-1010是根据1010盐中过量的癸⼆酸控制相对分⼦质量的。

如果要求数均相对分⼦质量为2×104，反应程度为0.995，问配料时的当量系数和过量分数各是多少？7、等摩尔⼆元醇和⼆元酸缩聚，另加1.5%（mol）醋酸调节相对分⼦质量。

P=0.995及0.999时，聚酯的聚合度各为多少？加1%（mol）醋酸时，结果如何？（醋酸%（mol）浓度以⼆元酸计）8、等摩尔的⼆元酸和⼆元胺缩聚时，画出P=0.95，0.99和0.995时的数均分⼦质量分布曲线和重均分⼦质量分布曲线，并计算数均聚合度和重均聚合度，⽐较⼆者的相对分⼦质量分布的宽度。

9、计算下列混合物的凝胶点，各物质的⽐例为摩尔⽐a、邻苯⼆甲酸酐：⽢油=3.0：2.0b、邻苯⼆甲酸酐：⽢油=1.50：0.98c、邻苯⼆甲酸酐：⽢油=4.0：1.0d、邻苯⼆甲酸酐：⽢油：⼄⼆醇=1.50：0.99：0.00210、邻苯⼆甲酸酐与官能团等摩尔的季戊四醇缩聚，试求：a．平均官能度b．按Carothers法求凝胶点。

c．按统计法求凝胶点。

第⼆章逐步聚合习题答案1．a.反应程度：参加反应的官能团与起始官能团总数之⽐。

高分子第二章习题参考答案1．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。

CH2=CHCl，CH2=CCl2，CH2=CHCN，CH2=C（CN）2，CH2=CHCH3，CH2=C（CH3）2，CH2=CHC5H6，CF2=CF2，CH2=C（CN）COOCH3，CH2=C（CH3）－CH=CH2参考答案：自由基聚合：CH2=CHCl，CH2=CCl2，CH2=C（CN）2，CH2=CHC5H6，CH2=C（CH3）－CH=CH2，CF2=CF2，CH2=C（CN）COOCH。

阴离子聚合：CH2=CHCN，CH2=C（CN）2，CH2=CHC5H6，CH2=C （CH3）－CH=CH2，CH2=C（CN）COOCH。

阳离子聚合：CH2=CHCH3，CH2=CHC5H6，CH2=C（CH3）－CH=CH2，CH2=C（CH3）2。

CH2=CHCl：适于自由基聚合，Cl原子是吸电子基团，也有共轭效应，但较弱。

CH2=CCl2：适于自由基聚合，Cl原子是吸电子基团。

CH2=CHCN：适于自由基聚合和阴离子聚合，CN是强吸电子基团，并有共轭效应。

CH2=C（CN）2：适于自由基聚合和阴离子聚合，CN是强吸电子基团。

CH2=CHCH3：适于阳离子聚合，CH3是供电子基团，CH3是与双键有超共额轭效应。

CH2=C（CH3）2：适于阳离子聚合，CH3是供电子基团，CH3是与双键有超共轭效应。

CH2=CHC5H6和CH2=C（CH3）－CH=CH2：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。

CF2=CF2：适于自由基聚合。

F原子体积小，结构对称。

CH2=C（CN）COOCH：适合阴离子和自由基聚合，两个吸电子基，并兼有共轭效应。

2．判别下列单体能否进行自由基聚合，并说明理由。

CH2=C（C5H6）2，ClCH=CHCl，CH2=C（CH3）C2H5，CH3CH=CHCH3，CH2=C（CH3）COOCH3，CH2=CHOCOCH3，CH3 CH=CHCOCH3参考答案：CH2=C（C5H6）2不能通过自由基聚合形成高分子量聚合物。

第二章缩聚和逐步聚合思考题2.1简述逐步聚合和缩聚、缩合和缩聚、线形缩聚和体形缩聚、自缩聚和共缩聚的关系和区别。

解(1)逐步聚合和缩聚逐步聚合反应中无活性中心，通过单体中不同官能团之间相互反应而逐步增长，每步反应的速率和活化能大致相同。

缩聚是指带有两个或两个以上官能团的单体间连续、重复进行的缩合反应，缩聚物为主产物，同时还有低分子副产物产生，缩聚物和单体的元素组成并不相同。

逐步聚合和缩聚归属于不同的分类。

按单体—聚合物组成结构变化来看，聚合反应可以分为缩聚、加聚和开环三大类。

按聚合机理，聚合反应可以分成逐步聚合和连锁聚合两类。

大部分缩聚属于逐步聚合机理，但两者不是同义词。

(2)缩合和缩聚缩合反应是指两个或两个以上有机分子相互作用后以共价键结合成一个分子，并常伴有失去小分子(如水、氯化氢、醇等)的反应。

缩聚反应是缩合聚合的简称，是指带有两个或两个以上官能团的单体间连续、重复进行的缩合反应，主产物为大分子，同时还有低分子副产物产生。

l-1、1-2、1-3等体系都有一种原料是单官能度，只能进行缩合反应，不能进行缩聚反应，缩合的结果，只能形成低分子化合物。

醋酸与乙醇的酯化是典型的缩合反应，2-2、2-3等体系能进行缩聚反应，生成高分子。

(3)线形缩聚和体形缩聚根据生成的聚合物的结构进行分类，可以将缩聚反应分为线形缩聚和体形缩聚。

线形缩聚是指参加反应的单体含有两个官能团，形成的大分子向两个方向增长，得到线形缩聚物的反应，如涤纶聚酯、尼龙等。

线形缩聚的首要条件是需要2-2或2官能度体系作原料。

体形缩聚是指参加反应的单体至少有一种含两个以上官能团，并且体系的平均官能度大于2，在一定条件下能够生成三维交联结构聚合物的缩聚反应。

如采用2-3官能度体系(邻苯二甲酸酐和甘油)或2-4官能度体系(邻苯二甲酸酐和季戊四醇)聚合，除了按线形方向缩聚外，侧基也能缩聚，先形成支链，进一步形成体形结构。

(4)自缩聚和共缩聚根据参加反应的单体种类进行分类，可以将缩聚反应分为自缩聚、混缩聚和共缩聚。