高分子化学试卷库(04A)答案
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高分子化学试题及答案高分子化学试题及答案1、1 分析下列引发体系和单体,何种引发体系可引发何种单体聚合?聚合反应类型是什么?写出链引发反应式。
CH3H2CCCO2CH3H2COCH3H2CCHCHCH3H2CCHOC CH332+C CH3 OOH + Fe2HCCH2CH3CCH2引发体系单体答案:C CH3 OOH + Fe22+OOCOOC可引发以下五种单体进行自由基聚合。
CH2CHCH2CH3CH3CCH2CCH2CHCCH2COOCHCH33CH2CHClNa、n-BuLi为阴离子聚合引发剂,可引发CH2CHCH2CH3CCH2CNCCNCH2CH3CH2CHCCH2CCH3COOCH3 OHCH六种单体进行阴离子聚合。
H2SO4、BF3 + H2O为阳离子聚合引发剂,可引发CH2CHCH2CH3CH3CCH2CCH3CH2CHCCH2CH3OCH3CH3HCHCH2CHCHCH3CH2CHOCCH3CH3七种单体进行阳离子聚合,其中第六种单体聚合时发生异构化聚合。
2、解释下列概念离子对异构化聚合活性聚合答案:离子对:带有相反电电荷的离子当二者间的距离小于某一临界距离时,可称为离子对。
异构化聚合:在聚合链增长过程中,伴有分子内重排的聚合常称为异构化聚合。
活性聚合;没有链转移和链终止的聚合反应称为活性聚合。
3、假定在异丁烯的聚合反应中向单体链转移是主要终止方式,聚合物末端是不饱和端基。
现有4.0g的聚合物使6.0ml 0.01mol/l 的Br—CCl4溶液正好褪色,计算聚合物数均相对分子质量。
答案:=6.67×104。
4、异丁烯在(CH2Cl)2中用SnCl4—H2O引发聚合。
聚合速率Rp∝[SnCl4][H2O][异丁烯]2。
起始生成的聚合物的数均相对分子质量为20,000,1g聚合物中含3.0×10-5mol的羟基,不含氯。
写出该聚合的引发、增长、终止反应方程式。
武汉理工大学教务处试题标准答案及评分标准用纸| 课程名称—高分子化学———(A卷)| 一、填空题(19分,每空1分)装1、碳链高分子,杂链高分子;2、加聚,缩聚物;| 3、40000,85000;4、高温、减压,4×10-4mol.L-1;| 5、阴离子聚合,阴离子聚合;6、终止速率,氯乙烯;1、| 7、大,小,大;8、低分子量,高分子量| 9、Ziegler、Natta钉二、名词解释(16分)| 1、(4分)单基终止:链自由基从单体、溶剂、引发剂等低分子或大分子上夺取一个原子而终止,这些失去原子的分子可能形成新的自由基继续反应,也可能形成稳定的自由基而停止聚合。
| 双基终止:链自由基的独电子与其它链自由基中的独电子或原子作用形成共价键的终止反应。
2、(4分)Q-e概念:Q-e式将自由基同单体的反应速率常数与共轭效应、| 极性效应相联系起来,可用于估算竞聚率,其式中,P1、Q2表示从共轭效应来衡量1自由基和2单体的活性,而e1、e2分别有1自由基和2单体极性的度量。
线3、(4分)配位聚合(Coordination Polymerization):单体与引发剂经过配位方式进行的| 聚合反应。
具体的说,采用具有配位(或络合)能力的引发剂、链增长(有时包括引发)都是单体先在活性种的空位上配位(络合)并活化,然手插入烷基—金属键中。
配位聚合又有络合引发聚合或插入聚合之称。
4、(4分)凝胶化现象和凝胶点:体型缩聚反应进行到一定程度时,体系粘度将急剧增大,迅速转变成不溶、不熔、具有交联网状结构的弹性凝胶的过程,即出现凝胶化现象。
此时的反应程度叫凝胶点。
三、问答题(20分)1、(5分)答:一般可以通过测定聚合物分子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,分子量逐渐增大的聚合反应属逐步聚合。
聚合很短时间后分子量就不随反应时间延长而增大的聚合反应属连锁聚合。
相反,单体转化率随聚合时间的延长而逐渐增大的聚合反应属连锁聚合。
《高分子化学》课程试题得分一、基本概念〔共15分,每小题3分〕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自由聚合的方法有本体聚合、溶液聚合、乳液聚合和悬浮聚合。
⒉逐步聚合的方法有熔融缩聚、溶液缩聚、固相缩聚和界面缩聚。
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连锁聚合、逐步聚合、开环聚合和聚合物之间的化学反应四类。
⒌聚合物按大分子主链的化学组成碳链聚合物、杂链聚合物、元素无机聚合物和元素有机聚合物四类。
得分三、简答题〔共20分,每小题5分〕⒈乳液聚合的特点是什么?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。
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( 1 4 )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( 4 )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( 12 )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( 1 )⑴PVAc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( 2 4 )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)=0.15;D (歧化终止系数)=0.85; f =0.8;k p=3.67×102 L/ mol.s;k d =2.0×10-6 s-1;k t=9.30×106 L/ mol.s;c(I)=0.01 mol / L;C M=1.85×10-5;C I=2×10-2;甲基丙烯酸甲酯的密度为0.937 g./ cm3;X。
得分得分《高分子化学》课程试题一、基本概念(共 15 分,每小题 3 分)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 自由聚合的方法有本体聚合、溶液聚合、乳液聚合和悬浮聚合。
⒉ 逐步聚合的方法有熔融缩聚、溶液缩聚、固相缩聚和界面缩聚。
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连锁聚合、逐步聚合、开环聚合和聚合物之间的化学反应四类。
⒌ 聚合物按大分子主链的化学组成碳链聚合物、杂链聚合物、元素无机聚合物和元素有机聚合物四类。
三、简答题(共 20 分,每小题 5 分)⒈ 乳液聚合的特点是什么?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。
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( 1 4 )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( 4 )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( 1 2 )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( 1 )⑴PVAc 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( 2 4 )⑴k p (⑵t1/2 ⑶k i ⑷k 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)=0.15; D (歧化终止系数)=0.85; f =0.8;k p=3.67×102 L/ mol.s;k d=2.0×10-6 s-1;k t=9.30×106 L/ mol.s;c(I)=0.01 mol / L;C M=1.85×10-5;C I=2×10-2;甲基丙烯酸甲酯的密度为 0.937 g./ cm3;。
遥爪聚合物:分子两端带有反应性官能团的聚合物,两个聚合物遥遥位于分子链的两端,就像两个爪子,所以叫遥爪聚合物.
老化现象:聚合物在加工、贮存及使用过程中,其物理化学性能及力学性能发生不可逆坏变的现象。
凝胶现象:随着交联反应的进行,体系粘度增加,难以流动,转变为具有弹性的粘胶状物质。
竟聚率:均聚速率常数和共聚速率常数之比。
表现了单体的自聚能力与共聚能力之比。
自动加速现象:在没有外界因素影响下,聚合反应进行到一定程度时,聚合速率发生显著上升,这一种现象,称为自动加速现象。
反应程度:参与反应的基团数占原始基团数的分数。
高分子:也称聚合物,也可指一个大分子,而聚合物则指许多大分子的聚集体,分子量高达104~107,一个大分子往往由许多简单的结构单元通过共价键的形式重复连接而成。
凝胶点:开始出现凝胶化时的临界反应程度。
活的高分子:加聚反应中,增长链活性中心,在单体消耗后仍未终止的高分子。
立构规整性分子:立构规整聚合物所占总聚合物含量的百分数,用以表示催化剂在聚合反应中的定向能力。
高分子化学期末考试试题及答案高分子化学期末考试试题及答案高分子化学是化学领域的一门重要分支,主要研究高分子化合物的合成、结构、性能和应用。
在本次期末考试中,我们将考察学生高分子化学的基本概念、聚合反应机理、聚合物结构与性能等方面的知识。
以下为本次考试的试题及答案。
一、选择题1、下列哪个选项不属于合成高分子的方法? A. 自由基聚合 B. 离子聚合 C. 缩聚反应 D. 加聚反应答案:C2、下列哪个反应条件可以触发自由基聚合反应? A. 高温 B. 高压C. 引发剂D. 以上都是答案:D3、下列哪个选项不是高分子化合物? A. 聚乙烯 B. 纤维素 C. 蛋白质 D. 油脂答案:D二、简答题4、请简述高分子化合物的合成过程,并说明其中需要注意的关键点。
答案:高分子化合物的合成过程通常包括单体的准备、聚合反应和产物后处理等步骤。
其中需要注意的关键点包括单体的纯度、聚合反应条件的控制、产物分离和干燥等。
41、请简述自由基聚合反应的机理,并说明其应用范围。
答案:自由基聚合反应是通过引发剂在低温下产生自由基,进而引发单体聚合反应的过程。
其应用范围广泛,可以用于合成多种高分子化合物。
411、请简述缩聚反应的机理,并说明其应用范围。
答案:缩聚反应是通过缩合反应将多个单体聚合成为高分子的过程。
其应用范围广泛,可以用于合成多种高分子化合物,如涤纶、酚醛树脂等。
三、论述题7、请论述高分子化合物在日常生活中的应用,并说明其优点和局限性。
答案:高分子化合物在日常生活中应用广泛,如塑料、橡胶、纤维等。
其优点包括密度小、强度高、耐腐蚀、绝缘等。
但同时也存在一些局限性,如不易降解、环境污染等。
71、请论述高分子化合物在医疗领域的应用,并说明其优点和局限性。
答案:高分子化合物在医疗领域应用广泛,如人工器官、药物载体、医疗器械等。
其优点包括生物相容性好、可塑性强、功能多样化等。
但同时也存在一些局限性,如可能引发免疫反应、使用寿命有限等。
《高分子化学》课程试题班级 学号 姓名一、根本概念〔共10分,每题2分〕1. 平衡缩聚2. 无定型聚合物3. 反响程度P4. 杂链聚合物5. 交替共聚物二、填空题〔将正确的答案填在以下各题的横线处〕( 每空1 分,总计20分)⒈ 高分子科学包括 、 、 和 等四局部。
⒉ 高分子化合物有 和 两大类。
⒊ 合成高分子化合物有 、 、 和 等。
⒋ 改性天然高分子化合物如 和 等。
得分总分得分⒌碳链聚合物有、、和等。
⒍杂链聚合物有、、和等。
得分三、问答题〔共3小题,共20分〕⒈〔5分〕按照大分子链的微观结构分类,共聚物分几类?它们在结构上有何区别?各如何制备?⒉〔5分〕什么叫热塑性塑料?什么叫热固性塑料?试各举2~3例说明。
⒊〔10分〕简述理想乳液聚合体系的组分、聚合前体系中的“三相〞和聚合的“三个阶段〞的标志?四、(共5小题,总计40分)计算题〔根据题目要求,计算以下各题〕⒈〔14分〕苯乙烯(M 1)和丁二烯(M 2)60℃进行自由基共聚合。
:r 1=0。
73 ,r 2=1。
39,54=′104=′21M .M ,欲得到共聚物中单体单元苯乙烯 :丁二烯 = 3 0 :70〔质量比〕,的共聚物问:⑴〔12分〕做11′x ~x 曲线,⑵ 从曲线中得出两种单体的起始配比=2010m m ?〔质量比〕 请将计算结果列入表中:计算结果〔8分〕11′x ~x 曲线〔自备坐标纸〕⑵ 〔2分〕为了合成组成比拟均一的共聚物,应采用何种措施?⒉ (6分)计算苯乙烯乳液聚合的聚合速率p R 和聚苯乙烯的平均聚合度n X 。
聚合温度为60℃,k p =176 L/mol ·s, c (M)=5.0mol/L, N =3.2×1014个/mL 水, ρ=1.1×1012个分子/ mL ·s 。
得分⒊ ⑴(5分)氯乙烯的相对分子质量为什么与引发剂的浓度根本无关而仅决定聚合温度? ⑵ (2分)氯乙烯链自由基向单体的链转移常数M C 与温度的关系如下]/30514exp[1251RT C X M n-== (R =8.31 J /mol ·K) 试求:聚合温度为45℃时聚氯乙烯的平均聚合度=n X ?⒋ (5分)等摩尔的二元酸和二元醇经外加酸催化缩聚,试证明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。
高分子化学复习试题及答案解析高分子化学练习及解答一、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。
高分子化学试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 高分子的相对分子质量通常在哪个范围内?A. 100-1000B. 1000-10000C. 10000-100000D. 100000以上2. 下列哪种聚合反应不属于连锁聚合?A. 链引发B. 链增长C. 链终止E. 链转移3. 以下哪个是高分子的物理性质?A. 熔点B. 沸点C. 溶解度D. 所有选项4. 以下哪种单体不能通过加聚反应形成高分子?A. 乙烯B. 丙烯C. 苯乙烯D. 环氧乙烷5. 高分子材料的哪些特性使其在生物医学领域有广泛的应用?A. 良好的机械性能B. 生物相容性C. 可降解性D. 所有选项二、填空题(每空2分,共20分)6. 高分子的三种基本结构单元包括________、________和________。
7. 聚合度是指高分子链中________的数量。
8. 离子聚合是一种________聚合反应。
9. 高分子材料的力学性能可以通过________来提高。
10. 生物降解高分子是指在生物体内________的高分子。
三、简答题(每题10分,共30分)11. 简述高分子化学中的三种主要聚合反应类型。
12. 解释什么是玻璃化转变温度(Tg)以及它对高分子材料性能的影响。
13. 描述高分子材料在汽车工业中的应用及其优势。
四、计算题(共30分)14. 已知一种高分子的分子量为20000,聚合度为100,求该高分子的重复单元的分子量。
(10分)15. 假设一种高分子的聚合度为500,重复单元的分子量为50,计算该高分子的分子量。
(10分)16. 如果一种高分子的分子量为50000,聚合度为1000,求该高分子的重复单元的分子量。
(10分)答案:一、选择题1. D2. E3. D4. D5. D二、填空题6. 重复单元、链节、高分子7. 重复单元8. 活性中心控制9. 交联10. 分解或降解三、简答题11. 高分子化学中的三种主要聚合反应类型包括:连锁聚合(包括自由基聚合、阳离子聚合、阴离子聚合)、逐步聚合和开环聚合。
高分子化学试题(含答案)《高分子化学》试题一、填空题⒈ 表征乳化剂性能的指标是、和。
2. 根据聚合物主链的结构,可将聚合物分为、和聚合物等。
3. 根据共聚物大分子链中单体单元的排列顺序,共聚物分、、、四类。
⒋ 控制共聚物组成的方法有、和等方法。
5. 链转移常数是链转移速率常数和增长速率常数之比。
6. 氯乙烯自由基聚合时,聚合物的相对分子质量一般用控制。
7. 使引发剂引发效率降低的原因有体系中的杂质、笼蔽效应、和诱导分解。
8 悬浮聚合一般选择油溶性引发剂、乳液聚合应选择水溶性引发剂。
9. 影响自由基聚合速率的因素:单体浓度,引发剂浓度,聚合温度和引发剂种类。
10.乳液聚合体系由、、、组成,聚合前体系中的三相为、、。
第二阶段结束的标志是消失。
10 单体M1和M2共聚,r1=,r2=,其共聚合行为是,在情况下,共聚物组成与转化率无关,此时的组成为。
11.若一对单体共聚时r1>1,r2<1。
则两单体的活性比较。
自由基活性比较,单体均聚时增长速率常数大的是。
二、解释下列名词⒈ 笼蔽效应、⒉ 链转移反应、⒊ 乳化作用、⒋ 动力学链长、⒌ 引发剂半衰期三、简答题(共20分,每题5分)⒈简述理想乳液聚合体系的组分、聚合前体系中的三相和聚合的三个阶段的标志理想乳液聚合体系是由难溶于水的单体、介质水、水溶性引发剂和阴离子型乳化剂四部分组成。
聚合前体系中有三相:水相、油相和胶束相。
乳液聚合三个阶段:Ⅰ阶段:胶束成核和乳胶粒生成期(增速期):从开始引发到胶束消失为止,乳胶粒数目不断增加,单体液滴数目不变,只是体积缩小,Rp 递增。
Ⅱ阶段:乳胶粒数恒定或恒速期:从胶束消失到单体液滴消失为止,乳胶粒数目固定,胶粒内单体浓度恒定,Rp 恒定。
Ⅲ阶段:降速期, Rp 下降2 何谓自动加速现象并解释产生的原因。
3. 写出以过氧化苯甲酰为引发剂,以四氯化碳为溶剂,60℃苯乙烯单体聚合成聚苯乙烯的基本反应及可能出现的副反应。
一、基本概念题(共15分,每题3分)⒉ 引发剂的引发效率f :引发剂分解产生初级自由基,但初级自由基不一定都能引发单体形成单体自由基,用于引发单体形成单体自由基的百分率,称为引发剂的引发效率,记作f ,(f <1=。
⒊ 向大分子转移常数p C :链自由基可能向已形成的大分子发生转移反应。
转移结果,链自由基形成一个大分子,而原来的大分子变为一个链自由基。
p P tr,P =k k C ,它表征链自由基向大分子转移速率常数与增长速率常数之比。
⒋ 逐步加成聚合反应:形成大分子的方式如同连锁聚合那样是通过单体反复加成而进行的,而动力学过程如同缩聚那样是随着反应时间的延长聚合物的相对分子质量逐步增大,聚合物的结构酷似缩聚物。
⒌ 聚合度变大的化学反应:聚合物的扩链、嵌段、交联和接枝使聚合物聚合度增大,称为聚合度变大的化学反应。
二、(共10分,每错一处扣1分)选择正确答案填入( )中。
1.(本题1分)某工厂用PVC 为原料制搪塑制品时,从经济效果和环境考虑,他们决定用( ⑶ )聚合方法。
⑴ 本体聚合法生产的PVC ⑵ 悬浮聚合法生产的PVC⑶ 乳液聚合法生产的PVC ⑷ 溶液聚合法生产的PVC⒉(本题1分)为了提高棉织物的防蛀和防腐能力,可以采用烯类单体与棉纤维辐射技术或化学引发接枝的方法,最有效的单体是( ⑶ )⑴ CH 2=CH -COOH ⑵ CH 2=CH -COOCH 3⑶ CH 2=CH -CN ⑷ CH 2=CH -OCOCH 3⒊ (本题1分)在乙酸乙烯酯的自由基聚合反应中加入少量苯乙烯,会发生( ⑵ )⑴ 聚合反应加速; ⑵ 聚合反应停止;⑶ 相对分子量降低; ⑷ 相对分子量增加。
⒋ (4分)丙烯酸单体在85℃下采用K 2S 2O 8为引发剂,在水溶液中引发聚合,可制得10000>n M 的产品。
若要制得1000<n M 的产品,在聚合配方和工艺上可采取( ⑴ ⑵ ⑶ ⑷ )手段。
⑴ 加入水溶液性相对分子质量调节剂;⑵ 增加水的用量,降低单体浓度;⑶ 增加引发剂的用量 ⑷ 提高聚合温度。
⒌ (1分)为了改进聚乙烯(PE )的粘接性能,需加入第二单体( ⑷ )⑴ CH 2=CH -COOH ⑵ CH 2=CH -COOCH 3⑶ CH 2=CH -CN ⑷ CH 2=CH -OCOCH 3⒍ (1分)聚合物聚合度不变的化学反应是( ⑴ )⑴ 聚醋酸乙烯醇解 ⑵ 聚氨基甲酸酯预聚体扩链⑶ 环氧树脂固化 ⑷ 聚甲基丙烯酸甲酯解聚⒎ (1分)聚合物聚合度变小的化学反应是( ⑷ )⑴ 聚醋酸乙烯醇解 ⑵ 纤维素硝化⑶ 环氧树脂固化 ⑷ 聚甲基丙烯酸甲酯解散聚三、计算题(共40 分,根据题目要求,计算下列各题)⒈(本题9分)何谓一次投料法?在高聚物生产中,共聚物组成是一个重要的生产指标,为了能得到共聚物组成比较均一的共聚物,下述那种共聚体系适用一次投料法?并说明原因?(2分)一次投料法:两种单体M 1,M 2共聚, r 1<1,r 2<1, 而所需的共聚物组成又与恒比共聚点的组成相接近时,那就可以将两种单体按恒比共聚点的组成将两单体混合配料一次投入反应器,控制一定的转化率,结束反应。
⑴ (1分)氯乙烯(M 1)和醋酸乙烯(M 2) 共聚;r 1=1.68 ,r 2=0.23,要求共聚物中氯乙烯单体单元的含量为72wt%。
CH 2=CH Cl (M 1 =62.5)CH 2=CH OCOCH 3(M 2=86)''.因:r 1=1.68>1 ,r 2=0.23<1不符合 r 1<1,r 2<1,的条件,所以不能用一次投料法。
⑵ (3分)苯乙烯(M 1)和顺丁烯二酸二乙酯(M 2)共聚;r 1=0.30 ,r 2=0.35要求共聚物中苯乙烯单体单元含量为45wt%。
(M 1=104)'C 2H 5 O C CH CH C C 2H 5O O O (M 2=172)'CH 2=CH因r 1=0.30 ,r 2=0.35,符合 r 1<1,r 2<1,的条件,该共聚体系属非理想恒比共聚体系,恒比共聚点的组成是:4810=0.35.-0.30-20.35-1=--2-1=(A)=(A)2121.r r r 'x x ' 所要求的共聚物中苯乙烯单体单元含量为:5750=17255+1044510445=1.///x ' 与恒比共聚点的组成相接近,因此,该共聚体系可以采用一次投料法。
⑶ (3分)丁二烯(M 1)和异戊二烯(M 2)共聚:r 1=0.75 ,r 2=0.85,要求共聚物中丁二烯单体单元含量为81wt%CH 2=C CH=CH 2CH 3(M 2=68)'CH 2=CH CH=CH 2 (M 1=54)'因r 1=0.75 , r 2=0.85,符合 r 1<1,r 2<1,的条件,该共聚体系属非理想恒比共聚体系,恒比共聚点的组成是:3750=0.85.-0.75-20.85-1=--2-1=(A)=(A)2121.r r r 'x x ' 所要求的共聚物中丁二烯单体单元含量为:8430=6819+54815481=1.///x ' 与恒比共聚点的组成相差较多,因此,该共聚体系不能采用一次投料法。
⒉ (11分)多少摩尔的苯甲酸加到等摩尔的己二酸和己二胺中,能使聚酰胺-66的相对分子质量n M =10000?并写出有关的聚合反应方程式。
已知:苯甲酸的相对分子质量122=′M ,226=0M ,反应程度9950=.P 。
解:(3分)有关的聚合反应方程式:H 2N(CH 2)6NH 2 + HOOC(CH 2)4COOHH 3N (CH 2)6 NH 3 OOC(CH 2)4COO N(CH 2)6N H H C O (CH 2)4C O[]H OHn H 3N (CH 2)6 NH 3 OOC(CH 2)4COO n+ COOH 2)6H H C O (CH 2)4C O[]OH C O + H 2O n N(CH 2)6N H H C O (CH 2)4O[]H OH n 根据已知条件可求得己二酸或己二胺的摩尔数n743=226122-10000=′-=0.M M M n n 488=1+743×2=1+2=..n X n rPr r X n 2-+1+1= r rP r X n +1=)2-+1(• r .r r .+1=)9950×2-+1(×488 9860=.r根据以上计算结果,己二胺中:-NH 2的摩尔数487=.n a ,己二酸中-COOH 的摩尔数为487=.n b ,苯甲酸的摩尔数为'b n'b b a n n n r 2+=a 'b b n )n n (r =2+• 478=)2+7.48(×9860.n .'b 620=0.986×20.986)-(1×7.48=.n 'b ⒊ (20分)将2mol 醋酸乙烯酯及0.01mol 过氧化十二酰溶于苯中,得2L 溶液,60℃进行聚合,6h 聚合完毕,得到平均相对分子质量为110,000的聚合物。
问:⑴ 若引发剂浓度改为0.004mol/L,得到的聚合物的数均相对分子质量=n M ?⑵ 若反应混合物以苯稀释至5L,得到的聚合物的数均相对分子质量=n M ?⑶ 加入链转移剂异丙苯0.05g (126=′M ),C S =360,得到的聚合物的数均相对分子质量=n M ?解: ⑴ 引发剂浓度改为0.004mol/L1(mol/L)=22=(M)1c (1分)),(mol/L) 10×5=20.01=c(I)3-1(1分 仅改变引发剂浓度,改变前后211212n2n1(I)(I)=//c c X X (1分)即 211212n2n1(I)(I)=//c c M M (1分) 122984=(0.004)(0.005)×110000=(I)(I)=1/21/2212211n1n2//c c M M (2分) ⑵ 反应混合物以苯稀释至5L ,单体浓度,引发剂浓度均发生改变1(mol/L)=22=(M)1c (m o l /L ) 10×5=20.01=c(I)3-1 稀释后0.4(mol/L)=52=(M)2c (1分) (mol/L) 10×2=50.01=c(I)3-2(1分) 21122121n2n1(I)•(M)(I)•(M)=c c c c X X (1分) 即聚合物平均相对分子质量 21122121n2n1(I)•(M)(I)•(M)=c c c c M M (1分) 41/23-1/23-5212121121210×966=)10×(2×1)10×5(×40×10×11=(I)•(M)(I)•(M)•=...c c c c M M //n n (2分) ⑶ 加入链转移剂异丙苯0.05g ,C S =360加入链转移剂,发生链自由基向链转移剂的转移反应,使聚合物的相对分子质量降低c(M)c(S)+1=1n1S n C X X (2分) 平均相对分子质量为110000的聚乙酸乙烯酯1279=86110000=n X (1分) 126×2050=(S).c (1分) 1=(M)c 2-n 10×227=1×126×2050×360+12791=1..X (3分) 813=∴n .X 平均相对分子质量81186=86×813=n ..M (1分)四、问答题(共4小题,共25分)⒈ (6分)氯乙烯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯聚合时,都存在自动加速现象,三者有何差别?氯乙烯悬浮聚合时,选用半衰期适当(例如h 025121.~.t / )的引发剂或复合引发剂,基本上接近匀速反应,解释其原因。
答:氯乙烯聚合体系为沉淀聚合体系。
聚氯乙烯在氯乙烯中虽不溶解,但能溶胀,使活性中心包裹不深,加之聚氯乙烯大分子生成的主要方式是氯乙烯链自由基向氯乙烯单体的转移反应,所以自动加速现象比一般的沉淀聚合体系产生的晚。
选用半衰期适当的引发剂或复合引发剂接近匀速反应的原因是自动加速速率和正常聚合速率的衰减正好互补。
苯乙烯、甲基丙烯酸聚合体系为均相聚合体系,但由于单体对聚合物溶解性能的不同,聚合过程中,自动加速现象出现的早晚和表现程度各不相同。
苯乙烯是聚苯乙烯的良溶剂,长链自由基在其中处于比较伸展的状态,转化率到30%出现自动加速现象。