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高分子计算与解答

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计算题1.在搅拌下依次向装有四氢呋喃的反应釜中加入0.2mol n-BuLi和20kg苯乙烯。

当单体聚合了一半时，向体系中加入1.8g H2O，然后继续反应。

假如用水终止的和继续增长的聚苯乙烯的分子量分布指数均是1，试计算（1）水终止的聚合物的数均分子量；（2）单体完全聚合后体系中全部聚合物的数均分子量；（3）最后所得聚合物的分子量分布指数。

2. 有下列所示三成分组成的混合体系。

成分1：重量分数=0.5，分子量=l×104成分2：重量分数=0.4，分子量=1 ×105。

成分3：重量分数=0.1，分子量=1×106求：这个混合体系的数均分子量和重均分子量及分子量分布宽度指数。

3.某一耐热性芳族聚酰胺其数均相对分子质量为24116。

聚合物经水解后，得39.31%(质量百分数)•对苯二胺，59.81%(质量百分数)•对苯二甲酸，0.88%苯甲酸(质量百分数)。

试写出聚合物结构式和其水解反应式？计算聚合物的数均相对分子质量4.等摩尔二元醇和二元酸缩聚，另加醋酸1.5%，p=0.995或0.999时聚酯的聚合度多少？5.等摩尔二元醇和二元酸缩聚，另加醋酸1.5%，p=0.995或0.999时聚酯的聚合度多少？6．AA、BB、A3混合体系进行缩聚，NA0=NB0=3.0，A3中A基团数占混合物中A总数（）的10%，试求p=0.970时的以及= 200时的p。

7.对苯二甲酸(1mol)和乙二醇(1mol)聚酯化反应体系中，共分出水18克，求产物的平均分子量和反应程度，设平衡常数K＝4。

8.要求制备数均分子量为16000的聚酰胺66，若转化率为99.5%时：（1）己二酸和己二胺的配比是多少？产物端基是什么？（2）如果是等摩尔的己二酸和己二胺进行聚合反应，当反应程度为99.5%时，聚合物的数均聚合度是多少？9.由1mol丁二醇和1mol己二酸合成数均分子量为5000的聚酯，（1）两基团数完全相等，忽略端基对数均分子量的影响，求终止缩聚的反应程度P；（2）假定原始混合物中羟基的总浓度为2mol，其中1.0％为醋酸，无其它因素影响两基团数比，求获得同一数均聚合度时所需的反应程度。

10.某一耐热性芳族聚酰胺数均分子量为24990，聚合物经水解后，得38.91％wt对苯二胺，59.81％对苯二甲酸，0.88％苯甲酸。

试写出分子式，计算聚合度和反应程度。

11.从对苯二甲酸(1mol)和乙二醇(1mol)聚酯化反应体系中，共分出水18克，求产物的平均分子量和反应程度，设平衡常数K＝4。

12.将邻苯二甲酸酐、季戊四醇、乙二醇一摩尔比为2.00：0.99：0.01进行缩聚，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。

13.欲将1000g环氧树脂（环氧值为0.2）用等物质量的乙二胺固化，试计算固化剂用量。

并求此凝胶反应的凝胶点。

14.邻苯二甲酸酐与甘油或季戊四醇缩聚，两种基团数相等试求：a. 平均官能度b. 按Carothers法求凝胶点c. 按统计法求凝胶点15.邻苯二甲酸酐与等物质量的甘油或季戊四醇缩聚，试求（1）平均聚合度；（2）按Carothers法求凝胶点；（3）按统计法求凝胶点。

16.假设由邻苯二甲酸酐，苯三酸和甘油组成的聚合体系中，三种单体的摩尔比分别为第一种是3：1：3，第二种是1：1：2.请用Carothers法分别预测两种聚合体系的凝胶点；请再用Flory法分别预测聚合体系的凝胶点17.邻苯二甲酸和甘油的物质的量之比为3：1.97，试用Carothers法和Flory统计法计算凝胶点。

18.分别用Carothers法和Flory法计算下列混合物的凝胶点。

邻苯二甲酸、甘油和乙二醇的摩尔比为1.50:0.99:0.002。

（10分）19.邻苯二甲酸酐和甘油摩尔比为1.50︰0.98,试分别用Carothers方程和Flory 统计公式计算下列混合物的凝胶点。

20.用甲苯二异氰酸酯，乙二醇，丙三醇为原料，若按物质的量配比3.5：1.5：2进行逐步聚合反应时，试判断当反应程度P=0.84时，分别用Crothers法和Flory法计算它们是否会出现凝胶？若未出现凝胶，计算产物的数均聚合度。

21.计算下列混合物的凝胶点。

（1）邻苯二甲酸和甘油的摩尔比为1.50:0.98（2）邻苯二甲酸、甘油和乙二醇的摩尔比为1.50:0.99:0.00222．试计算丁二烯在27℃、77℃、127℃时的平衡单体浓度。

已知丁二烯的-ΔH0＝73kJ／mol，ΔS0＝89J/mol·K23.在一溶液聚合体系中，某单体浓度c(M)=0.2mol/L，某过氧化物引发剂浓度c(I)=4.0×10-3mol/L，60℃进行自由基聚合。

已知k p=1.45×102L/mol·s，k t=7.0×107 L/mol·s，f=1，引发剂半衰期44h。

⑴(6分)求初期聚合速率？⑵(4分)初期动力学链长?⑶(4分)当转化率达50%时所需的时间?24.单体溶液浓度c(M)=0.2mol/L，过氧化物引发剂浓度c(I)=4.0×10-3mol/L，在60℃下加热聚合。

如引发剂半衰期为=44h，引发剂效率f=0.8，k p=145L/mol·s，k t=7.0×107 L/mol·s，欲达到50%转化率，需多长时间？25.2.0 mol/L苯乙烯的二氯乙烷溶液，于25℃时在4.0×10-4 mol/L硫酸存在下聚合，计算开始时的聚合度。

假如单体溶液中含有浓度为8.0×10-5 mol/L的异丙苯，那么聚苯乙烯的聚合度是多少？为便于计算，可利用下列数据。

参数：数值k p [L/(mol·S)] 7.6k t1(s-1)自发终止 4.9×10-2k t2(s-1)与反离子结合终止 6.7×10-3k tr,M(L/mol·s) 1.2×10-1Cs(25℃，在二氯乙烷中用异丙苯作转移剂) 4.5×10-226.某单体于一定温度下，用过氧化物作引发剂，进行溶液聚合反应，已知单体浓度为1.0M，一些动力学参数为f k d=2×10-9s-1，k p/k t1/2=0.0335(L·mol·s)1/2。

若聚合中不存在任何链转移反应，引发反应速率与单体浓度无关，且链终止方式以偶合反应为主时，试计算：（11分）（1）要求起始聚合速率(R p)0>1.4×10-7mol/L·s，产物的动力学链长ν>3500时，采用引发剂的浓度应是多少？（2）当仍维持（1）的(R p)0，而ν>4100时，引发剂浓度应是多少？27. 以BPO为引发剂，60゜C 下苯乙烯在苯中聚合，已知苯乙烯的浓度为400mol/L，BPO浓度为5×10-4mol/L，Kp=176L/（mol-s），Kd=3.24×10-6Lmol/s，Kt=3.58×107L/(mol.s);f=0.70求(1)引发速率和聚合反应速率；（2）动力学链长。

28.以硫酸为引发剂，使苯乙烯在惰性溶剂中聚合。

若= 7.6L/mol·s，自发链终止速率常数=4.9×10-2s-1，向单体链转移的速率常数=1.2×10-1L/mol·s，反映体系中的单体浓度为200g/L。

计算聚合初期聚苯乙烯的分子量。

29.100毫升无阻聚物存在的甲基丙烯酸甲酯中，加入0.0242克过氧化二苯甲酰，并在60℃下聚合。

反应1.5小时后得到聚合物3克，用渗透压法测得其分子量为831500（已知60℃下BPO的半衰期为48小时，引发效率为0.81, C l为0.02 , C M为0.1×104 ，甲基丙烯酸甲醋的密度为0 .930g/ /ml ）。

试求( 1 )甲基丙烯酸甲酯在60 ℃下的k p2／k t值;( 2 )在该温度下歧化终止和偶合终止所占的比例。

30.苯乙烯溶液浓度0.20 mol*L-1, 过氧类引发剂浓度为4.010-3mol*L-1, 在60℃下聚合，如引发剂半衰期44h, 引发剂效率f=0.80，k p=145 L*(mol*s)-1，k t=7.0107 L*(mol*s)-1, 欲达到50%转化率，需多长时间？31.醋酸乙烯在60°C下，以AIBN为引发剂进行本体聚合，其动力学数据如下:K d=1.1610-5S-1，K p=3700升mol·S，K t=7.4107升mol·S,【M】=10.86mol L，【I】=0.20610-8mol L，C M=1.9110-4，偶合终止占双基终止的90%，试求出聚醋酸乙烯的数均聚合度。

（f按1计算）32.以BPO为引发剂，60℃时引发苯乙烯聚合，已知苯乙烯0.887g/cm3，引发剂用量为单体量的0.108％，引发剂效率为f=0.8,产物聚合度为2800，聚合速率为0.282*10-3mol/L在体系中自由基寿命г=0.86秒，试求欲达到50％转化率时，需要多少时间？33.25℃在THF中，用n—C4H9Li作为引发剂引发丙烯腈聚合，已知单体浓度0.95mol/L，引发剂浓度为0.005mol/L,总体积为1L。

1)若反应到3/4时用36mg水终止，求水终止的聚合物的平均分子量2)若聚合5s时，单体浓度为6.28×10-3mol/L,求10s时聚合速率和聚合度34、2.0 mol/L苯乙烯的二氯乙烷溶液，于25℃时在4.0×10-4 mol/L硫酸存在下聚合，计算开始时的聚合度。

假如单体溶液中含有浓度为8.0×10-5 mol/L的异丙苯，那么聚苯乙烯的聚合度是多少？为便于计算，可利用下列数据。

（10分）参数：数值kp [L/(mol·S)] 7.6kt1(s-1)自发终止 4.9×10-2kt2(s-1)与反离子结合终止 6.7×10-3ktr,M(L/mol·s) 1.2×10-1Cs(25℃，在二氯乙烷中用异丙苯作转移剂) 4.5×10-235.已知过氧化二苯甲酰在60 ℃的半衰期为48 小时，甲基丙烯酸甲酯在60 ℃的k p2 / k t=1×10-2l ( mol . s )。

如果起始投料量为每100ml 溶液（溶剂为惰性）中含20 克甲基丙烯酸甲酯和0.1克过氧化苯甲酰，试求（1）10 ％单体转化为聚合物需多少时间？（2）反应初期生成的聚合物的数均聚合度（60 ℃下85 %歧化终止，15％偶合终止，f 按1 计算）。

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高分子化学习题与解答

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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.
4．
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
35.在100毫升甲基丙烯酸甲酯中加入克过氧化二苯甲酰,于60OC下聚合,反应小时后得到3克聚合物,用渗透压法测得相对分子质量为831,500.知60OC下引发剂的半衰期为48小时,f=,CI= ,CM=×10-4,甲基丙烯酸甲酯密度为 g/ml.求：
1甲基丙烯酸甲酯在60OC下的kp2/kt值.
2在该温度下歧化终止和偶合终止所占的比例.
1求kd、kp、kt的大小,建立三个常数的数量级概念.
2比较单体浓度和自由基浓度的大小.
3比较Ri、Rp、Rt的大小.
22.单体浓度L,过氧类引发剂浓度为×10-3mol/L,在60OC下加热聚合.如引发剂半衰期为44hr,引发剂引发效率f=,kp=145L/mol·s,kt=×107L/mol·s,欲达5%转化率,需多少时间
2.什么是聚合上限温度、平衡单体浓度根据表3-3数据计算丁二烯、苯乙烯40、80OC自由基聚合时的平衡单体浓度.
3.什么是自由基聚合、阳离子聚合和阴离子聚合
4.下列单体适合于何种机理聚合：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=CCN2,CH2=CHCH3,CH2=CCH32,CH2=CHC6H5,：聚合物主链完全由碳原子构成的聚合物.
杂链聚合物：主链除碳外还含有氧、氮、硫等杂原子的聚合物.
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《高分子物理》课程例题与解答高分子物理例题部分例1.出异戊二烯加聚形成的聚异戊二烯的可能的结构和名称（只考虑重复单元以头-尾连接）。

解：顺式1,4-聚异戊二烯；反式-聚异戊二烯；全同1,2(或3,4)- 聚异戊二烯；间同1,2(或3,4)- 聚异戊二烯；无规1,2(或3,4) 聚异戊二烯；顺、反1,4-,1,2(或3,4) 聚异戊二烯.例2．试述下列烯类聚合物的构型特点及其名称，式中R表示链节构型是R构型，S表示链节构型是S构型：（1）-R-R-R-R-R-R-；（2）-S-S-S-S-S-S-；（3）-R-S-R-S-R-S-；（4）-S-R-R-S-S-R-。

解：（1）R构型全同立构或等规聚合物；（2）S构型全同立构或等规聚合物；（3）R-S构型交替的间同立构或间规聚合物；（4）R-S 构型链节无规连接的无规立构聚合物。

常见错误分析：“（1）和（2）是均聚物；（3）是交替共聚物；（4）是无规共聚物。

”这里是将构型与共聚序列混为一谈。

例3.两种单体A、B以等物质的量共聚，用图表示三种有代表性的共聚物。

解：-ABABABAB-；-AAAA-BBBB-;-AABABBBA-。

例 4.（1）由丙烯得到的全同立构聚丙烯有无旋光性？（2）假若聚丙烯的等规度不高，能不能用改变构象的方法提高等规度？解：（1）无旋光性。

（2）不能。

提高聚丙烯的等规度需要改变构型，而改变构型与改变构象的方法根本不同。

构象是围绕单键内旋转所引起的排列的变化，改变构象只需要克服单键内旋转位垒即可实现；而改变构型必须经过化学键的断裂和重组才能实现。

例5．近程相互作用和远程相互作用的含义及它们对高分子链的构象有何影响？解：所谓“近程”和“远程”是根据沿大分子链的走向来区分的，并非为三维空间上的远和近。

事实上，即使是沿高分子链相距很远的链节，也会由于主链单键的内旋转而会在三维空间上相互靠得很近。

高分子链节中非键合原子间的相互作用-近程相互作用，主要表现为斥力，如-CH2-CH2-中两个C上的两个H的范德华半径之和为0.240nm,当两个H为反式构象时，其间的距离为0.247nm，处于顺式构象时为0.226nm。

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1.在搅拌下依次向装有四氢呋喃的反应釜中加入 n-BuLi和20kg苯乙烯。

当单体聚合了一半时，向体系中加入 HO，然后继续反应。

假如用水终止的和继2续增长的聚苯乙烯的分子量分布指数均是1，试计算（1）水终止的聚合物的数均分子量；（2）单体完全聚合后体系中全部聚合物的数均分子量；（3）最后所得聚合物的分子量分布指数。

2. 有下列所示三成分组成的混合体系。

成分1：重量分数=，分子量=l×104成分2：重量分数=，分子量=1 ×105。

成分3：重量分数=，分子量=1×106求：这个混合体系的数均分子量和重均分子量及分子量分布宽度指数。

3.某一耐热性芳族聚酰胺其数均相对分子质量为24116。

聚合物经水解后，得%(质量百分数)•对苯二胺，%(质量百分数)•对苯二甲酸，%苯甲酸(质量百分数)。

试写出聚合物结构式和其水解反应式？计算聚合物的数均相对分子质量？4.等摩尔二元醇和二元酸缩聚，另加醋酸%，p=或时聚酯的聚合度多少？5.等摩尔二元醇和二元酸缩聚，另加醋酸%，p=或时聚酯的聚合度多少？6．AA、BB、A3混合体系进行缩聚，NA0=NB0=，A3中A基团数占混合物中A总数（）的10%，试求p=时的以及= 200时的p。

7.对苯二甲酸(1mol)和乙二醇(1mol)聚酯化反应体系中，共分出水18克，求产物的平均分子量和反应程度，设平衡常数K＝4。

8.要求制备数均分子量为16000的聚酰胺66，若转化率为%时：（1）己二酸和己二胺的配比是多少？产物端基是什么？（2）如果是等摩尔的己二酸和己二胺进行聚合反应，当反应程度为%时，聚合物的数均聚合度是多少？9.由1mol丁二醇和1mol己二酸合成数均分子量为5000的聚酯，（1）两基团数完全相等，忽略端基对数均分子量的影响，求终止缩聚的反应程度P；（2）假定原始混合物中羟基的总浓度为2mol，其中％为醋酸，无其它因素影响两基团数比，求获得同一数均聚合度时所需的反应程度。

高分子物理习题解答

高分子物理习题解答

⾼分⼦物理习题解答《⾼分⼦物理》习题思考题第⼀章⾼分⼦链的结构（1）⼀解释名词、概念1.⾼分⼦构型答：⾼分⼦中由化学键固定的原⼦、原⼦团在空间的排列⽅式。

2.全同⽴构⾼分⼦答：由同⼀种旋光异构单元键接⽽成的⾼分⼦。

3.间同⽴构⾼分⼦答：由两种旋光异构单元交替键接形成的⾼分⼦。

4.等规度答：聚合物中全同⽴构和间同⽴构总的百分数。

5.数均序列长度答：链节序列的平均数。

6.⾼分⼦的构象答：⾼分⼦在空间的形态。

7.⾼分⼦的柔顺性答：⾼分⼦链能够改变其构象的性质成为柔顺性。

8.链段答：⾼分⼦中能够独⽴运动的最⼩单位称为链段。

把若⼲个键组成的⼀段链作为⼀个独⽴运动的单元。

9.静态柔顺性答：⾼分⼦链构象能之差决定的柔顺性，叫静态柔顺性。

10.动态柔顺性答：⾼分⼦由⼀种平衡构象状态转变成另⼀种平衡构象状态所需时间的长短决定的柔顺性，叫动态柔顺性。

11.等效⾃由连接链:柔性的⾮晶状线型⾼分⼦链，不论处于什么形态(如玻璃态、⾼弹态、熔融态或⾼分⼦溶液)，相同分⼦量的⾼分⼦链段都取平均尺⼨近乎相等的⽆规线团构象，称为“等效⾃由结合链”12.⾼斯链：。

因为等效⾃由结合链的链段分布符合⾼斯分布函数，⼜称为⾼斯链。

13.⾼分⼦末端距：指线形⾼分⼦链的⼀端⾄另⼀端的直线距离。

14.Hp q答：表⽰单螺旋分⼦链的构象类型。

其中p表⽰螺旋构象中⼀个等同周期所包含的结构单元数，q表⽰在此周期中所包含螺旋的圈数。

⼆. 线性聚异戊⼆烯可能有哪些构型？答：8种， 1. 1,4加成：2种，顺式和反式2. 1,2加成：3种，全同，间同和⽆规3. 3,4加成：3种，全同，间同和⽆规三. 聚合物有哪些层次的结构？那些属于化学结构？那些属于物理结构？答：聚合物结构的层次分⼦链结构聚集态结构近程结构远程结构结晶态结构⾮晶态结构取向态结构液晶态结构织态结构构造构型⼤⼩形态在聚合物层次结构中，近程结构属于化学结构，⽽远程结构和聚集态结构属于物理结构。

四.为什么说柔顺性是⾼分⼦材料独具的特性？答：柔顺性是分⼦链能够呈现出不同程度卷曲构象状态的性质。