《高分子化学》第5章思考题(1)
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高分子化学思考题第一章 绪 论(思考题)1、解释下列名词或术语:高分子化合物:由许多简单的结构单元通过共价键连接起来的,分子量410~610的大分子所组成的化合物。
聚合物:即是高分子,其分子量高达410~610。
单体:能够形成高分子化合物中结构单元的低分子化合物。
结构单元:构成高分子链并决定高分子结构以一定方式连接起来的原子组合。
重复单元:聚合物中化学组成相同的最小单位的重复单元。
单体单元:聚合物中具有与单体相同化学组成而不同电子结构的单元。
链节:即是重复单元的俗称。
聚合度:即是重复单元数。
热塑性聚合物:线形或支链形大分子以物理力聚集成聚集成聚合物,加热时可熔融,并能溶于适当溶剂中。
热固性聚合物:有不少聚合物或预聚物,在树脂合成阶段,须控制原料配比和反应条件,使停留在线形或少量支链的低分子阶段(预聚阶段)。
在成型阶段,经加热再使其中潜在的活性官能团继续反应成交联结构而固化。
分子量分布指数:分子量和结构的多分散性 连锁聚合反应 逐步聚合反应2、高分子化合物和低分子化合物的根本区别是什么?与低分子化合物比较,高分子化合物有哪些主要特征?3、能否用蒸馏或重结晶的方法提纯聚合物?为什么?举例说明提纯聚合物的方法。
4、请写出聚合物的聚合度和分子量的关系式,试述聚合物平均分子量和分子量分布的表示方法,并简述产生分子量多分散性的原因。
5、高分子链结构的形状有哪几种?它们的物理机械性能各有哪些特点?6、化学组成和平均分子量都相同的聚合物,其物理机械性能是否相同?为什么?7、作为材料使用的聚合物,其分子量高些好还是低些好?分子量分布宽些好还是窄些好?说明理由。
8、衡量聚合物耐热性的重要指标是什么?聚合物的耐热性受哪些因素的影响?它们与高分子化学有何关系?9、试述聚合物的命名和分类方法。
10、试述常见的几种塑料、橡胶、纤维的名称(包括缩写符号)、结构式及其单体。
第二章自由基聚合反应(思考题)1、解释下列名词或术语:序列结构等活性理论凝胶效应动力学链长数均聚合度分子量调节剂引发剂引发效率引发剂半衰期诱导分解笼蔽效应诱导期阻聚剂缓聚剂聚合上限温度2、自由基聚合中,为什么聚合物链中单体单元大部分按头-尾方式连接,且所得聚合物多为无规立构?3、试述聚合反应时如何选择合适的引发剂,及怎样确定其用量?4、用悬浮法生产PVC时,为什么要采用高活性和中活性并用的引发体系?5、试推导引发剂引发时的聚合速率方程、动力学链长、数均聚合度的表达式。
第五章聚合方法思考题5.1聚合方法(过程)中有许多名称,如本体聚合、溶液聚合和悬浮聚合,均相聚合和非均相聚合,沉淀聚合和淤浆聚合,试说明它们相互问的区别和关系。
答聚合方法有不同的分类方法,如下表:序号分类方法聚合物1 2 3按聚合体系中反应物的状态按聚合体系的溶解性按聚合的单体形态本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合乳液聚合均相聚合、非均相聚合、沉淀聚合气相聚合、固相聚合按聚合体系中反应物的相态考虑,本体聚合是单体加有(或不加)少量引发剂的聚合。
溶液聚合是单体和引发剂溶于适当溶剂中的聚合。
悬浮聚合一般是单体以液滴状悬浮在水中的聚合,体系主要由单体、水、油溶性引发剂、分散剂四部分组成。
按聚合体系的溶解性进行分类,聚合反应可以分成均相聚合和非均相聚合。
当单体、溶剂、聚合物之间具有很好的相溶性时,聚合为均相聚合;当单体、溶剂、聚合物之间相溶性不好而产生相分离的聚合,则为非均相聚合。
聚合初始,本体聚合和溶液聚合多属于均相体系,悬浮聚合和乳液聚合属于非均相聚合;如单体和聚合物完全互溶,则该本体聚合为均相聚合;当单体对聚合物的溶解性不好,聚合物从单体中析出,此时的本体聚合则成为非均相的沉淀聚合;溶液聚合中,聚合物不溶于溶剂从而沉析出来,就成为沉淀聚合,有时称作淤浆聚合。
思考题5.2本体法制备有机玻璃板和通用级聚苯乙烯,比较过程特征,说明如何解决传热问题、保证产品品质。
答间歇本体聚合是制备有机玻璃板的主要方法。
为解决聚合过程中的散热困难、避免体积收缩和气泡产生,保证产品品质,将聚合分成预聚合、聚合和高温后处理三个阶段来控制。
①预聚合。
在90-95℃下进行,预聚至10%~20%转化率,自动加速效应刚开始较弱,反应容易控制,但体积已经部分收缩,体系有一定的黏度,便于灌模。
②聚合。
将预聚物灌入无机玻璃平板模,在(40-50℃)下聚合至转化率90%。
低温(40~50℃)聚合的目的在于避免或减弱自动加速效应和气泡的产生(MMA的沸点为100℃),在无机玻璃平板模中聚合的目的在于增加散热面。
第五章进入合成有机高分子化合物的时代第一节合成高分子化合物的基本方法【考点讲练】1.根据下列合成高分子聚苯乙烯的反应,指出单体、链节、聚合度,并表示出其平均相对分子质量。
答案为单体,为链节,聚苯乙烯中的n为聚合度,平均相对分子质量为104n。
解析苯乙烯为单体,聚苯乙烯是由苯乙烯聚合而成的高分子化合物。
从结构上看,聚苯乙烯是由相同的结构单元重复连接而成的。
这种化学组成和结构均可以重复的最小单位称为重复结构单元。
重复结构单元是组成高分子链的基本单位,就好像是长链中的一个环节,所以又称链节。
链节的数目n称为重复结构单元数或链节数。
2.观察下列聚合反应,请你判断哪些是加聚反应,哪些是缩聚反应。
答案(1)(2)(5)为加聚反应,(3)(4)为缩聚反应。
解析加聚反应与缩聚反应的区别有以下两个方面:(1)加聚反应是由不饱和键断裂后形成的,缩聚反应是分子间的官能团之间的消去反应。
(2)从产物上看,加聚反应只生成高分子化合物,缩聚反应同时还生成小分子。
3.新型的合成弹性材料“丁苯吡橡胶”,结构简式如下:它是由三种单体______________、____________和__________经过____________反应而制得的。
解析首先由高分子链中的主链结构简式分析,是由不饱和的单体发生加成聚合反应而形成的产物,然后再将高分子链节即结构单元断开成三段:加聚反应制得的。
4.已知涤纶树脂的结构简式为,它的单体是__________________,写出由单体生成涤纶树脂的反应的化学方程式为___________________________________________________________,该反应的类型是__________________。
缩聚反应缩聚反应是指单体之间相互作用生成高分子,同时还生成小分子(如H2O、NH3、HX等)的聚合反应。
缩聚反应的特点是:(1)单体不一定含有不饱和键,但必须含有两个或两个以上的反应基团(如—OH、—COOH、—NH2、—X)。
潘祖仁《高分子化学》(第5版)笔记和课后习题(含考研真题)详解(修订版)目录内容简介目录第1章绪论1.1复习笔记1.2课后习题详解1.3名校考研真题详解第2章缩聚和逐步聚合2.1复习笔记2.2课后习题详解2.3名校考研真题详解第3章自由基聚合3.1复习笔记3.2课后习题详解3.3名校考研真题详解第4章自由基共聚合4.1复习笔记4.2课后习题详解4.3名校考研真题详解第5章聚合方法5.1复习笔记5.2课后习题详解5.3名校考研真题详解第6章离子聚合6.1复习笔记6.2课后习题详解6.3名校考研真题详解第7章配位聚合7.1复习笔记7.2课后习题详解7.3名校考研真题详解第8章开环聚合8.1复习笔记8.2课后习题详解8.3名校考研真题详解第9章聚合物的化学反应9.1复习笔记9.2课后习题详解9.3名校考研真题详解第第1章绪论1.1复习笔记【通关提要】通过本章的学习,了解聚合反应的机理特征,掌握聚合度、数均分子量、重均分子量和分子量分布指数的计算。
【知识框架】【重点难点归纳】一、高分子的基本概念1聚合度(见表1-1-1)表1-1-1聚合度的基本知识2三大合成材料(1)合成树脂和塑料。
(2)合成纤维。
(3)合成橡胶。
二、聚合物的分类和命名1分类(见表1-1-2)表1-1-2聚合物的分类2命名(见表1-1-3)表1-1-3聚合物的命名三、聚合反应1按单体-聚合物结构变化分类分为缩聚反应、加聚反应和开环聚合。
2按聚合机理和动力学分类分为:逐步聚合和连锁聚合。
四、分子量及其分布1平均分子量(见表1-1-4)表1-1-4平均分子量2分子量分布分子量分布有两种表示方法:(1)分子量分布指数(2)分子量分布曲线如图1-1-1所示,、、依次增大。
数均分子量接近于最可几分子量。
平均分子量相同,其分布可能不同,因为同分子量部分所占百分比不一定相等。
分子量分布也是影响聚合物性能的重要因素。
图1-1-1分子量分布曲线五、大分子微结构1大分子和结构单元关系大分子具有多层次微结构,由结构单元及其键接方式引起,包括结构单元的本身结构、结构单元相互键接的序列结构、结构单元在空间排布的立体构型等。
第五章聚合方法思考题5、1聚合方法(过程)中有许多名称,如本体聚合、溶液聚合与悬浮聚合,均相聚合与非均相聚合,沉淀聚合与淤浆聚合,试说明它们相互问的区别与关系。
答聚合方法有不同的分类方法,如下表:液聚合就是单体与引发剂溶于适当溶剂中的聚合。
悬浮聚合一般就是单体以液滴状悬浮在水中的聚合,体系主要由单体、水、油溶性引发剂、分散剂四部分组成。
按聚合体系的溶解性进行分类,聚合反应可以分成均相聚合与非均相聚合。
当单体、溶剂、聚合物之间具有很好的相溶性时,聚合为均相聚合;当单体、溶剂、聚合物之间相溶性不好而产生相分离的聚合,则为非均相聚合。
聚合初始,本体聚合与溶液聚合多属于均相体系,悬浮聚合与乳液聚合属于非均相聚合;如单体与聚合物完全互溶,则该本体聚合为均相聚合;当单体对聚合物的溶解性不好,聚合物从单体中析出,此时的本体聚合则成为非均相的沉淀聚合;溶液聚合中,聚合物不溶于溶剂从而沉析出来,就成为沉淀聚合,有时称作淤浆聚合。
思考题5、2本体法制备有机玻璃板与通用级聚苯乙烯,比较过程特征,说明如何解决传热问题、保证产品品质。
答间歇本体聚合就是制备有机玻璃板的主要方法。
为解决聚合过程中的散热困难、避免体积收缩与气泡产生,保证产品品质,将聚合分成预聚合、聚合与高温后处理三个阶段来控制。
①预聚合。
在90-95℃下进行,预聚至10%~20%转化率,自动加速效应刚开始较弱,反应容易控制,但体积已经部分收缩,体系有一定的黏度,便于灌模。
②聚合。
将预聚物灌入无机玻璃平板模,在(40-50℃)下聚合至转化率90%。
低温(40~50℃)聚合的目的在于避免或减弱自动加速效应与气泡的产生(MMA的沸点为100℃),在无机玻璃平板模中聚合的目的在于增加散热面。
③高温后处理。
转化率达90%以后,在高于PMMA的玻璃化温度的条件(100~120℃)下,使残留单体充分聚合,通用级聚苯乙烯可以采用本体聚合法生产。
其散热问题可由预聚与聚合两段来克服。
第五章聚合方法思考题 5.1聚合方法(过程)中有许多名称,如本体聚合、溶液聚合和悬浮聚合,均相聚合和非均相聚合,沉淀聚合和淤浆聚合,试说明它们相互问的区别和关系。
答聚合方法有不同的分类方法,如下表:按聚合体系中反应物的相态考虑,本体聚合是单体加有(或不加)少量引发剂的聚合。
溶液聚合是单体和引发剂溶于适当溶剂中的聚合。
悬浮聚合一般是单体以液滴状悬浮在水中的聚合,体系主要由单体、水、油溶性引发剂、分散剂四部分组成。
按聚合体系的溶解性进行分类,聚合反应可以分成均相聚合和非均相聚合。
当单体、溶剂、聚合物之间具有很好的相溶性时,聚合为均相聚合;当单体、溶剂、聚合物之间相溶性不好而产生相分离的聚合,则为非均相聚合。
聚合初始,本体聚合和溶液聚合多属于均相体系,悬浮聚合和乳液聚合属于非均相聚合;如单体和聚合物完全互溶,则该本体聚合为均相聚合;当单体对聚合物的溶解性不好,聚合物从单体中析出,此时的本体聚合则成为非均相的沉淀聚合;溶液聚合中,聚合物不溶于溶剂从而沉析出来,就成为沉淀聚合,有时称作淤浆聚合。
思考题5.2本体法制备有机玻璃板和通用级聚苯乙烯,比较过程特征,说明如何解决传热问题、保证产品品质。
答间歇本体聚合是制备有机玻璃板的主要方法。
为解决聚合过程中的散热困难、避免体积收缩和气泡产生,保证产品品质,将聚合分成预聚合、聚合和高温后处理三个阶段来控制。
①预聚合。
在90-95℃下进行,预聚至10%~20%转化率,自动加速效应刚开始较弱,反应容易控制,但体积已经部分收缩,体系有一定的黏度,便于灌模。
②聚合。
将预聚物灌入无机玻璃平板模,在(40-50℃)下聚合至转化率90%。
低温(40~50℃)聚合的目的在于避免或减弱自动加速效应和气泡的产生(MMA的沸点为100℃),在无机玻璃平板模中聚合的目的在于增加散热面。
③高温后处理。
转化率达90%以后,在高于PMMA的玻璃化温度的条件(100~120℃)下,使残留单体充分聚合,通用级聚苯乙烯可以采用本体聚合法生产。