高分子化学第六章作业

第五章离子聚合2．将1.0×10-3mol萘钠溶于四氢呋喃中，然后迅速加入2.0mol的苯乙烯，溶液的总体积为1L。

假如单体立即均匀混合，发现2000秒钟内已有一半单体聚合，计算在聚合了2000秒和4000秒时的聚合度。

解：无终止的阴离子聚合速率为R p=k p[M-][M]以萘钠为引发剂时，由于聚合开始前，引发剂就以定量地离解成活性中心∴[M-]=[C]=1.0×10-3mol/L将R p式改写为－d[M]/dt=k p[C][M]积分得ln([M]0/[M])=k p[C]t已知t1=2000秒时，[M]0/[M]1=2，代入上面积分式：ln2=k p×2000∴k p[C]=ln2/2000设当t2=4000秒时，剩余单体浓度为[M]2ln([M]0/[M]2)=k p[C]t2=ln2/2000×4000=1.386∴[M]2= [M]0/4则反应掉的单体浓度为[M]0－[M]0/4=3[M]0/4根据阴离子聚合的聚合度公式x n=n[M]/[C] (双阴离子n=2) [C]为引发剂浓度∵聚合到2000秒时，单体转化率为50％，则反应掉的单体浓度为50％[M]0∴=x n×50%[M]0/[C]=2×50%×2.0/(1.0×10-3)=2000n已求得聚合到4000秒时，反应掉的单体浓度为3[M]0/4∴=x n×(3[M]0/4)/[C]=2×(3/4)×2.0/(1.0×10-3)=3000n4．异丁烯在四氢呋喃中用SnCl 4－H 2O 引发聚合。

发现聚合速率R p ∝[SnCl 4][H 2O][异丁烯]2。

起始生成的聚合物的数均分子量为20000。

1.00g 聚合物含3.0×10-5mol 的OH 基，不含氯。

写出该聚合的引发、增长、终止反应方程式。

第六章离子聚合论述题1. 丁基锂和萘钠是阴离子聚合的常用引发剂，试说明两者引发机理和溶剂的选择有何差别。

2. 甲基丙烯酸甲酯分别在苯、四氢呋喃、硝基苯中用萘钠引发聚合。

试问在哪一种溶剂中的聚合速率最大？3. 应用活性阴离子聚合来制备下列嵌段共聚物，试提出加料次序方案。

a.（苯乙烯）x—（甲基丙烯腈）yb.（甲基苯乙烯）x—（异戊二烯）y—（苯乙烯）zc.（苯乙烯）x—（甲基丙烯酸甲酯）y—（苯乙烯）x4. 试从单体、引发剂、聚合方法及反应的特点等方面对自由基、阴离子和阳离子聚合反应进行比较。

5. 将下列单体和引发剂进行匹配。

说明聚合反应类型并写出引发反应式。

单体：(1)CH2=CHC6H5(2)CH2=C(CN)2(3)CH2=C(CH3)2(4)CH2=CHO(n-C4H9)(5)CH2=CHCl(6)CH2=C(CH3)COOCH3引发剂：(1)(C6H5CO2)2(2)(CH3)3COOH+Fe2+(3)萘-Na(4)BF3+H2O6. 在离子聚合反应过程中，能否出现自动加速效应？为什么？7. 何为活性聚合物？为什么阴离子聚合可以实现活性聚合？计算题1. 用n-丁基锂引发100 g苯乙烯聚合，丁基锂加入量恰好是500分子，如无终止，苯乙烯和丁基锂都耗尽，计算活性聚苯乙烯链的数均分子量。

2. 将1.0×10-3 mol萘钠溶于四氢呋喃中，然后迅速加入2.0 mol苯乙烯，溶液的总体积为1 L。

假如单体立即混合均匀，发现2000 s内已有一半单体聚合。

计算聚合2000 s和4000 s时的聚合度。

3. 将苯乙烯加到萘钠的四氢呋喃溶液中，苯乙烯和萘钠的浓度分别为0.2 mol⋅L-1和1×10-3 mol⋅L-1。

在25℃下聚合5 s，测得苯乙烯的浓度为1.73×10-3 mol⋅L-1。

试计算：a.增长速率常数b.10s的聚合速率c.10s的数均聚合度4. 在搅拌下依次向装有四氢呋喃的反应器中加入0.2 mol n-BuLi和20 kg苯乙烯。

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|COO CH3(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|COO CH3-(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。

高分子化学第六章作业参考答案
1.将PMMA、PAN、PE、PVC四种聚合物进行热降解反应，分别得到何种产物？
解：PMMA进行热解反应时发生解聚，主要产物为单体
PE进行热解反应时发生无规降解，主要产物为不同聚合度的低聚物
PVC进行热解反应时首先脱HCl，生成分子主链中带烯丙基氯结构的聚合物；长期热解则进一步发生环交联甚至碳化反应。

PAN进行热解反应时首先发生主链环化，然后脱氢生成梯形聚合物。

进一步热解脱氢后生成碳纤维。

2.利用热降解回收有机玻璃边角料时，如该边角料中混有PVC杂质，则使MMA 的产率变低，质量变差，试用化学反应式说明其原因。

解：因为PVC杂质在加热时会脱出HCl，HCl与甲基丙烯酸按下式进行加成反应，因而降低了甲基丙烯酸甲酯的产率，并影响产品质量。

CH2C(CH3)COOCH3+HCl3CCO2CH3
3
CH3
3.橡胶为什么要经过塑炼后再进一步加工？
解：由于橡胶分子量通常很大，为了使它易与配合剂混合均匀以便于后续成型加工，所以要先进行塑炼以达到降低分子量提高塑性的目的。

4.橡胶制品常填充碳黑，试说明其道理。

答：碳黑起着光屏蔽剂的作用，可防止橡胶直接受到光照而发生光降解反应，另外碳黑还起到增强剂的作用。

5.聚乳酸OC(CH3)2CO
n为什么可以用作外科缝合线，伤口愈合后不必拆
除？
解：因聚乳酸在体内易水解为乳酸，由代谢循环排出体外。

高分子化学潘仁祖（第五版）第一至第六章习题高分子化学潘仁祖(第五版)第一至第六章习题第一章绪论思考题1. 举例说明单体、单体单元、结构单元、重复单元、链节等名词的含义，以及它们之间的相互关系和区别。

2. 举例说明低聚物、齐聚物、聚合物、高聚物、高分子、大分子诸名词的的含义，以及它们之间的关系和区别。

3. 写出聚氯乙烯、聚苯乙烯、涤纶、尼龙-66、聚丁二烯和天然橡胶的结构式。

选择其常用分子量，计算聚合度。

4. 举例说明和区别：缩聚、聚加成和逐步聚合，加聚、开环聚合和连锁聚合。

5. 写出下列单体的聚合反应式，以及单体、聚合物的名称。

6. 按分子式写出聚合物和单体名称以及聚合反应式。

属于加聚、缩聚还是开环聚合，连锁聚合还是逐步聚合？7. 写出下列聚合物的单体分子式和常用的聚合反应式：聚丙烯腈、天然橡胶、丁苯橡胶、聚甲醛、聚苯醚、聚四氟乙烯、聚二甲基硅氧烷。

8. 举例说明和区别线形结构和体形结构、热塑性聚合物和热固性聚合物、非晶态聚合物和结晶聚合物。

9. 举例说明橡胶、纤维、塑料的结构-性能特征和主要差别。

10. 什么叫玻璃化温度？橡胶和塑料的玻璃化温度有何区别？聚合物的熔点有什么特征？计算题1. 求下列混合物的数均分子量、质均分子量和分子量分布指数。

a、组分A：质量= 10g，分子量= 30 000；b、组分B：质量= 5g，分子量= 70 000；c、组分C：质量= 1g，分子量= 100 000 2. 等质量的聚合物A和聚合物B共混，计算共混物的Mn和Mw。

聚合物A：Mn=35,000, Mw =90,000；聚合物B：Mn=15,000, Mw=300,000第2章缩聚与逐步聚合计算题1. 通过碱滴定法和红外光谱法，同时测得g聚己二酰己二胺试样中含有?10-3mol羧基。

根据这一数据，计算得数均分子量为8520。

计算时需作什么假定？如何通过实验来确定的可靠性？如该假定不可靠，怎样实验来测定正确的值？ 2. 羟基酸HO-(CH2)4-COOH进行线形缩聚，测得产物的质均分子量为18,400 g/mol-1，试计算：a. 羧基已经醌化的百分比 b. 数均聚合度 c. 结构单元数Xn 3. 等摩尔己二胺和己二酸进行缩聚，反应程度p为、、、、、、，试求数均聚合度Xn、DP和数均分子量Mn，并作Xn－p关系图。

第一章测试1.开环聚合属于连锁聚合。

A:对B:错答案:B2.热塑性树脂都是线性聚合物。

A:错B:对答案:A3.在数均分子量、重均分子量及粘均分子量中，数值上最大的是（）。

A:粘均分子量B:重均分子量C:数均分子量答案:B4.以下属于热塑性高分子的是（）。

A:酚醛树脂B:SBSC:交联天然橡胶答案:B5.丁苯无规共聚物有几种结构单元（）。

A:2B:1C:3D:4答案:A第二章测试1.聚氨酯一般由两种单体获得,它们是( )。

A:己二胺-己二酸二甲酯B:苯酚-甲醛C:二元醇-二异氰酸酯D:己二胺-己二酸答案:C2.缩聚是高分子合成的重要类型之一，以下属于缩聚的实施方法的是（）。

A:乳液聚合B:悬浮聚合C:界面聚合D:分散聚合答案:C3.在缩聚反应的实施方法中对于单体官能团配比等摩尔质量和单体纯度要求不是很严格的缩聚是( )。

A:溶液缩聚B:熔融缩聚C:界面缩聚D:固相缩聚答案:C4.杂链高分子一般指分子主链中含有杂原子,尼龙主链中的特征结构为( )。

A:-NHCO-B:-O-C:–COO-D:–NHCOO-答案:D5.关于聚合反应,以下说法正确的是( )。

A:逐步聚合均为缩合聚合B:配位聚合属逐步机理C:乙烯的高温高压聚合属于逐步聚合D:聚氨酯的合成属于逐步聚合答案:D6.逐步聚合的聚合方法有（）。

A:溶液聚合B:熔融聚合C:界面聚合D:固相聚合答案:ABCD7.以下可用作环氧树脂固化剂的是（）。

A:乙酸B:苯酚C:己二胺D:邻苯二甲酸酐答案:CD8.基团数比越大，聚合度也越大。

A:错B:对答案:A9.其它条件相同时，反应程度越大，聚合度越大。

A:错B:对答案:B10.反应程度不可能大于1。

A:错B:对答案:B第三章测试1.关于动力学链长,以下说法正确的是( )。

A:一个活性种从引发到终止期间所消耗的单体总数B:与聚合度相等C:为聚合度的1/2D:与链转移成正比答案:A2.下列可以进行自由基聚合的单体是( )。

第6章离子聚合（一）思考题1．试从单体结构来解释丙烯腈和异丁烯离子聚合行为的差异，选用何种引发剂？丙烯酸、烯丙醇、丙烯酰胺、氯乙烯能否进行离子聚合？为什么？答：（1）丙烯腈中氰基为吸电子基团，可以与双键形成π-π共轭，使双键上的电子云密度减弱，有利于阴离子的进攻，并使所形成的碳阴离子的电子云密度分散而稳定，因此丙烯腈能够进行阴离子聚合。

进行阴离子聚合时，可选用碱金属、碱金属化合物、碱金属烷基化合物、碱金属烷氧化合物等作为引发剂。

异丁烯中两个甲基为推电子基团，能使双键上的电子云密度增加，有利于阳离子的进攻，并使所形成的碳阳离子的电子云密度分散而稳定，因此异丁烯能够进行阳离子聚合。

进行阳离子聚合时，通常采用质子酸、Lewis酸及其相应的共引发剂进行引发。

（2）丙烯酸、烯丙醇、丙烯酰胺不能进行离子聚合，因为没有强烈的推电子基团和吸电子基团。

氯乙烯中氯原子的诱导效应为吸电性，而共轭效应却有供电性，两者相抵消后，电子效应微弱，因此氯乙烯不能离子聚合。

2．下列单体选用哪一引发剂才能聚合？指出聚合机理类型。

表6-1答：（1）苯乙烯三种机理均可，可以选用表6-1中任何一种引发剂。

（2）偏二腈乙烯，阴离子聚合，选用Na＋萘或n-C4H9Li引发。

（3）异丁烯，阳离子聚合，选用SnC14＋H2O或BF3＋H2O。

（4）丁基乙烯基醚，阳离子聚合，选用SnC14＋H2O或BF3＋H2O。

（5）甲基丙烯酸甲酯，阴离子聚合和自由基聚合。

阴离子聚合，选用Na＋萘或n-C4H9Li 引发，自由基聚合选用（C6H5CO）2O2作引发剂。

3．下列引发剂可以引发哪些单体聚合？选择一种单体，写出引发反应式。

a．KNH2b．AlCl3＋HClc．SnCl4＋C2H5Cld．CH3ONa答：a．KNH2是阴离子聚合引发剂，可以引发大多阴离子单体聚合，如引发苯乙烯进行聚合，反应式为b．AlCl3活性高，和微量的水作共引发剂即可，和HCl配合时，氯离子的亲和性过强，容易同阳离子共价终止，所以很少采用。