第9章-聚合物的化学反应(2016)
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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。
第九章聚合物的化学反应思考题9.1 聚合物化学反应浩繁,如何考虑合理分类,便于学习和研究 ?答目前聚合物化学反应尚难按照机理进行分类,但可按结构和聚合度的变化粗分为 3 类:(1)聚合度不变,如侧基反应,端基反应;(2)聚合度增加,如接枝、扩链、嵌段和交联等;(3)聚合度变小,如降解、解聚和热分解。
思考题9.2 聚集态对聚合物化学反应影响的核心问题是什么?举一例子来说明促使反应顺利进行的措施。
答欲使聚合物与低分子药剂进行反应,首先要求反应的基团处于分子级接触,结晶、相态、溶解度不同,都会影响到药剂的扩散,从而反映基团表观活性和反应速率的差异。
对于高结晶度的聚合物,结晶区聚合物分子链间的作用力强,链段堆砌致密,化学试剂不容易扩散进去,内部化学反应难以发生,反应仅限于表面或非结晶区。
此外,玻璃态聚合物的链段被冻结,也不利于低分子试剂的扩散和反应。
因此反应之前,通常将这些固态聚合物先溶解或溶胀来促进反应的顺利进行。
纤维素分子间有强的氢键,结晶度高,高温下只分解而不熔融,也不溶于一般溶剂中,但可被适当浓度的氢氧化钠溶液、硫酸、醋酸所溶胀。
因此纤维素在参与化学反应前,需预先溶胀,以便化学试剂的渗透。
思考题9.3 几率效应和邻近基团效应对聚合物基团反应有什么影响?各举一例说明。
答当聚合物相邻侧基作无规成对反应时,中间往往留有未反应的孤立单个基团,最高转化程度因而受到限制,这种效应称为几率效应。
聚氯乙烯与锌粉共热脱氯成环,按几率计算,环化程度只有86.5%,尚有 13.5%氯原子未能反应,被孤立隔离在两环之间,这就是相邻基团按几率反应所造成的。
高分子中原有基团或反应后形成的新基团的位阻效应和电子效应,以及试剂的静电作用,均可能影响到邻近基团的活性和基团的转化程度,这就是邻近基团效应。
(1)邻近基团的位阻效应当聚合物分子链上参加化学反应的基团邻近的是体积较大的基团时,往往会由于位阻效应而使参与反应的低分子反应物难以接近反应部位,使聚合物基团转化程度受到限制。
第9章聚合物的化学反应一、选择题1.热降解产物主要是单体的聚合物为()。
A.IPPB.聚α-甲基苯乙烯C.PS【答案】B2.聚合度变大的化学反应是()。
A.PVAc的醇解B.PE氧化降解C.天然橡胶硫化【答案】C3.聚合度变大的化学反应是()。
A.PVAc的醇解B.纤维素硝化C.高抗冲PS的制备D.离子交换树脂的制备【答案】C4.(多选)聚合物聚合度变小的化学反应是()。
A.聚醋酸乙烯醇解B.聚乙烯无规降解C.环氧树脂固化D.聚甲基丙烯酸甲酯解聚【答案】BD二、填空题1.聚合物的化学反应按反应前后聚合度的变化情况可分为____、____和____的化学反应。
【答案】聚合度基本不变的化学反应;聚合度变大的化学反应;聚合度变小2.聚合物的化学反应中,聚合度变小的化学反应有____、____、____和____四类。
【答案】化学降解;机械降解;热降解;聚合物的老化3.聚合物的化学反应根据____的变化,可以分成为____、____、____三类。
【答案】聚合度;不变;增大;减少4.聚甲基丙烯酰胺在强碱液中水解,水解程度一般在70%以下,这是因为________________。
【答案】某一酰胺基团两侧如已转变成羧基,对碱羟基有排斥力,阻碍了水解,即邻近基团的静电效应5.下列聚合物所使用的交联剂为:线型酚醛树脂,____;天然橡胶,____;不饱和聚酯,____;环氧树脂,____,如______ 等。
【答案】六亚甲基四胺;单质硫;苯乙烯;胺类或酸类;乙二胺、邻苯二甲酸酐6.乙二醇与马来酸酐合成的聚酯可用____进行交联,聚二甲基硅氧烷可用____进行交联,而顺1,4-聚异戊二烯可用单质____交联。
【答案】苯乙烯;过氧化物;硫三、名词解释1.高分子效应、硫化反应、无规断链反应、自降解型高分子、绿色高分子答:(1)高分子效应:聚合物本身的结构对其化学反应性能的影响称为高分子效应。
这个效应是由高分子链节之间的不可忽略的相互作用引起的。