习题课4离子聚合
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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。
离子聚合参考答案离子聚合参考答案离子聚合是一种重要的化学反应过程,它在许多领域中都起着关键的作用。
离子聚合是指通过离子键的形成将带电离子聚集在一起的过程。
这种反应可以发生在溶液中,也可以在固体中进行。
离子聚合的结果是形成了离子聚合物,这些聚合物具有特定的结构和性质。
离子聚合的过程中,通常需要两种离子参与反应。
一种是带正电荷的离子,也称为阳离子;另一种是带负电荷的离子,也称为阴离子。
这两种离子通过离子键相互吸引,结合在一起形成离子聚合物。
离子聚合的反应可以是快速的,也可以是缓慢的,取决于反应条件和离子的性质。
离子聚合反应的一个重要应用是制备离子交换树脂。
离子交换树脂是一种具有离子交换功能的高分子材料。
它可以用于水处理、药物分离、催化剂载体等领域。
离子交换树脂的制备过程中,通常使用带有反应官能团的聚合物作为基材,通过离子聚合反应将离子交换基团引入聚合物中。
这样,聚合物就具有了离子交换的能力。
离子聚合还可以用于制备超分子结构。
超分子结构是由多个分子通过非共价相互作用形成的结构。
离子聚合反应可以通过离子键的形成将分子聚集在一起,形成具有特定功能的超分子结构。
例如,通过离子聚合反应可以制备出具有特定形状和孔隙结构的纳米材料,这些材料在催化、吸附等方面具有重要的应用价值。
离子聚合还可以用于制备功能性聚合物。
功能性聚合物是指具有特定功能的聚合物材料。
通过离子聚合反应可以引入不同的官能团到聚合物链上,从而赋予聚合物特定的性质和功能。
例如,通过离子聚合反应可以制备出具有荧光性质的聚合物材料,这些材料在生物成像、传感等方面具有重要的应用潜力。
离子聚合反应的研究也对于理解生物体内的一些重要过程具有重要意义。
例如,生物体内的许多重要反应都是通过离子聚合来实现的。
离子聚合反应的研究可以揭示这些重要反应的机理和动力学过程,有助于我们对生物体内化学反应的理解。
总之,离子聚合是一种重要的化学反应过程,它在许多领域中都具有重要的应用价值。
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。
离子聚合习题答案离子聚合习题答案离子聚合是一种重要的化学反应过程,常见于溶液中的离子物种之间的相互作用。
在离子聚合的习题中,我们需要根据已知的条件和反应方程式,推导出最终的产物和反应物的摩尔比例关系。
下面将通过一些典型的离子聚合习题,来探讨其答案和解题思路。
习题一:已知溶液A中含有1mol Na+离子和2mol Cl-离子,溶液B中含有1mol Ca2+离子和3mol OH-离子。
当A和B两溶液混合后,发生离子聚合反应。
求反应后生成的产物以及摩尔比例。
解答:根据已知条件,我们可以写出反应方程式:2Na+ + Ca2+ + 3Cl- + 3OH- -> 2NaCl + Ca(OH)2根据反应方程式,我们可以得出产物为2mol NaCl和1mol Ca(OH)2。
因此,反应后生成的产物摩尔比例为NaCl:Ca(OH)2 = 2:1。
习题二:已知溶液A中含有1mol Fe2+离子和2mol OH-离子,溶液B中含有1mol Al3+离子和3mol Cl-离子。
当A和B两溶液混合后,发生离子聚合反应。
求反应后生成的产物以及摩尔比例。
解答:根据已知条件,我们可以写出反应方程式:3Fe2+ + 2Al3+ + 6OH- + 6Cl- -> 3Fe(OH)2 + 2AlCl3根据反应方程式,我们可以得出产物为3mol Fe(OH)2和2mol AlCl3。
因此,反应后生成的产物摩尔比例为Fe(OH)2:AlCl3 = 3:2。
习题三:已知溶液A中含有1mol K+离子和2mol SO42-离子,溶液B中含有1molMg2+离子和3mol OH-离子。
当A和B两溶液混合后,发生离子聚合反应。
求反应后生成的产物以及摩尔比例。
解答:根据已知条件,我们可以写出反应方程式:2K+ + Mg2+ + 2SO42- + 6OH- -> MgSO4 + 2KOH根据反应方程式,我们可以得出产物为1mol MgSO4和2mol KOH。
第五章聚合方法一、名称解释1. 自由基聚合实施方法(Process of Radical Polymerization):主要有本体聚合,溶液聚合,乳液聚合,悬浮聚合四种。
2. 离子聚合实施方法:主要有溶液聚合,淤浆聚合。
3. 逐步聚合实施方法:主要有熔融聚合,溶液聚合,界面聚合。
4. 本体聚合:本体聚合是单体本身、加入少量引发剂(或不加)的聚合。
5. 悬浮聚合: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。
6. 悬浮作用:某些物质对单体有保护作用,能降低水的表面张力,能使水和单体的分散体系变为比较稳定的分散体系,这种作用称为悬浮作用。
7. 本体聚合:本体聚合是单体本身、加入少量引发剂(或不加)的聚合。
8. 溶液聚合:是指单体和引发剂溶于适当溶剂的聚合。
9. 乳液聚合:是单体在水中分散成乳液状而进行的聚合,体系由单体、水、水溶性引发剂、水溶性乳化剂组成。
10. 分散剂:分散剂大致可分为两类,(1)水溶性有机高分子物,作用机理主要是吸咐在液滴表面,形成一层保护膜,起着保护人用,同时还使表面(或界面)张力降低,有利于液滴分散。
(2)不溶于水的无机粉末,作用机理是细粉吸咐在液滴表面,起着机械隔离的作用。
11. 乳化剂:常用的乳化剂是水溶性阴离子表面活性剂,其作用有:(1)降低表面张力,使单体乳化成微小液滴,(2)在液滴表面形成保护层,防止凝聚,使乳液稳定,(3)更为重要的作用是超过某一临界浓度之后,乳化剂分子聚集成胶束,成为引发聚合的场所。
12. 胶束:当乳化剂浓度超过临界浓度(CMC)以后,一部分乳化剂分子聚集在一起,乳化剂的疏水基团伸身胶束回部,亲水基伸向水层的一种状态。
13. 临界胶束浓度:乳化剂开始形成胶束时的浓度称为临界胶束浓度,简称CMC。
14. 亲水亲油平衡值(HLB):该值用来衡量表面活性剂中亲水部分和亲油部分对水溶性的贡献,该值的大小表表亲水性的大小。
第四章 离子聚合 习题参考答案1.与自由基聚合相比,离子聚合活性中心有些什么特点? 解答:离子聚合和自由基聚合的根本不同就是生长链末端所带活性中心不同。
离子聚合活性中心的特征在于:离子聚合生长链的活性中心带电荷,为了抵消其电荷,在活性中心近旁就要有一个带相反电荷的离子存在,称之为反离子,当活性中心与反离子之间得距离小于某一个临界值时被称作离子对。
活性中心和反离子的结合,可以是极性共价键、离子键、乃至自由离子等多种形式,彼此处于平衡状态:BA B +A B+AB +A +IIIIIIIVⅠ为极性共价物种,它通常是非活性的,一般可以忽略。
Ⅱ和Ⅲ为离子对,引发剂绝大多数以这种形式存在。
其中,Ⅱ称作紧密离子对,即反离子在整个时间里紧靠着活性中心。
Ⅲ称作松散离子对,即活性中心与反离子之间被溶剂分子隔开,或者说是被溶剂化。
Ⅳ为自由离子。
通常在一个聚合体系中,增长物种包括以上两种或两种以上的形式,它们彼此之间处于热力学平衡状态。
反离子及离子对的存在对整个链增长都有影响。
不仅影响单体的的聚合速度,聚合物的立体构型有时也受影响,条件适当时可以得到立体规整的聚合物。
2.适合阴离子聚合的单体主要有哪些,与适合自由基聚合的单体相比的些什么特点? 解答:对能进行阴离子聚合的单体有一个基本要求: ① 适合阴离子聚合的单体主要有:(1)有较强吸电子取代基的烯类化合物主要有丙烯酸酯类、丙烯腈、偏二腈基乙烯、硝基乙烯等。
(2)有π-π共轭结构的化合物主要有苯乙烯、丁二烯、异戊二烯等。
这类单体由于共轭作用而使活性中心稳定。
(3)杂环化合物 ② 与适合自由基聚合的单体相比的特点:(1)有足够的亲电结构,可以为亲核的引发剂引发形成活性中心,即要求有较强吸电子取代基的化合物。
如VAc ,由于电效应弱,不利于阴离子聚合。
(2)形成的阴离子活性中心应有足够的活性,以进行增长反应。
如二乙烯基苯,由于空间位阻大,可形成阴离子活性中心,但无法增长。
5 离子聚合 思考题1.(略)答:(1)H 2C CHC 6H 5可被引发剂(C 6H 5CO)2O 2Na+萘BF 3+H 2O n-C 4H 9Li 引发聚合。
、、和 2C 6H 5COO ·(C 6H 5CO)2O C 6H 5COO ·+H 2C CHC 6H 5C 6H 5COOCH 2CH2C 6H 5·; 属于自由基聚合。
H 2C CHC 6H 5+(C 6H 5CO)2O 2①H 2C CHC6H 5+Na-萘; 属于阴离子聚合。
②Na +H 2CCHC 65NaHC C 65CH 2+2Na HC6H 5CH 2NaHC C 6H 5H 2C H 2CCH 6H 5Na③H 2C CHC 6H 5+; 属于阳离子聚合。
(BF 3+H 2O )BF 3 + H 2OH (BF 3OH)H 2C CHC 6H 5+H (BF 3OH)CH 2C 6H 5H (BF 3OH)④H 2C CHC 6H 5+; 属于阴离子聚合。
n-C 4H 9Li H 2C CHC 6H 5+n-C 4H 9Lin-C 4H 9CH 2CHLi 6H 5+-; 属于阴离子聚合。
①(2)可被引发剂(Na+萘)n-C 4H 9Li 引发聚合。
和H 2C C(CN)2H 2C C(CN)2Na+萘H 2C C(CN)2++Na ++Na C(CN)2CH 2+_; 属于阴离子聚合。
②H 2C C(CN)2+n-C 4H 9Li H 2C C(CN)2+n-C 4H 9Lin-C 4H 9CH 2C(CN)2Li -+BF 3+H 2O (3)可被引发剂引发聚合,属于阳离子聚合。
H 2C C(CH 3)2BF 3+H 2OH +(BF 3OH)-H +(BF 3OH)H 2C C(CH 3)2+CH 3C +(CH 3)2(BF 3OH)-H 2C HC O n-C 4H 9BF 3+H 2O (4)可被引发剂引发聚合,属于阳离子聚合。
第一章绪论一、填空题1、对于均相反应体系,搅拌器的作用主要是__加速传热_;对于非均相反应体系,搅拌器则有___加速传热和____传质__的双重作用。
2、工业上合成树脂的干燥方法,主要是_气流干燥机沸腾干燥_。
当树脂含有机溶剂时,或粉状树脂对空气的热氧化作用敏感时,则用加热的____氮气__作为载热体进行干燥;3、工业上当合成树脂含水时,通常用加热的_____空气__作为载热体进行干燥;二、选择题1、对于低粘度聚合物的溶液聚合反应釜应选择(D)搅拌器。
A、锚式B、平浆式C、螺带式D、旋浆式2、C4馏分中所含的丁烷、丁二烯、丁烯各异构体的沸点非常相近,可通过(`C)的方法进行分离。
A、闪蒸B、水蒸气蒸馏C、萃取精馏D、减压蒸馏3、对于高粘度流动性差的合成橡胶的溶液聚合反应釜应选择( C )搅拌器。
A、锚式B、平浆式C、螺带式D、旋浆式三、判断题1、聚合物的形态可能是坚硬的固体物、高粘度熔体或高粘度溶液,所以不能用一般的产品精制方法如蒸馏、结晶、萃取等方法对聚合物进行精制。
(对)2、经分离操作的合成橡胶,含水量40%-50%,可以用气流干燥或沸腾干燥的方法进行干燥。
(错)3、一般潮湿的合成橡胶胶粒采用箱式干燥机或挤压膨胀干燥机进行干燥。
(对)第二章生产单体的原料路线一、填空题1、从油田开采出来未经加工的石油称为原油。
2、石油裂解生产烯烃时,液态烃在高温裂解区的停留时间仅为0.2-0.5s,目的是为了减少副反应、提高烯烃的收率。
二、选择题1、石油裂解气经精制分离得到的主要产品中,丙烯收率为( D )。
A、25%~26%B、11%~12%C、29%~30%D、16%~18%2、石油裂解气经精制分离得到的主要产品中,乙烯收率为(A)。
A、25%~26%B、11%~12%C、29%~30%D、16%~18%3、C4馏分中所含的丁烷、丁二烯、丁烯各异构体的沸点非常相近,可通过(` C)的方法进行分离。
A、闪蒸B、水蒸气蒸馏C、萃取精馏D、减压蒸馏三、判断题1. 石油裂解生产烯烃时用3-15%浓度的NaOH水溶液洗涤裂解气,目的是脱除酸性气体。