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高分子物理与化学习题解答――参考答案第一章 绪论1. P16: 名词解释：单体：能够形成聚合物中结构单元的小分子化合物 结构单元：构成高分子链并决定高分子性质的最小原子组合 重复单元：聚合物中组成和结构相同的最小单位，又称为链节。
聚合物：由结构单元通过共价键重复连接而成的大分子聚合度：即高分子链中重复结构单元的重复次数，是衡量聚合物分子大小的指标。
3. P16写出下列单体的聚合反应式,以及单体/聚合物的名称1）.2） 3） 4）5） 6. P17: 写出下列混合物的数均分子量、重均分子量和分子量分布指数（1）组分1：质量分数=0.5，分子量=1 x 104 （2）组分2：质量分数=0.4，分子量=1 x 105 （3）组分3：质量分数=0.1，分子量=1 x 106解：4641085.11011054.0105.01/1⨯=++====∑∑∑∑∑∑Mi WiWi MiWiWi Ni NiMi M n 56541045.1101.0104.0105.0⨯=⨯+⨯+⨯==∑WiMi Mw 1045.15⨯Mw nCH 2CHF2CHF n氟乙烯聚氟乙烯nCH 2C(CH 3)CH 2C(CH 3)2n聚异丁烯异丁烯nHO (CH 2)5H O(CH 2)5COOHn 6-羟基己酸聚己内酯nn CH 2CH 2CH 2O CH 2CH 2CH 2O 1，3-环丙烷聚氧化丙撑n nn H 2N(CH 2)6NH 2HOOC(CH 2)4COOH+2)6NHCO(CH 2)4CO 己二胺己二酸尼龙66第三章自由基聚合习题解答1.P73-74. 判断下列单体能否进行自由基聚合、阳离子聚合、阴离子聚合？并说明理由判断：1,1—二取代易聚合,除大取代基如—C6H5外1,2—二取代,除取代基为F以外都难聚合双键上电荷密度大,不利于自由基进攻—烯丙基单体取代基吸电性太强也不利于自由基聚合,如CH2=C(CN)2,CH2=CH(NO2)4. P74 写出下列常用引发剂的分子式和分解反应式(1) 偶氮二异丁腈【见教材P43】H 3CC CH 3H 3CC CH 3NNC CH 3CH 32N2+(2) 偶氮二异庚腈CH 2C CH 3NNC CH 2CH 3N2+CHHCH 3C CH 3CH 3CH 2C CH 3HC CH 33（3） 过氧化二苯甲酰【见教材P43】（4）异丙苯过氧化氢【见教材P43】（5）过硫酸铵体系【见教材P43】(6) 过硫酸钾－亚硫酸盐体系【见教材P44】（7） 过氧化二苯甲酰-N,N-二甲基苯胺体系【见教材P44】O NH 4H 4NH 4N2C OO C OO2+CO C CH3CH3O OH C CH 3CH 3O HO +S 2O 82- + SO 342- +SO 4-· +SO 3-·N CH 33O C O N CH 3CH 3C O OC O ON CH O CO C O O5. P74 以偶氮异丁腈为例，写出氯乙烯自由基聚合的各基元反应 1.)链引发(2)链增长:CH 2CHCl CHCl ·CH 2CH 3CNC CH 3CHCl ·CH 3C CH 3+CH 2CH 2CHClCHCl CH 3CNC CH 3CH 2n-1CH 2CHCl·CH 2CHCl(3)链终止: 偶合:CH 3CNC CH 3CH 2CHCl CH 3CNC CH 32n 2CHCl CH 3CNC CH 3CH 2n-1CH 2CHCl·歧化CH 3C N CN C ·CH 3CH 3CH 3N CH 3CN C CH 32+N 2CH 2CHCl CHCl·CNCH 3CH 3C ·+CH 2CH 3C CH 32CHCl CH 3CNC CH 3CH 2n-1CH 2CHCl·CHCl CH 2n-1CH 2CH 3CNC CH 3CH 2ClCHCl CH 2n-1CH 3CNC CH 3CH CHCl +13.P74.解： 苯乙烯 d=0.887g/ml本体聚合：[M]=0.887/104=8.53×10-3（mol/ml ）=8.53（mol/l ） [I]=（0.109%×0.887）×103/242≈4×10-3（mol/l ） 苯乙烯以偶合终止为主：n x =2ν=2R p /R i（1）R i =2R p /n x =246010255.024-⨯⨯=2.07×10-8（mol/L.s ）由R i =2k d f[I] f=0.8（2）k d = R i /2f[I]=381048.021007.2--⨯⨯⨯⨯=3.23×10-6（s -1）（3）自由基寿命τ=[ M·]/R t =1/2k t [M·]=k p [M]/ 2 k t R p64p 109.453.882.010255.02][2R --⨯=⨯⨯⨯==M k k t p τ在测定k t 、k p 时，由R p =k p [M][ M·] R i =2k t [M·]2得4282422P 21063.833.81007.2)10255.0(2][2R ---⨯=⨯⨯⨯⨯==M R k k I t Pk p =1.76×102（l//mol.s ） k t =3.59×107（l//mol.s ） 数量级k t > k p >>k d（5）[M·]= 1/2k t τ=1/（2×3.6×10-7×0.82）=1.7×10-8（mol/l ）[M] >>[M·]（6）R t =[M·]/τ=1.7×10-8/0.82=2.1×10-8（mol/L.s ）∴ R p >> R p = R i17.P74 参见教材 P61-63.19. P75概念：本体聚合和添加少量溶剂的溶液聚合等反应往往会出现反应自动加速现象。
高分子化学与物理基础电子笔记绪论目录（1）高分子的相关概念（2）单体（3）结构单元（4）单体单元（5）重复单元（6）聚合度（附1）聚合物-符号-重复单元-单体#表格（7）高分子的分子量（8）高分子的特征（9）高分子的组成情况（10）高分子合成反应的分类（附2）加聚与缩聚的区别（附3）逐步聚合和连锁聚合的区别（11）高分子的结构特点（12）高分子的物理状态（13）系统命名法（1）高分子：（小分子相互反应形成）又称高分子化合物、大分子化合物、高分子、大分子、高聚物、聚合物。
从严格的意义上讲，大分子是分子量比较高的一类化合物的总称，而聚合物指的是由结构单元通过共价键重复连接而成的大分子。
在塑料成型加工中常称高分子为高聚物。
（注：这些术语有时可以通用）高分子是由许多简单结构单元主要通过共价键重复键接而成，且相对分子量高达10⁴～10⁷，低分子<10³齐聚物< 10⁴高聚物<10⁷超高分子量聚合物（2）单体（Monomer)能够进行聚合反应，并构成高分子基本结构组成单元的小分子。
即合成聚合物的起始原料。
/带有某种官能团并且具有聚合能力的低分子化合物或能形成高分子化合物中结构单元的低分子化合物。
（3）结构单元（Structure unit）在大分子链中出现的以单体结构为基础的原子团。
即构成大分子链的基本结构单元。
/单体在大分子链中形成的单元与聚合单体相对应的化学单位，构成高分子的主链，并决定主链结构的最小的原子组合。
（4）单体单元（Monomer unit )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。
/与单体相比，除电子结构改变外，原子种类及个数完全相同的结构单元。
（5）重复单元（Repeating unit)聚合物中化学组成相同的最小单位。
大分子链中重复出现的最小的基本单元，分子式中［］部分。
又叫链节。
（6）聚合度（Degree of polymerization，（缩写为DP）聚合度是衡量高分子大小的一个指标。
《高分子化学与物理》课程教学大纲一、课程基本信息二、课程目标（一）总体目标：高分子化学与物理是高分子科学的基础和核心，主要研究高分子化合物的分子设计、合成原理及高分子化合物的结构与性能之间的关系。
它建立在四大基础化学——无机化学、分析化学、有机化学和物理化学的基础之上，是四大基础化学过渡到实际应用中间的桥梁，同时又是现代材料科学、精细化学品化学、石油化工、现代化工等学科的基础。
本课程的主要任务是使学生掌握高分子化学与物理的基本理论，能较为熟练地应用高分子基础理论解决遇到的实际问题。
通过本课程的学习，可以使学生系统的掌握高分子化学和物理的基本知识、基本概念，为今后从事相关科研、开发或生产技术工作奠定基础。
（二）课程目标：课程目标1：掌握专业基础及专业知识，并能将其用于解决高分子材料领域的复杂工程问题。
课程目标2：掌握高分子材料的合成和加工的实验方法，熟悉材料的结构与性能的表征手段。
课程目标3：能够分析高分子材料应用的特定需求，确定设计目标和解决方案，体现创新意识。
课程目标4：能够运用工程科学基本原理并通过文献研究分析高分子材料领域复杂工程问题，提出解决方案及其可替代方案。
课程目标5：能够基于高分子新材料的开发和应用，选择与使用恰当的技术、现代工程工具和信息技术工具，并能够理解其局限性。
课程目标6：能够借鉴高分子发展对社会发展的影响，从而对社会、安全等潜在影响及应承担的责任有清醒的认识。
（三）课程目标与毕业要求、课程内容的对应关系表1：课程目标与课程内容、毕业要求的对应关系表三、教学内容第一章绪论1.教学目标：了解高分子发展简史，掌握高分子科学的基本概念。
2.教学重难点：高分子的分类和命名。
3.教学内容：(1)高分子科学的建立和发展；(2)高分子化合物的基本概念；(3)高分子的分类与命名；(4)高分子合成反应的分类。
4.教学方法：讲授法及课间讨论。
5.教学评价：习题与思考题第二章缩聚及其他逐步聚合反应1.教学目标：掌握缩聚聚合制备高分子的基本原理。
高分子化学与物理基础(魏无忌)答案《高分子化学》习题与解答第一章、绪论习题与思考题１. 写出下列单体形成聚合物的反应式。
注明聚合物的重复单元和结构单元，并对聚合物命名，说明属于何类聚合反应。
（1）CH2=CHCl; （2）CH2＝C (CH3)2; （3）HO(CH2)5COOH;（4）; 2CH2CH2（5）H2N(CH2)10NH2 + HOOC(CH2)8（6）OCN(CH2)6NCO + HO(CH2)2OH ;２. 写出下列聚合物的一般名称、单体和聚合反应式。
CH3 2（1）（2）23 3（3）2)6NHOC(CH2)4（4）)25（5）2 3 3（6）３.3（1）聚丙烯晴（2）丁苯橡胶（3）涤纶（4）聚甲醛（5）聚氧化乙烯（6）聚砜４. 解释下列名词：（1）（2）（3）（4）高分子化合物，高分子材料结构单元，重复单元，聚合度；分子量的多分散性，分子量分布，分子量分布指数；线型结构大分子，体型结构大分子；（5）均聚物，共聚物，共混物；（6）碳链聚合物，杂链聚合物。
５. 聚合物试样由下列级分组成，试计算该试样的数均分子量Mn和重均分子量Mw及分子量分布指数。
1 20.5 0.21×104 1×1053 40.2 0.15×101×105 6６. 常用聚合物分子量示例于下表中。
试计算聚氯乙烯、聚苯乙烯、涤纶、尼龙－66、顺丁橡胶及天然橡胶的聚合度，并根据这六种聚合物的分子量和聚合度认识塑料、纤维和橡胶的差别。
７. 高分子化合物的制备方法有哪几类？试分别举例说明之。
８. 高分子科学的主要研究内容是什么？为什么说它既是一门基础科学，也是一门应用科学？习题与思考题１.解：(1) 加聚反应ln*****Cl结构单元和重复单元都是：(2)加聚反应H2CH3nCH2(CH3)H2CH3结构单元和重复单元都是：H3H2CH3(3) 缩聚反应nHO(CH2)5COOHH2)5C结构单元和重复单元都是(4) 开环聚合反应n*****H2O(CH2)5CH2*****结构单元和重复单元都是：（5）缩聚反应*****H2OnH2N(CH2)10NH2 +HOOC(CH2)8COOHH2)10NHC(CH2)8C结构单元：(6)加聚反应HN(CH2)10NH和C(CH2)8CnOCN(CH2)6NCO + HO(CH2)2H2)6H2)2结构单元：H2)6和2)2重复单元：H(CH2)6NHH2)2O２.解: （1）聚甲基丙烯酸甲酯单体为甲基丙烯酸甲酯H3nCH2C(CH3)(*****2CCOOCH3(2) 聚丙烯酸甲酯单体为丙烯酸甲酯nCH2CH(*****2COOCH3(3) 聚己二酸乙二酯（尼龙66）单体为乙二胺和乙二酸H2N(CH2)6NH2 +nHOOC(CH2)42)6NHCO(CH2)42n-1)H2O (4) 聚己内酰胺单体为己内酰胺或氨基己酸nH2)5H2)5C或nH2N(CH2)6CH2)5COH + (n-1)H2O(5) 聚异戊二烯单体为异戊二烯nCH2(CH3)CHH2C(***** ]n(6) 聚碳酸酯单体为双酚Ａ和光气CH3nHOH3OH+nCOCl2CH3OOCl+(2n-1)HClnCCH33.解：(1) 单体为丙烯腈nCHCHC(2)单体为丁二烯和苯乙烯CH2H2CH2nCH2H2+nCH2nH2*****H2(3) 单体为对苯二甲酸和乙二醇*****+*****2OH*****2OH*****2OCCHCHC(4) 单体为甲醛nCH2O2O(5) 单体为环氧乙烷或单体为乙二醇或单体为氯乙醇(6) 单体为４.解：（7）高分子化合物，高分子材料；高分子化合物指的是由多种原子以相同的，多次重复的结构单元通过共价键连接起来46的，分子量是10~10的大分子所组成的化合物。
