自由基共聚-习题
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2. 下列烯类单体适于何种机理聚合自由基聚合、阳离子聚合还是阴离子聚合并说明原因。
CH 2=CHCl CH 2=CCl 2 CH 2=CHCN CH 2=C(CN)2 CH 2=CHCH 3 CH 2=C(CH 3)2 CH 2=CHC 6H 5 CF 2=CF 2 CH 2=C(CN)COOR CH 2=C(CH 3)-CH=CH 2答:CH 2=CHCl :适合自由基聚合,Cl 原子是吸电子基团,也有共轭效应,但均较弱。
CH 2=CCl 2:自由基及阴离子聚合,两个吸电子基团。
CH 2=CHCN :自由基及阴离子聚合,CN 为吸电子基团。
CH 2=C(CN)2:阴离子聚合,两个吸电子基团(CN )。
CH 2=CHCH 3:配位聚合,甲基(CH 3)供电性弱。
CH 2=CHC 6H 5:三种机理均可,共轭体系。
CF 2=CF 2:自由基聚合,对称结构,但氟原子半径小。
CH 2=C(CN)COOR :阴离子聚合,取代基为两个吸电子基(CN 及COOR ) CH 2=C(CH 3)-CH=CH 2:三种机理均可,共轭体系。
3. 下列单体能否进行自由基聚合,并说明原因。
CH 2=C(C 6H 5)2 ClCH=CHCl CH 2=C(CH 3)C 2H 5 CH 3CH=CHCH 3 CH 2=CHOCOCH 3 CH 2=C(CH 3)COOCH 3 CH 3CH=CHCOOCH 3 CF 2=CFCl 答:CH 2=C(C 6H 5)2:不能,两个苯基取代基位阻大小。
ClCH=CHCl :不能,位阻效应,对称结构,极化程度低。
CH 2=C(CH 3)C 2H 5:不能,二个推电子基,只能进行阳离子聚合。
CH 3CH=CHCH 3:不能,位阻效应,结构对称,极化程度低。
CH 2=CHOCOCH 3:醋酸乙烯酯,能,吸电子基团。
CH 2=C(CH 3)COOCH 3:甲基丙烯酸甲酯,能。
第三章自由基聚合思考题下列烯类单体适用于何种机理聚合自由基聚合、阳离子聚合还是阴离子聚合并说明原因。
(1)CH2——CHCl (2)CH2=CCl2 (3)CH2=CHCN (4)CH2=C(CN)2(5)CH2=CHCH3 (6)CH2=C(CH3)2 (7)CH2=CHC6H5(8)CF2=CF2 (9)CH2=C(CN)COOR (10)CH2=C(CH3)-CH =CH2答可以通过列表说明各单体的聚合机理,如下表:思考题下列单体能否进行自由基聚合,并说明原因。
(1)CH2=C(C6H5)2(2)CH3CH=CHCOOCH3(3)CH2=C(CH3)C2H5(4)ClCH=CHCl (5)CH2=CHOCOCH3 (6)CH2=C(CH3)COOCH3(7)CH3CH=CHCH3 (8)CF2=CFCl答 (1) CH2=C(C6H5)2不能进行自由基聚合,因为l,1-双取代的取代基空间位阻大,只形成二聚体。
(2) CH3CH=CHCOOCH3不能进行自由基聚合,因为1,2-双取代,单体结构对称,空间阻碍大。
(3) CH2=C(CH3)C2H5不能进行自由基聚合,两个取代基均为供电基团,只能进行阳离子聚合。
(4)ClCH=CHCl不能进行自由基聚合,因为1,2-双取代,单体结构对称,空间阻碍大。
(5)CH2=CHOCOCH3能进行自由基聚合,因为-COCH3为吸电子基团,利于自由基聚合。
(6) CH2=C(CH3)COOCH3能进行自由基聚合,因为l,1-双取代,极化程度大,甲基体积小,为供电子基团,而-COOCH3为吸电子基团,共轭效应使自由基稳定。
(7) CH3CH=CHCH3不能进行自由基聚合,因为1,2-双取代,单体结构对称空间阻碍大。
(8) CF2=CFCl能进行自由基聚合,F原子体积小,Cl有弱吸电子作用。
思考题为什么说传统自由基聚合的机理特征是慢引发、快增长、速终止在聚合过程中,聚合物的聚合度、转化率,聚合产物中的物种变化趋向如何答自由基聚合机理由链引发、链增长、链终止等基元反应组成,链引发是形成单体自由基(活性种)的反应,引发剂引发由2步反应组成,第一步为引发剂分解,形成初级自由基,第二步为初级自由基与单体加成,形成单体自由基。
1、自由基向()转移,导致诱导分解,使引发剂效率降低,同时也使聚合度降低。
A、引发剂B、单体C、高分子链D、溶剂2、下列反应过程能使自由基聚合物聚合度增加的是()A、链增长反应B、链引发反应C、链转移反应D、链终止反应3、自由基聚合体系中出现自动加速现象的原因是。
A、单体浓度降低B、引发剂浓度降低C、体系温度升高D、体系粘度增大4、对于自由基聚合,在其他条件保持不变的前提下升高聚合温度,得到的聚合物的分子量将。
A、减小B、说不准C、不变D、增大5、生产聚氯乙烯时,决定产物分子量的因素是。
A、聚合温度B、引发剂种类C、引发剂浓度D、单体浓度6、在高压聚乙烯(LDPE)中存在长支链,其形成原因是。
A、向引发剂链转移B、分子内链转移C、向聚合物的链转移D、向单体的链转移7、α-甲基苯乙烯的Tc=25℃,则在下列()条件下可能形成高聚物。
A、聚合温度≥25℃B、聚合温度=25℃C、聚合温度<25℃8、苯乙烯在60℃进行自由基聚合时的链终止方式为。
A、偶合终止B、歧化终止C、既有偶合终止也有歧化终止,但以歧化终止为主D、既有偶合终止也有歧化终止,但以偶合终止为主9、甲基丙烯酸甲酯在贮运过程中,为了防止聚合,可以考虑加入。
A、甲苯B、AIBNC、对苯二酚D、甲基乙烯基酮10、本体聚合至一定转化率时会出现自动加速效应,这时体系中的自由基浓度和寿命τ的变化规律为。
A、[M*]增加,τ缩短B、[M*]增加,τ延长C、[M*]减少,τ延长11、对于自由基聚合,聚合温度升高,歧化终止的比例将。
A、增大B、说不准C、减小D、不变12、在苯乙烯自由基聚合体系中加入少量正丁硫醇(Cs=21)的目的是。
A、调节分子量B、终止聚合反应C、都不是13、分解时有氮气逸出,工业上可用作泡沫塑料的发泡剂。
偶氮类引发剂14、根据对聚合反应的抑制程度,可将对聚合有抑制作用的物质粗略分为和。
阻聚剂、缓聚剂15、在自由基链转移反应中,可能存在活性链向、、等低分子物质的转移,使聚合度降低。
教材习题参考答案解析_第三章⾃由基聚合教材习题参考答案第三章⾃由基聚合思考题1.烯类单体家具有下列规律: ①单取代和1,1-双取代烯类容易聚合, ⽽1,2-双取代烯类难聚合;②⼤部分烯类单体能⾃由基聚合,⽽能离⼦聚合的烯类单体却很少,试说明原因。
2. 下列烯类单体适于何种机理聚合?⾃由基聚合、阳离⼦聚合还是阴离⼦聚合?并说明原因。
CH2=CHCl CH2=CCl2CH2=CHCN CH2=C(CN)2CH2=CHCH3CH2=C(CH3)2CH2=CH C6H5CF2=CF2CH2=C(CN)COOR CH2=C(CH3)-CH=CH2答:CH2=CHCl:适合⾃由基聚合,Cl原⼦是吸电⼦基团,也有共轭效应,但均较弱。
CH2=CCl2:⾃由基及阴离⼦聚合,两个吸电⼦基团。
CH2=CHCN:⾃由基及阴离⼦聚合,CN为吸电⼦基团。
CH2=C(CN)2:阴离⼦聚合,两个吸电⼦基团(CN)。
CH2=CHCH3:配位聚合,甲基(CH3)供电性弱。
CH2=CHC6H5:三种机理均可,共轭体系。
CF2=CF2:⾃由基聚合,对称结构,但氟原⼦半径⼩。
CH2=C(CN)COOR:阴离⼦聚合,取代基为两个吸电⼦基(CN及COOR)CH2=C(CH3)-CH=CH2:三种机理均可,共轭体系。
3. 下列单体能否进⾏⾃由基聚合,并说明原因。
CH2=C(C6H5)2ClCH=CHCl CH2=C(CH3)C2H5CH3CH=CHCH3CH2=CHOCOCH3CH2=C(CH3)COOCH3CH3CH=CHCOOCH3CF2=CFCl答:CH2=C(C6H5)2:不能,两个苯基取代基位阻⼤⼩。
ClCH=CHCl:不能,对称结构。
CH2=C(CH3)C2H5:不能,⼆个推电⼦基,只能进⾏阳离⼦聚合。
CH3CH=CHCH3:不能,结构对称。
CH2=CHOCOCH3:醋酸⼄烯酯,能,吸电⼦基团。
CH2=C(CH3)COOCH3:甲基丙烯酸甲酯,能。
高分子化学习题及解答第一章 绪论1.基本概念单体,聚合物,聚合度,单体单元,结构单元,重复结构单元,重均分子量,数均分子量,分子量分布,多分散系数,碳链聚合物,杂链聚合物,元素有机聚合物,缩聚物,缩聚反应,加聚物,加聚反应,线形聚合物,支化聚合物,交联聚合物,橡胶,塑料,纤维2. 聚合物结构与名称了解聚合物的各种名称及英文缩写与聚合物结构间的关联 , 熟悉系统命名法的基本规则,并用于常见聚合物的命名。
①聚合物结构式书写格式习惯写法IUPAC规定的写法②聚合物的IUPAC 命名法基本规则常见聚合物的名称③聚合物的来源命名法及习惯命名法④常见聚合物的英文缩写⑤等规立构聚合物的结构与名称⑥嵌段共聚物的结构与名称⑦接枝共聚物的结构与名称练习题:一、写出下列聚合物的结构1.聚碳酸酯,涤纶,有机玻璃,Kevlar纤维,尼龙-6,聚甲醛,天然橡胶,聚氯乙烯,聚丙烯第二章 自由基聚合1.基本概念连锁(链式)聚合,初级自由基,单体自由基,活性中心,自由基半衰期,引发效率,稳态,自由基等活性理论,笼蔽效应,诱导分解效应,自动加速,动力学链长,聚合度,链转移,链转移常数,阻聚及缓聚,歧化终止,偶合终止,最高聚合温度,引发转移终止剂(iniferter),原子转移自由基聚合(ATRP)2. 基本原理及现象解释z单体对不同连锁聚合机理的选择性z自由基聚合机理(包括链引发、链增长、链终止、链转移及自由基聚合反应的特征)z自动加速现象及其出现的原因。
z聚合反应速率与引发剂浓度的关系 ; 聚合反应速率与单体浓度的关系,影响引发剂效率的因素。
z链转移剂在聚合物合成中的用途 ; 高压聚乙烯的长支链和短支链的生成原因。
z烯丙基单体的自阻聚作用1整理:潘奇伟z自动加速效应对聚合反应速率与单体和引发剂浓度关系的影z温度、压力对聚合反应速率和聚合度的影响z四类引发剂的引发基元反应(包括偶氮类(AIBN),有机过氧化物类(BPO),无机过氧化物类(KSP)、氧化还原反应体系(亚硫酸盐与硫代硫酸盐))z苯醌及苯酚对自由基反应的阻聚原理。
高分子化学习题一、选择题1、下列不能由自由基聚合生成高分子量聚合物的单体是( )A 、 B. C. D.2、全同聚丙烯是一种立构规整聚合物,要制得全同聚丙烯,需采用什么催化剂( )。
A .偶氮类引发剂 B.过氧化物 C. BF 3+H 2O D. Ziegle -Natta 引发剂3、聚合机理可概括为“快引发、快增长、易转移、难终止”的是以下哪种聚合( )A. 自由基聚合B. 阳离子聚合C. 阴离子聚合D. 配位聚合4、乳液聚合在机理上较为独特,其发生聚合的场所是在( )A. 胶束内B. 单体液滴内C. 水相中D. 溶液内5、在自由基聚合的几个基元反应中,决定整个聚合反应速率的关键是( )A. 链引发B. 链增长C. 链转移D. 链终止6、当苯酚与甲醛类发生缩聚反应时,其官能度为( )A. 1B. 2C. 3D. 47、在自由基共聚中,当两单体的竞聚率r 1=r 2=0时,其反应类型属于( )A. 理想共聚B.交替共聚C. 有恒比点的非理想共聚D. 一般非理想共聚8、在自由基聚合中,链转移常数C 值一般随着温度的升高而( )A. 增大B. 减小C.不变 D 无法确定9、苯乙烯阴离子聚合生成遥爪聚合物的引发剂是:A. 萘B. 氨基钾C. 萘钠D. 丁基锂10、在离子聚合中,离子对的紧密程度对反应速率有很大的影响,下列处于( )状态时反应速率最大A. 紧密离子对B. 疏松离子对C. 共价键化合物D. 自由离子11、聚合度基本不变的化学反应是( )。
A PV Ac 的醇解B 聚氨酯的扩链反应C 高抗冲PS 的制备D 环氧树脂的固化12、不能进行阳离子聚合的单体( )。
A CH 2=CH-C 6H 5B CH 2=C(CH 3)2C CH 2=CH-CH 3D CH 2=CH-OR13、用AIBN 引发乙酸乙烯酯自由基聚合反应,最不适合用作溶剂的是A 苯B 四氯化碳C 乙酸乙酯D 四氢呋喃14、能引发CH 2=C(CN)COOCH 3聚合的引发剂是( )A. O 2B. BF 3-H 2OC. H 2OD. HClO 415、在乙酸乙烯酯的自由基聚合反应中加入少量苯乙烯,会发生( )。
1 自由基共聚 课 后 习 题 1. P170:根据大分子微观结构,共聚物可分为:无规、交替、嵌短、接枝共聚物四种。 2. P172-175:
3. 21MdMd 21MM221211MrMMMr 1F 22221211212112frfffrfffr
r1=r2=1 ][][][][2121MMMd
Md 11
fF
r1=r2=0 1][][21Md
Md 2/11F
r1>0,r2=0 ][][1][][21121MMrMdMd 21121112ffrffrF
r1r2=1 ][][][][21121MMrMdMd 211211ffrfrF
4. 2
5. r1 0.05 0.01 0 2 0.5 r2 0.05 0 0 0.5 2 F1 0.5 ≈0.5 1/2 0.67 0.33 21MdMd 21MM221
211
MrMMMr
1F 22221211
21211
2frfffrfffr
示意图:
6. 7. 注意:课后习题中为方便计算,r1改为2.0。
所用公式: 1FCCff1101 C0111ff022ff101ff
221rr ; 111rr ; 2121111rrrr ; 21221rrr 因转化率大与10%,只能用积分公式计算 C0111ff
02
2f
f
101ff
1F
CCff1
101
式中15.015.0122rr ; 2212111rr ; 0)5.01()2.01(5.0211112121rr
rr ; 15.05.05.0225.0121212rrr
又因C%=50%,f10=0.5,f20=0.5 3
所以:%50115.01f225.0f 得f1=253(因为小于1,所以舍掉f1=253) 1F62.05.0)5.01(2535.01101CCff
8. 由于在共聚反应中,两单体的共聚活性不同,其消耗程度就不一致,故体系物料配比就不断改变,所得共聚物的组成前后不均一。所以要获得组成均一的共聚物,主要控制方法有:
9. r1=0.02<1,r2=0.3<1,r1 r2=0.006,所以为有恒比点的理想共聚。 恒比点处: cF1cf121221rrr=42.068.17.03.002.023.01
而初始投料比f10=47.0545353475347 初始投料比在恒比点附近,因此用这种比例一次投料时,在高转化率下停止反应时,可得到均一性较好的共聚物。 又如下例: 4
10. (1)1r46.33817652.012121211kkkk L/(mol.s) 2r83.79736746.021212122kkk
k L/(mol.s)
(2)1/ r1为甲基丙烯酸甲酯单体的相对活性:1/ r1=1.92,1/r2为苯乙烯单体的相对活性:1/ r2=2.17,说明苯乙烯单体活性较甲基丙烯酸甲酯单体活性大,因为自由基活性与单体活性相反,所以甲基丙烯酸甲酯自由基活性较苯乙烯自由基活性大。 5
(3)1r0.52,2r0.46,都小于1,24.021rr也小于1,所以为有恒比点的理想共聚。 恒比点处:cF1cf153.046.052.0246.0121212rrr
(4)要制备组成均一的共聚物,可以采取下列方法: 按恒比点配料,使配料53.01f,组成就会恒定不变; 在恒比点附近配料,控制低转化率;或按一定的配料比进行,期间补加活性单体。 11. 查表代入数据计算即可 12. 答案如下23:
0.53 6 7 8 9
课 堂 习 题 1. 已知单体1(M1)和单体2(M2)的Q1=2.39,e1= -1.05,Q2=0.60,e2=1.20,比较两单体的共轭效应是 M1 大于 M2 。从电子效应看,M1是具有 推电子 取代基的单体,M2是具有 吸电子 取代基的单体。比较两单体的活性 M1 大于 M2 。当两单体均聚时的kp是 M2 大于 M1 。 2. 两对单体可以共聚的是(B)。 A. Q和e值相近; B. Q值相近而e值相差大; C. Q值和e值均相差大; D. Q值相差大而e值相近 3. 一对单体共聚时,r1=0.5,r2=0.8,其共聚行为是? ① 理想共聚;② 交替共聚 ③ 恒比点共聚。 4. 竞聚率是指 均聚增长速率常数与共聚增长速率常数之比 ,它的大小取决于共聚单体的结构,即由 共扼效应、极性效应、位阻效应 三个因素决定。 5. 苯乙烯和丁二烯容易进行理想共聚,这是因为 它们的Q、e值相近 。 6. 苯乙烯和丙烯腈在60℃下进行共聚,r1=0.40,r2=0.04,其共聚合行为是 非理想恒比共聚 ,在 按照恒比点组成配比 情况下,共聚物组成与转化率无关,此时的组成为:
122111][][rrMM
。
7. 丙烯腈和偏二氯乙烯在60℃下共聚,r1=0.91,r2=0.37,聚合过程中随转化率的提高,F1和f1将随之不断减少。( √ ) 8. 典型的乳液聚合,配方中使用的乳化剂用量要大于其临界胶束浓度。 ( √ ) 9.丙烯酸a-二茂铁乙酯(FEA)和丙烯酸二茂铁甲酯(FMA)分别与苯乙烯、丙烯酸甲酯、醋酸乙烯共聚,竟聚率如下: M1 M2 r1 r2 FEA St 0.41 1.06 FEA MA 0.76 0.69 FEA VAc 3.4 0.074 FMA St 0.02 2.3 FMA MA 0.14 4.4 FMA VAc 1.4 0.46 10
(1)比较FEA和FMA单体的活性大小以及FEA和FMA自由基活性中心的活性大小。 (2)预测FEA和FMA在均聚时谁有较高的Kp,并解释之。 (3)列出苯乙烯、丙烯酸甲酯、醋酸乙烯与FEA增长中心的活性递增顺序。这一活性增加次序和它对FMA增长中心的活性增加次序是否相同。 (4)上述共聚数据表征上述共聚反应是自由基、阳离子还是阴离子共聚,并解释之。 (5)列出苯乙烯、丙烯酸甲酯、醋酸乙烯活性中心与FEA单体的反应活性次序。 解:(1)对苯乙烯自由基活性中心,FEA和FMA单体相对活性分别为1/1.06和1/2.3。对丙烯酸甲酯自由基活性中心,FEA和FMA单体相对活性分别为1/0.69和1/4.4,对醋酸乙烯自由基活性中心,FEA和FMA单体相对活性分别为1/0.074和1/0.46,可见,FEA单体的活性比FMA单体的活性大,因此,FMA自由基活性中心的活性比FEA自由基活性中心的活性大。 (2)均聚反应的反应速率常数的大小与单体和自由基活性中心的活性都有关系,一般讲,自由基活性中心的影响要更大些,所以FMA在均聚时可能有较高的Kp,但由题中所给条件无法做出确切判断。 (3)St、MA和VAc三单体与FEA活性中心的相对反应活性为1/0.41:1/0.76:1/3.4。 因此三单体与FEA活性中心的活性次序为 St>MA>VAc 同理,St,MA,VAc三单体与FMA活性中心的相对反应活性为1/0.020:1/0.14:1/1.4 因此三单体与FMA活性中心的活性次序为 St>MA>Vac 与上面的次序完全相同 (4)聚合数据表明这些共聚反应是自由基共聚反应,因为单体活性次序符合自由基共聚规律。 (5) 自由基共聚活性次序与单体活性次序相反,故有 ~~~~ St·< ~~~~MA·< ~~~~VAc· 10. 若一对单体共聚时r1>1,r2<1。则单体M1的活性 大于 单体M2的活性。所以两单体均聚时M1的增长速率常数一定比M2 大 。 11. 乳液聚合时速度快,分子量高, 是因为聚合过程中产生凝胶效应使聚合速度加快,自由基寿命延长,分子量也就增大。 ( × ) 12. 60℃时苯乙烯(St)的kp=176 l/mol.s,甲基丙烯酸甲酯(MMA)的kp=367 l/mol.s,由此表明:自由基的活性是 甲基丙烯酸甲酯 比 苯乙烯 活泼,而单体的活性是 甲基丙烯酸甲酯 比 苯乙烯 小。