高分子习题

一名词解释1.平均相对分子质量一般合成聚合物是由许多相对分子质量大小不等的同系物分子组成的混合物。

因此，高分子化合物的相对分子质量只是这些同系物相对分子质量的统计平均值。

2．平均官能度体系中可能反应的官能团总数与体系分子数之比称平均官能度。

3．凝胶化体形缩聚反应进行到一定程度，系统的黏度突然增加，出现具有弹性的凝胶壮物质的现象。

4．无规预聚物和结构预聚物聚合物链端的未反应官能团的种类和分布完全无规的预聚物叫做无规预聚物；分子链端的未反应官能团完全相同的预聚物叫做结构预聚物。

5．Zieler-Natta催化剂由Ⅳ-Ⅷ族过渡金属化合物与Ⅰ-Ⅲ主族金属烷基化合物组成的二元体系许多都具有引収a-烯天烃进行配位聚合的活性，这一大类体系叫做Zieler-Natta催化剂（引収剂体系）1．功能高分子对物质、能量和信息具有传输、转换和储存功能的高分子材料。

2．遥爪聚合物在极端纯净的阴离子聚合反应体系中，加入某些试剂如环氧乙烷、二氧化碳等可以生成大分子的一端或两端带活性官能团的聚合物。

3．反应程度和转化率已经参加反应的官能团与起始官能团的物质的量的比值即为反应程度。

已经参加了反应的反应物（单体）与起始反应物（单体）的物质的量的比值即为转化率。

4．竟聚率两种单体均聚速率常数与共聚常数之比称为竟聚率：r1=k11/k12r2=k22/k215．活性聚合在无链转移和链终止反应収生的连锁聚合反应条件下，聚合反应完成以后大分子链端仍然保留着活性，一旦加入单体即可重新开始聚合反应的反应叫活性聚合。

一.什么是三大合成材料？写出三大合成材料各一个品种的名称、单体聚合的反应式，并指出它们分别属于连锁聚合还是逐步聚合。

（10分）合成塑料、合成纤维和合成橡胶称三大合成材料。

（1分）1. 合成塑料—聚乙烯（3分）nCH2=CH2→-[CH2-CH2]n- 连锁反应2. 合成纤维—尼龙-66（3分）nHOOC（CH2）4COOH + nH2N（CH2）6NH2已二酸已二胺HO-[OC（CH2）4CO-HN（CH2）6NH]n- +（2n-1）H2O逐步聚合3.合成橡胶—顺丁橡胶（3分）nCH2=CHCH=CH2→ -[ CH2-CH=CH-CH2]n-5．自动加速现象在自由基聚合反应中，由于聚合体系黏度增大而使活性链自由基之间的碰撞机会减少，双基终止难于収生，导致自由基浓度增加，此时单体仍然能够与活性链収生连增长反应，从而使聚合速率自动加快的现象。

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

(必考）答：○1○1低聚物又称齐聚物。

高分子与低分子的区别在于前者分子量很高，通常将分子量高于约1万的称为高分子，分子量低于约1000的称为低分子。

分子量介于高分子和低分子之间的称为低聚物(又称齐聚物)。

一般高聚物的分子量为104~106，分子量大于这个范围的又称为超高分子量聚合物。

但是在行业中，比如PAM，分子量在1500~1800万以上的才称为超高分子量PAM。

○2○2高聚物、高分子、大分子。

英文的“高分子”主要有两个词，即polymer 和macromolecule。

前者又可译作聚合物或高聚物；譬如聚氯乙烯。

后者又可译作大分子。

这两个词虽然常混用，但仍有一定区别，前者通常是指有一定重复单元的合成产物，一般不包括天然高分子，而后者指分子量很大的一类化合物，包括天然和合成高分子，也包括无一定重复单元的复杂大分子。

譬如胰岛素。

---------- < 1000 < ------------------- <10000 < ------------低分子过渡区（低聚物，齐聚物）高分子。

3.五大合成材料黏合剂，涂料，纤维，橡胶，塑料4．反应程度和转化率已经参加反应的官能团与起始官能团的物质的量的比值即为反应程度。

已经参加了反应的反应物（单体）与起始反应物（单体）的物质的量的比值即为转化率。

5．活性聚合在无链转移和链终止反应収生的连锁聚合反应条件下，聚合反应完成以后大分子链端仍然保留着活性，一旦加入单体即可重新开始聚合反应的反应叫活性聚合。

一．掌握下列各词的涵义。

1.高分子化合物高分子化学物系指那些由众多原子或原子团主要以共价键结合而成的相对分子质量在一万以上的化学物。

2.高聚物由多个单体通过化学反应合成的高分子化学物，高聚物具有重复性。

3.单体形成高分子结构单元的低分子化学物。

如CH2=CH24.链节高分子像条链，组成此链的单元称链节。

如-CH2-CH2-5.聚合度高分子中重复的单元数目。

如 -（CH2CH2）n-D 的n或Dp 6.三大合成材料塑料、橡胶、纤维7．平均官能度体系中可能反应的官能团总数与体系分子数之比称平均官能度。

8．平均相对分子质量一般合成聚合物是由许多相对分子质量大小不等的同系物分子组成的混合物。

因此，高分子化合物的相对分子质量只是这些同系物相对分子质量的统计平均值。

二 简答题1．举例说明单体、单体单元、结构单元、重复单元、链节等的含义，以及它们之间的相互区别。

○1○1单体：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。

○2○2单体单元：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。

○3○3结构单元：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。

○4○4重复结构单元：聚合物中化学组成相同的最小单位。

○5○5链节：即一个重复结构单元。

A.由一种结构单元组成的高分子结构单元＝单体单元＝重复单元＝链节n 表示重复单元数，也称为链节数, 在此等于聚合度。

B. 由两种结构单元组成的高分子聚合 CH 2 CH CH 2-CH-CH 2-CH-CH 2-CH nCH 2 CHn高分子结构可以缩写成单 体结构单元≠重复单元≠单体单元；但, 重复单元＝链节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。

①缩聚反应：具有两个或两个以上官能团的单体，相互反应生成高分子化合物，同时产生有简单分子(如H2O、HX、醇等)的化学反应。

如：甲醛跟过量苯酚在酸性条件下生成酚醛树脂(线型)②聚加成反应：聚加成反应属于逐步聚合(又称逐步加成聚合)范畴，无小分子析出。

例如聚氨酯的合成，从反应类型来说，它是异氰酸酯中氮-碳双键的打开和醇中活泼氢的加成，由于中间经过氢原子转移，也叫氢转移聚合反应。

③逐步聚合(step polymerization) ：指合成杂链聚合物的聚合反应。

分为缩聚和逐步加聚（如PU合成）两类。

④加聚反应：小分子的烯烃或烯烃的取代衍生物在加热和催化剂作用下，通过加成反应结合成高分子化合物的反应，叫做加成聚合反应，简称加聚反应。

如：单体可以是两种以上的不同物质，如：在工业上，通过加聚反应制造合成塑料、合成橡胶等。

⑤开环聚合：环状化合物单体经过开环反应转变成线型聚合物的反应。

开环聚合最大特点是聚合前后化学键的性质不发生变化，而仅仅是键的空间位置有了改变。

如：⑥连锁聚合（Chain Polymerization）：活性中心引发单体，迅速连锁增长的聚合。

烯类单体的加聚反应大部分属于连锁聚合。

连锁聚合需活性中心，根据活性中心的不同可分为自由基聚合、阳离子聚合和阴离子聚合。

如：聚苯乙烯6.答：单体成的环越稳定，则单体越易环化，而不利于线型缩聚。

反之，成的环越不稳定，则不易成环，主要进行线型缩聚。

影响线型缩聚聚合物的分子量的因素；反应程度、反应平衡、单体的当量比a . m = 2 时，β—氨基酸易脱氨。

m = 3 , 4 时，易成稳定的五、六元环。

其余主要进行线型缩聚。

b . m = 2 , 3 ，一元酸在一定条件下可脱梭成五、六元酸酐。

其余主要进行线型缩聚。

2．下列单体适合于何种机理聚合：自由基聚合，阳离子聚合或阴离子聚合？并说明理由。

CH2=CHCI , CH2=CCl2 , CH2=CHCN , CH2=C(CN)2 , CH2=CHCH3 , CH2=C(CH3)2,CH2=CHC6H5 , CF2=CF2 , CH2=C(CN)COOR , CH2=C(CH3)-CH=CH2。

答：( 1 ) CH2 = CH-Cl，氯原子的诱导效应和共扼效应作用相反，且均较弱，所以离子聚合困难，只能自由基聚合。

( 2 ) CH2 = C(Cl)2，结构不对称，同时比氯乙烯多一个氯原子，诱导作用加强，可进行阴离子和自由基聚合。

( 3 ) CH2 = CH-CN，氰基为吸电子基团，可降低双键的电子云密度，可进行阴离子和自由基聚合，在一定条件下还可进行陪位聚合。

( 4 ) CH2 = CH(CN)2，两个氰基的诱导吸电子作用过强，只能进行阴离子聚合。

( 5 ) CH2 = CHCH3，甲基可产生供电超共扼效应，但强度不大，同时聚合产生的烯丙基自由基稳定，不会增长为大分子，故不发生自由基和离子聚合，只在特殊的络合引发剂作用下进行配位聚合。

( 6 ) CH2 = C(CH3)2，两个甲基能产生较强的给电子效应，可进行阳离子聚合。

在一定条件下可发生配位聚合。

( 7 ) CH2 = CH-C6H5，共轭体系，π电子流动性大，易极化，可发生自由基、阴离子、阳离子聚合。

( 8 ) CF2 = CF2，四个氟原子均产生吸电子诱导作用，但结构对称，机化度小，同时氟原子体积小，可发生自由基聚合。

( 9 ）两个吸电子基产生很强的吸电子诱导作用，只可进行阴离子聚合。

( 10 )CH2=C(CH3)CH=CH2，共扼体系，π电子流动性大，发生自由基、阴离子、阳离子聚合。

1.无规、交替、嵌段、接枝共聚物的结构有何差异？举例说明这些共聚物名称中单体前后位置的规定，对下列共聚反应的产物进行命名： 答：无规共聚物：参与共聚的单体沿分子链无序排列。

交替共聚物：参与共聚的单体沿分子链严格相间排列。

嵌段共聚物：由较长的某一单体的链段与较长的另一单体的链段间隔排列。

接枝共聚物：主链由一种单体组成，支链由另一种单体组成。

① 丁二烯c o苯乙烯无规共聚物 丁二烯（前）为主单体，苯乙烯（后）为第二单体 ② 马来酸酐al t乙酸2-氯烯丙基酯交替共聚物③ 苯乙烯b异戊二烯-苯乙烯三嵌段共聚物 前后代表单体聚合的次序④ 丁二烯g苯乙烯接枝共聚物 前为主链，后为支链2..本体法制备有机玻璃板和通用级聚苯乙烯，说明过程特征，说明如何解决传热问题、保证产品质量。

答：制备通用级聚苯乙烯过程要点：① 预聚。

于80～85℃顶聚至33％～35％转化率。

② 聚合。

送入特殊聚合反应器内在100～220℃温度递增的条件下聚合，最后熔体挤出 造粒。

制备有机玻璃板过程要点：① 预聚合。

在一定条件下预聚至约10％转化率的粘稠浆液（粘度约1pa.s ）. ② 聚合。