高分子化学习题及解答
- 格式：pdf
- 大小：506.54 KB
- 文档页数：39
整理：潘奇伟 1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
整理：潘奇伟 2z 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。
3. 反应控制及计算
引发剂分解速率常数和半衰期的计算， 聚合反应速度与单体浓度和引发剂浓度的一般
关系式，反应初期聚合度的计算，反应初期动力学链长的计算，加入链转移剂分子量控制的
计算， 偶合终止与歧化终止份率的计算。
练习题
一、填空题
1.在自由基聚合中，加入一种的分子化合物，结果使聚合速率降低，分子量减少，这种化合
物是（ ）A. 阻聚剂 B. 缓聚剂 C. 既是阻聚剂又是缓聚剂
2. 烯类单体自由基聚合中，存在自动加速效应时将导致（ ）
A.聚合速度和分子量都下降 B.聚合速度增加，但是分子量下降
C.聚合速度下降但分子量增加 D.聚合速度和分子量同时增加并且分子量分布变宽
3. 自由基聚合反应是由（ ）（ ）（ ）（ ）等基元反应组成。
4. 推导自由基聚合速率方程时所涉及的三个假定为 （ ）（ ）（ ）。
5. 聚合上限温度是（ ）。
6. 合成橡胶主要采用乳液聚合，主要是因为乳液聚合（ ）
A. 不易发生凝胶反应 B. 散热容易
C. 易获得高分子量聚合物 D. 以水作介质价廉无污染
7. 当下列单体进行自由基聚合反应时，最不容易发生交联反应的是（ ）
A. 丙烯酸甲酯－双丙烯酸乙二醇酯 B. 苯乙烯－丁二烯
C. 丙烯酸甲酯－二乙烯基苯 D. 苯乙烯－二乙烯基苯
8. 凝胶效应现象就是（ ）
A. 凝胶化 B. 自动加速现象 C. 凝固化 D. 胶体化
9. 在乙酸乙烯酯的自由基聚合体系中加入少量苯乙烯时会发生（ ）
A. 聚合反应加速 B. 聚合反应减速 C. 分子量降低 D. 分子量增大
10. .用自由基聚合反应获得的聚乙烯带有一些短支链，其原因应归于（ ）
A. 大分子链间的链转移 B. 向引发剂的链转移反应
C. 向单体的链转移反应 D. 大分子内的链转移反应
11. 在自由基聚合反应中导致聚合速率与引发剂浓度无关的可能原因是发生了（ ）
A. 初级终止 B. 单基终止 C. 双基终止 D. 扩散控制终止
12. 在30℃下进行苯乙烯的本体聚合反应引发剂应选择（ ）
A.BPO B. AIBN
C.H
2O
2+FeSO
4 D. BPO+二甲基苯胺
13.自由基本体聚合反应时会出现凝胶效应，而离子聚合反应不会，原因在于（ ）
A. 链增长方式不同 B. 引发反应方式不同 C. 聚合温度不同 D. 终止反应方式不同
14.交联聚合物的合成要用少量二烯烃，下列聚合物反应中初期会出现凝胶化的体系是
整理：潘奇伟 3（ ）。
A. 苯乙烯－二乙烯基苯 B. 苯乙烯－丁二烯
C. 丙烯酸甲酯－丙烯酸丙基酯 D. 丙烯酸甲酯－己二酸二乙烯酯
15.自动加速效应是自由基聚合特有的现象，它不会导致（ ）
A. 聚合速率增加 B. 暴聚现象 C. 聚合物分子量增加 D. 分子量分布变窄
16.下列单体在70℃进行自由基聚合，聚合条件相同时，得到的聚合物量最少的是（ ）
A.甲基丙烯酸甲酯 B. α－甲基苯乙烯 C. 醋酸乙烯酯
17.在60℃下列方式引发单体聚合，测得聚物的分子量相等，若提高反应温度至80℃，则聚
合速率最大的引发方式是（ ）
A.紫外光照射 B. N,N-二甲基苯胺＋BPO C. BPO
18.苯乙烯在下列溶剂中进行自由基聚合，发现聚合物分子量最小的溶剂是（ ）
A. 氯仿 B. 四氯化碳 C. 甲苯 D.苯
19.下列单体生成链自由基后，活性最高的是（ ）
A. 苯乙烯 B. 乙酸乙烯酯 C. 丙烯腈 D. 丙烯酸甲酯
二、回答问题
1. 自由基聚合能够出现加速现象的原因?离子聚合和配位聚合能否出现高现象？
2. 在自由基聚合中为什么聚合物链中单体单元大部分按头尾方式相连，且所得到的聚合物
多为无规立构？
3. 试解释笼蔽效应，引发效率及诱导分解。
4. 试用方程式表明生产高压聚乙烯过程中短支链产生的原因。
5. 何谓动力学链长？何谓数均聚合度？
6. 在自由基聚合反应中，何种条件下会出现自动加速现象，试讨论其产生的原因以及促使
其产生和抑制的方法。
7.写出苯醌在自由基聚合反应中起阻聚作用的有关反应方程，其各步分别属于哪一类自由基
聚合反应。
8. 已知苯乙烯单体中加入少量乙醇进行聚合时，所得的聚苯乙烯的分子量比一般本体聚合
中的要低，但是当乙醇量添加到一定程度，所得聚苯乙烯的分子量要比相应条件下本体聚合
所得到的要高，试解释？
9. 写出下列引发剂的引发反应方程：AIBN,BPO,KSP
10 . 按聚合反应热从大到小的排列下列单体（ ）
A. 乙烯 B.苯乙烯 C.α－甲基苯乙烯 D. 四氟乙烯
三、计算题
1. 在 60 ℃下苯乙烯以 AIBN 为引发剂引发聚合 , 若无链转移 , 以双基结合终止生成
聚合物 , 根据下列数据计算平均聚合度。 [M]=3.5mo1 L-1 , 自由基寿命τ=8s , K
P
=1.45× 102L/mol·s 。
2. 氯乙烯以AIBN为引发剂在50℃进行悬浮聚合，该温度下引发剂的半衰期74h，
[I]=0.01mol/L,引发效率f＝0.75，从理论上计算：（1）引发10h后[I]=? (2) 初期
生成氯乙烯的聚合度。从计算中得到什么启示？计算时根据需要可采用下列数据及条
件：K
P=12300L/mol·s，K
t＝21×109L/mol·s，t
1/2=0.693/Kd，50℃时氯乙烯的密度
0.859，单体的链转移常数C
M=1.35×10-3,设为双基偶合终止。
整理：潘奇伟 4
3. 在苯乙烯聚合反应中Kp=145L/mol·s, Kt=2.9×107L/mol·s, 苯乙烯比重为
0.8g/cm-3, 用 BPO 为引发 剂 , 在聚合反应温度下半衰期为 44 小时 , 用量为苯乙
烯的 0.5% 重量份数 , 设引发效率为 0.5, 求苯乙烯聚合反应的总速率和 动力学链
长。若为双基结合终止 , 求聚苯乙烯的数均分子量。
4. 在苯溶液中用AIBN浓度为 1M 的苯乙烯聚合 , 测得聚合初期引发速度为 4.0 ×
10-11mol/L·s, 聚合反应速度为 1.5 × 10-7mo1/L· s 。若全部为偶合终止 , 试求①
数均聚合度(向单体、引发剂、溶剂苯、高分子的链转移反应可以忽略)。②从实用考虑 ,
上述得到的聚苯乙烯分子量太高 ,欲将数均分子量降低为83 ,200, 试求链转移剂正丁
硫醇应加入的浓度为多少 ?( Cs=21,C =12,H =1,O =16 )
5. 对于双基终止的自由基聚合，每一个大分子含有1.3个引发剂的残基，假定无链转移反
应，计算歧化和偶合终止的相对量。
第三章 自由基共聚合
1.基本概念
共聚反应，共聚物，均聚反应，均聚物，无规共聚物，交替共聚物，接枝共聚物，嵌段共聚
物，竟聚率，恒比共聚。
2. 基本原理及现象解释
z 共聚反应的基元反应及竟聚率的导出
z 竟聚率对共聚反应过程中单体及共聚物组成的影响
z 共聚物组成与单体组成的关系（微分，积分）
z 自由基及单体的活性与取代基的关系，Q-e概念，Q-e图。
z 共聚物组成的控制方法
3. 计算
共聚物组成方程，共聚物组成的摩尔分数方程，共聚物组成的统计微分方程，理想、共
聚合反应中共聚物组成方程，交替共聚合反应中共聚物组成方程，恒比共聚合反应共聚物组
成方程，共聚物序列长度分布摩尔分数表达式，用 Q-e 方程求解竞聚率。
练习题
一、填空题
1.两种单体的Q值相差较大时，可以推断其聚合行为是（ ）
A. 难以共聚 B. 理想共聚 C.交替共聚 D.恒比共聚
2. 已知M
1和M
2的Q
1＝2.39，e
1＝-1.05；Q
2=0.60,e
2＝1.20。比较两单体的稳定性是( )
大于（ )；活性是( )大于( )；两单体所形成的自由基( )大于 (
)如果两个
单体均聚(M
2)的Kp大于( )。
3. 满足交替共聚的条件是（ ）。
4. 两种单体的Q值与e值越接近，就越（ ）
A. 难以共聚 B. 倾向于交替共聚 C. 倾向于理想共聚 D. 倾向于嵌段共聚
5. Q-e概念可以用于（ ）
