高分子化学习题总汇

第一章：习题

1） 聚乙烯和烷烃是同系物，列出甲烷、正己烷、正十二烷、正二十烷和聚乙烯的基本物

理常数，分析它们物理性质随分子量变化的原因。

2） 在你的日常生活、学习和工作中，你一定接触过各种各样的高分子材料，请根据用途

给它们归类，并尽可能地指出这些材料主要是由哪些高分子组成。

3） 有人认为聚乙烯是纯净物，有人则认为聚乙烯是混合物。你是怎样理解这两种说法的？

4） 你认为聚合物分子能否作为单体进行聚合反应？说明你的理由。

5） 尽可能多地画出支化高分子所具有的链结构，并对其做适当描述。

6） 写出下列单体所形成聚合物的结构式，并注明聚合物的结构单元、重复结构单元和单

体单元。

A）1,6-已二酸和1,6-已二醇； B）1,6-已二酸和1,6-已二胺；

C）6-氨基己酸； D）苯乙烯；

E）乙酸乙烯酯； F）乙二醇和1,6-二异氰酸已酯。

7） 用系统命名法命名题6中的聚合物。

8） 以下聚合物是通过哪些单体的聚合反应生成的。

9） 比较下列术语：

A）结构单元和重复结构单元； B）逐步聚合和链式聚合；

C）缩聚物和加聚物； D）数均聚合度和重均聚合度。

10）一个聚苯乙烯样品是由以下不同分子量的级分组成，试计算其数均分子量和重均分子量，

并做出分子量分布曲线。

级分 质量分数 分子量

A 0.10 12000

B 0.19 21000

C 0.24 35000

D 0.18 49000

E 0.11 73000

F 0.08 102000

G 0.06 122000

H 0.04 146000

11）设计合理的实验方案以确定某个聚合反应的聚合机理。

12）结合所学的有机化学反应知识，判断下列聚合物是由单体生成的？

习题-第二章

第二章：习题

1． 推导己二酸和己二胺在等当量时的聚合反应速度方程式，指出所做的假定。再导出它

在非等当量时的聚合速度公式。 2． 用碱滴定和红外光谱法求得在21.3g聚己二酸己二胺样品中含有2.50×10-3mol的羧基，

由此数据算得该聚合物的数均分子量为8250，计算时需作什么假定？如何由实验方法来测

定正确的数均分子量？

3． 写出并描述下列聚合反应所形成的聚酯的结构：

a: HOOC-R-COOH+HO-R’-OH

b: HOOC-R-COOH+HO-R”-OH

｜

OH

c: HOOC-R-COOH+HO-R’-OH+HO-R”-OH

｜

OH

聚酯结构与反应物的相对量有无关系？若有关系，请说明差别。

4． 写出并描述下列聚合反应所形成的聚酯的结构：

a: HO-R-COOH

b: HO-R-COOH+HO-R’-OH

c: HO-R-COOH+HO-R”-OH

｜

OH

d: HO-R-COOH+HO-R’-OH+HO-R”-OH

｜

OH

在b,c,d三种情况下，聚合物结构与反应物的相对量有无关系？若有的话，请叙述差别。

5． 试比较习题3a,4a,4b和4c中各聚合反应所预期的分子量分布。

6． 讨论在下述聚合反应中：

a: H2N(CH2)mCOOH

b: HOCH2CH2OH+HOOC(CH2)mCOOH

当m=2-10时，，发生环化反应的可能性。在反应的哪一个阶段有环化的可能性？哪些因素

决定反应是以环化还是线型聚合为主？

7． 试证明等摩尔的二醇和二酸在外加酸催化聚合反应时p从0.98到0.99需的时间近乎等

于从聚合反应开始到p=0.98时所需的时间。

8． 等摩尔的二醇和二酸在密闭体系中进行聚合反应，若平衡常数为200时，问所能达到

的最大聚合反应程度和聚合度各是多少？假如羧基的起始浓度为2mol/L，要使聚合度达到

200，需将水的浓度降低到什么程度？

9． 某耐热聚合物Nomex的数均分子量为24116，聚合物水解后生成39.31%（重量）间苯

二胺、59.81%间苯二酸和0.88%苯甲酸。试写出该聚合物的分子式，并计算聚合度和反应程

度。如果苯甲酸增加一倍，试计算对聚合度的影响。

10． 等摩尔的己二酸和己二胺聚合反应中，当反应程度达到

0.500,0.800,0.900,0.950,0.980,0.990,0.995时，其聚合物的数均聚合度各是多少？

11． 要求制备数均分子量为15000的聚酰胺，试问若转化率为99.5%时，己二酸和

己二胺的配比应是多少？产物的端基是什么？对分子量为19000的聚合物，情况又是怎样？

12． 用等摩尔的己二酸和己二胺进行聚合反应，若想在反应程度为99.5%时，获得

数均分子量为10000的聚合物，苯甲酸的比例是多少为宜？当要得到聚合物的分子量为

19000和28000时，情况又怎样？

13． 计算下列聚合反应中出现凝胶时的反应程度： a: 摩尔比为3.000:2.000的邻苯二甲酸酐和甘油。

b: 摩尔比为1.500:0.980的邻苯二甲酸酐和甘油。

c: 摩尔比为1.500:0.990:0.002的邻苯二甲酸酐、甘油和乙二醇。

d: 摩尔比为1.500:0.500:0.700的邻苯二甲酸酐、甘油和乙二醇。

比较Carothers方程和统计学方法计算出的凝胶点，并描述官能团的不等活性（如甘油的羟

基）对凝胶点的影响。

14． 用反应式表示三聚氰胺和甲醛聚合反应中生成的交联结构聚合物。

15． 用反应式表示具有下列组成的无规和嵌段共聚物的合成。

a: [CO(CH2)5NH][CO-◎-NH]n

b: [CO-◎-COO(CH2)OCO(CH2)4COO(CH2)20]n

16． 如何合成具有下述链段结构的嵌段共聚物。

CH3

＼

[CH2CH2O]m和[OCH2CH2OCNH-◎

＼

NHCO]p

习题-第三章

第三章：习题

1． 某单位于一定温度下，用过氧化物作引发体系进行溶液聚合反应，已知单体浓度为1.0M，

一些动力学参数为fkd=2×10-9/s,kt1/2=0.0335(L/mol•s)1/2。当反应速度与单体浓度无关，且

链终止方式以偶合反应为主时，试计算：

（1） 要求起始聚合速度Rp1＞.4×10-7mol/L•S,产物的动力学链长ｖ＞3500时，采用的

引发剂浓度应是多少？

（2） 若维持（1）中的Rp，而需要ｖ＞4100时，引发剂浓度应是多少？

（3） 除了变换引发剂浓度外，试讨论调节哪些因素能有利于达到上述（2）的目的。

2． 60℃以AIBN引发苯乙烯本体聚合，若全部为偶合终止，f=0.7,kp=176 L/mol•s, kt=7.2

×107 L/mol•s, kd=9.5×10-6/s,CM=62×10-5, 60℃苯乙烯的密度为0.869g/ml。

（1） 分别列出Rp与[1]及Xn与[I]的关系式。

（2） 为得到Xn=2000的聚苯乙烯，[I]应是多少？此时达到10%转化率需要多少时间？

（3） 此体系能得到的最高聚合度是多少？

3． 醋酸乙烯酯（密度=0.933 g/ml）以甲醇（密度=0.795 g/ml）进行溶液聚合，溶液总重量

为1千卡，醋酸乙烯酯的重量浓度为65.65%，以AIBN为引发剂，用量为单体的0.025%，

于60℃进行聚合。假定链终止为歧化终止，根据下列数据：

Cs=6.0×10-4,CM=2.0×10-4, kp=3.7×103 L/mol•s,[M•]=10-8 mol/L

kt=7.4×107 L/mol•s, kd=2.64×10-3/s,f=0.7

（1） 预期所得聚合物的平均聚合度。

（2） 从以上数据可见，高分子量的聚醋酸乙烯能否形成？

4． 已知在通常情况下，聚合速度率Rp与引发剂浓度的平方根成正比，试问在哪些情况下

会出现与引发剂浓度的下列关系？

（1）一次 （2）零次 （3）二分之一与零次之间 （4）二分之一与一次之间 5．用AIBN作引发剂，浓度为0.1 mol/L，使苯乙烯在40℃下于膨胀计中进行聚合，用2,2-

二苯基-1-三硝基苯肼（DPPH）作阻聚剂，实验结果表明：阻聚剂的用量与诱导期成直线关

系。当DPPH用量为0和8×10-5 mol/L时，诱导期分别为0和15分，已知AIBN在40℃

时的半衰期t1/2为350小时，试求AIBN的引发效率f。

6．苯乙烯用叔丁基过氧化物作引发剂，在60℃的苯溶液中进行聚合，[M]=1mol/L,[I]=0.01

mol/L,测得反应的Rt=4.0×10-11 mol/L•s, Rp=1.5×10-7 mol/L•s。

（1）试求f kd值、动力学链长及平均聚合度。已知CM=8.0×10-5, CI=3.2×10-4, Cs=2.3×

10-6, 60℃下苯乙烯的密度为0.869 g/ml，苯的密度为0.839 g/ml，苯乙烯的苯溶液为理想溶

液。

（2）若由旋转光闸法测得IS=5s，试求稳态时自由基浓度[M•]s、kp及kt值。

（3）（1）中所得的分子量在应用中偏高，欲制得分子量为85000的聚苯乙烯，拟采用正丁

硫醇作调节剂，问需要加入多少？反应速度如何？已知正丁硫醇的Cs为21.0。

7．将2M乙酸乙烯酯及0.01M十二烷基过氧化物溶于苯中，得2L溶液, 75℃进行聚合，6

小时聚合完毕，得到平均分子量为110000的聚合物。若分别改变反应条件，则在下列三种

情况下得到聚合物的平均分子量为多少？

（1）引发剂浓度改为0.004M。

（2）反应混合物以苯稀释至5L。

（3）加入链转移剂异丙苯0.05g,CM=360。

8. 60℃以AIBN引发苯乙烯聚合，已知无链转移，且全部为偶合终止，改变引发剂浓度[I]

做几组实验，聚合转化率均控制在8%以下，测得一系列数均聚合度Xn及Rp，以1Xn对

Rp作图，其斜率为12.30 mol/L•s ，以Rp2对[I]作图，其斜率为0.51×10-6 mol/L•s2，已知

kd=9.2×10-6/s，求引发率f及k1/kp2的值，若引发速度Ri=1.37×10-8 mol/L•s ，求Rp（苯

乙烯的密度为0.86g/ml）。

9．在1000ml甲基丙烯酸甲酯中加入0.242克过氧化苯甲酰，于60℃下聚合，反应1.5小时

得聚合物30克，测得其数均分子量为8315000。已知60℃下氧化苯甲酰的半衰期为48小时，

引发效率f=0.8, CM=0.1×10-4, CI=0.02,甲基丙烯酸甲酯的密度为0.93 g/ml。

试计算：

（1） 甲基丙烯酸甲酯在60℃下kp/kt1/2的值。

（2） 动力学链长。

（3） 歧化终止和偶合终止所占的比例。

10．有一自由基链式聚合遵循Rp=[M] kp(fkd[I]/ kt)1/2，在给定单体和引发剂的起始浓度以

及反应时间时，其相应的转化率如下： 实验 温度（℃） [M]（mol/L） [I]（103

mol/L） 反应时间

（min.） 转化率(%)

1 60 1.00 2.5 500 50

2 80 0.50 1.0 700 75

3 60 0.80 1.0 600 40

4 60 0.25 10.0 ? 50

请计算实验4中，50%转化率时所需要的反应时间，并计算聚合反应速度的总活化能。

11．设一聚合反应中共有2×107个链自由基，终止后，其中1×107个动力学链长等于1×