高分子化学期末考试试卷及答案 (2)
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高分子化学试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 高分子化合物是由什么构成的?A. 原子B. 分子C. 离子D. 聚合物答案:D2. 聚乙烯的单体是什么?A. 乙烯B. 丙烯C. 丁烯D. 苯乙烯答案:A3. 下列哪种聚合反应属于加成聚合反应?A. 缩合聚合B. 逐步聚合C. 自由基聚合D. 离子聚合答案:C4. 聚氯乙烯的英文缩写是什么?A. PVCB. PEC. PPD. PS答案:A5. 下列哪种催化剂用于聚丙烯的聚合?A. 齐格勒-纳塔催化剂B. 氧化锌C. 硫酸D. 氢氧化钠答案:A二、填空题(每空1分,共20分)1. 高分子化合物的相对分子质量通常在_______以上。
答案:100002. 聚对苯二甲酸乙二醇酯的英文缩写是_______。
答案:PET3. 聚丙烯的重复单元是_______。
答案:-CH2-CH(CH3)-4. 聚乳酸的单体是_______。
答案:乳酸5. 聚碳酸酯的英文缩写是_______。
答案:PC三、简答题(每题10分,共30分)1. 简述高分子化合物的分类。
答案:高分子化合物可以根据其结构和性质分为热塑性塑料、热固性塑料、橡胶、纤维等。
2. 什么是聚合度?答案:聚合度是指聚合物分子链中重复单元的数量,是衡量聚合物分子量大小的一个重要参数。
3. 什么是分子量分布?答案:分子量分布是指高分子化合物中不同分子量聚合物分子的分布情况,通常用多分散指数来表示。
四、计算题(每题10分,共30分)1. 已知某聚合物的重复单元的摩尔质量为60g/mol,聚合物的数均分子量为120000g/mol,求该聚合物的聚合度。
答案:聚合度 = 数均分子量 / 重复单元的摩尔质量 = 120000 / 60 = 20002. 如果一个聚合物的重均分子量是其数均分子量的2倍,求该聚合物的多分散指数。
答案:多分散指数 = 重均分子量 / 数均分子量 = 23. 假设某聚合物的重复单元的摩尔质量为100g/mol,聚合物的数均分子量为50000g/mol,求该聚合物的聚合度。
1.高分子,又称(聚合物),一个大分子往往由许多简单的(结构单元)通过(共价键)重复键接而成。
2.(玻璃化温度)和(熔点)是评价聚合物耐热性的重要指标。
3.(缩聚反应)是缩合聚合反应的简称,是指带有官能团的单体经许多次的重复缩合反应而逐步形成聚合物的过程,在机理上属于(逐步聚合),参加反应的有机化合物含有(两个)以上官能团。
4.缩聚反应按缩聚产物的分子结构分类分为(线型)缩聚反应和(体型)缩聚反应。
一、名词解释(1分×20=20分)4.自动加速效应(autoacceleration effect):p40又称凝胶化效应。
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碰撞机会减少,难于发生双基终止,导致自由基浓度增加,此时单体仍然能够与活性链发生链增长反应,从而使聚合速率自动加快的现象。
三、简答题(5分×3=15分)3.自由基聚合反应转化率-时间曲线特征诱导期:初级自由基为阻聚杂质所终止,无聚合物形成,聚合速率零。
若严格取除杂质,可消除诱导期。
初期:单体开始正常聚合,转化率在5%~10%以下(研究聚合时)或10%~20%(工业上)以下阶段称初期;此时转化率与时间近似呈线性关系,聚合恒速进行。
中期:转化率达10%~20%以后,聚合速率逐渐增加,出现自动加速现象,直至转化率达50%~70%,聚合速率才逐渐减慢。
后期: 自动加速现象出现后聚合速率逐渐减慢,直至结束,转化率可达90%~100%。
四、问答题(15分×3=45分)1.自由基聚合与缩聚反应的特征比较自由基聚合:1)由基元反应组成,各步反应的活化能不同。
引发最慢。
2)存在活性种。
聚合在单体和活性种之间进行。
3)转化率随时间增长,分子量与时间无关。
4)少量阻聚剂可使聚合终止。
线形缩聚:1)聚合发生在官能团之间,无基元反应,各步反应活化能相同。
2)单体及任何聚体间均可反应,无活性种。
3)聚合初期转化率即达很高,官能团反应程度和分子量随时间逐步增大。
高分子化学试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 高分子的相对分子质量通常在哪个范围内?A. 100-1000B. 1000-10000C. 10000-100000D. 100000以上2. 下列哪种聚合反应不属于连锁聚合?A. 链引发B. 链增长C. 链终止E. 链转移3. 以下哪个是高分子的物理性质?A. 熔点B. 沸点C. 溶解度D. 所有选项4. 以下哪种单体不能通过加聚反应形成高分子?A. 乙烯B. 丙烯C. 苯乙烯D. 环氧乙烷5. 高分子材料的哪些特性使其在生物医学领域有广泛的应用?A. 良好的机械性能B. 生物相容性C. 可降解性D. 所有选项二、填空题(每空2分,共20分)6. 高分子的三种基本结构单元包括________、________和________。
7. 聚合度是指高分子链中________的数量。
8. 离子聚合是一种________聚合反应。
9. 高分子材料的力学性能可以通过________来提高。
10. 生物降解高分子是指在生物体内________的高分子。
三、简答题(每题10分,共30分)11. 简述高分子化学中的三种主要聚合反应类型。
12. 解释什么是玻璃化转变温度(Tg)以及它对高分子材料性能的影响。
13. 描述高分子材料在汽车工业中的应用及其优势。
四、计算题(共30分)14. 已知一种高分子的分子量为20000,聚合度为100,求该高分子的重复单元的分子量。
(10分)15. 假设一种高分子的聚合度为500,重复单元的分子量为50,计算该高分子的分子量。
(10分)16. 如果一种高分子的分子量为50000,聚合度为1000,求该高分子的重复单元的分子量。
(10分)答案:一、选择题1. D2. E3. D4. D5. D二、填空题6. 重复单元、链节、高分子7. 重复单元8. 活性中心控制9. 交联10. 分解或降解三、简答题11. 高分子化学中的三种主要聚合反应类型包括:连锁聚合(包括自由基聚合、阳离子聚合、阴离子聚合)、逐步聚合和开环聚合。
高分子化学试题库及答案一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 高分子化合物是指相对分子质量在多少以上的有机化合物?A. 5000B. 10000C. 50000D. 100000答案:B2. 下列哪个不是高分子化合物的分类?A. 线型高分子B. 支链型高分子C. 交联型高分子D. 低分子化合物答案:D3. 聚合物的重复单元称为单体,下列哪个不是单体?A. 乙烯B. 丙烯C. 聚丙烯D. 苯乙烯答案:C4. 聚合物的分子量分布通常用哪种曲线表示?A. 摩尔质量分布曲线B. 摩尔数分布曲线C. 质量分布曲线D. 质量数分布曲线答案:C5. 聚合物的玻璃化转变温度(Tg)是指?A. 聚合物从玻璃态到高弹态的转变温度B. 聚合物从高弹态到玻璃态的转变温度C. 聚合物从玻璃态到粘流态的转变温度D. 聚合物从粘流态到玻璃态的转变温度答案:A6. 下列哪个不是聚合物的加工方法?A. 注塑B. 挤出C. 铸造D. 热压答案:C7. 聚合物的熔点是指?A. 聚合物从固态转变为液态的温度B. 聚合物从液态转变为固态的温度C. 聚合物从玻璃态转变为高弹态的温度D. 聚合物从高弹态转变为玻璃态的温度答案:A8. 聚合物的结晶度是指?A. 聚合物中结晶部分的质量分数B. 聚合物中非结晶部分的质量分数C. 聚合物中结晶部分的体积分数D. 聚合物中非结晶部分的体积分数答案:A9. 聚合物的分子量分布指数(MWD)是指?A. 重均分子量与数均分子量的比值B. 重均分子量与质均分子量的比值C. 数均分子量与质均分子量的比值D. 质均分子量与数均分子量的比值答案:A10. 聚合物的热稳定性是指?A. 聚合物在加热过程中不发生分解的能力B. 聚合物在冷却过程中不发生分解的能力C. 聚合物在加热过程中不发生结晶的能力D. 聚合物在冷却过程中不发生结晶的能力答案:A二、多项选择题(每题3分,共15分)1. 高分子化合物的合成方法包括哪些?A. 自由基聚合B. 缩合聚合C. 离子聚合D. 配位聚合答案:ABCD2. 聚合物的物理状态包括哪些?A. 玻璃态B. 高弹态C. 粘流态D. 液晶态答案:ABCD3. 影响聚合物分子量的因素包括哪些?A. 引发剂浓度B. 单体浓度C. 反应温度D. 反应时间答案:ABCD4. 聚合物的力学性能包括哪些?A. 拉伸强度B. 断裂伸长率C. 硬度D. 冲击强度答案:ABCD5. 聚合物的热性能包括哪些?A. 玻璃化转变温度B. 熔点C. 热稳定性D. 热导率答案:ABCD三、填空题(每题2分,共20分)1. 高分子化合物的相对分子质量通常在_______以上。
高分子期末试题及答案一、选择题:在每小题给出的A、B、C、D四个选项中,选择一个最佳答案,并将其字母标号填涂在答题卡相应位置上。
(每小题2分,共计60分)1. 高分子化合物的特征不包括:A. 由大量相同或相似的基元组成B. 具有较高的相对分子质量C. 分子量大于1000的有机化合物D. 水溶性好2. 下列哪种聚合物属于天然高分子材料?A. 聚乙烯B. 聚丙烯C. 天然橡胶D. 聚氯乙烯3. 聚合物在分子量大于[critical micelle concentration]时会形成聚集体,这种聚集体称为:A. 聚合物流动体B. 微胶团C. 晶粒D. 多聚体4. 聚乙烯的结构为:A. 异构体B. 顺式异构体C. 反式异构体D. 没有异构体5. 聚合反应中,实现单体分子之间相互加成的化学反应称为:A. 缩合反应B. 加成反应C. 自由基反应D. 酯化反应....... (依次类推)二、简答题:(每小题20分,共计120分)1. 请解释高分子聚合的机理,并举例说明。
高分子聚合是指由单体分子经过聚合反应而形成的聚合物的过程。
通常包括聚合链的生长和终止两个过程。
聚合链的生长是指在聚合反应中,自由基或离子通过与单体分子的加成反应,逐步形成高分子链的过程。
以自由基聚合为例,首先由引发剂产生自由基,然后自由基会与单体分子发生加成反应,得到一个新的自由基,再与另一个单体分子进行加成反应,如此往复,逐渐延伸聚合链,直至完成聚合。
聚合链的终止是指聚合反应的过程中,聚合链停止生长的过程。
一般有三种方式:链传递、链重组和链传递末端。
链传递是指自由基聚合反应中,聚合链上的活性自由基与其他分子发生反应,形成新的化学物质,从而终止聚合链的生长。
链重组是指两个聚合链发生相互交叉反应,形成大分子链或网络结构。
链传递末端则是指聚合链末端产生特殊官能团,导致聚合链的生长终止。
举例说明:丙烯酸甲酯的自由基聚合。
首先,引发剂引发聚合反应,产生自由基。
高分子化学考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 以下哪种单体不能通过加成聚合形成高分子?A. 乙烯B. 丙烯C. 苯乙烯D. 甲醛答案:D2. 高分子链的构型描述的是:A. 链的几何异构B. 链的光学异构C. 链的旋光异构D. 链的立体异构答案:D3. 聚氯乙烯(PVC)的单体是:A. 氯乙烯B. 氯丁二烯C. 氯苯乙烯D. 氯丙烯答案:A4. 下列哪种催化剂不适合用于自由基聚合?A. 过氧化物B. 偶氮化合物C. 金属催化剂D. 酶催化剂5. 以下哪种聚合物属于热塑性塑料?A. 聚丙烯B. 聚氯乙烯C. 聚碳酸酯D. 环氧树脂答案:A6. 聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的重复单元是:A. -O-CH2-CH2-O-B. -O-CO-O-C. -O-CO-CH2-CH2-O-D. -O-CH2-CH2-CO-答案:C7. 以下哪种聚合反应属于逐步聚合?A. 缩聚反应B. 加成聚合C. 缩合聚合D. 链式聚合答案:A8. 高分子的相对分子质量分布可以通过以下哪种方法测定?A. 核磁共振B. 质谱C. 凝胶渗透色谱D. 红外光谱答案:C9. 以下哪种聚合物属于天然高分子?B. 聚酯C. 纤维素D. 聚氯乙烯答案:C10. 高分子的玻璃化转变温度(Tg)是指:A. 高分子从固态转变为液态的温度B. 高分子从液态转变为固态的温度C. 高分子从玻璃态转变为高弹态的温度D. 高分子从高弹态转变为玻璃态的温度答案:C二、填空题(每题2分,共20分)1. 高分子的分子量分布可以通过__________来描述。
答案:多分散性指数2. 聚乙烯的单体是__________。
答案:乙烯3. 聚酰胺(尼龙)的单体是__________。
答案:氨基酸4. 聚碳酸酯的重复单元中含有__________。
答案:碳酸酯基团5. 高分子的拉伸强度通常与__________有关。
答案:分子间作用力6. 聚丙烯腈的重复单元中含有__________。
高化期末考试试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 下列哪个选项不是高分子化合物的特点?A. 分子量高B. 具有热塑性C. 具有热固性D. 易溶于水答案:D2. 高分子化合物的分子量通常在哪个范围内?A. 1000-10000B. 10000-100000C. 100000-1000000D. 1000000-10000000答案:C3. 聚合反应中,单体是如何连接起来的?A. 通过共价键B. 通过离子键C. 通过金属键D. 通过氢键答案:A4. 下列哪种聚合反应属于连锁聚合?A. 缩合聚合B. 逐步聚合C. 自由基聚合D. 阳离子聚合答案:C5. 高分子材料的力学性能主要取决于什么?A. 分子量B. 分子结构C. 分子间作用力D. 所有上述因素答案:D6. 下列哪种材料不是热塑性塑料?A. 聚乙烯B. 聚丙烯C. 聚氯乙烯D. 环氧树脂答案:D7. 高分子材料的老化主要是由什么引起的?A. 紫外线B. 温度C. 氧气D. 所有上述因素答案:D8. 下列哪种方法可以增加高分子材料的强度?A. 增加分子量B. 增加交联度C. 添加填料D. 所有上述方法答案:D9. 下列哪种聚合物是通过缩合聚合反应合成的?A. 聚苯乙烯B. 聚丙烯酸C. 聚丙烯酰胺D. 聚氯乙烯答案:C10. 高分子化合物的玻璃化转变温度是指什么?A. 聚合物的熔点B. 聚合物的沸点C. 聚合物从玻璃态到高弹态的转变温度D. 聚合物从高弹态到粘流态的转变温度答案:C二、填空题(每题2分,共20分)1. 高分子化合物的________是指其分子链中重复单元的数量。
答案:分子量2. 聚合物的________是指分子链之间通过化学键或物理作用力相互连接的程度。
答案:交联度3. 聚合物的________是指分子链中重复单元的排列顺序。
答案:序列4. 聚合物的________是指分子链中重复单元的排列方式。
答案:构型5. 聚合物的________是指分子链中重复单元的排列方向。
高分子化学期末试题一、选择题(每题3分,共30分)1. 高分子化学的基本定义是:A. 研究高分子材料的合成方法和性能B. 研究高分子材料的结构与性质之间的关系C. 研究高分子材料的分子量和分子结构D. 研究与高分子材料相关的化学反应2. 高分子聚合物的特点是:A. 分子量大、分子结构复杂B. 具有良好的加工性能C. 高强度、高韧性D. 具有特定的导电性能3. 下列哪个不是高分子化学的研究领域:A. 高分子材料的合成B. 高分子链结构的表征C. 高分子材料的加工工艺D. 高分子纳米材料的制备4. 高分子聚合的主要方法有:A. 自由基聚合、开环聚合和缩聚反应B. 开环聚合、缩聚反应和接枝聚合C. 自由基聚合、环化聚合和交联聚合D. 开环聚合、自由基聚合和交联聚合5. 聚合度是指:A. 分子量的大小B. 重链的平均长度C. 分子量的范围D. 反应转化率的大小6. 下列化合物可用于进行缩聚反应的是:A. 二氧化硅B. 苯酚C. 乙二胺D. 丙二酸7. 高分子链的取向问题与哪个性质相关:A. 熔点B. 导电性能C. 断裂强度D. 光学性质8. 响应到外界刺激而发生可逆体积变化的材料是:A. 高分子聚合物B. 高分子涂层材料C. 高分子纳米复合材料D. 高分子疏水材料9. 常见的高分子材料性能测试方法不包括:A. 热分析B. 机械性能测试C. 光谱分析D. 电子显微镜观察10. 塑料的分类不包括:A. 聚丙烯B. 聚乙烯C. 聚氨酯D. 聚酯二、简答题(每题10分,共20分)1. 请简要描述自由基聚合的机理。
2. 请简要解释高分子材料的导电性能来源和应用。
三、论述题(共50分)高分子材料在现代社会中得到了广泛的应用,其在医学、电子、能源等领域发挥着重要作用。
请从以下两个方面进行论述:1. 高分子材料在医学领域的应用2. 高分子材料在能源领域的应用以上是本次高分子化学期末试题,请根据题目要求撰写答案。
高分子化学练习题一、名词解释1、重复单元在聚合物的大分子链上重复出现的、组成相同的最小基本单元。
2、结构单元高分子中多次重复的且可以表明合成所用单体种类的化学结构。
3、线型缩聚2官能度单体或2-2体系的单体进行缩聚反应,聚合过程中,分子链线形增长,最终获得线型聚合物的缩聚反应。
4、体型缩聚有官能度大于2的单体参与的缩聚反应,聚合过程中,先产生支链,再交联成体型结构,这类聚合过程称为体型缩聚。
5、半衰期物质分解至起始浓度(计时起点浓度)一半时所需的时间。
6、自动加速现象聚合中期随着聚合的进行,聚合速率逐渐增加,出现自动加速现象,自动加速现象主要是体系粘度增加所引起的。
7、竞聚率是均聚和共聚链增长速率常数之比,r1=k11/k12,r2= k22/k21,竞聚率用来直观地表征两种单体的共聚倾向。
8、悬浮聚合悬浮聚合一般是单体以液滴状悬浮在水中的聚合,体系主要由单体,水、油溶性引发剂、分散剂四部分组成。
9、乳液聚合是单体在水中分散成乳液状而进行的聚合,体系由单体、水、水溶性引发剂、水溶性乳化剂组成。
10、接枝共聚物聚合物主链只由某一种结构单元组成,而支链则由其它单元组成。
二、选择题1、聚酰胺反应的平衡常数为400,在密闭体系中最终能够达到的反应程度为(B )A. 0 .94B. 0.95C. 0.96D. 0.972、在线型缩聚反应中,成环反应是副反应,其中最易形成的环状化合物是(B )A. 3,4元环B. 5,6元环C. 7元环D. 8-11元环3、所有缩聚反应所共的是( A )A. 逐步特性B. 通过活性中心实现链增长C. 引发率很快 C. 快终止4、关于线型缩聚,下列哪个说法不正确?( B )A. 聚合度随反应时间或反应度而增加B. 链引发和链增长速率比自由基聚合慢C. 反应可以暂时停止在中等聚合度阶段D. 聚合初期,单体几乎全部缩聚成低聚物5、在氯乙烯的自由基聚合中,聚氯乙烯的平均聚合度主要决定于向( D )转移的速率常数A. 溶剂B. 引发剂C. 聚合物D. 单体6、烯类单体自由基聚合中,存在自动加速效应时,将导致( D )A. 聚合速度和分子量同时下降B. 聚合速度增加但分子量下降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而分子量分布变宽7、哪些单体不能通过自由基聚合形成高分子量聚合物?( D )A. CF2=CFCI B. CH2=CF2C. CH2=CCH3COOCH3C. CHCI=CHCI8、双基终止与单基终止并存的自由基聚合,聚合速度对引发剂浓度[I]的反应级数为(C)A. 0~0.5级B. 0.5级C. 0.5~1级D. 1级9、下列物质中,哪个难以引发苯乙烯聚合( D )A. 过氧化二苯甲酰B. 萘钠C. 热D. 1,1-二苯基-2-三硝基苯肼10、自由基聚合实施方法中,使聚合物分子量和聚合速率同时提高,可采用( A )聚合方法?A. 乳液聚合B. 悬浮聚合C. 溶液聚合D. 本体聚合11、一对单体共聚时r1=0.5,r2=0.8,其共聚行为是( C )A. 理想共聚B. 交替共聚C. 恒比点共聚D. 嵌段共聚12、在自由基共聚中,e值相差较大的单体,易发生( A )A. 交替共聚B. 理想共聚C. 非理想共聚D. 嵌段共聚物13、一对单体共聚时,r1=0.1,r2=10,其共聚行为是( A )?A. 理想共聚B. 交替共聚C. 恒比点共聚D. 非理想共聚14、两对单体可以形成理想共聚的是( A )A. Q和e值相近B. Q值相差大C. e值相差大D. r1= r2=015、Q-e方程是半定量方程是因为忽略了( D )A. 极性效应B. 电子效应C. 共轭效应D. 位阻效应16、下列不可影响竟聚率的因素是( C )A.反应温度B. 反应压力C. 反应时间D. 反应溶剂17、典型乳液聚合中,聚合场所在( B )A. 单体液滴B. 胶束C. 水相D. 油相18、能采用阳离子、阴离子与自由基聚合的单体,有( B )A. 醋酸乙烯酯B. 苯乙烯C. 异丁烯D. 丙烯腈19、目前制备分子量分布很窄的聚合物,采用的聚合反应是( B )A. 自由基聚合B. 阴离子聚合C. 阳离子聚合D. 逐步聚合20、典型阴离子聚合的特点是( B )A. 快引发、快增长、无终止B. 快引发、慢增长、无终止C. 快引发、慢增长、速终止D. 慢引发、快增长、难终止三、填空题1、聚合物的三种力学状态是(玻璃态)、(橡胶态)、(粘液态)。
1 一、基本概念题(共10分,每题2分) ⒈ 聚合物相对分子质量稳定化法:聚合物相对分子质量达到要求时,加入官能团封锁剂,使缩聚物两端官能团失去再反应的能力,从而达到控制缩聚物相对分子质量的目的的方法。
⒉ 体型缩聚的凝胶点:体型缩聚中出现凝胶时的反应程度,记作cP ⒊ 乳化剂的亲水亲油平衡值HLB:根据乳化剂亲油基和亲水基对其性能的贡献,给每一种乳化剂一个数值叫亲水亲油平衡值,用HLB来表示,它表示乳化剂的亲水性能的大小。⒋ 本体聚合:单体在少量引发剂作用下形成高聚物的过程。 ⒌ 引发剂的诱导分解:链自由基向引发剂的转移反应。 二、填空题(共20分,每空1分)
⒈ 体型缩聚物有 环氧树脂 、酚醛树脂、 脲醛树脂 和 不饱和聚酯树脂 等。 ⒉ 线型缩聚物有 PET树脂、 PA-66树脂、 PC 和 PA-1010树脂 等 。 ⒊ 计算体型缩聚的凝胶点有 Carothers 方程和 Flory 统计公式。 ⒋ 引发剂的选择原则是根据聚合实施方法选择 引发剂种类 、 根据聚合温度选择 分解活化能适当的引发剂 、根据聚合周期选择 半衰期适当的引发剂 。 ⒌ 本体聚合应选择 油溶性 引发剂、乳液聚合应选择 水溶性 引发剂。 三、简答题(共25分,每题5分,意义不完全者适当扣分) ⒈ 界面缩聚的特点是什么? ⑴ 界面缩聚是不平衡缩聚,需采用高反应活性的单体,反应可在低温下进行,逆反应的速率很低,甚至为0。属于不平衡缩聚。缩聚中产生的小分子副产物容易除去,不需要熔融缩聚中的真空设备。同时,由于温度较低避免了高温下产物氧化变色降解等不利问题。 ⑵ 反应温度低,相对分子质量高。 ⑶ 反应总速率与体系中单体的总浓度无关,而仅决定于界面处的反应物浓度.只要及时更换界面,就不会影响反应速率。聚合物的相对分子质量与反应程度、本体中官能团物质的量之比关系不大, 但与界面处官能团物质的量有关. ⑷ 界面缩聚由于需要高反应活性单体,大量溶剂的消耗,使设备体积宠大,利用 2
率低。因此,其应用受到限制。 ⒉ 请指出在什么条件下自由基聚合反应速率pR与引发剂浓度c(I)的反应级数为:⑴ 0级;⑵ 0.5级;⑶ 0.5~1级;⑷ 1级 ⑸ 0~0.5级。
答::⑴ 热聚合时,0p(I)cR,聚合速率与引发剂浓度无关。
⑵ 双基终止时,0.5p(I)cR,聚合速率对引发剂浓度为0.5级反应。 ⑶ 单、双基终止兼而有之时,1~05p(I)cR,聚合速率对引发剂浓度为0.5~1级反应。 ⑷ 单基终止时,(I)pcR,聚合速率对引发剂浓度为1级反应。
⑸ 选用偶氮苯三苯甲烷引发剂时,0.5~0p(I)cR,聚合速率对引发剂浓度为0~0.5级反应。 ⒊ 为什么自由基聚合时聚合物的相对分子质量与反应时间基本无关,缩聚反应中聚合物的相对分子质量随时间的延长而增大? 自由基聚合遵循连锁聚合机理:链增加反应的活化能很低,kJ/mol3420p~E,聚合反应一旦开始,在很短的时间内(0.01s~几秒)就有成
千上万的单体参加了聚合反应,也就是生成一个相对分子质量几万~几十万的大分子只需要0.01s~几秒的时间(瞬间可以完成),体系中不是聚合物就是单体,不会停留在中间聚合度阶段,所以聚合物的相对分子质量与反应时间基本无关。而缩聚反应遵循的是逐步聚合机理:单体先聚合成低聚体,低聚体再聚合成高聚物。链增加反应的活化较高,kJ/mol60pE生成一个大分子的时间很长,几乎是整个聚合反应所
需的时间,缩聚物的相对分子质量随聚合时间的延长而增大。
⒋ 何谓聚合物官能团的化学转化?在聚合物官能团的化学转化中,影响官能团转化的因素是什么?官能团的转化率一般为多少? 答:由于高分子的化学反应是通过官能团的化学转化而实现的,所以又可以将聚合物的化学反应称为聚合物官能团的化学转化。 因为聚合物的化学反应的复杂性,官能团的转化,一般为86.5%。这主要是因为扩散因素的影响、邻近基团的影响和相邻官能团成对反应的限制。 ⒌ 甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、苯乙烯、马来酸酐、醋酸乙烯、丙烯腈等 3
单体分别与丁二烯共聚,试以交替倾向的次序排列上述单体,并说明原因。 单体(M1) 单体(M2) 1r 2r 21rr 甲基丙烯酸甲酯 丁二烯 0.25 0.75 0.1875 丙烯酸甲酯 丁二烯 0.05 0.76 0.038 苯乙烯 丁二烯 0.58 1.35 0.783 马来酸酐 丁二烯 5.74×10-5 0.325 1.86×10-5 醋酸乙烯 丁二烯 0.013 38.45 0.499 丙烯腈 丁二烯 0.02 0.3 0.006 根据 21rr乘积的大小,可以判断两种单体交替共聚的倾向。即21rr趋向于0 ,两单体发生交替共聚;21rr越趋于零,交替倾向越大。根据单体的1r、2r和21rr
值上述各单体与丁二烯产生交替共聚的次序为: 马来酸酐>丙烯腈>丙烯酸甲酯>甲基丙烯酸甲酯>醋酸乙烯>苯乙烯。 四、(共5分,每题1分)选择正确答案填入( )中。 ⒈ 接技共聚物可采用( ⑵ )聚合方法。
⑴ 逐步聚合反应 ⑵ 聚合物的化学反应 ⑶ 阳离子聚合 ⑷ 阴离子聚合 ⒉ 为了得到立构规整的1.4-聚丁二烯,1,3 –丁二烯可采用( ⑷ )聚合。 ⑴ 自由基聚合 ⑵ 阴离子聚合 ⑶ 阳离子聚合 ⑷ 配位聚合 ⒊ 工业上为了合成涤纶树脂(PET)可采用( ⑴ )聚合方法。 ⑴ 熔融缩聚 ⑵ 界面缩聚 ⑶ 溶液缩聚 ⑷ 固相缩聚 ⒋ 聚合度变大的化学反应是(⑶ ) ⑴ PVAc的醇解 ⑵ 纤维素硝化 ⑶ 高抗冲PS的制备 ⑷ 离子交换树脂的制备 ⒌ 表征聚合物相对分子质量的参数是( ⑶、⑷ ) ⑴ 1r ⑵ t1/2 ⑶ ν ⑷ nX 五、计算题(共40分,根据题目要求计算下列各题) ⒈ (15分) 苯乙烯在60℃以过氧化二特丁基为引发剂,苯为溶剂进行溶液聚合。当单体苯乙烯的浓度c(M)=1mol/L,引发剂浓度c(I)=0.01mol/L时,引发和聚合的初 4
速分别为4×10-11 mol/L·s和1.5×10-7mol/L·s。试根据计算判断低转化率下,在上述聚合反应中链终止的主要方式?真正终止和链转移终止的比例? 已知:60℃时CM=8.0×10-5,Cl=3.2×10-4,CS=2.3×10-6,苯乙烯的密度为0.887g/mL,苯的密度为0.839g/mL。设苯乙烯-苯体系为理想溶液。 解: c(M)=1.0mol/L, c(I)=0.01 mol/L 11-i10×04=.Rmol / (L·s), 7-p10×51=.Rmol/(L·s)
3750=10×4.010×51==ν11-
-7
iP.
RR
(2分)
苯乙烯-苯体系为理想溶液,509=78839×)887104-1(=(S).cmol/L (2分) 苯乙烯60℃时,动力学链终止完全是偶合终止, 2k (1分)
(M)(S)+(M)(I)++′1=1SIMccCccCCνkXn
(24-5-6-54-6-4-5-10×382=10×182+10×23+10×58+10×331=0159×10×32+01010×10×23+10×58+3750×21............(5分) 4196=nX (1分)
偶合终止所占的比例为%%..56=100×10×38210×33144 (2分) 转移终止所占的比例为: %%....44=100×10×382
10×182+10×23+10×58
4565
(2分)
⒉ (共12分)等摩尔比的乙二醇和对苯二甲酸于280℃下进行缩聚反应,已知平衡常数K=4.9。如果达到平衡时所得聚酯的nX=15。 ⑴ 用缩聚反应中官能团等活性理论的假定表示该缩聚反应,并推导平衡常数K和平均聚合度nX的关系式。
⑵ 试问此时体系中残存的小分子水的摩尔分数O)(H2x为多少? 解:⑴ (8分) 5
用缩聚反应中官能团等活性理论的假定表示该缩聚反应: COOH + HO k1
k-1
COO+ H2O
t=0 n0 n0 P 0 0 t时平衡 n n K (n0-n ) nW
)-1(=0Pnn Pnnn00=-
02=O)(HnnxW 1-1=kkK (5分,每错一
处扣除1分) 式中 n0——起始羟基和羧基的官能团数目; P——平衡时反应程度; nw——平衡时小分子水的分子数。
推导平衡常数K和平均聚合度nX的关系式:
()2••22•22W•0O)(H=-1O)(H=)-(=n
XPxPPxnnnnK (3分)
⑵ (4分)
PXn-11= (1分)
P-11=15 9330=.P
(1分)
02330=15×933094==O)(H22•2...XPKxn (2分)
即体系残余的小分子水的分数2330=O)(H2.x。 ⑶ (共13分)甲基丙烯酸甲酯(M1)与苯乙烯(M2),在60℃下进行自由基共聚合。 已知:r 1= 0.46 , r 2=0.52 ; 请: ⑴ (10分)画出11x~'x曲线(计算五个点)。
⑵ (3分)为了得到:5600=)dc(M)dc(M21.组成比较均一的共聚物应采用
何种投料方法??=)dc(M)dc(M0201 解: