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文檔簡介

1、高分子化學期末考試試題B一、名詞解釋(10)1、分子量多分散性2、凝膠化現象3、自動加速效應4、配位聚合5、交聯二、寫出聚合反應式(10)1. 有機玻璃2345 三、填空(50)(110題每空0.5分,1113每題2分,1419每題3分)1、OCCOO(CH2)2On的名稱叫(1),方括號內的部分稱為(2)或稱為(3)。n稱為(4),它和聚合物的分子量的關系是(5),其兩個結構單元分別是(6)、(7)。2、尼龍6.6是由(8)和(9)縮聚而成,第一個6代表(10),第二個6代表(11)。3、BPO的中文名稱是(12),其熱分解反應式是(13),它在聚合反應中用作(14)。4、在己二酸和乙二醇的

2、縮聚中通入N2的作用是(15)、(16)、(17)。5、下列單體可進行哪些聚合反應?(a)CH2CHCHCH2(18)、(19)、(20)(b)CH2CHCI(21)(c)CH2CHCN(22)、(23)(d)CH2C(CH3)COOCH3(24)、(25)6、若k11145,k222300的兩種單體在某一聚合溫度進行自由基共聚合,比較下述各項的大小(填或 單體活性:M1(26)M2自由基活性:M1(27)M2競聚率:r1(28)r2Q值:Q1(29)Q共聚速率常數:k12(30)k217、懸浮聚合的配方(31)、(32)、(33)、(34),其顆粒大小由(35)和(36)所決定。加入次甲基蘭

3、水溶液的作用是(37)、(38)、(39)。8、陰離子聚合的引發劑在弱極性溶劑,極性溶劑,強極性溶劑中各呈現的形態分別是(40)、(41)、(42),(43)形態的RP高,(44)形態有較強的結構規整能力。9、St(M1)AN(M2)的競聚率為0.03與0.41,r1=(45),r2=(46),其恒比點的組成為(47)。10、動力學鏈長的定義為(48), 用式子表示是(49)。 當無鏈轉移時,結合終止的與Xn 的關系是(50),歧化終止的 與Xn 的關系是(51)。11、引發劑的半衰期與分解速率常數的關系式是(52),它們都可用來表示引發劑的(53)。12、功能高分子的定義是(54)13、1/

4、r1 的意義是(55)、(56)14、平均官能度的定義是(57),它與平均聚合度的關系是(58),官能團的當量比r的定義是(59)。15、在縮聚反應中獲得高分子產物的兩個必要條件是(60)、(61)。16、某二元酸和二元醇在催化劑存在下,于一定溫度進行縮聚反應,如果濃度均為10mol/L,kc=10-3L/mol,S,要得到Xn37的聚合物,需要的時間為(62)。如果反應程度P0.95和P0.99時,前者的多分散性比后者的多分散性(63)。0(67)(68)(69)17、下述單體進行自由基聚合,比較聚合熱的大小(填或 A:(a)CH2CH2(b)CH2CHCI(a)(64)(b)B:(c)CH

5、2CH (b)CH2C(CH3)(c)(65)(b)C:(e)CH2CHCOOH (f)CH2CHCOOCH3(e)(66)(f)18、右圖是分子量轉化率曲線,各按什么機理進行聚合反應?19、Qe方程是(70)(71)四、計算題(30)1、用亞油酸、鄰苯二甲酸,甘油、乙二醇制備醇酸樹脂,其原料正比為1.2:1.5:1.0:0.7,當酯化反應完全時,數均聚合度是多少?反應中能凝膠嗎?2、某兩種單體進行自由基共聚合,r10.40,r20.69,問(a)當M15mol/L,M21mol/L時,在反應初期,共聚物組成如何?(b)怎樣配料才能生成與原料組成相同的共聚物。3、St以AIBN為引發劑,在60

6、進行聚合,測得VP0.255×10-4mol/L·S,Xn2460,結合終止,忽略向單體的鏈轉移,問(1)=?(2)Vi=? (2)設f=1,此條件下的=16.6Rr-1,理論上需用AIBN多少?注: 1 試題字跡務必清晰、書寫工整 本題2 頁,本頁為第 1 頁 2 題間不留空,一般應題卷分開 教務處試題編號: 3 務必用A4紙打印 學號: 姓名:本題 2頁,本頁為第 2 頁教務處試題編號: 試卷B答案及評分細則一、(10分,每小題2分)1、聚合物分子量的不均一性。或說聚合物的多分散性。2、體型縮聚進行到一定程度,突然出現粘度增大而不能流動的凝膠,這一過程叫凝膠化主要之點:

7、突然出現粘度增大而不能流動3、在自由基聚合中,隨著轉化率的提高,聚合速率突然增加的行為。主要之點:聚合速率突然增加4、采用配位催化劑的聚合反應。或說單體的雙鍵在催化劑在空位處配位形成某種形式()的絡合物而后插入金屬一碳鍵中得到大分子的過程。5、大分子間形成共價鍵的過程。二、(10分,每小題2分,寫錯單體扣一分,原子數不對扣0.5分)1. 2.3. 4. 或n HOOC(CH2)5NH2 = HOOC(CH2)5NHnH + (n -1) H2OO(CH2)2OOC-CH=CH-COO5. 三、(50分,1-10題,每空0.5分,11-13每題2分,14-19題每題3分)1、(1)聚對苯二甲酸乙

8、二酯或滌綸 (2)重復單元 (3)鏈節(4)重復單元(鏈節)數 (5) (6)(7)2、(8)己二胺 (9)己二酸 (10)己二胺 (11)己二酸3、(12)過氧化二苯甲酰 (13) (14)引發劑4、(15)保護反應體系 (16)攪拌 (17)帶走小分子水5、(a)(18)自由基 (19)陽離子 (20)陰離子 (b) (21)自由基聚合 (c)(22)自由基聚合,(23)陰離子聚合(d)(24)自由基 (25)陰離子聚合6、(26)>, (27) < (28) > (29) > (30) <7、(31)單體 (32)引發劑 (33)分散劑 (34)水 (35)

9、分散劑性質和用量 (36) 攪拌速度 (37)水相阻聚 (38)防止乳化 (39)跟蹤反應8、(40)緊密離子對 (41)被溶劑隔開的離子對 (42)自由離子(43)自由離子 (44)緊密離子對9、(45)0.41 (46)0.03 (47)0.6210、(48)自由基從引發到真正終止所消耗的單體數(49) (50) (51)11、 (52)(53)活性 12、(54)帶有特殊功能團的立分子 13、(55)F1-f1,曲線中f20時曲線的斜率 (56)單體M2的活性14、(57) (58) (59)15、(60)盡量除去小分子 (61)嚴格保證配比等當量16、(62)1hr (63)小17、A

10、(64)< B (65) > C <18、(67)自由基聚合 (68)陰離子活性聚合 (69)縮聚反應19、(70) (71)四、(30分,每小題10分)1、解:2、解:3、解:一、基本概念題(共10分,每題2分) 離子交換樹脂離子交換樹脂是指具有反應性基團的輕度交聯的體型無規聚合物,利用其反應性基團實現離子交換反應的一種高分子試劑。 界面縮聚反應 將兩種單體分別溶于兩種互不相溶的溶劑中,形成兩種單體溶液 ,在兩種溶液的界面處進行縮聚反應,并很快形成聚合物的這種縮聚稱為界面縮聚。 陰離子聚合 增長活性中心是帶負電荷的陰離子的連鎖聚合,謂之。 平均聚合度 平均一個大分子鏈上所具

11、有的結構單元數目,謂之。 阻聚劑 某些物質能與初級自由基和鏈自由基作用生成非自由基物質,或生成不能再引發單體的低活性自由基,使聚合速率為0, 這種作用稱為阻聚作用。具有阻聚作用的物質,稱為阻聚劑。 二、填空題(共20分,每空1分) 連鎖聚合包括 自由基聚合 、 陽離子聚合、 陰離子聚合 和 配位陰離子聚合 。 連鎖聚合的全過程一般有 鏈引發反應、 鏈增長反應、 鏈終止反應 和 鏈轉移反應 等幾個基元反應 。 環狀類單體主要有 環醚類、 環酰胺類、 環酯類 和 環烯烴 等幾類。 控制共聚物組成的方法有 調節起始單體配比的一次投料法 、 連續補加活性單體 和 連續補加混合單體等方法 。 聚合物的化

12、學反應按反應前后聚合度的變化情況可分為聚合度基本不變的化學反應、 聚合度變大的化學反應 和 聚合度變小的化學反應。6. 縮聚物按大分子形態可分為 線型縮聚物 和 體型縮聚物 兩類。三、簡答題(共20分,每小題5 分) 乳液聚合動力學的特點是什么? 聚合場所在增溶單體的膠束中。 終止方式為鏈自由基和初級自由基(或短鏈自由基)的雙基終止,可看作單基終止。因此,不存在自動加速現象。 無鏈轉移反應,而且是單基終止。因此, 根據動力學方程,增加乳膠粒的數目N ,可同時提高聚合速率和聚合物的平均聚合度。 乙烯進行自由基聚合時,為什么需在高溫(130280)高壓(150MPa250MPa)的苛刻條件下進行?

13、乙烯是烯類單體中結構最簡單的單體,它沒有取代基,結構對稱,偶極矩為0,不易誘導極化,聚合反應的活化能很高,不易發生聚合反應;提高反應溫度可以增加單體分子的活性,以達到所需要的活化能,有利于反應的進行。 乙烯在常溫、常壓下為氣體,且不易被壓縮液化,在高壓250MPa下,乙烯被壓縮,使其密度近似液態烴的密度,增加分子間的碰撞機會,有利于反應的進行。 純乙烯在300以下是穩定的,溫度高于300,乙烯將發生爆炸性分解,分解為C、H2和CH4等。 鑒于以上原因,乙烯進行自由基聚合時須在高溫、高壓的苛刻條件下進行。 甲基丙烯酸甲酯自由基聚合時鏈終止方式如何?并寫出甲基丙烯酸甲酯自由基聚合時歧化終止反應方程

14、式。甲基丙烯酸甲酯,由于空間位阻較大,以歧化終止為主,隨聚合溫度的升高,歧化終止的比例增加。甲基丙烯酸甲酯自由基聚合時,歧化終止反應為 何謂側鏈斷裂?與聚合物結構有何關系?寫出PVC樹脂側鏈斷裂有關化學反應方程式。聚氯乙烯和聚偏二氯乙烯加熱時易著色,起初變黃,然后變棕,最后變為暗棕或黑色,同時有氯化氫放出。這一過程稱為側鏈斷裂。側鏈斷裂是鏈鎖反應,連續脫氯化氫的結果使分子鏈形成大鍵PVC樹脂側鏈斷裂有關化學反應方程式:四、計算題(40分) (15分)以過氧化二苯甲酰(BPO)作引發劑,60研究苯乙烯在苯中的聚合。已知:苯乙烯溶液濃度為1.0 mol/L,過氧化物的濃度為0.01 mol/L,引

15、發和聚合的初速分別為4.0×10-11mol / L.s t和 1.5×10-7 mol / L.s 。 CM8.0×10-5; CI3.2×10-4;CS2.3×10-6;60 苯乙烯的密度為0.887 g./ mL;60 苯的密度為0.839 g./ mL;計算: (2分) f kd 。(2分) (2分) (13分)聚苯乙烯(PS)的平均聚合度 (1分)(2分) (2分)(1分)(1分)(4分) (共12分)工業上為了合成具有一定相對分子質量的聚酰胺-1010,一般先將癸二胺(M1 =172)和癸二酸(M2 =202)制備成“1010鹽”,

16、然后再進行縮聚。現已知該“1010鹽”為中性,因此另加1.0%(以單體總數計)mol的苯甲酸(M=122)作為官能團封鎖劑控制聚酰胺-1010的相對分子質量,若反應程度P0.998,請: (6分)寫出合成聚酰胺-1010有關的聚合反應方程式。 (6分)計算該聚酰胺-1010的數均相對分子質量。解: 寫出合成聚酰胺-1010有關的聚合反應方程式。 制備“1010鹽” (2分) (2分) “1010鹽”為中性,意味著-NH2=-COOH),則加入單官能團化合物苯甲酸做相對分子質量穩定劑,控制尼龍1010的相對分子質量: (2分) 計算該聚酰胺-1010的數均相對分子質量(1分)(1分)(2分)(2

17、分) (8分) 苯乙烯(M1)與丁二烯(M2),在5下進行自由基共聚合。 已知:M1、M2均聚鏈增長速率常數分別為49.0和25.1 L/ mol.S; M1與M2共聚、M2與M1共聚鏈增長速率常數分別為76.6和18.2 L/mol.s; 起始投料比 m1 :m2 1 :8 (質量比)。請: 計算聚合初期共聚物組成x1=?(2分)(2分)解: (1分) (3分) ( 5分) 欲使環氧樹脂(環氧值為0.2),用官能團等摩爾的乙二胺固化,用Carothers方程和Flory統計公式分別計算凝膠點Pc。(3分)用Carothers方程計算凝膠點Pc :(1分)(1分) (2分)用Flory統計公式

18、計算凝膠點Pc :(1分)六、寫出鏈引發反應方程式(共10分,每錯一個方程式扣1分)將下列單體和引發劑進行匹配(按單體逐個寫出),寫出可能發生的鏈引發反應方程式并指出聚合反應類型(自由基聚合?陽離子聚合?陰離子聚合?)。 單體CH2CHC6H5 引發劑 BPO Na BF3H2O C4H9Li 有關引發反應如下:CH2CHC6H5 既可以進行陽離子聚合、陰離子聚合又可以進行自由基聚合:BPO分解反應方程式: 一、基本概念(共10分,每小題2分)1. 平衡縮聚:縮聚反應進行一段時間后,正反應的速率與逆反應的速率相等,反應達到平衡,平衡時生成物的濃度的乘積與反應物濃度的乘積之比是個常數(稱為平穩常

19、數),用K表示。該種縮聚反應謂之。2. 無定型聚合物:如果聚合物的一次結構是復雜的,二次結構則為無規線團,無規線團聚集在一起形成的聚合物謂之。3. 反應程度P:已參加反應的官能團的物質的量(單位為mol)占起始官能團的物質的量的百分比,稱為反應程度,記作P。 4. 雜鏈聚合物:大分子主鏈中除碳原子外,還有O、S、N、P、S i和苯環等雜原子的聚合物。5. 交替共聚物:共聚物大分子鏈中兩種單體單元嚴格相間排列的共聚物。 二、填空題(將正確的答案填在下列各題的橫線處。 每空1 分,總計20分) 高分子科學包括 高分子化學 、 高分子物理 、 聚合反應工程 和 高聚物成型加工 等四部分。 高分子化合

20、物有 天然高聚物 和 合成高聚物 兩大類。 合成高分子化合物有 PE 、 PP 、 PVC 和 PMMA 等。 改性天然高分子化合物如 硝化纖維素 和 粘膠纖維 等。 碳鏈聚合物有 PE 、 PP 、 PIP 和 PB 等。 雜鏈聚合物有 PET 、 PA 、 PC 和 PU 等。三、問答題(共3小題,共20分) (5分)按照大分子鏈的微觀結構分類,共聚物分幾類?它們在結構上有何區別?各如何制備?共聚物分為無規共聚物、交替共聚物、嵌段共聚物和接枝共聚物四種。無規共聚物中兩種單體單元無規排列,M1、M2連續的單元數不多;交替共聚物中M1、M2兩種單體單元嚴格相間排列;嵌段共聚物由較長的M1鏈段和

21、另一較長的M2鏈段構成的大分子;接枝共聚物主鏈由一種(或兩種)單體單元構成,支鏈由另一種(或另兩種)單體單元構成。無規共聚物、交替共聚物可由自由基共聚合制備;嵌段共聚物可由陰離子聚合制備;接枝共聚物可由聚合物的化學反應制備。 (5分)什么叫熱塑性塑料?什么叫熱固性塑料?試各舉兩例說明。熱塑性塑料是指可反復進行加熱軟化或熔化而再成型加工的塑料,其一般由線型或支鏈型聚合物作為基材。如以聚乙烯,聚丙烯、聚氯乙烯,聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯等聚合物為基材的塑料。熱固性塑料是指只能進行一次成型加工的塑料,其一般由具有反應活性的低聚物作基材,在成型加工過程中加固化劑經交聯而變為體型交聯聚合物。一次成型后加

22、熱不能再軟化或熔化,因而不能再進行成型加工。其基材為環氧樹脂、酚醛樹脂、不飽和聚酯樹脂和脲醛樹脂等。 (10分)簡述理想乳液聚合體系的組分、聚合前體系中的三相和聚合的三個階段的標志?理想乳液聚合體系是由難溶于水的單體、介質水、水溶性引發劑和陰離子型乳化劑四部分組成。聚合前體系中有三相:水相、油相和膠束相。乳液聚合三個階段的標志:乳膠粒生成期(增速期):水溶性引發劑,在水相中分解成初級自由基,可使溶于水中的單體迅速引發,形成單體自由基或短鏈自由基,并進入增溶單體的膠束中繼續進行鏈增長。未增溶單體的膠束消失,乳膠粒數目固定(101415),聚合轉化率從0達15%。恒速期:聚合反應在乳膠粒中繼續進行

23、鏈增長,乳膠粒中的單體不斷消耗,由單體液滴經水相不斷擴散而加以補充。單體液滴仍然起供應單體的倉庫的作用,至單體液滴消失。由于乳膠粒數目固定,其中單體濃度恒定,聚合速率恒定。此時,乳膠粒中單體和聚合物各點一半,稱為單體-聚合物乳膠粒,聚合轉化率從15% 達50%。降速期:當轉化率達50%左右時,單體液滴全部消失,單體液滴中單體全部進入乳膠粒,形成單體-聚合物乳膠粒。單體液滴的消失標志著聚合的第二階段的結束和第三階段的開始,此時再無單體補充,聚合只能消耗單體-聚合物乳膠粒中的單體,隨聚合反應的進行,單體濃度的降低,聚合速率降低,直至單體耗盡,聚合結束,最后形成聚合物乳膠粒。四、(共5小題,總計40

24、分)計算題(根據題目要求,計算下列各題)(14分)苯乙烯(M1)和丁二烯(M2)60進行自由基共聚合。已知:r1=0。73 ,r2=1。39,欲得到共聚物中單體單元苯乙烯 :丁二烯 = 3 0 :70(質量比),的共聚物問:(12分)做曲線, 從曲線中(或計算)得出兩種單體的起始配比?(質量比)解: 請將計算結果列入表中: 計算結果(8分)00.20.40.60.81.000.1530.3250.5200.7441.0x1 。 。 。 。曲線(2分)解: (2分)或從曲線上求解。 (2分)為了合成組成比較均一的共聚物,應采用何種措施? 答:連續補加活潑單體丁二烯,使原料混合物組成基本不變,控制

25、一定的轉化率結束反應。 (6分)計算苯乙烯乳液聚合的聚合速率和聚苯乙烯的平均聚合度。聚合溫度為60,kp176 L/mol·s, c(M)5.0mol/L, N3.2×1014個/mL水,1.1×1012個分子/ mL·s。(3分)(3分) (5分)氯乙烯自由基聚合時,聚氯乙烯的相對分子質量為什么與引發劑的濃度基本無關而僅決定聚合溫度?(2分)解:氯乙烯自由基聚合時,聚氯乙烯鏈自由基向單體氯乙烯的轉移速度很大,以致超過正常的終止速率,成為生成聚氯乙烯大分子的主要方式。即(3分)CM是溫度的函數。因此,聚氯乙烯的相對分子質量與引發劑的濃度基本無關而僅決定聚

26、合溫度。 (2分)氯乙烯鏈自由基向單體的鏈轉移常數與溫度的關系如下 (R 8.31 J /mol·K)(2分)試求:聚合溫度為45時聚氯乙烯的平均聚合度? (5分)等摩爾的二元酸和二元醇經外加酸催化縮聚,試證明P從0.98到0.99所需的時間與從開始到P0.98所需的時間相近。等物質量的二元酸和二元醇,經外加酸催化縮聚的聚酯化反應中 時,所需反應時間 時,所需反應時間 所以 ,故P由0.98到0.99所需時間與從開始至P=0.98所需的時間相近。 (6分)寫出合成雙酚A型環氧樹脂預聚體及用乙二胺固化的化學反應方程式;合成雙酚A型環氧樹脂預聚體反應式:(3分) 雙酚A型環氧樹脂預聚體用

27、乙二胺固化的固化反應方程式;(3分)(2分)欲使1500g環氧樹脂(環氧值為0.2),用乙二胺為固化劑進行固化,試計算固化劑的用量。五、(10分,每錯一個方程式扣1分)以氯甲烷為溶劑、AlCl3為引發劑、水為共引發劑,寫出異丁烯陽離子聚合有關的基元反應方程式。 鏈引發反應:鏈增長反應:鏈轉移終止反應: 一、基本概念題(共10分,每題2分) 體型縮聚的凝膠點:體型縮聚中出現凝膠時的反應程度,記作 本體聚合:單體在少量引發劑作用下形成高聚物的過程。 引發劑的誘導分解:鏈自由基向引發劑的轉移反應。二、填空題(共20分,每空1分) 體型縮聚物有 環氧樹脂 、酚醛樹脂、 脲醛樹脂 和 不飽和聚酯樹脂 等

28、。 線型縮聚物有 PET樹脂、 PA-66樹脂、 PC 和 PA-1010樹脂 等 。 計算體型縮聚的凝膠點有 Carothers 方程和 Flory 統計公式。 引發劑的選擇原則是根據聚合實施方法選擇 引發劑種類 、 根據聚合溫度選擇 分解活化能適當的引發劑 、根據聚合周期選擇 半衰期適當的引發劑 。 本體聚合應選擇 油溶性 引發劑、乳液聚合應選擇 水溶性 引發劑。三、簡答題(共25分,每題5分,意義不完全者適當扣分) 界面縮聚的特點是什么? 界面縮聚是不平衡縮聚,需采用高反應活性的單體,反應可在低溫下進行,逆反應的速率很低,甚至為0。屬于不平衡縮聚。縮聚中產生的小分子副產物容易除去,不需要

29、熔融縮聚中的真空設備。同時,由于溫度較低避免了高溫下產物氧化變色降解等不利問題。 反應溫度低,相對分子質量高。 反應總速率與體系中單體的總濃度無關,而僅決定于界面處的反應物濃度.只要及時更換界面,就不會影響反應速率。聚合物的相對分子質量與反應程度、本體中官能團物質的量之比關系不大, 但與界面處官能團物質的量有關. 界面縮聚由于需要高反應活性單體,大量溶劑的消耗,使設備體積寵大,利用率低。因此,其應用受到限制。 為什么自由基聚合時聚合物的相對分子質量與反應時間基本無關,縮聚反應中聚合物的相對分子質量隨時間的延長而增大?自由基聚合遵循連鎖聚合機理:鏈增加反應的活化能很低,聚合反應一旦開始,在很短的

30、時間內(0.01s幾秒)就有成千上萬的單體參加了聚合反應,也就是生成一個相對分子質量幾萬幾十萬的大分子只需要0.01s幾秒的時間(瞬間可以完成),體系中不是聚合物就是單體,不會停留在中間聚合度階段,所以聚合物的相對分子質量與反應時間基本無關。而縮聚反應遵循的是逐步聚合機理:單體先聚合成低聚體,低聚體再聚合成高聚物。鏈增加反應的活化較高,生成一個大分子的時間很長,幾乎是整個聚合反應所需的時間,縮聚物的相對分子質量隨聚合時間的延長而增大。 甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、苯乙烯、馬來酸酐、醋酸乙烯、丙烯腈等單體分別與丁二烯共聚,試以交替傾向的次序排列上述單體,并說明原因。單體(M1)單體(M2) 甲基

31、丙烯酸甲酯丁二烯0.250.750.1875丙烯酸甲酯丁二烯0.050.760.038苯乙烯丁二烯0.581.350.783馬來酸酐丁二烯5.74×10-50.3251.86×10-5醋酸乙烯丁二烯0.01338.450.499丙烯腈丁二烯0.020.30.006根據 乘積的大小,可以判斷兩種單體交替共聚的傾向。即趨向于0 ,兩單體發生交替共聚;越趨于零,交替傾向越大。根據單體的、和值上述各單體與丁二烯產生交替共聚的次序為:馬來酸酐>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,每題1分)選擇正確答案填入( )中。 接技共

32、聚物可采用( )聚合方法。 逐步聚合反應 聚合物的化學反應 陽離子聚合 陰離子聚合 為了得到立構規整的1.4-聚丁二烯,1,3 丁二烯可采用( )聚合。 自由基聚合 陰離子聚合 陽離子聚合 配位聚合 工業上為了合成滌綸樹脂(PET)可采用( )聚合方法。 熔融縮聚 界面縮聚 溶液縮聚 固相縮聚 聚合度變大的化學反應是( ) PVAc的醇解 纖維素硝化 高抗沖PS的制備 離子交換樹脂的制備 表征聚合物相對分子質量的參數是( 、 ) t1/2 一、基本概念題(共10分,每題2分) 聚合物相對分子質量穩定化法:聚合物相對分子質量達到要求時,加入官能團封鎖劑,使縮聚物兩端官能團失去再反應的能力,從而達

33、到控制縮聚物相對分子質量的目的的方法。 體型縮聚的凝膠點:體型縮聚中出現凝膠時的反應程度,記作 乳化劑的親水親油平衡值HLB:根據乳化劑親油基和親水基對其性能的貢獻,給每一種乳化劑一個數值叫親水親油平衡值,用HLB來表示,它表示乳化劑的親水性能的大小。 本體聚合:單體在少量引發劑作用下形成高聚物的過程。 引發劑的誘導分解:鏈自由基向引發劑的轉移反應。二、填空題(共20分,每空1分) 體型縮聚物有 環氧樹脂 、酚醛樹脂、 脲醛樹脂 和 不飽和聚酯樹脂 等。 線型縮聚物有 PET樹脂、 PA-66樹脂、 PC 和 PA-1010樹脂 等 。 計算體型縮聚的凝膠點有 Carothers 方程和 Fl

34、ory 統計公式。 引發劑的選擇原則是根據聚合實施方法選擇 引發劑種類 、 根據聚合溫度選擇 分解活化能適當的引發劑 、根據聚合周期選擇 半衰期適當的引發劑 。 本體聚合應選擇 油溶性 引發劑、乳液聚合應選擇 水溶性 引發劑。三、簡答題(共25分,每題5分,意義不完全者適當扣分) 界面縮聚的特點是什么? 界面縮聚是不平衡縮聚,需采用高反應活性的單體,反應可在低溫下進行,逆反應的速率很低,甚至為0。屬于不平衡縮聚。縮聚中產生的小分子副產物容易除去,不需要熔融縮聚中的真空設備。同時,由于溫度較低避免了高溫下產物氧化變色降解等不利問題。 反應溫度低,相對分子質量高。 反應總速率與體系中單體的總濃度無

35、關,而僅決定于界面處的反應物濃度.只要及時更換界面,就不會影響反應速率。聚合物的相對分子質量與反應程度、本體中官能團物質的量之比關系不大, 但與界面處官能團物質的量有關. 界面縮聚由于需要高反應活性單體,大量溶劑的消耗,使設備體積寵大,利用率低。因此,其應用受到限制。 請指出在什么條件下自由基聚合反應速率與引發劑濃度c(I)的反應級數為: 0級; 0.5級; 0.51級; 1級 00.5級。答:: 熱聚合時,聚合速率與引發劑濃度無關。 雙基終止時,聚合速率對引發劑濃度為0.5級反應。 單、雙基終止兼而有之時,聚合速率對引發劑濃度為0.51級反應。 單基終止時,聚合速率對引發劑濃度為1級反應。

36、選用偶氮苯三苯甲烷引發劑時,聚合速率對引發劑濃度為00.5級反應。 為什么自由基聚合時聚合物的相對分子質量與反應時間基本無關,縮聚反應中聚合物的相對分子質量隨時間的延長而增大?自由基聚合遵循連鎖聚合機理:鏈增加反應的活化能很低,聚合反應一旦開始,在很短的時間內(0.01s幾秒)就有成千上萬的單體參加了聚合反應,也就是生成一個相對分子質量幾萬幾十萬的大分子只需要0.01s幾秒的時間(瞬間可以完成),體系中不是聚合物就是單體,不會停留在中間聚合度階段,所以聚合物的相對分子質量與反應時間基本無關。而縮聚反應遵循的是逐步聚合機理:單體先聚合成低聚體,低聚體再聚合成高聚物。鏈增加反應的活化較高,生成一個

37、大分子的時間很長,幾乎是整個聚合反應所需的時間,縮聚物的相對分子質量隨聚合時間的延長而增大。 何謂聚合物官能團的化學轉化?在聚合物官能團的化學轉化中,影響官能團轉化的因素是什么?官能團的轉化率一般為多少?答:由于高分子的化學反應是通過官能團的化學轉化而實現的,所以又可以將聚合物的化學反應稱為聚合物官能團的化學轉化。因為聚合物的化學反應的復雜性,官能團的轉化,一般為86.5%。這主要是因為擴散因素的影響、鄰近基團的影響和相鄰官能團成對反應的限制。 甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、苯乙烯、馬來酸酐、醋酸乙烯、丙烯腈等單體分別與丁二烯共聚,試以交替傾向的次序排列上述單體,并說明原因。單體(M1)單體(M

38、2) 甲基丙烯酸甲酯丁二烯0.250.750.1875丙烯酸甲酯丁二烯0.050.760.038苯乙烯丁二烯0.581.350.783馬來酸酐丁二烯5.74×10-50.3251.86×10-5醋酸乙烯丁二烯0.01338.450.499丙烯腈丁二烯0.020.30.006根據 乘積的大小,可以判斷兩種單體交替共聚的傾向。即趨向于0 ,兩單體發生交替共聚;越趨于零,交替傾向越大。根據單體的、和值上述各單體與丁二烯產生交替共聚的次序為:馬來酸酐>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,每題1分)選擇正確答案填入( )中。 接技共聚物可采用( )聚合

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