77、等规聚合、规整的、不规整的
78、第IV副族到第VII副族的过渡金属元素化合物;TiCl3。第I到第III主族金属的化合物; Al(Et)3。
79、Ziegler型、p-烯丙基型、烷基锂型 80、TiCl3-AlEt2Cl、TiCl4-AlEt3 81、角张力、高 82、等规度、聚合活性
83、环的大小、环上取代基、构成环的元素 84、开环方式、链转移 85、逐步、阳离子和阴离子
86、磺酸根基团、氯甲基、季铵基团, 87、交联、嵌段、接枝、扩链 88、解聚、无规断链、取代基脱除
89、化降解、热降解、力化学降解、化学降解 答案
1-10:ABDA(CE) BDDDB 11-20:BAACA BCBCC 21-30:DCDBB BAABA 31-40:DACCA DDABB 41-50:CBBAB CB(ABD)BB 51-60:CCABC ACCBC 61-70:DAABB CADBA 71-77:ADDDC DC
答案
1.答案:(1)PE——聚乙烯
(2)PMMA——聚甲基丙烯酸甲酯
(3)ABS——丙烯睛-丁二烯-苯乙烯共聚物 (4)PVC——聚氯乙烯
(5)DPPH——1, 1-二苯基-2-三硝基-苯肼 2.答:(1)PP 聚丙烯 (2)PS 聚苯乙烯 (3)PVC 聚氯乙烯
(4)PBO 过氧化二苯甲酰 (5)AIBN 偶氮二异丁腈
3.答:-CH2-CH2- -CH2-CH-C6H5 -CH2-CH-Cl
4.答:单体 HOCH2CH2OH,HOOCCH===CHCOOH,结构单元(链节)—OCH2CH2—,—OCCH==CHCO—,重复单元—OCH2CH2·OCCH===CHCO—.
5.答:聚合物中化学组成相同的最小单位称为重复单元(又称重复结构单元或链节)。构成高分子链并决定高分子结构以一定方式连接起来的原于组合称为结构单元。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称为单体单元。能形成高分子化合物中结构单元的低分子化合物称为单体。高分子链中重复单元的重复次数称为聚合度。
6、答:根据预聚物性质与结构不同分为:无规预聚物和结构预聚物。
7、答:玻璃化温度及熔点是最重要的热转变温度。
玻璃化温度是聚合物从玻璃态到高弹态的热转变温度。受外力作用,玻璃态时的形变较小,而高弹态时的
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形变较大,其转折点就是玻璃化温度,可用膨胀计或热机械曲线仪进行测定。玻璃化温度是非晶态塑料(如聚氯乙烯、聚苯乙烯等)的使用上限温度,是橡胶(如顺丁橡胶、天然橡胶等)的使用下限温度。引入极性基团、位阻较大的芳杂环和交联是提高玻璃化温度的三大途径。
熔点是晶态转变成熔体的热转变温度。高分子结构复杂,一般聚合物很难结晶完全,因此往往有一熔融范围。熔点是晶态聚合物的使用上限温度。规整的微结构、适当极性基团的引入都有利于结晶,如低密度聚乙烯、等规聚丙烯、聚四氟乙烯、聚酰胺-66等。
在聚合物合成阶段,除平均分子量和分布外,玻璃化温度和熔点往往是需要表征的重要参数。
8.答案:(1) [ NH(CH2)5CO ]n
聚己内酰胺,单体为己内酰胺或氨基己酸 nH2N(CH2)5COOH→[ NH(CH2)5CO ]n 该反应是缩聚,逐步聚合
(2) [ CH2C(CH3)=CHCH2 ]n 聚异戊二烯,单体为异戊二烯
n CH2=C(CH3)CH=CH2→[ CH2C(CH3)=CHCH2 ]n 该反应是加聚,连锁聚合 (3)涤纶
聚对苯二甲酸乙二醇酯,单体为乙二醇和对苯二甲酸 该反应是缩聚,逐步聚合
9.答: 因为缩聚反应本质上是官能团之间的反应,只有官能团之间充分反映才能生成大分子故用反应程度才能描述出相对分子质量的大小
10、答:影响线形缩聚物聚合度的因素有:反应程度,平衡常数,基团数比,后者为控制因素,因此通过用控制基团数比来控制聚合度。
11.答案:因缩聚反应本质是官能团之间的反应,只有官能团之间充分反应才能生成大分子,故应用反应程度描述其反应过程。
12.答:反应程度与转化率根本不同。
转化率:参加反应的单体量占起始单体量的分数。是指已经参加反应的单体的数目。
反应程度:是参加反应的官能团数占起始官能团数的分数,用P表示。反应程度可以对任何一种参加反应的官能团而言是指已经反应的官能团的数目。
13.答:体形缩聚当反应进行到一定程度时,体系的粘度突然增大,出现凝胶,定义出现凝胶时的临界反应程度为凝胶点,以Pc表示。
产生凝胶的充分必要条件为1)有多官能度(f>2)的单体参加;2)体系的平均官能度大于2;3)反应程度达到凝胶点。
14.答:原料要尽可能纯净,单体按化学计量配制,尽可能提高反应程度,采用其他手段去除副反应。熔融聚合,溶液聚合,界面缩聚,固相缩聚。
15.答:熔融缩聚:
优 点:生产工艺过程简单,生产成本较低。可连续法生产直接纺丝。聚合设备的生产能力高。
缺 点:反应温度高,要求单体和缩聚物在反应温度下不分解,单体配比要求严格;反应物料粘度高,小分子不易脱除。局部过热可能产生副反应,对聚合设备密封性要求高。 适用范围:广泛用于大品种缩聚物,如聚酯、聚酰胺的生产。 溶液缩聚:
优点:溶剂存在下可降低反应温度,避免单体和产物分解,反应平稳易控制。 可与产生的小分子共沸或与之反应而脱除。聚合物溶液可直接用作产品
缺点:溶剂可能有毒,易燃,提高了成本。增加了缩聚物分离、精制、溶剂回收等工序。 生产高分子量产品时须将溶剂蒸出后进行熔融缩聚。
适用范围:适用于单体或缩聚物熔融后易分解的产品生产,主要是芳香族聚合物,芳杂环聚合物等的生产。 界面缩聚:优点:反应聚条件缓和,反应是不可逆的。对两种单体的配比要求不严格。 缺点:必须使用高活性单体,如酰氯。需要大量溶剂。产品不易精制。
适用范围:适用于气液相、液—液相界面缩聚和芳香族酰氯生产芳酰胺等特种性能聚合物。
16.答:
一适合阳离子聚合,CH3为供电子基团,CH3与双键有超共轭效应。 二适合阴离子和自由基聚合,两个吸电子基并兼有共轭效应。
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三可进行阳离子、阴离子和自由基聚合。因为共轭体系π电子的容易流动和极化
17.解:对烯类单体来说,其参加聚合的官能团部分绝大多数情况下是碳碳双键或叁键,碳碳双键或叁键的两个碳电负性相同,不会使电子云密度较大变化。大多数烯类单体的取代基的给电子或吸电子效应不是很强;自由基是电中性的,对其稳定作用没有太严格的要求,几乎所有取代基对自由基都有一定的稳定作用,因此发生自由基聚合的单体多。少数带有强电子效应取代基的单体,使碳碳双键或叁键的电子云密度发生较大变化,且取代基对生成的离子活性中心有很好的稳定作用,才能进行离子聚合。
18. 答案:电子效应和位阻效应均有利于头尾键接,因为头尾和头头键接活化能差为34—42KJ/MOL。又因为链自由基是平面结构,在平面上下进攻的几率各为50%,因而是无规的。
19.答:乙烯,丁二烯,苯乙烯,甲基丙烯酸甲酯
20.答、乙烯是烯类单体中结构最简单的单体,它没有取代基,结构对称,偶极距为0,不易诱导极化,聚合反应的活化能很高,不易发生聚合反应,提高反应温度可以增加单体分子的活性,已达到所需要的活化能,有利于反应的进行。
乙烯在常温常压下为气体,且不易被压缩液化,在高压250Mpa下,乙烯被压缩,使其密度近似液态烃的的密度,增加分子间的碰撞机会,有利于反应的进行。 纯乙烯在300℃一下是稳定的,温度高于300℃,乙烯将发生爆炸性犯戒,分解为C、H2和CH4等。 鉴于以上原因,乙烯进行自由基聚合须在高温高压的苛刻条件下进行。
21.答:不行,因为通过自由基聚合产生的烯丙基自由基为强共轭而稳定,不能增长为大分子,不能自由基聚合。同类单体如也不能通过自由基聚合而形成高相对分子质量聚合物,因为位组大而且易发生单体转移生成烯丙基稳定结构。
22.答.现已经明确两条规律:第一,在有自由基参加的聚合反应中,自由基活性是影响聚合反应速率的决定性因素;第二,在烯烃单体的自由基型链增长反应中,活泼单体产生的自由基不活泼,不活泼的单体产生的自由基活泼。因为苯乙烯活性很高,则其自由基的活性很低,而乙酸乙烯酯单体的活性很低,则其自由基活性很高。同时,各自的均聚反应的速率常数是由各自的自由基活性决定的,所以,苯乙烯的均居速率常数比乙酸乙烯酯低。
23.解:CH2=C(CH3)2适合阳离子聚合,CH3为供电子基团,CH3与双键有超共轭效应。 CH2=C(CN)COOR适合阴离子和自由基聚合,两个吸电子基并兼有共轭效应。
CH2= CHC6H5可进行阳离子、阴离子和自由基聚合。因为共轭体系π电子的容易流动和极化
24.答:CH2=C(C6H5)2:不能,两个苯基取代基位阻大小。 ClCH=CHCl:不能,对称结构。
CH2=C(CH3)C2H5:不能,二个推电子基,只能进行阳离子聚合。 CH3CH=CHCH3:不能,结构对称。
CH2=CHOCOCH3:醋酸乙烯酯,能,吸电子基团。 CH2=C(CH3)COOCH3:甲基丙烯酸甲酯,能。
CH3CH=CHCOOCH3 :不能,1,2双取代,位阻效应。 CF2=CFCl:能,结构不对称,F原子小。
25.答:对烯类单体来说,其参加聚合的官能团部分绝大多数情况下是碳碳双键或叁键,碳碳双键或叁键的两个碳电负性相同,不会使电子云密度较大变化。大多数烯类单体的取代基的给电子或吸电子效应不是很强;自由基是电中性的,对其稳定作用没有太严格的要求,几乎所有取代基对自由基都有一定的稳定作用,因此发生自由基聚合的单体多。少数带有强电子效应取代基的单体,使碳碳双键或叁键的电子云密度发生较大变化,且取代基对生成的离子活性中心有很好的稳定作用,才能进行离子聚合。
26.解: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。 4)反应过程存在平衡。无阻聚反应。
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27.答、引发
增长
终止
28.答: ⒈ 链引发
(1) 引发剂分解,生成初级自由基:
(2) 初级自由基与单体加成生成单体自由基:
⒉ 链增长
⒊ 链终止
向单体转移终止是氯乙烯聚合链终止的主要方式:
29.答: 偶
氮
二
异
丁
睛
;
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过氧化二苯甲酰
30.解:引发效率――它是指引发剂分解生成的自由基中能用于引发聚合的百分数。按此定义,只有笼蔽效应会影响引发效率。但许多情况下,在计算引发效率时并不对由于诱导分解造成的引发剂损失进行校正。把实际引发剂用量和起引发作用的引发剂量进行比较,所得的值称实际引发效率
笼蔽效应――由于初级自由基受溶剂分子包围,限制了自由基的扩散,导致初级自由基的偶合(或岐化)终止,使引发效率f 降低
诱导效应――它是指链自由基向引发剂的转移反应。原来的链自由基或简单自由基在形成稳定分子的同时,生成一个新的自由基。由于无偿的消耗了一个引发剂分子,故使实际引发效率降低
31.答:CH2=CHC6H5:AIBN, Na + 萘, BF3 + H2O都可以;
CH2=C(CH3)2: BF3 + H2O
CH2=CHCl:AIBN
CH2=C(CH3)COOCH3:AIBN, Na + 萘
32.答:AIBN(偶氮二异丁腈),BPO(过氧化二苯甲酰)---油溶性,过硫酸铵---水溶性,选择引发剂的方法是,首先,本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合选用油溶性引发剂,乳液聚合和水溶液聚合选用水溶性引发剂。要考虑一些引发剂对性能的影响,如过氧化引发剂易使聚合物着色,偶氮类引发剂有毒。最好选用半衰期与聚合时间相当的引发剂。
33答:在不考虑链转移反应的前提下,作了三个基本假定: ?等活性假定,即链自由基的活性与链长无关; ?稳态假定,即在反应中自由基的浓度保持不变; ?聚合度很大假定。
34.答:原因是由于体系粘度随转化率提高后,链段重排受到阻碍,活性端基甚至可能被包埋,导致链终止速率下降,但体系粘度还不足以妨碍单体扩散,链增长速率未受影响,所以导致加速显著。良溶剂可以减轻自动加速现象,不良溶剂将加重该现象,而沉淀剂使自动加速现象更加严重
35.答.现已经明确两条规律:第一,在有自由基参加的聚合反应中,自由基活性是影响聚合反应速率的决定性因素;第二,在烯烃单体的自由基型链增长反应中,活泼单体产生的自由基不活泼,不活泼的单体产生的自由基活泼。因为苯乙烯活性很高,则其自由基的活性很低,而乙酸乙烯酯单体的活性很低,则其自由基活性很高。同时,各自的均聚反应的速率常数是由各自的自由基活性决定的,所以,苯乙烯的均居速率常数比乙酸乙烯酯低。
36.答.在离子聚合反应过程中不会出现自动加速效应。
自由基聚合反应过程中出现自动加速现象的原因是:随着反应的进行,反应体系粘度不断增大,当体系粘度增大到一定程度时,双基终止受到阻碍,因而kt明显变小,链终止速率下降;但单体扩散速率几乎不受影响,kp下降很小,链增长速率变化不大,因此相对提高了聚合反应速率,出现自动加速现象。在离子聚合反应过程中由于相同电荷相互排斥,不存在双基终止,因此不会出现自动加速现象。
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