高分子化学练习题(2)

2018-12-08 19:05

39. 接枝共聚物的性能决定于主、支链的___组成结构__和____长度__以及___支链数___。

40. 活性点处于链的末端,聚合后将形成____嵌段共聚物_____;活性点处于链的中间,聚合后形成____接枝共聚物_____。 三、简答题

1. 写出下列各高分子化合物的俗名、结构式及合成反应式。

PE PVC PMMA PTFE PVAc PMA PS

2. 简述由两种单体进行混缩聚时,线型缩聚物分子量的有效控制方法。

答案:由两种单体进行混缩聚时,控制分子量的有效办法有两种:一种是使单体稍稍过量;另一种是在反应体系中加入一种单官能团物质,使其与大分子端基反应,起封端作用,即端基封闭,使反应程度稳定在一定数值数值上,制得预定聚合度的产物。

3. 试推导线形缩聚反应中聚合度与反应程度的关系式。 4. 写出概念:反应程度和转化率

答案:已经参加了反应的官能团与起始官能团的物质的量的比值即为反应程度。 已经参加了反应的反应物(单体)与起始反应物(单体)的物质的量的比值即 为转化率。

5. 写出概念:凝胶化过程和凝胶点

答案:凝胶化过程指体型缩聚反应中,当反应程度达到某一数值时,体系的黏度 回突然增加,突然转变为不溶、不熔、具有交联网状结构的弹性凝胶的过程。 此时的反应程度被称为凝胶点。

6.解释自由基聚合的自动加速现象

7. 推导自由基聚合动力学方程。并说明推导过程中作了哪些基本假定?聚合速率 与引发剂浓度平方根成反比,是哪一机理造成的。 8. 解释动力学链长和平均聚合度。

6

9. 说明乳液聚合优缺点。

10. 浓硫酸、磷酸、高氯酸、三氯代乙酸等强质子酸在非水介质中能引发烯类单体 阳离子聚合。但氢卤酸也是强质子酸,却不能作为阳离子聚合引发剂。简述为什么?

答案:因其酸根的亲核性太强,将与质子或阳离子结合成共价键,使链终止,因此,不能用作阳离子聚合引发剂。

11. 写出在离子聚合反应中,活性中心离子和反离子之间的几种结合形式。 答案:在离子聚合反应中,活性中心离子和反离子之间有以下几种结合形式:

共价键 接触离子对 溶剂分开离子对 自由离子

(紧对) (松对)

12. 说明Ziegler-Natta引发剂的组成及聚合原理。并简述其实际意义。

答案:Ziegler-Natta所用的引发剂通常由主引发剂和共引发剂两大组分构成,即 主引发剂是IV-VIII族过渡金属化合物和共引发剂I-III族金属有机化合物的络 合,单体配位而后插入聚合,产物呈定向立构。

可以使难以用自由基聚合和离子聚合的烯类单体聚合成高聚物,并且形成立构 规整聚合物。

13、简述α-烯烃配位阴离子聚合的特点。

答案:(1)单体首先在过渡金属上配位形成络合物;(2)反应是阴离子性质; (3)增长反应是经过四元环的插入过程;(4)单体的插入反应有两种可能的 途径:不带取代基的一端带负电荷,与过渡金属相连接,称为一级插入;带有 取代基一端带负电荷并与反离子相连,称为二级插入。 14. 配位聚合和定向聚合的概念。

15. 什么是降解和老化?并根据实际应用说明研究降解的目的。

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答案;降解是聚合物聚合度变小或分子量变小的化学反应的统称,包括解聚、无规断链、侧基和低分子物的脱除等反应。

老化:绝大多数高分子材料在大气环境中,浸在水或海水中、或埋在地下使用,在光、热、氧、水、化学介质、微生物等综合作用下,聚合物的化学组 成和结构会发生或浅或深的变化,物理性能也会相应变坏,如变色、发粘、变 脆、变硬、失去强度等,这些变化和现象统称老化。

研究降解的目的有二:其一是从降解达到有效利用的目的。如废塑料的菌解和三废处理等。另一是从老化角度来研究降解。以便提出防老化措施和耐老化聚合物的合成。 四、计算题(略)

主要参考讲课中涉及到的例题、教材中的例题和课后习题。 (注:大纲不要求的不必复习)。

五.其它习题

1. 计算60℃苯乙烯乳液聚合速率Rp和平均聚合度Xn。

已知:kp=176 L·(mol·s)-1,c(M)=5.0mol/L,N=1.0×1015个/mL,ρ=5.0×1012个/mL·s 2. 苯乙烯的聚合反应是在60℃下进行,采用过氧化二苯甲酰作引发剂,如果要求初期聚合反应速度Rp=2.5×10-4 mol / L·s,初期产物的平均聚合度Xn=1000时,试求引发剂的浓度c(I)=?不考虑链转移反应。 已知: BPO的分解速率常数为

kd=1.18×10e14-1.25×105RT(s-1),

f=1;

3 . 在一溶液聚合体系中,某单体浓度c(M)=0.2mol/L,某过氧化物引发剂浓度c(I)=4.0×10-3mol/L,60℃进行自由基聚合。已知kp=1.45×102L/mol·s,kt=7.0×107 L/mol·s,f=1,引发剂半衰期t1/2=44h。 ⑴ (6分)求初期聚合速率Rp? ⑵ (4分)初期动力学链长ν?

⑶ (4分)当转化率达50%时所需的时间?

解:1.

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Rkpc(M)?N?103p?2NA176?5.0?1.0?1015?103?6.023?10?7.31?10?42?23Xc(M)?N176×5.0×1.0×1015n=kp2ρ=2×5.0×1012=8.8×1042.

-1.24×105-1.24×105解: kd=1.18×1014eRT=1.18×1014e8.314×333=4.17×106s1

X2RPn=2?=R i2RP2×2.5×10-4Ri=X=1000=5.0×10-7mol/L?s

nf=1,Ri=2fkdc(I)

(I)=Ri2fk=5.0×10-7可得:c4.17×10-6=6.0×10-2mol/L d2×3. 解:⑴ 根据题意 c(M)=0.2mol/L,c(I)=4.0×10-3mol/L

由t12?44h, 可得

kln20.693d=t=3600=4.375×10-6 s-1(2分)

1/244×Rfkd12p=kp(k)12c(I)c(M)(2分) tR(1×4.37×10-612-31/2p=145×7.0×107)×(4.0×10)×0.2=4.58×10-6(mol/L?s)⑵ ν=kpc(M)2(fk?dkt)1/2c(I)1/2(2分) ν=145×0.22×(4.375×10-6×7.0×107)1/2×(4.0×10-3)1/2=13.1(2分)

9

c(M)0fkd1/2解:⑶ ln=kp()c(I)1/2?t t=c(M)ktlnc(M0)c(M)fkd1/2kp()c(I1)/2kt(2分)

t=ln20.693=105(s)=84.1(h)-6-6=3.03×4.375×101/22.29×10-31/21.45×102×()×(4.0×10)7.0×107

六、

1. 1,3-丁二烯配位聚合理论上有几种立体异构体? 并写出顺式-1,3-聚丁二烯和反式-1,3-聚丁二烯的结构式? 解:

1,3-丁二烯配位聚合后理论上有4种立体异构体:全同1,2-聚丁二烯 、间同-1,2聚丁二烯、顺式1,4-聚丁二烯和反式1,4-聚丁二烯。

⑴ 1,3-丁二烯1,2 加成聚合有全同1,2-聚丁二烯 、间同-1,2聚丁二烯 ⑵ 1,3-丁二烯1,4 加成聚合有顺式1,4-聚丁二烯 、反式1,4-聚丁二烯

n CH2 CH CH CH2 [ CH2 CH ]n3,4加成4 3 2 1 CH CH2(R)1,2加成[ CH2 CH2 ]nC C HH顺式1,4聚丁二烯-1,3n CH2 CH CH CH224 311,4加成[ CH2 HC C HCH2]n反式1,4聚丁烯-1,3H CH2 CH2HCH2 CH2H C CC CC CCH2CH2 H CH CH H H22 反式1,4聚丁二烯-1,3CH2CH2CH2 CH2CH2 CH2 CH2 CH2 C CC CC C H H H H HH 顺式1,4聚丁二烯-1,3

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