高分子化学近百道填空题及50多题计算题和简答题(3)

2019-05-17 09:58

24.单体溶液浓度c(M)=0.2mol/L,过氧化物引发剂浓度c(I)=4.0×10-3mol/L,在60℃下加热聚合。如引发剂半衰期为

25.2.0 mol/L苯乙烯的二氯乙烷溶液,于25℃时在4.0×10-4 mol/L硫酸存在下聚合,计算开始时的聚合度。假如单体溶液中含有浓度为8.0×10-5 mol/L的异丙苯,那么聚苯乙烯的聚合度是多少?为便于计算,可利用下列数据。

参数: 数值 kp [L/(mol·S)] 7.6 kt1(s-1)自发终止 4.9×10-2 kt2(s-1)与反离子结合终止 6.7×10-3 ktr,M(L/mol·s) 1.2×10-1 Cs(25℃,在二氯乙烷中用异丙苯作转移剂) 4.5×10-2

=44h,引发剂效率f=0.8,kp=145L/mol·s,kt=7.0

×107 L/mol·s,欲达到50%转化率,需多长时间?

26.某单体于一定温度下,用过氧化物作引发剂,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f kd=2×10-9s-1,kp/kt1/2=0.0335(L·mol·s)1/2。若聚合中不存在任何链转移反应,引发反应速率与单体浓度无关,且链终止方式以偶合反应为主时,试计算:(11分)

(1)要求起始聚合速率(Rp)0>1.4×10-7mol/L·s,产物的动力学链长ν>3500时,采用引发剂的浓度应是多少?

(2)当仍维持(1)的(Rp)0,而ν>4100时,引发剂浓度应是多少?

27. 以BPO为引发剂,60゜C 下苯乙烯在苯中聚合,已知苯乙烯的浓度为400mol/L,BPO浓度为5×10-4mol/L,Kp=176L/(mol-s),Kd=3.24×10-6Lmol/s,Kt=3.58×107L/(mol.s);f=0.70求(1)引发速率和聚合反应速率;(2)动力学链长。

28.以硫酸为引发剂,使苯乙烯在惰性溶剂中聚合。若自发链终止速率

常数反映体系

=4.9×10-2s-1,向单体链转移的速率常数

=1.2×10-1L/mol·s,= 7.6L/mol·s,

中的单体浓度为200g/L。计算聚合初期聚苯乙烯的分子量。

29.100毫升无阻聚物存在的甲基丙烯酸甲酯中,加入0.0242克过氧化二苯甲酰,并在60℃下聚合。反应1.5小时后得到聚合物3克,用渗透压法测得其分子量为831500(已知60℃下BPO的半衰期为48小时,引发效率为0.81, Cl为0.02 , CM为0.1×104 ,甲基丙烯酸甲醋的密度为0 .930g/ /ml )。试求

( 1 )甲基丙烯酸甲酯在60 ℃ 下的kp2/kt值; ( 2 )在该温度下歧化终止和偶合终止所占的比例。

30.苯乙烯溶液浓度0.20 mol*L-1, 过氧类引发剂浓度为4.0?10-3mol*L-1, 在60℃下聚合,如引发剂半衰期44h, 引发剂效率f=0.80,kp=145 L*(mol*s)-1,kt=7.0?107 L*(mol*s)-1, 欲达到50%转化率,需多长时间?

31.醋酸乙烯在60°C下,以AIBN为引发剂进行本体聚合,其动力学数据如下:

Kd=1.1610-5S-1,Kp=3700升mol?S,Kt=7.4107升mol?S,【M】=10.86molL,

【I】=0.20610molL,CM=1.9110,偶合终止占双基终止的90%,试求出聚醋酸乙烯的数均聚合度。(f按1计算)

32.以BPO为引发剂,60℃时引发苯乙烯聚合,已知苯乙烯0.887g/cm3,引发剂用量为单体量的0.108%,引发剂效率为f=0.8,产物聚合度为2800,聚合速率为0.282*10-3mol/L在体系中自由基寿命г=0.86秒,试求欲达到50%转化率时,需要多少时间?

33.25℃在THF中,用n—C4H9Li作为引发剂引发丙烯腈聚合,已知单体浓度0.95mol/L,引发剂浓度为0.005mol/L,总体积为1L。

1) 若反应到3/4时用36mg水终止,求水终止的聚合物的平均分子量 2) 若聚合5s时,单体浓度为6.28×10-3mol/L,求10s时聚合速率和聚合度

34、2.0 mol/L苯乙烯的二氯乙烷溶液,于25℃时在4.0×10-4 mol/L硫酸存在下聚合,计算开始时的聚合度。假如单体溶液中含有浓度为8.0×10-5 mol/L的异丙苯,那么聚苯乙烯的聚合度是多少?为便于计算,可利用下列数据。 (10分)

-8

-4

参数: 数值 kp [L/(mol·S)] 7.6 kt1(s-1)自发终止 4.9×10-2 kt2(s-1)与反离子结合终止 6.7×10-3 ktr,M(L/mol·s) 1.2×10-1 Cs(25℃,在二氯乙烷中用异丙苯作转移剂) 4.5×10-2

35.已知过氧化二苯甲酰在60 ℃ 的半衰期为48 小时,甲基丙烯酸甲酯在60 ℃的kp2 / kt=1×10-2l ( mol . s )。如果起始投料量为每100ml 溶液(溶剂为惰性)中含20 克甲基丙烯酸甲酯和0.1克过氧化苯甲酰,试求 (1)10 %单体转化为聚合物需多少时间?

(2)反应初期生成的聚合物的数均聚合度(60 ℃ 下85 %歧化终止,15%偶合终止,f 按1 计算)。

36.用ABIN作引发剂(浓度为0。1mol/L),使苯乙烯在40℃下于膨胀计中进行聚合,用N,N-二苯基-N-2,4,6-三硝基苯肼自由基(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用量分别为0和8×10-5 mol·L-1时,诱导期分别为0和15min。

已知:ABIN在40℃时的半衰期t1/2=150h,试求ABIN的引发效率f。

37.以过氧化二苯甲酰作引发剂,在60℃进行苯乙烯聚合动力学研究,数据如下:

(1)60℃苯乙烯的密度为0.887g/mL (2)引发剂用量为单体重的0.109% (3)Rp=0.255×10-4 mol/ L·s (4)聚合度=2460 (5)f=0.80

(6)自由基寿命τ=0.82s

试求kd、kp、kt,建立三个常数的数量级概念,比较[M]和[M·]的大小,比较Ri、Rp、Rt的大小。全部为偶合终止,a=0.5(三)

38.将1.0×10-3mol萘钠溶于四氢呋喃中,然后迅速加入2.0mol的苯乙烯,溶液的总体积为1L。假如单体立即均匀混合,发现2000秒钟内已有一半单体聚合,计算在聚合了2000秒和4000秒时的聚合度。

39、把2.0×10mol的萘钠溶于THF中,然后迅速加入1mol的苯乙烯,溶液的

总体积为1L。假设单体立即均匀聚合,发现2000秒钟内已有一半单体聚合,计算:(1)聚合速率常数kp;(2)在聚合了2000秒和4000秒时的聚合度

-3

40.将苯乙烯加到萘钠的四氢呋喃溶液中,苯乙烯和萘钠的浓度分别为0.2mol/L和0.0001mol/L.在25下聚合5s , 测得苯乙烯的浓度为1.73×10ˉ1mol/L.试计算:

a. 增长速率常数 b. 10s的聚合速率 c.10s的数均聚合度

41.以C4H9Li为引发剂,环己烷为溶剂,合成SBS三嵌段共聚物。单体总量是600克,假定单体转化率为98%,当S/B=60/40 (质量比),数均分子量为1105g/mol.试计算苯乙烯和丁二烯各需要多少克,需要0.4mol/l的C4H9Li溶液多少ml?

42.苯乙烯(M1)与丁二烯(M2)在5℃下进行自由基乳液共聚时,其r1=0.64,r2=1.38。已知苯乙烯和丁二烯的均聚链增长速率常数分别为49和251l/(mol*s)。要求

(1)计算共聚时的反应速率常

(2)比较两种单体和两种链自由基的反应活性的大小 (3)做出此共聚反应的F1-f1曲线

(4)要制备组成均一的共聚物需要采取什么措施?

43.甲基丙烯酸甲酯的浓度为7mol·dm-3 ,5-乙基-2乙烯基吡啶浓度为2mol·dm-3,竞聚率r1=0.40 ,r2=0.6。(1)计算聚合共聚物起始物组成;(2)求共聚物组成与单体组成相同时两单体摩尔配比。

44、苯乙烯的浓度为6mol/L, 竞聚率r1 =0.80,异戊二烯的浓度为2mol/L,

r2=1.68,求聚合共聚物的起始组成(以摩尔分数表示),并写出共聚物瞬时组成与单体组成的定量关系。

45.氯乙烯(r1=1.67)与醋酸乙烯酯(r2=0.23)共聚,希望获得初始共聚物瞬时组成和85%转化率时共聚物平均组成为5%(摩尔分数)醋酸乙烯酯,分别求两单体的初始配比。

46.苯乙烯(M1)与丁二烯(M2)在5 ℃下进行自由基乳液共聚合时,其=0.64,=1.38。已知:苯乙烯和丁二烯均聚,链增长速率常数分别为49.0和25.1 L·(mol·s)-1。 请:(12分)

⑴ 计算共聚时的链增长反应速率常数。

⑵ 比较两种单体和两种链自由基的反应活性的大小。

⑶ 做出此共聚反应的曲线。

47.苯乙烯(M1)与丁二烯(M2)在进行自由基共聚合,其r1= 0.64, r2= 1.38。已知两单体的均聚链增长速率常数分别49和25.1 L/mol.s。

a) 计算共聚时的交叉增长反应速度常数; b) 比较两单体及两链自由基的反应活性的大小。

48.苯乙烯(M1)和丙烯酸甲酯(M2)在苯中共聚,已知r1=0.75,r2=0.20,[M1]=1.5mol/L, [M2]=3.0mol/L。作共聚物组成F1--f1曲线,并求起始共聚物的组成。

49、计算苯乙烯在60℃下乳液聚合的速率和聚合度。乳胶粒数=1.0?1015ml-1,[M]=5.0mol?L-1,?=5.0?1012个(ml?s)-1,p=176L(mol?s)-1 。

50、在一定条件下异丁烯聚合以向单体转移为主要终止方式,所得聚合物末端为不饱和端基。现有4g聚异丁烯,可恰好使6ml浓度为0.01mol/l的溴-四氯化碳溶液褪色。计算聚异丁烯的分子

量。

51.乳液聚合配方如下(理想体系):苯乙烯100g 水200g 过硫酸钾0.3g 硬脂酸钠5g。计算:

a、溶于水中的苯乙烯分子数(ml-1),已知:20℃溶解度为0.02g/100g水,阿佛伽德罗数NA=6.023?1023mol-1。

b、单体液滴数(ml-1)。条件:液滴直径1000nm,苯乙烯溶解和增溶量共2g,苯乙烯密度为0.9g?cm-3。

c、溶于水中的钠皂分子数(ml-1) ,条件:硬脂酸钠的CMC为0.13g?L-1,分子量为306.5。

d、水中胶束数(ml-1)。条件:每胶束由100个肥皂分子组成。 e、水中过硫酸钾分子数(ml-1) ,条件:分子量为270。

52、比较苯乙烯在60℃下本体聚合和乳液聚合的速率和聚合度。乳胶粒数=1.0?1015ml-1,[M]=5.0mol*L-1,?=5.0?1012个(ml*s)-1。两体系的速率常数相同:kp=176L(mol*s)-1, kt=3.6?107L(mol*s)-1。


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