中北大學(xué)高分子化學(xué)課程試題01B

1、中北大學(xué)高分子化學(xué)課程試題01B試題編號：01 (B)課程代號：課程學(xué)時：56一、基本概念（共14分，5. 2分,其余3分）聚合物的無規(guī)降解聚合物在熱的作用下,大分子鏈發(fā)生任意斷裂,使聚合度降低,形成低聚體,但單體收率很低(一般小于3%),這種熱降解稱為無規(guī)降解。體型縮聚反應(yīng)縮聚反應(yīng)體系中只要有一種單體是含有兩個以上官能團的化合物，縮聚反應(yīng)將向著三個方向發(fā)展生成體型縮聚物，生成體型縮聚物的縮聚反應(yīng)謂之。乳化劑能降低水的表面張力，對單體液滴起保護作用，能形成膠束，增溶單體，能使單體和水體系成為一種非常穩(wěn)定的難以分層的乳液的物質(zhì)。自由基共聚合反應(yīng)兩種或兩種以上單體混合物,經(jīng)引發(fā)聚合后,形成的聚合物

2、其大分子鏈中,含有兩種或兩種以上單體單元的聚合過程,稱為自由基共聚合反應(yīng),簡稱自由基共聚。引發(fā)劑含有弱鍵的化合物在熱的作用下共價鍵均裂，產(chǎn)生自由基的物質(zhì)。二、填空題（共20分，每空1分）自由聚合的單體有乙烯、氯乙烯、醋酸乙烯和甲基丙烯酸甲酯等。單體可分為乙烯及其衍生物、含有兩個或兩個以上官能團的小分子化合物和環(huán)狀化合物三大類。表征乳化劑性能的指標(biāo)是臨界膠束濃度、親水親油平衡值和三相平衡點。陰離子聚合的引發(fā)體系有堿金屬、堿金屬配合物和強堿等。某些聚合物按主鏈中含有的特征基團可命名為聚酯、聚酰胺、聚氨酯和聚醚等。 根據(jù)共聚物大分子鏈中單體單元的排列順序，共聚物分為無規(guī)共聚物、交替共聚物、嵌段共聚物

3、和接枝共聚物。三、簡答題（共20分，每題5分）乳化劑不參加聚合反應(yīng)，但它的存在對聚合反應(yīng)有很大影響，為什么?乳化劑雖不參加反應(yīng)，但能形成膠束，參與形成乳膠粒。而乳膠粒是乳液聚合反應(yīng)的場所。根據(jù)乳液聚合動力學(xué)方程可知，乳化劑用量大，形成的乳膠粒數(shù)N多，聚合反應(yīng)速率快，聚合物的平均聚合度大。什么叫聚合物相對分子質(zhì)量的多分散性？即使純粹的聚合物也是由化學(xué)組成相同，相對分子質(zhì)量不同的同系物組成的混合物。聚合物相對分子質(zhì)量的不均一性，稱其為相對分子質(zhì)量的多分散性。我們所說的聚合物的平均相對分子質(zhì)量具有統(tǒng)計平均的意義。何謂自動加速現(xiàn)象？并解釋產(chǎn)生的原因。在自由基聚合體系中，當(dāng)達到一定轉(zhuǎn)化率時，聚合體系中出

4、現(xiàn)聚合速率突然加快，聚合物的平均相對分子質(zhì)量也隨之增大的現(xiàn)象稱為自動加速現(xiàn)象。造成自動加速的原因是隨著反應(yīng)的進行，體系粘度漸增，鏈自由基由伸展?fàn)顟B(tài)變?yōu)榫砬鸂顟B(tài)，溶解性能變差，鏈段重徘受阻，活性中心被包埋，雙基終止困難變??；而此時，單體的擴散未受阻礙，鏈增長反應(yīng)不受影響，基本不變，增大，聚合速率增大，聚合物的平均相對分子質(zhì)量也隨之增大。 無規(guī)降解與聚合物的結(jié)構(gòu)有何關(guān)系?舉例說明哪些聚合物容易發(fā)生無規(guī)降解？寫出PE無規(guī)降解的化學(xué)反應(yīng)方程式?聚合物大分子鏈上凡含有容易轉(zhuǎn)移的氫原子的聚合物易發(fā)生無規(guī)降解。如PE、PP、PIB、PIP和PB等。PE無規(guī)降解的化學(xué)反應(yīng)方程式：四、（共40分）計算題答案1（

5、10分）醋酸乙烯在60以偶氮二異丁腈為引發(fā)劑進行本體聚合，其動力學(xué)數(shù)據(jù)如下：=1.1610-5s-1，=3700 L(mols)-1，=7.4107L(mols)-1，c(M)=10.86mol/L，c(I)=0.20610-3mol/L，CM=1.9110-4，偶合終止占動力學(xué)終止的90%，試求所得聚醋酸乙烯的。（2分）解：動力學(xué)鏈長。按=1計算，代入其它數(shù)據(jù)得：（1分）（3分）（C表示偶合終止占動力學(xué)終止的百分?jǐn)?shù)，D表示歧化終止占動力學(xué)終止的百分?jǐn)?shù)。）（3分）（1分）即聚醋酸乙烯的平均聚合度。（15分）苯乙烯（M1）與丁二烯（M2）在5下進行自由基乳液共聚合時，其=0.64，=1.38。已

6、知：苯乙烯和丁二烯的均聚鏈增長速率常數(shù)分別為49.0和25.1 L(mols)-1。請：計算共聚時的鏈增長反應(yīng)速率常數(shù)。比較兩種單體和兩種鏈自由基的反應(yīng)活性的大小。做出此共聚反應(yīng)的曲線。要制備組成均一的共聚物需要采取什么措施？解：(1分)共聚反應(yīng)的鏈增長速率常數(shù)(1分)(1分)丁二烯單體的=1.38,苯乙烯單體的=0.64。,說明丁二烯單體活性較大。表明苯乙烯鏈自由基的活性丁二烯鏈自由基的活性。(1分)=0.641，=1.381，r1r20.8821。(1分)兩種單體共聚屬非理想非恒比共聚取值列表如下計算結(jié)果(8分)x100.20.40.60.81.0x100.1510.3170.5050.7

7、261.0圖曲線(2分)(1分)欲得組成均勻的共聚物，可按組成要求計算投料比，且在反應(yīng)過程中不斷補加活潑丁二烯單體，以保證原料配比基本保持恒定。3.（6分）計算60苯乙烯乳液聚合速率和平均聚合度。已知：kp=176 L(mols)-1，c(M)=5.0mol/L，N=1.01015個/mL，=5.01012個/mLs4.（9分）等物質(zhì)的量的二元醇和二元酸進行縮聚，如平衡常數(shù)K=200，在密閉體系中反應(yīng)，不除去副產(chǎn)物水。問：反應(yīng)程度P和平均聚合度能達到多少？如羧基的起始濃度，要使，須將小分子水降低到怎樣的程度？解：（2分）(2分)（2分）要使必須采用敞開體系中，且P=1，此時有五、以偶氮二異丁腈為引發(fā)劑，寫出