《高分子化學(xué)》模擬試卷(五)答案

1、高分子化學(xué)模擬試卷（五）答案一、基本概念題（共15分,每題3分） 連鎖聚合：連鎖聚合是指聚合反應(yīng)一旦開(kāi)始，反應(yīng)便可以自動(dòng)地一連串的進(jìn)行下去，生成一個(gè)大分子的時(shí)間是極其短暫的，是瞬間完成的，只需要0。01s到幾秒的時(shí)間。因此聚合物的相對(duì)分子質(zhì)量與時(shí)間的關(guān)系不大。但是，單體的轉(zhuǎn)化率是隨時(shí)間的延長(zhǎng)而提高的。這類聚合反應(yīng)稱為連鎖聚合。 正常聚合速率：在低轉(zhuǎn)化率（<5%10%）條件下，聚合速率遵循速率方程所表現(xiàn)的速率為正常聚合速率，隨聚合時(shí)間的延長(zhǎng)單體濃度和引發(fā)劑濃度降低，聚合速率降低。 向大分子轉(zhuǎn)移：鏈自由基向大分子奪取一個(gè)基團(tuán)，結(jié)果，鏈自由基終止為一個(gè)大分子，而原來(lái)的大分子變?yōu)橐粋€(gè)鏈自由基，這

2、就是鏈自由基向大分子的轉(zhuǎn)移反應(yīng)。 共聚物組成：在共聚過(guò)程中，先后生成的共聚物組成不一致，共聚物組成一般隨轉(zhuǎn)化率而變，存在著組成分布和平均組成的問(wèn)題。共聚物組成，包括瞬時(shí)組成、平均組成、序列排布。共聚物大分子鏈中單體單元的比例即為共聚物組成。 聚合物的老化：聚合物在使用或貯存過(guò)程中,由于環(huán)境的影響,性能變壞,強(qiáng)度和彈性降低,顏色變暗、發(fā)脆或者發(fā)粘等現(xiàn)象叫聚合物的老化。 二、（共10分，每錯(cuò)一處扣1分）選擇正確答案填入( )中。1.（本題1分）某工廠用PVC為原料制搪塑制品時(shí)，從經(jīng)濟(jì)效果和環(huán)境考慮，他們決定用（ ）聚合方法。 本體聚合法生產(chǎn)的PVC 懸浮聚合法生產(chǎn)的PVC 乳液聚合法生產(chǎn)的PVC

3、溶液聚合法生產(chǎn)的PVC（本題1分）為了提高棉織物的防蛀和防腐能力，可以采用烯類單體與棉纖維輻射技術(shù)或化學(xué)引發(fā)接枝的方法，最有效的單體是（ ） CH2=CH-COOH CH2=CH-COOCH3 CH2=CH-CN CH2=CH-OCOCH3 （本題1分）在乙酸乙烯酯的自由基聚合反應(yīng)中加入少量苯乙烯，會(huì)發(fā)生（ ） 聚合反應(yīng)加速； 聚合反應(yīng)停止； 相對(duì)分子量降低； 相對(duì)分子量增加。 (4分)丙烯酸單體在85下采用K2S2O8為引發(fā)劑，在水溶液中引發(fā)聚合，可制得的產(chǎn)品。若要制得的產(chǎn)品，在聚合配方和工藝上可采?。?）手段。 加入水溶液性相對(duì)分子質(zhì)量調(diào)節(jié)劑； 增加水的用量，降低單體濃度； 增加引發(fā)劑的用

4、量 提高聚合溫度。 （1分）為了改進(jìn)聚乙烯（PE）的粘接性能，需加入第二單體（ ） CH2=CH-COOH CH2=CH-COOCH3 CH2=CH-CN CH2=CH-OCOCH3 （1分）聚合物聚合度不變的化學(xué)反應(yīng)是（ ） 聚醋酸乙烯醇解 聚氨基甲酸酯預(yù)聚體擴(kuò)鏈 環(huán)氧樹(shù)脂固化 聚甲基丙烯酸甲酯解聚 （1分）聚合物聚合度變小的化學(xué)反應(yīng)是（ ） 聚醋酸乙烯醇解 纖維素硝化 環(huán)氧樹(shù)脂固化 聚甲基丙烯酸甲酯解散聚三、計(jì)算題（共40 分，根據(jù)題目要求，計(jì)算下列各題） （10分）尼龍-1010是根據(jù)“1010鹽”中過(guò)量的癸二酸控制相對(duì)分子質(zhì)量，如果要求尼龍-1010的相對(duì)分子質(zhì)量，試計(jì)算“1010鹽”

5、的酸值（）？并寫出有關(guān)的聚合反應(yīng)方程式。解：（4分）有關(guān)的聚合反應(yīng)方程式：（2分）（2分）（2分） （12分）用過(guò)氧化二苯甲酰BPO作引發(fā)劑，苯乙烯聚合時(shí)各基元反應(yīng)的活化能分別為。試比較溫度從50增至60時(shí)， 總反應(yīng)速率變化的情況？ 相對(duì)分子質(zhì)量變化情況？解： （共6分，每錯(cuò)一處扣1 分）總反應(yīng)速率變化的情況（共6分，每錯(cuò)一處扣1 分）相對(duì)分子質(zhì)量變化情況 (11分,每錯(cuò)一處扣1 分)示意畫出下列各對(duì)競(jìng)聚率的共聚物組成曲線，并說(shuō)明其特征。計(jì)算x1時(shí),低轉(zhuǎn)化率階段x2的值?情況123 510情況123特征非理想恒比一般理想非理想非恒比情況1四、問(wèn)答題（共4小題，共25分） (6分)氯乙烯、苯乙烯

6、、甲基丙烯酸甲酯聚合時(shí)，都存在自動(dòng)加速現(xiàn)象，三者有何差別？氯乙烯懸浮聚合時(shí)，選用半衰期適當(dāng)（例如）的引發(fā)劑或復(fù)合引發(fā)劑，基本上接近勻速反應(yīng)，解釋其原因。答：氯乙烯聚合體系為沉淀聚合體系。聚氯乙烯在氯乙烯中雖不溶解，但能溶脹，使活性中心包裹不深，加之聚氯乙烯大分子生成的主要方式是氯乙烯鏈自由基向氯乙烯單體的轉(zhuǎn)移反應(yīng)，所以自動(dòng)加速現(xiàn)象比一般的沉淀聚合體系產(chǎn)生的晚。選用半衰期適當(dāng)?shù)囊l(fā)劑或復(fù)合引發(fā)劑接近勻速反應(yīng)的原因是自動(dòng)加速速率和正常聚合速率的衰減正好互補(bǔ)。苯乙烯、甲基丙烯酸聚合體系為均相聚合體系，但由于單體對(duì)聚合物溶解性能的不同，聚合過(guò)程中，自動(dòng)加速現(xiàn)象出現(xiàn)的早晚和表現(xiàn)程度各不相同。苯乙烯是聚苯

7、乙烯的良溶劑，長(zhǎng)鏈自由基在其中處于比較伸展的狀態(tài)，轉(zhuǎn)化率到30%出現(xiàn)自動(dòng)加速現(xiàn)象。甲基丙烯酸甲酯是聚甲基丙烯酸甲酯的不良溶劑，長(zhǎng)鏈自由基在其中有一定的卷曲，轉(zhuǎn)化率達(dá)10%15%開(kāi)始出現(xiàn)自動(dòng)加速現(xiàn)象。 (7分)推導(dǎo)共聚物組成微分方程時(shí)有哪些假定？為什么該方程只能應(yīng)用于低轉(zhuǎn)化率的條件？并寫出共聚物組成微分方程。二元共聚物組成的微分方程是該方程是在以下假定條件下推導(dǎo)出來(lái)的： 鏈自由基的活性與鏈長(zhǎng)基本無(wú)關(guān)，僅決定于鏈自由基末端結(jié)構(gòu)單元的結(jié)構(gòu)； 共聚物聚合度很大，用于引發(fā)所消耗的單體遠(yuǎn)小于用于增長(zhǎng)所消耗的單體,引發(fā)和終止對(duì)共聚物組成無(wú)影響； 穩(wěn)態(tài)的假定，假定共聚反應(yīng)進(jìn)行了一段時(shí)間后,兩種鏈自由基的濃度都

8、不變,為定值,即自由基的生成速率與消失速率相等,體系進(jìn)入穩(wěn)態(tài),達(dá)到動(dòng)平衡。因?yàn)榉€(wěn)態(tài)的假定只有在低轉(zhuǎn)化率（<5%10%）時(shí)才成立，因此該方程只能適用于低轉(zhuǎn)化率情況。 (5分)試說(shuō)明離子交換樹(shù)脂在水的凈化和海水淡化方面的應(yīng)用?離子交換樹(shù)脂可以凈化水和使海水淡化,因?yàn)楫?dāng)水或溶液通過(guò)陽(yáng)離子交換樹(shù)脂后,水中的陽(yáng)離子Na+, Ca+2, Mg+2等進(jìn)入到樹(shù)脂上,樹(shù)脂上的H+進(jìn)入到水中或溶液中,因而,水中的陽(yáng)離子只剩下H+；而后再將水通過(guò)陰離子交換樹(shù)脂,水中的陰離子Cl-, CO-2, SO4-2等進(jìn)入到樹(shù)脂中,樹(shù)脂上的 -OH進(jìn)入到水中或溶液中,因而水中的陰離子只剩下-OH 從而使水凈化,海水淡化。

9、用離子交換樹(shù)脂處理過(guò)的水稱為去離子水,它在工業(yè)、實(shí)驗(yàn)室和鍋爐用水得到廣泛應(yīng)用。用離子交換樹(shù)脂處理水比用蒸餾方法效率高,設(shè)備簡(jiǎn)單,節(jié)約電能。 (7分)與自由基聚合相比較,試說(shuō)明離子聚合反應(yīng)在引發(fā)劑種類、單體結(jié)構(gòu)的特征和溶液劑性質(zhì)等三方面的特征?離子型聚合與自由基聚合都屬連鎖聚合的范疇,但兩者有很大差別。 引發(fā)劑種類自由基聚合的引發(fā)劑是易產(chǎn)生自由基的物質(zhì)如過(guò)氧化物,偶氮化合物。而離子聚合的引發(fā)劑是“酸”或“堿”等,易產(chǎn)生離子的物質(zhì)。 單體結(jié)構(gòu)自由基聚合的單體是含有弱的吸電子取代基和共軛取代基的烯類單體.陰離子聚合的單體是含有強(qiáng)的吸電子取代基和共軛取代基的烯類單體.陽(yáng)離子聚合的單體是含有強(qiáng)的推電子取代基和共軛取代基的烯類單體。 溶劑的性質(zhì)在自由基聚合中，溶劑的引入降低了單體濃度，從而降低了聚合速率；由于鏈自由基向溶劑的轉(zhuǎn)移反應(yīng)，降低了聚合物的相對(duì)分子質(zhì)量.在離子聚合中,溶劑的引入不僅降低了單體的濃度,還嚴(yán)重影響著增長(zhǎng)活性中心的形態(tài)和結(jié)構(gòu),從而影響聚合速率和聚合物的