高分子化學(xué)期末考試試卷

1、一、根本概念題共10分,每題2分1 .聚合物相對分子質(zhì)量穩(wěn)定化法：聚合物相對分子質(zhì)量到達(dá)要求時,參加官能團(tuán)封鎖劑,使縮聚物兩端官能團(tuán)失去再反響的水平,從而到達(dá)限制縮聚物相對分子質(zhì)量的目的的方法.2 .體型縮聚的凝膠點：體型縮聚中出現(xiàn)凝膠時的反響程度,記作Pc3 .乳化劑的親水親油平衡值HLB:根據(jù)乳化劑親油基和親水基對其性能的貢獻(xiàn),給每一種乳化劑一個數(shù)值叫親水親油平衡值,用HLB來表示,它表示乳化劑的親水性能的大小.4.本體聚合：單體在少量引發(fā)劑作用下形成高聚物的過程.5 .引發(fā)劑的誘導(dǎo)分解：鏈自由基向引發(fā)劑的轉(zhuǎn)移反響.二、填空題共20分,每空1分1 .體型縮聚物有環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、月尿醛樹

2、脂和不飽和聚酯樹脂等.2 .線型縮聚物有PET樹脂、PA-66樹月旨、PC和PA-1010樹脂等.3 .計算體型縮聚的凝膠點有Carothers方程和Flory統(tǒng)計公式.4 .引發(fā)劑的選擇原那么是根據(jù)聚合實施方法選擇引發(fā)劑種類、根據(jù)聚合溫度選擇分解活化能適當(dāng)?shù)囊l(fā)劑、根據(jù)聚合周期選擇半衰期適當(dāng)?shù)囊l(fā)劑.5 .本體聚合應(yīng)選擇油溶性引發(fā)劑、乳液聚合應(yīng)選擇水溶性引發(fā)劑.三、簡做題共25分,每題5分,意義不完全者適當(dāng)扣分1 .界面縮聚的特點是什么？界面縮聚是不平衡縮聚,需采用高反響活性的單體,反響可在低溫下進(jìn)行,逆反響的速率很低,甚至為0.屬于不平衡縮聚.縮聚中產(chǎn)生的小分子副產(chǎn)物容易除去,不需要熔融縮

3、聚中的真空設(shè)備.同時,由于溫度較低防止了高溫下產(chǎn)物氧化變色降解等不利問題.反響溫度低,相對分子質(zhì)量高.反響總速率與體系中單體的總濃度無關(guān),而僅決定于界面處的反響物濃度.只要及時更換界面,就不會影響反響速率.聚合物的相對分子質(zhì)量與反響程度、本體中官能團(tuán)物質(zhì)的量之比關(guān)系不大,但與界面處官能團(tuán)物質(zhì)的量有關(guān).4界面縮聚由于需要高反響活性單體,大量溶劑的消耗,使設(shè)備體積寵大,利用率低.因此,其應(yīng)用受到限制.2 .請指出在什么條件下自由基聚合反響速率Rp與引發(fā)劑濃度c(I)的反響級數(shù)為：0級；0.5級；0.51級；(4)1級00.5級.答:：熱聚合時,Rpc(I)°,聚合速率與引發(fā)劑濃度無關(guān).雙

4、基終止時,Rpc(I)0.5,聚合速率對引發(fā)劑濃度為0.5級反響.單、雙基終止兼而有之時,RpCO)0"1,聚合速率對引發(fā)劑濃度為0.51級反響.單基終止時,Rpc,聚合速率對引發(fā)劑濃度為1級反響.選用偶氮苯三苯甲烷引發(fā)劑時,RpC(I)00.5,聚合速率對引發(fā)劑濃度為00.5級反響.3 .為什么自由基聚合時聚合物的相對分子質(zhì)量與反響時間根本無關(guān),縮聚反應(yīng)中聚合物的相對分子質(zhì)量隨時間的延長而增大？自由基聚合遵循連鎖聚合機(jī)理：鏈增加反響的活化能很低,Ep2034kJ/mol,聚合反響一旦開始,在很短的時間內(nèi)(0.01s幾秒)就有成千上萬的單體參加了聚合反響,也就是生成一個相對分子質(zhì)量幾

5、萬幾十萬的大分子只需要0.01s幾秒的時間(瞬間可以完成),體系中不是聚合物就是單體,不會停留在中間聚合度階段,所以聚合物的相對分子質(zhì)量與反響時間根本無關(guān).而縮聚反響遵循的是逐步聚合機(jī)理：單體先聚合成低聚體,低聚體再聚合成高聚物.鏈增加反響的活化較高,Ep60kJ/mol生成一個大分子的時間很長,幾乎是整個聚合反響所需的時間,縮聚物的相對分子質(zhì)量隨聚合時間的延長而增大.4 .何謂聚合物官能團(tuán)的化學(xué)轉(zhuǎn)化？在聚合物官能團(tuán)的化學(xué)轉(zhuǎn)化中,影響官能團(tuán)轉(zhuǎn)化的因素是什么？官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化率一般為多少？答：由于高分子的化學(xué)反響是通過官能團(tuán)的化學(xué)轉(zhuǎn)化而實現(xiàn)的,所以又可以將聚合物的化學(xué)反響稱為聚合物官能團(tuán)的化學(xué)轉(zhuǎn)化.

6、由于聚合物的化學(xué)反響的復(fù)雜性,官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化,一般為86.5%.這主要是由于擴(kuò)散因素的影響、鄰近基團(tuán)的影響和相鄰官能團(tuán)成對反響的限制.5 .甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、苯乙烯、馬來酸酊、醋酸乙烯、丙烯睛等單體分別與丁二烯共聚,試以交替傾向的次序排列上述單體,并說明原因.單體(M1)單體(M2)12r1r2甲基丙烯酸甲酯丁二烯0.250.750.1875丙烯酸甲酯丁二烯0.050.760.038苯乙烯丁二烯0.581.350.783馬來酸酊丁二烯5.74X10-50.3251.86X10-5醋酸乙烯丁二烯0.01338.450.499丙烯睛丁二烯0.020.30.006根據(jù)r12乘積的大小,可以判

7、斷兩種單體交替共聚的傾向.即r1上趨向于0,兩單體發(fā)生交替共聚；1七越趨于零,交替傾向越大.根據(jù)單體的1、2和1七值上述各單體與丁二烯產(chǎn)生交替共聚的次序為：馬來酸酎丙烯睛丙烯酸甲酯甲基丙烯酸甲酯醋酸乙烯苯乙烯.四、共5分,每題1分選擇正確答案填入中.6 .接技共聚物可采用聚合方法.逐步聚合反響聚合物的化學(xué)反響陽離子聚合陰離子聚合7 .為了得到立構(gòu)規(guī)整的1.4-聚丁二烯,1,3丁二烯可采用聚合.自由基聚合陰離子聚合陽離子聚合配位聚合8 .工業(yè)上為了合成滌綸樹脂PET可采用聚合方法.熔融縮聚界面縮聚溶液縮聚固相縮聚9 .聚合度變大的化學(xué)反響是PVAc的醇解纖維素硝化高抗沖PS的制備離子交換樹脂的制

8、備10 表征聚合物相對分子質(zhì)量的參數(shù)是、4r1t1/2vXn五、計算題共40分,根據(jù)題目要求計算以下各題1.15分苯乙烯在60c以過氧化二特丁基為引發(fā)劑,苯為溶劑進(jìn)行溶液聚合.當(dāng)單體苯乙烯的濃度cM=1mol/L,引發(fā)劑濃度cI=0.01mol/L時,引發(fā)和聚合的初速分別為4X10-11mol/L$和1.5X10-7mol/Ls.試根據(jù)計算判斷低轉(zhuǎn)化率下,在上述聚合反響中鏈終止的主要方式？真正終止和鏈轉(zhuǎn)移終止的比例？：60c時Cm=8.0X10-5,0=3.2X10-4,Cs=2.3X10-6,苯乙烯的密度為0.887g/mL,苯的密度為0.839g/mL.設(shè)苯乙烯-苯體系為理想溶液.解：c(

9、M)=1.0mol/L,c(I)=0.01mol/L117R=4.0X10mol/(Ls),Rp=1.5X10mol/(Ls)7=3750(2分)RP1.5X107v=-nR4.0X1011苯乙烯-苯體系為理想溶液,c(S)=104(1麗)儂988778=9.50mol/L苯乙烯60c時,動力學(xué)鏈終止完全是偶合終止,k2(2分)(1分)11c(l)c(S)=丁+CM+Cl+CSXnkVc(M)c(M)1540.0169.5+8.5X10+3.2X10X+2.3X10X(22X37501.01.0(5分)_-4_5_-6_-5_-4=1.33X10+8.5X10+3.2X10+2.18X10=2

10、.38X10(1分)Xn=4196偶合終止所占的比例為41.33X102.38X104X100%=56%(2分)轉(zhuǎn)移終止所占的比例為:8.5X105+3.2X106+2.18X1054X100%=44%(2分)2.38X102.共12分等摩爾比的乙二醇和對苯二甲酸于280c下進(jìn)行縮聚反響,已知平衡常數(shù)K=4.9.如果到達(dá)平衡時所得聚酯的Xn=15o并推導(dǎo)平衡常數(shù)K用縮聚反響中官能團(tuán)等活性理論的假定表示該縮聚反響,和平均聚合度Xn的關(guān)系式.試問此時體系中殘存的小分子水的摩爾分?jǐn)?shù)xH2O為多少?解：8分用縮聚反響中官能團(tuán)等活性理論的假定表示該縮聚反響:COOHHOk1k-1H2Ot=0t時平衡n0

11、nn0n0(n0-n)0nWn=n0(1-P)n°-n=n0Px(H2O)nwkin0k-15分,每錯處扣除1分式中n0Pnw起始羥基和竣基的官能團(tuán)數(shù)目;平衡時反響程度；-平衡時小分子水的分子數(shù).推導(dǎo)平衡常數(shù)K和平均聚合度Xn的關(guān)系式:(n°-n)?nWx(H2O)?P(1-P)2=x(H2O)?P?xn(3分)4分Xn11-P(1分)115=-1-PP=0.933(1分)Kx(H2O)二聲4.92=0.02330.933X152(2分)即體系剩余的小分子水的分?jǐn)?shù)xH2O=0.233.共13分甲基丙烯酸甲酯M1與苯乙烯M2,在60c下進(jìn)行自由基共聚合.請：r1=0.46,r2=0.52;10分畫出x'1X1曲線計算五個點.dcM13分為了得至k-=0.560組成比擬均一的共聚物應(yīng)采用dcM2何種投料方法?dc(M1)0dc(M2)0解:計算結(jié)果8分X100.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0X100.1560.2660.3510.4230.4900.5590.6290.7150.8291.0x；(A)