南昌航空大學(xué)2007年高分子化學(xué)試卷答案

1、 高分子化學(xué)課程試題答案一、基本概念題（共10分,每題2分）競聚率均聚與共聚鏈增長速率常數(shù)之比稱為競聚率界面縮聚反應(yīng)將兩種單體分別溶于兩種互不相溶的溶劑中,形成兩種單體溶液，在兩種溶液的界面處進(jìn)行縮聚反應(yīng)，并很快形成聚合物的這種縮聚稱為界面縮聚。陰離子聚合增長活性中心是帶負(fù)電荷的陰離子的連鎖聚合,稱為陰離子聚合。平均聚合度平均一個(gè)大分子鏈上所具有的結(jié)構(gòu)單元數(shù)目，稱為平均聚合度。阻聚劑某些物質(zhì)能與初級自由基和鏈自由基作用生成非自由基物質(zhì),或生成不能再引發(fā)單體的低活性自由基,使聚合速率為0,這種作用稱為阻聚作用。具有阻聚作用的物質(zhì),稱為阻聚劑。二、填空題（共20分,每空1分）1連鎖聚合包括自由基聚

2、合、陽離子聚合、陰離子聚合和配位陰離子聚_。連鎖聚合的全過程一般有鏈引發(fā)反應(yīng)、鏈增長反應(yīng)、鏈終止反應(yīng)和鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)等幾個(gè)基元反應(yīng)。環(huán)狀類單體主要有環(huán)醚類、環(huán)酰胺類、環(huán)酯類和環(huán)烯烴等幾類。4控制共聚物組成的方法有控制轉(zhuǎn)化率的一次投料法、補(bǔ)加活性單體方法。5.陽離子聚合機(jī)理的重要特征是快引發(fā)、快增長、易轉(zhuǎn)移和難終止?？s聚物按大分子形態(tài)可分為線型縮聚物和體型縮聚物兩類。三、簡答題（共20分，每小題5分）1按照大分子鏈的微觀結(jié)構(gòu)分類，共聚物分幾類？它們在結(jié)構(gòu)上有何區(qū)別？各如何制備？共聚物分為無規(guī)共聚物、交替共聚物、嵌段共聚物和接枝共聚物四種。無規(guī)共聚物中兩種單體單元無規(guī)排列，MM2連續(xù)的單元數(shù)不多；交替

3、共聚物中MM2兩種單體單元嚴(yán)格相間排列；嵌段共聚物由較長的M1鏈段和另一較長的M2鏈段構(gòu)成的大分子；接枝共聚物主鏈由一種（或兩種）單體單元構(gòu)成，支鏈由另一種（或另兩種）單體單元構(gòu)成。無規(guī)共聚物、交替共聚物可由自由基共聚合制備；嵌段共聚物可由陰離子聚合制備；接枝共聚物可由聚合物的化學(xué)反應(yīng)制備。2.乙烯進(jìn)行自由基聚合時(shí)，為什么需在高溫（130C280C）高壓（150MPa250MPa）的苛刻條件下進(jìn)行？乙烯是烯類單體中結(jié)構(gòu)最簡單的單體，它沒有取代基，結(jié)構(gòu)對稱，偶極矩為0,不易誘導(dǎo)極化,聚合反應(yīng)的活化能很高,不易發(fā)生聚合反應(yīng)；提高反應(yīng)溫度可以增加單體分子的活性,以達(dá)到所需要的活化能,有利于反應(yīng)的進(jìn)行

4、。乙烯在常溫、常壓下為氣體，且不易被壓縮液化，在高壓250MPa下,乙烯被壓縮,使其密度近似液態(tài)烴的密度,增加分子間的碰撞機(jī)會,有利于反應(yīng)的進(jìn)行。純乙烯在300C以下是穩(wěn)定的，溫度高于300C，乙烯將發(fā)生爆炸性分解，分解為C、H2和CH4等。鑒于以上原因，乙烯進(jìn)行自由基聚合時(shí)須在高溫、高壓的苛刻條件下進(jìn)行。3.甲基丙烯酸甲酯自由基聚合時(shí)鏈終止方式如何？并寫出甲基丙烯酸甲酯自由基聚合時(shí)歧化終止反應(yīng)方程式。甲基丙烯酸甲酯，由于空間位阻較大，以歧化終止為主,隨聚合溫度的升高,歧化終止的比例增加。甲基丙烯酸甲酯自由基聚合時(shí)，歧化終止反應(yīng)為CH3r-閒下+cooch3CH3RJ-CH-CH+cooch3

5、C3q-CH2-iRcooch3CH3CCHycooch3 i iCH3RCHqH+COOCH3CH2qCH；RCOOCH34.何謂重復(fù)單元，結(jié)構(gòu)單元，單體單元？寫出PET的重復(fù)單元和結(jié)構(gòu)單元。聚合物大分子中那些以共價(jià)鍵相互連接重復(fù)出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)單位稱為重復(fù)結(jié)構(gòu)單元（簡稱重復(fù)單元或鏈節(jié)）。重復(fù)單元中小的不可再分的與單體結(jié)構(gòu)有關(guān)的結(jié)構(gòu)單位稱為結(jié)構(gòu)單元。原子種類與數(shù)量與單體相同（化學(xué)組成相同），僅電子結(jié)構(gòu)有所改變的結(jié)構(gòu)單元稱為單體單元。PET的重復(fù)單元和結(jié)構(gòu)單元OCH2CH2O結(jié)構(gòu)單元結(jié)構(gòu)單元重復(fù)單元四、計(jì)算題（40分）1.（15分）以過氧化二苯甲酰（BPO）作引發(fā)劑，60C研究苯乙烯在苯中的聚合。已

6、知：苯乙烯溶液濃度為1.0mol/L,過氧化物的濃度為0.01mol/L,引發(fā)和聚合的初速分別為4.0X101mol/L.st和1.5X10-7mol/L.s。CmFOX1。-5；3.2X10-4;Cs=2.3X10-6;60C苯乙烯的密度為0.887g./mL；60C苯的密度為0.839g./mL；計(jì)算：（1）（2分）fkd。Ri=2fkdc(I)R4.02x10-11fk=i=2x10-9s-1(2分)d2c(I)2x0.01（13分）聚苯乙烯（PS）的平均聚合度Xn11c(I)-c=+C+C+C-XkvMIc(M)Sc(M)n(2分)(1分)R1.5x10-7v=-=3750八R4.02

7、x10-11(2分) （3分） 104c(M)78c(S)+=1887839104x178c(S)+=1887839(1分)(103-104/0.887)x0.839(4分)c(S)=78=949113.2x10-4x0.012.3x10-6x9.49=+8.0 x10-5+X2x375011n=1.33x10-4+8.0 x10-5+3.2x10-6+2.18x10-5=2.38x10-4(2分)X=4196n(1分)2.（共12分）工業(yè)上為了合成具有一定相對分子質(zhì)量的聚酰胺-1010,般先將癸二胺（M=172）和癸二酸（M2=202）制備成“1010鹽”，然后再進(jìn)行縮聚。現(xiàn)已知該“1010

8、鹽”為中性，因此另加1.0%（以單體總數(shù)計(jì)）mol的苯甲酸（M=122）作為官能團(tuán)封鎖劑控制聚酰胺-1010的相對分子質(zhì)量，若反應(yīng)程度P=0.998,請：（6分）寫出合成聚酰胺-1010有關(guān)的聚合反應(yīng)方程式。（2）（6分）計(jì)算該聚酰胺-1010的數(shù)均相對分子質(zhì)量M。n解：1.寫出合成聚酰胺-1010有關(guān)的聚合反應(yīng)方程式。制備“1010鹽”H2N(CH2)10NH2+HOOC(CH2)8COOH*&H3N(CH2)10NH3-OOC(CH2)8COO(2分)“1010鹽”為中性，意味著-NH2=-COOH）,則加入單官能團(tuán)化合物苯甲酸做相對分子質(zhì)量穩(wěn)定劑,控制尼龍1010的相對分子質(zhì)量：GnH3

9、N（CH2）10NH3OOC（CH92)8COOHH=N(CH2)10N_c_(CH2)8_CtnOH(2分)HTn（CH2）ioN-C-（CH2）8-CtnOH+CCOOH魚N（CH2）ioN丄叫丄。H+h2o（2分）1分）（1分）2.計(jì)算該聚酰胺-1010的數(shù)均相對分子質(zhì)量Mn1+r1+r一2rPNr=aN+2Nn3.（8分）1+r1+r一2rP1+0.9801+0.980-2x0.980 x0.998=83（2分）XxM+端基相對分子質(zhì)量=83x169+122=14149n苯乙烯（MJ與丁二烯（M2）,在5C下進(jìn)行自由基共聚合。（2分）已知：M、M2均聚鏈增長速率常數(shù)分別為49.0和25

10、.1L/mol.S；叫與M2共聚、M2與叫共聚鏈增長速率常數(shù)分別為76.6和18.2L/mol.s；起始投料比m1:m2=1:8（質(zhì)量比）。請：計(jì)算聚合初期共聚物組成F1=？k49.0解：r=寸=0.64（2刀）1k76.612k25.1r=芳=1.382k18.221（2分）1/104（1分）0.64x0.0612+0.061x0.939O.MxO.0612+2x0.061x0.939+1.38x0.9392_44bb4.(5分)鄰苯二甲酸酐和甘油摩爾比為1.50:0.98，試分別用Carothers方程和Flory統(tǒng)計(jì)公式計(jì)算下列混合物的凝膠點(diǎn)P。c(2分)Carothers方程計(jì)算:22P=0.844cf2.37-2(nf)2x0.98x3f=c_c=2.37n+n1.50+0.98Bc(3分)Flory統(tǒng)計(jì)公式計(jì)算：設(shè)鄰苯二甲酸酐為B、甘油為AfBfC3x0.98因無A所以p=1r=0.98fA2x1.5011P=0.714Cr+r(f-2)1/20.98+0.98(3-2)1/2c五、寫出鏈引發(fā)反應(yīng)方程式(共10分)將下列單體和引發(fā)劑進(jìn)行匹配(按單體逐個(gè)寫出)，寫出可能發(fā)生的鏈引發(fā)反應(yīng)方程式并指出聚合反應(yīng)類型(自由基聚合?陽離子聚合?陰離子聚合?)。單體CH=CH-CHTOC o 1-5 h z265引發(fā)劑BPO(2)Na+(3)BF+HO(4)