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1、 高分子化學(xué)課程試題答案試題編號:01(A)課程代號:2040301課程學(xué)時:56一、基本概念題(共15分,每題3分)1聚合物的化學(xué)反應(yīng)天然聚合物或由單體經(jīng)聚合反應(yīng)合成的聚合物為一級聚合物,若其側(cè)基或端基為反應(yīng)性基團,則在適當(dāng)?shù)臈l件下可發(fā)生化學(xué)反應(yīng),從而形成新的聚合物(為二級聚合物),由一級聚合物變?yōu)槎壘酆衔锏幕瘜W(xué)反應(yīng),謂之??s聚反應(yīng)含有兩個或兩個以上官能團的低分子化合物,在官能團之間發(fā)生反應(yīng),縮去小分子的同時生成高聚物的可逆平衡反應(yīng),謂之。3乳化作用某些物質(zhì)能降低水的表面張力,能形成膠束,膠束中能增溶單體,對單體液滴有保護(hù)作用,能使單體和水組成的分散體系成為穩(wěn)定的難以分層的乳液,這種作用謂
2、之。4動力學(xué)鏈長一個活性中心,從引發(fā)開始到真正終止為止,所消耗的單體數(shù)目,謂之。5引發(fā)劑半衰期引發(fā)劑濃度分解至起始濃度的一半所需的時間,謂之。二、填空題(共20分,每空1分)自由聚合的方法有本體聚合、懸浮聚合、溶液聚合和乳液聚合。逐步聚合的方法有熔融縮聚、溶液縮聚、界面縮聚和固相縮聚聚氨酯大分子中有氨基甲酸酯基、異氰酸酯基、脲基甲酸酯基和縮二脲基等基團。聚合反應(yīng)按反應(yīng)機理可分為連鎖聚合、逐步聚合、開環(huán)聚合和聚合物的化學(xué)反應(yīng)。聚合物按大分子主鏈的化學(xué)組成可分碳鏈聚合物、雜鏈聚合物、元素有機聚合物和無機聚合物。三、簡答題(共20分每題5分)1乳液聚合的特點是什么?以水為介質(zhì)價廉安全,乳液聚合中聚合
3、物的相對分子質(zhì)量可以很高,但體系的粘度可以很低,故有利于傳熱,攪拌和物料輸送,便于連續(xù)操作。聚合物膠乳可以作為粘合劑、涂料或表面處理劑等直接利用。用于固體聚合物時需要加電解質(zhì)破乳、水洗和干燥等工序,工藝過程較復(fù)雜,生產(chǎn)成本較懸浮聚合高。乳液聚合體系中基本上消除了自動加速成現(xiàn)象;乳液聚合的聚合速率可以很高,聚合物的相對分子質(zhì)量也很高。產(chǎn)品中的乳化劑難以除凈,影響聚合物的電性能。2乙烯進(jìn)行自由基聚合時,為什么得到低密度PE?寫出產(chǎn)生長支鏈和短支鏈有關(guān)的化學(xué)反應(yīng)方程式?原因:乙烯高溫、高壓自由基聚合時,聚乙烯鏈自由基向聚乙烯大分子的轉(zhuǎn)移反應(yīng)不能忽略,鏈轉(zhuǎn)移的結(jié)果使聚乙烯大分子產(chǎn)生長支鏈和C2C4短支
4、鏈。有關(guān)的化學(xué)反應(yīng)方程式:分子間轉(zhuǎn)移生成長支鏈:*CHCH2+ch2ch2CH2一CH3+CH2-CHCHCH+mCHCH?終-CHCHCH2CH2CH-qHCH2CH2CH2CH2CH2(支化PE)分子內(nèi)轉(zhuǎn)移生成C2C4短支鏈:“ch2ch2ch2-ch2CH2CH-CH3mCHCH22增長ch2chch2ch2CH2CH3CH2CHCH2CH2_CH2-CH2終止CH2CH3實驗證明,在高壓PE大分子中,平均每1000個碳原子內(nèi)有2030個乙基或正丁基短支鏈,有410個長支鏈。向大分子轉(zhuǎn)移和分子內(nèi)轉(zhuǎn)移是高壓PE支化的原因。3什么叫自由基?自由基有幾種類型?寫出氯乙烯自由基聚合時鏈終止反應(yīng)方
5、程式。共價鍵均裂,使均裂的兩部分各帶一個未成對獨電子(自由電子),這些帶有未成對獨電子的部分(原子、離子或基團)稱為自由基。自由基有三種:原子自由基、基團自由基和離子自由基。TOC o 1-5 h zR-CH。一CH+CH=CH-2Cl2Clrch=ch+ch3ChClCliRCH2CH2+CH2=CClClrch2chci+ch2=ChCl4何謂離子交換樹脂?寫出合成強酸型陽離子交換樹脂有關(guān)化學(xué)反應(yīng)方程式。nCH2=CH+mCH=CHch2-CH-CH-CH-CH-CHch2=chch2-CH-ch-CH-ch-CHCH2CHCH2CH-ch2-ch-ch-chCSC1CH2-CHYH,CH
6、+H2濃hNo;CH-CH.2.2so3hch2-ch-四、(共5分,每題1分)選擇正確答案填入()中。自由基共聚合可得到(、)共聚物。無規(guī)共聚物嵌段共聚物接技共聚物交替共聚物為了得到立構(gòu)規(guī)整的PP,丙烯可采用()聚合。自由基聚合陰離子聚合陽離子聚合配位聚合工業(yè)上為了合成聚碳酸酯可采用(、)聚合方法。 100 熔融縮聚界面縮聚溶液縮聚固相縮聚聚合度基本不變的化學(xué)反應(yīng)是()PVAc的醇解聚氨酯的擴鏈反應(yīng)高抗沖PS的制備環(huán)氧樹脂的固化表征引發(fā)劑活性的參數(shù)是(、)kp(t1/2kikd五、計算題(35分)(15分)用過氧化二苯甲酰(BPO)作引發(fā)劑,60C研究甲基丙烯酸甲酯的本體聚合。已知:C(偶合
7、終止系數(shù))=0.15;D(歧化終止系數(shù))=0.85;f=0.8;k=3.67X102L/mol.s;kd=2.0X10-6s-1;pdkt=9.30X106L/mol.s;c(I)=0.01mol/L;CM=1.85X10-5;CI=2X10-2;甲基丙烯酸甲酯的密度為0.937g./cm3;解:計算聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的平均聚合度X。nc(I)c(M)2分)k=1.08(2分)015+0.852c(M)=0.937x103=9.372分)kc(M)v二p2(fkk)1/2c(I)1/2dt3.67x102x9.372(0.8x2.0 x10-6x9.30 x106)1/2x(10-2
8、)1/2二4.46x1035分)X=4032n3分)112x102x102=+1.85x105+X1.08x4.46x1039.37n=2.08x104+1.85x105+2.3x105=2.48x10-4(15分)甲基丙烯酸甲酯(MJ與苯乙烯分)2),在60C下進(jìn)行自由基共聚合。已知:r1=0.46,r2=0.52;計算:(1)(10分)畫出xx曲線(計算五個點)。11(5分)起始單體投料比m1:m2=0.85:0.15(質(zhì)量比),聚合初期共聚物組成x=?1計算結(jié)果(8分)0.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0 x0.150.260.350.490.5106610.42
9、30590.620.710.829591-r1-0.52x,(A)二x(A)二l二二0.471(2分)112-r-r2-0.46-0.521285/100 x=185/100+15/104=0.8551分)rx2+xx0.46x0.8552+0.855x0.145x,11121rx2+2xx+rx20.46x0.8552+2x0.855x0.145+0.52x0.1452=0.7731112222分)00.20.40.60.81.0 x1圖xx曲線(2分)113(5分)欲使環(huán)氧樹脂(環(huán)氧值為0.2),用官能團等摩爾的二乙烯基三胺固化,用Carothers方程和Flory統(tǒng)計公式分別計算凝膠點Pc。(1)(3分)用Carothers方程計算凝膠點Pc:20二0.7(2分)用Flory統(tǒng)計公式計算凝膠點Pc:1(f-1)1.2c1(5-1)1/2_0.5六、寫出鏈引發(fā)反應(yīng)方程式(共5分,每錯一個方程式扣1分)將下列單體和引發(fā)劑進(jìn)行匹配(按單體逐個寫出),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?)。1.單體ch2=c(ch3)cooch32-引發(fā)劑BF3H2O1ABIN有關(guān)引發(fā)反應(yīng)如下:CH2=C
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