高分子化學(xué)作業(yè)-1參考答案

1、1、寫出下列單體的聚合反應(yīng)式、以及單體、聚合物的名稱。a. CH 2=CHF b. CH 2=C(CH 3)2 c. HO(CH 2)5COOHd. CH 2CH 2CH 2O e. NH 2(CH 2)6NH 2 +HOOC(CH 2)4COOHCH2=CHF聚合反應(yīng)式:nCH2聚合反應(yīng)式:nCH2=CHF單體名稱：氟乙烯聚合物名稱：聚氟乙烯CH 2=C(CH 3)2聚合反應(yīng)式:nCH2聚合反應(yīng)式:nCH2=C(CH3)2-CH2-C(CH3)2-n單體名稱：異丁烯聚合物名稱：聚異丁烯【注意】習(xí)慣稱“異丁烯”，最好不要稱“ 2甲基丙烯” (“1, 1二甲基乙烯”更規(guī)范)HO(CH 2)5CO

2、OH聚合反應(yīng)式：nHO(CH2)5COOH -O(CH5co n + (n-DWO單體名稱：6羥基己酸聚合物名稱：聚6-羥基己酸CH 2CH2CH2O TOC o 1-5 h z II HYPERLINK l bookmark8 o Current Document n CH2CH2CH2O -CH2CH2CH2On聚合反應(yīng)式：n單體名稱：1,3-環(huán)氧丙烷/氧雜環(huán)丁烷/ 丁氧環(huán)聚合物名稱：聚 1,3-環(huán)氧丙烷/聚氧雜環(huán)丁烷/聚丁氧環(huán)/IUPAC :聚氧化亞丙基(高 分子化學(xué)潘才元著)/聚氧化丙撐(稱“環(huán)丙醛”和“聚亞丙基醒”有一定道理，但較少見，最好不這樣命名) 【注意】CH2-CH -CH

3、3(環(huán)氧丙烷)ONH 2(CH 2)6NH 2 +HOOC(CH 2)4COOH聚合反應(yīng)式：nNH2(CH2)6NH2 + nHOOC(CH2)4COOH- NH(CH2)6NH-OC(CH2)4CO n+ (2n-1 ) H2O單體名稱：己二胺(NH 2(CH 2)6NH 2 )己二酸(HOOC(CH 2)4COOH )聚合物名稱：聚己二酰己二胺/尼龍一662.寫出下列聚合物的一般名稱，單體和聚合反應(yīng)式，這些聚合反應(yīng)屬于加聚還是縮聚，連鎖聚合還是逐步聚合？CH3(1)-(- CH2-C COOCH 3二 CH2-CH -：OCOCH 3一 NH(CH2)6NHCO(CH 2)4CO廠NH(C

4、H2)5CO一:二 CH2-C=CH-CH 2CH 3【解答】(1)聚合物名稱：聚甲基丙烯酸甲酯單體：CH3CH2=CHCOOH聚合反應(yīng)式：CH 3CH 3IIn CH2=CHCOOH -CH2： nCH3反應(yīng)類型：加聚反應(yīng)，連鎖聚合(2)聚合物名稱：聚醋酸乙烯酯 單體：CH2=CH-OCOCH3聚合反應(yīng)式：n CH2=CH-OCOCH 3CH2-CH| nOCOCH3反應(yīng)類型：加聚反應(yīng)，連鎖聚合(3)聚合物名稱：聚已二酰已二胺(尼龍一6, 6)單體&聚合反應(yīng)式：H2N(CH2)6NH2 和 HOOC(CH2)4COOHn H2N(CH2)6NH2 + n HOOC(CH2)4COOH- H

5、HN(CH2)6NH-OC(CH2)4CO OHn+ (2n + 1)H2O反應(yīng)類型：縮聚反應(yīng)，逐步聚合(4)聚合物名稱：聚己內(nèi)酰胺 單體&聚合反應(yīng)式：HN(CH2)5COHN(CH2)5CO 一 十HN(CH2)5CO/ 或 H2N(CH2)5COOHn H2N(CH2)5COOH- -HN(CH2)5CO | n + (n - 1)H2O反應(yīng)類型：縮聚反應(yīng)逐步聚合(己內(nèi)酰胺開環(huán)聚合，以水-酸作催化劑)or ：連鎖聚合(己內(nèi)酰胺開環(huán)聚合，以堿作催化劑)or ：逐步聚合(氨基己酸途徑)【注意】本題較多同學(xué)未指定條件。再者反應(yīng)前后鍵的連接方式類似脫出小分子的縮聚, 而不是雙鍵變?yōu)閱捂I的加聚模式。

6、(5)聚合物名稱：聚異戊二烯單體&聚合反應(yīng)式：CH3Ich2=c-ch=ch2CH3CH3CH3n CH2=C-CH=CH 2 -CH-C=CH-CH 2 一反應(yīng)類型：加聚反應(yīng)，連鎖聚合3,下列烯類單體適于何種聚合機(jī)理：自由基聚合，陽(yáng)離子聚合或陰離子聚合 ？并說(shuō)明理由CH 2=CHClCH 2=CCl 2CH 2=CHCNCH 2=C(CN) 2CH 2=CHCH 3CH 2=C(CH 3)2CH 2=CHC 6H5CF2=CF 2CH 2=C(CN)COORCH 2=C(CH 3)-CH=CH 2【解答】(1) CH 2=CHCl自由基聚合。Cl原子吸電，同時(shí)共軻，但都較弱。 CH 2=CC

7、l 2自由基聚合，陰離子聚合。兩個(gè) Cl原子在同一個(gè)C上，使得極化程度增加。CH 2=CHCN自由基聚合，陰離子聚合。一CN是強(qiáng)吸電基，明顯共軻。CH 2=C(CN) 2陰離子聚合。兩個(gè)-CN在同一個(gè)C上，使得雙鍵電子云密度降低很多，也使得陰離子增長(zhǎng) 種共輾穩(wěn)定。CH 2=CHCH 3不按照所指三種方法聚合。雙鍵電子云密度較大， 不利于自由基進(jìn)攻；自由基易轉(zhuǎn)移形成烯丙基型穩(wěn)定自由基，故不易自由基聚合。另外，甲基是弱供電基，形成二級(jí)碳陽(yáng)離子太活不穩(wěn)定，副反應(yīng)嚴(yán)重，不能陽(yáng)離子聚合?？梢耘湮痪酆?。CH 2=C(CH 3)2陽(yáng)離子聚合。兩個(gè)CH3在同一個(gè)C上，且與雙鍵形成超共軻。 CH2=CHC 6H

8、 5三種聚合。共軻體系，兀電子云易極化易流動(dòng)。CF 2=CF 2自由基聚合。F原子體積?。唤Y(jié)構(gòu)對(duì)稱。CH 2=C(CN)COOR自由基聚合，陰離子聚合。雙吸電基，明顯共軻。CH 2=C(CH 3)-CH=CH 2三種聚合。共軻體系，兀電子云易極化易流動(dòng)。4.判斷下列烯煌能否進(jìn)行自由基聚合，并說(shuō)明理由.CH2=C(C 6H5)2ClHC=CHClCH 2=C(CH 3)C2H5CH 3CH=CHCH 3CH 2=C(CH 3)COOCH 3CH 2=CHOCOCH 3 CH 3CH=CHCOOCH 3【解答】(1)不能通過自由基聚合得到高分子量聚合物。同碳雙取代，且空間位阻極大。只形 成二聚體。

9、(2)不能通過自由基聚合得到高分子量聚合物。1, 2二取代，且空間位阻很大。 (3)不能通過自由基聚合得到高分子量聚合物。雙鍵電荷密度大，不利于自由基進(jìn)攻；且易轉(zhuǎn)移形成穩(wěn)定的烯丙基型自由基。(4)不能通過自由基聚合得到高分子量聚合物。結(jié)構(gòu)對(duì)稱，極化程度低，位阻較大； 且易向單體轉(zhuǎn)移形成穩(wěn)定的烯丙基型自由基。(5)能通過自由基聚合得到高分子量聚合物。1, 1二取代，CH3體積較小，還用共軻效應(yīng)。(6)能通過自由基聚合得到高分子量聚合物。取代基具有共軻效應(yīng)。(7)不能通過自由基聚合得到高分子量聚合物。1, 2二取代，且空間位阻很大。5.以過氧化二特丁基作引發(fā)劑,在60c下研究苯乙烯聚合.苯乙烯溶液

10、濃度(1.0mol/L),過氧化物(0.01mol/L),引發(fā)和聚合的初速分別為4.0 x 10-11和1.5 x 10-7mol/L.S.試計(jì)算fkd,初期聚合度，初期動(dòng)力學(xué)鏈長(zhǎng).(計(jì)算時(shí)采用下列數(shù)據(jù)和條件：Cm=8.0X10-5,C=3.2 X 10-4, C s=2.3 X 10-6 ； 60 c下苯乙烯密度為0.887g/mL, 60 C下苯的密度為0.839g/mL,設(shè)苯乙烯-苯體系為理想溶液.)【解答】依題意，有:M=1.0 mol/L; I=0.01 mol/L;-5Cm-5Cm =8.0 10 ;-4Ci=3.2 10 ;-6Cs=2.3 10-11-7Ri =4.0 10 m

11、ol/L S; Rp=1.5 10 mol/L S;.Ri=2fkdIfkdRi布-114.0 102 0.01_ _. -9 _ 12.0 10 (S )fkdRi布-114.0 102 0.01_ _. -9 _ 12.0 10 (S )(2)S1Xn(1 104/887) 839789.5 mol/L1 八 八I小網(wǎng) CM CICS(Xn) 0MM1一 CmCi1】一Cs(雙基偶合終止；有鏈轉(zhuǎn)移2(Rp/Ri)MM1-5-4 0.01-6 9.57 8.0 103.2 102.3 10 -2(1.5 10- /4.0 10- )1.01.00.000243Xn 4115_-7-11(Rp

12、/Ri) 1.5 10 /4.0 1037506.試述高分子化學(xué)發(fā)展有幾個(gè)時(shí)期及發(fā)展方向 【解答】?jī)H供參考高分子化學(xué)的發(fā)展大致可以分為四個(gè)階段：第一階段：為19世紀(jì)30年代20世紀(jì)20年代，對(duì)天然高分子的利用、加工及 改性時(shí)期，是高分子化學(xué)的萌芽期。當(dāng)時(shí)雖然沒有高分子的概念，但是淀粉、纖維素、天然橡膠、絲、毛等天然 高分子已經(jīng)廣泛應(yīng)用于人們的日常生活。19世紀(jì)后期，人們就設(shè)法利用化學(xué)方法來(lái)改變天然高分子材料的性質(zhì)，使更適用于應(yīng)用的需要。1838年-1851年在英 國(guó)和美國(guó)先后建立了天然橡膠的硫化工廠，開始生產(chǎn)橡皮和硬橡膠。1868年開始了硝酸纖維素（賽璐珞）等工業(yè)的生產(chǎn)。二十世紀(jì)初開始了醋酸纖

13、維素的生產(chǎn)。 第二階段：是19世紀(jì)20年代20世紀(jì)40年代，是高分子化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)興起和 發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期。彳惠國(guó)科學(xué)家Staudinger于1917年提出了 “高分子化合物是由以共價(jià)鍵連接 的長(zhǎng)鏈分子所組成”的猜想，并于 1932年得到公認(rèn)，并在此基礎(chǔ)上建立了 “高 分子科學(xué)”。這一時(shí)期大量經(jīng)由縮聚和合自由基聚合的聚合物得到工業(yè)化，縮聚 和自由基聚合奠定了早期高分子化學(xué)的基礎(chǔ)。從1907年建立了第一個(gè)小型酚醛樹脂廠算起，便開始了合成高分子時(shí)期1927年左右開始了第一個(gè)熱塑性高分子聚氯乙烯的商品化生產(chǎn)，但是到了 30年代才為真正的發(fā)展時(shí)期。聚苯乙烯、聚醋酸乙烯酯、聚甲基丙烯酸甲酯等 都是在這一時(shí)期

14、相繼開始工業(yè)生產(chǎn)。合成橡月$中，1931年已經(jīng)出現(xiàn)了氯丁橡膠，1932年出現(xiàn)了第一個(gè)合成橡膠 廠-丁鈉橡膠工廠，1940 -1942年，先后生產(chǎn)了丁基橡膠和丁苯橡膠。30年代后期，合成纖維也發(fā)展起來(lái)，如1938年尼龍66開始了工業(yè)化生產(chǎn)。1942年出現(xiàn)了不飽和聚酯、1943年出現(xiàn)了有機(jī)硅樹脂，1947年出現(xiàn)了環(huán)氧 樹脂，但是聚碳酸酯（1957年）、聚酰亞胺（1964年）和聚碉（1965年）的出 現(xiàn)才標(biāo)志著工程塑料工業(yè)的建立。第三階段：是20世紀(jì)50年代20世紀(jì)60年代，是高分子化學(xué)快速發(fā)展的時(shí)期。19531954年，Zigler-Natta 等發(fā)明了有機(jī)金屬引發(fā)體系，合成了高密度聚 乙烯和等規(guī)

15、聚丙烯，開拓了高分子合成的新領(lǐng)域。這一時(shí)期，聚烯燒、合成纖維 如聚丙烯月青纖維（1950）、滌綸纖維（1953年）、聚丙烯纖維（1957年）相繼投 入生產(chǎn)。40年代初出現(xiàn)的高分子復(fù)合材料、工程塑料和特殊高分子，在 60年代 也得到了快速發(fā)展。這一時(shí)期，離子聚合、配位聚合、溶液聚合發(fā)展極快，高分 子全面繁榮。第四階段：是20世紀(jì)70年代至今，高分子化學(xué)學(xué)科更趨于成熟，進(jìn)入新的時(shí)期。這一時(shí)期，新的聚合方法如活性/可控自由基聚合、基團(tuán)轉(zhuǎn)移聚合、易位聚 合等新的聚合技術(shù)出現(xiàn)，新型聚合物如星型結(jié)構(gòu)、樹枝狀聚合物、超支化聚合物、 新型接枝和嵌段共聚物、無(wú)機(jī)-有機(jī)雜化聚合物不斷涌現(xiàn)?，F(xiàn)在人們更重視新的 合成

16、技術(shù)的應(yīng)用和高性能聚合物、功能高分子、特種高分子的研究與開發(fā)。高分子化學(xué)的發(fā)展方向.對(duì)通用高分子的改進(jìn)和推廣通過化學(xué)共聚、交聯(lián)、大分子基團(tuán)反應(yīng)、物理共混、填充、增強(qiáng)、增塑和復(fù)合等途徑對(duì)通用高分子進(jìn)行改性。在工業(yè)上，趨向于實(shí)現(xiàn)大型化、連續(xù)化、自動(dòng)化、高速化、高效化及定向化， 以達(dá)到節(jié)約原料和能源、降低成本、提高質(zhì)量的目的。關(guān)鍵是改進(jìn)合成的聚合路 線，從而可以縮短流程，降低單體的消耗定額，提高單體純度和聚合物的質(zhì)量； 發(fā)展新型催化劑也是改進(jìn)聚合工藝，提高產(chǎn)品質(zhì)量的另一關(guān)鍵。.特種耐熱高分子、功能高分子、仿生高分子的研究與生產(chǎn)開發(fā)具有特種耐熱性或高強(qiáng)度等特殊性質(zhì)的高分子材料，如聚酰亞胺、聚碉 等特種塑料，聚芳酰胺等特種纖維，氟橡膠、硅橡膠等特種橡膠。開發(fā)新型的功能化高分子，如光敏高分子、電活性高分子、反應(yīng)性高分子、高分子膜材料、醫(yī)用高分子等。仿生高分子方面，今后著重于高分子催化劑和模擬酶的研究。.強(qiáng)調(diào)綠色效應(yīng)和減少對(duì)石油等化石資源的依賴未來(lái)高分子化學(xué)更注