第三章縮聚反應(yīng)與逐步加聚反應(yīng)第

第三章縮聚反應(yīng)與逐步加聚反應(yīng)第第一頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期四第三章縮聚反應(yīng)與逐步加聚反應(yīng)

第2題

解答：（1）從單體種類上看，即取決于HOOC（CH2）mNH2中的m。當(dāng)m＝1時，容易以生雙分子縮合而生成正交酯；當(dāng)m＝2時，容易發(fā)生分子內(nèi)脫水而生成丙烯酸；當(dāng)m＝3或4時，容易發(fā)生分子內(nèi)縮合，而生成五元或六元環(huán)的內(nèi)酯；當(dāng)m大于等于5時，主要發(fā)生分子間縮聚，而生成線型聚酯產(chǎn)物。（2）從反應(yīng)條件上看因?yàn)榭s聚是分子間的反應(yīng)，所以增加單體濃度有利于線型縮聚反應(yīng)；反應(yīng)溫度的控制視成環(huán)與成鏈反應(yīng)的活化能而定。（3）綜合考慮的結(jié)果選擇當(dāng)m大于等于5的氨基酸為單體，盡量增大單體濃度，合理控制反應(yīng)溫度，即可以使反應(yīng)向成鏈方向進(jìn)行。

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第3題

解答：

（1）轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)程度轉(zhuǎn)化率是已經(jīng)參加反應(yīng)的單體分子數(shù)與初始時的單體分子總數(shù)的比值；反應(yīng)程度是已經(jīng)參加反應(yīng)的官能團(tuán)數(shù)與初始時的官能團(tuán)總數(shù)的比值，兩者的區(qū)別在于：定義的基準(zhǔn)不同；轉(zhuǎn)化率最高可等于100%，而反應(yīng)程度最高也不能等于100%。（2）官能團(tuán)與官能度官能團(tuán)是指有機(jī)化合物分子結(jié)構(gòu)中決定一類化學(xué)性質(zhì)的基團(tuán)；官能度是指有機(jī)化合物分子結(jié)構(gòu)中所帶有的官能團(tuán)個數(shù)。兩者的區(qū)別是：官能團(tuán)為質(zhì)的概念，而官能度為量的概念。第三頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期四第三章縮聚反應(yīng)與逐步加聚反應(yīng)

第4題已知：已二酸與已二胺為等物質(zhì)量配比；反應(yīng)程度分別為：0.5、0.8、0.9、0.95、0.97、0.99、0.995、0.999求：與各反應(yīng)程度相對應(yīng)的產(chǎn)物平均聚合度和平均相對分子質(zhì)量解答：（1）產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)式HO－CO（CH4）4CO－NH（CH2）6NH－H由此可知M端＝18；MO＝113（2）各反應(yīng)程度下的平均聚合度與平均相對分子質(zhì)量∵∴當(dāng)P＝0.5時，同時其他反應(yīng)程度下的計算結(jié)果如下：n第四頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期四第三章縮聚反應(yīng)與逐步加聚反應(yīng)

第4題續(xù)解答：（略）P0.50.80.90.950.970.990.9950.999Xn25102033.31002001000Mn244583114822783780.91131822618113018∵∴

第五頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期四第三章縮聚反應(yīng)與逐步加聚反應(yīng)

第5題已知：對苯二甲酸與乙二醇等物質(zhì)量配比；

反應(yīng)溫度為280時，K＝4.9；Xn＝20求：體系殘存的副產(chǎn)物應(yīng)控制在多少以下？

解答：∵∴

答：體系內(nèi)殘存的副產(chǎn)物應(yīng)控制在0.01225以下。第六頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期四第三章縮聚反應(yīng)與逐步加聚反應(yīng)

第6題

解答：（1）反應(yīng)溫度的控制依據(jù)：由于縮聚反應(yīng)多數(shù)為放熱反應(yīng)，即△H＜0，所以升高溫度使平衡常數(shù)減小，對生成高相對分子質(zhì)量產(chǎn)物不利。但又由于△H＝－33.5～41.9kJ/mol，數(shù)值較小，溫度升高對其影響不大。另外，溫度升高有利于降低體系黏度，有利于小分子的排出，因此，平衡縮聚反應(yīng)經(jīng)常是在較高溫度下進(jìn)行。并且，多采用先高溫后低溫的辦法來縮短反應(yīng)周期。（2）反應(yīng)壓力的控制趨勢：降低反應(yīng)壓力，有利于小分子物質(zhì)的排出，使平衡右移，容易生成高相對分子質(zhì)量產(chǎn)物。但過低的壓力對設(shè)備密封要求高，因此成本也高。實(shí)際采用的方法是先通入惰性氣體的降低副產(chǎn)物的分壓，帶走副產(chǎn)物，同時防止產(chǎn)物氧化，后期再提高真空度。第七頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期四第三章縮聚反應(yīng)與逐步加聚反應(yīng)

第7題

已知：單體為已二酸、已二胺；產(chǎn)物平均相對分子質(zhì)量：Mn＝20000；反應(yīng)程度：P＝0.998；求：單體配料比，并分析產(chǎn)物的端基

解答：

（1）設(shè)已二酸過量，則端基以羧基為主；產(chǎn)物結(jié)構(gòu)式為：HO－CO（CH2）4CONH（CH2）6HN－CO（CH2）4COOH由結(jié)構(gòu)式可知：MO＝113、M端＝146∵∴n第八頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期四第三章縮聚反應(yīng)與逐步加聚反應(yīng)

第7題續(xù)解又∵∴

即設(shè)已二酸過量時，已二胺與已二酸的配比為0.9926。

（2）設(shè)已二胺過量時，則端基以氨基為主；產(chǎn)物結(jié)構(gòu)式為：H2N（CH2）6C－HN－CO（CH2）4CONH（CH2）6HN－H由結(jié)構(gòu)式可知：MO＝113、M端＝116同理可得：n第九頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期四第三章縮聚反應(yīng)與逐步加聚反應(yīng)

第7題續(xù)解同理可求：即設(shè)已二胺過量時，已二酸與已二胺的配比為0.9926。第十頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期四第三章縮聚反應(yīng)與逐步加聚反應(yīng)

第8題

已知：單體為HOOC（CH2）6OH；－COOH基的解離度一定；反應(yīng)開始時pH值為2；反應(yīng)至某一階段的pH值為4；

求：體系的反應(yīng)程度和產(chǎn)物的平均聚合度

解答：

∵

∴開始時的官能團(tuán)濃度：反應(yīng)至某一時刻的官能團(tuán)濃度：又∵

∴

答：（略）第十一頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期四第三章縮聚反應(yīng)與逐步加聚反應(yīng)

第9題

已知：已二酸與已二胺等物質(zhì)量配比；產(chǎn)物的平均相對分子質(zhì)量Mn＝20000；

求：加入多少苯甲酸。

解答：加入苯甲酸后的產(chǎn)物結(jié)構(gòu)式：HO－CO（CH2）4CONH（CH2）6HN－CO－C6H5由結(jié)構(gòu)式可得：MO＝113、M端＝122∵∴

又∵且P＝1（氨基全部參加反應(yīng)）n第十二頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期四第三章縮聚反應(yīng)與逐步加聚反應(yīng)

第9題續(xù)解

∴

又∵∴答：加入相當(dāng)于已二胺或已二酸摩爾數(shù)量的0.0114即可得到平均相對分子質(zhì)量為20000的聚合產(chǎn)物。第十三頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期四第三章縮聚反應(yīng)與逐步加聚反應(yīng)

第10題

解答：

（1）預(yù)測凝膠點(diǎn)的意義

一是可以防止預(yù)聚階段反應(yīng)程度超過凝膠點(diǎn)而使預(yù)聚物在反應(yīng)釜內(nèi)發(fā)生“結(jié)鍋”事故。二是固化階段合理控制固化時間，確保產(chǎn)品質(zhì)量。

（2）凝膠點(diǎn)的實(shí)際測試方法預(yù)測方法有理論預(yù)測法、實(shí)驗(yàn)測定法。理論上的預(yù)測方法：卡羅瑟斯方程預(yù)測法，此外還有統(tǒng)計法等。實(shí)驗(yàn)測定法：粘度法、差示掃描量熱法（DSC）和差熱分析法（DTA）、固化板法。

第十四頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期四第三章縮聚反應(yīng)與逐步加聚反應(yīng)

第11題

已知：（1）f鄰苯二甲酸＝2、f甘油＝3；N鄰苯二甲酸：N甘油＝1.5：0.98（2）f鄰苯二甲酸＝2、f甘油＝3、f乙二醇＝3；N鄰苯二甲酸：N甘油：N乙二醇＝1.5：0.99：0.02

求：上述兩種情況下的PC＝？

解答：（1）

∵∴第十五頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期四第三章縮聚反應(yīng)與逐步加聚反應(yīng)

第11題續(xù)解（2）

∵

∴答：（略）第十六頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期四第三章縮聚反應(yīng)與逐步加聚反應(yīng)

第12題

已知：（1）苯酚與甲醛等物質(zhì)量配比；（N苯酚：N甲醛＝2：3）（2）苯酚與甲醛配比為2：4；（N苯酚：

N甲醛＝2：4）f苯酚＝3；f甲醛＝2；

求：實(shí)際反應(yīng)程度P＝0.82時，上述兩種情況誰出現(xiàn)凝膠？如不出現(xiàn)凝膠，則平均聚合度為多少？

解答：分別計算兩種情況和平均官能度和凝膠點(diǎn)第一種情況（等物質(zhì)量配比）第十七頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期四第三章縮聚反應(yīng)與逐步加聚反應(yīng)

第12題續(xù)解第二種情況（非等物質(zhì)量配比）當(dāng)P＝0.82時，上述兩種情況的凝膠點(diǎn)均大于此值，即都不能出現(xiàn)凝膠。故此：第一種情況下，產(chǎn)物的平均聚合度第十八頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期四第三章縮聚反應(yīng)