第2章逐步聚合习题参考答案

1第二章缩聚与逐步聚合反应-习题参考答案1．名词解释：逐步聚合；缩合聚合；官能团等活性；线型缩聚；体型缩聚；凝胶点；转化率；反应程度。答：逐步聚合——单体转变成高分子是逐步进行的，即单体官能团间相互反应而逐步增长。缩合聚合——由带有两个或两个以上官能团的单体之间连续、重复进行的缩合反应。官能团等活性——在一定聚合度范围内，官能团活性与聚合物分子量大小无关。线型缩聚——参加反应的单体都含有两个官能团，反应中形成的大分子向两个方向增长，得到线型缩聚物的一类反应。体型缩聚——参加反应的单体中至少有一种单体含有两个以上的官能团，且体系平均官能度大于2，反应中大分子向三个方向增长，得到体型结构的聚合物的这类反应。凝胶点——开始出现凝胶瞬间的临界反应程度。转化率——参加反应的单体量占起始单体量的分数反应程度——参与反应的基团数占起始基团的分数。3．由己二元酸和己二胺等摩尔合成尼龙—6,6。已知聚合反应的平衡常数K=432，如果要合成聚合度在200的缩聚物，计算反应体系中的水含量应控制为多少？解：nwKXn，将nX=200，K=432代入此式可得：224320.0108200wnKnX答：反应体系中的水含量应控制为0.0108mol/L.4．计算等摩尔的对苯二甲酸与乙二醇反应体系，在下列反应程度时的平均聚合度和分子量。0.500，0.800，0.900，0.950，0.995。解：等物质量条件下，有PX11，聚苯二甲酸乙二醇酯结构单元的分子量：M0=192。11nXp，nonXMM，因此各反应程度时的平均聚合度和分子量见下表：p0.5000.8000.9000.9500.995211nXp251020200nonXMM38496019203840384007．氨基己酸进行缩聚反应时，如在体系中加入0.2mol%的醋酸，求当反应程度P分别达到0.950，0.980，0.990时的平均聚合度和平均分子量。解：方法1：22121.998'110.002aaabbfNfNNN当p=0.950时，222021.9980.9502nXpf214010720nonXMM当p=0.980时，224821.9980.9802nXpf513610748nonXMM当p=0.990时，229121.9980.9902nXpf937910791nonXMM方法2：rprrXn211，NcNaNar2=0.996P=0.95,20XnP=0.98,46XnP=0.99,83Xn8．用Carothers法计算下列聚合反应的凝胶点：（1）邻苯二甲酸酐+甘油，摩尔比3:2。3（2）邻苯二甲酸酐+甘油，摩尔比3.00:1.95。（3）邻苯二甲酸酐+甘油+乙二元醇，摩尔比3.00:1.95:0.002。解：(1)两官能团等当量时，aabbabfNfNfNN23322.432f因为f2，所以该体系可以发生交联。凝胶点：220.8332.4cpf（2）321.953，邻苯二甲酸酐过量，两官能团等不当量。2231.952.3631.95bbabfNfNN因为f2，所以该体系可以发生交联。凝胶点：220.8462.36cpf（3）多组分体系，在体系中加入少量乙二醇：2()2(1.95320.002)2.36431.950.002aaccabcfNfNfNNN因为f2，所以该体系可以发生交联。凝胶点：220.8462.36cpf9．举例说明形成线型缩聚聚合物的条件。答：a-R-a，b-R-b体系或者a-R-b体系形成线型缩聚物。例如己二酸与己二胺缩聚成聚酰胺-66（尼龙-66）10.举例说明如何形成体型聚合物，归纳说明产生凝胶的条件答：2-3、2-4、或3-3官能度体系形成体型缩聚物。例如邻苯二甲酸酐与甘油或季戊四醇的反应。产生凝胶条件：有多官能团单体存在，且体系平均官能度大于2，聚合过程中发生分4子链间的交联现象。11.为什么缩聚高分子产物的分子量一般都不大，在实践中通过哪些手段可提高缩聚产物的分子量。答：（1）受反应平衡常数K及体系中残留小分子的影响；受单体纯度的影响；两官能团等物质量的影响；体系中单官能团小分子影响；反应程度的影响。（2）提高分子量的措施：提高体系的反应程度；及时排除小分子副产物；控制原料摩尔比，使两官能团等物质量；提高单体的纯度。