南昌航空大学2006年高分子化学试卷答案

1《高分子化学》课程试题答案一、基本概念题（共15分,每题3分）1、笼蔽效应引发剂分解产生的初级自由基，处于周围分子（如溶剂分子）的包围，像处在笼子中一样，形成稳定分子，使引发剂效率降低。这一现象称之为笼蔽效应。⒉缩聚反应含有两个或两个以上官能团的低分子化合物,在官能团之间发生反应,缩去小分子的同时生成高聚物的可逆平衡反应。⒊乳化作用某些物质能降低水的表面张力，能形成胶束，胶束中能增溶单体，对单体液滴有保护作用，能使单体和水组成的分散体系成为稳定的难以分层的乳液，这种作用称之为乳化作用。⒋动力学链长一个活性中心，从引发开始到真正终止为止，所消耗的单体数目。⒌引发剂半衰期引发剂浓度分解至起始浓度的一半所需的时间。二、填空题（共20分,每空1分）⒈自由基聚合的方法有本体聚合、悬浮聚合、溶液聚合和乳液聚合。⒉逐步聚合的方法有熔融缩聚、溶液缩聚和界面缩聚等。3.影响线型聚合物聚合度的主要原因有：反应程度、平衡常数和官能团数比。⒋聚合反应按反应机理可分为连锁聚合、逐步聚合、开环聚合和聚合物的化学反应。⒌聚合物按大分子主链的化学组成可分碳链聚合物、杂链聚合物、元素有2机聚合物。6.聚合物热降解的高分子反应有解聚、无规断链、基团脱除。三、简答题（共20分每题5分）⒈乳液聚合的特点是什么?⑴以水为介质价廉安全,乳液聚合中聚合物的相对分子质量可以很高,但体系的粘度可以很低,故有利于传热,搅拌和物料输送,便于连续操作。⑵聚合物胶乳可以作为粘合剂、涂料或表面处理剂等直接利用。⑶用于固体聚合物时需要加电解质破乳、水洗和干燥等工序，工艺过程较复杂，生产成本较悬浮聚合高。⑷乳液聚合体系中基本上消除了自动加速成现象；乳液聚合的聚合速率可以很高，聚合物的相对分子质量也很高。⑸产品中的乳化剂难以除净，影响聚合物的电性能。2、下列单体适合何种机理聚合？并写出有关聚合反应简式。H2N(CH2)6NH2与HOOC(CH2)8COOH⑷CH3CH2CHO⑴苯乙烯可进行自由基聚合、阴离子聚合和阳离子聚合，聚合反应简式：OCOCH3CH2CH⑴⑵CH2CH⑶HOCOHCH3CH3双酚A光气ClCClO与⑸3nCH2=CHCH2CH[]n⑵醋酸乙烯可进行自由基聚合，聚合反应简式：OCOCH3CH2CHnOCOCH3CH2CH[]n⑶双酚A和光气可进行缩聚，聚合反应简式：HOCOHCH3CH3n+(n+1)ClCClOClCO[]nOCOCH3CH3CClO+2nHCl⑷己二胺和癸二酸可进行缩聚，聚合反应简式：H2N(CH2)6NH2HOOC(CH2)8COOHn+nN(CH2)6N(CH2)8COHH[]COn+2nH2O⑸环氧丙烷可进行开环聚合，聚合反应简式：CH3CH2CHOnCH2CHCH3[]nO⒊什么叫自由基？自由基有几种类型？写出氯乙烯自由基聚合时链终止反应方程式。共价键均裂，使均裂的两部分各带一个未成对独电子(自由电子)，这些带有未成对独电子的部分(原子、离子或基团)称为自由基。自由基有三种：原子自由基、基团自由基和离子自由基。偶合终止歧化终止CH3CNCCH3CH2CHClCH3CNCCH32n2CHClCH3CNCCH3CH2n-1CH2CHCl·44、解释自动加速现象及产生的原因？按照低转化率阶段的聚合动力学方程，单体浓度和引发剂浓度随转化率增加而降低，聚合速率理应降低。但大多数自由基聚合反应速率反而迅速升高，从而偏离了稳态时动力学方程。产生的原因是体系的黏度增加导致自由基被包裹，双基终止困难，自由基浓度增加，从而导致聚合速率急剧增加。四、（共5分，每题1分，多选题选对一个得1分，但错选不得分）选择正确答案填入()中。1、2mol甘油，3mol邻苯二甲酸酐体系f＝（B）A.1.2B.2.4C.3.6D.4.82、为了得到立构规整的PP，丙烯可采用(D)聚合。A.自由基聚合B.阴离子聚合C.阳离子聚合D.配位聚合3、工业上为了合成聚碳酸酯可采用(AB)聚合方法。A.熔融缩聚B.界面缩聚C.溶液缩聚D.固相缩聚4、聚合度基本不变的化学反应是(A)A.PVAc的醇解B.聚氨酯的扩链反应C.高抗冲PS的制备D.环氧树脂的固化5、表征引发剂活性的参数是(BD)A.kpB.t1/2C.kiD.kd五、计算题（35分）⒈(共15分)在一溶液聚合体系中，某单体浓度c(M)=0.2mol/L，某过氧化物引发剂浓度c(I)=4.0×10-3mol/L，60℃进行自由基聚合。已知kp=1.45×102L/mol·s，2CHClCH3CNCCH3CH2n-1CH2CHCl·CHClCH2n-1CH2CH3CNCCH3CH2ClCHClCH2n-1CH3CNCCH3CHCHCl+5kt=7.0×107L/mol·s，f=1，引发剂半衰期=21/t44h。⑴求初期聚合速率pR？⑵初期动力学链长ν?⑶当转化率达50%时所需的时间?解：⑴根据题意c(M)=0.2mol/L，c(I)=4.0×10-3mol/L由h4421t，可得1-6-21ds10×3754=3600×446930=2ln=..tk/（1分）(M)(I))(=2121tdppcckfkkR（2分）s)(mol/L10×584=20×)10×(4.0×)10×7.010×4.37×1(×145=•6-213-2176-p..R/（2分）解：⑵21•21tdp(I)(M))(2=//cckfkkν（3分）113=)10×04(×)10×7.0×10×(4.375×220×145=213-2176-...ν//（2分）解：⑶tckfkkcc//•2121tdp0(I))(=(M)(M)ln2121tdp0(I))((M)(M)ln=//ckfkkcct（3分）(h)184=(s)10×033=10×2.296930=)10×04(×)10×0710×3754(×10×4512ln=56-213-2176-2.......t//（2分）⒉(15分)甲基丙烯酸甲酯(M1)与苯乙烯(M2)，在60℃下进行自由基共聚合。已知：r1=0.46,r2=0.52；计算：⑴(10分)画出F1—f1曲线（计算五个点）。6⑵(5分)起始单体投料比m1：m2＝0.85：0.15(质量比)，聚合初期共聚物组成F1=？计算结果（8分）fi00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0F100.1560.2660.3510.4230.4900.5590.6290.7150.8291.0⒊(5分)欲使环氧树脂(环氧值为0.2)，用官能团等摩尔的二乙烯基三胺固化，用Carothers方程和Flory统计公式分别计算凝胶点Pc。⑴（3分）用Carothers方程计算凝胶点Pc：F1'x1·'x11.00.80.60.40.21.00.80.60.40.20f1x1图F1-f1曲线（2分）（2分）（1分）（2分）77020722.fPc720252552f⑵（2分）用Flory统计公式计算凝胶点Pc：501)(51)1(12121.fP/.cc