2教材习题的参考答案-第二章缩聚和逐步聚合.

教材各章习题的参考答案第二章缩聚和逐步聚合思考题3.己二酸于下列化合物反应，哪些能形成聚合物？a.乙醇b.乙二醇c.甘油d.苯酐e.己二胺key：bce4.写并描述下列缩聚反应所形成的聚酯结构。b-d聚酯结构与反应物配比有无关系？答：与反应物配比有关系。15.体形缩聚时有哪些基本条件？平均官能度如何计算？答：首先体系应是多官能度体系，即f2.然后进一步交联，从而生成体形聚合物。平均官能度：若等基团数，则f=∑Nifi∕∑Ni若两基团数不等，则f=2NAfA∕NA+NB17.简述不饱和聚酯的配方原则和固化原理。答：不饱和聚酯是主链中含有双键的聚酯，双键可与苯乙烯共聚而交联，用来生产玻璃纤维，增强塑料。其固化原理：其固话原理分两个阶段：一是预聚缩，制备分子量数若干的线性聚合物。二是玻璃纤维的粘结，成型和交联固化。配方原则：如以对苯磺酸作催化剂，可令1.2mol丙二醇，0.67mol马来酸酐，0.33mol邻苯二甲酸酐。其中丙二醇过量可弥补挥发损失，并封锁两端。加甲苯或二甲苯作溶剂，帮助脱水，通氮或二氧化碳以防氧化变色。18.比较合成涤纶聚酯的两条技术及其选用原则。说明涤纶聚合度的控制方法和分段聚合的原因。答：酯交换法：分三步1.甲酯化：对苯二甲酸与少过量甲醇反应，的对苯二甲酸二甲酯。2.酯交换：对苯二甲酸二甲酯与乙二醇进行酯交换反应，形成聚酯低聚物。3.终缩聚：使聚酯低酸物自缩聚或酯交换，借减压和高温，逐步提高聚合度。直接酯化：对苯二甲酸与过量乙二醇在200c下先酯化成低聚合度的聚对苯二甲醇酯，而后在280c下终缩聚成高聚合度的最终聚酯产品。控制方法：间接酯化。甲酯化和酯交换阶段，并不考虑等基团数比。终缩聚阶段根据乙二醇的馏出量，自然调节两基团数比，逐步逼近等当量，达到预定聚合度。间接酯化：前段预缩聚条件270c，2000-3300pa，后段缩聚条件：280-285c，60-130pa分段聚合原因：能使副产物乙二醇不断流出，是对苯二甲酸乙二醇自缩聚或酯交换，逐步提高聚合度。26.从原料配比，预聚物结构，预聚条件，固化特性等方面来比较碱催化和酸催化酚醛树脂。答：碱催化酚醛树脂：要求醛过量，形成酚醛无规预聚物。预聚条件：将苯酚，40％甲醛水溶液，氢氧化钠或氨等混合，回流1-2h。固化特性：主要用作粘结剂。酸催化酚醛预聚物：要求苯酚过量，形成结构预聚物预聚条件，将熔融状态的苯酚加入反应釜内，加热到95c。先后加入草酸和甲醛水溶液，在回流温度下反应1-2h。固化特性：主要用于模塑粉。第二章缩聚和逐步聚合计算题1.通过碱滴定法和红外光谱法，同时测得21.3g聚己二酰己二胺试样中含有2.5010-3mol羧基。根据这一数据，计算得数均分子量为8520。计算时需作什么假定？如何通过实验来确定的可靠性？如该假定不可靠，怎样由实验来测定正确的值？解：，，，上述计算时需假设：聚己二酰己二胺由二元胺和二元酸反应制得，每个大分子链平均只含一个羧基，且羧基数和胺基数相等。可以通过测定大分子链端基的COOH和NH2摩尔数以及大分子的摩尔数来验证假设的可靠性，如果大分子的摩尔数等于COOH和NH2的一半时，就可假定此假设的可靠性。用气相渗透压法可较准确地测定数均分子量，得到大分子的摩尔数。碱滴定法测得羧基基团数、红外光谱法测得羟基基团数2.羟基酸HO-(CH2)4-COOH进行线形缩聚，测得产物的质均分子量为18,400g/mol-1，试计算：a.羧基已经醌化的百分比b.数均聚合度c.结构单元数解：已知根据得：p=0.989，故已酯化羧基百分数为98.9%。3.等摩尔己二胺和己二酸进行缩聚，反应程度p为0.500、0.800、0.900、0.950、0.980、0.990、0.995，试求数均聚合度、DP和数均分子量，并作－p关系图。解：p0.5000.8000.9000.9500.9700.9800.9900.99525102033.350100200DP=Xn/212.551016.652550100Mn=113；Xn=18244583114822783781566811318226188.等摩尔的乙二醇和对苯二甲酸在280℃下封管内进行缩聚，平衡常数K=4，求最终。另在排除副产物水的条件下缩聚，欲得，问体系中残留水分有多少？解：9.等摩尔二元醇和二元酸缩聚，另加醋酸1.5%，p=0.995或0.999时聚酯的聚合度多少？解：假设二元醇与二元酸的摩尔数各为1mol，则醋酸的摩尔数为0.015mol。Na=2mol，Nb=2mol，mol当p=0.995时，当p=0.999时，10.尼龙1010是根据1010盐中过量的癸二酸来控制分子量，如果要求分子量为20000，问1010盐的酸值应该是多少？（以mgKOH/g计）解：尼龙1010重复单元的分子量为338，则其结构单元的平均分子量M=169假设反应程度p=1，尼龙1010盐的结构为：NH3+（CH2）NH3OOC（CH2）8COO-，分子量为374。由于癸二酸过量，假设Na（癸二胺）=1，Nb（癸二酸）=1.0/0.983=1.0173，则酸值11.己内酰胺在封管内进行开环聚合。按1mol己内酰胺计，加有水0.0205mol、醋酸0.0205mol，测得产物的端羧基为19.8mmol，端氨基2.3mmol。从端基数据，计算数均分子量。解：NH(CH2)5CO+H2O————HO-CO（CH2）5NH-H└-------┘0.0205-0.00230.0023NH(CH2)5CO+CH3COOH————HO-CO（CH2）5NH-COCH3└-------┘0.0205-0.01750.0198-0.0023M=11313.邻苯二甲酸酐与甘油或季戊四醇缩聚，两种基团数相等，试求：a.平均官能度b.按Carothers法求凝胶点c.按统计法求凝胶点解：a、平均官能度：1）甘油：2）季戊四醇：b、Carothers法：1）甘油：2）季戊四醇：c、Flory统计法：1）甘油：2）季戊四醇：16.AA、BB、A3混合体系进行缩聚，NA0=NB0=3.0，A3中A基团数占混合物中A总数（）的10%，试求p=0.970时的以及=200时的p。解：NA0=NB0=3.0，A3中A基团数占混合物中A总数（）的10%，则A3中A基团数为0.3mol，A3的分子数为0.1mol。NA2=1.35mol；NA3=0.1mol；NB2=1.5mol当p=0.970时，时，p=0.97318.制备醇酸树脂的配方为1.21mol季戊四醇、0.50mol邻苯二甲酸酐、0.49mol丙三羧酸[C3H5（COOH）3]，问能否不产生凝胶而反应完全？解：根据配方可知醇过量。，所以必须控制反应程度小于0.89过不会产生凝胶。