1011高分子化学B卷答案

山东轻工业学院10/11学年第一学期《高分子化学》期末考试B卷答案及评分标准一、名词解释（共10分，每题2分）1.乳液聚合乳液聚合是指单体在乳化剂的作用下，分散在介质水中聚合为高聚物胶乳的过程。聚合体系由单体、水、水溶性引发剂和水溶性乳化剂四部分组成。2.界面缩聚将两种单体分别溶于两种互不相溶的溶剂中,形成两种单体溶液，在两种溶液的界面处进行缩聚反应，并很快形成聚合物的缩聚方法称为界面缩聚。3.阴离子聚合增长活性中心是带负电荷的阴离子的连锁聚合,称为阴离子聚合。4.体型缩聚的凝胶点cp：体型缩聚中出现凝胶时的反应程度。5.阻聚剂某些物质能与初级自由基和链自由基作用生成非自由基物质,或生成不能再引发单体的低活性自由基,使聚合速率为零,这种作用称为阻聚作用。具有阻聚作用的物质,称为阻聚剂。二、箭答题（每题6分，共36分）1.何谓重复单元，结构单元，单体单元？写出PA-66的重复单元和结构单元。聚合物大分子中那些以共价键相互连接重复出现的结构单位称为重复结构单元(简称重复单元或链节)。（（11分分））重复单元中小的不可再分的与单体结构有关的结构单位称为结构单元。（（11分分））原子种类与数量与单体相同（化学组成相同），仅电子结构有所改变的结构单元称为单体单元。（（11分分））PA-66的重复单元和结构单元N(CH2)6NC(CH2)4CHHOO结构单元重复单元结构单元n（（33分分））2.乳液聚合动力学的特点是什么?[[11]]聚聚合合场场所所在在增增溶溶单单体体的的胶胶束束中中。。（（11分分））[[22]]终终止止方方式式为为链链自自由由基基和和初初级级自自由由基基（（或或短短链链自自由由基基））的的双双基基终终止止，，可可看看作作单单基基终终止止。。因因此此，，不不存存在在自自动动加加速速现现象象。。（（11分分））[[33]]无无链链转转移移反反应应，，而而且且是是单单基基终终止止。。因因此此，，nX（（11分分））[[44]]根根据据动动力力学学方方程程，，增增加加乳乳胶胶粒粒的的数数目目NN，，可可同同时时提提高高聚聚合合速速率率和和聚聚合合物物的的平平均均聚聚合合度度。。2M][pNkXn（（33分分））3.按照大分子链的微观结构分类，共聚物分几类？它们在结构上有何区别？各如何制备？共聚物分为无规共聚物、交替共聚物、嵌段共聚物和接枝共聚物四种。（2分）无规共聚物中两种单体单元无规排列，M1、M2连续的单元数不多；交替共聚物中M1、M2两种单体单元严格相间排列；嵌段共聚物由较长的M1链段和另一较长的M2链段构成的大分子；接枝共聚物主链由一种(或两种)单体单元构成，支链由另一种(或另两种)单体单元构成。（2分）无规共聚物、交替共聚物可由自由基共聚合制备；嵌段共聚物可由阴离子聚合制备；接枝共聚物可由聚合物的化学反应制备。（2分）4.阴离子聚合在适当的条件下，其阴离子活性增长链可以长期不终止，而形成活性聚合物，为什么？答：(1)阴离子活性增长链中心离子具有相同电荷，相同电荷的排斥作用，不像自由基聚合那样可以双基终止。（2分）(2)阴离子聚合中，阴离子活性增长链的反离子常为金属阳离子，中心离子为碳负离子二者之间离解度大，不能发生中心离子和反离子的结合反应。（2分）(3)阴离子活性增长链也不容易发生向单体转移反应。因为，这种转移反应需脱除H(-)需要较高的能量，而阴离子聚合往往是在低温(0℃以下)进行。（2分）5.什么叫热塑性塑料？什么叫热固性塑料？试各举一例说明。热塑性塑料是指可反复进行加热软化或熔化而再成型加工的塑料，其一般由线型ANNkR210M][3pp或支链型聚合物作为基材。（2分）如以聚乙烯，聚丙烯、聚氯乙烯，聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯等聚合物为基材的塑料。（1分）热固性塑料是指只能进行一次成型加工的塑料，其一般由具有反应活性的低聚物作基材，在成型加工过程中加固化剂经交联而变为体型交联聚合物。一次成型后加热不能再软化或熔化，因而不能再进行成型加工。（2分）其基材为环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂和脲醛树脂等。（1分）6.诱导期产生的原因?与阻聚剂的关系怎样?诱导期产生的原因：体系中存在杂质（阻聚剂），引发剂产生的初级自由基首先与杂质反应，待杂质除尽后，体系才能正常聚合（2分）。虽然体系中达到聚合温度，但看不到聚合反应进行（聚合速率为零），待体系中杂质除尽，才看到聚合反应进行，这段时间称为诱导期（2分）。体系中杂质越多，诱导期越长。（2分）三、计算题（共40分）1.(13分)以过氧化二苯甲酰(BPO)作引发剂，60℃研究苯乙烯在苯中的聚合。已知：苯乙烯溶液浓度为1.0mol/L，过氧化物的浓度为0.01mol/L，引发和聚合的初速分别为4.0×10-11mol/L·s和1.5×10-7mol/L·s。CM＝8.0×10-5；CI＝3.2×10-4；CS＝2.3×10-6；60℃苯乙烯的密度为0.887g./mL；60℃苯的密度为0.839g./mL；计算：[1](2分)fkd。[2](11分)聚苯乙烯(PS)的平均聚合度nX苯乙烯的终止以偶合终止为主要方式，所以I][2difkR1-9-11-id10201.021002.4I][2sRfk[M]S][M][I][11SIMCCCkXn2k(2分)(2分)(2分)2.(12分)聚酰胺-66生产中，加入己二胺1160kg，己二酸1467.3kg。（1）写出有关的聚合反应方程式?（2）若反应程度P=1时,计算聚酰胺-66数均相对分子质量nM?解：H2N(CH2)6NH2+HOOC(CH2)4COOHn(n+1)HOOC(CH2)C[N(CH2)6NC(CH2)4C]nOH+HHOO4O2nH2O(3分)己二胺相对分子质量为116,己二酸的相对分子质量为146(1分)己二胺的公斤摩尔数=010=1161160.公斤摩尔数(1分)己二酸的公斤摩尔数数=0510=14631467..公斤摩尔数(1分)因是相同官能团数起反应,所以其官能团数之比即等于单体摩尔数之比9950=0510010==...nnrba(2分)当反应程度P=1时37501002.4105.1117ipRR1839S][78887M][10449.978839.0104/0.887)-(10[S]31839S][788871104456546451038.21018.2102.3100.81033.1149.9103.2101.0102.3100.83750211nX4196nX(1分)(1分)(4分)(1分)399=9950-19950+1=-1+1=..rrXn(2分)45233=146+113×399=+=端基相对分子质量MXMnn（2分）3.(8分)苯乙烯(M1)与丁二烯(M2)，在5℃下进行自由基共聚合。已知：M1、M2均聚链增长速率常数分别为49.0和25.1L/mol·s；M1与M2共聚、M2与M1共聚链增长速率常数分别为76.6和18.2L/mol·s；起始投料比m1：m2＝1：8(质量比)。计算聚合初期共聚物组成F1=？解：640=676049==12111...kkr381=218125==21222...kkr061.054/8104/1104/11f044.0939.038.1939.0061.02061.064.0939.0061.0061.064.0222222221211212111frfffrfffrF4.(7分)邻苯二甲酸酐与等物质的季戊四醇官能团等物质的量缩聚，分别按Carothers方程和Flory统计公式计算凝胶点Pc。解：1.按Carothers方程求凝胶点Pc2.按Flory统计公式求凝胶点Pc(2分)(2分)(1分)(3分)67.2121422f75.067.222fPCAfA1=+=AACCCCfnfnfn1=+=BBCCAAfnfnfnr无577.0)14(1)1(12/12/1CCfP(2分)(3分)(2分)四、写出链引发反应方程式(共14分，每错一个方程式扣1.5分)将下列单体和引发剂进行匹配（按单体逐个写出），写出可能发生的链引发反应方程式并指出聚合反应类型(自由基聚合?阳离子聚合?阴离子聚合?)1.单体CH2＝CH－C6H52.引发剂[1]BPO[2]＋Na[3]BF3＋H2O[4]C4H9Li有关引发反应如下：CH2＝CH－C6H5既可以进行阳离子聚合、阴离子聚合又可以自由基聚合进行：（2分）BPO分解反应方程式：+CH2CHOCOCOCH2CHO自由基聚合Na+[]Na+CH2CH[]NaCH2CHNa+CH2CHNa2CHNaCH2CH2CHNa阴离子聚合BF3+H2OH(BF3OH)H(BF3OH)+CH2CHH(BF3OH)CH2CH+CH2CHC4H9LiC4H9CH2CHLi阳离子聚合COOC2CO2+2CO2OOO