高分子化学试题及答案汇总

一、名词解释1、热塑性聚合物：聚合物大分子之间以物理力聚而成，加热时可熔融，并能溶于适当溶剂中。热塑性聚合物受热时可塑化，冷却时则固化成型，并且可以如此反复进行。2、热固性聚合物：许多线性或支链形大分子由化学键连接而成的交联体形聚合物，许多大分子键合在一起，已无单个大分子可言。这类聚合物受热不软化，也不易被溶剂所溶胀。3、官能度：一分子聚合反应原料中能参与反应的官能团数称为官能度。4、自动加速现象：聚合中期随着聚合的进行，聚合速率逐渐增加，出现自动加速现象，自动加速现象主要是体系粘度增加所引起的。5、动力学链长：每个活性种从引发阶段到终止阶段所消耗的单体分子数定义为动力学链长，动力学链在链转移反应中不终止。6、胶束成核：在经典的乳液聚合体系中，由于胶束的表面积大，更有利捕捉水相中的初级自由基和短链自由基，自由基进入胶束，引发其中单体聚合，形成活性种，这就是所谓的胶束成核。7、笼蔽效应：在溶液聚合反应中，浓度较低的引发剂分子及其分解出的初级自由基始终处于含大量溶剂分子的高黏度聚合物溶液的包围之中，一部分初级自由基无法与单本分子接触而更容易发生向引发剂或溶剂的转移反应，从而使引发剂效率降低。8、引发剂效率：引发聚合部分引发剂占引发剂分解消耗总量的分率称为引发剂效率。9、活性聚合：当单体转化率达到100%时，聚合仍不终止，形成具有反应活性聚合物（活性聚合物）的聚合叫活性聚合。10、竞聚率：是均聚和共聚链增长速率常数之比，r1=k11/k12，r2=k22/k21，竞聚率用来直观地表征两种单体的共聚倾向。11、阻聚剂：能够使每一自由基都终止，形成非自由基物质，或形成活性低、不足以再引发的自由基的试剂，它能使聚合完全停止。12、凝胶点：多官能团单体聚合到某一程度，开始交联，粘度突增，气泡也难上升，出现了所谓凝胶，这时的反应程度称做凝胶点。13、反应程度：参加反应的官能团数占起始官能团数的分率。14、半衰期：物质分解至起始浓度（计时起点浓度）一半时所需的时间。二、填空题1.尼龙66的重复单元是-NH（CH2）6NHCO（CH2）4CO-。2.过氧化苯甲酰可作为的自由基聚合的引发剂。3.自由基聚合中双基终止包括岐化终止和偶合终止。4.聚氯乙烯的自由基聚合过程中控制聚合度的方法是控制反应温度。5.苯醌可以作为自由基聚合以及阳离子聚合的阻聚剂。6.竞聚率是指单体均聚和共聚的链增长速率常数之比(或r1=k11/k12,r2=k22/k21)。7.邻苯二甲酸和甘油的摩尔比为1.50:0.98，缩聚体系的平均官能度为2.37；邻苯二甲酸酐与等物质量的甘油缩聚，体系的平均官能度为2（精确到小数点后2位）。8、聚合物的化学反应中，交联和支化反应会使分子量变大而聚合物的热降解会使分子量变小。9、己内酰胺以NaOH作引发剂制备尼龙-6的聚合机理是阴离子聚合。10.一对单体共聚时，r1=1，r2=1，其共聚行为是理想共聚。11.两对单体可以共聚的是Q和e值相近Q值相近而e值相差大；12在高分子合成中，容易制得有实用价值的嵌段共聚物的是阴离子活性聚合13、乳液聚合的第二个阶段结束的标志是单体液滴的消失；14、自由基聚合实施方法中，使聚合物分子量和聚合速率同时提高，可采用乳液聚合聚合方法。6、自基聚合的特点：慢引发，快增长，速终止；7、引发剂效率小于1的原因是(诱导分解)和（笼壁效应）。8、聚合方法分为两大类，大多数乙烯基单体发生连锁聚合，大多数非乙烯基单体发生逐步聚合。9、玻璃化温度是无定形聚合物的使用上限温度；玻璃化温度是橡胶使用的下限温度；熔点是结晶聚合物的使用上限温度。10、链锁聚合反应一般由链引发、链增长、链终止等基元反应组成。（顺序错不扣分）11、根据自由基聚合机理，自由基聚合体系内往往由单体和聚合物两部分组成。12、聚氯乙烯聚合过程中，聚合度是由聚合温度来控制的，聚合速度是由引发剂的用量来调节的。13、悬浮聚合体系一般由单体、油溶性引发剂、水和分散剂四个基本组分构成。14、对于在水中难溶性单体，进行乳液聚合时，链增长的主要场所是胶束。15、两链自由基的独电子对相互结合成共价健的终止反应称做偶合终止三、简答题1、写出二元共聚物组成微分方程并讨论其适用的范围？（8分）解答：211121221112222rfffFrfffrf，（或d[M1]/d[M2]=[m1]/[M2]·{r1[M1]+[M2]}/{r2[M2]+[M1]}）1122121221,kkrrkk使用范围：适用于聚合反应初期，并作以下假定。假定一：体系中无解聚反应。假定二：等活性。自由基活性与链长无关。假定三：无前末端效应。链自由基前末端（倒数第二个）单体单元对自由基活性无影响假定四：聚合度很大。引发和终止对聚合物组成无影响。假定五：稳态假定。体系中总自由基浓度和两种自由基浓度都不变2、在自由基聚合反应动力学研究中作了那些基本假定，解决了什么问题？(6分)假定一：链自由基的活性与链长无关，解决了增长速率方程：Rp=kp[M·]*[M]假定二：数均聚合度很大，引发消耗的单体忽略不计，单体消耗在增长阶段，自由基聚合速率等于增长速率，解决了自由基聚合反应速率用增长速率表示假定三：稳态假定，聚合反应初期，自由基的生成速率等于自由基的消失速率，自由基浓度不变，解决了自由基浓度的表达式。由假定三，根据具体的引发方式和终止方式，求出自由基的浓度[M·]，如常用的引发剂热引发聚合:Ri=2fkd[I]Rt=2kt[M·]2Ri=Rt[M·]=(fkd/kt)1/2[I]1/2再由假定二和假定一，将自由基浓度[M·]带入增长速率方程：Rp=kp[M·]*[M]=kp(fkd/kt)1/2[I]1/2[M]3、简要叙述自由基聚合反应的特征。答：（1）、自由基聚合反应在微观上可以明显地区分成链的引发、增长、终止、转移等基元反应；（2）、只有链增长反应才使聚合度增加，反应混合物仅由单体和聚合物组成；（3）、在聚合过程中，单体浓度逐步将低，聚合物浓度相应提高，延长聚合时间主要是提高转化率，多分子量影响较小；（4）、少量（0。01%～0。1%）阻聚剂足以使自由基聚合反应终止。4、叙述成功进行逐步聚合的原则和措施。1、使反应物尽量纯净2、反应物按计量数配制，加入微量单官能团或双官能团物质微量来控制聚合物分子量3、尽量提高反应程度4、采取减压分离等手段，及时分离生成物。5、链转移有几种方式？各种链转移方式对分子量有什么影响？答：有四种转移方式：向单体转移，向引发剂转移，向溶剂或链转移剂转移，向大分子转移。前三种转移使分子量降低，向大分子转移使分子量增加。6、在自由基聚合反应中，何种条件下会出现反应自动加速现象。试讨论其产生的原因以及促使其产生和抑制的方法。解：本体聚合和添加少量溶剂的溶液聚合等反应往往会出现反应自动加速现象。造成自动加速现象的原因是随着反应的进行，体系粘度渐增或溶解性能变差，造成kt变小，活性链寿命延长，体系活性链浓度增大。在非均相本体聚合和沉淀聚合中，由于活性链端被屏蔽，链终止反应速度大大下降，也出现明显的反应自动加速现象。在某些聚合反应中，由于模板效应或氢键作用导致kp增大，亦会出现反应自动加速。反应的自动加速大多由于体系中单位时间内引发的链和动力学终止的链的数目不等造成活性链浓度不断增大所致。若能调节引发剂的种类和用量，使引发产生的新链的速度亦随转化率增加而递减，则可抑制反应自动加速。此外，选用良溶剂，加大溶剂用量，提高聚合温度或适当降低聚合物的分子量等，都会减轻反应自动加速程度。反之，则可使自动加速现象提前发生。7、试从单体，引发剂，聚合方法及反应的特点等方面对自由基，阴离子和阳离子聚合反应进行比较。8、连锁聚合与逐步聚合的三个主要区别是什么？(6分)⑴增长方式：连锁聚合总是单体与活性种反应，逐步聚合是官能团之间的反应，官能团可以来自于单体、低聚体、多聚体、大分子⑵单体转化率：连锁聚合的单体转化率随着反应的进行不断提高，逐步聚合的单体转化率在反应的一开始就接近100%⑶聚合物的分子量：连锁聚合的分子量一般不随时间而变，逐步聚合的分子量随时间的增加而增加实施方法本体聚合溶液聚合悬浮聚合乳液聚合配方主要成分单体、引发剂单体引发剂、溶剂单体、引发剂、分散剂、水单体、引发剂、乳化剂、水聚合场所单体内溶剂内液滴（单体）内胶束内聚合机理自由基聚合一般机理，聚合速度上升聚合度下降容易向溶剂转移，聚合速率和聚合度都较低类似本体聚合能同时提高聚合速率和聚合度生产特征设备简单，易制备板材和型材，一般间歇法生产，热不容易导出传热容易，可连续生产。产物为溶液状。传热容易。间歇法生产，后续工艺复杂传热容易。可连续生产。产物为乳液状，制备成固体后续工艺复杂产物特性聚合物纯净。分子量分布较宽。分子量较小，分布较宽。聚合物溶液可直接使用较纯净，留有少量分散剂留有乳化剂和其他助剂，纯净度较差