高分子科学导论期末考试题及答案

名词解释：歧化终止：在自由基聚合反应中，两个自由基进行歧化反应形成两个稳定分子的终止方式。偶合终止：在自由基聚合反应中，两个自由基进行偶合形成一个稳定分子的终止方式。动力学链长：每个活性中心从引发开始到终止所消耗的单体分子数。绿色高分子：在生产、使用和回收中对环境友好的高分子。凝胶点：出现凝胶时的反应程度。解聚：在热作用下，大分子末端断裂，生成活性较低的自由基，然后按链式机理逐一脱除单体而降解的反应。老化：高分子材料在加工、使用和储存过程中，由于受到各种因素的综合作用，聚合物的化学组成和结构发生一系列变化，导致最后失去使用价值。这一现象称为老化。交联：聚合物在热、光、辐射能或交联剂作用下分子链间以化学键连接起来构成三维网状结构或者体型结构的反应。活性聚合：是指聚合反应在单体消耗完以后活性中心不消失，重新加入单体后聚合反应能继续进行的聚合反应。配位聚合：单体分子首先在活性中心的空位处配位，然后单体分子相继插入过度金属到碳链中增长形成大分子的过程。均缩聚：由一种单体进行的缩聚反应。混缩聚：两种具有不同官能团的单体缩聚。共缩聚：1、在均缩聚反应体系中加入相同类型的第二种单体。2、在混缩聚反应体系中加入第三甚至第四钟单体的缩聚。平衡缩聚：逆反应速率不等于0的缩聚反应。非平衡缩聚：逆反应速率为0或者很小的缩聚反应。摩尔系数：两组分的初始官能团数目之比为官能团摩尔系数。过量百分数：q即为bR’b智能光过量部分aRa量的百分数。？体型缩聚:凡能形成体型结构缩聚物的缩聚反应。凝胶点：开始出现凝胶时的临界反应温度。无规预聚体：醇酸树脂在凝胶点前停止反应时所获的为无规预聚体。结构预聚体：由于结构明确，且加热下本身并不能直接转化成网状结构，视为结构预聚体。阻聚：链转移后若形成低活性的自由基后将不能在引发聚合，而只能与其他自由基进行双基终止反应，从而阻止聚合反应进行。诱导期：聚合反应体系中存在阻聚剂时，聚合反应要在阻聚剂耗尽后才能正常开始进行，此段不聚合时期称为诱导期。自由基寿命：自由基从产生到终止所经历的时间。聚合上限温度：△G=△H-T△S当△G=0时，聚合和阻聚处于平衡状态，此时的温度为聚合上限温度。自加速：聚合反应初期，聚合速率满足稳态速率方程，但对于自由基聚合，当转化率达到一定程度时会出现自加速现象。引发效率:用于引发聚合的引发剂量占引发剂分解或损耗总量的百分率为引发效率。诱导分解：自由基向引发剂分子的链转移反应。笼蔽效应：聚合体系中引发剂的浓度很低时，分解出的初级自由基被溶剂分子所形成的“笼子”所包围着。这种现象为笼蔽效应。定向聚合：形成有规聚合物为主的聚合过程。膨胀聚合：由单体转变为聚合物时密度减小，体积膨胀的聚合称为膨胀聚合。原子转移自由基聚合：通过过渡金属催化剂的氧化还原反应实现卤原子的可逆转移而导致的活性聚合称为原子转移自由基聚合。邻近基团效应：大分子链上邻近基团的静电作用、空间位阻及构型不同，可改变官能团的活性，称为邻近基团效应。扩链：通过适当的方法使分子量为数千的低分子量预聚体连接在一起，分子量增大的反应，称为扩链。降解：聚合物分子量变小的反应。光稳定剂：工业上用于为了防止或缓解聚合物的光降解和光氧化的物质，称为光稳定剂。简答题：1.请归纳体型缩聚中产生凝胶的充分必要条件。1、有f2的单体参加反应。2、平均官能度23、ppc才能产生凝胶2.试比较自由基聚合与缩聚反应的特征自由基聚合：1、链式聚合：分为链引发、链增长、链终止等妓院反应。2、只有链增长反应使聚合度增加，从单体到大分子瞬间完成，不存在聚合度递增的中间状态。3、单体浓度随聚合时间逐步降低，聚合浓度逐步提高。4、少量阻聚剂足以使自由基聚合终止。5、链增长活化能很低，放热反应6、可能产生支化，甚至交联。缩聚反应：官能团之间的反应，单体经很多次重复缩合而逐步形成聚合物过程，属于逐步聚合，聚合度随时间逐步增长，而转化率在初期即可以打到很高。反应要在-200度下进行，不会产生交联和支化。3、试比较本体、溶液、悬液、乳液聚合方式的基本特征及优缺点本体聚合：体系温度高，需要搅拌，间歇生产，设备简单优点：聚合物纯净，宜生产透明浅色制品；设备相对简单缺点：不易散热，聚合时易发生爆聚溶液聚合：散热容易，连续生产，不易形成干燥粉状优点：散热容易，可连续化缺点：不宜制成干燥粉状或粒状树脂悬浮聚合：散热容易，间歇生产，常有干燥分离等工序优点：散热容易，间歇生产，产物比较纯净缺点：需要加分离、洗涤、干燥等程序，较为复杂乳液聚合：散热容易，连续生产，制取固体树脂时需要凝聚，洗涤，干燥等工序优点：散热容易，可连续化缺点：产品中留有部分乳化剂和其他助剂，纯度不高。4、悬浮聚合时常要不断搅拌，加入分散剂，试分析它们对体系稳定性的贡献，分散剂有哪几类？它们的作用机理有何不同？在一定搅拌强度和分散剂浓度下，大小不等的液滴通过一系列分散结合过程，构成一定的动平衡，最后得到大小较均匀的粒子。两类：1、水溶性有机高分子物质。机理：吸附在液滴表面形成一层保护膜起到保护胶体作用，还使表面张力或界面张力降低，使液滴变小。2、不溶于水的无机粉末。机理：呈粉末状吸附在液滴表面起到机械隔离作用。5、乳液聚合过程可以分为哪三个阶段？各阶段标志及特征是什么？1、成核期：标志：胶束全部消失。特征：乳胶颗粒不断增加，聚合速率不断增大，单体液滴数不变，体积不断缩小。2、恒速期：标志：单体液滴消失。特征：乳胶颗粒恒定，乳胶粒体积继续增大。3、降速期：标志：单体反应完。特征：单体不再补充，速率逐渐减少。6、试比较自由基聚合、正离子聚合、负离子聚合的特点。自由基集合阳离子聚合阴离子聚合单体带有吸电子取代基的乙烯基单体，特别是取代基和双键发生共轭的单体带有供电子取代基的乙烯基单体、共轭单体及某些羰基和杂环化合物带有吸电子取代基的乙烯基单体、共轭单体以及某些羰基和杂环化合物引发剂易分解产生自由基的试剂亲电试剂亲核试剂链终止方式常为双基终止常为单基终止常为单基终止阻聚剂能产生自由基或与活性链形成稳定结构的试剂亲核试剂亲电试剂聚合实施方法本体、悬浮液和乳液本体和溶液本体和溶液聚合反应温度较高较低较低聚合物分子量与聚合时间关系无关无关随时间延长而增长7、为什么正离子聚合通常要在很低的温度下进行？为了减少链转移反应的发生，提高聚合物的分子量，阳离子的反应一般需要在低温下进行。8、为什么负离子聚合可为活性聚合？举例说明负离子聚合的应用？负离子的活性中心为负碳离子，不能自己终止，单体消耗完以后，活性中心仍然存在，再加入单体后聚合可以重新开始，所以为活性聚合。应用：合成嵌段聚合物sbs(弹性体)。9、简述聚合物结构层聚合物结构高分子的链结构一级结构化学组成结构单元链接方式构型支化与交联二级结构高分子链大小分子链形态聚合物的凝聚态结构三级结构晶态结构非晶态结构取向结构液晶态结构高级结构多相结构10、何谓聚合物取向？取向对聚合物的性能有何影响？如何判定聚合物取向度？1、聚合物在某种外力的作用下，分子链、链段和结晶聚合物中的晶粒等取向单元沿着外力作用方向择优排列，称为取向。2、取向使聚合物的力学，热学和光学性能发生很大的变化。3、方法有X射线衍射法、双折射法、声波传播法、小角光散射法。11、已知一聚合物试样中有分子量为104和105两组分，试求两种情况的Mm和Mw。1、两组分分子数相同2、两组分重量相同解：1：设分子数为a则数均分子量Mn=(a*104+a*105)/2a=（104+105）/2质均分子量Mw=(104*a*104+105*a*105)/(104*a+105*a)=(104+105)/112:设重量为b则Mn=（b/104*104+b/105*105）/（b/104+b/105）=2*105/11Mw=（b*104+b*105）/(b+b)=(104+105)/2