高分子化学-习题

高分子化学习题1、与低分子化合物比较，高分子化合物有什么特征？答：（1）相对分子质量的大小不同：有机高分子化合物的相对分子质量一般在一万以上，具有多分散性，而低分子有机物的相对分子质量在1000以下。低分子有机物的相对分子质量都有一个明确的数值，而高分子化合物的相对分子质量只是一个平均值。（2）基本结构不同：高分子是由若干个重复结构单元组成。小分子没有重复结构单元。（3）分子形态呈多样性：高分子的结构有现型、星型、支链型、树状型、体型。（4）由于高分子化合物与低分子有机物在相对分子质量和结构上的差异，它们在物理、化学性质上也有较大差别。（5）具有显著的多层次结构2、何谓分子量的多分散性？如何表示聚合物分子量的多分散性？试分析聚合物分子量多分散性存在的原因。答：（1）聚合物通常有一系列相对分子量不同的大分子同系物组成的混合物，用以表达聚合物的相对分子量大小并不相等的专业术语叫，多分散性。（2）多分散性的表示：分子量分布指数DI：DI=Mw/Mn；分子量分布曲线（3）聚合物分子量多分散性存在的原因：主要由聚合物形成过程的统计特性所决定。3、能否用蒸馏的方法提纯高分子化合物？为什么？答：不能。由于高分子化合物分子间作用力往往超过高分子主链内的键合力，所以，当温度升高达到气化温度以前，就发生珠帘的断裂或分解，从而破坏了高分子化合物的化学结构。因此不能用蒸馏的方法来提纯高分子化合物。4、写成下列聚合物的聚合反应方程式（1）聚丙烯酸甲酯；（2）聚醋酸乙烯酯；（3）聚己二酰己二胺；（4）聚己内酰胺。答：（1）（2）（3）（4）5、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。答：（1）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。在非均相本题聚合和沉淀聚合中，由于活性链端被屏蔽，链终止反映速度大大下降，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，也回出现反应自动加速现象。（2）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。（3）抑制方法：反应的自动加速大多由于体系中单位时间呢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，使引发查声新链的速度也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。降低体系粘度：如溶液聚合强化传热：如MMA本体聚合制造有机玻璃，高温预聚、薄层聚合、高温熟化。6、商品名为涤纶、丙纶、锦纶对应的聚合物分别是什么？涤纶聚对苯二甲酸乙二醇酯（聚酯）纤维丙纶聚丙烯纤维锦纶聚酰胺纤维，常称尼龙7、写出下列符号对应聚合物的名称及重复单元：PE、PVC、PAM、PVA、ABS。8、阐述连锁和逐步反应的的区别。连锁聚合逐步聚合需活性中心：自由基、阳离子或阴离子无特定的活性中心，往往是带官能团单体间的反应单体一经引发，便迅速连锁增长，聚合由链引发、增长及终止等基元反应组成，各步反应速率和活化能差别很大反应逐步进行，每一步的反应速率和活化能大致相同体系中只有单体和聚合物，无分子量递增的中间产物体系含单体和一系列分子量递增的中间产物转化率随着反应时间而增加，分子量变化不太分子量随着反应的进行缓慢增加，而转化率在短期内很高9、写出涤纶生产的两条主要工艺路线，并阐述优缺点。答：（1）酯交换法或间接酯化法：①甲酯化：对苯二甲酸与稍过量甲醇反应生成对苯二甲酸二甲酯DMT②酯交换：DMT与乙二醇进行酯交换生成对苯二甲酸乙二醇酯（BHET）符号聚合物重复单元PE聚乙烯PVC聚氯乙烯PAM聚丙烯酰胺PVA聚乙烯醇ABS丙烯腈③终缩聚：用BHET自缩聚或酯交换得聚合物优点：分步进行，可控制任意一步；在低压下进行，设备无需耐高压性；产率较高，产物易提纯。缺点：多步进行，操作繁琐；甲醇沸点低，回被大量蒸出，能耗大，成本高。（2）直接酯化法：高纯度对苯二甲酸与过量乙二醇在200℃下预先直接酯化成低聚合度（例如n=1-4）聚对苯二甲酸乙二醇酯，而后在280℃下自缩聚（终缩聚）成高聚合度的聚酯产品（n=100-200）。优点：单步进行，操作简单，能耗小，生产效率高，适用于大规模生产；缺点：反应要在一定压力下进行，对设备耐压性要求高；乙醇黏度大，要搅拌混匀。10、自由基聚合微观动力学的推导建立在哪几种假设上？答：①“长链”假定：聚合总速率等于链增长速率②“等活性”假定：链自由基的活性与链长无关，即各步速率常数相等。③“稳态”假定：经很短一段时间后，自由基的生成与消亡处于动平衡状态，即自由基的浓度不变，进入“稳定状态”。④