高分子化学习题三答案 一、名词解释 1、三相平衡点 乳化剂处于分子溶解状态、胶束、凝胶三相平衡时的温度。 2、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。 3、亲水亲油平衡值 衡量表面活性剂中亲水部分和亲油部分对水溶性的贡献。 4、官能度 一分子中能参与反应的官能团的数目。 5、引发效率 引发聚合的部分引发剂占引发剂分解或消耗总量的分率。 二、填空题 1、按聚合机理，聚合反应可以分成连锁聚合反应和逐步聚合反应。 2、聚合物的平均聚合度变大的化学反应有嵌段、扩链和 接枝 等。 3、乳液聚合体系一般由单体、水、水溶性引发剂、水溶性乳化剂 等四部分组成。 4、阳离子聚合机理的特点可以概括为快引发、快增长、易转移、难终止。 5、逐步聚合的实施方法通常有熔融聚合、溶波聚合、界面聚合 等。 6、在自由基聚合中，随反应时间的增加，转化率增大一，而分子量 基本不变一；在缩聚反应中，随反应时间的增加，转化率不变一，而 分子量逐渐增大 0 三、选择题（选一个最合适的答案。） 1、下列A可用来衡量自由基的相对活性。 A、竞聚率的倒数1M1B、竞聚率T1C、QD、e
高分子化学习题三答案 一、名词解释 1、三相平衡点 乳化剂处于分子溶解状态、胶束、凝胶三相平衡时的温度。 2、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。 3、亲水亲油平衡值 衡量表面活性剂中亲水部分和亲油部分对水溶性的贡献。 4、官能度 一分子中能参与反应的官能团的数目。 5、引发效率 引发聚合的部分引发剂占引发剂分解或消耗总量的分率。 二、填空题 1、按聚合机理，聚合反应可以分成 连锁聚合反应 和 逐步聚合反应 。 2、 聚合物的平均聚合度变大的化学反应有 嵌段 、 扩链 和 接枝 等。 3、乳液聚合体系一般由_单体_、_水_、_水溶性引发剂_、_水溶性乳化剂_ 等四部分组成。 4、阳离子聚合机理的特点可以概括为快引发、快增长、易转移、难终止。 5、逐步聚合的实施方法通常有_熔融聚合_、_溶液聚合_、_界面聚合 _等。 6、在自由基聚合中，随反应时间的增加，转化率_增大_，而分子量_ 基本不变_；在缩聚反应中，随反应时间的增加，转化率_不变_，而 分子量_逐渐增大_。 三、选择题（选一个最合适的答案。） 1、下列_A_可用来衡量自由基的相对活性。 A、竞聚率的倒数 1/r1 B、 竞聚率 r1 C 、Q D、 e
2、乳液聚合时聚合场所为C。 A单体液滴B水C增溶胶束D水溶液中的单体分子 3、自由基聚合动力学方程中如Rx[I]°，即引发剂浓度的零次方，则反应是 c A、单基终止 B、单基与双基终止并存 C、热引发 4、能够提高聚合速率而不降低聚合度的方法是D A、本体聚合 B、溶液聚合 C、悬浮聚合 D、乳液聚合 5、高抗冲聚苯乙烯属于C A、无规共聚物 B、交替共聚物 C、接枝共聚物 D、嵌段共聚物 四、写出下列聚合物的英文代号的结构式和中文名称。 AIBN,BPO,PET,PS,PC AIBN偶氨二异丁腈C(CH2(CN)N=NC(CH2(CN) BPO过氧化苯甲酰 PET 涤纶聚对苯二甲酸乙二醇酯 H-[OCH2CH,OOCΦ CO]n-OCH2CH2OH PC聚碳酸酯 回O1 PS聚苯乙烯{-CH(CH)CH-n
2、乳液聚合时聚合场所为_C_。 A 单体液滴 B 水 C 增溶胶束 D 水溶液中的单体分子 3、自由基聚合动力学方程中如R∝［I］0 ，即引发剂浓度的零次方，则反应是 _C_。 A、单基终止 B、单基与双基终止并存 C、热引发 4、能够提高聚合速率而不降低聚合度的方法是_D_。 A、本体聚合 B、溶液聚合 C、悬浮聚合 D、乳液聚合 5、高抗冲聚苯乙烯属于_C_。 A、无规共聚物 B、交替共聚物 C、接枝共聚物 D、嵌段共聚物 四、写出下列聚合物的英文代号的结构式和中文名称。 AIBN， BPO， PET， PS， PC AIBN 偶氮二异丁腈 C(CH3)2(CN)N=NC(CH3)2(CN) BPO 过氧化苯甲酰 PET 涤 纶 聚对苯二甲酸乙二醇酯 H-[OCH2CH2OOC φ CO]n-OCH2CH2OH PC 聚碳酸酯 CH CH3 C O O CH3 O n PS 聚苯乙烯 {-CH(C6H5)-CH2-}n
五、下列烯类单体适用于何种机理聚合：自由基聚合、阳离子聚合或阴离子聚合， 并说明原因。 (1)CH2=CHCI (2)CH2=CCl2 (3)CH2=CHCN (4)CH=C(CN)2 (5)CH2=CHCH: (6)CH2=C(CH3为 (1)CH2=CHC适于自由基聚合，C1原于是吸电子基团，也有共轭效应，但均较弱。 (2)CH=CC,适于自由基，阴离子聚合，两个C1原于吸电子基团。 (3)CH2CHCN适合自由基聚合和阴离子聚合。一CN是强吸电子基团，并有共轭效应 (4)CH,-C(CNh适合阴离子聚合。两个一CN是吸电子性较强。 (5)CH2CHCH,配位聚合。不能通过自由基聚合形成高分子量聚合物。由于双键电荷 密度大，不利于自由基的进攻，且易转移生成烯丙基型较稳定的自由基，难于再与丙烯等加 成转变成轻活泼的自由基，故得不到高聚物。 (6)CH=C(CHh适合阳离子聚合。CH为供电子基团，两个CH供电性较强 六、分别画出下列情况下的共聚物组成曲线，并说明其特征。0.5时，低转 化率阶段的F约为多少？ 1)r0.1,l:2)=0.2,r0.8:3)=0.2:4=0.2,5 6)4,r=0.2 (1)非理想共聚r10.12=1F20.65 2og5-i=6e02 (3)有恒比点的非理想共聚1=2=02组成曲线与恒比对角线相交 F1=0.5,F2=0.5 (4)理想共聚10.2=5组成曲线不与恒比对角线相交，却与另一对角线成对称状况 F2=0.91F20.82 (5)非理想共聚共聚曲线不与恒比对角线相交，而处于该对角线的下方。 F1=0.81,F2=0.19
五、下列烯类单体适用于何种机理聚合:自由基聚合、阳离子聚合或阴离子聚合, 并说明原因。 （1）CH2＝CHCl （2） CH2＝CCl2 （3）CH2=CHCN （4）CH2=C(CN)2 （5）CH2=CHCH3 （6）CH2=C(CH3)2 （1）CH2＝CHCl 适于自由基聚合，C1 原于是吸电子基团，也有共轭效应，但均较弱。 （2）CH2＝CCl2 适于自由基，阴离子聚合，两个C1 原于吸电子基团。 （3）CH2=CHCN 适合自由基聚合和阴离子聚合。－CN是强吸电子基团，并有共轭效应。 （4）CH2=C(CN)2 适合阴离子聚合。两个－CN是吸电子性较强。 （5）CH2=CHCH3 配位聚合。不能通过自由基聚合形成高分子量聚合物。由于双键电荷 密度大，不利于自由基的进攻，且易转移生成烯丙基型较稳定的自由基，难于再与丙烯等加 成转变成轻活泼的自由基，故得不到高聚物。 （6）CH2=C(CH3)2 适合阳离子聚合。CH3为供电子基团，两个CH3供电性较强 六、分别画出下列情况下的共聚物组成曲线，并说明其特征。f1=0.5 时，低转 化率阶段的F2约为多少？ （1）r1=0.1, r2=1；2）r1=0.2，r2=0.8 ；3）r1=r2=0.2；4）r1=0.2，r2=5； (5）r1=4，r2=0.2 (1)非理想共聚 r1=0.1 r2=1 F2=0.65 (2) r1=0.2 r2=0.8 2.0 2 1 21 2 11 = −− − == rr r fF F2=0.6 （3）有恒比点的非理想共聚 r1=r2=0.2 组成曲线与恒比对角线相交 F1＝0.5, F2＝0.5 （4）理想共聚r1=0.2 r2=5 组成曲线不与恒比对角线相交，却与另一对角线成对称状况 F2=0.91 F2=0.82 （5）非理想共聚 共聚曲线不与恒比对角线相交，而处于该对角线的下方。 F1＝0.81， F2＝0.19
七、简答题 1、在离子聚合反应中能否比现自动加速现象？为什么？ 自由基聚合反应过程中出现自动加速现象的原因是：随着聚合反应的进行，体系的粘 度不断增大。当体系粘度增大到一定程度时，双基终止受阻碍，则而k明显变小，链终止速 度下降：但单体扩散速度几乎不受影响，k下降很小，链增长速度变化不大，因此相对提高 了聚合反应速度，出现了自动加速现象。在离子聚合反应过程中由于相同电荷互相排斥不存 在双基终止，因此不会出现自动加速效应。 2、推导自由基聚合动力学方程时，作了哪些基本假定？一般聚合速率与引发速 率的平方根成正比(0.5级)，是哪一种机理（链引发或链终止）造成的？什么 条件会产生一级，零级，0.51级，0.50级反应。 推导自由基聚合动力学方程时的基本假定： ①等活性假设：链自由基的活性与链长基本无关，即各步速率常数相等。 ②长链假设：高分子的聚合度很大，用于引发的单体远少于增长消耗的单体。 ③稳态假设：体系中的自由基浓度不变，引发速率等于终止速率。 聚合速率与引发速率的平方根成正比(0.5级)，是链终止位双基终止造成的。 ()单基终止对引发剂为一级反应。 一级 (2)活性链浓度与引发剂浓度无关，如热聚合。零级 (③)单、双基终止兼而有之，0.51级。 (4)介于正常终止（双基终止）与(2)之间，0.50级。 3、简述传统乳液聚合中单体，乳化剂，引发剂的所在场所，胶束，胶粒，单体 液滴和速率的变化。 乳化剂 单体 引发剂 少量在水相中 大部分在水中 大部分形成胶束 小部分增溶胶束内 部分吸附于单体液滴 大部分在单体液滴内
七、简答题 1、在离子聚合反应中能否比现自动加速现象？为什么？ 自由基聚合反应过程中出现自动加速现象的原因是：随着聚合反应的进行，体系的粘 度不断增大。当体系粘度增大到一定程度时，双基终止受阻碍，则而kt明显变小，链终止速 度下降；但单体扩散速度几乎不受影响，kp下降很小，链增长速度变化不大，因此相对提高 了聚合反应速度，出现了自动加速现象。在离子聚合反应过程中由于相同电荷互相排斥不存 在双基终止，因此不会出现自动加速效应。 2、推导自由基聚合动力学方程时，作了哪些基本假定？一般聚合速率与引发速 率的平方根成正比（0.5 级），是哪一种机理（链引发或链终止）造成的？什么 条件会产生一级，零级，0.5~1 级，0.5~0 级反应。 推导自由基聚合动力学方程时的基本假定： ① 等活性假设：链自由基的活性与链长基本无关，即各步速率常数相等。 ② 长链假设：高分子的聚合度很大，用于引发的单体远少于增长消耗的单体。 ③ 稳态假设：体系中的自由基浓度不变，引发速率等于终止速率。 聚合速率与引发速率的平方根成正比（0.5 级），是链终止位双基终止造成的。 (1)单基终止对引发剂为一级反应。 一级 (2)活性链浓度与引发剂浓度无关，如热聚合。零级 (3)单、双基终止兼而有之，0.5~1 级。 (4)介于正常终止（双基终止）与（2）之间，0.5~0 级。 3、简述传统乳液聚合中单体，乳化剂，引发剂的所在场所，胶束，胶粒，单体 液滴和速率的变化。 部分吸附于单体液滴 大部分在单体液滴内 大部分形成胶束 小部分增溶胶束内 少量在水相中 大部分在水中 乳化剂 单体 引发剂 部分吸附于单体液滴 大部分在单体液滴内 大部分形成胶束 小部分增溶胶束内 少量在水相中 大部分在水中 乳化剂 单体 引发剂
第一阶段一成核期： 乳胶粒生成期，从开始引发到胶束消失为止。 ◆液滴、胶束、乳胶粒三种粒子 ◆乳胶粒数增加，单体液滴数不变，但体积不断缩小。 ●聚合速率不断增加。 第二阶段一恒速期：自胶束消失开始，到单体液滴消失为止。 乳胶粒和单体液滴两种粒子。 ◆乳胶粒数恒定，乳胶粒内单体浓度[M]恒定。 ◆聚合速率恒定。 第三阶段一降速期：单体液滴消失后，直到单体完全转化。 ●乳胶粒内单体浓度[M]下降 ◆聚合速率下降。 ◆只有乳胶粒一种粒子 八、计算题 试证明二元酸和二元醇的等摩尔混合物再外加酸的催化聚合反应中，P从 0.98到0.99所需时间几乎等于聚合开始P达到0.98时所需的时间。 解：在外加酸催化的聚酯合成反应中存在X,=k'c1+1 P=0.98时，X=50,所需反应时间1，= 49 P0.99时，X,-100，所需反应时间1C 99 所以，2大约是t的两倍， 故由0.98到0.99所需的时间相近
第一阶段—成核期： 乳胶粒生成期，从开始引发到胶束消失为止。 液滴、胶束、乳胶粒三种粒子 乳胶粒数增加，单体液滴数不变，但体积不断缩小。 聚合速率不断增加。 第二阶段－恒速期：自胶束消失开始，到单体液滴消失为止。 乳胶粒和单体液滴两种粒子。 乳胶粒数恒定，乳胶粒内单体浓度[M]恒定。 聚合速率恒定。 第三阶段－降速期：单体液滴消失后，直到单体完全转化。 乳胶粒内单体浓度[M]下降 聚合速率下降。 只有乳胶粒一种粒子 八、计算题 试证明二元酸和二元醇的等摩尔混合物再外加酸的催化聚合反应中， P 从 0.98 到 0.99 所需时间几乎等于聚合开始 P 达到 0.98 时所需的时间。 解：在外加酸催化的聚酯合成反应中存在 1 n = ′ 0tckX + P=0.98 时， = 50 Xn ， 所需反应时间 0 1 49 ck t ′ = ； P=0.99 时， = 100 X n ， 所需反应时间 0 1 99 ck t ′ = 。 所以，t2大约是t1的两倍， 故由 0.98 到 0.99 所需的时间相近