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2017年湖北大学化学化工学院816高分子化学考研强化模拟题

  摘要

一、名词解释

1. 反应程度

【答案】反应程度是参与反应的基团数与起始基团数之比,是高分子缩聚反应中用以表征高分子聚合反应反应深度的量。要注意反应程度和转化率的区别,转化率是指反应了的单体分子数与起始单体分子数之比,在缩聚反应中常用反应程度来描述反应过程,因为缩聚反应本质是官能团之间的反应,只有官能团之间充分反应才能生成大分子,故用反应程度描述其反应过程。

2. 配位聚合

【答案】配位聚合是指单体分子首先在活性种的空位处配位,形成某些形式(

合本质上是单体对增长链Mt-R 键的插入反应,所以又称为插入聚合。

3. 动力学链长

【答案】动力学链长是一个活性中心,从引发开始到真正终止为止所消耗的单体数目。

4. 平衡缩聚

【答案】平衡缩聚是缩聚反应进行一段时间后,正反应的速率与逆反应的速率相等,反应达

,用K 到平衡,平衡时生成物的浓度的乘积与反应物浓度的乘积之比是个常数(称为平稳常数)

表示。

5. 平均官能度与摩尔系数

【答案】平均官能度指反应体系中平均每一分子上带有的能参加反应的官能团(活性中心)的数目。当量系数是指起始两种官能团总数之比,其值小于或等于1。

6. 高分子材料

【答案】高分子材料是以高分子化合物为基材,加入适当助剂,经过混炼(或塑炼)所制成的能够进行成型加工的材料。.

)的配位络合物,随后单体分子插入过渡金属(Mt )—碳(C )链中增长形成大分子的聚合过程。这种聚

二、问答题

7. 什么是共聚物组成?共聚物组成与哪些因素有关?

【答案】大分子链上两种结构单元的比例称为共聚物组成。共聚物组成取决于投料比、单体活性和自由基活性。

8. 悬浮聚合应采用何种类型的引发剂? 乳液聚合应采用何种类型的引发剂?

【答案】悬浮聚合使用的是油溶性引发剂;乳液聚合使用的是水溶性引发剂。

9. 推导共聚物组成微分方程时有哪些假定?为什么该方程只能应用于低转化率的条件?并写出共聚物组成微分方程。

【答案】(1)该方程是在以下假定条件下推导出来的:

①链自由基的活性与链长基本无关,但与链自由基末端结构单元的结构有关。

②共聚物的大分子链很长,用于引发所消耗的单体远小于用于増长所消耗的单体。

③稳态的假定,假定共聚反应进行了一段时间后,两种链自由基的浓度都不变,为定值, 即自由基的生成速率与消失速率相等,体系进入稳态,达到动平衡。

(2)原因:因为稳态的假定只有在低转化率(小于5%)时才成立,因此该方程只能适用于低转化率的情况。

(3)二元共聚物组成的微分方程为

式中为共聚物组成,

即共聚物大分子链中两种单体单元的比值

分别为单体和单体为均聚链増长反 原料组成,即原料混合物中两种单体的比值应速率常数与共聚链增长反应速率常数之比

10.以乙二醇二甲醚为溶剂,分别以

判断的根据。 表征两种单体的相对活性为引发剂,在相同条件下使苯乙烯聚合。判断采用不同引发剂时聚合速度的大小顺序。如改用环己烷作溶剂,聚合速度的大小顺序如何?说明

【答案】以乙二醇二甲醚为溶剂时,所列引发剂引发苯乙烯聚合的速度顺序是:

乙二醇二甲醚是溶剂化能力很强的溶剂,可使金属离子溶剂化。金属反离子的半径越小,其溶剂化程度越大,因而紧对活性种的浓度越小,松对和自由离子活性种的浓度越大,链増长速度也越快。碱金属原子半径的顺序是:

所以苯乙稀在乙二醇二甲醚中的聚合速度顺序是:

以环己烷为溶剂时,苯乙烯的聚合速度大小顺序是:

这是因为环己烷基本上无溶剂化能力,所以活性种的反离子基本上未溶剂化。金属反离子的直径越大,正、负离子的解离度越大,因而链增长速度越快。反离子半径的尺寸从锂到钾变大,所以在环己烷中苯乙烯的聚合速度的顺序是:

RLi

11.引发丙烯酸酯类单体聚合,能否获得高相对分子质量聚合物或活性聚合?试用反应方程

【答案】一般不能形成高相对分子质量的聚合物,也难以获得活性聚合。因为首先进攻式表达并分析其原因。 幾基结果如下:

(1)攻击酯基上的羰基,导致引发剂失活。以为例:

即使是甲基-乙烯基酮可被剩余的

(2)带负电荷的增长链进攻引发聚合,结果也形成混杂结构的低聚物。 的羰基:

结果导致链终止,并使相对分子质量下降。

(3)带负电荷的増长链向邻近酯基上的酯基“回咬”,形成环状低聚物:

12.塑料按用途还可进一步细分为哪几类?

【答案】塑料按用途可分为通用塑料、工程塑料和特种塑料。通用塑料指产量大、用途广、价格低的品种,如聚烯烃、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛塑料和氨基塑料等,主要用作日常生活用品、包装材料和一般零件。而工程塑料指可作为工程材料使用的塑料,它们具有良好的力学性能和尺寸稳定性,能代替金属作结构材料,主要有聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醒、ABS 、聚砜、聚苯醚等。这两种塑料之间并无严格界线,如ABS 论产量和应用规模应当是通用塑料,但论性能应当是工程塑料。此外还有特种塑料,如氟塑料、硅塑料等。

13.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、阳离子聚合或阴离子聚合)。

(1)单体: