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2018年南京林业大学理学院821高分子化学基础考研基础五套测试题

  摘要

一、名词解释

1. 结构单元

【答案】结构单元是重复单元中包括的更小的、不能再分的结构单位。

2. 配位聚合和插入聚合

【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

物。随后单体分子插入过渡金属

体对增长链

3. 理想共聚 键的插入反应,

所以又常称插入聚合 的配位络合

键中增长形成大分子的过程。这种聚合本质上是单

【答案】

理想共聚是指的共聚反应,分为两种情况:

是一种极端的情况,表明两链自由基均聚和共聚增长几率完全相等,此时,不论

原料单体组成和转化率如何,共聚物组成总是与单体组成相同,称为理想恒比共聚;

应的倾向完全相同。

4.

向溶剂转移常数

数的比值

5. 聚醚型聚氨酯

【答案】聚醚型聚氨酯是以二异氰酸酯和端轻基聚醚为原料,经逐步加成聚合反应形成的大分子链中含有氨基甲酸酯基和聚醚链段的一类聚氨酯。

6. 转化率

【答案】转化率是参加反应的单体分子数与初始投料单体分子数之比。

为一般理想共聚,表明不论何种链自由基与单体Ml 及M2反应时,反 是链自由基向溶剂转移反应的速率常数与链增长反应速率常

表征链中自由基溶剂转移的难易程度。 【答案】

向溶剂转移常数

二、问答题

7. 举例说明聚合物、高分子、大分子、高聚物、高分子化合物、低聚物、齐聚物、寡聚物等名词的含义,以及它们之间的关系和区别。

【答案】

合成高分子多数是由许多结构单元重复键接而成的聚合物。聚合物

看成是高分子可以

的同义词。这两个词虽然经常混用,但仍有一定区别,前者通常是

指有一定重复单元的合成产物,一般不包括天然高分子(生物高分子);而后者指相对分子质量很大的一类化合物,包括天然和合成高分子,也包括无一定重复单元的复杂大分子。“大分子”是高分子的同义词,但高分子用得更普遍。高聚物是“高分子聚合物”的简称,也是高分子的同义词,由于字面的意思重复,现较少使用。“高分子”实际上是“高分子化合物”的简称,为了简洁较少用后者,如“高分子化学”就不好称为“高分子化合物化学”。

根据相对分子质量或聚合度大小的不同,聚合物又有低聚物和高聚物之分,但两者并无严格的界限,一般低聚物的相对分子质量在几千以下,而高聚物的相对分子质量总在10000以上。齐

聚物、寡聚物和低聚物的英文名称都是齐聚物是较早的说法,现在低聚物用得更广泛。

8. 简述配位聚合的茂金属引发剂的组成和特点。

【答案】

茂金属引发剂是环戊二烯类(简称茂)、

引发剂。

均相茂金属引发剂的特点是:

引发剂的活性高10倍。

立构规整能力高。高活性,

几乎金属原子都形成活性中心,

比单一活性中心,

可获得相对分子质量分布很窄、共聚组成均一的产物。

族过渡金属、非茂配体三部分组成的有机金属络合物的简称。单独茂金属引发剂对烯烃配位聚合基本没有活性,

常加甲基铝氧烷几乎使所有乙烯基单体聚合。

9. 简要阐明丙烯发生配位聚合形成全同和间同立构聚合物的机理,并指出有利于形成两种立构规整聚合物的反应条件。

【答案】

现用

若以

代表

(1

)丙烯在模型阐明丙烯发生全同聚合的机理。 活性种,则 表面定向吸附,并在活性种的空位上配位,

形成络合物;

键中,同时空位改变位置

R 基或增长链在下一个丙烯分子配位之前又“飞回”到原来的空位上,(3)从而形成全同结构。

由于

表面上的活性种数较少(约占总量的1%),

聚合体系的能量较高(聚合温度一般

可使单体配位插入速度远大),而且“飞回”

时又可借助的d 轨道和碳的P 轨道交盖能量的补偿,所以R 基(或増长链)“飞回”

原位有足够的能量和空间。如果把聚合温度降至

于R 基的“飞回”速度,此刻就形成间同立构聚丙烯。

10.按照大分子链的微观结构共聚物分几类?它们在结构上有何区别?各如何制备?

【答案】(1)按照大分子链的微观结构共聚物分为无规共聚物、交替共聚物、嵌段共聚物和接枝共聚物四类。

(2)结构上的区别:

无规共聚物中两种单体单元无规排列

(2)随后形成四元环过渡态,

再发生顺式加成插入连续的单元数不多;交替

共聚物中两种单体单元严格相间排列;

嵌段共聚物由较长的

链段和另一较长的链段构成的共聚物;接枝共聚物主链由一种(或两种)单体单元构成,支链由另一种(或另两种)单体单元构成的共聚物。

(3)制备:无规共聚物、交替共聚物可由自由基共聚合制备;嵌段共聚物可由阴离子聚合制备;接枝共聚物可由聚合物的化学反应制备。

11.在20世纪40年代曾用为催化剂,氯甲烷为溶剂,在下由异丁烯和丁二烯这经阳离子聚合制备丁基橡胶。得到的共聚物中异丁烯占后将共聚单体改为异戊二烯

对此进行分析讨论。

【答案】(1)异丁烯-

丁二烯共聚体系

根据上述数据要合成含丁二烯

聚物,物料中

的共聚物应选0.3。这就是说,

要得到含丁二烯的共

(异丁烯)(丁二烯) (摩尔分数)。在该条件下其他条件不变,这时一改变,使丁基橡胶的生产工艺控制和生产流程大大简化。丁基橡胶硫化胶的质量也提高了。试(摩尔)应为丁二烯。如果用为0.5作为起始投料,当_降至0.2停止反应,

但这时反应的转化率c

由下式计算约为

这时共聚物中丁二烯的平均摩尔含量约为

因此异丁烯和丁二烯共聚由于相差太大,要保持共聚物组成在一个很小的范围内波动,必须严格控制转化率(低于40%)。这样就有大量异丁烯和丁二烯要回收使用,而且每次投入的丁二烯量甚多,但实际参加反应的又很少。整个回收工艺复杂,反应控制亦难。所合成的共聚物组成波动较大,影响硫化胶的质量。

(2)异丁烯-

异戊二烯共聚体系理想共聚体系。

要得到

相应的

可在的共聚物即可。按上面的办法计算,如允许

在之间变化,

之间变化,

这时反应的转化率可达如果在反应过程中适当补充一些(异丁烯)

(异戊二烯)是属于的异丁烯,转化率还可控制得更高。这一共聚反应回收单体量少,异戊二烯可以不回收,所以生产流程大大简化。所得的共聚物组成比较均匀,两单体单元又呈无规分布,所得硫化胶的质量也较好。