2018年郑州大学联合培养单位河南工程学院963高分子化学与高分子物理之高分子化学考研核心题库
● 摘要
一、填空题
1. 塑料按其性能、产量和生产成本可分为_____和_____。
【答案】通用塑料;工程塑料
2. 逐步聚合方法通常有_____、_____、_____。
【答案】熔融聚合;溶液聚合;界面聚合
3. 在自由基聚合中,用_____表示聚合反应进行的深度。
【答案】转化率
4. 丙烯只能进行_____聚合反应。
【答案】配位阴离子
5. 按参加反应的单体种类,可将逐步聚合分为_____、_____和_____; 按反应热力学特征,可将逐步聚合分为_____和_____两大类。
【答案】均缩聚;混缩聚;共缩聚;平衡缩聚(可逆缩聚);不平衡缩聚(不可逆缩聚)
6. 以n-BuLi 为引发剂,
制备丙烯酸酯
聚合_____, 再引发聚合_____。
【答案】苯乙烯;丙烯酸酯
7.
【答案】
【解析】苯乙烯在萘钠的四氢呋喃溶液中发生双基偶合。
8. 引发剂主要包括_____、_____和_____三大类。
【答案】偶氮类;过氧类;氧化-还原引发剂
9. 聚合物相对分子质量的多分散性用_____和_____两个物理量表示。
【答案】相对分子质量分布曲线;相对分子质量分布系数
第 2 页,共 37 页 苯乙烯嵌段共聚物,其加料顺序为先
10.可以按自由基聚合的单体有_____、_____、_____和_____等。
【答案】乙烯;氯乙烯;醋酸乙烯;甲基丙烯酸甲酯
二、问答题
11.什么是扩链反应?什么是大单体?什么是遥爪预聚物?
【答案】扩链反应是指以适当的方法,将相对分子质量只有几千的低聚物连接起来,使相对分子质量成倍或几十倍地提高,这是聚合物主链增长的过程。首先合成遥爪预聚物,然后通过活性端基与扩链剂反应。如果扩链剂为三官能团分子,则可发生交联反应,形成网状分子。
端基带有一个可反应基团的聚合物(通常是低聚物)称为大单体或反应性单体。两个端基都带有可反应基团的聚合物(通常是低聚物)称为遥爪预聚物。
12.什么是共聚物组成?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。
13.在阳离子聚合反应过程中,活性中心离子和反离子之间的结合有几种形式?不同存在形式和单体的反应能力如何?其存在形式受哪些因素的影响?
【答案】在阳离子聚合过程中,链增长活性中心与抗衡阴离子之间存在以下离解平衡:
越靠右的物种越易与单体反应。
极性大的溶剂有利于链增长活性中心与抗衡阴离子的离解,有利于聚合反应速率的增大,如果溶剂极性太弱,则不能使二者离解而形成不具有链增长活性的共价化合物,聚合反应不能顺利进行。
以上各种存在形式的数量受溶剂性质、温度、及抗衡离子等因素的影响。
(1)溶剂的基本性质包括极性和溶剂化能力两个方面。极性通常以介电常数表征(溶剂的介电常数越大,极性越强);溶剂化能力通常以电子给予指数表征(溶剂的电子给予指数越大,溶剂化能力越强)。
溶剂极性的影响:极性增大,离子对离解越容易进行,聚合速率增大,结构规整性降低。 溶剂化能力的影响:溶剂化能力越强,离子对离解越容易进行,聚合速率増大,结构规整性降低。对于阳离子聚合反应,主要考虑溶剂极性的影响。溶剂化能力强的溶剂无法作为阳离子聚合的溶剂。
(2)温度对阳离子聚合反应的影响为温度越低,离解平衡常数越大,越有利于平衡向右移动,即温度降低使聚合速率增大。具有负的温度效应是阳离子聚合反应的第二个重要特点。多数情况下聚合度随温度的降低而增加,所以阳离子聚合反应一般在很低的温度下进行。
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(3)与阳离子聚合中,抗衡离子的亲核性大小对聚合反应能否进行具有很大影响。如果抗衡离子的亲核性太强,则将使链增长反应无法进行。抗衡离子的体积大小对聚合反应速率的影响表现为体积大的抗衡离子与正碳离子之间的库仑力较弱,抗衡离子的亲核性较差,离子对变松,聚合速率较快。
14.为什么说大分子的微观结构、平均相对分子质量和热转变温度是表征聚合物性能的重要指标?
【答案】大分子的微观结构是指聚合物的一次结构和二次结构。
一次结构是与聚合物的结构单元有关的结构。它包括结构单元的化学组成、结构单元的序列结构和结构单元的构型。由于结构单元的化学组成不同,才构成了品种繁多的聚合物,聚合物的种类就是以结构单元的化学组成为基础而划分的。在自由基聚合过程中,由于聚合反应的复杂性、结构单元连接概率的关系,虽然大部分结构单元是以“头一尾”连接,但也有部分结构单元是以“头一头”或“尾一尾”
连接。烯烃由于结构单元上的取代基在空间的排列方式不同造成立体异构体全同立构体、间同立构体和无规立构体,二烯烃聚合时,除1, 2加成和3, 4加成外,还有1, 4加成、1,2加成、3,4加成同样可形成全同立构体、间同立构体和无规立构体。1,4加成形成的大分子中有顺式和反式异构体。
二次结构是涉及单个大分子的构象的结构。构象和构型不同,构型属于一次结构的范畴,构象是属于二次结构的范畴。二次结构的运动单元不是单个重复单元,也不是整个大分子,而是由若干重复单元形成的链段。线型大分子可以处于伸展的链、无规线团、折叠链和螺旋链;支化交联大分子可以是支化链、星型链、梳型链和交联的链。聚合物的结构对聚合物的性能的影响很大,橡胶用聚合物多为二烯烃化合物的1,4聚合物,大分子的柔性大,分子间作用力小,常温下具有高弹性,而纤维用聚合物常为有氢键作用或结晶性聚合物,塑料的分子间作用力居二者之间。
聚合物能被广泛用作材料,应用于国民经济各部门,主要是由于其具有巨大的相对分子质量,具有一定的强度(有的聚合物的强度相当甚至超过钢的强度)。链状大分子之间有比小分子之间强得多的分子间作用力,作用力的大小直接和其相对分子质量的大小有关。相对分子质量不同的聚合物性能不同用途也不相同。纤维用聚合物(如涤纶和尼龙-66)相对分子质量最小,为20000〜30000; 橡胶用聚合物(如顺丁橡胶和合成天然橡胶)相对分子质量最大,一般为200000以上;塑料用聚合物(如聚氯乙烯和聚苯乙烯)相对分子质量居中,一般为50000~200000。相对分子质量过低时强度不够,相对分子质量过高时成型加工有困难,因此,聚合物的相对分子质量是影响
聚合物性能的重要因素。玻璃化温度和熔点是表征聚合物热性能的重要指标,玻璃化温度是无定型聚合物使用的上限温度,熔点是结晶聚合物使用的上限温度。
15.为什么丁二烯既能进行自由基聚合,又可进行阴、阳离子聚合?丁二烯加入自由基型引发剂进行本体聚合或溶液聚合,为什么不是分子量太低,就是得到交联聚合物?[提示:丁二烯自由基
聚合的链终止速率常数为
【答案】(1
)丁二烯是含两个 双键的共轭分子,容易发生诱导极化。
第 4 页,共 37 页 (2)由于链终止速率常数太大,极易发生偶合终止;增长自由基容易与1, 2结构的侧乙烯基
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