2017年浙江大学高分子系837高分子物理与化学之高分子化学考研仿真模拟题
● 摘要
一、名词解释
1. 半衰期
【答案】半衰期是指引发剂分解至起始浓度一半时所需的时间。引发剂的半衰期越短,则引发剂的活性越高。
2. 通用塑料
【答案】通用塑料是产量大、成本低,应用面广和性能多样化,作为一般用途的塑料。
3. 三大合成材料
【答案】三大合成材料是在合成的高分子材料中,那些最重要的、最常见的高分子材料如塑料、合成纤维和合成橡胶。
4. 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。
5. 正常聚合速率
【答案】正常聚合速率是指在低转化率(
)条件下,聚合速率遵循速率方程所表现的
速率,随聚合时间的延长单体浓度和引发剂浓度降低,聚合速率降低。
6. 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。
二、问答题
7. 试参考有关资料,列举丙烯进行淤浆聚合、气相聚合的主要工艺条件和所得聚合物的全同指数。
【答案】(1)丙烯的淤浆聚合 所用催化剂有常规催化剂(如附
随后再与
)和高效催化剂(以
为载体吸
以调节聚合物的相
反应)。把催化剂悬浮在庚烷或汽油中,
加在第一釜中。随后通入丙烯于
催化剂效率(常规催化剂)
相对密度为
聚合。采用3〜5釜串联连续聚合流程。并于1、2、3釜中分别通入
对分子质量。此时聚丙烯呈淤浆析出。丙烯的单程转化率为为
聚丙烯.
(2)丙烯的气相聚合
以少量环己烷把催化剂
温度为90°C,聚合时间
所得全同聚丙烯的全同指数为95, 熔点为
分散在液态丙烯中进行间歇聚合。聚合压力为催化剂效率为
所得聚丙烯的
全同指数为90。
8. 链转移反应对支链的形成有何影响?聚乙烯的长支链、短支链以及聚氯乙烯的支链是如何形成的?
【答案】自由基向大分子转移的结果,是在大分子链上形成活性点,引发单体增长,形成支链,这样由分子间转移而形成的支链一般较长。而分子内的转移而形成的支链一般较短。
分子间转移反应生成长支链如下式:
高压聚乙烯除含少量长支链外,还有乙基、丁基短支链,是分子内转移的结果。如下式:
丁基支链是自由基端基夺取第五个亚甲基上的氢,“回咬”转移而成。乙基端基则是加上一单体分子后作第二次内转移而产生。聚乙烯支链数可以高达30支链/500单元。
聚氯乙烯也是容易链转移的大分子,转移反应生成长支链如下式:
形成的大分子自由基相互反应,最终形成支链。
9. 什么是链转移反应?有几种形式?对聚合速率和相对分子质量有何影响?什么是链转移常数?与链转移速率常数有什么关系?
【答案】链自由基夺取体系中某些分子的氢或其他原子,使原来的自由基链增长反应终止,形成新的自由基。这种反应称为链转移反应。
链转移反应主要有四种形式:向单体转移、向引发剂转移、向溶剂转移和向大分子链转移。对聚合速率的影响可分为两种情况:再引发速率大时,对聚合速率没有影响;再引发速率小时,
聚合速率变小。前三种链转移的结果是聚合度和相对分子质量降低,向大分子链转移结果是聚合度分散度増加。
链转移常数是链转移速率常数与链增长速率常数之比,代表着两种反应的竞争能力。
10.活泼单体苯乙烯和不活泼单体醋酸乙烯酯分别在苯和异丙苯中进行其他条件完全相同的自由基溶液聚合,试从单体、溶剂和自由基的活性比较所合成的四种聚合物的相对分子质量大小,并简要解释原因。
【答案】
表
综上所述:分子量大小排布:
11.试推导平均聚合度倒数方程式
【答案】由平均聚合度定义可知,平均聚合度可由增长速率与终止速率(包括偶合终止、歧化终止和链转移终止)的比值求得
链转移终止使链自由基提早终止,使聚合物相对分子质量降低,因此在讨论聚合物的相对分子质量时,必须考虑链转移反应对聚合物相对分子质量(或平均聚合度)的影响。
(1)向单体转移
相应的速率方程为
(2)向引发剂转移
相应的速率方程为
(3)向溶剂转移
相应的速率方程为
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