2018年西安科技大学材料科学与工程学院812高分子化学与物理考研基础五套测试题
● 摘要
一、名词解释
1. 聚合反应
【答案】聚合反应是指由单体合成高分子化合物的过程(化学反应),简称聚合。
2. 负H 转移的异构化聚合
【答案】负H 转移的异构化聚合是3-甲基-丁烯-1的阳离子聚合由1,2-聚合变为1,3-聚合是通过负H 离子转移(或正电荷的移位)而进行分子内重排的聚合。
3. 竞聚率
【答案】竞聚率是单体均聚链增长速率常数和共聚链增长速率常数的
比
它表征两单体的相对活性,r 值越大该单体越活泼;根据r 值,可判断两
单体能否共聚和共聚类型,
例如表示自聚倾向比共聚大;表示共聚倾向大于自聚;r=0表
示不能自聚。为理想共聚
,为嵌段共聚。
4. 重复单元、结构单元、单体单元、单体和聚合度
【答案】(1)重复单元(又称重复结构单元或链节)是指聚合物中化学组成相同的最小单位。
(2)结构单元是指构成高分子链并决定高分子性质的最小结构单位。
(3)单体单元是指聚合物中具有与单体的化学组成相同而键合的电子状态不同的单元。 (4)单体是指带有某种官能团、并具聚合能力的低分子化合物,或能形成高分子化合物中结构单元的低分子化合物。
(5)聚合度是高分子链中重复单元的重复次数。
5. 理想共聚
【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;
或
应的倾向完全相同。
6. 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
第 2 页,共 33 页 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,反的配位络合
物。随后单体分子插入过渡金属键中增长形成大分子的过程。这种聚合本质上是单
体对增长链键的插入反应,
所以又常称插入聚合
7.
向单体转移常数
【答案】
向单体转移常数是链自由基向单体转移反应的速率常数
的比值,
即
8. 内酯
【答案】
内酯是环中含有酯基
9. 通用塑料 的环状化合物,也称环酯。 ,表征链自由基向单体转移的难易程度。 与链增长反应速率常数
【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。
10.聚合度变小的化学反应
【答案】聚合度变小的化学反应是聚合物发生降解(热降解、化学降解等)使聚合物的聚合度变小的化学反应。
二、问答题
11.高分子链结构形状有几种?它们的物理、化学性质有什么特点?
【答案】(1)高分子链的形状主要有线型,支链型和体型三种。
(2)物理、化学性质特点:线型和支链型高分子靠范德华力聚集在一起,分子间力较弱,宏观物理性质表现为密度小、强度低,形成的聚合物具有热塑性,加热可熔融,在适当溶剂中可溶解. 其中支链型高分子由于支链的存在使分子间距离较线型要大,故结晶度、密度和强度等都比线型要低,而溶解性能更好,其中对结晶度的影响最为显著。
体型高分子分子链间形成化学键,其硬度和机械强度大为提高。其中交联程度低的具有韧性和弹性,加热可软化但不熔融,在溶剂中可溶胀但不溶解。交联程度高的加热不软化,在溶剂中不溶解。
12.简要解释下列名词,并指出它们之间的异同点。
(1)①本体聚合;②气相聚合;③固相聚合;④熔融缩聚。
(2)①悬浮聚合;②乳液聚合;③界面缩聚。
(3)①溶液聚合;②淤浆聚合;③均相聚合;④沉淀聚合。
【答案】(1)①不加任何其他介质(如溶剂、稀释剂或分散介质),仅是单体在引发剂、热、光或辐射源作用下引发的聚合反应,称做本体聚合。
②只用极少量稀释剂作催化剂的分散介质,并在单体沸点以上的温度下聚合,称为气相聚合。例如丙烯以Ti
系载体催化剂于
体催化剂上的本体聚合。
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压力下的聚合。这种聚合实际上是气相单体在固
③固体(或晶相)单体在其熔点以下发生的聚合反应,或是在单体熔点以上但在形成的聚合物的熔融温度以下进行的聚合反应,称固相聚合。前者是“真正”的固相聚合,实质上它也是不添加其他介质的本体聚合。
④聚合温度不仅高于参与聚合的单体的熔点,
而且还常比形成的聚合物的熔融温度高出
整个聚合体系始终处于熔融状态,称熔融聚合;由于它常是固体的官能单体的缩聚,故
常称熔融缩聚。这种聚合除有时加入少量催化剂外,一般均不加任何稀释介质,所以实质上它也是本体聚合。
(2)①借助机械搅拌和悬浮剂的作用,
使油溶性单体以小液滴(直径
介质中,形成稳定的悬浮体进行聚合,称悬浮聚合。
②借助机械搅拌和乳化剂的作用,
使单体分散在水或非水介质中形成稳定的乳液(粒子直径
)并加入少量引发剂而聚合的反应,称乳液聚合。它在形式上和悬浮聚合同属非均相聚合体系,但是由于乳液聚合有胶束存在,使其聚合机理和聚合反应特征均和悬浮聚合显著不同。
③两种单体分别溶于互不相溶的溶剂中,随后把两种单体溶液倒在一起,在两相界面上发生的快速缩聚反应称界面缩聚。其特点是:使用活泼单体,反应速度极快;两单体的配比和纯度要求不甚严格;大都是不可逆反应(区别于平衡缩聚);缩聚反应可在静止的界面上,也可在搅拌下进行。它也是非均相聚合体系,但聚合场所既不是在悬浮小液滴(悬浮聚合),也不是在胶束中(乳液聚合),而是在互不相溶的两相界面上发生。
(3)①单体和引发剂溶于适当溶剂中进行的聚合反应。大多数情况下,生成的聚合物也溶于同一溶剂,整个聚合过程呈均相溶液。
②催化剂(引发剂)和形成的聚合物均不溶于单体和溶剂(稀释剂)的聚合反应。由于催化剂在稀释剂中呈分散体,形成的聚合物也呈细分散体析出,整个聚合体系呈淤浆状,故专称淤浆聚合。由于聚合时使用了溶剂(或稀释剂),一般也常归入溶液聚合范畴。
③单体、引发剂和形成的聚合物均溶于同一溶剂的聚合反应;或引发剂和形成的聚合物均溶于单体的本体聚合或熔融缩聚反应,聚合体系始终为均相者,均称做均相聚合。
④生成的聚合物不溶于单体和溶剂,在聚合过程中形成的聚合物不断沉淀析出的聚合反应,称沉淀聚合。将丙烯腈溶于水中(或分散在水中),
加入水溶性氧化还原引发剂
体系进行聚合,生成的聚丙烯腈不断从水相中析出,常专称丙烯腈的水相沉淀聚合。
13.试简要说明共聚物分子链中,序列、序列长度和序列分布的含义。
【答案】序列系指共聚物大分子中,各单体单元的排列顺序。序列长度是指由一种单体单元组成的链段的长度。不同长度的各种序列之间的相对比例称为共聚物的序列分布。
根据概率的方法可推出序列分布函数。如:形成含有n
个
其中
将是
形成
的概率单体单元的序列的概率为:
是
形成的概率。
)悬浮在水的速率方程代入,得
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