2017年南开大学生命科学学院高分子化学与物理之高分子化学复试实战预测五套卷
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2017年南开大学生命科学学院高分子化学与物理之高分子化学复试实战预测五套卷（一） . .... 2
2017年南开大学生命科学学院高分子化学与物理之高分子化学复试实战预测五套卷（二） . .... 7
2017年南开大学生命科学学院高分子化学与物理之高分子化学复试实战预测五套卷（三） . .. 13
2017年南开大学生命科学学院高分子化学与物理之高分子化学复试实战预测五套卷（四） . .. 18
2017年南开大学生命科学学院高分子化学与物理之高分子化学复试实战预测五套卷（五） . .. 27
一、问答题
1． 分别叙述进行阴、阳离子聚合时，控制聚合反应速度和聚合物相对分子质量的主要方法。
【答案】进行离子聚合时，一般多采用改变聚合反应温度或改变溶剂极性的方法来控制聚合反应速度。
阴离子聚合一般为无终止聚合，所以通过引发剂的用量可调节聚合物的相对分子质量。有时也可加入链转移剂（例如甲苯）来调节聚合物的相对分子质量。
阳离子聚合极易发生链转移反应。链转移反应是影响聚合物分子量的主要因素，而聚合反应温度对链转移反应的影响很大。所以一般通过控制聚合反应温度来控制聚合物的相对分子质量。有时也通过加入链转移剂来控制聚合物的相对分子质量。
2． 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
；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，溶剂电常数越大，极性越强）
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。
（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。
3． 何谓相对分子质量的多分散性？如何表示聚合物相对分子质量的多分散性？试分析聚合物相对分子质量多分散性存在的原因。
【答案】（1）聚合物是相对分子质量不等的同系物的混合物，其相对分子质量或聚合度是一平均值。这种相对分子质量的不均一性称为相对分子质量的多分散性。
（2）多分散性的表示：
相对分子质量多分散性可以用重均分子量和数均分子量的比值来表示。这一比值称为多分散指数，其符号为HI 。即
.
量的多分散程度越大。
相对分子质量多分散性更确切的表示方法可用相对分子质量分布曲线表示。以相对分子质量为横坐标，以所含各种分子的质量或数量百分数为纵坐标，即得相对分子质量的质量或数量分布曲线。相对分子质量分布的宽窄将直接影响聚合物的加工和物理性能。
（3）聚合物相对分子质量多分散性产生的原因主要由聚合物形成过程的统计特性所决定。
4． 乳液聚合丁苯橡胶有冷（胶）热（胶）之分。试分别列举一种引发剂体系和聚合条件。单体转化率通常控制在60%左右，为什么？聚合时如何调节聚合物颗粒的大小？
【答案】（1）热法丁苯：引发剂为冷法丁苯：引发剂体系为（2）转化率控制在左右的主要原因是： 聚合温度为聚合温度为 分子量均一的聚合物其HI 为1。HI 越大则聚合物相对分子质
①转化率再高，由于丁苯分子链的烯丙基氢发生链转移，产生支化或凝胶，导致质量变劣； ②由于丁二烯的共聚活性远大于苯乙烯，随着转化率的提高，体系中剩余的苯乙烯相对增多，导致结合苯乙烯含量增大，甚至形成长序列苯乙烯嵌段，使橡胶的弹性和力学性能下降； ③转化率后，由于单体浓度减少导致聚合速率降低。再延长时间提高转化率，致使生产效率大大降低；同时支化和胶也较严重。
（3）増大聚合物颗粒尺寸的措施有：
①降低乳化剂的用量，但不能低于临界胶束浓度；
②提高单体浓度，但单体（油相）与水相之比一般不大于1;
； ③适当降低聚合温度，但一般不能低于引发剂的分解温度（或产生自由基的最低温度）
④添加化学附聚剂（如聚环氧乙烷等）或将胶乳冷冻、或加压附聚均可使胶乳粒粒径增大。
5． 何谓聚合物相对分子质量的多分散性？
【答案】对于一个纯的无机化合物和有机化合物，其中任何一个分子不仅具有相同的化学组成，而且具有相同的相对分子质量。聚合物则不然，即使对于一个纯粹的聚合物，它也是由化学
组成相同而相对分子质量不等的同一系列的聚合物的混合物所构成，这就是所谓聚合物的相对分子质量的多分散性。通常所说的聚合物的平均相对分子质量具有统计平均的意义。
6． 聚合物有哪些命名法？最常用的是哪几种？
，均为常【答案】聚合物有5种命名法。其中前4种命名法为通俗命名法（或称习惯命名法）
用命名法，只有IUPAC （国际纯粹与应用化学联合会）系统命名法不常用，一般用于新聚合物的命名和学术交流。
（1）“聚”+“单体名称”命名法：限用于加聚物，如聚氯乙烯、聚乙烯等。注意：聚乙烯醇中的“乙烯醇”只是假想的单体。
（2）“单体名称”+“共聚物”命名法：限用于加聚共聚物，如苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物。
（3）“单体简称+聚合物用途或物性类别”命名法：加聚物和缩聚物，如苯乙烯树脂、聚苯乙烯树脂、酚醛树脂、丁苯橡胶、氯丁橡胶、涤纶、腈纶、尼龙-610（碳原子数的排列顺序按照“胺前酸后”的次序）。
（4）化学结构类别命名法：如聚酯、聚酰胺、聚氨酯、聚碳酸酯。
（5）IUPAC 系统命名法：以重复单元为基础的系统命名法。首先确定重复单元结构，然后排好重复单元中次级单元的顺序，再给重复单元命名，最后在重复单元前加一“聚”字。
二、计算题
7． 比较自由基聚合、阴离子聚合、阳离子聚合和线型缩聚中影响聚合度的主要因素。
【答案】自由基聚合：单体浓度、单体纯度、引发剂浓度、聚合反应温度、实施方法等；阴离子聚合：单体浓度、引发剂浓度；阳离子聚合：链转移反应；线型缩聚：反应程度、平衡常数、官能团物质的量系数。
8． 推导凝胶点公式，并计算丙三醇和邻苯二甲酸等物质的量反应时的Pc 。
【答案】设体系中混合单体起始分子数为则凝胶点以前的官能团反应数为则起始官能团数为令t 时大分子总数为N , 系数2代表1个分子有2个官能团反应成键。反应程度p 为官能团参加反应部分的分数，或任一官能团的反应概率，可由到t 时参加反应的官能团数除以起始官能团数求得：点时，考虑因为聚合度代人上式得对于丙三醇和凝胶邻苯二甲酸
，为无穷大，则凝胶点时的临界反应程度
9． 己内酰胺在封管内进行开环聚合。按lmol 己内酰胺计，加有测得产物的端羧基为【答案】
水、乙酸，端氨基从端基数据计算数均相对分子质量。
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