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2017年福州大学化学化工学院822高分子化学与物理考研强化模拟题

  摘要

一、名词解释

1. 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;

应的倾向完全相同。

2. 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

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

示不能自聚。为理想共聚,

3. 全同聚合指数

同立构+无规)的分数。

4. 最高聚合温度

【答案】最高聚合温度是指单体合成聚合物的过程中的极限温度。

5. 聚合物的无规降解

【答案】聚合物的无规降解是指聚合物在热的作用下,大分子链发生任意断裂,使聚合度降低,形成低聚体,但单体收率很低(一般小于

6. 动力学链长

)的热降解。 表示自聚倾向比共聚大;为嵌段共聚。 表示共聚倾向大于自聚;r=0表为一般理想共聚,表明不论何种链自由基与单体Ml 及M2反应时,反【答案】全同聚合指数是一种立构规整度的表示方法,它是指全同立构聚合物占总聚合物(全【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。

二、问答题

7. 为什么在制备高压聚乙烯时常加入微量氧,而当用乳液聚合或悬浮聚合法生产聚氯乙烯时,先要用氮气赶走反应釜中的空气?

【答案】前者氧是引发剂,后者氧是阻聚剂。

8. 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。

9. 以为引发剂,分别以硝基甲烷和四氢呋喃为溶剂,在相同条件下使异戊二烯聚合。

中在

大得多。中溶剂的电子给予指数越大,越在硝基甲烷中主要是紧判断在不同溶剂中聚合速度的大小顺序,并说明其原因。 【答案】聚合反应速度的大小顺序为:

在大。四氢呋喃的电子给予指数由离子>松对>紧对,所以以比硝基甲烷的易使活性种的反离子溶剂化。随反离子溶剂化程度的增大,则松对甚至自由离子活性种的浓度增对;在四氢呋喃中主要是松对,还有少量自由离子。不同形式的活性种和单体的反应能力是:自为引发剂时,异戊二烯在四氢呋喃中的聚合速度比在硝基甲烷中的大。

10.写出五节环醚一四氢呋喃的开环聚合有关聚合反应方程式。

【答案】四氢呋喃

了直接加入引发剂外,

为五节环醚。五节环醚的开环聚合都是按照阳离子机理进行的。除还可以发生电解开环聚合。电解开环聚合是在电解中形成阳离子引发

的开环聚合都为平衡聚合反应。选择适宜的引发剂可进行

酸、三苯

等)引发聚合,一般所得的阳离子开环聚合的引发剂较多,主要有质子酸、|的聚合过程,在所有温度下

,活性聚合,形成活性聚合物。甲烷正碳离子和氧离子等。用质子酸(如为仲离子,仲离子再与单体反应进行链增长:

聚合物相对分子质量不太高。质子酸的引发反应是首先质子酸与单体形成氢键配合物,然后转变

经链引发,链增长形成仲离子活性增长链,

羟基聚四氢呋喃,其为聚醚型聚氨酯的原料:

作终止剂,使链末端为羟基,形成端

11.传统自由基聚合难以成为“活性”/可控聚合的原因是什么?

【答案】传统自由基聚合自由基的浓度大,活性高,容易发生链终止和链转移,故难成为“活性”/可控聚合。

12.用简洁的语言说明下列术语:

(1)高分子;(2)单体;(3)(高分子)主链;(4)侧链或侧基;(5)(结构)重复单元;(6)链节;(7)结构单元;(8)单体单元;(9)聚合度。

【答案】(1)高分子:通常将相对分子质量大于10000的化合物称为高分子。狭义的高分子

指有一定重复单元的合成产物,广义的高分子也包括天然大分子和无一定重复单元的复杂大分子。

(2)单体:通常将生成高分子的小分子原料称为单体。

(3)主链:是构成高分子骨架结构,以化学键结合的原子集合。最常见的是碳链,偶尔有非碳原子(如0、N 、S 等原子)杂入。

(4)侧链或侧基:是连接在主链原子上的原子或原子集合,又称支链。支链可以较小,称为侧基;可以较大,称为侧链(往往也是由某种单体聚合而成)。

(5)(结构)重复单元:是大分子链上化学组成和结构均可重复的最小单位,简称重复单元。

(6)链节:在高分子物理中常把结构重复单元称为“链节”,高分子的结构式常用n 表示链节的数目,即

(7)结构单元:是由一种单体分子通过聚合反应而进入聚合物重复单元的那一部分。

(8)单体单元:是与单体的化学组成完全相同、只是化学结构不同的结构单元。

(9)聚合度聚合物分子中,结构单元的数目称为聚合度。

13.界面缩聚体系的基本组分有哪些?对单体有何要求?水相通常为碱性,原因何在?聚合速率是化学控制还是扩散控制?试举出几种利用界面缩聚法进行工业生产的聚合物品种。

【答案】界面缩聚体系的基本组分有:

互不相溶的两种溶剂例如水和两种带活泼官能

,分别溶于溶剂中,有时还加入表面活性剂(如季铵盐)团的单体(通常为二元胺和二酰氯)。

所用单体必须是高活性的含活泼反应基团的双官能化合物,例如含活泼氢的二元胺或双酚A 与含活泼氯的己二酰氯或光气(C1-C0C1)等。

水相为碱性是为了中和缩聚生成的HC1。从这个意义上说,碱性可提高缩聚速率,使缩聚成为不可逆反应。

由于含活泼H 官能团和酰氯之间的反应极快,故聚合速度主要取决于二胺和二酰氯扩散至两

,为了促进单体在溶剂中的扩散,缩聚反应相界面的扩散速率,因而界面缩聚属扩散控制(物理)

常在搅拌下进行;如果要边缩聚边成膜,则缩聚也可在“静止”的界面上进行。

利用界面缩聚进行生产的品种有聚碳酸酯、聚酰胺、聚苯酯和新型的聚间苯二甲酰间苯二胺纤维等。