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2017年东华大学化学化工与生物工程学院818高分子物理及化学考研强化模拟题

  摘要

一、名词解释

1. 配位聚合

【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(

合本质上是单体对增长链Mt-R 键的插入反应,所以又称为插入聚合。

2. 阳离子聚合

【答案】阳离子聚合是增长活性中心为带正电荷的阳离子的连锁聚合。

3. 重复单元

【答案】重复单元又称链节,是聚合物中化学组成相同的最小单位,是构成高分子链并决定高分子以一定方式连接起来的原子组合。如聚氯乙烯

4. 环缩醛

【答案】环缩醛是在环中含有

5. 转化率

【答案】转化率是参加反应的单体分子数与初始投料单体分子数之比。

6. 聚合物的侧链断裂

【答案】聚合物的侧链断裂是指聚氯乙烯和聚偏二氯乙烯加热时易着色,起初变黄,然后变棕,最后变为暗棕或黑色,同时有氯化氢放出的热降解过程,这一过程是链锁反应,连续脱氯化氢的结果使分子链形成大π键或交联。

7. 阻聚作用

【答案】阻聚作用是指某些物质能与初级自由基和链自由基作用生成非自由基物质,或生成不能再引发单体的低活性自由基,使聚合速率为0的作用。

8. 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。

基团的环状化合物。 其重复单元为 )的配位络合物,随后单体分子插入过渡金属(Mt )—碳(C )链中增长形成大分子的聚合过程。这种聚

二、问答题

9. 试讨论二元共聚物组成微分方程的适用范围。

【答案】二元共聚物组成的微分方程是

该方程是在以下假设条件下推导出来的:

(1)活性链的活性与链长无关;

(2)活性链的活性仅决定于末端单元结构;

(3)聚合反应为不可逆;

(4)共聚物聚合度很大,引发和终止对共聚物组成无影响;

(5)两种活性链端相互转变的速率相等。

满足以上假设条件的二元共聚反应可用上述共聚物组成微分方程计算投料组成和瞬间形成的共聚物组成之间的关系。除自由基聚合外,如果阴离子或阳离子共聚反应也按照推导该方程时所

,则上述共聚物组成微分方程对假设的反应机理进行,即体系中只有两种活性种(不是多活性种)

这类共聚亦适用。但是,对于有解聚的二元共聚、有前末端效应的二元共聚以及多活性种的二元共聚,该方程是不适用的。

应该强调指出的是,这个方程仅反映了单体组成与瞬间形成的共聚物组成之间的关系。通常所说的本方程仅适用于低转化率就是指这个含义。这是因为两单体的竞聚率不同,随着共聚反应的进行,单体配料比不断发生变化,只有低转化率时所得的共聚物组成才近似与起始投料组成相对应。高转化率时,未反应单体组成与瞬间共聚物组成之间的关系也可以用这个方程来计算,但需用积分式。

10.已知下列四个单体对分别进行自由基聚合,它们的竞聚率如下:①苯乙烯

酐②偏二氯乙烯甲基丙烯酸甲酯

④乙酸乙烯酯

哪一对单体对存在恒比共聚点?试求恒比共聚点的共聚物组成

之比恒。

【答案】(1)①的共聚物组成曲线为一条对角线;

②的曲线为

线附近先下后上的S 形曲线,曲线与对角线的交点是恒比点。

(2)③和④存在恒比共聚点。对于③,

同理,对于④,得

顺丁烯二酸

③乙烯试简要回答,(1)根据上述单体对的竞聚率,粗略地画出四个单体对的共聚组成曲线;(2)并计算在该点时两单体对分子的一条水平横线;③的曲线为在对角线附近先上后下的反S 形曲线,曲线与对角线的交点是恒比点;④的曲线为在对角

11.工业生产的聚乙烯有几种?它们分别是由何种引发剂体系生产的?依据什么标准来划分聚乙烯种类?

【答案】工业生产的聚乙烯有4种:高压法低密度聚乙烯

低压或中压法高密度聚乙烯密度聚乙

系高效催化剂。常依据催化剂为系或引发剂为催化剂;线性低系高效催化剂;超高分子量聚乙

烯的密度来划分。

12.何谓离子交换树脂?主要有几种类型?如何制备强酸型阳离子交换树脂和强碱型阴离子交换树脂?

【答案】(1)离子交换树脂是指具有反应性基团的轻度交联的体型无规聚合物,利用其反应性基团实现离子交换反应的一种高分子试剂。

(2)离子交换树脂有强酸型、弱酸型、强碱型和弱碱型四种类型;

(3)合成离子交换树脂首先用苯乙烯和少量对二烯基苯采用悬浮共聚合,合成轻度交联的体

,再利用聚合物的化学反应制备强酸型或强碱型离子交换树脂。 型无规聚苯乙烯(母体)

13.为什么阳离子聚合反应一般需要有很低温度下进行才能得到高相对分子质量的聚合物?

【答案】因为阳离子聚合的活性种一般为碳阳离子。碳阳离子很活泼,极易发生重排和链转

移反应。向单体的链转移常数比自由基聚合大得多。为了减少链转移反应的发生,提高聚合物的相对分子质量,所以阳离子反应一般需在很低的温度下进行。

14.氯乙烯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯聚合时,都存在自动加速现象,三者有何差别?氯乙烯悬浮聚合时,选用半衰期适当(如解释其原因。

【答案】氯乙烯聚合体系为沉淀聚合体系。聚氯乙烯在氯乙烯中虽不溶解,但能溶胀,活性中心包裹不深,加之生成聚氯乙烯大分子的主要方式是氯乙烯链自由基向氯乙烯单体的转移反应, 所以自动加速现象比一般的沉淀聚合体系来得晚。选用半衰期适当的引发剂或复合引发剂接近匀速反应的原因是自动加速的速率和正常聚合速率的衰减正好互补。苯乙烯、甲基丙烯酸聚合体系为均相聚合体系,但由于单体对聚合物溶解性能不同,聚合过程中,自动加速现象出现的早晚和表现程度各不相同。苯乙烯是聚苯乙烯的良溶剂,长链自由基在其中处于比较伸展的状态,转化率达30%才出现自动加速现象。甲基丙烯酸甲酯是聚甲基丙烯酸甲酯的不良溶剂,长链自由基在其中有一定的卷曲,转化率到

即出现自动加速现象。 为)的引发剂或复合引发剂,基本上接近匀速反应,

三、计算题

15.已知己二酸和己二胺的缩聚平衡常数设两种单体的物质的量比为1:1,要制得数均聚合度为300的尼龙-66,则体系残留的水分应控制在多少?

【答案】由题意知,这是一个不断移走小分子副产物的体系。若起始两单体浓度相同,并假