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2017年江苏省培养单位苏州纳米技术与纳米仿生研究所822高分子化学与物理之高分子化学考研题库

  摘要

一、名词解释

1. 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。

2. 悬浮聚合

【答案】悬浮聚合是单体小液滴悬浮在水中的聚合方法,悬浮聚合体系一般由单体、水、油溶性引发剂、分散剂四个基本组分构成。

3. 环缩醛

【答案】环缩醛是在环中含有

4. 光学异构、几何异构和构象异

【答案】分子式相同,但是原子互相联结的方式和顺序不同,或原子在空间的排布方式不同的化合物叫做异构体。异构体有两类:一是因结构不同而造成的异构现象叫结构异构(或称同分

;异构)二是由于原子或原子团的立体排布不同而导致的异构现象称为立体异构。根据导致立体异构的因素不同,立体异构又分为:光学异构,即分子中含有手性原子(如手性,使物体与其)

镜像不能叠合,从而使之有不同的旋光性,这种空间排布不同的对映体称为光学异构体;几何异构(或称顺、反异构)是指分子中存在双键或环,使某些原子在空间的位置不同,从而导致立体

;光学异构和几何异构均为构型异构。结构不同(例如聚丁二烯中丁二烯单元的顺式和反式构型)

除非化学键断裂,这两种构型是不能相互转化的。构象异构:围绕单键旋转而产生的分子在空间上不同的排列形式叫做构象。由单键内旋转造成的立体异构现象叫构象异构。和构型一样,构象也是表示分子中原子在空间的排布形式,不同的是构象可以通过单键的内旋转而互相转变。各种异构体一般不能分离开来,但当围绕单键的旋转受阻时也可以分离。

5. 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。

6. 交替共聚物

【答案】交替共聚物是大分子链中两种单体单元严格相间排列的共聚物。

基团的环状化合物。

二、问答题

7. 什么叫等规(全同立构)、间规(间同立构)和无规聚合物?

【答案】将聚合物大分子主链(碳链)拉成锯齿型放在一平面内,若取代基完全处于平面一侧,即由相同构型链节连接而成的聚合物称为等规聚合物(全同立体异构体)。

若取代基严格相间处于该平面两侧,即由相间构型链节连接而成的聚合物称为间规聚合物(间同立体异构体)。

若取代基毫无规律地处于平面两侧,即链节无规则连接而成的聚合物称无规聚合物。

8. 何谓异构化聚合?举例说明产生异构化聚合的原因。

【答案】在链增长过程中伴有分子内重排的聚合反应常称异构化聚合。

阳离子聚合易发生重排反应。重排反应常通过电子、键、原子或原子团的转移进行。重排反应的推动力是:活性离子总是倾向于生成热力学稳定的结构。碳阳离子稳定性顺序是:伯碳阳离子<仲碳阳离子<叔碳阳离子。例如在3-甲基-1-丁烯的聚合过程中(催化剂为溶剂为氯乙烷)伴随有仲碳阳离子异构化为叔碳阳离子的反应,形成的聚合产物含有两种结构单元即

9. 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。

10.试以氯乙烯悬浮聚合、苯乙烯本体聚合和丁二烯乳液聚合为例,讨论在自由基聚合反应中,调节分子量的措施分别有哪些?

【答案】氯乙烯悬浮聚合:没有溶剂,引发剂的转移可忽略不计,因此聚氯乙烯的平均聚合度基本由CM 决定。CM 的大小仅取决于聚合温度,通过改变聚合温度调节分子量,温度高分子量小;苯乙烯本体聚合:

在以下进行本体聚合,采用引发剂引发,分子量主要靠温度和引发

分子量降低一倍。 剂浓度来调节。热聚合时,温度升高,生成的活性中心的数目增加,反应加快,同时链转移反应增加,主要靠温度调节分子量,实际上,温度每升高

节分子量。

丁二烯乳液聚合:反应速度快,聚合物分子量大,一般是加入链转移剂如十二烷基硫醇来调

11.确定某单体聚合是否具备活性聚合特征,需用哪些实验方法和数据?

【答案】(1)用测定聚合物端基是否存在引发剂残基;

(2)用合成实验并随时测定聚合物的数均分子量是否随单体转化率的提高而呈线性增长;或是在第一种单体完全转化后,再加入第二种单体,观察其是否能继续增长形成嵌段共聚物;

(3)用凝胶渗透色谱(GPC )测定聚合物的相对分子质量是否随转化率的提高而呈线性增长;所得聚合物的相对分子质量分布是否接近Poisson 分布。

12.简述乳液聚合中单体、引发剂和乳化剂的所在场所,引发、增长和终止的场所和特征,胶束、乳胶粒、单体液滴和速率的变化规律。

【答案】(1)大部分单体分散成液滴,胶束内增溶有单体,形成增溶胶束,极少量的单体溶于溶剂中;引发剂溶于溶剂中;大部分乳化剂形成胶束,单体液滴表面吸附少量乳化剂,极少量乳化剂溶于溶剂水,大部分引发剂溶于溶剂中。

(2)单体难溶于水并选用水溶性引发剂的经典体系属于胶束成核,引发剂在水中分解成初级自由基后,引发溶于水中微量单体,增长成短链自由基,胶束捕捉水相中的初级自由基和短链自由基。自由基一旦进入胶束,就引发其中单体聚合,形成活性种。初期的单体-聚合物乳胶粒体积较小,只能容纳一个自由基。由于胶束表面乳化剂的保护作用,乳胶粒内的自由基寿命较长,允许较长时间的增长,等水相中另一自由基扩散入乳胶粒内,双基终止,第三个自由基进入胶粒后,又引发聚合。第四个自由基进入,再终止。如此反复进行下去。但当乳胶粒足够大时,也可能容纳几个自由基,同时引发增长。

(3)乳液聚合过程一般分为三个阶段:第一阶段为增速期,胶束不断减少,乳胶粒不断增加,速率相应増加。单体液滴数不变,体积不断缩小。第二阶段为恒速期,胶束消失,乳胶粒数恒定,乳胶粒不断长大,聚合速率恒定,单体液滴数不断减少。第三阶段为降速期,体系中无单体液滴,聚合速率随胶粒内单体浓度降低而降低。

13.立构规整聚丁二烯有几种?它们分别由何种催化剂合成?

【答案】有四种即顺

(可用

系催化剂)合成。

14.什么是恒比点?

【答案】某瞬时共聚物中,结构单元点。

的含量与单体混合物中单体含量相等的点称为恒比(可

采用,催化剂)间同系

系,反式催化剂)(可用系或和全同三、计算题

15.讨论并比较线形缩聚反应、自由基聚合反应所得聚合物的多分散系数(

【答案】线形缩聚中,如P 为某给定官能团的反应程度,用概率法得

)。