2017年上海市培养单位上海硅酸盐研究所822高分子化学与物理之高分子化学考研导师圈点必考题汇编
● 摘要
一、填空题
1. 可按阴离子聚合的单体有_____和_____等。
【答案】偏二氰基乙烯;硝基乙烯
2. 线型缩聚的核心问题是; 体型缩聚的关键问题是_____。所有缩聚反应共有的特征是_____。
【答案】相对分子质量的影响因素和控制;凝胶点的控制;逐步特性
3. 可以按自由基聚合的单体有_____、_____、_____和_____等。
【答案】乙烯;氯乙烯;醋酸乙烯;甲基丙烯酸甲酯
4. 聚合物的三次结构有_____和_____两种。
【答案】无定型聚合物;结晶聚合物
5. 线型缩聚的主要实施方法有_____、_____、_____和_____四种,其中______必须采用高活性单体。
【答案】熔融缩聚;溶液缩聚;界面缩聚;固相缩聚;界面聚合
6. 自由基聚合的特征是_____、_____、______。
【答案】慢引发;快増长;速终止
7. 聚合物的化学反应中,聚合度变小的化学反应有_____、_____、_____和_____四类。
【答案】化学降解;机械降解;热降解;聚合物的老化
8. 在离子聚合中,活性中心离子近旁存在反离子,它们之间的结合随溶剂和温度的不同,可以是_____、_____、_____、_____四种结合形式,并处于平衡之中。自由离子数目_____,聚合速率_____。
【答案】共价键;紧离子对;松离子对;自由离子;增多;增大
9. 自由基聚合过程中出现自动加速现象是由于_____,而离子聚合过程中没有自动加速现象出现,这是由于_____。
【答案】体系黏度增大,减小而
基终止
第 2 页,共 37 页 几乎不变,相对提高了同种电荷相互排斥,不存在双
10.如果工业上要求在较低的聚合温度下生产相对分子质量很高的聚合物,应选择的聚合方式是_____。
【答案】乳液聚合
二、问答题
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.悬浮聚合应采用何种类型的引发剂? 乳液聚合应采用何种类型的引发剂?
【答案】悬浮聚合使用的是油溶性引发剂;乳液聚合使用的是水溶性引发剂。
13.橡胶为什么要经过塑炼后再进一步加工?
【答案】由于橡胶相对分子质量通常很大,为了使它易与配合剂混合均匀及便于后序成型加工,所以要先进行塑炼以达到降低相对分子质量提高塑料的目的。
14.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)
15.影响聚合物化学反应的因素有哪些?试举例逐一说明。
【答案】(1)化学因素有:
邻近基团位阻的影响:当聚合物分子链上参加化学反应的基团邻近的是体积较大的基团时,往往会由于位阻效应而使低分子反应物难于接近反应部位从而无法进行反应。典型的例子是聚乙烯醇的三苯乙酰化反应,只能达到的转化率。
邻近基团的静电效应:当聚合物化学反应涉及酸碱催化过程,或者有离子态反应物参与反应,或者有离子态基团生成时,在化学反应进行到后期,未反应基团的进一步反应往往会受到邻近带电荷基团的静电作用而改变速率。凡有利于形成五元或六元环状中间体的,邻近基团都有加速作用。如果化学试剂与反应后的基团所带电荷相同,则静电相斥,将使反应速率降低,基团的转化程度也低于100%。典型例子是甲基丙烯酸酯类的水解反应,水解反应一旦开始,则已经水解生成的羧基负离子与邻近未水解酯基上带部分正电荷的羰基由于相反电荷的吸引而容易靠近,形成六元环酐,再开环成羧基,而非由羟基直接水解。这一过程有利于羰基上羟基的离去而完成水解过程。
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构型的影响:例如,甲基丙烯酸甲酯的水解反应,全同立构聚甲基丙烯酸甲酯的甲基处于主链平面的同一侧,已经水解生成的羧基对邻近酯基具有催化作用,水解反应速率越来越快;间同立构聚甲基丙烯酸甲酯的酯基交替处于主链平面的两侧,已经水解的反应速率也越来越慢;无规聚甲基丙烯酸甲酯的水解反应速率则介于全同立构物和间同立构物之问。
基团的隔离作用或“孤立化”、“概率效应”:在聚合物化学反应中,如果参加反应的聚合物官能团必须是两个或两个以上,而当反应进行到后期时,一个官能团的周围可能已经没有能够与之协同反应的第二个官能团,则这个官能团就好像被“隔离”或“孤立”起来而无法继续进行反应,最高转化程度因而受到限制。典型例子是聚乙烯醇的缩甲醛反应。通常聚乙烯醇的缩甲醛化程度只能达到有的羟基被孤立化。
(2)物理因素有:
聚合物聚集态的影响:例如,高度结晶的聚乙烯很难进行化学反应。
相容性的影响:例如,聚乙烯醇的缩甲醛反应,反应物聚乙烯醇亲水性良好,而聚乙烯醇缩甲醛(维尼纶)的亲水性很差,必须选择既有较好亲水性,又有一定亲油性的混合溶剂一一水和甲醇。
温度:一般升高温度使反应速率提高,但温度太高可能导致不期望的氧化、裂解等副反应发生。
16.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
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