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2017年福州大学材料科学与工程学院846材料科学基础之高分子化学考研冲刺密押题

  摘要

一、名词解释

1. 合成橡胶

【答案】合成橡胶是以高分子化合物为基材,填加助剂(如硫化剂、硫化促进剂、填料和抗

,经塑炼所制成的具有高弹性的高分子材料。 氧剂等)

2. 半衰期

【答案】半衰期是指引发剂分解至起始浓度一半时所需的时间。引发剂的半衰期越短,则引发剂的活性越高。

3. 结构单元

【答案】结构单元是重复单元中包括的更小的、不能再分的结构单位。

4. 高分子效应、硫化反应、无规断链反应、自降解型高分子、绿色高分子

【答案】(1)高分子效应:聚合物本身的结构对其化学反应性能的影响称为高分子效应。这个效应是由高分子链节之间的不可忽略的相互作用引起的。

(2)硫化反应:含有双键的弹性体在商业上多用硫或含硫有机化合物交联,因此橡胶工艺中硫化和交联是同义词。

(3)无规断链反应:有的聚合物(如聚乙烯)受热时,主链任何处都可能断裂,相对分子质量迅速下降,但单体产率很低,称为无规断链反应。

(4)自降解型高分子:分为生物降解和光降解两类。前者易被自然界中的微生物或动植物体内的酶分解或代谢,后者能被光(主要是紫外光)分解,是环境友好材料。

(5)绿色高分子:包括高分子本身与如何应用及处理两个方面,具体是指高分子的绿色合成和绿色高分子材料的合成与应用,前者是指高分子合成的无害化以及对环境的友好,后者是指可降解高分子材料的合成与应用以及环境稳定高分子材料的回收与循环使用。

5. 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。

6. 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。

二、问答题

7. 根据表1所列的数据,试计算聚氯乙烯、聚苯乙烯、涤纶、尼龙-66、聚丁二烯及天然橡胶的聚合度。根据这六种聚合物的相对分子质量和聚合度数据来看塑料、纤维和橡胶有什么差别?

1

【答案】

2

根据以上数据,纤维(涤纶、尼龙-66)相对分子质量最小,约为10000~20000。橡胶(聚丁二烯、天然橡胶)最大,一般在200000以上。塑料(聚氯乙烯、聚苯乙烯)居中。橡胶多为聚二烯烃类化合物,分子的柔性大,分子间作用力小,而纤维常为有氢键作用或结晶性聚合物,而塑料的相对分子质量和分子间作用力居二者之间。

8. 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

型系高效催化剂。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。

9. 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。

10.根据共聚物的命名原则,共聚物名称中不同单体的先后顺序是怎样规定的?

【答案】对于无规共聚物,含量多的单体名称在前,含量少的单体名称在后。对于嵌段共聚物,先加入的单体名称在前,后加人的单体名称在后。对于接枝共聚物,构成大分子主链的单体名称在前,构成支链的单体名称在后。

11.写出下列常用引发剂的分子式和分解反应式:(1)偶氮二异庚腈;(2)过氧化十二酰;(3)过氧化二碳酸二环己酯;(4)异丙苯过氧化氢;(5)过硫酸钾-亚硫酸氢钠;(6)过氧化氢-亚铁盐;(7)过氧化二苯甲酰-二甲基苯胺。

请说明这些引发剂的引发活性和使用场合。

【答案】(1)偶氮二异庚腈